專利名稱：夾層強(qiáng)迫冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種夾層強(qiáng)迫冷卻裝置。
背景技術(shù)：
液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)高空模擬試驗(yàn)時(shí)，擴(kuò)壓器內(nèi)流過(guò)高溫、高速的燃?xì)?，溫度?20000C -3000°C，速度為3-5馬赫。因此必須對(duì)擴(kuò)壓器進(jìn)行冷卻，以保證其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。但是現(xiàn)有的冷卻通道結(jié)構(gòu)形式有管束式，波紋板釬焊結(jié)構(gòu)和厚鋼板刨槽后卷制等結(jié)構(gòu)，它們對(duì)加工、焊接工藝要求高，造價(jià)昂貴。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有的卻冷裝置對(duì)加工、焊接工藝要求高，造價(jià)昂貴的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種夾層強(qiáng)迫冷卻裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案一種夾層強(qiáng)迫冷卻裝置，包括擴(kuò)壓器筒體、設(shè)置在筒體上的冷卻水夾層通道、設(shè)置在擴(kuò)壓器筒體兩側(cè)并與冷卻水夾層通道相通的集流環(huán)、設(shè)置在一側(cè)集流環(huán)上的多根進(jìn)水管、設(shè)置在另一側(cè)集流環(huán)上的多根出水管，其特殊之處在于所述冷卻水夾層通道包括軸向焊接在擴(kuò)壓器筒體外側(cè)的多個(gè)圓周等距分布的槽型撐、焊接在相鄰兩個(gè)槽型撐上底面的相應(yīng)數(shù)量的焊接板，所述槽型撐的上底面、兩個(gè)側(cè)面以及擴(kuò)壓器筒體構(gòu)成冷卻通道，所述焊接板、分別與焊接板焊接的兩個(gè)槽型撐的側(cè)面以及擴(kuò)壓器筒體構(gòu)成冷卻通道。上述冷卻水夾層通道包括收縮段冷卻水夾層通道、直筒段冷卻水夾層通道和擴(kuò)張段冷卻水夾層通道；所述收縮段冷卻水夾層通道和擴(kuò)張段冷卻水夾層通道的焊接板為梯形；所述直筒段冷卻水夾層通道的焊接板為矩形。上述多根進(jìn)水管沿切向與集流環(huán)焊接，所述多根出水管與與集流環(huán)垂直焊接；所述進(jìn)水管與出水管按角度交錯(cuò)排列。本實(shí)用新型所具有優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型在擴(kuò)壓器筒體的內(nèi)外夾層之間形成冷卻水通道，采用強(qiáng)迫冷卻的方式。夾層中水流速度高，對(duì)內(nèi)壁冷卻比較均勻，換熱效果好，冷卻水耗量小，結(jié)構(gòu)緊湊可靠， 是一種較好的冷卻方式。2、本實(shí)用新型通過(guò)多次發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的考核，擴(kuò)壓器冷卻水溫升小于20°C，達(dá)到冷卻目的。3、本實(shí)用新型在筒體上焊接槽型撐，相鄰槽型撐之間用焊接板焊接，可使設(shè)備結(jié)構(gòu)承受住高溫、高速燃?xì)猸h(huán)境的考驗(yàn)。4、本實(shí)用新型冷卻水進(jìn)口端由三根進(jìn)水管沿切向與集流環(huán)焊接，冷卻水進(jìn)入后形成旋轉(zhuǎn)水流，冷卻水流動(dòng)均勻，擴(kuò)壓器最高點(diǎn)與最低點(diǎn)流量一致。出口端有三根出水管，出水管與進(jìn)水管按角度交錯(cuò)排列，使得冷卻水流程和時(shí)間相等，減小壓頭損失。
圖1為本實(shí)用新型的擴(kuò)壓器總圖；圖2為本實(shí)用新型冷卻通道結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型冷卻水進(jìn)、出水管布置圖；其中附圖標(biāo)記為1-擴(kuò)壓器筒體，2-冷卻水夾層通道，3-焊接板，4-槽型撐，5-集流環(huán)，6-進(jìn)水管，7-出水管，8-冷卻通道。
具體實(shí)施方式
一種夾層強(qiáng)迫冷卻裝置，包括擴(kuò)壓器筒體、設(shè)置在筒體上的冷卻水夾層通道、設(shè)置在擴(kuò)壓器筒體兩側(cè)并與冷卻水夾層通道相通的集流環(huán)、設(shè)置在一側(cè)集流環(huán)上的多根進(jìn)水管、設(shè)置在另一側(cè)集流環(huán)上的多根出水管，冷卻水夾層通道包括軸向焊接在擴(kuò)壓器筒體外側(cè)的多個(gè)圓周等距分布的槽型撐、 焊接在相鄰兩個(gè)槽型撐上底面的相應(yīng)數(shù)量的焊接板，槽型撐的上底面、兩個(gè)側(cè)面以及擴(kuò)壓器筒體構(gòu)成冷卻通道，焊接板、分別與焊接板焊接的兩個(gè)槽型撐的側(cè)面以及擴(kuò)壓器筒體構(gòu)成冷卻通道。冷卻水夾層通道包括收縮段冷卻水夾層通道、直筒段冷卻水夾層通道和擴(kuò)張段冷卻水夾層通道；收縮段冷卻水夾層通道和擴(kuò)張段冷卻水夾層通道的焊接板為梯形；直筒段冷卻水夾層通道的焊接板為矩形。多根進(jìn)水管沿切向與集流環(huán)焊接，多根出水管與與集流環(huán)垂直焊接；所述進(jìn)水管與出水管按角度交錯(cuò)排列。擴(kuò)壓器的冷卻方式選用內(nèi)冷式結(jié)構(gòu)方案。即在擴(kuò)壓器筒體的內(nèi)外夾層之間形成冷卻水通道，采用強(qiáng)迫冷卻的方式。夾層中水流速度高，對(duì)內(nèi)壁冷卻比較均勻，換熱效果好，冷卻水耗量小，結(jié)構(gòu)緊湊可靠，是一種較好的冷卻方式。冷卻通道結(jié)構(gòu)形式截面圖如下圖所示。它是用不銹鋼板條滾壓成槽型，分別點(diǎn)焊在筒體的外表面上，再在每?jī)蓚€(gè)槽型撐之間用板條焊接起來(lái)，形成完整的縱向冷卻通道。圓錐段冷卻通道結(jié)構(gòu)由于氣動(dòng)設(shè)計(jì)需要，擴(kuò)壓器由收縮段、直筒段和擴(kuò)張段三部分組成。其中，直筒段為圓柱段，冷卻通道的槽型撐和焊接板各截面尺寸相同。收縮段和擴(kuò)張段為圓錐段，冷卻通道的槽型撐各截面尺寸相同，焊接板設(shè)計(jì)為梯形。該方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 對(duì)零件加工及焊接工藝要求不高，易于實(shí)現(xiàn)。冷卻水供應(yīng)方式由于燃?xì)獬隹诙溯^進(jìn)口端溫度要高，擴(kuò)壓器采用與發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)饬飨蛳喾吹睦鋮s水供應(yīng)方式。
權(quán)利要求1.一種夾層強(qiáng)迫冷卻裝置，包括擴(kuò)壓器筒體、設(shè)置在筒體上的冷卻水夾層通道、設(shè)置在擴(kuò)壓器筒體兩側(cè)并與冷卻水夾層通道相通的集流環(huán)、設(shè)置在一側(cè)集流環(huán)上的多根進(jìn)水管、 設(shè)置在另一側(cè)集流環(huán)上的多根出水管，其特征在于所述冷卻水夾層通道包括軸向焊接在擴(kuò)壓器筒體外側(cè)的多個(gè)圓周等距分布的槽型撐、焊接在相鄰兩個(gè)槽型撐上底面的相應(yīng)數(shù)量的焊接板，所述槽型撐的上底面、兩個(gè)側(cè)面以及擴(kuò)壓器筒體構(gòu)成冷卻通道，所述焊接板、分別與焊接板焊接的兩個(gè)槽型撐的側(cè)面以及擴(kuò)壓器筒體構(gòu)成冷卻通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾層強(qiáng)迫冷卻裝置，其特征在于所述冷卻水夾層通道包括收縮段冷卻水夾層通道、直筒段冷卻水夾層通道和擴(kuò)張段冷卻水夾層通道；所述收縮段冷卻水夾層通道和擴(kuò)張段冷卻水夾層通道的焊接板為梯形；所述直筒段冷卻水夾層通道的焊接板為矩形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的夾層強(qiáng)迫冷卻裝置，其特征在于所述多根進(jìn)水管沿切向與集流環(huán)焊接，所述多根出水管與與集流環(huán)垂直焊接；所述進(jìn)水管與出水管按角度交錯(cuò)排列。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種夾層強(qiáng)迫冷卻裝置。包括擴(kuò)壓器筒體、設(shè)置在筒體上的冷卻水夾層通道、設(shè)置在擴(kuò)壓器筒體兩側(cè)并與冷卻水夾層通道相通的集流環(huán)、設(shè)置在一側(cè)集流環(huán)上的多根進(jìn)水管、設(shè)置在另一側(cè)集流環(huán)上的多根出水管，冷卻水夾層通道包括軸向焊接在擴(kuò)壓器筒體外側(cè)的多個(gè)圓周等距分布的槽型撐、焊接在相鄰兩個(gè)槽型撐上底面的相應(yīng)數(shù)量的焊接板，槽型撐的上底面、兩側(cè)面及擴(kuò)壓器筒體構(gòu)成冷卻通道，焊接板、分別與焊接板焊接的兩個(gè)槽型撐的側(cè)面及擴(kuò)壓器筒體構(gòu)成冷卻通道。本實(shí)用新型解決現(xiàn)有的卻冷裝置對(duì)加工、焊接工藝要求高，造價(jià)昂貴的技術(shù)問(wèn)題。
文檔編號(hào)F02K9/60GK201982202SQ201020696459
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者余愛(ài)英, 李雙軍, 王志武, 閆峰 申請(qǐng)人:西安航天動(dòng)力試驗(yàn)技術(shù)研究所