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低温液体火箭发动机离心泵用导流套及离心泵有效专利 实用

技术领域

[0001] 本实用新型涉及低温液体火箭发动机技术领域,尤其涉及一种低温液体火箭发动机离心泵用导流套及离心泵。

相关背景技术

[0002] 在离心泵中,诱导轮安装在叶轮入口前,用于增加离心泵叶轮入口前诱导轮与导流套之间流体的压力,避免发生汽蚀。液体火箭发动机助推剂通常具有低温(‑253~‑153
℃)、强氧化、高腐蚀等特性,制作导流套的材料需要与助推剂相容。目前,满足液体火箭发
动机导流套的方案通常为金属‑金属复合形式和整体非金属形式两种,金属‑金属复合形
式:导流套与诱导轮相对的内侧通常采用与助推剂相容的铜、银等较软的金属,导流套基体
选用与泵壳材料收缩系数、刚性相同或相近的材料,导流套基体与软金属之间采用焊接或
电镀方式连接。这种结构形式的导流套由于引入异种金属焊接工艺,具有焊接难度高,周期
不可控,软金属价格高,摩擦面磨损后修复困难,只能进行更换等缺点。
[0003] 整体非金属形式:导流套采用与助推剂相容的特氟龙、F4等非金属加工而成,非金属具有摩擦系数低,硬度低等特点,但具有强度低、刚度弱、收缩系数大等缺点。这种结构形
式的导流套在低温推进剂中收缩量大于泵壳收缩量,导致导流套定位面脱离泵壳,不能形
成密封结构,推进剂进入到导流套与泵壳之间的缝隙,且易发生导流套与诱导轮抱紧甚至
抱死现象,导致涡轮泵转速降低甚至停止工作。若采用紧固件将整体非金属导流套与泵壳
固定,则预紧力需要严格控制,预紧力太大则非金属导流套变形严重,导流套内表面磨损严
重,预紧力太小则会易发生紧固件脱落,发生严重事故。
实用新型内容
[0004] 本实用新型提供一种低温液体火箭发动机离心泵用导流套及离心泵,导流套具有结构简单、便于更换、与诱导轮间隙可控、不会对诱导轮造成磨损、生产成本低等特点。
[0005] 本实用新型提供一种低温液体火箭发动机离心泵用导流套,所述导流套通过轴向固定装置可拆卸地设置于所述离心泵的泵壳与诱导轮之间,所述导流套包括:金属部分和
非金属部分,所述非金属部分设置在所述金属部分的内缘且与所述诱导轮配合形成摩擦
副。
[0006] 根据本实用新型提供的一种低温液体火箭发动机离心泵用导流套,所述金属部分的外缘包裹有所述非金属部分。
[0007] 根据本实用新型提供的一种低温液体火箭发动机离心泵用导流套,所述导流套的外径与所述泵壳配合公差进行径向定位。
[0008] 根据本实用新型提供的一种低温液体火箭发动机离心泵用导流套,所述轴向固定装置通过压紧环压紧在所述泵壳上。
[0009] 根据本实用新型提供的一种低温液体火箭发动机离心泵用导流套,所述轴向固定装置通过紧固件与所述泵壳相连。
[0010] 根据本实用新型提供的一种低温液体火箭发动机离心泵用导流套,所述金属部分与所述非金属部分通过沟槽勾连。
[0011] 根据本实用新型提供的一种低温液体火箭发动机离心泵用导流套,所述沟槽为轴向沟槽或圆周方向沟槽中的一种或多种。
[0012] 根据本实用新型提供的一种低温液体火箭发动机离心泵用导流套,所述金属部分与所述非金属部分通过胶合剂连接。
[0013] 根据本实用新型提供的一种低温液体火箭发动机离心泵用导流套,所述金属部分的收缩系数分别与所述泵壳的收缩系数及所述诱导轮的收缩系数相同。
[0014] 本实用新型还提供一种离心泵,包括所述的低温液体火箭发动机离心泵用导流套。
[0015] 本实用新型提供的低温液体火箭发动机离心泵用导流套及离心泵,通过轴向固定装置将导流套可拆卸固定,便于更换;导流套采用金属部分与非金属部分结合的方式,具有
结构简单、与诱导轮间隙可控、不会对诱导轮造成磨损、生产成本低等特点。
[0016] 本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。

具体实施方式

[0025] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型中的附图,对本实用新型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实用
新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人
员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范
围。
[0026] 在本实用新型实施例的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化
描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操
作,因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。
[0027] 在本实用新型实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体连接;
可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于
本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含
义。
[0028] 在本实用新型实施例中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,
第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,
或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下
面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二
特征。
[0029] 在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特
点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。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或示例以及不同实施例或示例的
特征进行结合和组合。
[0030] 下面结合图1‑图4描述本实用新型的低温液体火箭发动机离心泵用导流套。
[0031] 在一个实施例中,如图1和图2所示,本实用新型提供的低温液体火箭发动机离心泵用导流套(以下简称导流套),通过轴向固定装置3可拆卸地设置于离心泵的泵壳1与诱导
轮4之间,具体的,导流套2设置在泵壳1的内侧且位于诱导轮4的外侧,在本实施例中,导流
套2包括:金属部分21和非金属部分22,非金属部分22设置在金属部分21的内缘且与诱导轮
4配合形成摩擦副。
[0032] 可以理解的是,金属部分21主要采用现有技术的与助推剂相容的铜、银等较软的金属,金属部分21作为导流套2的环形基体,通过轴向固定装置3安装于泵壳1的内侧进行轴
向定位;非金属部分22主要采用与助推剂相容的特氟龙、F4等非金属,非金属部分22设置在
环形基体的内壁上且与诱导轮4相对设置,非金属部分22与诱导轮4的螺旋部分相配合形成
摩擦副。
[0033] 本实用新型低温液体火箭发动机离心泵用导流套,通过轴向固定装置3将导流套2可拆卸固定,便于更换;导流套2采用金属部分21与非金属部分22结合的方式,具有结构简
单、与诱导轮间隙可控、不会对诱导轮造成磨损、生产成本低等特点。
[0034] 本实用新型轴向固定装置3的具体类型不作特别限制,只要可以起到轴向固定的作用即可。
[0035] 进一步的,导流套2的外径与泵壳1配合公差进行径向定位,配合轴向固定装置3分别对导流套2进行轴向和径向定位,从而提高导流套2的紧固性,防止导流套2与泵壳1脱离,
带来安全事故。
[0036] 进一步的,轴向固定装置3通过压紧环压紧在泵壳1上,或者轴向固定装置3通过紧固件与泵壳1相连。
[0037] 根据本实用新型的实施例,金属部分21与非金属部分22通过沟槽勾连,沟槽的具体形式不作特别限制,只要可以起到连接的作用即可。可选的,沟槽为轴向沟槽或者圆周方
向沟槽或者轴向沟槽和圆周方向沟槽共存或其他形式沟槽。
[0038] 具体的,沟槽设置于金属部分21的表面,非金属部分22的成型可以采用模压成型、注塑成型、烧结成型等工艺,进而融入金属部分21的沟槽内形成一体结构,连接更加可靠,
不会发生非金属部分22与金属部分21脱离的现象。并且非金属部分22材料可选范围广且材
料成本低、加工工艺成熟简单,生产成本大幅降低。
[0039] 此外,金属部分21与非金属部分22还可以通过胶合剂等增大摩擦系数的方式连接,使二者紧密连接。
[0040] 本实用新型金属部分21的收缩系数分别与泵壳1的收缩系数及诱导轮4的收缩系数相同或相近。工作过程中,非金属部分22受金属部分21约束,轴向变形有限,在较大预紧
力下仍能保持不变形,轴向固定方式较为灵活。同时由于金属部分21刚度较强,低温下非金
属部分22变形收缩量完全由与泵壳1及诱导轮4收缩系数相同或相近的金属部分21决定,低
温下导流套2与诱导轮4之间的间隙与常温装配时的间隙一致,即导流套2收缩情况可控。同
时由于非金属部分22与诱导轮4相对摩擦系数较低,非金属部分22相对诱导轮4硬度更低,
相对摩擦时不会磨损诱导轮4,导流套2与诱导轮4之间的间隙可以做的更小,进而提高诱导
轮4的工作效率。
[0041] 在另一个实施例中,如图3和图4所示,与上述实施例不同的是,在本实施例中,金属部分21的外缘也包裹有非金属部分22,即非金属部分22完全包裹在金属部分21的外表面
上,效果更好。
[0042] 本实用新型还提供一种离心泵,包括前述实施例的低温液体火箭发动机离心泵用导流套。
[0043] 最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:
其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等
同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术
方案的精神和范围。

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