CN109737094A - 用于涡轮泵的动密封装置和涡轮泵组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于涡轮泵的动密封装置和涡轮泵组。动密封装置包括壳体、静环组件和动环；其中所述静环组件设于所述壳体内，且所述静环组件沿第一方向的一端连接所述壳体，另一端用于抵触所述动环；所述壳体内侧与所述静环组件限定泄出腔，所述壳体设有一端连通所述泄出腔，且另一端连通外界环境的泄出通道；所述静环组件的所述另一端设有凹槽，且所述动环通过抵触所述另一端的密封端面将所述凹槽封闭；所述静环组件包括沿所述第一方向的引流孔，所述引流孔的一端连通所述凹槽，且另一端连通所述泄出腔。本发明的动密封装置，可以简化涡轮泵组结构，缩短涡轮泵组轴向方向的尺寸，从而改善涡轮泵组的性能。

Description

用于涡轮泵的动密封装置和涡轮泵组

技术领域

本发明涉及涡轮泵的密封技术领域，尤其涉及一种用于涡轮泵的动密封装置和涡轮泵组。

背景技术

涡轮泵作为泵压式液体火箭发动机的重要组成部分，其作用是给发动机工作提供所需的氧化剂和燃料。为阻止推进剂泄漏,氧化剂泵和燃料泵通常需要设置有效的动密封装置。

动密封装置的性能将直接决定涡轮泵的寿命和可靠性，是液体火箭发动机的关键技术之一。特别对于液氧、液氢或者甲烷等低温易汽化介质，通常需要设置两级以上密封以形成组合式密封。例如，在采用多级组合式密封方式的现有涡轮泵中，多级组合式密封方式的前几级例如可以用于直接密封低温介质，最后一级可以引入惰性气体隔离。

目前现有的液体发动机涡轮泵动密封技术至少具有以下缺点：

1)通常需要设置两级以上密封。多级密封结构会造成密封结构的轴向空间尺寸大、结构复杂，从而使涡轮泵轴临界转速低，涡轮泵刚性和稳定性差。

2)惰性气体隔离通常由浮动环引入，从而造成液体发动机工作时吹除气体的消耗量大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于涡轮泵的动密封装置和涡轮泵，以简化现有动密封装置的结构，改善密封效果。

本发明一个方面提供了一种用于涡轮泵的动密封装置，包括壳体、静环组件和动环；其中所述静环组件设于所述壳体内，且所述静环组件沿第一方向的一端连接所述壳体，另一端用于抵触所述动环；所述壳体的内侧与所述静环组件的外侧之间限定泄出腔，所述壳体设有一端连通所述泄出腔，且另一端连通外界环境的泄出通道；所述静环组件的所述另一端的密封端面包括凹槽，且所述动环通过抵触所述密封端面将所述凹槽封闭；所述静环组件包括沿所述第一方向的引流孔，所述引流孔的一端连通所述凹槽，且另一端连通所述泄出腔；在所述动环随涡轮泵旋转时，处于动密封装置之外的液体通过所述密封端面进入所述凹槽，并通过沿动密封装置中所述静环组件的内侧引入所述凹槽的隔离气体将泄漏到所述凹槽中的液体经由所述引流孔、所述泄出腔和所述泄出通道携带至动密封装置之外。

在一个实施例中，所述静环组件包括静环座、静环、波纹管和后座；所述静环座包括环形槽，所述静环安装在所述环形槽内；其中所述静环沿所述第一方向的一端抵触所述静环座的内端面，且另一端抵接所述动环；所述波纹管的两端分别连接所述静环座和所述后座，所述后座的远离所述静环座侧固定连接所述壳体；其中所述波纹管处于压缩状态，从而对所述静环座和所述静环施加朝向所述动环的力，以使所述静环与所述动环紧密配合。

在一个实施例中，所述壳体与所述静环座之间设有密封圈，从而所述静环组件、所述壳体和所述密封圈之间限定所述泄出腔。

在一个实施例中，所述密封圈为泛塞密封圈或波纹管。

在一个实施例中，所述静环组件中所述静环的靠近所述动环的所述密封端面设有所述凹槽，从而所述静环的所述密封端面被所述凹槽分隔为沿所述密封端面径向排列的内密封端面和外密封端面。

在一个实施例中，所述动环与所述静环的所述内密封端面配合的表面加工有内动压槽，且所述内动压槽与所述动环的内径贯通；所述动环与所述静环的所述外密封端面配合的表面加工有外动压槽，所述外动压槽与所述动环外径贯通。

在一个实施例中，所述凹槽为沿所述密封端面的周向方向设置的环形凹槽。

在一个实施例中，所述引流孔贯穿所述静环和静环座，且所述引流孔的两端分别连通所述环形凹槽和所述泄出腔。

在一个实施例中，所述引流孔包括多个，且多个所述引流孔在对应所述环形凹槽的周向方向上均布。

本发明的另一个方面提供了一种涡轮泵装置，包括氧化剂泵、燃料泵以及如上所述的动密封装置；其中所述氧化剂泵、燃料泵和所述动密封装置同轴设置，且所述动密封装置设置于所述氧化剂泵和所述燃料泵之间。

在一个实施例中，所述动密封装置中的所述动环固设于所述氧化剂泵和所述燃料泵的旋转轴上；在所述旋转轴旋转时，所述动环相对于所述静环组件旋转，从而所述动密封装置之外的液体通过所述动环和所述静环组件接触面进入所述凹槽，且通过从所述动密封装置与所述旋转轴之间的间隙引入所述凹槽的隔离气体将泄漏至所述凹槽内的液体经所述引流孔、所述泄出腔和所述泄出通道携带至所述动密封装置之外。

本发明的动密封装置，通过将涡轮泵的多级密封结构简化为一级密封结构，可以有效缩短现有液体发动机的涡轮泵动密封结构的轴向尺寸，从而使涡轮泵的整体布局更加紧凑，改善涡轮泵的性能；且通过使密封装置中用于泵腔泄漏的液流通道与动密封装置之外的外界环境相通，使得吹除气体的压力稍大于液流通道的压力时，即可将泄漏的液流携带至动密封装置之外，从而在同样的设计参数下，极大减少了隔离气体的消耗量。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。

附图说明

下面的附图是本发明的说明书的一部分，其绘示了本发明的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本发明的原理。

图1-3为本发明实施例的动密封装置结构示意图。

图4为本发明实施例的动环结构示意图。

图5-7为本发明实施例的动密封结构示意图。

图8为本发明实施例的动环结构示意图。

图9为本发明另一实施例的动密封结构示意图。

图10为本发明实施例的涡轮泵组结构示意图。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。

例如，液体发动机的涡轮泵组中的氧化剂泵和燃料泵可以同轴设置，且动密封装置可以设置在氧化剂泵和燃料泵之间，从而避免泄漏的氧化剂和燃料剂彼此混合。例如，在液体发动机的涡轮泵组的密封结构中，涡轮泵组的密封结构可以设置在氧化剂泵或者燃料泵的入口。例如，密封结构可以包括两级密封，其中第一级密封可以为接触式端面密封，用于直接密封推进剂；第二级可以采用浮动环密封，用以引入气体隔离。例如，密封结构还可以为三级密封。例如，在三级密封结构中，第一级可以为离心密封，第二级可以为干气密封，第一级和第二级可以共同用于密封液氧；第三级可以为浮动环密封，用于引入气体隔离。

当涡轮泵采取两级及两级以上的密封结构时，涡轮泵沿其轴向的空间尺寸大、结构复杂，从而使涡轮泵轴临界转速低，涡轮泵刚性和稳定性差。另外，在惰性气体隔离由浮动环引入的情况下，发动机工作时所需要的吹除气体消耗量大，从而运载器需要携带额外的载荷，降低了运载能力。

本发明一个方面提供了一种用于涡轮泵的动密封装置。参见图1，动密封装置包括壳体1、静环组件2和动环3。其中静环组件2设于壳体1内，且静环组件2沿第一方向S1的一端连接壳体1，另一端用于抵触动环3。壳体1的内侧与静环组件2的外侧之间限定泄出腔B，壳体1设有一端连通泄出腔B，且另一端连通外界环境的泄出通道A。

静环组件2的另一端的端面(在与动环抵触后，该端面即为密封端面)包括凹槽D(例如，该凹槽D可以环绕端面的中心设置，例如，端面的中心为端面外轮廓的几何中心)，且动环3通过抵触所述端面将凹槽D封闭。静环组件2包括沿第一方向S1的引流孔C，引流孔C的一端连通所述凹槽D，且另一端连通所述泄出腔B。

在动环3随涡轮泵旋转时，处于动密封装置之外(例如，泵腔PL中)的液体通过动环3与静环组件2的接触面进入凹槽D，并通过沿动密封装置中静环组件2的内侧引入凹槽D的隔离气体G将泄漏到凹槽D中的液体经由引流孔C、泄出腔B和泄出通道A携带至动密封装置之外。

本发明的用于涡轮泵的密封装置，通过供泄漏液体存储及排出的凹槽，引流孔、泄出腔及泄出通道，可以以少量的隔离气体，即可将泄漏的液体携带至动密封装置之外，简化了动密封结构，降低了涡轮泵组的复杂程度，从而改善涡轮泵组的工作性能。

例如，壳体1、静环组件2和动环3均为回转体结构(图1中仅示意了位于回转轴一侧的剖视结构)。例如，三者的轴线位置可以彼此重合或大致重合。动密封装置沿轴向方向包括用于配合例如同轴涡轮泵组(例如，涡轮泵组由氧化剂泵和燃料泵组成)的转轴的空间，即同轴涡轮泵组的转轴通过穿过动密封装置的沿轴向方向的空间而与动密封装置配合。例如，具体地，壳体1可以为沿第一方向S1贯穿的回转体结构，例如，其可以在该第一方向S1上为从一端向另一端(图1中由左向右的方向)直径逐渐增大的结构。例如，静环组件2与涡轮泵组的转轴6间隔设置。

继续参见图1，例如，动环3可以固定设置在转轴6的外侧(例如，动环的内孔与转轴6周向地紧密配合)，以在转轴6转动时随转轴6一同旋转。例如，静环组件2及壳体1可以与转轴6间隔设置。即在轴向方向上，静环组件2和壳体1与涡轮泵组的转轴6之间形成环形空间，该环形空间用于隔离气体G的引入。

例如，静环组件2具有回转结构，且与壳体1同轴地设置在壳体1之内。参见图2，例如，静环组件2在上述第一方向S1的一端可以固定连接壳体1的内侧，另一端的端部用于抵触在动环3的端面，从而静环组件2的外侧与壳体1的内侧之间可以存在第一配合间隙12。例如，在沿第一方向S1上，配合间隙12在回转体径向方向(即图2中大致垂直于S1的方向)的尺寸可以大小不等。例如，在部分区域(设置密封结构4，5的位置)，二者可以为紧密配合的结合方式。在部分区域，静环组件2的外侧与壳体1间可以有较大间隙。例如，沿第一方向S1，静环组件2的外侧与壳体1之间可以至少包括两个较大的间隙12，其中靠近壳体1的小端的一个间隙12形成泄出腔B，靠近静环组件2的大端的较大间隙12用于在动环3旋转时，静环组件2的回补，其例如可以连通泵腔。例如，两个较大间隙12之间可以以密封圈4密封，从而泄漏到泄出腔B中的液体被排出到环境中，避免泵腔介质直接泄漏到泄出腔B中。

如图3所示，进一步地，静环组件2远离壳体2的内侧与涡轮泵组的转轴6之间可以限定环形空间26。在涡轮泵工作时，隔离气体可以从涡轮泵组转轴与静环组件2的内侧之间的环形空间26引入(例如，隔离气体的来源可以从液体发动机壳体外)。通过在静环组件2与涡轮泵组的转轴6之间形成的环形空间26引入隔离气体G，可以在涡轮泵工作时，限制液体从涡轮泵的泵腔经静环组件2与动环3之间泄漏，从而避免泄漏的液体之间发生混合，并能够将进入凹槽的气体携带至动密封装置之外的环境中。

如上所述，静环组件2的另一端用于抵触在动环3上，从而静环组件2在该另一端的端面形成密封端面220。其中，密封端面220可以阻止泵腔中的液体通过该密封端面220进入。由于静环组件2为回转体结构，因此密封端面220为环形结构(密封端面具体为具有与涡轮泵组转轴同轴开孔的环形结构)，以在其周向上将泵腔PL中的液体密封，避免泵腔中的液体从静环组件2与动环3之间泄漏。如上所述，静环组件2的靠近动环3的一端的端面设有凹槽D，且静环组件2设有连通该凹槽D的引流孔C，该引流孔C连通静环组件2与壳体1之间限定的泄出腔B。壳体1上设有一端连通该泄出腔B，另一端连通到该动密封装置之外的环境中的泄出通道A。例如，动密封装置之外的环境可以为外界大气环境。

参见图4，例如，动环3可以通过其中心孔30固定套结在涡轮泵组的转轴6外，以随涡轮泵共同旋转。例如，动环3的中心孔30与涡轮泵组的转轴6可以紧密配合。此时，在涡轮泵的转轴6转动时，动环3相对于静环组件2旋转，动密封装置之外的液体可以通过密封端面220泄漏进入凹槽D。此时，通过在静环组件2的内侧与涡轮泵组转轴6之间的环形空间26内引入隔离气体G，可以阻止进入凹槽D的液体或者从密封端面220进入的液体从静环组件2与动环3之间泄漏。此外，被引入的隔离气体G能够沿动环3与静环组件2的内密封端面(即密封端面的位于凹槽与转轴之间的部分)进入凹槽D，从而在隔离气体G作用下，带动泄漏至凹槽D的液体经由引流孔C、泄出腔B和泄出通道A排入动密封装置之外的环境。例如，动密封装置之外的环境可以为外界大气环境，此时，液体发动机的壳体也对应设置连通泄出通道A的排出孔。

参见图5，在一个实施例中，静环组件2包括静环座21、静环22、波纹管23和后座24。例如，后座24、波纹管23、静环座21和静环22可以沿第一方向S1依次排列设置。静环座21可以包括环形槽210，所述静环22安装在所述环形槽210内。其中静环22沿第一方向S1的一端抵触静环座21的内端面(即环形槽210的底面)，且另一端的端面抵触所述动环3。所述波纹管23的两端分别连接所述静环座21和所述后座24，后座24的远离静环座21侧固定连接所述壳体1的内侧。其中波纹管23可以处于压缩状态，从而对所述静环座21和所述静环22施加朝向所述动环3的力，使所述静环22与所述动3环紧密配合，进而静环22的靠近动环3的端面形成密封端面220，进一步缓解泵腔液体从密封端面220的泄漏。

继续参见图5，例如，在一个实施例中，壳体1与静环座21之间设有密封圈4，从而静环组件2、壳体1和密封圈4之间限定泄出腔B。如图5所示，环形密封圈4设置在静环座21与壳体1之间，从而将静环组件2的外侧与壳体1的内侧所形成的配合空隙12隔离为两个部分，其中第一个部分作为泄出腔B。经过静环22与动环23之间泄漏至环形槽D和引流孔C后的液体只能从泄出腔B进入泄出通道A并最终进入到动密封装置之外的环境。另一个部分连通动密封装置的泵腔环境。环形密封圈4的开口例如可以朝向泵腔上述另一部分，且在靠近密封圈4的开口位置设有挡圈5，该挡圈5可以限制密封圈4沿轴向的移动。

在该实施例中，泄出腔B由静环座21远离静环22的一端、波纹管23靠近壳体1的一侧以及壳体1的内侧共同限定而成。但泄出腔B也可以为其它结构，只要保证其两端分别连通引流孔C和泄出通道A，且泄出腔B的其它位置被密封即可。

在该实施例中，例如，所述密封圈3可以为泛塞密封圈。例如，泛塞密封圈的开口朝向壳体1与静环座21间且与泵腔连通的空间，从而在涡轮泵工作后，高压液体(相对于环境压力)进入上述空间，以使泛塞密封圈的唇口张开并紧密贴合在位于两侧的壳体1和静环座21上，从而进一步改善了动密封装置的密封效果。

参见图6，例如，上述密封圈也可以以波纹管7替代。显然，由于波纹管在第一方向S1上可以有较大的尺寸，因此，可以直接将波纹管7的一端连接静环座21，另一端连接壳体1的内侧，从而由两个波纹管23，7在静环座21、壳体1的内侧之间限定泄出腔B。本发明的实施例，通过在壳体1的内侧与静环座21之间设置波纹管7，进一步减少了静环座21在第一方向S1上的尺寸，提高了静环座21及壳体1的尺寸调节灵活性，并可以进一步降低液体发动机的质量，提高例如运载火箭的运载能力。

在该实施例中，例如，壳体1可以与静环座21沿第一方向S1间隔设置，从而波纹管7的两端通过分别连接壳体1和静环座21在壳体1的内侧、静环座21、后座24与两个波纹管23，7之间限定泄出腔B。例如，在静环座21与壳体1彼此间隔设置，且通过沿第一方向S1分别连接静环座21和壳体1的内侧的波纹管7取代环形密封圈的情况下，引流孔C可以与泄出通道A沿彼此垂直的方向设置，从而改善泄漏液体排出效果。

参见图7，例如，在一个实施例中，静环22的靠近动环3的密封端面220设有凹槽D，从而静环22的密封端面220被凹槽D分隔为沿密封端面220径向排列的内密封端面221和外密封端面222。其中，泵腔中泄漏的液体可以由外密封端222面进入凹槽D，从动密封装置内侧的隔离气体G可以通过内密封端面221进入凹槽D，并将泄漏的液体携带至动密封环境之外。本发明的实施例的动密封装置，通过设于静环22的密封端面220的凹槽将密封端面分隔为内密封端面221和外密封端面222，可以更好的避免泵腔液体的泄漏以及避免不同泵腔的液体发生混合，改善涡轮泵的工作性能。

继续参见图7，例如，在一个实施例中，动环3与静环22的内密封面221配合的表面加工有内动压槽31，且内动压槽31与动环3的内径贯通。动环3与静环22的外密封面222配合的表面加工有外动压槽32，外动压槽32与动环3的外径贯通。本发明实施例的动密封装置，通过在动环3加工内动压槽31和外动压槽32，实现了密封端面的非接触式工作，有效降低了密封端面的磨损，提高了动密封装置的工作寿命。

参见图8，在该实施例中，例如，内动压槽31从动压环3的内径位置向动环3的外侧延伸。例如，内动压槽31的横向尺寸(宽度)从靠近动压环3的内径向外径方向逐渐增大。同样地，外动压槽32从动压环3的外径位置向内侧延伸。例如，外动压槽32的横向尺寸(宽度)从靠近动压环3的外径向内径方向逐渐减小。例如，内、外动压槽31，32的开口为刀片形，且内、外动压槽31，32沿长度方向的中心线与动压环3的周向方向的夹角在5-30度之间。进一步地，该角度在5-18度之间。图8所示的实施例的动环槽形为螺旋槽，例如，内、外动压槽的槽形还可以为螺旋槽、直线槽或者T型槽。本发明的实施例，通过调整内、外动压槽的结构参数，包括螺旋角、槽宽比、槽坝比和槽数等，可以更好的减小密封端面的磨损，更加方便的使隔离气体引入环形槽D，进一步改善动密封装置的密封效果。

在该实施例中，静环22与动环3之间形成的密封端面的润滑膜为微米级，同时泄出腔B和外界环境(例如，大气)相通，因此，只要隔离气体的压力略高于环境压力，即可实现泵腔介质的有效隔离，从而极大的降低了发动机工作时隔离气体的消耗量。

在一个实施例中，凹槽D为沿密封端面220的周向方向的环形凹槽。例如，环形凹槽D的宽度可以略大于引流孔C的宽度。例如，在密封端面的径向方向上，可以彼此间隔的设置多道环形凹槽D(多道环形凹槽例如可以以密封端面220的几何中心为圆心)，且每道环形凹槽D均通过引流孔C连通至泄出腔B，从而通过对泄漏的介质形成多道阻拦，更好的防止泵腔介质的泄漏。

在一个实施例中，引流孔C贯穿静环22和静环座21，且引流孔C的两端分别连通环形凹槽D和泄出腔B。例如，引流孔C包括多个，且多个引流孔C在对应环形凹槽D的周向方向上均布。例如，引流孔C的横截面可以为圆形、梯形、长方形或椭圆形等。例如，从动环3指向静环22的方向上，引流孔C可以为逐渐向转轴6靠近的倾斜孔，从而使从静环22与动环3密封端面220泄漏的泵腔介质，可以自动地沿引流孔C向泄出腔B流动，从而进一步改善引流孔的引流性能，提高动密封装置的可靠性。

需要说明的是，引流孔C沿其长度方向并非必须是直线性孔，也可以是曲线型孔。

参见图9，例如，在一个实施例中，静环组件2可以包括内外两个部分201，202。其中，位于外侧的第一部分201沿第一方向S1的两端分别连接壳体1和动环3，位于内侧的第二部分202沿第一方向S1的两端分别连接壳体1和动环3。也即，第一部分201和第二部分202沿动环3的端面的径向方向间隔排列。从而第一部分201、第二部分202和壳体1共同限定泄出腔B。

具体地，第一部分201包括沿第一方向S1依次设置的波纹管203、静环座204、静环205。其中，静环座204设有环形槽，静环205的一端抵触在环形槽的底面，另一端抵接所述动环3，波纹管203的两端分别连接壳体1和静环座204的远离静环205一侧。同样地，位于内侧的第二部分202沿第一方向S1依次设置波纹管206、静环座207、静环208。其中，静环座207设有环形槽，静环208的一端抵触在环形槽的底面，另一端抵接所述动环3，波纹管206的一端连接静环座207的远离静环208一侧，另一端通过后座209连接壳体1。

在该实施例中，环形槽D由第一部分201中的静环206和第二部分202的静环208之间的环形间隙构成。具体地，环形槽的宽度为静环205，208从对应的静环座204，207中向动环3所在侧伸出部分之间的距离。此外，引流孔C的宽度为静环座204，207之间的距离。例如，环形槽D的宽度可以是引流孔C的宽度的1.5-3倍。本发明的实施例，通过将静环组件2分为内外两个部分201，202，且以内、外静环205，208之间的空间作为环形槽D及以内、外静环座204，207之间的间隙作为引流孔C，一方面可以改善动密封装置的密封性能，简化密封结构，另一方面可以避免了直接在静环上开密封槽的工艺步骤，从而降低加工难度。

在该实施例中，静环组件2的引流孔C设置在两个静环座204，207之间，且泄出通道A与引流孔C彼此垂直设置，从而方便泄漏液体的排出。静环组件2的第一部分201中的波纹管203、第二部分202的波纹管206、壳体1以及两个静环座204，207之间限定泄出腔B，从而无需额外在壳体1与静环座之间设置密封装置，提高了动密封装置的密封结构的紧凑型。

此外，由于泄出腔B的体积、环形槽D的尺寸以及引流孔C的尺寸可以根据需要通过调整第一部分201和第二部分202之间的距离容易地改变，因此，极大的提高了动密封装置的适应性。例如，在泄漏较多的情况下，泄出腔B的体积可以通过增加静环组件2的两个部分201，202之间的距离，增加其容纳泄漏液体的量，从而提高动密封装置的冗余性。

本发明的动密封装置，通过将静环组件分为内、外两个部分，可以方便泄漏的泵腔介质及隔离气体进入环形槽D，改善动密封装置的适应性，提高动密封装置对从泵腔泄漏的液体的存储和排出能力，从而显著提高动密封装置对涡轮泵组合的密封效果。

本发明的另一个方面提供了一种涡轮泵装置。参见图10，涡轮泵组包括氧化剂泵100、燃料泵200以及如上所述的动密封装置300，其中动密封装置300设于氧化剂泵100和燃料泵200之间。例如，氧化剂泵100和燃料泵200分别在其入口侧或出口侧设置一个动密封装置300，从而两个动密封装置300可以分别阻止对应的氧化剂泵100或燃料泵200的液体泄漏。由于涡轮泵组采用了本发明的动密封装置，因此具有相应的技术效果，可参见之前的描述。

继续参见图10，例如，在一个实施例中，两个动密封装置300中的动环3分别固设于氧化剂泵100和燃料泵200的旋转轴61，62。在旋转轴61，62旋转时，两个动密封装置300的动环3相对于静环组件2旋转，从而动密封装置300之外的液体通过动环3和静环组件2接触面进入凹槽D，且通过从动密封装置300与各自对应的旋转轴61或旋转轴62之间的间隙引入凹槽的隔离气体将泄漏至所述凹槽内的液体经所述引流孔、所述泄出腔和所述泄出通道携带至所述动密封装置300之外，例如，沿液体发动机壳体400的排出孔进入外界环境。

在该实施例中，例如，氧化剂泵100和燃料泵200可以共用同一转轴，两个动密封装置300分别设于氧化剂泵100或燃料泵200的入口或出口。在此情况下，两个动密封装置300中的动环可以随共用的转轴旋转，且两个动密封装置300分别实现对对应的氧化剂泵100或燃料泵200的密封。

本发明的动密封装置，可以简化涡轮泵组的密封结构，有效缩短现有液体发动机的涡轮泵动密封的轴向尺寸，使涡轮泵的整体布局更加紧凑；且通过使泄漏的气体流道与动密封装置的外界环境相同，在同样的设计参数下，极大减少了隔离气体的消耗量。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，在不脱离本发明的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (11)

1.一种用于涡轮泵的动密封装置，其特征在于，包括壳体、静环组件和动环；

其中所述静环组件设于所述壳体内，且所述静环组件沿第一方向的一端连接所述壳体，另一端用于抵触所述动环；所述壳体内侧与所述静环组件限定泄出腔，所述壳体设有一端连通所述泄出腔，且另一端连通外界环境的泄出通道；

所述静环组件的所述另一端设有凹槽，且所述动环通过抵触所述另一端的密封端面将所述凹槽封闭；所述静环组件包括沿所述第一方向的引流孔，所述引流孔的一端连通所述凹槽，且另一端连通所述泄出腔；

在所述动环随涡轮泵旋转时，处于动密封装置之外的液体通过所述密封端面进入所述凹槽，并通过沿所述静环组件的内侧引入所述凹槽的隔离气体将泄漏到所述凹槽中的液体经由所述引流孔、所述泄出腔和所述泄出通道携带至动密封装置之外。

2.根据权利要求1所述的动密封装置，其特征在于，所述静环组件包括静环座、静环、波纹管和后座；

所述静环座包括环形槽，所述静环安装在所述环形槽内；其中所述静环沿所述第一方向的一端抵触所述静环座的内端面，且另一端抵接所述动环；所述波纹管的两端分别连接所述静环座和所述后座，所述后座的远离所述静环座侧固定连接所述壳体；

其中所述波纹管处于压缩状态，从而对所述静环座和所述静环施加朝向所述动环的力，以使所述静环与所述动环紧密配合。

3.根据权利要求2所述的动密封装置，其特征在于，所述壳体与所述静环座之间设有密封圈，从而所述静环组件、所述壳体和所述密封圈之间限定所述泄出腔。

4.根据权利要求3所述的动密封装置，其特征在于，所述密封圈为泛塞密封圈或波纹管。

5.根据权利要求2所述的动密封装置，其特征在于，所述静环组件中所述静环的用于抵触所述动环的所述密封端面设有所述凹槽，从而所述静环的所述密封端面被所述凹槽分隔为沿所述密封端面径向排列的内密封端面和外密封端面。

6.根据权利要求5所述的动密封装置，其特征在于，所述动环与所述静环的所述内密封端面配合的表面加工有内动压槽，且所述内动压槽与所述动环的内径贯通；所述动环与所述静环的所述外密封端面配合的表面加工有外动压槽，所述外动压槽与所述动环的外径贯通。

7.根据权利要求5所述的动密封装置，其特征在于，所述凹槽为沿所述密封端面的周向方向设置的环形凹槽。

8.根据权利要求7所述的动密封装置，其特征在于，所述引流孔贯穿所述静环和所述静环座，且所述引流孔的两端分别连通所述环形凹槽和所述泄出腔。

9.根据权利要求8所述的动密封装置，其特征在于，所述引流孔包括多个，且多个所述引流孔在对应所述环形凹槽的周向方向上均布。

10.一种涡轮泵组，其特征在于，包括氧化剂泵、燃料泵以及如权利要求1-9任一项所述的动密封装置；其中所述氧化剂泵、所述燃料泵和所述动密封装置同轴设置，且所述动密封装置设置于所述氧泵和所述燃料泵之间。

11.根据权利要求10所述的涡轮泵组，其特征在于，所述动密封装置中的所述动环固设于所述氧化剂泵和/或所述燃料泵的旋转轴上；

在所述旋转轴旋转时，所述动环相对于所述静环组件旋转，从而所述动密封装置之外的液体通过所述动环和所述静环组件接触面进入所述凹槽，且通过从所述动密封装置与所述旋转轴之间的间隙引入所述凹槽的隔离气体将泄漏至所述凹槽内的液体经所述引流孔、所述泄出腔和所述泄出通道携带至所述动密封装置之外。