一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動機的密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動機的密封結(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)有將推進劑送入電磁閥的推進劑流道。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。
【專利說明】一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動機的密封結(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)動機的密封結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]密封結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)液體火箭發(fā)動機安全、正確、可靠工作的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)之一。在國外，美國的“挑戰(zhàn)者”號航天飛機曾因密封結(jié)構(gòu)故障，導(dǎo)致了機毀人亡的慘劇。我國在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)計一直是國內(nèi)外液體火箭發(fā)動機領(lǐng)域持久不衰的熱點問題。
[0003]近年來，空間推進系統(tǒng)對高壓、輕質(zhì)、快響應(yīng)液體火箭姿控發(fā)動機的性能、結(jié)構(gòu)尺寸重量以及可靠性的要求越來越高。就密封結(jié)構(gòu)設(shè)計而言，除了需要保證液體火箭姿控發(fā)動機密封可靠，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)動機的高性能，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)計思想和設(shè)計準則已無法完全滿足上述多方面的綜合性需求。近年來，國內(nèi)針對高壓液體密封系統(tǒng)開展了多種形式的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計，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)計大多只從提高密封性能的角度出發(fā)，對于減少尺寸、減輕重量等方面的考慮較少。上?？臻g推進研究所在某高性能動力系統(tǒng)的研制中，開發(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)動機出現(xiàn)了系統(tǒng)級氣密試驗漏率超差的故障。通過分解超差產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)O形圈在安裝過程中出現(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)動機漏率超差。
[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)動機的迫切需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動機的密封結(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)問題，本發(fā)明的實施例提供一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動機的密封結(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)有將推進劑送入電磁閥的推進劑流道。
[0007]作為優(yōu)選，所述外漏密封O形圈導(dǎo)向面為一個光滑的錐面結(jié)構(gòu)，錐角為10°?20° ,軸向?qū)蜷L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圓柱面。
[0008]作為優(yōu)選，所述開放式密封槽道由外側(cè)向內(nèi)依次由開放式內(nèi)漏密封O形圈密封槽道和開放式外漏密封O形圈密封槽道組成，所述開放式外漏密封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，所述開放式外漏密封O形圈密封槽道由第一封閉端和第一開放端組成，所述開放式內(nèi)漏密封O形圈密封槽道由第二封閉端和第二開放端組成，所述第一封閉端和第二封閉端均為圓柱形臺階結(jié)構(gòu)，所述第一開放端和第二開放端均為圓柱面結(jié)構(gòu)，所述第一開放端上設(shè)有與推進劑流道相配合的電磁閥進口平面，所述第二開放端上設(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。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動機的密封結(jié)構(gòu)實施例的結(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。

【具體實施方式】
[0018]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0019]本發(fā)明針對現(xiàn)有的不足提供一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動機的密封結(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)有將推進劑5送入電磁閥6的推進劑流道14。其中外漏密封O形圈導(dǎo)向面9為一個光滑的錐面結(jié)構(gòu)，錐角為10°?20°，軸向?qū)蜷L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均為一個圓柱面，其中外漏密封O形圈密封面10直徑、徑向長度需根據(jù)設(shè)計所選用的外漏密封O形圈規(guī)格進行設(shè)計計算，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、徑向長度需根據(jù)設(shè)計所選用的內(nèi)漏密封O形圈規(guī)格進行設(shè)計計算，確保O形圈壓縮率、膨脹特性合理，
[0020]如圖1和如圖4所示，開放式密封槽道由外側(cè)向內(nèi)依次由開放式內(nèi)漏密封O形圈密封槽道18和開放式外漏密封O形圈密封槽道15組成，所述開放式外漏密封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和第一開放端17組成，所述開放式內(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均為圓柱形臺階結(jié)構(gòu)，所述第一開放端17和第二開放端20均為圓柱面結(jié)構(gòu)，所述第一開放端上17設(shè)有與推進劑流道14相配合的電磁閥進口平面22，所述第二開放端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為圓柱形臺階結(jié)構(gòu)，發(fā)動機工作時，液體推進劑將外漏密封O形圈2推向第一封閉端。第一開放端17為一個圓柱面，外漏密封O形圈2裝配時，從該第一開放端17進入，只需克服一個很小的拉伸量(3%?5%)，裝配工藝性好。第二封閉端19為圓柱形臺階結(jié)構(gòu)。第二開放端20為一個圓柱面，發(fā)動機工作時，液體推進劑將外漏密封O形圈2推向第二開放端。內(nèi)漏O形圈I裝配時，從該第二開放端進入，只需克服一個很小的拉伸量(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)液體推進劑進入外漏密封O形圈2的第一開放端17，將外漏密封O形圈2推向開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，填滿了開放式密封槽道的第二開放端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)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，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和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種輕小型液體火箭姿控發(fā)動機的密封結(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)有將推進劑送入電磁閥的推進劑流道。
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)動機的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外漏密封O形圈導(dǎo)向面為一個光滑的錐面結(jié)構(gòu)，錐角為10°?20°，軸向?qū)蜷L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)動機的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述開放式密封槽道由外側(cè)向內(nèi)依次由開放式內(nèi)漏密封O形圈密封槽道和開放式外漏密封O形圈密封槽道組成，所述開放式外漏密封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)動機的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述開放式外漏密封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)動機的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述開放式內(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)動機的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述開放式外漏密封O形圈密封槽道由第一封閉端和第一開放端組成，所述開放式內(nèi)漏密封O形圈密封槽道由第二封閉端和第二開放端組成，所述第一封閉端和第二封閉端均為圓柱形臺階結(jié)構(gòu)，所述第一開放端和第二開放端均為圓柱面結(jié)構(gòu)，所述第一開放端上設(shè)有與推進劑流道相配合的電磁閥進口平面，所述第二開放端上設(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)動機的密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一開放端與殼體槽道內(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】F02K9/60GK104405533SQ201410588389
【公開日】2015年3月11日 申請日期: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 申請人:上海空間推進研究所