[发明专利]一种用于液体火箭发动机的轴封装置

说明书

本申请涉及一种用于液体火箭发动机的轴封装置，涉及发动机轴封技术领域。本轴封装置包括安装座、第一密封模块和第二密封模块，安装座内设有一用于套设电机转子的通孔，第一密封模块嵌设于通孔内，第一密封模块用于在电机转子与通孔之间形成密封，以阻止推进剂进入电机腔室，第二密封模块设于安装座上且位于第一密封模块的下游，第二密封模块用于在电机转子与通孔之间形成气动密封，同时用于将进入第二密封模块内的推进剂引流至安装座外，以辅助第一密封模块共同阻止推进剂进入电机腔室。本申请提供的轴封装置，能够满足火箭发动机电动泵低泄漏甚至零泄漏的要求，防漏性能好，且结构简单、空间紧凑、造价成本低。

技术领域

本申请涉及发动机轴封技术领域，特别涉及一种用于液体火箭发动机的轴封装置。

背景技术

目前，推进剂输送方式是航天器推进系统的重要组成部分，其类型在很大程度上决定了航天器及其整个推进系统的结构与参数，传统的液体双组元推进系统的推进剂供应方式一般有泵压式和挤压式两种。对比大推力、高比冲的推进系统，挤压式供应系统中的推进剂储箱、增压气瓶需承受高压，致使其结构质量较大；泵压式系统依靠泵对推进剂增压，因此可以大大减少推进剂储箱以及增压气瓶的结构质量以及设计成本。

相关技术中，泵压式系统可以分为涡轮泵供应系统以及电动泵供应系统，其中，涡轮泵结构相对比较复杂，制造装配难度较大，研制成本高，周期长，相比之下，电动泵供应系统具有成本低，系统结构简单，运行可靠，易于调节控制、便于模块化等优点。尤其随着电机、电池技术的高速发展，采用电动泵供应推进剂具有越来越明显的优势，在商业航天领域具有广阔的应用前景。

在电动泵供应系统中，电动泵通过高速电机带动泵对推进剂进行增压输送，高速电机在推进剂与高压电并存的条件下进行工作，而且还涉及到高速以及低温的运行工况，工作环境比较恶劣，如果推进剂泄漏至电机的腔体内，则很容易产生燃烧爆炸的事故，因此，电动泵轴向密封结构的可靠性是制约电动泵系统安全稳定运行的重要因素。目前，液体火箭发动机中常用的轴向动密封结构为机械密封装置，其密封效果较好，然而却存在结构复杂、尺寸较大、成本高、后期维护困难的问题，很大程度上限制了其进一步的推广使用。

发明内容

本申请实施例提供一种用于液体火箭发动机的轴封装置，以解决相关技术中用于液体火箭发动机的轴封装置结构复杂、尺寸大、成本高的问题。

本申请提供了一种用于液体火箭发动机的轴封装置，其包括：

安装座，其内设有一用于套设电机转子的通孔；

第一密封模块，其嵌设于所述通孔内，所述第一密封模块用于在所述电机转子与通孔之间形成密封，以阻止推进剂进入电机腔室；

第二密封模块，其设于所述安装座上且位于所述第一密封模块的下游，所述第二密封模块用于在所述电机转子与通孔之间形成气动密封，同时用于将进入所述第二密封模块内的所述推进剂引流至所述安装座外，以辅助所述第一密封模块阻止所述推进剂进入所述电机腔室。

一些实施例中，所述第一密封模块包括：

第一密封组件，其嵌设于所述通孔的内壁，所述第一密封组件用于在所述电机转子与通孔之间形成密封，并对进入所述通孔的推进剂进行降压，以将进入所述通孔内的部分所述推进剂气化；

第二密封组件，其包括至少一第二密封件，所述第二密封件嵌设于所述通孔的内壁且设于所述第一密封组件的下游，所述第二密封组件用于在所述电机转子与通孔之间形成密封，并对进入所述通孔的推进剂再次进行降压。

一些实施例中，所述第一密封组件呈环形，且靠近所述电机转子的内侧面上间隔设有至少两个减压槽，所述减压槽用于对经过的所述推进剂进行降压。

一些实施例中，所述第二密封件靠近所述电机转子的内侧面上设有至少一弹性片，所述弹性片用于与所述电机转子之间过盈配合且朝所述第一密封组件的方向弯曲，以用于在所述电机转子与通孔之间形成密封。