[实用新型]一种适用于过氧化氢介质的动密封装置

说明书

技术领域

本实用新型属于发动机涡轮泵密封技术领域，更具体地讲，属于发动机涡轮泵强氧化介质下的动密封系统。本实用新型也可用于石油、化工试验装置，以及泵旋转轴密封的地方。

背景技术

未来的大推力助推级发动机已转向采用液氧/煤油、液氢/液氧等无毒推进剂。对于需要在空间长期运行、有可能载人的轨道机动发动机、轨道转移发动机、运载火箭上面级发动机，除无毒无污染的要求以外，还要求推进剂可以在空间长期贮存。国外飞行实践表明，如果采用液氧、液氢等低温推进剂，则空间飞行器在轨时间不能超过一个月，而且需要飞行器设置复杂的热控系统，增加了地面和空间维护操作的复杂性和再生成本。

在此背景下，过氧化氢作为液体推进剂的一些优良特性又重新获得了关注。与液氧、液氢等低温推进剂相比，过氧化氢有其特殊的使用领域，特别适用于需长期(大于3个月)在空间运行、载人、反复穿越大气层、重复使用的近地轨道飞行器，可以减小飞行器体积和阻力、避免对环境、飞行器和乘员的污染，提高安全性、维护性和可操作性，降低飞行器的开发和运行成本。过氧化氢系列发动机可用于卫星、飞船、空间作战平台的姿轨控发动机，也可用作空间飞行器的轨道机动/转移发动机，运载火箭的上面级发动机。

由于过氧化氢具有140℃温度下形成链式分解，容易引起爆炸，而在过氧化氢泵中密封是处于高温燃气和过氧化氢介质的双重环境下的，这就给密封提出了极大的挑战。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种适用于过氧化氢介质的动密封装置，该密封装置实现了对发动机涡轮泵过氧化氢介质密封装置结构紧凑、占据轴向空间小、密封性能好的技术要求。

本实用新型的技术解决方案是：

一种适用于过氧化氢介质的动密封装置，其特殊之处在于：其包括设置在涡轮泵轴14上用来密封高温燃气的膜盒式密封1、设置在涡轮泵轴14上用来密封过氧化氢的弹簧式端面密封2、设置在涡轮泵壳体15上的油气源组件4；

所述膜盒式密封1包括焊接金属波纹管11、后环10、第一动环8、第一静环座91、第一静环9，所述第一静环9固定在第一静环座91上，所述后环10固定在涡轮泵壳体15上，所述金属波纹管11的一端焊接在后环10上，另一端焊接在第一静环座91上；所述第一静环9和第一动环8摩擦连接，所述第一动环8固定在涡轮泵轴14上；

所述弹簧式端面密封2包括第二动环组件、第二静环座61、第二静环6、弹簧壳体7、多个小弹簧13，所述第二静环6固定在第二静环座61上，所述弹簧壳体7固定在涡轮泵壳体15上，所述小弹簧13的一端设置在弹簧壳体7的弹簧孔17内，另一端顶住第二静环座61的端面，所述第二静环6与第二动环组件摩擦连接，所述第二动环座组件固定在涡轮泵轴14上；

所述涡轮泵壳体15、膜盒式密封1、弹簧式端面密封2、涡轮泵轴14围成隔离油腔3，其内充满隔离油，所述油气源组件4与隔离油腔3相通，用于向隔离油提供设定的压力。

上述第二动环组件包括第二动环座51、第二动环5以及设置在第二动环5和第二动环座51之间用于密封的弹性圈52；所述第二动环5上设置有两个中心相对设置的卡齿56，所述第二动环座51设置有两个中心相对且与卡齿相配合的卡槽55；所述第二静环6与第二动环5摩擦连接，所述第二动环5固定在第二动环座51上，所述第二动环座51固定在涡轮泵轴14上。

上述第二动环5与第二静环6相接触的摩擦面53上设置有环形沟槽54，所述环形沟槽54设置在第二动环5的摩擦面53的内侧。

上述弹簧壳体7和第二静环座61周向分别开多个用于加强过氧化氢介质的流动性的回流孔16。

上述弹簧壳体7和第二静环座61上回流孔16的数量为六个且圆周均布。

上述膜盒式密封1还包括阻尼带12，所述阻尼带12设置在金属波纹管的外侧面圆周且与轮泵壳体15固连。

上述第一静环9和第二静环6为石墨静环，所述隔离油为抗化学润滑油。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

1、本实用新型用于发动机涡轮泵中，密封过氧化氢介质和高温燃气，以免两种介质相互接触引起爆炸。

2、本实用新型设计的过氧化氢介质动密封装置，采用两级串联式密封，中间隔离油腔加隔离油的密封组合结构，抛开了传统密封的一味的“堵”或“疏”的方案，结合了“堵”和“疏”各自之长，将密封处于良好的运行环境中，降低了过氧化氢介质接触环境的温度。