液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)入口過(guò)濾器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)入口過(guò)濾器，包括依次連接入口管、入口錐管、過(guò)濾組件、出口錐管以及出口管，過(guò)濾組件包括第一連接頭、第二連接頭、過(guò)濾網(wǎng)以及過(guò)濾網(wǎng)骨架，第一連接頭固定在入口錐管上，第二連接頭固定在過(guò)濾管上，過(guò)濾網(wǎng)包括過(guò)濾網(wǎng)本體和設(shè)置在過(guò)濾網(wǎng)本體外緣處的過(guò)濾網(wǎng)固定盤(pán)，過(guò)濾網(wǎng)固定盤(pán)固定在第一連接頭和第二連接頭之間，第一連接頭和第二連接頭固定連接。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有的過(guò)濾器殘留少量水、殘留不密封的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型不存在夾氣與積液?jiǎn)栴}的死腔，過(guò)濾器結(jié)構(gòu)可靠，確保能夠承受熱試車(chē)復(fù)雜環(huán)境下流體流動(dòng)水擊壓力、脈沖壓力對(duì)過(guò)濾器產(chǎn)生破壞影響。
【專(zhuān)利說(shuō)明】液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)入口過(guò)濾器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)入口過(guò)濾器。
【背景技術(shù)】
[0002]在常規(guī)大型液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)入口過(guò)濾器是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，確保在熱試車(chē)過(guò)程中提供符合技術(shù)要求推進(jìn)劑。但是現(xiàn)有的過(guò)濾器在承擔(dān)了常規(guī)一級(jí)、二級(jí)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)熱試車(chē)任務(wù)，熱試車(chē)后清洗、吹除后發(fā)現(xiàn)泵前過(guò)濾器殘留少量水、關(guān)機(jī)過(guò)程中氧化劑泵前過(guò)濾器發(fā)生短時(shí)不密封現(xiàn)象等問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，進(jìn)一步提高試車(chē)臺(tái)工藝系統(tǒng)可靠性，需要對(duì)泵前過(guò)濾器進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，以滿(mǎn)足其在熱試車(chē)復(fù)雜條件下可靠工作，完成熱試車(chē)任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有的過(guò)濾器殘留少量水、殘留不密封的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)入口過(guò)濾器。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案:
[0005]液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)入口過(guò)濾器，其特殊之處在于:包括依次連接入口管、入口錐管、過(guò)濾組件、出口錐管以及出口管，
[0006]所述過(guò)濾組件包括第一連接頭、第二連接頭、過(guò)濾網(wǎng)以及過(guò)濾網(wǎng)骨架，所述第一連接頭固定在入口錐管上，所述第二連接頭固定在過(guò)濾管上，所述過(guò)濾網(wǎng)包括過(guò)濾網(wǎng)本體和設(shè)置在過(guò)濾網(wǎng)本體外緣處的過(guò)濾網(wǎng)固定盤(pán)，所述過(guò)濾網(wǎng)固定盤(pán)固定在第一連接頭和第二連接頭之間，所述第一連接頭和第二連接頭固定連接。
[0007]上述過(guò)濾網(wǎng)本體包括錐網(wǎng)和圓弧段，所述錐網(wǎng)的一端與過(guò)濾網(wǎng)固定盤(pán)連接，所述錐網(wǎng)的另一端與圓弧段連接，所述錐網(wǎng)從過(guò)濾網(wǎng)固定盤(pán)到圓弧段直徑逐漸變小，所述過(guò)濾網(wǎng)本體位于過(guò)濾網(wǎng)骨架內(nèi)。
[0008]上述過(guò)濾網(wǎng)本體的有效流通面積為入口管截面積的5-7倍。
[0009]上述入口管和出口管的管徑相等，所述過(guò)濾網(wǎng)骨架的管徑大于出口管的管徑。
[0010]上述圓弧段的半徑為55.4mm，所述錐網(wǎng)與水平面的夾角為72°。
[0011]上述入口管和出口管上均設(shè)置有活套鋼法蘭。
[0012]本實(shí)用新型所具有的優(yōu)點(diǎn):
[0013]1、本實(shí)用新型過(guò)濾器不存在夾氣與積液?jiǎn)栴}的死腔，確保液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑供給無(wú)多余物；過(guò)濾器結(jié)構(gòu)可靠，確保能夠承受熱試車(chē)復(fù)雜環(huán)境下流體流動(dòng)水擊壓力、脈沖壓力對(duì)過(guò)濾器產(chǎn)生破壞影響。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的入口過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型過(guò)濾器組件的結(jié)構(gòu)示意圖；[0016]其中附圖標(biāo)記:1-入口管，2-入口錐管，3-第一連接頭，4-第二連接頭，5-過(guò)濾網(wǎng)骨架，6-出口錐管，7-出口管，8-過(guò)濾網(wǎng)本體，81-過(guò)濾網(wǎng)固定盤(pán)，82-錐網(wǎng)，83-圓弧段。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1所示，液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)入口過(guò)濾器，包括依次連接入口管1、入口錐管2、過(guò)濾組件、出口錐管6以及出口管7，過(guò)濾組件包括第一連接頭4、第二連接頭5、過(guò)濾網(wǎng)以及過(guò)濾網(wǎng)骨架5，第一連接頭固定在入口錐管上，第二連接頭固定在過(guò)濾管上，過(guò)濾網(wǎng)包括過(guò)濾網(wǎng)本體8和設(shè)置在過(guò)濾網(wǎng)本體外緣處的過(guò)濾網(wǎng)固定盤(pán)81，過(guò)濾網(wǎng)固定盤(pán)81固定在第一連接頭和第二連接頭之間，第一連接頭和第二連接頭固定連接。
[0018]如圖2所示，過(guò)濾網(wǎng)本體包括錐網(wǎng)82和圓弧段83，錐網(wǎng)的一端與過(guò)濾網(wǎng)固定盤(pán)連接，錐網(wǎng)的另一端與圓弧段連接，錐網(wǎng)從過(guò)濾網(wǎng)固定盤(pán)到圓弧段直徑逐漸變小，過(guò)濾網(wǎng)本體位于過(guò)濾網(wǎng)骨架內(nèi)。
[0019]實(shí)施例:
[0020]結(jié)合常規(guī)大型液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試車(chē)臺(tái)推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)特性，設(shè)計(jì)了入口直徑與出口直徑均為DN200，設(shè)計(jì)壓力1.6MPa的過(guò)濾器。結(jié)構(gòu)型式設(shè)計(jì)如下圖1所示。
[0021]確保推進(jìn)劑流動(dòng)通過(guò)過(guò)濾器阻力小于0.0015MPa，減少對(duì)試驗(yàn)系統(tǒng)產(chǎn)生影響；過(guò)濾器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不得存在夾氣與積液?jiǎn)栴}的死腔，確保液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑供給無(wú)多余物；過(guò)濾器結(jié)構(gòu)的可靠性，確保能夠承受熱試車(chē)復(fù)雜環(huán)境下流體流動(dòng)水擊壓力、脈沖壓力對(duì)過(guò)濾器產(chǎn)生破壞影響。
[0022]過(guò)濾器兩端均采用活套鋼法蘭連接，方便過(guò)濾器的安裝；過(guò)濾器入口管、出口管為DN200規(guī)格，與試驗(yàn)臺(tái)推進(jìn)劑供應(yīng)管路技術(shù)狀態(tài)等同，過(guò)濾器中部濾網(wǎng)骨架部分變徑為DN300規(guī)格，主要目的:確保過(guò)濾網(wǎng)本體的有效流通面積為入口管截面積的5-7倍根據(jù)反復(fù)演算和歷史數(shù)據(jù)積累分析該有效比率可以有效降低流體運(yùn)動(dòng)的阻力值，確保過(guò)濾器阻力小于 0.0015MPa)。
[0023]過(guò)濾器設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中考慮夾氣與積液?jiǎn)栴}，防止推進(jìn)劑系統(tǒng)內(nèi)存在多余物。根據(jù)任務(wù)要求采用垂直安裝結(jié)構(gòu)，并采用DN200-300異徑管變徑保證濾網(wǎng)骨架的有效容積，有效解決過(guò)濾器夾氣和濾網(wǎng)流通面積問(wèn)題的同時(shí)。確保濾網(wǎng)骨架與過(guò)濾器結(jié)構(gòu)之間連接部位無(wú)死腔，保證過(guò)濾器內(nèi)部不夾氣、不有存水(或者液體推進(jìn)劑)的可能。濾網(wǎng)骨架結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖2。
[0024]根據(jù)反復(fù)計(jì)算認(rèn)為濾網(wǎng)骨架采用圓錐結(jié)構(gòu)，有效增加流體運(yùn)動(dòng)的流通面積，較少因流通面積過(guò)小帶來(lái)過(guò)濾器流阻的增加。為提高過(guò)濾網(wǎng)骨架的有效流通面積，反復(fù)計(jì)算得到:在濾網(wǎng)骨架側(cè)邊界與濾網(wǎng)骨架水平方向夾角72°，且濾網(wǎng)骨架底部球形半徑為55.4mm條件下，此時(shí)在該過(guò)濾器總長(zhǎng)度條件下，過(guò)濾網(wǎng)有效面積最大。
[0025]為確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性，以及確保液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)熱試車(chē)開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)時(shí)產(chǎn)生水擊對(duì)過(guò)濾器的影響。過(guò)濾器DN300法蘭連接頭采用設(shè)計(jì)壓力4.0MPa結(jié)構(gòu)。對(duì)應(yīng)力分析最薄弱的DN300法蘭連接處，利用ANSYS仿真軟件進(jìn)行可靠性仿真分析，確定法蘭端面的變形量在水擊峰值壓力下，法蘭盤(pán)的最大形變量為0.000782mm，不足以引起推進(jìn)劑短時(shí)間泄漏，確保試車(chē)過(guò)程中過(guò)濾器的密封性能和可靠性。
[0026]該過(guò)濾器安裝在常規(guī)大型液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)后，成功進(jìn)行了某次常規(guī)大型液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)熱試車(chē)，以及后續(xù)熱試車(chē)任務(wù)。[0027] 熱試車(chē)過(guò)程中，過(guò)濾器未發(fā)生短時(shí)不密封現(xiàn)象；熱試車(chē)后對(duì)過(guò)濾器分解檢查--濾網(wǎng)骨架結(jié)構(gòu)完好，濾網(wǎng)無(wú)破損，過(guò)濾器未出現(xiàn)存水現(xiàn)象。確保了常規(guī)大型液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)熱試車(chē)的可靠性， 確保常規(guī)大型液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)熱試車(chē)成功。
【權(quán)利要求】
1.液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)入口過(guò)濾器，其特征在于:包括依次連接入口管、入口錐管、過(guò)濾組件、出口錐管以及出口管， 所述過(guò)濾組件包括第一連接頭、第二連接頭、過(guò)濾網(wǎng)以及過(guò)濾網(wǎng)骨架，所述第一連接頭固定在入口錐管上，所述第二連接頭固定在過(guò)濾管上，所述過(guò)濾網(wǎng)包括過(guò)濾網(wǎng)本體和設(shè)置在過(guò)濾網(wǎng)本體外緣處的過(guò)濾網(wǎng)固定盤(pán)，所述過(guò)濾網(wǎng)固定盤(pán)固定在第一連接頭和第二連接頭之間，所述第一連接頭和第二連接頭固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)入口過(guò)濾器，其特征在于:所述過(guò)濾網(wǎng)本體包括錐網(wǎng)和圓弧段，所述錐網(wǎng)的一端與過(guò)濾網(wǎng)固定盤(pán)連接，所述錐網(wǎng)的另一端與圓弧段連接，所述錐網(wǎng)從過(guò)濾網(wǎng)固定盤(pán)到圓弧段直徑逐漸變小，所述過(guò)濾網(wǎng)本體位于過(guò)濾網(wǎng)骨架內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)入口過(guò)濾器，其特征在于:所述過(guò)濾網(wǎng)本體的有效流通面積為入口管截面積的5-7倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)入口過(guò)濾器，其特征在于:所述入口管和出口管的管徑相等，所述過(guò)濾網(wǎng)骨架的管徑大于出口管的管徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)入口過(guò)濾器，其特征在于:所述圓弧段的半徑為55.4mm，所述錐網(wǎng)與水平面的夾角為72°。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)入口過(guò)濾器，其特征在于:所述入口管和出口管上均設(shè)置有活套鋼法蘭。
【文檔編號(hào)】F02K9/54GK203822488SQ201420070291
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月18日
【發(fā)明者】李陸昊, 陳聰, 杜彬, 程磊, 王廣飚, 趙政社, 趙建軍, 寇興華 申請(qǐng)人:西安航天動(dòng)力試驗(yàn)技術(shù)研究所