[发明专利]一种低温火箭发动机涡轮泵双向浮动环隔离动密封装置

权利要求书

1.一种低温火箭发动机双向浮动环隔离动密封装置，其特征在于：包括一级浮动环、二级浮动环、密封壳体I、密封壳体II、盖板、密封轴套；

所述密封壳体I、密封壳体II、盖板均为空心结构，三者依顺序连接并由空心部分组成一个中心通孔，所述中心通孔内安装密封轴套，一级浮动环置于由密封壳体II、密封壳体I、密封轴套组成的腔体内，二级浮动环置于由密封壳体II、盖板、密封轴套组成的腔体内，所述一级浮动环两侧设置凸台，根据腔体内压力变化导致一级浮动环所受合力方向的改变，实现一级浮动环的某侧凸台与侧壁接触，二级浮动环靠近盖板的一侧设置凸台，通过预载力使凸台与侧壁接触；通过上述凸台实现径向接触密封；所述一级浮动环、二级浮动环与所述密封轴套之间设置间隙，利用涡轮泵高速旋转在所述间隙形成液膜的方式实现轴向密封。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于： 所述一级浮动环、二级浮动环的中心孔均为圆柱孔与锥孔结合的方式，通过中心孔的内径与密封轴套之间的间隙实现轴向密封；所述锥孔的锥度比在1.5~2.0范围内。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述锥孔的锥度优选1.8。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述的间隙为0.04~0.08mm。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：一级浮动环、二级浮动环的锥孔均安装在正面，即相对圆柱孔，锥孔靠近泵腔。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述一级浮动环、二级浮动环均由两部分组成，外部为带防转凸台的金属结构件，内部为石墨结构件，二者过盈配合。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述浮动环内径喷涂聚四氟乙烯，密封轴套喷涂氧化铬涂层。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：一级浮动环、二级浮动环凸台采用研磨工艺，粗糙度不大于0.1；在密封壳体I、密封壳体II、盖板上与一级浮动环、二级浮动环凸台接触的部位同样设置凸台，所有凸台采用研磨工艺，粗糙度不大于0.1。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：在密封壳体I上设置通道，所述通道与由一级浮动环、密封壳体II、密封壳体I、密封轴套组成的腔体连通；用于在预冷时，通过通道吹入常温隔离气体，隔离气压力和预载力的合力使一级浮动环涡轮腔侧凸台与密封壳体I的凸台贴合，两级浮动环与密封壳体I、密封壳体II、盖板共同形成隔离腔，隔离腔压力高于泵腔预冷介质压力，防止低温介质进入涡轮腔；在主级段，隔离气撤离，一级浮动环所受合力方向改变，一级浮动环在合力作用下向涡轮端移动，涡轮侧凸台与密封壳体II凸台贴合，一级浮动环和二级浮动环一起限制泵腔介质流入涡轮腔。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：二级浮动环一侧安装波形弹簧，通过波形弹簧提供的预载力使靠近盖板一侧的凸台与侧壁始终保持接触。

11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：该动密封装置放置在涡轮泵的泵腔和涡轮腔之间，密封壳体I侧为泵腔，盖板侧为涡轮腔。