一种液体火箭发动机推力室喉部密封装置及密封方法与流程

本公开涉及发动机推力室试验领域，尤其涉及一种液体火箭发动机推力室喉部密封装置及密封方法。

背景技术：

液体火箭发动机生产制造过程中需要进行一系列打压试验，用于检测产品的气密性和强度。推力室作为发动机的关键核心部件，产品可靠性更为关键。

推力室内型面是由多段曲面形成的，如果密封部位选择不当，在进行气密及液压试验时产生很大的轴向作用力，很有可能损伤产品，推力室喉部直径最小，将密封部位选定在产品喉部位置。在以往的液体火箭发动机推力室气密及液压试验中，采用“大堵头+胶圈”形式的装置挤压发动机推力室喉部进行密封，试验过程中很容易出现密封失效及密封装置碰伤发动机推力室喉部的情况，需要一种稳定可靠的密封装置及方法。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种液体火箭发动机推力室喉部密封装置及密封方法。

本公开的第一方面，一种液体火箭发动机推力室喉部密封装置，包括用于密封所述推力室喉部的密封部件；

所述密封部件包括支座、设置在所述支座上方的压盘以及设置在所述支座和所述压盘之间的密封圈，所述密封圈被压盘挤压变形时紧贴所述推力室喉部；

所述压盘连接有用于驱动所述压盘挤压或松开所述密封圈的驱动部件。

可选的，所述密封装置包括用于支承推力室的底盘；

所述密封部件设置在所述底盘上，以使所述推力室置于所述底盘上时，所述密封圈位于所述推力室喉部处。

可选的，所述底盘用于支承推力室的部位设置有用于调整推力室高度的调整垫。

可选的，所述底盘通过第一螺杆连接有工装压板。

可选的，所述底盘通过螺栓连接有若干支架。

可选的，所述驱动部件包括气缸和连接轴，所述连接轴一端与所述气缸相连，所述连接轴另一端与所述压盘相连。

可选的，所述压盘上设有供所述连接轴穿过的第一通孔，所述连接轴上依次设有第一o型圈、挡圈、第二o型圈、压块和圆螺母；

所述第一o型圈和所述第二o型圈位于第一通孔内，用于将所述连接轴与所述第一通孔密封连接；

所述压块和所述圆螺母位于所述第一通孔上方。

可选的，所述密封装置包括用于支承推力室的底盘，所述底盘中心设有第二通孔，所述气缸与所述底盘下端面固定连接；

所述连接轴穿过所述第二通孔后与所述气缸连接，或，所述气缸穿过所述第二通孔后与所述连接轴连接。

可选的，所述支座上设有第一凹槽，所述密封圈设置在所述第一凹槽上。

本公开的第二方面，一种液体火箭发动机推力室喉部密封方法，使用本公开第一方面任一所述的密封装置，方法包括：

将所述喉部密封部件置于所述推力室内，以使所述密封圈位于所述推力室喉部处；

固定所述推力室；

通过所述驱动部件驱动所述压盘挤压所述密封圈。

有益效果：

本公开的技术方案，以挤压密封圈径向变形的密封形式密封推力室喉部，既能起到可靠的密封效果，又能有效避免密封装置碰伤发动机推力室喉部。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是本申请实施例公开的一种液体火箭发动机推力室喉部密封装置的结构示意图；

图2是图1中a处的局部放大图；

图3是本申请实施例公开的一种液体火箭发动机推力室喉部密封装置密封液体火箭发动机推力室的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。

参见图1、图2和图3，一种液体火箭发动机推力室喉部密封装置，包括用于密封推力室100喉部的密封部件；

密封部件包括支座1、设置在支座1上方的压盘2以及设置在支座1和压盘2之间的密封圈3，密封圈3被压盘2挤压变形时紧贴推力室100喉部；

压盘2连接有用于驱动压盘2挤压或松开密封圈3的驱动部件4。

本实施例中，支座1用于支承压盘2和密封圈3，压盘2与支座1配合挤压密封圈3，使密封圈3在被挤压时因径向变形而紧贴推力室100喉部，进而密封推力室100喉部。以挤压密封圈3端面径向变形的密封形式密封推力室100喉部，使得驱动部件4对压盘2向密封圈3轴向的力转化为变成密封圈3端面径向变形的力，既能起到可靠的密封效果，又能有效避免密封装置碰伤发动机推力室100喉部；同时，随着推力室100试验压力的升高，压盘2收到压力进一步挤压密封圈3，使密封圈3进行自紧式密封，密封更为可靠稳定。

可以知道的，密封圈3外径的设置与推力室100喉部内径相关，具体的，可以基于本实施例中的密封原理，根据推力室100喉部内径设置密封圈3外径，例如：密封圈3外径一般小于推力室100喉部直径2-3mm。

可以知道的，密封部件用于密封推力室100喉部，即密封圈3在被挤压时因径向变形而紧贴推力室100喉部时，与密封部件的其他部件配合密封推力室100喉部。

可以知道的，驱动部件可以驱动压盘沿密封圈轴向移动，当驱动压盘向远离密封圈方向移动时，松开密封圈，当驱动压盘向密封圈方向移动时，挤压密封圈。

在使用密封装置时，将密封部件置于推力室100内，使密封圈3位于推力室100喉部处，固定推力室100，控制驱动部件4驱动压盘2使其向密封圈3移动，进而挤压密封圈3，使密封圈3径向变形后紧贴推力室100喉部，以达到密封推力室100喉部的目的。

参见图2，支座1上设有第一凹槽，密封圈3设置在第一凹槽(图中未示出)上，第一凹槽可以防止密封圈3发生位移。

参见图3，密封装置包括用于支承推力室100的底盘5；密封部件设置在底盘5上，以使推力室100置于底盘5上时，密封圈3位于推力室100喉部处。

其中，密封部件中的支座可以通图1过m24螺栓与底盘连接固定。

为了便于调节密封圈与推力室100喉部的位置关系，底盘5用于支承推力室100的部位还设置有用于调整推力室100高度的调整垫6，调整垫6用于调整推力室100高度，进而调整密封圈3中心与推力室100喉部中心的位置关系，调整垫6的设置，使得本实施例的密封装置在产品一致性较差的情况下也能保证密封性能。其中，底盘5用于支承推力室100的部位可开设第二凹槽501，调整垫设置在该第二凹槽501上；底盘5可通过第一螺栓7连接若干支架8，底盘通过支架8固定到地面上，具体的，支架8可以均匀地布置在底盘下端面。

参见图3，底盘5通过第一螺杆9连接有工装压板10。工装压板10与底盘5配合固定推力室100；具体的，第一螺杆9可以为m24长螺杆，m24长螺杆上设有m24螺母11。

参见图1，驱动部件4包括气缸401和连接轴402，连接轴402一端与气缸401相连，连接轴402另一端与压盘2相连。

采用气缸驱动密封部件，相对于其他驱动方式，操作更为简洁，同时使密封圈在受到推力室100内气压时的密封效果也更好。

具体的，连接轴可以与气缸螺纹连接，在安装密封装置时，可以将连接轴通过螺纹形式与处于伸出状态的气缸连接，并将其从底盘下方穿过第二通孔，通过螺栓将气缸固定于底盘下端面，将密封圈放置于支座上方第一凹槽内，压盘穿过连接轴压于密封圈上，并将压盘固定在连接轴上。其中，在进行上述密封装置安装时，可以调整气缸安装位置，以确保压盘沿着支座顺利向下移动，可调节气缸的气缸杆螺母，以调整压盘高度，确保压盘使用前与密封圈可靠接触。

参见图1和图2，压盘2上设有供连接轴402穿过的第一通孔201，连接轴402上依次设有第一o型圈12、挡圈13、第二o型圈14、压块15和圆螺母16；

第一o型圈12和第二o型圈14位于第一通孔201内，用于将连接轴402与第一通孔201密封连接；

压块15和圆螺母16位于第一通孔201上方。

参见图1和图2，底盘5中心设有第二通孔501，气缸401与底盘5下端面固定连接；

连接轴402穿过第二通孔501后与气缸401连接，或，气缸401穿过第二通孔501后与连接轴402连接。

本实施例还公开的使用上述任一密封装置的密封方法，该密封方法包括：

将喉部密封部件置于推力室100内，以使密封圈3位于推力室100喉部处；

固定推力室100；

通过驱动部件4驱动压盘2挤压密封圈3。

以图1～图3中的液体火箭发动机推力室喉部密封装置为例:

将底盘5通过支架8下方螺纹孔固定于地面，将推力室100吊置于底盘5，测量推力室100上端面与底盘5之间的距离l，与理论值进行对比，通过更换不同厚度的调整垫6，调整距离l，使密封圈3截面中心高于推力室100喉部中心约2-3mm，将推力室100上端工装压板10通过螺栓与推力室100连接，通过第一螺杆9将工装压板10与底盘5连接起来，对称带紧螺母，给予气缸401气源压力约0.7mpa，气缸401开始工作，气缸401杆开始回收，带动压盘2向下运动，挤压密封圈3使其径向变形，进行喉部预密封，然后通过推力室100上接管嘴通气或通水进行气密、液压试验，随着试验压力的升高，密封圈3进行自紧式密封，密封可靠稳定。试验完成后，解除喉部密封，拆卸第一螺杆9及推力室100上端工装压板10，吊离推力室100。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。