一种密封环及适用于低温环境的离心轮密封结构制造技术

本发明专利技术属于密封结构及离心轮的密封结构，为了解决现有技术中低温环境下金属密封环与离心轮密封凸边容易摩擦发生爆炸，非金属密封环整体刚度差易变性，以及夹芯式密封环中非金属内芯一体加工容易变形，易与离心轮密封凸边偏磨，导致密封效果降低的技术问题，提供一种密封环及适用于低温环境的离心轮密封结构，密封环包括密封壳体、金属环形板、聚三氟乙烯环形板和压板；聚三氟乙烯环形板和金属环形板交替放置于外壳内，聚三氟乙烯环形板放置在密封壳体的底部，聚三氟乙烯环形板和金属环形板之间形成迷宫式密封；压板与外壳的上表面平齐，铆接固定。适用于低温环境的离心轮密封结构将密封环套设于离心轮密封凸边外，密封壳体的底座固定于泵壳体上。

【技术实现步骤摘要】
一种密封环及适用于低温环境的离心轮密封结构
本专利技术属于密封结构及离心轮的密封结构，具体涉及一种密封环及适用于低温环境的离心轮密封结构。
技术介绍
液体火箭发动机涡轮泵的密封环对提高泵的效率起着重要作用，尤其是低温液氧推进剂中使用的密封环，密封环的性能和工作可靠性直接关系着涡轮泵的性能和可靠性。因此要求设计时既要考虑材料在低温工作条件下与金属离心轮碰磨时的安全性，又要考虑密封环的可靠性与密封性能。现有的离心轮密封结构如下：如图1，密封环采用金属材料，整体加工刚度高，通过螺钉固定在泵壳体01上，工作时在金属密封环02两侧高压差下作用下不会发生结构变形，但是应用在低温氧泵和氢泵时一旦和离心轮密封凸边03碰摩，极易发生爆炸。为了提高安全性需要将金属密封环02与离心轮密封凸边03的间隙保持在较大的尺寸，但同时会造成通过金属密封环02与离心轮密封凸边03的泄漏量增大，降低泵的效率。如图2，基于上述安全性考虑采用非金属材料整体加工密封环，非金属密封环04在低温氧泵和氢泵中与离心轮密封凸边03相磨时不易发生碰摩爆炸的危险，但非金属密封环04的整体刚度差，在高压差作用下变形大，易与离心轮密封凸边03偏磨，密封效果差。如图3，还有一种夹芯式密封环结构，密封环基体06采用金属加工，内设L型放置槽安装非金属内芯05，再用金属盖板07锁紧，优点是采用了金属基体增强密封环的刚度，缺点时非金属内芯05仍一体加工而成，刚度差，在高压差作用下非金属迷宫密封槽齿仍会出现变形严重的问题，易与离心轮密封凸边03偏磨，密封效果差。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是解决现有技术中低温环境下金属密封环与离心轮密封凸边容易摩擦发生爆炸，非金属密封环整体刚度差易变性，以及夹芯式密封环中非金属内芯一体加工容易变形，易与离心轮密封凸边偏磨，导致密封效果降低的技术问题，提供一种密封环及适用于低温环境的离心轮密封结构。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种密封环，其特殊之处在于，包括密封壳体、金属环形板、聚三氟乙烯环形板和压板；所述密封壳体包括圆环形的底座和中空柱状的外壳，所述外壳垂直固定于底座上；多个聚三氟乙烯环形板和多个金属环形板交替放置于外壳内，第一个聚三氟乙烯环形板与底座紧贴；所述聚三氟乙烯环形板的外径与金属环形板的外径相等，聚三氟乙烯环形板的内径小于金属环形板的内径，从而多个聚三氟乙烯环形板和多个金属环形板之间形成迷宫式密封；所述压板与外壳的上表面平齐；所述底座、金属环形板、聚三氟乙烯环形板和压板均沿周向等间距开设有多个铆钉孔，并通过铆钉连接。进一步地，所述金属环形板和铆钉的材质均为锻铝。进一步地，所述聚三氟乙烯环形板的厚度大于等于1mm，金属环形板的厚度为1-3mm一种适用于低温环境的离心轮密封结构，其特殊之处在于，包括如上所述的密封环；所述密封环套设于离心轮密封凸边外，密封壳体的底座固定于泵壳体上；所述聚三氟乙烯环形板的内侧与离心轮密封凸边外侧之间留有间隙。进一步地，所述聚三氟乙烯环形板内侧与离心轮密封凸边外侧之间设有0.1-0.5mm间隙。进一步地，所述迷宫式密封的数量为3-8个。进一步地，所述迷宫式密封的深度为1-3mm。进一步地，所述密封壳体的材质为不锈钢。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术的密封环在相邻的聚三氟乙烯环形板和金属环形板之间形成迷宫式密封，聚三氟乙烯材料尤其在低温环境下具有良好的性能，金属环形板作为支撑能够显著增强密封环的整体刚度，密封环稳定性高，能用于一般环境，也能够广泛使用于低温环境下的密封。2.本专利技术的金属环形板厚度略小于聚三氟乙烯环形板，由于金属环形板强度高于聚三氟乙烯环形板，可适当减小厚度尺寸。3.本专利技术适用于低温环境的离心轮密封结构，聚三氟乙烯材料与多数低温推进剂相容性良好，低温环境下与离心轮配合摩擦时具有较高的安全性，特别是在液氧环境中。另外，基于上述原因，密封环与离心轮密封凸边的间隙允许调整到较小的值，能够提高泵的效率，且密封结构稳定性佳，尤其适用于泵出口压力较高的火箭发动机涡轮泵。4.本专利技术的聚三氟乙烯环形板内侧与离心轮密封凸边外测之间间隙小，能够有效提高泵的效率。5.本专利技术的密封壳体材质为不锈钢，刚性较好。附图说明图1为
技术介绍
中密封环采用金属材料的离心轮密封结构示意图；图2为
技术介绍
中密封环采用非金属材料的离心轮密封结构示意图；图3为
技术介绍
中采用夹芯式密封环的离心轮密封结构示意图。图1至图3中：01-泵壳体、02-金属密封环、03-离心轮密封凸边、04-非金属密封环、05-非金属内芯、06-密封环基体。图4为本专利技术实施例一至实施例四中适用于低温环境的离心轮密封结构的结构示意图；图5为本专利技术实施例一至实施例四中密封环的爆炸图；图6为本专利技术实施例中铆钉的结构示意图。图4至图6中：1-密封壳体、101-底座、102-外壳、2-金属环型板、3-聚三氟乙烯环形板、4-压板、5-铆钉、6-泵壳体、7-离心轮密封凸边、8-翻边。具体实施方式下面将结合本专利技术的实施例和附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例并非对本专利技术的限制。实施例一如图4至图6，一种适用于低温环境的离心轮密封结构，包括密封环；密封环套设于直径为φ180mm的离心轮密封凸边7外，密封壳体1的底座101固定于泵壳体6上；其中，密封环包括密封壳体1、材质为锻铝的金属环形板2、聚三氟乙烯环形板3和压板4，密封壳体1采用刚度较高的不锈钢；所述密封壳体1包括圆环形的底座101和中空柱状的外壳102，所述外壳102垂直固定于底座101上。多个聚三氟乙烯环形板3和多个金属环形板2交替放置于外壳102内，聚三氟乙烯环形板3的数量为4，金属环形板2的数量为3；聚三氟乙烯环形板3放置在密封壳体1的底部，所述聚三氟乙烯环形板3的外径与金属环形板2的外径相等，聚三氟乙烯环形板3的内径小于金属环形板2的内径，聚三氟乙烯环形板3的厚度为2.5mm，金属环形板2的厚度为1.5mm，从而在多个聚三氟乙烯环形板3和金属环形板2之间形成3个迷宫式密封，聚三氟乙烯环形板3的内侧与离心轮密封凸边7外侧之间留有0.15mm的间隙，离心轮密封凸边7的有效密封长度为14.5mm，迷宫式密封的深度为2mm。所述压板4与外壳102的上表面平齐；所述底座101位于外壳102的内侧、金属环形板2、聚三氟乙烯环形板3和压板4均沿周向等间距开设有多个铆钉孔，并通过铆钉5连接。实施例二如图4至图6，一种适用于低温环境的离心轮密封结构，包括密封环；密封环套设于直径为φ180mm的离心轮密封凸边7外，密封壳体1的底座101固定于泵壳体6上；其中，密封环包括密封壳体1、材质为锻铝的金属环形板2、聚三氟乙烯环形板3和压板4，密封壳体1采用刚度较高的不锈钢；所述密封壳体1包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种密封环，其特征在于：包括密封壳体(1)、金属环形板(2)、聚三氟乙烯环形板(3)和压板(4)；/n所述密封壳体(1)包括圆环形的底座(101)和中空柱状的外壳(102)，所述外壳(102)垂直固定于底座(101)上；/n多个聚三氟乙烯环形板(3)和多个金属环形板(2)交替放置于外壳(102)内，第一个聚三氟乙烯环形板(3)与底座(101)紧贴；/n所述聚三氟乙烯环形板(3)的外径与金属环形板(2)的外径相等，聚三氟乙烯环形板(3)的内径小于金属环形板(2)的内径，从而多个聚三氟乙烯环形板(3)和多个金属环形板(2)之间形成迷宫式密封；/n所述压板(4)与外壳(102)的上表面平齐；所述底座(101)、金属环形板(2)、聚三氟乙烯环形板(3)和压板(4)均沿周向等间距开设有多个铆钉孔，并通过铆钉(5)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种密封环，其特征在于：包括密封壳体(1)、金属环形板(2)、聚三氟乙烯环形板(3)和压板(4)；
所述密封壳体(1)包括圆环形的底座(101)和中空柱状的外壳(102)，所述外壳(102)垂直固定于底座(101)上；
多个聚三氟乙烯环形板(3)和多个金属环形板(2)交替放置于外壳(102)内，第一个聚三氟乙烯环形板(3)与底座(101)紧贴；
所述聚三氟乙烯环形板(3)的外径与金属环形板(2)的外径相等，聚三氟乙烯环形板(3)的内径小于金属环形板(2)的内径，从而多个聚三氟乙烯环形板(3)和多个金属环形板(2)之间形成迷宫式密封；
所述压板(4)与外壳(102)的上表面平齐；所述底座(101)、金属环形板(2)、聚三氟乙烯环形板(3)和压板(4)均沿周向等间距开设有多个铆钉孔，并通过铆钉(5)连接。


2.如权利要求1所述一种密封环，其特征在于：所述金属环形板(2)和铆钉(5)的材质均为锻铝。


3.如权利要求1或2所述一种密封环，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：付瑜，白东安，叶树波，徐楠，王魁，赵瑞勇，刘军年，
申请(专利权)人：西安航天动力研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61