【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于液体火箭发动机领域，尤其涉及一种液氧煤油液体火箭发动机用电动泵一体化设计方案。
技术介绍
1、液体火箭发动机推进剂供应方式有两种，一种是挤压式供应系统，另一种是泵压式供应系统。两者各有利弊，可根据不同的场合选用适当的供应系统，实现优化设计。在发动机推重较小、推进剂量相对较小时，挤压式供应系统十分适用，还简化结构，减少组部件数量，提高开可靠性；而当发动机室压较高、推进剂流量较大、推力很大时，这种情况下只能使用泵压式供应系统。但是泵压式系统增加了系统的复杂性，组部件数量增加，各种管路、阀门交错，可靠性没有挤压式的高。而随着商业航天蓬勃发展，发射各种小卫星的需求不断提高，传统泵压式供应系统液体火箭发动机发射成本很高，难以满足商业利益需求。因此，本专利技术提供一种液体火箭发动机电动泵一体化设计方案，以电机取代预燃室带动泵高速工作，也减少了相应的组部件数量，提高了发动机的可靠性，因此具有较为广阔的使用前景。
技术实现思路
1、本专利技术重要的创新点：自主设计了一套液氧煤油液体火箭发动机用电动泵一体化方案，该设计能提供稳定的推力，能满足当前小卫星发射的市场需求，同时简化系统，提高可靠性。相较于传统泵压式液体火箭发动机，在某些方面具有不可比拟的优势。如能简化系统结构，大幅缩小发动机体积，大幅减轻重量，提高整体系统的可靠性；而相较于目前国内少有的分离式电动泵，一体化电动泵方案使得结构更加紧凑，使得体积更小。同时由于不需要齿轮这种传动结构，使系统重量也得以减轻。更为重要的是，分离式电动
2、本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现：一种液体火箭发动机用电动泵一体化设计，包括：定子外壳、定子、转子保护套、磁钢、垫块、传动轴、螺母、内轴承、离心式涡轮、外轴承、端盖。其中，所述定子外壳内接定子，两者之间通过过盈配合的方式连接；，并通过外壳内部的卡槽实现轴向定位；所述磁钢套在传动轴表面上，二者之间通过焊接方式实现连接；所述转子保护套套在磁钢表面，防止磁钢直接暴露在气隙中；所述垫块一左侧抵在传动轴的轴肩上，同时与转子保护套和磁钢右端面相接触；所述螺母拧紧后，左端面与垫块1相接触，由此可限制传动轴上磁钢及转子保护套的轴向窜动，防止电机高速转动时产生不必要的噪音和动载荷；所述内轴承置于定子外壳相应的轴承孔隙中，套在传动轴上，轴承左端面抵在传动轴轴肩上，由此实现轴向定位；所述垫块二左侧与内轴承的右端面相接触；所述离心式涡轮置于定子外壳的右侧腔体中，左端面与垫块二右端面相接触，并通过平键与传动轴连接以实现随传动轴一起转动；所述外轴承置于相应的轴承孔中，左端面与离心式涡轮表面轴肩相接触，右端面与垫块三相接触；所述端盖与定子外壳通过螺栓紧密连接，同时端盖端面又与垫块三的右端面相接触，随着螺栓的拧紧，内轴承、离心式涡轮、外轴承均被夹紧，限制了离心式涡轮随传动轴转动时产升轴向窜动，避免产生不必要的噪音和动载荷。
3、上述液氧煤油液体火箭发动机用电动泵一体化设计方案中，为防止电机部分定转子在高转速、大功率下的温升过高，从而影响整体的工作稳定性，提出一种适用于本电动泵的冷却方式：左端离心式涡轮把常温煤油吸入腔体中，煤油通过内轴承与轴承孔之间的间隙流入电机部分，通过定转子之间的气隙冷却定子，再冷却转子部分。
4、上述液氧煤油液体火箭发动机用电动泵一体化设计方案中，所述定子外壳与定子之间通过过盈连接的方案实现连接。同时定子顶在定子外壳内部凸出的定位台上面实现轴向定位，在通过左端未画出部分的螺母拧紧后实现夹紧。由此保证定子部分在正常工作环境下不发生过大的轴向窜动从而产生额外的噪音和动载荷。
5、上述液氧煤油液体火箭发动机用电动泵一体化设计方案中，所述定子外壳右侧的离心式涡轮泵腔体内部开有一煤油出口，外端面伸出一个连接煤油运输管路的法兰盘，两者之间通过螺栓连接实现紧密接触。将随离心式涡轮泵吸入的煤油增压后通过煤油出口，经过煤油运输管路，冷却完推力室后通过喷注器雾化燃烧。
6、上述液氧煤油液体火箭发动机用电动泵一体化设计方案中，所述磁钢与传动轴之间连接紧密，可通过焊接等方法实现。而转子保护套套在磁钢外表面，可通过过盈配合实现连接。
7、上述液氧煤油液体火箭发动机用电动泵一体化设计方案中，所述离心式涡轮泵内部空心，可通过煤油介质，同时与传动轴间通过平键连接。离心式涡轮泵右侧伸入煤油储罐中(图示)或连接煤油运输管路，从而将煤油吸入腔体中实现增压。
8、上述液氧煤油液体火箭发动机用电动泵一体化设计方案中，所述传动轴上套着磁钢、转子保护套、内外轴承、离心式涡轮泵及各垫块和螺母，实现零部件一起转动。
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1.一种液氧煤油液体火箭发动机用电动泵一体化设计，其特征在于包括：1外壳、2定子、3转子保护套、4磁钢、5垫块一、6传动轴、7螺母、8内轴承、9垫块二、10离心式涡轮、11外轴承、12垫块三、13端盖；其中：
2.根据权利要求1所述的外壳，在容纳离心式涡轮腔体内相应位置处开有煤油出口，并通过法兰盘与煤油输送管路相连接，将经电动泵增压后的煤油先去冷却推力室，然后再注入发动机头部的燃烧室进行燃烧。
3.根据权利要求1所述的电动泵整体，煤油被离心式涡轮泵吸入凹腔内，可通过内轴承之间的缝隙流入左侧电机凹腔内。先通过定转子之间的气隙冷却转子，再去冷却外部的定子。此种冷却方式可大幅降低高功率高转速下电机的温升，具有十分明显的冷却效果。
4.上述液氧煤油液体火箭发动机用电动泵一体化设计方案中，所述传动轴上套着磁钢、转子保护套、内外轴承、离心式涡轮泵及各垫块和螺母，实现零部件一起转动。因此要求传动轴结构强度及刚性较好，与轴承之间的配合较好，不能留有过大的孔隙，防止高速转动下出现较大离心力与噪音。
【技术特征摘要】
1.一种液氧煤油液体火箭发动机用电动泵一体化设计，其特征在于包括：1外壳、2定子、3转子保护套、4磁钢、5垫块一、6传动轴、7螺母、8内轴承、9垫块二、10离心式涡轮、11外轴承、12垫块三、13端盖；其中：
2.根据权利要求1所述的外壳，在容纳离心式涡轮腔体内相应位置处开有煤油出口，并通过法兰盘与煤油输送管路相连接，将经电动泵增压后的煤油先去冷却推力室，然后再注入发动机头部的燃烧室进行燃烧。
3.根据权利要求1所述的电动泵整体，煤油被...
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