[发明专利]一种电机驱动的预压涡轮泵水力试验装置

说明书

本发明公开了一种电机驱动的预压涡轮泵水力试验装置，主要解决了现有预压涡轮泵汽蚀特性难以获得，无法实现大功率预压涡轮泵额定转速的地面水力试验要求的技术问题。本装置主要包括泵架组件，所述泵架组件包括第二传动轴、环形导流装置、第一传动轴、支撑组件和密封组件；支撑组件包括第一轴承和第二轴承；密封组件包括第一密封组件和第二密封组件；第一轴承、第一密封组件、第二轴承、第二密封组件由内至外依次设置在环形导流装置的内凹端面和第一传动轴之间；第二传动轴和第一传动轴的内端同轴连接；第一传动轴的外端与电机同轴连接。泵架组件一端通过紧固螺栓与预压涡轮泵产品固定连接，另一端与电机旋转轴式端面密封连接。

技术领域

本发明属于流体机械领域，尤其涉及一种电机驱动的预压涡轮泵水力试验装置。

背景技术

预压涡轮泵是液体火箭发动机广泛采取的预增压装置，利用涡轮驱动轴流叶轮，对火箭贮箱的推进剂进行预增压，提高主泵的抗汽蚀能力；另外设置预压涡轮泵可以提升主涡轮泵的工作转速上限，减小涡轮泵结构的尺寸和重量，进而提高发动机的推重比。预压涡轮泵自身的性能和汽蚀特性是发动机进行系统调整计算的重要参数，可以在发动机热试车前对需预压涡轮泵进行地面水力试验。

目前新一代液体火箭发动机预压涡轮泵受自身结构限制，只能通过高压水驱动涡轮带动预压泵旋转，受驱动源压力的限制，预压泵转速较低不能达到额定工作转速，预压泵自身扬程低，在汽蚀试验时扬程下降湮没于出口的流体压力脉动，无法获得汽蚀性能，同时因预压泵转速较低不能有效保证性能试验的相似性原则，对于大功率的预压涡轮泵，则需更高压力的水源驱动装置，这使得试验设备复杂成本高昂，难以实现。

发明内容

本发明提供了一种电机驱动的预压涡轮泵水力试验装置，主要解决了现有预压涡轮泵汽蚀特性难以获得，无法实现大功率预压涡轮泵额定转速的地面水力试验要求的技术问题。

一种电机驱动的预压涡轮泵水力试验装置，包括泵架组件，所述泵架组件前端通过紧固螺栓与预压涡轮泵产品固定连接，后端与电机连接；所述泵架组件包括第二传动轴、环形导流装置、第一传动轴、支撑组件和密封组件；支撑组件包括第一轴承和第二轴承；密封组件包括第一密封组件和第二密封组件；第一轴承、第一密封组件、第二轴承、第二密封组件由前至后依次设置在环形导流装置的内凹端面和第一传动轴之间；第二传动轴和第一传动轴的前端与预压涡轮泵产品固定连接，其后端与第一传动轴的前端同轴连接；所述第一传动轴的后端与电机同轴连接，以此改善了试验装置的组件安装同轴度，简化了装配工艺性。

进一步地，所述泵架组件的前端壳体外侧设有测压点，用于消除泵架组件自身流动损失影响，准确测量被测预压涡轮泵产品的出口压力，进而更准确地获得预压涡轮泵产品的扬程、效率、功率等特性。

进一步地，本装置还包括设置在泵架组件入口处与环形导流装置连接的流体介质泄漏口，所述流体介质泄漏口、第二传动轴、第一传动轴及环形导流装置的内凹端面之间形成第一腔室，所述第一轴承设置在第一腔室内，在此腔室内布置轴承，可以充分利用环形导流装置自然形成的局部空间，缩短泵架装置的轴向长度；同时也形成了冷却轴承的冷却通道，进而保证了水力试验装置泵架组件工作的可靠性。

进一步地，所述第一传动轴、第一密封组件及环形导流装置的内凹端面之间形成第二腔室，所述第二腔室内设有连通内外的冷却介质泄漏口，用于将经过第一腔室和第二腔室的流体介质排出，且不影响被测预压涡轮泵产品的测试效果。

进一步地，所述环形导流装置为中空的离心泵吸水室结构，可将液体流动方向从轴向转换为径向，因电机转轴与预压涡轮泵产品同轴，以此保证在测试时，环形导流装置在电机接驱动过程中，流体介质不与试验系统干涉，提高该试验装置的测试精度。

进一步地，所述第一密封组件为迷宫密封组件，形成了冷却润滑轴承的内循环流路，使得第一腔室的液体可经迷宫密封组件进入第二腔室，不仅可冷却第二轴承保证轴承的可靠工作，同时也可经冷却介质泄漏口排出试验装置。