[发明专利]密封口环、液体火箭发动机离心泵及液体火箭发动机

说明书

本申请提供了一种密封口环、液体火箭发动机离心泵及液体火箭发动机，该密封口环包括：内环和套接在内环外部的外环，内环的内侧壁用于套设在泵轮的凸肩位置，外环的外侧壁用于与泵壳间隙配合；内环沿周向设有若干滚珠孔，滚珠孔内布置有滚珠；滚珠孔远离外环的一端的直径小于滚珠的直径，滚珠孔沿内环径向的深度小于滚珠的直径，以使得滚珠的一部分外露于滚珠孔的外部。本申请提供的密封口环，在流体膜承载力不足时，密封口环在重力的作用下与泵轮接触，由于滚珠孔沿内环径向的深度小于滚珠的直径，使得滚珠的一部分外露并与泵轮滚动接触，减小了密封口环与泵轮的磨损，提升了泵轮与泵壳之间的密封效果，从而增加离心泵的可靠性和运行效率。

技术领域

本申请涉及喷气推进装置技术领域，具体而言，本申请涉及一种用于液体火箭发动机的密封口环、液体火箭发动机离心泵及液体火箭发动机。

背景技术

液体火箭发动机包括燃气发生器、离心泵、推力室等结构。离心泵在工作时，泵轮高速旋转对液体进行增压，泵轮的出口是高压区，泵轮的进口是低压区，而泵壳是固定件，故泵轮与泵壳之间会有一定间隙，在压差的作用下高压液向泵轮进口产生内泄漏，即容积损失。为了减小该部分损失，一般在泵轮的凸肩处布置固定式密封口环或浮动式密封口环。

目前，固定式密封口环为了防止与泵轮的凸肩发生碰磨，一般留有较大间隙，其节流效果较差。浮动式密封口环具有节流效果较好的优点，被广泛应用于对离心泵性能要求较高的系统中来减小容积损失，提高泵效率。

但是，浮动式密封口环随系统启动、关机时，低转速情况下间隙流体承载力不足，存在短暂接触形成滑动摩擦进而磨损，多次工作后会使密封间隙增大，泵效率下降，在低工况时其转速较低，同样存在该问题。此外，在高转速、低压力的系统中，密封口环的端面压力过小，则同样存在浮动式密封口环与泵轮磨损降低泵效率的情况。

发明内容

本申请针对现有技术中存在的缺陷，提出一种液体火箭发动机的密封口环、液体火箭发动机离心泵及液体火箭发动机，用以解决现有液体火箭发动机离心泵中的密封口环在承载力不足时与泵轮磨损导致泵效率降低的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种用于液体火箭发动机离心泵的密封口环，所述密封口环用于在所述液体火箭发动机离心泵的泵轮与泵壳之间形成密封副，包括：内环和套接在所述内环外部的外环，所述内环的内侧壁用于套设在所述泵轮的凸肩位置，所述外环的外侧壁用于与所述泵壳间隙配合；所述内环沿周向设有若干滚珠孔，所述滚珠孔内布置有滚珠；所述滚珠孔远离所述外环的一端的直径小于所述滚珠的直径，所述滚珠孔沿所述内环径向的深度小于所述滚珠的直径，以使得所述滚珠的一部分外露于所述滚珠孔的外部。

可选地，所述滚珠孔包括依次连接的第一孔段和第二孔段，所述第一孔段位于所述第二孔段靠近所述外环的一端；所述第二孔段的直径沿靠近所述第一孔段的一端向远离所述第一孔段的一端逐渐变小。

可选地，所述密封口环还包括滚珠套，所述滚珠套嵌设于所述第一孔段内，所述滚珠与所述滚珠套间隙配合。

可选地，所述滚珠套的材料包括具有自润滑性的软金属材料或者非金属材料。

可选地，所述滚珠露出所述内环的最大尺寸小于所述泵轮与所述泵壳之间的密封间隙。

可选地，所述内环的外侧面与所述外环的内侧面过盈配合。

可选地，若干所述滚珠孔沿所述内环的轴向呈多列间隔式排布。

可选地，所述内环的内侧设有若干环形凹槽，若干所述环形凹槽沿着所述内环的轴向间隔布置。

第二个方面，本申请实施例还提供了一种液体火箭发动机离心泵，包括：泵壳、泵轮以及第一个方面所述的密封口环；所述泵壳包括泵壳本体和设置在所述泵壳本体内侧的挡环，所述内环的内侧壁套设在所述泵轮的凸肩位置，所述外环的外侧壁与所述挡环的内侧之间留有径向活动间隙和轴向活动间隙。