具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种用于液体火箭发动机的轴封装置，其能解决相关技术中用于液体火箭发动机的轴封装置结构复杂、尺寸大、成本高的问题。

参见图1所示，本轴封装置包括安装座1、第一密封模块和第二密封模块，安装座1内设有一用于套设电机转子2的通孔10，第一密封模块嵌设于通孔10内，且第一密封模块用于在电机转子2与通孔10之间形成密封，以阻止推进剂进入电机腔室，第二密封模块设于安装座1上且位于第一密封模块的下游，第二密封模块用于在电机转子2与通孔10之间形成气动密封，同时用于将进入第二密封模块内的推进剂引流至安装座1外，以辅助第一密封模块阻止推进剂进入电机腔室，隔绝推进剂与电机腔室，保障电机的安全运行。

进一步的，第一密封模块具体包括第一密封组件30和第二密封组件，其中，第一密封组件30嵌设于通孔10的内壁，第一密封组件30主要用于在电机转子2与通孔10之间形成密封，并对进入通孔10的推进剂进行降压，以将进入通孔10内的部分推进剂气化；第二密封组件包括至少一第二密封件31，第二密封件31同样嵌设于通孔10的内壁且设于第一密封组件30的下游，即推进剂若进入轴封装置，则会先经过第一密封组件30，然后再经过第二密封件31，第二密封组件主要用于在电机转子2与通孔10之间形成密封，若存在推进剂泄露，则第二密封组件还可以对进入通孔10的推进剂再次进行降压，让剩余的推进剂进一步气化。

进一步的，从结构设计的角度出发，第一密封组件30呈环形，且靠近电机转子2的内侧面上间隔设有至少两个减压槽32，减压槽32沿推进剂的流向的方向间隔分布设置，主要用于对经过的推进剂进行降压，第一密封组件30、安装座1与电机转子2之间为间隙配合，间隙在0.1mm～0.3mm。其中，第一密封组件30的密封降压原理为：第一密封组件30中包含多个减压槽32，第一密封组件30与电机转子间隙配合，减压槽32与电机转子2形成一系列节流间隙与膨胀空间，推进剂流体经过多次节流与膨胀产生较大阻力，从而达到密封的目的。

进一步的，第二密封件31靠近电机转子2的内侧面上设有至少一弹性片33，弹性片33用于与电机转子2之间过盈配合且朝第一密封组件30的方向弯曲，以用于在电机转子2与通孔10之间形成密封。其中，每一第二密封件31与电机转子2之间存在一定的间隙空间，当推进剂流过时，同理，会对推进剂进一步降压。

进一步的，每一第二密封件31上的弹性片33的数量为2件，两件弹性片33间隔设置且过盈量为0.1～0.2mm，以用于在电机转子2与通孔10之间形成密封，并通过间隙对进入通孔10的推进剂再次进行降压。其中，第二密封件31采用将四氟乙烯与金属片模压的工艺制成。

进一步的，从结构设计的角度出发，这里第二密封件31的数量为2个，两个第二密封件31之间设有一与安装座1和第一密封组件30均相连的挡圈34，挡圈34靠近电机转子2的一侧用于贴设于电机转子2上，以隔断两个第二密封件31，进一步的保证轴封装置的密封效果。

进一步的，由于零部件较多，且均属于金属零件，因此，为了防止推进剂从其他部位发生泄漏，在挡圈34与安装座1之间还设有防漏垫片34，挡圈34、安装座1和第一密封组件30之间则通过螺栓相连，连接牢固，拆卸安装均比较方便。

进一步的，参见图2所示，第二密封模块具体包括进气通道40、出气通道41和密封通道，其中，进气通道40包括第一进气口和第一出气口，第一进气口主要用于与吹气设备相连，出气通道41包括第二进气口和第二出气口，密封通道包括沿远离第二密封件31的方向间隔设于通孔10内壁的第一密封槽42和第二密封槽43，第一密封槽42与第二密封槽43和第二进气口均联通，第二密封槽43与第一出气口联通，以用于在电机转子2与通孔10之间形成气动密封，同时将进入第一密封槽42内的推进剂引流至第二出气口外。

进一步的，第二密封槽43的直径大于第一密封槽42的直径，第二密封槽43位于第一密封槽42的下游，使得气流有个回流的趋势形成密封的同时将推进剂吹入第一密封槽42内，第一密封槽42和第二密封槽43均呈环形或矩形。具体的，参见图2所示，第一密封槽42和第二密封槽43之间通过通孔10的内壁与电机转子2之间存在的微小缝隙连通，当推进剂依次经过第一密封组件30和两个第二密封件31后，此时大部分推进剂由于被不断减压已经变成了气态，进入第一密封槽42后，由于此时从第一进气口进入大量高压气体，遵从气体从高压至低压流动的原则，从第一进气口进入的高压气体首先从第一出气口进入第二密封槽43内，随后从第一密封槽42和第二密封槽43之间的间隙进入第一密封槽42，形成一个回流，图2中黑色箭头即为泄露推进剂流路。此过程在通孔10和电机转子2之间即形成了气动密封，进入第一密封槽42的高压气流阻止了推进剂进一步的往下游方向流动，从而阻止其进一步的进入电机腔室内，另外，推进剂随着高压气流的流动方向进入第二进气口，最后从第二出气口流出至轴封装置外，即把泄露进来的推进剂引流出去，既起到了密封的作用，还将泄露的推进剂排出，从根本上避免了推进剂进入电机腔室，图2中白色箭头即为吃除气流路。

进一步的，通入第一进气口内的高压气体为氮气，氮气的压力为0.2～0.5MPa，还可以选择其他可以与推进剂相容的惰性气体例如氦气等，推进剂为液氢、液氧、LNG等，进入轴封装置前的密封前压力为3～4MPa，电机腔体的压力为0.1MPa，推进剂经过第一密封组件30后经历第一次降压，压力降低为1.3MPa，经过第一道第二密封件31时压力降低为0.3MPa，经过第二道第二密封件31时压力降低为0.11MPa左右，此时泄漏的推进剂通过0.2～0.5MPa的氮气进行吹除排出，泄漏到电机腔室的氢气质量基本为0g，第二出气口的推进剂质量流量约为5mg/s。

本轴封装置采用组合密封的模式，即结合接触密封和非接触密封，第一密封组件30为非接触密封，两个第二密封件31为接触密封，第二密封模块的气流通道即为非接触式密封，在通孔10内依次形成四道密封面，在既实现密封的同时又实现逐级减压，将难以密封的液体转化为易于密封的气体，并通过两道第二密封件31隔绝大部分泄漏的推进剂，最后通过吹除气吹除排出，大大保证了密封的可靠性，且整体结构简单紧凑，尺寸相对很小，成本低，密封效果好。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，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申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，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。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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。