一种液体火箭发动机涡轮泵氧泵用壳体密封环结构

技术领域

本发明涉及液体火箭发动机技术领域，更具体地说是一种液体火箭发动机涡轮泵氧泵用壳体密封环结构。

背景技术

液体火箭发动机涡轮泵氧泵设计时要避免由于动静件之间碰磨而引起的爆炸。目前，传统的涡轮泵氧泵离心轮前后凸肩采用浮动环密封结构，该结构由垫板、限位螺母、浮动环组成共三个零件，而浮动环密封结构容易与氧泵离心轮的前后凸肩发生摩擦碰撞，从而引起爆炸。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种液体火箭发动机涡轮泵氧泵用壳体密封环结构，旨在避免密封环结构与氧泵离心轮容易发生摩擦碰撞而导致爆炸的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种液体火箭发动机涡轮泵氧泵用壳体密封环结构，所述液体火箭发动机涡轮泵氧泵包括氧泵低压壳体、氧泵高压壳体、氧泵离心轮，所述氧泵离心轮包括前凸肩部和后凸肩部，所述氧泵低压壳体与所述前凸肩部之间，以及所述氧泵高压壳体与所述后凸肩部之间均设有密封环结构，所述密封环结构包括轴向堆叠布置的多个第一环形密封板和多个第二环形密封板，所述第一环形密封板的内径小于第二环形密封板的内径，所述第一环形密封板采用金属材质制成，所述第二环形密封板采用非金属材质制成。

其进一步技术方案为：所述第一环形密封板采用铜合金材质制成。

其进一步技术方案为：所述第二环形密封板采用聚三氟氯乙烯材质制成。

其进一步技术方案为：多个所述第一环形密封板和多个所述第二环形密封板逐一轴向交替堆叠布置。

其进一步技术方案为：所述第一环形密封板与所述前凸肩部，以及所述第一环形密封板和所述后凸肩部之间的径向间隙值均为1.5～2mm。

其进一步技术方案为：所述第二环形密封板与所述前凸肩部，以及所述第二环形密封板和所述后凸肩部之间的径向间隙值均小于0.5mm。

其进一步技术方案为：所述密封环结构还包括将多个所述第一环形密封板和多个所述第二环形密封板轴向连接在一起的多个连接件。

其进一步技术方案为：多个所述连接件相对于所述第一环形密封板和所述第二环形密封板周向布置。

其进一步技术方案为：所述连接件包括杆状部，及设于所述杆状部一端的端帽部，所述杆状部穿设于多个所述第一环形密封板和多个所述第二环形密封板上，所述杆状部的另一端径向延伸设有限位凸缘，所述端帽部和所述限位凸缘构成对多个所述第一环形密封板和多个所述第二环形密封板整体轴向方向的限位。

本发明与现有技术相比的有益效果是：一种液体火箭发动机涡轮泵氧泵用壳体密封环结构，液体火箭发动机涡轮泵氧泵包括氧泵低压壳体、氧泵高压壳体、氧泵离心轮，氧泵离心轮包括前凸肩部和后凸肩部，氧泵低压壳体与前凸肩部之间，以及氧泵高压壳体与后凸肩部之间均设有密封环结构，密封环结构包括轴向堆叠布置的多个第一环形密封板和多个第二环形密封板，第一环形密封板的内径小于第二环形密封板的内径，第一环形密封板采用金属材质制成，第二环形密封板采用非金属材质制成。由于第一环形密封板的内径小于第二环形密封板的内径，因此，第一环形密封板与前凸肩部和后凸肩部的间隙较大，第二环形密封板与前凸肩部和后凸肩部的间隙较小，又由于第一环形密封板采用金属材质制成，第二环形密封板采用非金属材质制成，从而避免了第一环形密封板与氧离心轮的前凸肩部和后凸肩部之间的碰磨而容易引起爆炸的问题，同时多个第一环形密封板和多个第二环形密封板相对于前凸肩部和后凸肩部的间隙大小交错进行，从而能够保证减小氧泵离心轮的前凸肩部和后凸肩部的液氧泄露量。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例提供的一种液体火箭发动机涡轮泵氧泵半部分的结构示意图；

图2为本发明具体实施例提供的一种液体火箭发动机涡轮泵氧泵用壳体密封环结构的剖视图；

图3为本发明具体实施例提供的一种液体火箭发动机涡轮泵氧泵用壳体密封环结构的结构示意图。

附图标记

1、氧泵低压壳体；2、氧泵高压壳体；3、氧泵离心轮；31、前凸肩部；32、后凸肩部；4、密封环结构；41、连接件；411、端帽部；412、杆状部；42、第一环形密封板；43、第二环形密封板；44、连接孔；5、螺钉；6、紧固件；61、螺柱；62、螺母。

具体实施方式

下面将结合本发明具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如图1-图3所示，本发明实施例提供了一种液体火箭发动机涡轮泵氧泵用壳体密封环结构，液体火箭发动机涡轮泵氧泵包括氧泵低压壳体1、氧泵高压壳体2、氧泵离心轮3，氧泵离心轮3包括前凸肩部31和后凸肩部32，氧泵低压壳体1与前凸肩部31之间，以及氧泵高压壳体2与后凸肩部32之间均设有密封环结构4，密封环结构4包括轴向堆叠布置的多个第一环形密封板42和多个第二环形密封板43，第一环形密封板42的内径小于第二环形密封板43的内径，第一环形密封板42采用金属材质制成，第二环形密封板43采用非金属材质制成。

由于第一环形密封板42的内径小于第二环形密封板43的内径，因此，第一环形密封板42与前凸肩部31和后凸肩部32的间隙较大，第二环形密封板43与前凸肩部31和后凸肩部32的间隙较小，又由于第一环形密封板42采用金属材质制成，第二环形密封板43采用非金属材质制成，从而避免了第一环形密封板42与氧离心轮的前凸肩部31和后凸肩部32之间的碰磨而容易引起爆炸的问题，同时多个第一环形密封板42和多个第二环形密封板43相对于前凸肩部31和后凸肩部32的间隙大小交错进行，形成类似“迷宫”的密封区域，从而能够保证减小氧泵离心轮3的前凸肩部31和后凸肩部32的液氧泄露量。

优选地，第一环形密封板42采用铜合金材质制成。铜合金板具有良好的导热性，使得密封部位的热量可以及时传递出去，同时铜合金板还具有较高的耐腐蚀性，能够抵抗酸、碱、盐等腐蚀介质的侵蚀，保证密封材料的长期稳定性，另外，铜合金板还具有良好的抗氧化性能，能够抵抗氧化反应，延长密封材料的使用寿命。

优选地，第二环形密封板43采用聚三氟氯乙烯材质制成。聚三氟氯乙烯板具有出色的耐腐蚀性，能够抵抗酸、碱、有机溶剂等多种腐蚀介质的侵蚀，同时，聚三氟氯乙烯板能够在高温环境下保持稳定性，能够承受高达200℃以上的温度。

优选地，第一环形密封板42与前凸肩部31，以及第一环形密封板42和后凸肩部32之间的径向间隙值均为1.5～2mm。第二环形密封板43与前凸肩部31，以及第二环形密封板43和后凸肩部32之间的径向间隙值均小于0.5mm。这样的设计，使得第一环形密封板42与氧泵离心轮3之间径向间隙大于第二环形密封板43与氧泵离心轮3之间的间隙，并且间隙大小交错进行，形成类似“迷宫”密封区域，能够保证减小氧泵离心轮3前凸肩部31和后凸肩部32处液氧泄露量的同时，尽可能的减小密封环结构4与氧泵离心轮3的碰磨，即使密封环结构4有可能触碰到氧泵离心轮3，但也是氧泵离心轮3与密封环结构4的第二环形密封板43触碰，而第二环形密封板43采用非金属材质制成，所以可以尽可能避免密封环结构4与氧泵离心轮3碰磨引起爆炸的问题。

如图2-图3所示，多个第一环形密封板42和多个第二环形密封板43逐一轴向交替堆叠布置。在本实施例中，共有五块第一环形密封板42和四块第二环形密封板43，最外层的两块板为第一环形密封板42，四块第二环形密封板43分别与中间的三块第一环形密封板42交替布置。通过多个第一环形密封板42和多个第二环形密封板43的交替布置，可形成类似“迷宫”的密封结构，大大提高了密封性能。当然，在其它实施例中，第一环形密封板42和第二环形密封板43的数量可适当减少或者增加。

如图1-图3所示，密封环结构4还包括将多个第一环形密封板42和多个第二环形密封板43轴向连接在一起的多个连接件41，多个连接件41相对于第一环形密封板42和第二环形密封板43周向布置，连接件41包括杆状部412，及设于杆状部412一端的端帽部411，杆状部412穿设于多个第一环形密封板42和多个第二环形密封板43上，杆状部412的另一端径向延伸设有限位凸缘，端帽部411和限位凸缘构成对多个第一环形密封板42和多个第二环形密封板43整体轴向方向的限位。

如图1-图2所示，多个第一环形密封板42中至少一个第一环形密封板42开设有连接孔44，连接孔44中穿设有用于将密封环结构4锁固在氧泵低压壳体1和氧泵高压壳体2上的螺钉5。在本实施例中，五块第一环形密封板42中的最右侧的第一环形密封板42开设有连接孔44，氧泵低压壳体1和氧泵高压壳体2对应连接孔44的位置均开设有螺纹孔，通过将螺钉5装入连接孔44和螺纹孔中并拧紧，以将密封环结构4紧固于氧泵低压壳体1和氧泵高压壳体2上。需要说明的，用于开设连接孔44的第一环形密封板42延伸形成有延伸部，利用延伸部来开设连接孔44，这样的设计可以在不改变第一环形密封板42与氧泵离心轮3之间的径向间隙的情况下，实现将密封环结构4锁固在氧泵低压壳体1和氧泵高压壳体2上。可以理解的是，在其它实施例中，通过采用独立的部件连接在连接件41上，并在该独立的部件上开设连接孔，同样能满足使用需求。

如图1所示，氧泵高压壳体2与氧泵低压壳体1通过设有的紧固件6锁紧固定。在本实施例中，紧固件6包括穿设于氧泵高压壳体2和氧泵低压壳体1的螺柱61，及套设于螺柱61上的螺母62。当然，在其它实施例中，也可以采用其它紧固件6来锁紧固定，例如，紧固件6为螺丝等等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。