一种液体火箭发动机涡轮泵用低温高速端面密封试验装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108708802A(43)申请公布日2018.10.26(21)申请号201810352843.6(22)申请日2018.04.19(71)申请人北京航天动力研究所地址100076北京市丰台区南大红门路1号（北京9200信箱11分箱）(72)发明人董丽双钱云方何伟锋秦雷连军伟孟博丁张栋刘国龙李佳(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人张辉(51)Int.Cl.F02K9/96(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种液体火箭发动机涡轮泵用低温高速端面密封试验装置(57)摘要一种液体火箭发动机涡轮泵用低温高速端面密封试验装置，应用于液氢液氧推进剂的火箭发动机端面密封组件的抽检试验、跑合试验及研究性试验中，将端面密封组件产品(发动机静环组件和发动机动环)装配到本发明试验装置中，模拟发动机涡轮泵的工作环境，考核密封组件产品的密封性能和结构合理性，并且可以定量的检测密封组件产品的密封性能。本发明试验装置在低温环境下不收缩变形，高速下运行稳定，为改进端面密封组件产品设计中出现的各种问题提供重要依据。CN108708802ACN108708802A权利要求书1/2页1.一种液体火箭发动机涡轮泵用低温高速端面密封试验装置，其特征在于：包括阶梯主轴(19)、壳体(7)、前轴承(6)、后轴承(8)、前轴承压盖(5)、后轴承压盖(9)、锁紧螺帽(21)、前端盖(1)和后端盖(11)；阶梯主轴(19)位于壳体(7)内，通过前轴承(6)和后轴承(8)支撑；前轴承(6)通过前轴承压盖(5)固紧在壳体(7)上，后轴承(8)通过后轴承压盖(9)固紧在壳体(7)上；发动机动环(4)以间隙配合方式安装于阶梯主轴(19)前端；发动机静环组件(3)穿过阶梯主轴(19)，固紧在壳体(7)上，发动机静环组件(3)与前轴承压盖(5)之间形成试验腔；壳体(7)上加工有三个与试验腔连通的通孔，其中位于壳体(7)最下方的通孔作为介质入口，另外两个分别用于测量试验腔的压力和温度；前端盖(1)固紧在壳体(7)前端，前端盖(1)和发动机静环组件(3)之间形成泄漏腔，前端盖(1)上加工有三个与泄漏腔连通的通孔，分别用于测量泄漏腔的压力、温度和泄漏量；后端盖(11)固紧在壳体(7)后端，前轴承(6)和后端盖(11)之间形成轴承腔，壳体(7)后端最上方加工有与轴承腔连通的介质出口；阶梯主轴(19)穿出后端盖(11)，与外部增速箱连接。2.根据权利要求1所述的一种液体火箭发动机涡轮泵用低温高速端面密封试验装置，其特征在于：还包括密封叶轮(16)，所述密封叶轮(16)安装在阶梯主轴(19)上，用于实现后端盖(11)和阶梯主轴(19)之间的动密封。3.根据权利要求2所述的一种液体火箭发动机涡轮泵用低温高速端面密封试验装置，其特征在于：还包括第二轴套(17)，所述第二轴套(17)安装在阶梯主轴(19)上，位于后轴承(8)和密封叶轮(16)之间；第二轴套(17)和密封叶轮(16)之间设置有调整垫(12)，用于调整密封叶轮(16)和后端盖(11)之间的间隙。4.根据权利要求1所述的一种液体火箭发动机涡轮泵用低温高速端面密封试验装置，其特征在于：所述后端盖(11)上加工有圆形凹槽，凹槽内安装有两个密封皮碗(15)，两个密封皮碗(15)之间有隔垫(14)，两个密封皮碗(15)通过皮碗压盖(13)固定在后端盖(11)上，用于实现后端盖(11)和阶梯主轴(19)之间的静密封。5.根据权利要求1所述的一种液体火箭发动机涡轮泵用低温高速端面密封试验装置，其特征在于：还包括第一轴套(20)，所述第一轴套(20)安装在阶梯主轴(19)上，且位于前轴承(6)和发动机动环(4)之间。6.根据权利要求1所述的一种液体火箭发动机涡轮泵用低温高速端面密封试验装置，其特征在于：还包括锁紧螺帽(21)，所述锁紧螺帽(21)与阶梯主轴(19)螺纹连接，用于将发动机动环(4)固紧在阶梯主轴(19)上。7.根据权利要求6所述的一种液体火箭发动机涡轮泵用低温高速端面密封试验装置，其特征在于：所述发动机静环组件(3)和壳体(7)之间、前端盖(1)和壳体(7)之间、后端盖(11)和壳体(7)之间、锁紧螺帽(21)和发动机动环(4)之间均设置有密封垫。8.根据权利要求7所述的一种液体火箭发动机涡轮泵用低温高速端面密封试验装置，其特征在于：所述密封垫材料为铝，在机械加工后进行退火处理。9.根据权利要求1所述的一种液体火箭发动机涡轮泵用低温高速端面密封试验装置，其特征在于：后轴承(8)和后轴承压盖(9)之间设置有钢垫(18)，用于对前轴承(6)和后轴承(8)施加预紧力。2CN108708802A权利要求书2/2页10.根据权