本發(fā)明屬于機(jī)械領(lǐng)域，涉及一種噴注器的邊區(qū)推進(jìn)劑冷卻流量調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

邊區(qū)液膜冷卻是一種有效的主動(dòng)式熱防護(hù)方法，廣泛用于液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室的冷卻。由于液膜冷卻是以降低推進(jìn)劑部分比沖為代價(jià)，所以液膜冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求是用盡可能少的冷卻劑實(shí)現(xiàn)最佳的冷卻效果。在推力室研制中有必要通過(guò)地面點(diǎn)火試驗(yàn)來(lái)考察液膜冷卻液量變化對(duì)比沖性能和冷卻效果的影響。傳統(tǒng)方法是設(shè)計(jì)多個(gè)不同邊區(qū)分流孔大小的噴注器進(jìn)行地面試驗(yàn)，該方法成本過(guò)高，不符合當(dāng)前液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研制趨勢(shì)。

邊區(qū)冷卻劑流量調(diào)節(jié)是通過(guò)改變進(jìn)入邊區(qū)集液腔的流通面積來(lái)實(shí)現(xiàn)的。以往多設(shè)計(jì)不同孔徑大小的孔板及其固定裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)流入邊區(qū)分配孔的冷卻劑流量調(diào)節(jié)，該方法雖然能夠滿足試驗(yàn)流量調(diào)節(jié)要求，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要加工的零件數(shù)量較多，且對(duì)噴注器內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸限制過(guò)多，另外試驗(yàn)需要反復(fù)拆裝、更換孔板，操作繁雜，試驗(yàn)時(shí)間成本較高，且安全性較差。

因此，需要開發(fā)一種新型的噴注器邊區(qū)冷卻劑流量調(diào)節(jié)裝置，要求其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，安全可靠，成本低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種噴注器邊區(qū)冷卻劑流量調(diào)節(jié)裝置，設(shè)計(jì)中心筒和活動(dòng)調(diào)節(jié)桿，能簡(jiǎn)單有效調(diào)節(jié)邊區(qū)冷卻劑流量，本發(fā)明裝置解決了液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室地面試驗(yàn)噴注器邊區(qū)冷卻劑流量調(diào)節(jié)問(wèn)題，并能有效降低噴注器研制成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種噴注器邊區(qū)冷卻劑流量調(diào)節(jié)裝置，其包括中心筒、噴注器殼體、活動(dòng)調(diào)節(jié)桿、防松墊片、防松螺母、第一密封墊片、第二密封墊片、堵冒，其中，

所述中心筒呈類管狀，其一段的外壁設(shè)置有螺紋和法蘭面，其另一段的外壁上開設(shè)有通孔，

所述噴注器殼體設(shè)置在中心筒外壁上，且噴注器殼體端部抵接中心筒外壁的法蘭面一側(cè)，所述第一密封墊片安裝在噴注器殼體端部與中心筒外壁的法蘭面一側(cè)間，開設(shè)有通孔的一段中心筒外壁與噴注器殼體的內(nèi)壁間形成環(huán)縫狀的通道，

所述堵冒安裝在中心筒外壁上，且堵冒的端部抵接中心筒外壁的法蘭面的另一側(cè)，在中心筒外壁的法蘭面的另一側(cè)和堵冒端部間安裝有第二密封墊片，

所述活動(dòng)調(diào)節(jié)桿設(shè)設(shè)置在中心筒的腔內(nèi)，活動(dòng)調(diào)節(jié)桿的一端部與中心筒開設(shè)有通孔的一段的內(nèi)壁形成流量調(diào)節(jié)區(qū)，活動(dòng)調(diào)節(jié)桿的另一端部伸出中心筒外，在該伸出中心筒外的活動(dòng)調(diào)節(jié)桿端部處安裝有防松墊片和防松螺母。

進(jìn)一步的，所述中心筒側(cè)壁的通孔為圓孔或者鍵孔，所述圓孔和所述鍵孔言圓周均勻排列。

進(jìn)一步的，所述鍵孔數(shù)量為3～8個(gè)，所有鍵孔面積之和為邊區(qū)分配孔面積的60％～100％。

進(jìn)一步的，所述圓孔數(shù)量為12～36個(gè)，所述圓孔呈多個(gè)環(huán)列分布，每個(gè)環(huán)列中的圓孔沿圓周均勻排列，所有圓孔面積之和取邊區(qū)分配孔面積的60％～100％。

總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

本發(fā)明的一種噴注器邊區(qū)冷卻劑流量調(diào)節(jié)裝置主要包括中心筒、設(shè)置于中心筒外部的噴注器殼體、安裝于中心筒內(nèi)部的活動(dòng)調(diào)節(jié)桿和安裝在中心筒一個(gè)端部的堵冒，調(diào)節(jié)桿上設(shè)置有防松墊和防松螺母，中心筒分別與殼體端部、堵冒端部之間分別設(shè)置有密封墊片。中心筒與殼體之間形成環(huán)縫狀的外圈冷卻劑通道，中心筒與活動(dòng)調(diào)節(jié)桿端部之間形成冷卻劑流量調(diào)節(jié)區(qū)，中心筒側(cè)壁上開有數(shù)個(gè)通入冷卻劑的通孔。根據(jù)試驗(yàn)要求，通過(guò)調(diào)節(jié)活動(dòng)調(diào)節(jié)桿行程的變化可調(diào)節(jié)邊區(qū)冷卻劑的流量。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，制作簡(jiǎn)單，操作方便，成本較低，能夠滿足噴注器邊區(qū)流量調(diào)節(jié)的試驗(yàn)要求。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種噴注器邊區(qū)冷卻劑流量調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2(a)為本發(fā)明實(shí)施例中活動(dòng)調(diào)節(jié)筒(側(cè)壁開鍵孔)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2(b)為圖2(a)中A-A面的剖視圖；

圖2(c)為圖2(a)中活動(dòng)調(diào)節(jié)筒的俯視圖；

圖3(a)為本發(fā)明實(shí)施例中活動(dòng)調(diào)節(jié)筒(側(cè)壁開圓孔)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3(b)為圖3(a)活動(dòng)調(diào)節(jié)筒的俯視圖；

圖3(c)圖3(a)中A-A面的剖視圖；

圖3(d)圖3(a)中B-B面的剖視圖；

在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來(lái)表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中：

1-中心筒、2-噴注器殼體、3-活動(dòng)調(diào)節(jié)桿、4-防松墊片、5-防松螺母、6-第一-密封墊片、7-第二密封墊片、8-堵冒。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

本發(fā)明是一種噴注器邊區(qū)冷卻劑流量調(diào)節(jié)裝置，本發(fā)明通過(guò)改變進(jìn)入邊區(qū)集液腔的流通面積來(lái)實(shí)現(xiàn)邊區(qū)冷卻劑流量調(diào)節(jié)。其包括中心筒1、噴注器殼體2、活動(dòng)調(diào)節(jié)桿3、防松墊片4、防松螺母5、第一密封墊片6、第二密封墊片7、堵冒8。噴注器殼體2采用增材制造技術(shù)(3D打印)生產(chǎn)，其他零部件采用傳統(tǒng)機(jī)械加工方法生產(chǎn)。中心筒1與噴注器殼體2的內(nèi)腔通過(guò)螺紋連接固定并設(shè)置有密封墊片Ⅰ6；噴注器殼體內(nèi)開有環(huán)形槽與邊區(qū)噴注流道相通；中心筒1內(nèi)部設(shè)置有通過(guò)螺紋連接可實(shí)現(xiàn)行程調(diào)節(jié)的活動(dòng)調(diào)節(jié)桿3，活動(dòng)調(diào)節(jié)桿上設(shè)置有防松墊4和防松螺母5；堵冒8通過(guò)螺紋連接安裝于中心筒上，并將防松墊4和防松螺母5套在內(nèi)部，所述堵冒內(nèi)直徑大于防松墊和防松螺母的最大外直徑。

圖1為本發(fā)明一種噴注器邊區(qū)冷卻劑流量調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)示意圖，由圖可知，中心筒1通過(guò)螺紋連接固定至噴注器殼體2內(nèi)并安裝第一密封墊片6，中心筒1與噴注器殼體2形成了環(huán)縫狀的冷卻劑通道(環(huán)縫長(zhǎng)度L0)；中心筒1內(nèi)部安裝有通過(guò)螺紋連接可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)行程調(diào)節(jié)的活動(dòng)調(diào)節(jié)桿3，活動(dòng)調(diào)節(jié)桿3端面與中心筒1內(nèi)腔形成冷卻劑流量調(diào)節(jié)區(qū)，中心筒1前端(位于流量調(diào)節(jié)區(qū))側(cè)壁開有通孔，該通孔可以為圓孔、鍵孔或其他形式通孔，該通孔即為分配孔。

圖2是活動(dòng)調(diào)節(jié)筒(側(cè)壁開鍵孔)結(jié)構(gòu)示意圖，鍵孔數(shù)量為3～8個(gè)，所有鍵孔沿周向均勻排列，鍵孔長(zhǎng)度L1≤L0，所有鍵孔面積之和取邊區(qū)分配孔面積的60％～100％。這樣的設(shè)計(jì)，可以保證邊區(qū)冷卻劑流量符合預(yù)期設(shè)計(jì)。

圖3是活動(dòng)調(diào)節(jié)筒(側(cè)壁開圓孔)結(jié)構(gòu)示意圖，圓孔數(shù)量為12～36個(gè)，均勻排列在側(cè)壁上，小孔軸向包絡(luò)長(zhǎng)度尺寸L2≤L0，所有圓孔面積之和取邊區(qū)分配孔面積的60％～100％。

所述邊區(qū)分配孔設(shè)置在噴注器殼體上，并與中心筒上的通孔相對(duì)設(shè)置。

本發(fā)明中，活動(dòng)調(diào)節(jié)筒即為中心筒。

本發(fā)明的工作過(guò)程為：

調(diào)整活動(dòng)調(diào)節(jié)桿3的行程可改變中心筒1側(cè)壁通孔的流通面積，活動(dòng)調(diào)節(jié)桿3調(diào)節(jié)好后，調(diào)節(jié)桿上設(shè)置有防松墊和防松螺母，用于防止活動(dòng)調(diào)節(jié)桿松動(dòng)或者滑動(dòng)，避免影響流量調(diào)節(jié)的精確性。從分配孔流入的冷卻劑通過(guò)中心筒側(cè)壁通孔進(jìn)入邊區(qū)集液腔，最后流向外圈流道從噴注小孔噴射到推力室壁面形成薄膜，薄膜將中心高溫燃?xì)馀c壁面隔開。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。