CN110242440B - 一种高压补燃发动机用多功能分体式推力室保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高压补燃发动机用多功能分体式推力室保护装置,可实现密封防尘、低压排气的作用，同时还可实现自脱落，确保了发动机正常工作。该装置的一级柔性密封件、二级柔性密封件均与推力室喉部过盈配合；排气管的外表面设有外螺纹；排气管一端与推力室内腔连通，另一端依次与一级柔性密封件、二级柔性密封件螺纹连接后，再与所述排气装置安装；排气装置包括排气座、柔性密封垫和螺钉；排气座包括依次同轴设置的螺纹管、连接板以及密封垫安装筒；螺纹管与排气管螺纹连接；连接板的中心位置开设有螺纹孔，且以螺纹孔为中心沿圆周方向均匀设置有多个用于连通排气管和密封垫安装筒的排气通道；柔性密封垫通过螺钉固定在所述密封垫安装筒内。

Description

一种高压补燃发动机用多功能分体式推力室保护装置
技术领域
本发明属于航空航天技术领域，涉及一种高压补燃发动机用多功能分体式推力室保护装置。可实现密封防尘、低压排气的作用，另外在气压升高一定值时脱落，保证推力室正常工作。
背景技术
在某型号液体火箭发动机贮存和运输过程中，推力室需采用密封保护措施对推力室内腔进行密封保护，以防止推进剂受潮或推力室腔进入异物。
目前推力室采用的密封保护措施是采用一个蒙布盖住推力室尾部进行密封保护，并且在推力室头部并未采取任何的密封保护措施。
但是目前采用蒙布的密封保护措施存在以下问题：
1、蒙布的密封性比较差，虽然可以放置一些比较大的异物进入推进室，但是对于推进剂受潮的问题却无法解决。
2、蒙布的密封保护方式无法实现自脱落，发动机在飞行之前必须人为的将蒙布取下，操作不便。
发明内容
本发明的目的是提供以一种易于拆卸、密封性能好同时具备排气、自脱落功能的高压补燃发动机用多功能分体式推力室保护装置。
本发明的具体技术方案是：
本发明提供了一种高压补燃发动机用多功能分体式推力室保护装置，包括一级柔性密封件、二级柔性密封件、排气管及排气装置；
一级柔性密封件、二级柔性密封件均与推力室喉部过盈配合；
排气管的外表面设有外螺纹；排气管一端与推力室内腔连通，另一端依次与一级柔性密封件、二级柔性密封件螺纹连接后，再与所述排气装置安装；
排气装置包括排气座、柔性密封垫和螺钉；
所述排气座包括依次同轴设置的螺纹管、连接板以及密封垫安装筒；
螺纹管与所述排气管螺纹连接；
连接板的中心位置开设有螺纹孔，且以螺纹孔为中心沿圆周方向均匀设置有多个用于连通排气管和密封垫安装筒的排气通道；
柔性密封垫通过螺钉固定在所述密封垫安装筒内，并且柔性密封垫的边沿与所述密封垫安装筒的内壁贴合。
进一步地，为了使一级柔性密封件与推力室的配合更加可靠，同时确保整个一级柔性密封件的机械强度，上述一级柔性密封件包括上板、下板以及设置在上板和下板之间的橡胶垫；
橡胶垫的外径大于所述上板和下板外径，且橡胶垫的外表面与所述推力室喉部内表面过盈配合。
进一步地，上述橡胶垫包括水平部以及设置水平部周边的折弯部，所述折弯部的折弯方向朝向推力室内腔。
进一步地，为了使二级柔性密封件与推力室的配合更加可靠，设计更加合理，二级柔性密封件包括支板以及橡胶套；橡胶套上开设有环形卡槽，所述支板卡装在所述橡胶套的环形卡槽内，且橡胶套的外表面与所述推力室喉部内表面过盈配合；支板靠近所述下板的端面设有环形凸起。
进一步地，为了实现一级柔性密封件、二级柔性密封件在与推力室喉部内壁过盈配合后，两个柔性密封件位置的自锁，从而确保一级柔性密封件、二级柔性密封件的密封性，上述一级柔性密封件和二级柔性密封件之间的排气管上设置螺母，二级柔性密封件与排气座之间的排气管上设置螺母。
进一步地，为了使柔性密封垫的正向密封效果和反向排气效果更优，上述柔性密封垫整体朝向密封垫安装筒外部弯曲。
进一步地，上述柔性密封垫采用硬度为32±2的橡胶材料制作，柔性密封垫所承受的变形气压≥0.015MPa。
进一步地，上述上板与所述排气管之间设置有O型密封圈。
进一步地，上述螺纹管与所述排气管之间设置有O型密封圈。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用一级柔性密封件、二级柔性密封件先后安装在排气管上并保证一级柔性密封件、二级柔性密封件均推力室喉部过盈配合，实现了推力室喉部的双重密封，并且便于安装拆卸，同时，排气管上安装排气装置，通过柔性密封垫实现正向排气和反向密封的功能。
2、本发明一级柔性密封件中的橡胶垫以及二级柔性密封件中的橡胶套与推力室喉部过盈配合，当发动机进入工作状态，气压增加至0.02～0.04MPa时，可实现整个密封装置自动脱落的要求。
附图说明
图1本发明的结构示意图。
图2为排气装置的结构示意图。
附图标记如下：
1-一级柔性密封件、2-二级柔性密封件、3-排气管、4-排气装置、5-推力室喉部、6-推力室内腔、7-排气座、8-柔性密封垫、9-螺钉、10-螺纹管、11-连接板、12-密封垫安装筒、13-排气通道、14-上板、15-下板、16-橡胶垫、17-水平部、18-折弯部、19-支板、20-橡胶套、21-环形凸起、22-螺母、23-O型密封圈。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明：
实施例
一种高压补燃发动机用多功能分体式推力室保护装置，包括一级柔性密封件1、二级柔性密封件2、排气管3及排气装置4；
一级柔性密封件1、二级柔性密封件2均与推力室喉部5过盈配合；
排气管3的外表面设有外螺纹；排气管3一端与推力室内腔6连通，另一端依次与一级柔性密封件1、二级柔性密封件2螺纹连接后，再与所述排气装置4安装；
排气装置4包括排气座7、柔性密封垫8和螺钉9；排气座7包括依次同轴设置的螺纹管10、连接板11以及密封垫安装筒12；螺纹管10与所述排气管3螺纹连接；连接板11的中心位置开设有螺纹孔，且以螺纹孔为中心沿圆周方向均匀设置有多个用于连通排气管3和密封垫安装筒12的排气通道13；柔性密封垫8通过螺钉9固定在所述密封垫安装筒12内，并且柔性密封垫8的边沿与所述密封垫安装筒12的内壁贴合。
本实施例中一级柔性密封件1、二级柔性密封件2的具体结构为：
一级柔性密封件包括上板14、下板15以及设置在上板14和下板15之间的橡胶垫16；橡胶垫16的外径大于所述上板14和下板15外径，且橡胶垫16的外表面与所述推力室喉部5内表面过盈配合；橡胶垫16包括水平部17以及设置水平部周边的折弯部18，折弯部18的折弯方向朝向推力室内腔6。
二级柔性密封件2包括支板19以及橡胶套20；橡胶套20上开设有环形卡槽，支板19卡装在所述橡胶套20的环形卡槽内，且橡胶套20的外表面与所述推力室喉部5内表面过盈配合；支板19靠近所述下板15的端面设有环形凸起21。
本实施例的装配过程如下：
先将上板14、橡胶垫16、下板15依次叠加放置，形成一级柔性密封件1，再一级柔性密封件1整体向排气管3上安装，当一级柔性密封件1中的橡胶垫16与推力室喉部5配合后橡胶垫16发生较大变形时，说明一级柔性密封件1安装完成；
之后，将橡胶套20卡装在支板19上，形成二级柔性密封件2，再将二级柔性密封件2整体向排气管3上安装，当二级柔性密封件2中的橡胶套20与推力室喉部5配合后橡胶套20发生较大变形时，说明二级柔性密封件2安装完成；
最后将排气装置4安装在排气管3远离推力室内腔6的一端。
使用过程
由于发动机增压系统不断有气体产生并会到达推力室内腔，当推力室内腔气压高于0.015MPa时，排气装置中的柔性密封垫开始变形，从而使多个排气通道与外部连通，气体依次经过排气管、多个排气通道排向外部，当推力室腔气压不高于0.015MPa，推力室内腔始终处于密封状态。
当发动机开始工作，推力室内腔的气压增加至0.02～0.04MPa时，一级柔性密封件、二级柔性密封件中橡胶垫和橡胶套的变形过盈配合所产生的支撑力不足以满足支撑的要求时，整个密封保护装置会从推力室喉部脱落，不会影响发动机的喷火正常工作。
除了本实施例之外，一级柔性密封件、二级柔性密封件还可设置成其他形式的结构，只需保证一级柔性密封件、二级柔性密封件与推力室喉部采用柔性过盈配合，同时便于拆装即可。
另外，本实施例中还做出了以下优化设计：
1、为了实现一级柔性密封件1、二级柔性密封件2在与推力室喉部5内壁过盈配合后，两个柔性密封件位置的自锁，从而确保一级柔性密封件1、二级柔性密封件2的密封性，一级柔性密封件1和二级柔性密封件2之间的排气管3上设置螺母22，二级柔性密封件2与排气座7之间的排气管上设置螺母22。
2、为了使得柔性密封垫8的正向排气效果和反向密封效果更优,柔性密封垫8装配完成后，且处于自然状态时整体朝向密封垫安装筒12外部弯曲。
3、柔性密封垫8采用硬度为32±2的橡胶材料制作，柔性密封垫8所承受的变形气压≥0.015MPa。
4、为了进一步确保装置整体的密封性能，上板14与所述排气管3之间、螺纹管10的与所述排气管3之间均设置有O型密封圈23。

Claims (9)

1.一种高压补燃发动机用多功能分体式推力室保护装置，其特征在于：包括一级柔性密封件、二级柔性密封件、排气管及排气装置；
一级柔性密封件、二级柔性密封件均与推力室喉部过盈配合；
排气管的外表面设有外螺纹；排气管一端与推力室内腔连通，另一端依次与一级柔性密封件、二级柔性密封件螺纹连接后，再与所述排气装置安装；
排气装置包括排气座、柔性密封垫和螺钉；
所述排气座包括依次同轴设置的螺纹管、连接板以及密封垫安装筒；
螺纹管与所述排气管螺纹连接；
连接板的中心位置开设有螺纹孔，且以螺纹孔为中心沿圆周方向均匀设置有多个用于连通排气管和密封垫安装筒的排气通道；
柔性密封垫通过螺钉固定在所述密封垫安装筒内，并且柔性密封垫的边沿与所述密封垫安装筒的内壁贴合。
2.根据权利要求1所述的高压补燃发动机用多功能分体式推力室保护装置，其特征在于：
一级柔性密封件包括上板、下板以及设置在上板和下板之间的橡胶垫；
橡胶垫的外径大于所述上板和下板外径，且橡胶垫的外表面与所述推力室喉部内表面过盈配合。
3.根据权利要求2所述的高压补燃发动机用多功能分体式推力室保护装置，其特征在于：所述橡胶垫包括水平部以及设置水平部周边的折弯部，所述折弯部的折弯方向朝向推力室内腔。
4.根据权利要求2所述的高压补燃发动机用多功能分体式推力室保护装置，其特征在于：
二级柔性密封件包括支板以及橡胶套；
橡胶套上开设有环形卡槽，所述支板卡装在所述橡胶套的环形卡槽内，且橡胶套的外表面与所述推力室喉部内表面过盈配合；
支板靠近所述下板的端面设有环形凸起。
5.根据权利要求1所述的高压补燃发动机用多功能分体式推力室保护装置，其特征在于：
一级柔性密封件和二级柔性密封件之间的排气管上设置螺母，二级柔性密封件与排气座之间的排气管上设置螺母。
6.根据权利要求1所述的高压补燃发动机用多功能分体式推力室保护装置，其特征在于：所述柔性密封垫整体朝向密封垫安装筒外部弯曲。
7.根据权利要求1所述的高压补燃发动机用多功能分体式推力室保护装置，其特征在于：所述柔性密封垫采用硬度为32±2的橡胶材料制作，柔性密封垫所承受的变形气压≥0.015MPa。
8.根据权利要求2所述的高压补燃发动机用多功能分体式推力室保护装置，其特征在于：所述上板与所述排气管之间设置有O型密封圈。
9.根据权利要求1所述的高压补燃发动机用多功能分体式推力室保护装置，其特征在于：所述螺纹管与所述排气管之间设置有O型密封圈。
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