一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動(dòng)機(jī)的密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動(dòng)機(jī)的密封結(jié)構(gòu)，包括推力室殼體和電磁閥，所述推力室殼體內(nèi)設(shè)有殼體槽道，所述電磁閥上設(shè)有與殼體槽道相配合用于將電磁閥安裝于推力室殼體上的開(kāi)放式密封槽道，所述殼體槽道由外向內(nèi)依次由外漏密封O型圈導(dǎo)向面、外漏密封O形圈密封面、內(nèi)漏密封O形圈導(dǎo)向面、內(nèi)漏密封O形圈密封面和節(jié)流孔板安裝孔組成，所述節(jié)流孔安裝孔內(nèi)安裝有節(jié)流孔板，所述推力室殼體內(nèi)還設(shè)有將推進(jìn)劑送入電磁閥的推進(jìn)劑流道。本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)合理，結(jié)構(gòu)裝配工藝好，安裝方便，不僅密封效果好，密封效果更加可靠，并且重量更輕，尺寸更小。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動(dòng)機(jī)的密封結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航天器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動(dòng)機(jī)的密封結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]密封結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)安全、正確、可靠工作的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)之一。在國(guó)外，美國(guó)的“挑戰(zhàn)者”號(hào)航天飛機(jī)曾因密封結(jié)構(gòu)故障，導(dǎo)致了機(jī)毀人亡的慘劇。我國(guó)在70年代至90年代發(fā)射失利的衛(wèi)星中，有83%是由于密封結(jié)構(gòu)失效導(dǎo)致的。為提高航天器的安全性和可靠性，密封結(jié)構(gòu)的研究與設(shè)計(jì)一直是國(guó)內(nèi)外液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域持久不衰的熱點(diǎn)問(wèn)題。
[0003]近年來(lái)，空間推進(jìn)系統(tǒng)對(duì)高壓、輕質(zhì)、快響應(yīng)液體火箭姿控發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)尺寸重量以及可靠性的要求越來(lái)越高。就密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，除了需要保證液體火箭姿控發(fā)動(dòng)機(jī)密封可靠，漏率及可靠性指標(biāo)符合要求外，還要盡量保證液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的高性能，如結(jié)構(gòu)尺寸小、重量輕、工藝性好、熱相容性好等。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則已無(wú)法完全滿足上述多方面的綜合性需求。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)針對(duì)高壓液體密封系統(tǒng)開(kāi)展了多種形式的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如球面法蘭O形圈密封、錐面法蘭O形圈密封、軟金屬密封、特形金屬密封等十幾種形式，取得了大量研究成果，但上述密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大多只從提高密封性能的角度出發(fā)，對(duì)于減少尺寸、減輕重量等方面的考慮較少。上?？臻g推進(jìn)研究所在某高性能動(dòng)力系統(tǒng)的研制中，開(kāi)發(fā)了一種緊湊型O形圈密封結(jié)構(gòu)，但是由于受到結(jié)構(gòu)尺寸的嚴(yán)格限制，該密封結(jié)構(gòu)裝配工藝性較差，容易損傷O形圈，造成系統(tǒng)漏率超差。例如，2013年2月，采用該密封結(jié)構(gòu)的小推力發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)了系統(tǒng)級(jí)氣密試驗(yàn)漏率超差的故障。通過(guò)分解超差產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)O形圈在安裝過(guò)程中出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)損傷，損傷部位局部密封比壓減小，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)漏率超差。
[0004]綜上所述，兼顧密封性能、可靠性、結(jié)構(gòu)尺寸重量、工藝性等多方面要求，研制出高性能密封結(jié)構(gòu)是空間液體火箭姿控發(fā)動(dòng)機(jī)的迫切需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動(dòng)機(jī)的密封結(jié)構(gòu)，兼顧密封性能、可靠性、結(jié)構(gòu)尺寸重量、工藝性等多方面要求。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動(dòng)機(jī)的密封結(jié)構(gòu)，包括推力室殼體和電磁閥，所述推力室殼體內(nèi)設(shè)有殼體槽道，所述電磁閥上設(shè)有與殼體槽道相配合用于將電磁閥安裝于推力室殼體上的開(kāi)放式密封槽道，所述殼體槽道由外向內(nèi)依次由外漏密封O型圈導(dǎo)向面、外漏密封O形圈密封面、內(nèi)漏密封O形圈導(dǎo)向面、內(nèi)漏密封O形圈密封面和節(jié)流孔板安裝孔組成，所述節(jié)流孔安裝孔內(nèi)安裝有節(jié)流孔板，所述推力室殼體內(nèi)還設(shè)有將推進(jìn)劑送入電磁閥的推進(jìn)劑流道。
[0007]作為優(yōu)選，所述外漏密封O形圈導(dǎo)向面為一個(gè)光滑的錐面結(jié)構(gòu)，錐角為10°?20° ,軸向?qū)蜷L(zhǎng)度1.5mm?2mm,所述內(nèi)漏密封O形圈導(dǎo)向面為45°導(dǎo)角結(jié)構(gòu),所述外漏密封O形圈密封面和內(nèi)漏密封O形圈密封面均為一個(gè)圓柱面。
[0008]作為優(yōu)選，所述開(kāi)放式密封槽道由外側(cè)向內(nèi)依次由開(kāi)放式內(nèi)漏密封O形圈密封槽道和開(kāi)放式外漏密封O形圈密封槽道組成，所述開(kāi)放式外漏密封O形圈密封槽道與外漏密封O形圈導(dǎo)向面相配合，所述開(kāi)放式內(nèi)漏密封O形圈密封槽道與內(nèi)漏密封O形圈導(dǎo)向面相配合。
[0009]作為優(yōu)選，所述開(kāi)放式外漏密封O形圈密封槽道與外漏密封O形圈導(dǎo)向面之間設(shè)有外漏密封O形圈。
[0010]作為優(yōu)選，所述開(kāi)放式內(nèi)漏密封O形圈密封槽道與內(nèi)漏密封O形圈導(dǎo)向面之間設(shè)有內(nèi)漏密封O形圈。
[0011]作為優(yōu)選，所述開(kāi)放式外漏密封O形圈密封槽道由第一封閉端和第一開(kāi)放端組成，所述開(kāi)放式內(nèi)漏密封O形圈密封槽道由第二封閉端和第二開(kāi)放端組成，所述第一封閉端和第二封閉端均為圓柱形臺(tái)階結(jié)構(gòu)，所述第一開(kāi)放端和第二開(kāi)放端均為圓柱面結(jié)構(gòu)，所述第一開(kāi)放端上設(shè)有與推進(jìn)劑流道相配合的電磁閥進(jìn)口平面，所述第二開(kāi)放端上設(shè)有與節(jié)流孔板相配合的電磁閥出口平面。
[0012]作為優(yōu)選，所述第一開(kāi)放端與殼體槽道內(nèi)壁形成間隙配合面，所述電磁閥出口平面與節(jié)流孔板形成貼緊配合面。
[0013]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)合理，結(jié)構(gòu)裝配工藝好，安裝方便，不僅密封效果好，密封效果更加可靠，并且重量更輕，尺寸更小。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動(dòng)機(jī)的密封結(jié)構(gòu)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為圖1的透視圖。
[0016]圖3為圖2中推力室殼體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為圖2中電磁閥結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0019]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的不足提供一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動(dòng)機(jī)的密封結(jié)構(gòu)，如圖1和圖3所不,包括推力室殼體5和電磁閥6,所述推力室殼體5內(nèi)設(shè)有殼體槽道,所述電磁閥6上設(shè)有與殼體槽道相配合用于將電磁閥6安裝于推力室殼體5上的開(kāi)放式密封槽道，所述殼體槽道由外向內(nèi)依次由外漏密封O型圈導(dǎo)向面9、外漏密封O形圈密封面10、內(nèi)漏密封O形圈導(dǎo)向面11、內(nèi)漏密封O形圈密封面12和節(jié)流孔板安裝孔13組成，所述節(jié)流孔安裝孔13內(nèi)安裝有節(jié)流孔板3，所述推力室殼體5內(nèi)還設(shè)有將推進(jìn)劑5送入電磁閥6的推進(jìn)劑流道14。其中外漏密封O形圈導(dǎo)向面9為一個(gè)光滑的錐面結(jié)構(gòu)，錐角為10°?20°，軸向?qū)蜷L(zhǎng)度1.5mm?2mm,所述內(nèi)漏密封O形圈導(dǎo)向面11為45°導(dǎo)角結(jié)構(gòu),外漏密封O形圈導(dǎo)向面9與外漏密封O形圈密封面10保持光滑過(guò)渡，內(nèi)漏密封O形圈導(dǎo)向面11與內(nèi)漏密封O形圈密封面12保持光滑過(guò)渡，所述外漏密封O形圈密封面10和內(nèi)漏密封O形圈密封面12均為一個(gè)圓柱面，其中外漏密封O形圈密封面10直徑、徑向長(zhǎng)度需根據(jù)設(shè)計(jì)所選用的外漏密封O形圈規(guī)格進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確保O形圈壓縮率、膨脹特性合理，內(nèi)漏密封O形圈密封面12直徑、徑向長(zhǎng)度需根據(jù)設(shè)計(jì)所選用的內(nèi)漏密封O形圈規(guī)格進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確保O形圈壓縮率、膨脹特性合理，
[0020]如圖1和如圖4所示，開(kāi)放式密封槽道由外側(cè)向內(nèi)依次由開(kāi)放式內(nèi)漏密封O形圈密封槽道18和開(kāi)放式外漏密封O形圈密封槽道15組成，所述開(kāi)放式外漏密封O形圈密封槽道15與外漏密封O形圈導(dǎo)向面9相配合，所述開(kāi)放式內(nèi)漏密封O形圈密封槽道18與內(nèi)漏密封O形圈導(dǎo)向面11相配合。
[0021]如圖1所示，所述開(kāi)放式外漏密封O形圈密封槽道15與外漏密封O形圈導(dǎo)向面5之間設(shè)有外漏密封O形圈2。所述開(kāi)放式內(nèi)漏密封O形圈密封槽道18與內(nèi)漏密封O形圈導(dǎo)向面11之間設(shè)有內(nèi)漏密封O形圈I。
[0022]如圖4所示，所述開(kāi)放式外漏密封O形圈密封槽道15由第一封閉端16和第一開(kāi)放端17組成，所述開(kāi)放式內(nèi)漏密封O形圈密封槽道18由第二封閉端19和第二開(kāi)放端20組成，所述第一封閉端16和第二封閉端19均為圓柱形臺(tái)階結(jié)構(gòu)，所述第一開(kāi)放端17和第二開(kāi)放端20均為圓柱面結(jié)構(gòu)，所述第一開(kāi)放端上17設(shè)有與推進(jìn)劑流道14相配合的電磁閥進(jìn)口平面22，所述第二開(kāi)放端20上設(shè)有與節(jié)流孔板3相配合的電磁閥出口平面21。第一封閉端16為圓柱形臺(tái)階結(jié)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，液體推進(jìn)劑將外漏密封O形圈2推向第一封閉端。第一開(kāi)放端17為一個(gè)圓柱面，外漏密封O形圈2裝配時(shí)，從該第一開(kāi)放端17進(jìn)入，只需克服一個(gè)很小的拉伸量(3%?5%)，裝配工藝性好。第二封閉端19為圓柱形臺(tái)階結(jié)構(gòu)。第二開(kāi)放端20為一個(gè)圓柱面，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，液體推進(jìn)劑將外漏密封O形圈2推向第二開(kāi)放端。內(nèi)漏O形圈I裝配時(shí)，從該第二開(kāi)放端進(jìn)入，只需克服一個(gè)很小的拉伸量(3%?5% )，裝配工藝性好。
[0023]如圖3所示，所述第一開(kāi)放端17與殼體槽道內(nèi)壁形成間隙配合面7，引導(dǎo)液體推進(jìn)劑進(jìn)入外漏密封O形圈2的第一開(kāi)放端17，將外漏密封O形圈2推向開(kāi)放式密封槽道的第一封閉端16，避免外漏密封O形圈2 “擠縫”;所述電磁閥出口平面21與節(jié)流孔板形成貼緊配合面8，填滿了開(kāi)放式密封槽道的第二開(kāi)放端20的裝配間隙，避免內(nèi)漏密封O形圈I “擠縫”。
[0024]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動(dòng)機(jī)的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括推力室殼體和電磁閥，所述推力室殼體內(nèi)設(shè)有殼體槽道，所述電磁閥上設(shè)有與殼體槽道相配合用于將電磁閥安裝于推力室殼體上的開(kāi)放式密封槽道，所述殼體槽道由外向內(nèi)依次由外漏密封O型圈導(dǎo)向面、外漏密封O形圈密封面、內(nèi)漏密封O形圈導(dǎo)向面、內(nèi)漏密封O形圈密封面和節(jié)流孔板安裝孔組成，所述節(jié)流孔安裝孔內(nèi)安裝有節(jié)流孔板，所述推力室殼體內(nèi)還設(shè)有將推進(jìn)劑送入電磁閥的推進(jìn)劑流道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動(dòng)機(jī)的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外漏密封O形圈導(dǎo)向面為一個(gè)光滑的錐面結(jié)構(gòu)，錐角為10°?20°，軸向?qū)蜷L(zhǎng)度1.5mm?2mm,所述內(nèi)漏密封O形圈導(dǎo)向面為45°導(dǎo)角結(jié)構(gòu),所述外漏密封O形圈密封面和內(nèi)漏密封O形圈密封面均為一個(gè)圓柱面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動(dòng)機(jī)的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述開(kāi)放式密封槽道由外側(cè)向內(nèi)依次由開(kāi)放式內(nèi)漏密封O形圈密封槽道和開(kāi)放式外漏密封O形圈密封槽道組成，所述開(kāi)放式外漏密封O形圈密封槽道與外漏密封O形圈導(dǎo)向面相配合，所述開(kāi)放式內(nèi)漏密封O形圈密封槽道與內(nèi)漏密封O形圈導(dǎo)向面相配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動(dòng)機(jī)的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述開(kāi)放式外漏密封O形圈密封槽道與外漏密封O形圈導(dǎo)向面之間設(shè)有外漏密封O形圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動(dòng)機(jī)的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述開(kāi)放式內(nèi)漏密封O形圈密封槽道與內(nèi)漏密封O形圈導(dǎo)向面之間設(shè)有內(nèi)漏密封O形圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4或5所述的一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動(dòng)機(jī)的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述開(kāi)放式外漏密封O形圈密封槽道由第一封閉端和第一開(kāi)放端組成，所述開(kāi)放式內(nèi)漏密封O形圈密封槽道由第二封閉端和第二開(kāi)放端組成，所述第一封閉端和第二封閉端均為圓柱形臺(tái)階結(jié)構(gòu)，所述第一開(kāi)放端和第二開(kāi)放端均為圓柱面結(jié)構(gòu)，所述第一開(kāi)放端上設(shè)有與推進(jìn)劑流道相配合的電磁閥進(jìn)口平面，所述第二開(kāi)放端上設(shè)有與節(jié)流孔板相配合的電磁閥出口平面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動(dòng)機(jī)的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一開(kāi)放端與殼體槽道內(nèi)壁形成間隙配合面，所述電磁閥出口平面與節(jié)流孔板形成貼緊配合面。
【文檔編號(hào)】F02K9/60GK104405533SQ201410588389
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】葉超, 馬武軍, 邱金蓮, 唐梅, 柳珊, 劉志泉, 劉彥杰 申請(qǐng)人:上?？臻g推進(jìn)研究所