[发明专利]一种液体火箭发动机涡轮泵用高速氦气端面密封试验装置

说明书

本发明涉及一种液体火箭发动机涡轮泵用高速氦气端面密封试验装置，包括壳体、主轴、前轴承、后轴承、前轴承压盖、前轴封、前轴封压盖；主轴位于壳体内，通过前轴承和后轴承支撑；前轴承通过前轴承压盖固紧在壳体上；主轴前端安装有轴套和动环，轴套位于前轴承、调整轴套和动环之间；前锁紧螺帽与主轴前端连接，用于将动环垫片、动环、调整轴套和轴套固定在主轴上；静环组件穿过轴套和主轴，固紧在壳体上，静环组件与前端盖之间形成密封腔；前端盖固紧在壳体上，前端盖和壳体之间设置有密封垫。本发明既可以用工艺动环验证静环组件的密封性能，也可用工艺静环考核动环的结构合理性。

技术领域

本发明涉及一种液体火箭发动机涡轮泵用高速氦气端面密封试验装置，应用于液氢液氧推进剂火箭发动机氦气端面密封组件的抽检、跑合试验及研究性试验，属于液体火箭发动机涡轮泵用端面密封试验技术应用领域。

背景技术

涡轮泵是液体火箭发动机的核心动力组件，也是整个发动机中最复杂的组件。端面密封是涡轮泵中隔离不同工作介质的关键组件，对涡轮泵安全工作和功能实现至关重要；端面密封的可靠性是发动机可靠性的基础。

氦气端面密封是用来隔离涡轮泵中液氧与液氢的接触，防止氢氧接触后产生爆炸。高转速条件下，氦气端面密封的密封性能与压力、转速、静环膜盒刚度以及静环压缩量等因素有关。

氦气端面密封试验装置是模拟发动机涡轮泵的工作环境，包括工作介质、工作转速、密封腔压力以及泄漏量来判断端面密封产品的密封性能和结构合理性。试验装置需要在高速状态下具有良好的结构性能和密封性能，设计时也需考虑试验装置的可靠性和稳定性问题。目前还没有适用于高转速条件下的氦气端面密封试验装置。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种液体火箭发动机涡轮泵用高速氦气端面密封试验装置，实现高转速条件下的氦气端面密封。

本发明解决技术的方案是：

一种液体火箭发动机涡轮泵用高速氦气端面密封试验装置，包括壳体、主轴、前轴承、后轴承、前轴承压盖、前轴封、前轴封压盖、静环组件、轴套、调整轴套、动环、前锁紧螺帽、前端盖、后轴承压盖、隔环、调整垫片、调整轴套、后锁紧螺帽、后轴封、后轴封压盖和后端盖；

主轴位于壳体内，通过前轴承和后轴承支撑；前轴承通过前轴承压盖固紧在壳体上；

主轴前端安装有轴套和动环，轴套位于前轴承、调整轴套和动环之间；前锁紧螺帽与主轴前端连接，用于将动环垫片、动环、调整轴套和轴套固定在主轴上；

静环组件穿过轴套和主轴，固紧在壳体上，静环组件与前端盖之间形成密封腔；

前端盖固紧在壳体上，前端盖和壳体之间设置有密封垫；

前轴封压盖和静环组件之间形成泄出腔；

前轴承压盖固紧在壳体上；

后轴承通过后轴承压盖固紧在壳体上；后轴承和后轴承压盖之间设置有不同厚度的调整垫片，用于施加前轴承和后轴承的轴向装配预紧力，消除轴承的轴向游隙；

主轴后端安装有后锁紧螺帽，后锁紧螺帽位于后轴承和后端盖之间，用于将后轴承内圈固紧在主轴上；

后端盖固紧在壳体上，后端盖和壳体之间设置有密封垫；前油封压盖和后端盖之间形成轴承腔，壳体前端靠近前轴承的位置加工有一个与轴承腔相通的冷却液进口，壳体后端靠近后轴承的最上方加工有与轴承腔连通的冷却液出口；主轴穿出后端盖，与外部动力驱动装置的输出轴联接。

进一步的，前端盖固紧在壳体上，前端盖和壳体之间设置有密封垫。

进一步的，试验装置包括密封腔、泄出腔和轴承腔，静环组件和动环构成密封组件，密封组件与前端盖形成密封腔；静环组件、壳体与前轴承压盖形成泄出腔；前轴承压盖和后端盖形成轴承腔。