本发明专利技术涉及密封技术领域，具体涉及一种适于高速高压用动密封装置及航空器。所述动密封装置包括密封壳体，间隔待形成密封的两腔体，密封壳体上开设有连通两腔体的通孔；转轴，可转动并至少部分地贯穿通孔设置；液封轮，安装在转轴上，随转轴的转动而转动，并可在转动时与密封壳体之间形成液封；以及隔热密封环，设置在转轴与密封壳体之间，并临近液封轮设置，并与液封轮形成组合密封，进而高速转动的转轴使得液封轮在密封壳体和转轴之间形成液封，可对高压力起到一个阻滞作用，隔热密封环可起到一个对高温的间隔作用，大大降低了高温对整个动密封装置的影响，进而在高转速、高压力、温度梯度大等恶劣工况下提升了动密封装置的可靠性和使用寿命。
A Kind of Dynamic Sealing Device and Aircraft Suitable for High Speed and High Pressure
【技术实现步骤摘要】
一种适于高速高压用动密封装置及航空器
本专利技术涉及密封
，具体涉及一种适于高速高压用动密封装置及航空器。
技术介绍
目前，世界范围内进入了商业航天大发展的潮流，高可靠性、低成本、重复使用、无污染火箭发动机成为液体火箭发动机的发展方向。其中，火箭中的液氧甲烷发动机具有冷却性能好、燃烧效率高、不易结焦、比冲高于液氧煤油发动机，并且单位质量甲烷燃料成本只有煤油的1/3，液氢的1/30，在航天领域获得较广的应用。甲烷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态甲烷，甲烷泵紧邻涡轮腔设置。通常在液体火箭发动机泵和涡轮之间设置有一套密封装置，以使得发动机泵的介质侧与涡轮腔之间形成密封，受涡轮腔内燃料燃烧产生的高温影响，该密封处介质侧与涡轮腔之间的温差≥600K，使得常规的密封装置无法适用。对此，现有技术中，国内外用于高压高速环境下的密封主要有两种：一种是非接触式密封，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，工作时介质泄漏量较大，为提高密封可靠性，还需额外增加高压吹除系统；另一种是接触式机械密封，其原理是利用弹性元件使摩擦副紧密贴合实现密封，该种密封结构较为成熟，可实现静态密封，动态工作时介质泄漏量小。但该类密封装置存在起动和关机过程摩擦副密封面磨损量较大，密封多次使用后，密封性能下降，甚至失效，故该类密封更不能满足涡轮泵高转速、超高压力、温度梯度大等恶劣工况下长寿命、高可靠性和重复使用的要求。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种密封装置及航空器，以解决或至少减轻现有技术中密封装置在高转速、高压力、温度梯度大等恶劣工况下无法满足长寿命、高可靠性和重复使用的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种适于高速高压用动密封装置包括：密封壳体，间隔待形成密封的两腔体，所述密封壳体上开设有连通所述两腔体的通孔；转轴，可转动并至少部分地贯穿所述通孔设置；液封轮，安装在所述转轴上，随所述转轴的转动而转动，并可在转动时与密封壳体之间形成液封；以及隔热密封环，设置在所述转轴与所述密封壳体之间，并临近所述液封轮设置，并与所述液封轮形成组合密封。进一步地，所述两腔体包括一高温腔体和一高压腔体，所述隔热密封环临近所述高温腔体设置，所述液封轮临近所述高压腔体设置。进一步地，所述隔热密封环包括安装在所述转轴上的石墨环。进一步地，石墨环的数量为两个。进一步地，所述动密封装置还包括套设在所述隔热密封环外的补偿件，所述补偿件具有使得隔热密封环内缩的预压紧力。进一步地，所述补偿件为套设在所述隔热密封环外的拉簧。进一步地，所述动密封装置还包括在所述隔热密封环的侧边上设置的间隙调节件。进一步地，所述液封轮中的密封叶片形状为圆弧状，沿径向倾斜。进一步地，所述液封轮的一侧与安装在所述转轴上的轴承间隙配合，另一侧和外圆与所述密封壳体间隙配合。进一步地，所述间隙范围在0.2～0.5mm之间。进一步地，所述适于高速高压用动密封装置还包括气体吹除结构，所述隔热密封环上具有与所述气体吹除结构连通的通道。进一步地，所述密封装置用于密封介质侧与涡轮腔，所述转轴的一端与所述涡轮腔连通，并可随所述涡轮腔中的涡轮旋转而旋转。本专利技术还提供一种航空器，包括适于高速高压用动密封装置，所述适于高速高压用动密封装置为如上所述的适于高速高压用动密封装置。进一步地，所述航空器为火箭。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供的适于高速高压用动密封装置及航空器中，在高转速、超高压力、温度梯度大等恶劣工况下，液封轮与隔热密封环形成组合式密封，高速转动的转轴使得液封轮在密封壳体和转轴之间形成液封，可对高压力起到一个阻滞作用，转速越高，对高压力的阻滞作用越强，进而大大降低了高压力对整个动密封装置的冲击，而在转轴与密封壳体之间，并临近液封轮设置的隔热密封环可起到一个对高温的间隔作用，大大降低了高温对整个动密封装置的影响，进而在高转速、高压力、温度梯度大等恶劣工况下提升了动密封装置的可靠性和使用寿命。2.本专利技术提供的适于高速高压用动密封装置及航空器中，动密封装置还包括套设在石墨环外的补偿件，补偿件具有使得石墨环内缩的预压紧力，进而使得石墨环在满足密封前后温度间隔的同时，对系统结构变形和转子跳动适应能力强，而在分体式石墨环内孔因转轴高速转动磨损后，在拉簧作用力下石墨环能够自动补偿，保证石墨环在多次使用后其性能不降低，满足发动机重复使用的要求，使得动密封装置的可靠性更好，适用于火箭等对零部件要求极高的环境。3.本专利技术提供的适于高速高压用动密封装置及航空器中，石墨环的侧边上设置有间隙调节件，具体间隙调节件为弹簧，设置在两石墨环之间，进而在火箭的涡轮在启动过程中，密封壳或者挡板发生受热变形，间隙调节件可以起到一个间隙调节作用，避免石墨环被压碎失效，进一步提升了动密封装置在高温高压使用环境下的可靠性能，保证了火箭的可靠运行。4.本专利技术提供的适于高速高压用动密封装置及航空器中，液封轮中的密封叶片形状为圆弧状，沿周向方向倾斜，这样与现有常规的直线型叶片相比，该液封轮密封过程中能够形成一个周向方向的作用力，密封能力更强，降压能力相对直线型叶片可50％提高至80％，具有更加良好的降压效果，使得本实施例中的动密封装置更加的适用于高压环境。5.本专利技术提供的适于高速高压用动密封装置及航空器中，液封轮的一侧与安装在转轴上的轴承间隙配合，液封轮的另一侧和外圆与密封壳体间隙配合，液封轮与密封壳体间隙配合，为非接触式密封，进而使得液封轮在工作过程中无磨损，寿命长，可靠性高，满足发动机重复使用的要求。6.本专利技术提供的适于高速高压用动密封装置及航空器中，液封轮与轴承或者歪着间隙范围在0.2～0.5mm之间，进而可有效地控制液封轮密封内径处的介质压力。7.本专利技术提供的适于高速高压用动密封装置及航空器中，隔热密封环上具有与所述气体吹除结构连通的通道，由于液封轮具有良好的隔压效果，使得气体压力低于介质压力0.03～0.05MPa，保证介质泄漏量不超过5g/s，液封轮和分体式石墨环组合式密封，结构紧凑，工艺气体在发动机工作过程停止供气，系统用气量大幅度降低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本专利技术实施例中动密封装置的剖视结构示意图。图2为图1所示动密封装置中液封轮的剖视结构示意图。图3为图1所示动密封装置中液封轮的主视结构示意图。其中，上述附图中的附图标记为：1、液封轮；15、密封叶片；2、拉簧；4、密封壳体；6、石墨环；7、挡板；8、轴套；10、间隙调节件；11、轴承；12、转轴；13、气体吹除结构。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适于高速高压用动密封装置，其特征在于，包括：密封壳体(4)，间隔待形成密封的两腔体，所述密封壳体(4)上开设有连通所述两腔体的通孔；转轴(12)，可转动并至少部分地贯穿所述通孔设置；液封轮(1)，安装在所述转轴(12)上，随所述转轴(12)的转动而转动，并可在转动时与密封壳体(4)之间形成液封；以及隔热密封环，设置在所述转轴(12)与所述密封壳体(4)之间，并临近所述液封轮(1)设置，并与所述液封轮(1)形成组合密封。
【技术特征摘要】
1.一种适于高速高压用动密封装置，其特征在于，包括：密封壳体(4)，间隔待形成密封的两腔体，所述密封壳体(4)上开设有连通所述两腔体的通孔；转轴(12)，可转动并至少部分地贯穿所述通孔设置；液封轮(1)，安装在所述转轴(12)上，随所述转轴(12)的转动而转动，并可在转动时与密封壳体(4)之间形成液封；以及隔热密封环，设置在所述转轴(12)与所述密封壳体(4)之间，并临近所述液封轮(1)设置，并与所述液封轮(1)形成组合密封。2.根据权利要求1所述的适于高速高压用动密封装置，其特征在于，所述两腔体包括一高温腔体和一高压腔体，所述隔热密封环临近所述高温腔体设置，所述液封轮(1)临近所述高压腔体设置。3.根据权利要求1所述的适于高速高压用动密封装置，其特征在于，所述隔热密封环包括安装在所述转轴(12)上的石墨环(6)。4.根据权利要求3所述的适于高速高压用动密封装置，其特征在于，石墨环(6)的数量为两个。5.根据权利要求1所述的适于高速高压用动密封装置，其特征在于，所述动密封装置还包括套设在所述隔热密封环外的补偿件，所述补偿件具有使得隔热密封环内缩的预压紧力。6.根据权利要求5所述的适于高速高压用动密封装置，其特征在于，所述补偿件为套设在所述隔热密封环外的拉簧(2)。7.根据权利要求1所述的适于高速高...
【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：北京星际荣耀空间科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11
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