离心泵轮密封结构.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CN105604974A(43)申请公布日2016.05.25(21)申请号201511019038.4(22)申请日2015.12.29(71)申请人西安航天动力研究所地址710100陕西省西安市航天基地飞天路289号(72)发明人徐楠安莎赵瑞勇张晶辉刘军年白东安张翠儒毋杰杨大昱(74)专利代理机构北京远大卓悦知识产权代理事务所(普通合伙)11369代理人史霞(51)Int.Cl.F04D29/16(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称离心泵轮密封结构(57)摘要本发明提供一种离心泵轮密封结构，其包括离心轮前凸台密封齿、离心轮后凸台密封齿和两个石墨密封环，所述离心轮前凸台密封齿和所述离心轮后凸台的密封齿分别一体地加工于离心泵叶轮基体上，两个所述石墨密封环分别对应于所述离心轮前凸台密封齿和所述离心轮后凸台密封齿而镶嵌于泵壳体上。本发明适用于小流量、高转速的离心泵。可满足选取小的密封间隙，实现泄漏量的有效控制，且不增加功率损耗，有效的提高泵效率，相比于传统的浮环密封，在起动和稳定工作过程中，泄漏冷却流量相对固定，有效的提高了泵工作稳定性。该密封结构紧凑、简单可靠，特别适用于小尺寸轻量化泵设计要求。CN105604974ACN105604974A权利要求书1/1页1.一种离心泵轮密封结构，其特征在于：包括离心轮前凸台密封齿、离心轮后凸台密封齿和两个石墨密封环，所述离心轮前凸台密封齿和所述离心轮后凸台的密封齿分别一体地加工于离心泵叶轮基体上，两个所述石墨密封环分别对应于所述离心轮前凸台密封齿和所述离心轮后凸台密封齿而镶嵌于泵壳体上。2.根据权利要求1所述的离心泵轮密封结构，其特征在于：所述离心轮前凸台密封齿和后凸台密封齿的齿数分别为5～6个，每道密封齿尺宽为0.3mm。3.根据权利要求1所述的离心泵轮密封结构，其特征在于：所述离心轮前凸台密封齿的齿峰与其对应的石墨密封环组成的径向间隙和所述离心轮后凸台密封齿的齿峰与其对应的所述石墨密封环之间的最小径向间隙能够达到0.015mm。2CN105604974A说明书1/3页离心泵轮密封结构技术领域[0001]本发明属于一种液体火箭发动机离心泵轮的迷宫式密封结构，该密封结构具有结构紧凑、简单，满足微小间隙下使用，可严格控制离心泵泄漏冷却流量的优点。特别适用于小流量、高效率、高转速液体火箭发动机离心泵使用。背景技术[0002]根据目前我国航天发射任务发展需要，上面级火箭发动机要求涡轮泵性能高、质量轻，因此需要保证所用离心泵具备较高效率和稳定性。液体火箭发动机离心轮的容积损失控制通常采用金属材质的浮动环封严套结构迷宫式密封结构，目前研究认为，相比于固定式迷宫密封，在相同的间隙条件下，浮动环正常浮动工作状态下，离心泵前后的容积泄漏损失相对较小。但是对于体积小、流量小、转速高的上面级发动机涡轮泵，如果离心泵轮仍采用浮动环封严套结构，则存在以下不利因素：[0003]①上面级发动机涡轮尺寸小，结构紧凑，浮动环封严套结构的泵轮前后密封，其结构相对复杂，零件较多，不利于狭小空间内进行设计布局。[0004]②浮动环结构密封，虽然在相同的间隙下，效率较高，但是其受结构限制，不宜在较小密封间隙下使用，从而无法进一步减小容积损失提高泵效率，容易产生浮动环浮动效果不佳，与泵轮前后凸台产生摩擦耗功，严重时产生磨损，影响发动机工作的可靠性和稳定。[0005]③对于上面级小流量、高转速泵，泵轮前后泄漏量较小，采用浮动环密封效果较差，泄漏量控制不稳定。特别是在发动机起动时，由于其起动加速较快，而泵轮起旋过程泵内压力尚未完全建立，进入泵前、后的介质流量非常小，不足以保证浮动环结构顺利浮动工作，极易导致浮动环与泵轮密封凸台产生摩擦，产生额外的耗功，影响泵的性能。发明内容[0006]本发明的技术解决问题是：提供一种适用于小型高速高效泵轮的迷宫密封结构，它克服了发动机通常采用的浮环式密封结构应用于上面级发动机离心泵带来的不利因素，具备结构紧凑、轻质化的特点，还可实现泵性能和稳定性的提升，以及泵后冷却流量的调节。[0007]本发明的离心泵轮密封结构包括离心轮前凸台密封齿、离心轮后凸台密封齿和两个石墨密封环，所述离心轮前凸台密封齿和所述离心轮后凸台的密封齿分别一体地加工于离心泵叶轮基体上，两个所述石墨密封环分别对应于所述离心轮前凸台密封齿和所述离心轮后凸台密封齿而镶嵌于泵壳体上。[0008]优选所述离心轮前凸台密封齿和后凸台密封齿的齿数分别为5～6个，每道密封齿尺宽为0.3mm。[0009]优选所述离心轮前凸台密封齿的齿峰与其对应的石墨密封环组成的径向间隙和述离心轮后凸台密封齿的齿峰与其对应的所述石墨密封环之间的最小径向间隙均能够达3C