一种栅格舵用组合式密封结构及栅格舵及火箭的制作方法

1.本发明涉及火箭设备密封结构技术领域，具体涉及一种栅格舵用组合式密封结构及栅格舵及火箭。


背景技术：

2.栅格舵，是一种火箭飞行姿态控制装置，在火箭回收精准落区发挥了重要作用，通过它们可以控制回收时的姿态，确保火箭残骸能够落在设定的区域。可重复使用运载火箭栅格舵与箭体连接处，由于栅格舵相对箭体有摇摆运动，使得栅格舵舵轴与箭体之间会有缝隙。由于发射场环境较为恶劣，尤其在风沙、雨雪等环境下，存在多余物进入舵轴内部，进而进入箭体内部的隐患，大大增加了火箭正常飞行的安全隐患。


技术实现要素：

3.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中栅格舵舵轴与箭体之间容易进入异物的缺陷，从而提供一种能够避免异物从栅格舵舵轴与箭体之间进入的栅格舵用组合式密封结构。
4.为解决上述技术问题，本发明提供的一种栅格舵用组合式密封结构，包括：
5.防尘圈，套设于舵轴上，所述防尘圈适于在装配状态下遮挡箭体设置的适于安装所述舵轴的安装槽；
6.挡流条，固定于箭体上并适于至少部分的遮盖所述防尘圈，所述挡流条适于在装配状态下位于所述防尘圈远离所述安装槽的一侧；且沿箭体长度方向，所述挡流条至少与所述舵轴的相对上方位置的所述防尘圈相对应。
7.可选的，所述防尘圈包括：
8.变径安装部，所述变径安装部环绕所述舵轴的周向设置，适于将所述防尘圈固定在所述舵轴上；
9.第一防尘部与第二防尘部，分别由所述变径安装部沿所述舵轴的径向方向延伸而成；所述第一防尘部的宽度大于所述第二防尘部的宽度；且沿箭体轴向，所述第一防尘部适于设置于所述舵轴的相对上方位置，所述第二防尘部适于设置于所述舵轴的相对下方位置；
10.所述第一防尘部与所述第二防尘部均适于与环绕所述安装槽的周向外表面相对应且间隙设置。
11.可选的，所述挡流条包括：
12.安装部，与所述箭体贴合设置，适于将所述挡流条固定于所述箭体上；
13.厚度部，由所述安装部沿箭体径向方向延伸；
14.遮挡部，与所述厚度部相连，并由所述厚度部沿平行于所述安装部的方向延伸而成。
15.可选的，沿箭体径向方向，所述遮挡部的投影至少部分的与所述第一防尘部相重
叠。
16.可选的，所述遮挡部的延伸方向与所述第一防尘部的延伸方向相反且平行设置。
17.可选的，所述挡流条构造为弧形。
18.可选的，所述第一防尘部与所述第二防尘部构造为连续的环状结构。
19.可选的，所述防尘圈与所述挡流条均有钛合金制成。
20.另一方面，本发明提供的栅格舵，包括舵轴，铰接于所述舵轴上的舵体，以及如上述所述的栅格舵用组合式密封结构。
21.再一方面，本发明提供的火箭，包括箭体，所述箭体上形成有安装槽，如上述所述的栅格舵活动安装于所述安装槽内；
22.所述栅格舵的舵轴上安装有防尘圈，所述箭体上对应安装有挡流条。
23.本发明技术方案，具有如下优点：
24.1.本发明提供的栅格舵用组合式密封结构，通过将防尘圈套设于舵轴上，在将舵轴安装到安装槽内时，能够使得防尘圈对安装槽起到初步密封的作用；进一步的，通过将挡流条固定于箭体上，挡流条适于在装配状态下位于所述防尘圈远离所述安装槽的一侧；且沿箭体轴向，所述挡流条至少与所述舵轴的相对上方位置的所述防尘圈相对应，从而能够借由挡流条对防尘圈进行进一步的遮盖，双层遮盖结构保证遮盖效果，能将栅格舵舵轴与箭体之间的缝隙进行密封，避免因多余物的进入，造成安全隐患；且使栅格舵在折叠展开及摇摆运动时均可以保持密封，满足动态密封的需求，降低多余物进入轴承及箭体内部的风险。
25.2.本发明提供的栅格舵用组合式密封结构，在安装状态下，所述遮挡部适于遮盖所述防尘圈的边缘。从而减少杂质从防尘圈与安装槽周向边缘的缝隙进入，起到二次密封的作用，通过两次叠加，能够大大减少杂质的进入。
26.3.本发明提供的栅格舵用组合式密封结构，所述挡流条的安装部与所述箭体贴合设置，并具体位于安装槽的外周侧，以使得挡流条的遮挡部朝向安装槽的中心轴方向延伸；所述防尘圈的变径安装部套设在舵轴上，在此基础上所述防尘圈的第一防尘部与第二防尘部沿舵轴的径向向外延伸；从而使得遮挡部的延伸方向与所述第一防尘部的延伸方向相反，并优选的，遮挡部与第一防尘部平行设置。从而在挡流条与防尘圈处于配合状态时，共同组成迷宫式密封装置，防止轴向异物直接进入箭体内部，迷宫式密封装置是指由外部进入内部需要多次“拐弯”，不能由外部直接进入内部的装置。从而保证密封效果。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明栅格舵的安装状态示意图；
29.图2为本发明挡流条的示意图；
30.图3为本发明防尘圈的示意图；
31.图4为本发明栅格舵用组合式密封结构安装状态的截面图；
32.图5为图4中a处放大图；
33.图6为图4中b处放大图。
34.附图标记说明：
35.1-挡流条，2-防尘圈，3-舵轴，4-舵体，5-箭体，51-安装槽；
36.11-安装部，12-遮挡部，13-厚度部；
37.21-第一防尘部，22-第二防尘部，23-变径安装部。
具体实施方式
38.下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.在本发明的描述中，需要说明的是，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发明中的具体含义。
41.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
42.实施例一
43.结合图1-图6所示，本实施例提供的栅格舵用组合式密封结构，包括：
44.防尘圈2，套设于舵轴3上，所述防尘圈2适于在装配状态下遮挡箭体5设置的适于安装所述舵轴3的安装槽51；
45.挡流条1，固定于箭体5上并适于至少部分的遮盖所述防尘圈2，所述挡流条1适于在装配状态下位于所述防尘圈2远离所述安装槽的一侧；且沿箭体轴向，所述挡流条1至少与所述舵轴3的相对上方位置的所述防尘圈2相对应。
46.需要说明的是，本实施例提供的栅格舵用组合式密封结构作为组件，其一部分套设在舵轴3上，另一部分固定于箭体5上，并通过设置在舵轴3与箭体5的连接位置处，采用组合式密封方式对栅格舵舵轴和箭体连接处进行密封，从而能够保证舵轴3与箭体5的连接位置处的密封效果，可有效防止多余物进入轴承、箭体内部，可避免因多余物进入造成的飞行安全隐患。
47.由于舵轴3安装在箭体5的安装槽51内，且由于舵轴3在工作状态下适于相对箭体5进行活动，因此舵轴3与安装槽51之间会存在一定的缝隙，需要借由遮盖结构进行密封遮挡，避免杂物进入。
48.本实施例提供的栅格舵用组合式密封结构，通过将防尘圈2套设于舵轴3上，在将
舵轴3安装到安装槽51内时，能够使得防尘圈2对安装槽51起到初步密封的作用；进一步的，通过将挡流条1固定于箭体5上，挡流条1适于在装配状态下位于所述防尘圈2远离所述安装槽的一侧；且沿箭体轴向，所述挡流条1至少与所述舵轴3的相对上方位置的所述防尘圈2相对应，从而能够借由挡流条1对防尘圈2进行进一步的遮盖，双层遮盖结构保证遮盖效果，能将栅格舵舵轴与箭体之间的缝隙进行密封，避免因多余物的进入，造成安全隐患；且使栅格舵在折叠展开及摇摆运动时均可以保持密封，满足动态密封的需求，降低多余物进入轴承及箭体内部的风险。
49.由于箭体在竖立状态时，多余物大多是从上方进入，而多余物从下方进入箭体内部可能性很小，因此，本实施例的挡流条1至少与所述舵轴3的相对上方位置的所述防尘圈2相对应，从而将舵轴3的相对上方位置进行进一步遮盖，以提高密封效果。
50.可选的，所述挡流条1还可以与所述舵轴3的相对下方位置的所述防尘圈2相对应。
51.具体地，所述防尘圈2包括：
52.变径安装部23，所述变径安装部23环绕所述舵轴3的周向设置，适于将所述防尘圈2固定在所述舵轴3上；
53.第一防尘部21与第二防尘部22，分别由所述变径安装部23沿所述舵轴3的径向方向延伸而成；所述第一防尘部21的宽度大于所述第二防尘部22的宽度；且沿箭体长度方向，所述第一防尘部21适于设置于所述舵轴3的相对上方位置，所述第二防尘部22适于设置于所述舵轴3的相对下方位置；
54.所述第一防尘部21与所述第二防尘部22均适于与环绕所述安装槽51的周向外表面相对应且间隙设置。
55.由于所述舵轴3在安装到安装槽51内时，沿箭体长度方向，所述舵轴3的相对上方位置与安装槽51之间的间隙较大，而舵轴3的相对下方位置与安装槽51之间的间隙较小，通过设置第一防尘部21的宽度大于所述第二防尘部22的宽度，从而方便保证防尘圈2能够对安装槽51的周向外表面的各个区域进行遮盖，保证密封效果。
56.可选的，所述防尘圈2安装于舵轴3上，且防尘圈2在安装状态下与箭体之间留有缝隙，从而方便舵轴相对箭体5进行运动，使得防尘圈2可随舵轴做摇摆运动，并在运动过程中，保证防尘圈2对安装槽51的周向外表面的遮盖，阻挡杂质进入。
57.可选的，所述防尘圈2的变径安装部23紧贴舵轴外表面，并通过螺钉固定在舵轴上，起到固定作用，方便防尘圈2随舵轴一起做摇摆运动。
58.具体地，所述挡流条1包括：
59.安装部11，与所述箭体5贴合设置，适于将所述挡流条1固定于所述箭体5上；
60.厚度部13，由所述安装部11沿箭体径向方向延伸；
61.遮挡部12，与所述厚度部13相连，并由所述厚度部13沿平行于所述安装部11的方向延伸而成。
62.可选的，所述挡流条1的安装部11通过螺钉固定在箭体上，通过厚度部13的支撑，从而使得挡流条1与防尘圈之间留有间隙。
63.具体地，沿箭体径向方向，所述遮挡部12的投影至少部分的与所述第一防尘部21相重叠。
64.在安装状态下，所述遮挡部12适于遮盖所述防尘圈2的边缘。从而减少杂质从防尘
圈2与安装槽51周向边缘的缝隙进入，起到二次密封的作用，通过两次叠加，能够大大减少杂质的进入。
65.具体地，所述遮挡部12的延伸方向与所述第一防尘部21的延伸方向相反且平行设置。
66.所述挡流条1的安装部11与所述箭体5贴合设置，并具体位于安装槽51的外周侧，以使得挡流条1的遮挡部12朝向安装槽51的中心轴方向延伸；所述防尘圈2的变径安装部23套设在舵轴3上，在此基础上所述防尘圈2的第一防尘部21与第二防尘部22沿舵轴3的径向向外延伸；从而使得遮挡部12的延伸方向与所述第一防尘部21的延伸方向相反，并优选的，遮挡部12与第一防尘部21平行设置。从而在挡流条1与防尘圈2处于配合状态时，共同组成迷宫式密封装置，防止轴向异物直接进入箭体内部，宫式密封装置是指由外部进入内部需要多次“拐弯”，不能由外部直接进入内部的装置。从而保证密封效果。
67.优选的，所述遮挡部12的延伸箭体长度方向向下设置，从而在箭体运行过程中，避免多余物从上方进入缝隙内部。
68.优选的，挡流条兼具有整流作用，通过设置挡流条结构，从而使舵根处的流场更加流畅，减小气动阻力，可以阻止气流进入箭体内部，避免气流对栅格舵舵轴施加额外载荷，对箭体气动影响可忽略不计。
69.此外，由于防尘圈与箭体之间具有间隙，挡流条可以减轻舵根处的气动加热问题。
70.具体地，所述挡流条1构造为弧形。
71.当箭体处于竖立状态时，多余物大多是从上方进入，而多余物从下方进入箭体内部可能性很小，通过将挡流条1构造为弧形并使遮挡部12的投影至少部分的与所述第一防尘部21相重叠，从而能够避免多余物从上方进入，提高密封效果。
72.所述挡流条1的弧度与所述安装槽51的开口边缘相适应，保证挡流条1与安装槽51的匹配度，且所述挡流条1的弧度还与所述防尘圈2环绕舵轴3的弧度相匹配，从而保证挡流条1对防尘圈2的遮盖效果。
73.具体地，所述第一防尘部21与所述第二防尘部22构造为连续的环状结构。从而使得防尘部环绕舵轴一周设置。保证舵轴与安装槽周向的各处缝隙均能够处于密封状态。
74.具体地，所述防尘圈2与所述挡流条1均由钛合金制成。可以选用高强度钛合金经机械加工成型，通过使用机械加工成型技术，具有结构简单，安装方便的特点。
75.此外，用于固定挡流条1和防尘圈2的紧固螺钉可以选用标准件。
76.可选的，本实施例提供的栅格舵用组合式密封结构的尺寸可根据栅格舵的大小调整。
77.实施例二
78.如图1所示，本实施例提供的栅格舵，包括舵轴3，铰接于所述舵轴3上的舵体4，以及如上述实施例一所述的栅格舵用组合式密封结构。
79.本实施例提供的栅格舵，通过将防尘圈2套设于舵轴3上，在将舵轴3安装到安装槽51内时，能够使得防尘圈2对安装槽51起到初步密封的作用；进一步的，通过将挡流条1固定于箭体5上，挡流条1适于在装配状态下位于所述防尘圈2远离所述安装槽的一侧；且沿箭体轴向，所述挡流条1至少与所述舵轴3的相对上方位置的所述防尘圈2相对应，从而能够借由挡流条1对防尘圈2进行进一步的遮盖，双层遮盖结构保证遮盖效果，能将栅格舵舵轴与箭
体之间的缝隙进行密封，避免因多余物的进入，造成安全隐患；且使栅格舵在折叠展开及摇摆运动时均可以保持密封，满足动态密封的需求，降低多余物进入轴承及箭体内部的风险。
80.可选的，本实施例提供的栅格舵可以应用在可重复使用运载火箭栅格舵中。
81.实施例三
82.本实施例提供的火箭，包括箭体5，所述箭体5上形成有安装槽51，如上述实施例二所述的栅格舵活动安装于所述安装槽51内；
83.所述栅格舵的舵轴3上安装有防尘圈2，所述箭体5上对应安装有挡流条1。
84.本实施例提供的火箭，通过将防尘圈2套设于舵轴3上，在将舵轴3安装到安装槽51内时，能够使得防尘圈2对安装槽51起到初步密封的作用；进一步的，通过将挡流条1固定于箭体5上，挡流条1适于在装配状态下位于所述防尘圈2远离所述安装槽的一侧；且沿箭体轴向，所述挡流条1至少与所述舵轴3的相对上方位置的所述防尘圈2相对应，从而能够借由挡流条1对防尘圈2进行进一步的遮盖，双层遮盖结构保证遮盖效果，能将栅格舵舵轴与箭体之间的缝隙进行密封，避免因多余物的进入，造成安全隐患；且使栅格舵在折叠展开及摇摆运动时均可以保持密封，满足动态密封的需求，降低多余物进入轴承及箭体内部的风险。
85.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。