一种密封发动机装置及飞行装置的制作方法

1.本技术涉及固体火箭发动机领域，尤其涉及一种密封发动机装置以及包括该密封发动机装置的飞行装置。


背景技术：

2.目前，常用于导弹和动能拦截器等轨控系统的固体火箭发动机通常会采用旋转喷管的方式，固体火箭发动机在工作过程中燃烧室保持静止，喷管旋转，因而需要针对燃烧室与旋转轴二者连接处设计动密封结构，面对工作过程中的高温、高压和高速条件下，给旋转喷管的动密封接口的密封性带来了极大挑战，现有动密封结构在高温、高压和高速下容易出现漏气的问题。


技术实现要素：

3.本技术提供了一种密封发动机装置和飞行装置，以解决现有动密封结构在高温、高压和高速下容易出现漏气的问题。
4.第一方面，本技术提供了一种密封发动机装置，包括：
5.限位组件，具有一燃烧腔，且在所述限位组件上设置限位孔，所述限位孔与所述燃烧腔连通；
6.喷管组件，包括管道，所述管道设置在所述限位孔内且伸入至所述燃烧腔内；
7.密封组件，所述喷管组件与所述密封组件转动设置，所述密封组件包括密封件，所述管道与所述密封组件转动设置，在所述密封件的内侧壁上设有部分条纹结构，所述条纹结构远离所述限位孔，所述密封件的内侧壁围设在所述管道伸入至所述燃烧腔内的所述管道的外侧壁上，所述密封件的外侧壁与所述燃烧腔的内侧壁密封接触，且所述条纹结构与所述管道的外侧壁接触，所述密封件贴设在所述燃烧腔侧壁上。
8.优选地，所述密封件上开设固定孔，所述固定孔与所述限位孔对应，且在所述固定孔的内侧壁上设置部分所述条纹结构，所述管道穿过所述限位孔并伸入到所述固定孔内。
9.优选地，在所述密封件上设有第一台阶和第二台阶，所述第一台阶和所述第二台阶相对所述固定孔的中心轴线对称，所述第一台阶部分与所述燃烧腔内侧壁密封接触，所述第二台阶部分与所述燃烧腔内侧壁密封接触，所述第二台阶与所述燃烧腔之间形成固定位。
10.优选地，所述密封组件还包括第一密封圈和第二密封圈，所述第一密封圈设置在所述第一固定位上，所述第二密封圈设置在所述第二固定位上。
11.优选地，所述条纹结构为锯齿形形。
12.优选地，所述喷管组件还包括喷管，所述喷管与所述管道连通。
13.优选地，所述限位组件包括固定件和驱动件，所述驱动件围设在所述驱动件上并与设置在所述驱动件上的限位孔形成限位固定空间，所述驱动件设有所述燃烧腔。
14.优选地，所述第二台阶与所述条纹结构相对应。
15.优选地，还包括控制阀门，所述控制阀门设置在所述喷管组件上。
16.第二方面，本技术提供了一种飞行装置，包括上述任意一项所述的密封发动机装置。
17.本技术通过在所述密封件的内侧壁上设有部分条纹结构，所述条纹结构远离所述限位孔，所述密封件的内侧壁围设在所述管道伸入至所述燃烧腔内的所述管道的外侧壁上，所述密封件的外侧壁与所述燃烧腔的内侧壁密封接触，且所述条纹结构与所述管道的外侧壁接触，所述密封件贴设在所述燃烧腔侧壁上，从而解决现有动密封结构在高温、高压和高速下容易出现漏气的问题，且密封结构简单。
附图说明
18.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本技术实施例提供的一种密封发动机装置示意图；
21.以下为本技术主要部件的名称以及对应的标号：
22.限位组件10；燃烧腔111；限位孔112；固定件12；驱动件11；
23.喷管组件20；管道21；喷管22；
24.密封组件30；密封件31；条纹结构32；固定孔33；第一台阶34；第二台阶35；固定位36；第一密封圈37；第二密封圈38。
具体实施方式
25.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.如图1所述，本技术提供了一种密封发动机装置，包括：限位组件10、喷管组件20和密封组件30，限位组件10具有一燃烧腔111，且在所述限位组件10上设置限位孔112，所述限位孔112与所述燃烧腔111连通，喷管组件20包括管道21，所述管道21设置在所述限位孔112内且伸入至所述燃烧腔111内，所述喷管组件20与所述密封组件30转动设置，所述密封组件30包括密封件31，所述管道21与所述密封组件30转动设置，在所述密封件31的内侧壁上设有部分条纹结构32，所述条纹结构32远离所述限位孔112，所述密封件31的内侧壁围设在所述管道21伸入至所述燃烧腔111内的所述管道21的外侧壁上，所述密封件31的外侧壁与所述燃烧腔111的内侧壁密封接触，且所述条纹结构32与所述管道21的外侧壁接触，所述密封件31贴设在所述燃烧腔111侧壁上。从而解决现有动密封结构在高温、高压和高速下容易出现漏气的问题，且密封结构简单。
27.在另外实施例中，本技术是一种高温旋转动密封装置，密封件31为适用于高温和低温的情况，其使用温度范围为-257℃～1100℃，通常用不锈钢的特薄壁管弯成环形焊接
而成。为了降低密封的管道21与轴等零件的摩擦力，密封件31具有部分条纹结构32，优选地，所述条纹结构32为锯齿形形。在实际应用中，密封件31与旋转喷管22的管道21接触，由于锯齿形结构的接触面积小，产生的摩擦力小，对旋转喷管22的管道21正常旋转影响不大。齿锯形结构的长度主要由管道21旋转速度及摩擦力相关，一般可设置3-10个齿。此外，密封件31具有条纹结构32的部位与旋转喷管22紧密接触，没有条纹结构32的部位与旋转喷管22不接触，不会影响旋转喷管21的转动。
28.在一种实施例中，所述密封件31上开设固定孔33，所述固定孔33与所述限位孔112对应，且在所述固定孔33的内侧壁上设置部分所述条纹结构32，所述管道21穿过所述限位孔112并伸入到所述固定孔33内。优选地，密封件31是一个圆周回转结构，仅在内圆周侧分布齿形结构，即密封面一侧。密封件31是金属材料，金属密封件31的作用是在介质压力条件下发生径向膨胀，促使密封件31与旋转喷管22的管道21配合紧密，从而达到密封目的。
29.在一种实施例中，在所述密封件31上设有第一台阶34和第二台阶35，所述第一台阶34和所述第二台阶35相对所述固定孔33的中心轴线对称，所述第一台阶34部分与所述燃烧腔111内侧壁密封接触，所述第一台阶34另一部分与所述燃烧腔111之间形成第一固定位36，所述第二台阶35部分与所述燃烧腔111内侧壁密封接触，所述第二台阶35与所述燃烧腔111之间形成固定位36。优选地，所述密封组件30还包括第一密封圈38和第二密封圈39，所述第一密封圈38设置在所述第一固定位36上，所述第二密封圈39设置在所述第二固定位37上。其中，第一密封圈38和第二密封圈39为金属材料，其作用是在介质压力条件下发生径向膨胀，促使密封件31与管道21配合紧密，从而达到密封目的。燃烧室喷出的高温燃气具有较大的压强，会使金第一密封圈38和第二密封圈39受压力后在径向膨胀，挤压密封件31，使密封件31的齿紧紧压住通道，从而达到密封目的。优选地，所述第二台阶35与所述条纹结构32相对应。
30.优选地，所述喷管组件20还包括喷管22，所述喷管22与所述管道21连通。具体的，当燃烧室喷出的高温燃气具有较大的压强，压强将会传递到通道内，通过通道将压强传递给喷管22，喷管22会产生一个作用力，调节整个飞行装置的运动角度。
31.在一种实施例中，所述限位组件10包括固定件12和驱动件11，所述驱动件11围设在所述驱动件11上并与设置在所述驱动件11上的限位孔112形成限位固定空间(未显示)，其中，限位固定空间能够限制密封件位置，所述驱动件11设有所述燃烧腔111。优选地，固定件12用于固定限制密封件31及第一密封圈38和第二密封圈39的轴向与径向位置，与旋转喷管22的通道没有直接连接关系，存在一定间隙。固定件12通过螺钉等传统方式与驱动件11壳体整体连接，与燃烧室配合限制密封件31与金属第一密封圈38和第二密封圈39，其形状与尺寸没有特定要求。
32.在一种实施例中，还包括控制阀门(未显示)，所述控制阀门设置在所述喷管组件20上。控制阀门是用来控制管道21与喷管22之间的通断，从而实现随时调节飞行器的角度。
33.具体地，本技术采用金属第一密封圈38、第二密封圈39和齿形密封件31结合的结构，用于旋转喷管22的通道的高温高压旋转动密封。能够实现在1000℃、10mpa、高速旋转等复杂工况下的良好密封效果。
34.本技术提供了一种飞行装置，包括上述任意一项所述的密封发动机装置。
35.本技术通过在所述密封件的内侧壁上设有部分条纹结构，所述条纹结构远离所述
限位孔，所述密封件的内侧壁围设在所述管道伸入至所述燃烧腔内的所述管道的外侧壁上，所述密封件的外侧壁与所述燃烧腔的内侧壁密封接触，且所述条纹结构与所述管道的外侧壁接触，所述密封件贴设在所述燃烧腔侧壁上，从而解决现有动密封结构在高温、高压和高速下容易出现漏气的问题，且密封结构简单。
36.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
37.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。