CN215065112U - 一种低温高速端面密封试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种低温高速端面密封试验装置属于液体火箭发动机涡轮泵用端面密封应用领域,包括主轴、固定腔体、被试静环组件、活动腔体、被试动环和后端盖，在固定腔体内通过轴承支撑安装有主轴，主轴的一端穿出固定腔体与外部的增速箱连接、另一端通过长螺栓与芯轴连接，所述芯轴置于活动腔体内，在芯轴上并列套装有被试动环Ⅰ和被试动环Ⅱ，在被试动环Ⅰ和被试动环Ⅱ的外侧分别设有被试静环组件Ⅰ和被试静环组件Ⅱ与其紧密配合并与活动腔体相固定。该装置每次试验能够同时对两组动环和静环进行试验，通过测量泄露腔Ⅰ和泄露腔Ⅱ内的泄漏量和试验腔内的压力来确定两组动环和静环的密封性，这样不仅节约试验时间和成本，还提高了整体工作效率。

Description

一种低温高速端面密封试验装置

技术领域

本实用新型属于液体火箭发动机涡轮泵用端面密封应用领域，具体涉及一种低温高速端面密封试验装置。

背景技术

涡轮泵是液体火箭发动机的重要组件，端面密封又是涡轮泵中的关键元件。一定程度上说，端面密封的可靠性决定了发动机可靠性。低温高速端面密封试验装置的作用正是通过模拟发动机涡轮泵的工作环境：包括压力、温度和流量来测试端面密封的密封性能和结构合理性。国内发明的一种液体火箭发动机涡轮泵用低温高速端面密封试验装置（公告号：CN 108708802 B）已经实现了这一目的。该专利中所述的端面密封试验装置由阶梯主轴、壳体、支撑轴承、密封叶轮等组成。该装置具备模拟发动机涡轮泵实际使用工况的功能，在低温高速状态下性能良好，可以满足端面密封试验指标的要求。但该装置在实际使用过程中也存在着不足之处，由于端面密封组件产品每件都要进行跑合试验，每批产品数量较多，要逐个的对其进行跑合试验，那么试验装置就要频繁的装配和拆卸，致使试验装置使用率高，磨损大，整体的工作效率也较低；并且该试验装置每次只能对一组动环和静环进行试验，其试验人员的工作量大，同时每一批次的端面密封组件的试验时间也较长。因此需要一种低温高速端面密封试验装置来解决以上问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种低温高速端面密封试验装置。

本实用新型的一种低温高速端面密封试验装置，包括主轴、固定腔体、被试静环组件、活动腔体、被试动环和后端盖，固定腔体的一端依次连接有活动腔体和后端盖，在固定腔体内通过轴承支撑安装有主轴，主轴的一端穿出固定腔体与外部的增速箱连接、另一端通过长螺栓与芯轴连接，所述芯轴置于活动腔体内，在芯轴上并列套装有被试动环Ⅰ和被试动环Ⅱ，在被试动环Ⅰ和被试动环Ⅱ的外侧分别设有被试静环组件Ⅰ和被试静环组件Ⅱ与其紧密配合并与活动腔体相固定。

作为本实用新型的进一步改进，芯轴上间隔设有环形卡台Ⅰ和环形卡台Ⅱ，被试动环Ⅰ和被试动环Ⅱ依次套在芯轴上、且被试动环Ⅰ卡在卡台Ⅰ上，轴套套在芯轴上、其一端抵在被试动环Ⅱ上、另一端的卡在环形卡台Ⅱ上，并通过芯轴上的锁母将其紧固。

作为本实用新型的进一步改进，被试动环Ⅰ的外侧安装有被试静环组件Ⅰ，被试静环组件Ⅰ与活动腔体相固定，且被试静环组件Ⅰ的静环与被试动环Ⅰ相紧密配合。

作为本实用新型的进一步改进，被试动环Ⅱ的外侧安装有被试静环组件Ⅱ，被试静环组件Ⅱ与活动腔体相固定，且被试静环组件Ⅱ的静环与被试动环Ⅱ相紧密配合。

作为本实用新型的进一步改进，被试静环组件Ⅰ 与被试静环组件Ⅱ之间形成试验腔，在试验腔上方和下方分别设有通孔Ⅰ和通孔Ⅱ。

作为本实用新型的进一步改进，被试静环组件Ⅰ 与固定腔体之间形成泄露腔Ⅰ，泄露腔Ⅰ上方设有通孔Ⅲ。

作为本实用新型的进一步改进，被试静环组件Ⅱ与后端盖之间形成泄露腔Ⅱ，后端盖上方和下方分设有通孔Ⅳ和通孔Ⅴ。

作为本实用新型的进一步改进，主轴与固定腔体的交接处设有安装套，在安装套上卡接有密封组件。

本实用新型的一种低温高速端面密封试验装置，结构合理，装置的每次试验能够同时对两组动环和静环进行试验，通过在活动腔体内安装被静环组件Ⅰ和被试静环组件Ⅱ，芯轴上安装被试动环Ⅰ和被试动环Ⅱ，使得试静环组件Ⅰ与固定腔体之间形成泄露腔Ⅰ；被试静环组件Ⅰ与被试静环组件Ⅱ之间形成试验腔；被试静环组件Ⅱ与后端盖之间形成泄露腔Ⅱ。通过测量泄露腔Ⅰ和泄露腔Ⅱ内的泄漏量和试验腔内的压力来确定两组动环和静环的密封性，这样不仅降低了工作人员的工作量和试验装置使用率，还节约了试验时间和成本，提高了整体的工作效率。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的一种低温高速端面密封试验装置，包括主轴1、固定腔体2、被试静环组件、活动腔体4、被试动环和后端盖11，被试静环组件包括被试静环组件Ⅰ3和被试静环组件Ⅱ7，被试动环包括被试动环Ⅰ5和被试动环Ⅱ6，固定腔体2的一端依次连接有活动腔体4和后端盖11；在固定腔体2内通过轴承支撑安装有主轴1，且主轴1与固定腔体2的交接处设有安装套20，安装套20上卡接有密封组件21，所述主轴1的一端穿出固定腔体2与外部的增速箱连接、另一端通过长螺栓与芯轴8连接，芯轴8置于活动腔体4内，在芯轴8上间隔设有环形卡台Ⅰ和环形卡台Ⅱ，被试动环Ⅰ5和被试动环Ⅱ6依次套在芯轴8上、且被试动环Ⅰ5卡在卡台Ⅰ上，轴套9套在芯轴8上、其一端抵在被试动环Ⅱ6上、另一端的卡在环形卡台Ⅱ上，并通过芯轴8上的锁母10将其紧固；所述被试动环Ⅰ5的外侧安装有被试静环组件Ⅰ3，被试静环组件Ⅰ3与活动腔体4相固定，且被试静环组件Ⅰ3的静环与被试动环Ⅰ5相紧密配合；在被试动环Ⅱ6的外侧安装有被试静环组件Ⅱ7，被试静环组件Ⅱ7与活动腔体4相固定，且被试静环组件Ⅱ7的静环与被试动环Ⅱ6相紧密配合。

本装置的被试静环组件Ⅰ3与被试静环组件Ⅱ7之间形成试验腔12，在试验腔12上方和下方分别设有通孔Ⅰ13和通孔Ⅱ14，所述通孔Ⅰ13用于加注试验介质，通孔Ⅱ14用于测量试验腔内压力；被试静环组件Ⅰ 3与固定腔体2之间形成泄露腔Ⅰ15，泄露腔Ⅰ15上方设有通孔Ⅲ16，所述通孔Ⅲ16用于测量试静环组件Ⅰ3的静环与被试动环Ⅰ5之间的泄漏量；被试静环组件Ⅱ7与后端盖11之间形成泄露腔Ⅱ17，后端盖11上方和下方分别设有通孔Ⅳ18和通孔Ⅴ19，所述通孔Ⅳ18和通孔Ⅴ19与泄露腔Ⅱ17相通，通孔Ⅳ18用于和安全阀连接，通孔Ⅴ19用于测量被试静环组件Ⅱ7的静环与被试动环Ⅱ6之间的泄漏量。

本装置的试验过程如下：将装置安装到试验台支架上并固紧，安装增速箱与主轴1固定，打开通孔Ⅰ13和通孔Ⅱ14上的阀门为试验装置充入液氮，对试验装置预冷。预冷完成后，通过配气台调整试验腔压力为工作压力，启动增速箱的油冷机，然后启动电机，开始测量通孔Ⅰ13内的流量、试验腔压力、试验腔温度、泄露腔Ⅰ15和泄露腔Ⅱ17的压力、温度、工作转速、试验系统功率等，通过判断泄漏量曲线来判定装置内两组端面密封组件产品密封性能是否合格，到达试验时间后，关闭电机、关闭油冷机、关闭进介质开关，试验结束。

恢复常温后，将试验装置分解，测量发动机被试静环组件Ⅰ3和被试静环组件Ⅱ7的磨损量及发动机被试动环Ⅰ5和被试动环Ⅱ6的磨损情况并记录，获得所有测量参数曲线。根据压力、温度和流量来分析密封组件产品的密封性能和结构合理性，为改进端面密封组件产品设计中出现的各种问题提供重要依据。

Claims (8)

1.一种低温高速端面密封试验装置，包括主轴（1）、固定腔体（2）、被试静环组件、活动腔体（4）、被试动环和后端盖（11），其特征在于固定腔体（2）的一端依次连接有活动腔体（4）和后端盖（11），在固定腔体（2）内通过轴承支撑安装有主轴（1），主轴（1）的一端穿出固定腔体（2）与外部的增速箱连接、另一端通过长螺栓与芯轴（8）连接，所述芯轴（8）置于活动腔体（4）内，在芯轴（8）上并列套装有被试动环Ⅰ（5）和被试动环Ⅱ（6），在被试动环Ⅰ（5）和被试动环Ⅱ（6）的外侧分别设有被试静环组件Ⅰ（3）和被试静环组件Ⅱ（7）与其紧密配合并与活动腔体（4）相固定。

2.如权利要求1所述的一种低温高速端面密封试验装置，其特征在于芯轴（8）上间隔设有环形卡台Ⅰ和环形卡台Ⅱ，被试动环Ⅰ（5）和被试动环Ⅱ（6）依次套在芯轴（8）上、且被试动环Ⅰ（5）卡在卡台Ⅰ上，轴套（9）套在芯轴（8）上、其一端抵在被试动环Ⅱ（6）上、另一端的卡在环形卡台Ⅱ上，并通过芯轴（8）上的锁母（10）将其紧固。

3.如权利要求1或2所述的一种低温高速端面密封试验装置，其特征是在被试动环Ⅰ（5）的外侧安装有被试静环组件Ⅰ（3），被试静环组件Ⅰ（3）与活动腔体（4）相固定，且被试静环组件Ⅰ（3）的静环与被试动环Ⅰ（5）相紧密配合。

4.如权利要求1或2所述的一种低温高速端面密封试验装置，其特征是在被试动环Ⅱ（6）的外侧安装有被试静环组件Ⅱ（7），被试静环组件Ⅱ（7）与活动腔体（4）相固定，且被试静环组件Ⅱ（7）的静环与被试动环Ⅱ（6）相紧密配合。

5.如权利要求1或2所述的一种低温高速端面密封试验装置，其特征在于被试静环组件Ⅰ （3）与被试静环组件Ⅱ（7）之间形成试验腔（12），在试验腔（12）上方和下方分别设有通孔Ⅰ（13）和通孔Ⅱ（14）。

6.如权利要求1或2所述的一种低温高速端面密封试验装置，其特征在于被试静环组件Ⅰ （3）与固定腔体（2）之间形成泄露腔Ⅰ（15），泄露腔Ⅰ（15）上方设有通孔Ⅲ（16）。

7.如权利要求1或2所述的一种低温高速端面密封试验装置，其特征在于被试静环组件Ⅱ（7）与后端盖（11）之间形成泄露腔Ⅱ（17），后端盖（11）上方和下方分设有通孔Ⅳ（18）和通孔Ⅴ（19）。

8.如权利要求1或2所述的一种低温高速端面密封试验装置，其特征在于主轴（1）与固定腔体（2）的交接处设有安装套（20），在安装套（20）上卡接有密封组件（21）。

Images