(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010907490.9
(22)申请日 2020.09.02
(71)申请人 航天科工火箭技术有限公司
地址 431400 湖北省武汉市新洲区阳逻经
济开发区红岗村阳逻开发区管委会五
楼504室
(72)发明人 姜映福 张召磊 孙晓伟 王弘亚
张健 张宜奎 朱景文 李健
朱丹 查雄权
(74)专利代理机构 北京众达德权知识产权代理
有限公司 11570
代理人 詹守琴
(51)Int.Cl.
F02K 9/60(2006.01)
F02K 9/46(2006.01)
F04D 29/58(2006.01)F04D 29/046(2006.01)
(54)发明名称
却结构
(57)摘要
本发明属于液体发动机技术领域，
构，用于多轴涡轮泵；包括：循环连接管、开设在
涡轮泵内的内冷流路以及预冷排放口；对应于所
述涡轮泵的多根轴，在所述涡轮泵上开设有多个
所述预冷排放口，且所述多个预冷排放口均与所
述内冷回路连通；所述循环管路的两端分别连接
相邻的两个所述预冷排放口，所述循环管路上开
设有预冷泄出口。本发明提供的低温火箭发动机
及其涡轮泵和轴承冷却结构能够实现多轴涡轮
泵的统一冷却，
简化冷却结构。权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 112360646 A 2021.02.12
C N 112360646
A
1.一种低温火箭发动机涡轮泵的轴承冷却/预冷结构，用于多轴涡轮泵或者长跨距轴承涡轮泵；其特征在于，包括：循环连接管、开设在涡轮泵内的内冷流路以及预冷排放口；
对应于所述涡轮泵的多根轴，在所述涡轮泵上开设有多个所述预冷排放口，且所述多个预冷排放口均与所述内冷回路连通；
所述循环管路的两端分别连接相邻的两个所述预冷排放口，所述循环管路上开设有预冷泄出口。
2.一种低温火箭发动机涡轮泵，其特征在于，包括：多轴涡轮泵主体以及设置在其上的如权利要求1所述的低温火箭发动机涡轮泵的轴承冷却/预冷结构。
3.一种低温火箭发动机，其特征在于：采用如权利要求2所述的低温火箭发动机涡轮泵。
权 利 要 求 书1/1页CN 112360646 A
一种低温火箭发动机及其涡轮泵和轴承冷却结构
技术领域
[0001]本发明涉及液体发动机技术领域，特别涉及一种低温火箭发动机及其涡轮泵和轴承冷却结构。
背景技术
[0002]涡轮泵是液体火箭发动机的核心组件，为推力室提供高压推进剂。轴承作为涡轮泵等旋转机械的核心组件，需在工作过程中保证良好的冷却，防止运转过程中机械摩擦过热而损坏产品。因为，低温液体火箭发动机所使用的推进剂为低温推进剂，涡轮泵轴承的工作环境为低温环境；发动机起动前要使用低温推进剂对轴承进行预冷，发动机工作过程中也要使用低温推进剂持续对轴承进行持续冷却。传统的涡轮泵轴承使用推进剂进行冷却/预冷，但轴承冷却和预冷的流路分离；轴承冷却通常采用内回路，预冷采用排放预冷，预冷后推进剂通过排放口单独排放到外界。但是，传统预冷/冷却方案仅适用于单轴涡轮泵方案，对于多轴的情况，仅能够各自独立的进行预冷和冷却，使用局限性较大。
发明内容
[0003]本发明提供一种低温火箭发动机及其涡轮泵和轴承冷却结构，解决现有技术中多轴涡轮泵的各轴的轴承仅能够进行独立预冷和冷却，导致使用局限性大的技术问题。[0004]为解决上述技术问题，本发明提供了一种低温火箭发动机涡轮泵的轴承冷却/预冷结构，用于多轴涡轮泵或者长跨距轴承涡轮泵；包括：循环连接管、开设在涡轮泵内的内冷流路以及预冷排放口；
[0005]对应于所述涡轮泵的多根轴，在所述涡轮泵上开设有多个所述预冷排放口，且所述多个预冷排放口均与所述内冷回路连通；
[0006]所述循环管路的两端分别连接相邻的两个所述预冷排放口，所述循环管路上开设有预冷泄出口。
[0007]一种低温火箭发动机涡轮泵，包括：多轴涡轮泵主体以及设置在其上的所述的低温火箭发动机涡轮泵的轴承冷却结构。
[0008]一种低温火箭发动机，采用所述的低温火箭发动机涡轮泵。
[0009]本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：[0010]本申请实施例中提供的低温火箭发动机及其涡轮泵和轴承冷却结构，在不改变涡轮泵本身的内冷却流路和预冷回路的情况下，设置外设的循环连接管分别连接相邻的预冷外排放口，从而在多个轴之间建立连接管道；一方面，能够在进行预冷的时候，将排放的冷却介质统一排出，避免设置过多的预冷排放结构；同时，在涡轮泵工作时，能够通过多轴结构间形成的管道将推进剂在多根轴的轴承间进行内循环冷却，而不用各自独立的执行冷却，大幅简化了冷却结构，扩大了适用范围。
附图说明
[0011]图1为本发明实施例提供的低温火箭发动机轮泵轴承冷却结构预冷过程示意图；[0012]图2为本发
明实施例提供的低温火箭发动机轮泵轴承冷却结构冷却过程示意图。
具体实施方式
[0013]本申请实施例通过提供一种低温火箭发动机及其涡轮泵和轴承冷却结构，解决现有技术中多轴涡轮泵的各轴的轴承仅能够进行独立预冷和冷却，导致使用局限性大的技术问题。
[0014]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
[0015]本实施例基于现有的涡轮泵的预冷结构和内冷却回路结构，提供了一种能够满足多轴涡轮泵的统一预冷和冷却的结构，大幅降低复杂性，扩大适用范围；当然本实施例并不限定于多轴，对于长跨距轴承、内回路无法实现的涡轮泵都适用。
[0016]下面将具体说明。
[0017]参见图1和图2，一种低温火箭发动机涡轮泵的轴承冷却/预冷结构，用于具备多根轴3和多对轴承4的多轴涡轮泵；包括：循环连接管1、开设在涡轮泵内的内冷流路以及预冷排放口。对应于所述涡轮泵的多根轴，在所述涡轮泵上开设有多个所述预冷排放口，且所述多个预冷排放口均与所述内冷回路连通；
所述循环管路的两端分别连接相邻的两个所述预冷排放口，所述循环管路上开设有预冷泄出口2。
[0018]也就是说，将多根轴的轴承冷却回路通过循环连接管1连通起来，并不改在其它结构，利用预冷排放口即可，从而实质并不会过多地影响现有的涡轮泵结构；相反的还大幅简化了预冷结构和冷却结构，适应性得以提升。
[0019]下面将具体描述工作过程。
[0020]参见图1，在进行涡轮泵预冷操作时，低温推进剂预冷轴承流路；推进剂通过泵入口进入离心泵后分两路分别去预冷两端轴承，预冷后经循环连接管统一排出离心泵。[0021]参见图2，在涡轮泵工作时，需进行持续的内回路冷却；推进剂进入离心泵增压后部分流量分两路去冷却轴承，一路冷却轴承后回到泵前，一路经循环连接管冷却轴承后回到泵前。
[0022]一般为了适应预冷和冷却的切换，在所述预冷泄出口设置有控制阀。
[0023]可以发现，预冷与冷却采用同一外回路，简化涡轮泵总体布局，避免了异轴多处排放口，多根回流管等弊端，降低涡轮泵总体布局的复杂性。
[0024]本实施例还在上述实施例的基础上，提供了涡轮泵和低温火箭发动机的实施方案。
[0025]一种低温火箭发动机涡轮泵，包括：多轴涡轮泵主体以及设置在其上的所述的低温火箭发动机涡轮泵的轴承冷却结构。
[0026]一种低温火箭发动机，采用所述的低温火箭发动机涡轮泵。
[0027]本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0028]本申请实施例中提供的低温火箭发动机及其涡轮泵和轴承冷却结构，在不改变涡轮泵本身的内冷却流路和预冷回路的情况下，设置外设的循环连接管分别连接相邻的预冷外排放口，从而在多个轴之间建立连接管道；一方面，能够在进行预冷的时候，将排放的冷却介质统一排出，避免设置过多的预冷排放结构；同时，在涡轮泵工作时，能够通过多轴结构间形成的管道将推进剂在多根轴的轴承间进行内循环冷却，而不用各自独立的执行冷却，大幅简化了冷却结构，扩大了适用范围。
[0029]最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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