[发明专利]一种蓄能密封结构以及用于高压易汽化介质的动密封装置

说明书

本发明涉及密封技术领域，具体涉及一种蓄能密封结构以及用于高压易汽化介质的动密封装置。一种蓄能密封结构，包括：至少一个弹性外壳，具有相对设置的一对弹性臂，一对所述弹性臂的一端相连，另一端形成有允许介质进入一对所述弹性臂之间的空间的开口，所述弹性臂包括成夹角设置的第一支臂和第二支臂，所述第一支臂与所述弹性外壳的轴线之间的第一夹角大于所述第二支臂与所述弹性外壳的轴线之间的第二夹角；至少一个蓄能弹性件，设于所述弹性外壳的空间中，用于支撑所述弹性外壳，并在受到压力作用时发生形变蓄能。本发明提供了一种结构简单，密封效果好的蓄能密封结构以及用于高压易汽化介质的动密封装置。

分案申请的相关信息

本案是分案申请。该分案的母案是申请日2019年12月27日、申请号为2019113899969、发明名称为“一种蓄能密封结构以及用于高压易汽化介质的动密封装置”的发明专利申请案。

技术领域

本发明涉及密封技术领域，具体涉及一种蓄能密封结构以及用于高压易汽化介质的动密封装置。

背景技术

液氧泵作为液氧甲烷发动机的重要组成部分，其作用是输送发动机工作时所需的低温液氧。液氧泵与甲烷泵紧邻，通常在液体火箭发动机涡轮泵中的液氧泵和甲烷泵之间设置一套密封装置，防止工作介质发生泄漏。目前，国内外用于低温环境的密封装置主要分为两种形式：

一种为非接触式密封，其原理是采用迷宫局部间隙实现逐级减压和密封，如浮动环、迷宫密封等。该种密封结构简单，但密封性能不理想，即工作时介质泄漏量较大，为提高密封可靠性，还需增加高压吹除系统。至于非接触式机械密封，其成本较高，对环境工况条件要求较高：振动较小，工况稳定等，这些要求在火箭发动机上难以满足。

另一种为普通接触式机械密封，其原理是利用弹性元件使摩擦副紧密贴合实现密封。低温环境中密封弹性元件一般采用焊接波纹管，该类密封装配低压介质中工作较理想，介质压力超过3MPa后焊接波纹管变形较严重，直接导致密封磨损量大，密封性能下降，甚至失效，故该类密封不能满足涡轮泵高转速、高压力等恶劣工况下长寿命和重复使用的要求。

然而，目前现有高压动密封装置中，采用其他辅助手段将密封前压力降低，这样系统较复杂，可能出现辅助装置发生故障而导致密封失效的风险。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的高压动密封装置结构复杂，易失效导致介质泄露的缺陷，从而提供一种结构简单，密封效果好的蓄能密封结构以及用于高压易汽化介质的动密封装置。

本发明要解决的另一个技术问题在于克服现有技术中的静环磨损后易与动环发生碰撞，影响密封效果的缺陷。

本发明要解决的再一个技术问题在于克服动环与静环的密封端面由于摩擦导致工作前后比压不稳定，导致密封效果差的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种蓄能密封结构，包括：

至少一个弹性外壳，具有相对设置的一对弹性臂，一对所述弹性臂的一端相连，另一端形成有允许介质进入一对所述弹性臂之间的空间的开口，所述弹性臂包括成夹角设置的第一支臂和第二支臂，所述第一支臂与所述弹性外壳的轴线之间的第一夹角大于所述第二支臂与所述弹性外壳的轴线之间的第二夹角；

至少一个蓄能弹性件，设于所述弹性外壳的空间中，用于支撑所述弹性外壳，并在受到压力作用时发生形变蓄能。

所述的蓄能密封结构，所述蓄能弹性件为与所述弹性外壳的空间形状一致的U形。

所述的蓄能密封结构，所述弹性外壳为相向设置的一对，且开口朝向相互远离的方向设置，每一所述弹性外壳中均设有一个所述蓄能弹性件。

还提供了一种用于高压易汽化介质的动密封装置，包括所述的蓄能密封结构，所述蓄能密封结构设于弹簧壳体与静环组件之间。