CN112360646A - 一种低温火箭发动机及其涡轮泵和轴承冷却结构 - Google Patents

一种低温火箭发动机及其涡轮泵和轴承冷却结构 Download PDF

Info

Publication number
CN112360646A
CN112360646A CN202010907490.9A CN202010907490A CN112360646A CN 112360646 A CN112360646 A CN 112360646A CN 202010907490 A CN202010907490 A CN 202010907490A CN 112360646 A CN112360646 A CN 112360646A
Authority
CN
China
Prior art keywords
turbopump
precooling
cooling
rocket engine
low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010907490.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112360646B (zh
Inventor
姜映福
张召磊
孙晓伟
王弘亚
张健
张宜奎
朱景文
李健
朱丹
查雄权
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CASIC Rocket Technology Co
Original Assignee
CASIC Rocket Technology Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CASIC Rocket Technology Co filed Critical CASIC Rocket Technology Co
Priority to CN202010907490.9A priority Critical patent/CN112360646B/zh
Publication of CN112360646A publication Critical patent/CN112360646A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112360646B publication Critical patent/CN112360646B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/42Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using liquid or gaseous propellants
    • F02K9/60Constructional parts; Details not otherwise provided for
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/42Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using liquid or gaseous propellants
    • F02K9/44Feeding propellants
    • F02K9/46Feeding propellants using pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/04Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/046Bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/58Cooling; Heating; Diminishing heat transfer
    • F04D29/586Cooling; Heating; Diminishing heat transfer specially adapted for liquid pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本发明属于液体发动机技术领域,公开了一种低温火箭发动机涡轮泵的轴承冷却/预冷结构,用于多轴涡轮泵;包括:循环连接管、开设在涡轮泵内的内冷流路以及预冷排放口;对应于所述涡轮泵的多根轴,在所述涡轮泵上开设有多个所述预冷排放口,且所述多个预冷排放口均与所述内冷回路连通;所述循环管路的两端分别连接相邻的两个所述预冷排放口,所述循环管路上开设有预冷泄出口。本发明提供的低温火箭发动机及其涡轮泵和轴承冷却结构能够实现多轴涡轮泵的统一冷却,简化冷却结构。

Description

一种低温火箭发动机及其涡轮泵和轴承冷却结构
技术领域
本发明涉及液体发动机技术领域,特别涉及一种低温火箭发动机及其涡轮泵和轴承冷却结构。
背景技术
涡轮泵是液体火箭发动机的核心组件,为推力室提供高压推进剂。轴承作为涡轮泵等旋转机械的核心组件,需在工作过程中保证良好的冷却,防止运转过程中机械摩擦过热而损坏产品。因为,低温液体火箭发动机所使用的推进剂为低温推进剂,涡轮泵轴承的工作环境为低温环境;发动机起动前要使用低温推进剂对轴承进行预冷,发动机工作过程中也要使用低温推进剂持续对轴承进行持续冷却。传统的涡轮泵轴承使用推进剂进行冷却/预冷,但轴承冷却和预冷的流路分离;轴承冷却通常采用内回路,预冷采用排放预冷,预冷后推进剂通过排放口单独排放到外界。但是,传统预冷/冷却方案仅适用于单轴涡轮泵方案,对于多轴的情况,仅能够各自独立的进行预冷和冷却,使用局限性较大。
发明内容
本发明提供一种低温火箭发动机及其涡轮泵和轴承冷却结构,解决现有技术中多轴涡轮泵的各轴的轴承仅能够进行独立预冷和冷却,导致使用局限性大的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种低温火箭发动机涡轮泵的轴承冷却/预冷结构,用于多轴涡轮泵或者长跨距轴承涡轮泵;包括:循环连接管、开设在涡轮泵内的内冷流路以及预冷排放口;
对应于所述涡轮泵的多根轴,在所述涡轮泵上开设有多个所述预冷排放口,且所述多个预冷排放口均与所述内冷回路连通;
所述循环管路的两端分别连接相邻的两个所述预冷排放口,所述循环管路上开设有预冷泄出口。
一种低温火箭发动机涡轮泵,包括:多轴涡轮泵主体以及设置在其上的所述的低温火箭发动机涡轮泵的轴承冷却结构。
一种低温火箭发动机,采用所述的低温火箭发动机涡轮泵。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
本申请实施例中提供的低温火箭发动机及其涡轮泵和轴承冷却结构,在不改变涡轮泵本身的内冷却流路和预冷回路的情况下,设置外设的循环连接管分别连接相邻的预冷外排放口,从而在多个轴之间建立连接管道;一方面,能够在进行预冷的时候,将排放的冷却介质统一排出,避免设置过多的预冷排放结构;同时,在涡轮泵工作时,能够通过多轴结构间形成的管道将推进剂在多根轴的轴承间进行内循环冷却,而不用各自独立的执行冷却,大幅简化了冷却结构,扩大了适用范围。
附图说明
图1为本发明实施例提供的低温火箭发动机轮泵轴承冷却结构预冷过程示意图;
图2为本发明实施例提供的低温火箭发动机轮泵轴承冷却结构冷却过程示意图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种低温火箭发动机及其涡轮泵和轴承冷却结构,解决现有技术中多轴涡轮泵的各轴的轴承仅能够进行独立预冷和冷却,导致使用局限性大的技术问题。
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明,应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明,而不是对本申请技术方案的限定,在不冲突的情况下,本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
本实施例基于现有的涡轮泵的预冷结构和内冷却回路结构,提供了一种能够满足多轴涡轮泵的统一预冷和冷却的结构,大幅降低复杂性,扩大适用范围;当然本实施例并不限定于多轴,对于长跨距轴承、内回路无法实现的涡轮泵都适用。
下面将具体说明。
参见图1和图2,一种低温火箭发动机涡轮泵的轴承冷却/预冷结构,用于具备多根轴3和多对轴承4的多轴涡轮泵;包括:循环连接管1、开设在涡轮泵内的内冷流路以及预冷排放口。对应于所述涡轮泵的多根轴,在所述涡轮泵上开设有多个所述预冷排放口,且所述多个预冷排放口均与所述内冷回路连通;所述循环管路的两端分别连接相邻的两个所述预冷排放口,所述循环管路上开设有预冷泄出口2。
也就是说,将多根轴的轴承冷却回路通过循环连接管1连通起来,并不改在其它结构,利用预冷排放口即可,从而实质并不会过多地影响现有的涡轮泵结构;相反的还大幅简化了预冷结构和冷却结构,适应性得以提升。
下面将具体描述工作过程。
参见图1,在进行涡轮泵预冷操作时,低温推进剂预冷轴承流路;推进剂通过泵入口进入离心泵后分两路分别去预冷两端轴承,预冷后经循环连接管统一排出离心泵。
参见图2,在涡轮泵工作时,需进行持续的内回路冷却;推进剂进入离心泵增压后部分流量分两路去冷却轴承,一路冷却轴承后回到泵前,一路经循环连接管冷却轴承后回到泵前。
一般为了适应预冷和冷却的切换,在所述预冷泄出口设置有控制阀。
可以发现,预冷与冷却采用同一外回路,简化涡轮泵总体布局,避免了异轴多处排放口,多根回流管等弊端,降低涡轮泵总体布局的复杂性。
本实施例还在上述实施例的基础上,提供了涡轮泵和低温火箭发动机的实施方案。
一种低温火箭发动机涡轮泵,包括:多轴涡轮泵主体以及设置在其上的所述的低温火箭发动机涡轮泵的轴承冷却结构。
一种低温火箭发动机,采用所述的低温火箭发动机涡轮泵。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
本申请实施例中提供的低温火箭发动机及其涡轮泵和轴承冷却结构,在不改变涡轮泵本身的内冷却流路和预冷回路的情况下,设置外设的循环连接管分别连接相邻的预冷外排放口,从而在多个轴之间建立连接管道;一方面,能够在进行预冷的时候,将排放的冷却介质统一排出,避免设置过多的预冷排放结构;同时,在涡轮泵工作时,能够通过多轴结构间形成的管道将推进剂在多根轴的轴承间进行内循环冷却,而不用各自独立的执行冷却,大幅简化了冷却结构,扩大了适用范围。
最后所应说明的是,以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照实例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种低温火箭发动机涡轮泵的轴承冷却/预冷结构,用于多轴涡轮泵或者长跨距轴承涡轮泵;其特征在于,包括:循环连接管、开设在涡轮泵内的内冷流路以及预冷排放口;
对应于所述涡轮泵的多根轴,在所述涡轮泵上开设有多个所述预冷排放口,且所述多个预冷排放口均与所述内冷回路连通;
所述循环管路的两端分别连接相邻的两个所述预冷排放口,所述循环管路上开设有预冷泄出口。
2.一种低温火箭发动机涡轮泵,其特征在于,包括:多轴涡轮泵主体以及设置在其上的如权利要求1所述的低温火箭发动机涡轮泵的轴承冷却/预冷结构。
3.一种低温火箭发动机,其特征在于:采用如权利要求2所述的低温火箭发动机涡轮泵。
CN202010907490.9A 2020-09-02 2020-09-02 一种低温火箭发动机及其涡轮泵和轴承冷却结构 Active CN112360646B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010907490.9A CN112360646B (zh) 2020-09-02 2020-09-02 一种低温火箭发动机及其涡轮泵和轴承冷却结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010907490.9A CN112360646B (zh) 2020-09-02 2020-09-02 一种低温火箭发动机及其涡轮泵和轴承冷却结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112360646A true CN112360646A (zh) 2021-02-12
CN112360646B CN112360646B (zh) 2023-06-23

Family

ID=74516443

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010907490.9A Active CN112360646B (zh) 2020-09-02 2020-09-02 一种低温火箭发动机及其涡轮泵和轴承冷却结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112360646B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115680890A (zh) * 2022-10-18 2023-02-03 无锡友鹏航空装备科技有限公司 一种微型涡喷发动机

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130227931A1 (en) * 2010-09-03 2013-09-05 Snecma Turbopump, in particular for feeding rocket engines
JP2018150892A (ja) * 2017-03-14 2018-09-27 Ntn株式会社 軸受ユニット
CN109083768A (zh) * 2018-10-10 2018-12-25 北京航空航天大学 适用于大型液氧甲烷火箭发动机试验供应系统及火箭
CN110005546A (zh) * 2019-03-14 2019-07-12 北京星际荣耀空间科技有限公司 一种多次起动火箭发动机及起动方法
CN111005821A (zh) * 2019-11-29 2020-04-14 北京航天动力研究所 一种膨胀循环液氧甲烷上面级发动机系统
CN111502864A (zh) * 2020-04-16 2020-08-07 西安航天动力研究所 一种开式循环液氧煤油发动机系统及使用方法
CN214741729U (zh) * 2020-09-02 2021-11-16 航天科工火箭技术有限公司 一种低温火箭发动机及其涡轮泵的轴承冷却结构

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130227931A1 (en) * 2010-09-03 2013-09-05 Snecma Turbopump, in particular for feeding rocket engines
JP2018150892A (ja) * 2017-03-14 2018-09-27 Ntn株式会社 軸受ユニット
CN109083768A (zh) * 2018-10-10 2018-12-25 北京航空航天大学 适用于大型液氧甲烷火箭发动机试验供应系统及火箭
CN110005546A (zh) * 2019-03-14 2019-07-12 北京星际荣耀空间科技有限公司 一种多次起动火箭发动机及起动方法
CN111005821A (zh) * 2019-11-29 2020-04-14 北京航天动力研究所 一种膨胀循环液氧甲烷上面级发动机系统
CN111502864A (zh) * 2020-04-16 2020-08-07 西安航天动力研究所 一种开式循环液氧煤油发动机系统及使用方法
CN214741729U (zh) * 2020-09-02 2021-11-16 航天科工火箭技术有限公司 一种低温火箭发动机及其涡轮泵的轴承冷却结构

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115680890A (zh) * 2022-10-18 2023-02-03 无锡友鹏航空装备科技有限公司 一种微型涡喷发动机
CN115680890B (zh) * 2022-10-18 2023-10-31 无锡友鹏航空装备科技有限公司 一种微型涡喷发动机

Also Published As

Publication number Publication date
CN112360646B (zh) 2023-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK2225501T3 (en) METHOD AND DEVICE FOR CRYOGEN COOLING
US8756910B2 (en) Gas turbine engine and cooling system
US10060300B2 (en) Sectioned gas turbine engine driven by sCO2 cycle
CN214741729U (zh) 一种低温火箭发动机及其涡轮泵的轴承冷却结构
KR20180087185A (ko) 하나의 원심형 압축기를 포함하는 압축 트레인 및 lng 플랜트
CN112360646A (zh) 一种低温火箭发动机及其涡轮泵和轴承冷却结构
CN104520541A (zh) 驱动负载的两个燃气涡轮的组合
CN109424375A (zh) 具有磁轴承冷却的涡轮机系统和方法
CN109184824B (zh) 一种气浮轴承结构的逆布雷顿循环低温制冷膨胀机
CN114501921A (zh) 用于冷却部件的蒸气循环系统及相关方法
US3158002A (en) Operation of a thermal power plant with nuclear reactor
US20220282891A1 (en) Refrigeration device and system
US4073607A (en) Gas compressor system
US3201941A (en) Assembly of turbomachines
CN212130569U (zh) 基于集成冷却系统的超临界二氧化碳膨胀机
US5042970A (en) Fast recharge compressor
US3516756A (en) Sealing device with leakage gas recovery for cyrogenic gas expansion turbine
KR102529655B1 (ko) 베어링 섬프용 통기 시스템
CN117469187A (zh) 一种基于对转压气机的机载电动环控气冷系统
US20240110512A1 (en) Heat management system for aircraft
CN212959283U (zh) 一种闭式循环耦合的装置
KR20230050325A (ko) 단순화된 극저온 냉동 시스템
WO2023201220A1 (en) Cryogenic expansion turbine with magnetic bearings
US20230279810A1 (en) Fuel management system
JP3340852B2 (ja) 液体ポンプ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant