CN102980775B - 一种用于高空模拟试车台的喷水冷却装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于高空模拟试车台的喷水冷却装置，包括中心体和多个喷水管；所述的中心体位于高空模拟试车台壳体的中心轴线上，该中心体中间为圆柱形，两端为圆锥形，圆锥顶部加工为圆弧状；所述的喷水管一端与中心体通过螺栓连接，另一端通过法兰与高空模拟试车台壳体连接，喷水管的进水口位于喷水管与壳体连接的一端，喷水管上设置有多个喷水孔。该装置能使高温燃气在同一截面与水滴均匀混合，起到快速降温的作用，且该装置结构简单可靠，易于拆装，可根据实际情况设置喷水管及喷水孔的数量，有效提高了冷却水的利用效率。

Description

一种用于高空模拟试车台的喷水冷却装置
技术领域
本发明涉及一种冷却装置，特别涉及一种用于高空模拟试车台的喷水冷却装置。
背景技术
为了确定固体火箭发动机的高空特性，需要在高空模拟试车台上进行试验验证。试验过程中发动机排出的燃气温度可达2000K以上，因此需要在试车台上安装冷却装置对燃气进行冷却，否则将会对后端设备造成破坏。目前采用的冷却装置大多为喷水冷却形式，如图1所示，1为试车台壳体，2为喷水管，3为喷出的水滴，喷水管紧贴壳体内壁，其轴线方向与壳体轴线方向相同，喷水管上设有若干喷水孔。采用该种结构的喷水冷却装置，由于水滴从周边向中央喷射，使得燃气流与水滴在同一截面混合不均匀，燃气流中心处的冷却效果不佳，且当燃气流速度较高时，需要流经很长的距离才能降低燃气温度，会对后端设备造成不良影响。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提出一种用于高空模拟试车台的喷水冷却装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的一种用于高空模拟试车台的喷水冷却装置，包括中心体和多个喷水管；
所述的中心体位于高空模拟试车台壳体的中心轴线上，该中心体中间为圆柱，两端为圆锥，圆锥顶部加工成圆弧状；
所述的喷水管一端与中心体通过螺栓固定连接，喷水管的另一端通过法兰与高空模拟试车台壳体固定连接，喷水管的进水口位于喷水管与高空模拟试车台壳体连接的一端，喷水管上设置有多个喷水孔。
所述喷水管的截面中间粗，两端细；两端中迎向气流的一端为圆弧状，另一端为等腰梯形，喷水孔设置在等腰梯形的一端，使得冷却水沿燃气流方向喷出；
采用上述进一步方案的有益效果是：迎向气流的一端设为圆弧状能够减少喷水管对燃气流的阻塞，避免燃气流与喷水管接触面处的温度集中，喷水孔设置在等腰梯形的一端使得冷却水沿燃气流方向喷出，能够更加有效的对燃气流进行冷却，提高了冷却效率。
所述中心体的圆柱形部分上焊接有连接块，该连接块上设置有螺栓孔，喷水管与中心体相连的一端上也设置有螺栓孔，通过螺栓将喷水管与中心体连接；
所述的中心体为中空结构，在该中心体的圆柱形部分上设置有进水口和出水口，该出水口的口径小于进水口的口径；在所述的一个喷水管上设置有出水口，通过水管将喷水管的出水口与中心体的进水口相连。
采用上述进一步方案的有益效果是：在使用时，为了避免高温燃气流对中心体的损坏，将喷水管中的冷却水引入该中心体中，并在中心体上设置有小口径的出水口，保证了中心体中充有冷却水，并保持其中冷却水的流通，及时将升温的水排出。
所述喷水管的个数为4个、6个或8个。
采用上述进一步方案的有益效果是：根据实际情况设置喷水管及喷水孔的数量，有效提高了冷却水的利用效率。
有益效果
本发明的装置能使高温燃气在同一截面与水滴均匀混合，起到快速降温的作用，且该装置结构简单可靠，易于拆装。将中心体两端设置为圆锥形，并将圆锥顶部加工为圆弧状，能够减少中心体对燃气流的阻塞，避免燃气流与中心体接触面处的温度集中；该装置能够实现对发动机高温燃气的快速冷却。
附图说明
图1为现有技术使用的冷却装置结构示意图；
图2为本发明冷却装置结构立体图；
图3为图2局部放大图；
图4为本发明喷水管截面示意图；
图5为本发明冷却装置与壳体安装后示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明。
如图2-3所示，该冷却装置包括中心体4、4个喷水管5。中心体4位于试车台壳体的中心轴线上，中心体4中间为圆柱形，两端为圆锥形，圆锥顶部加工为圆弧状，以减少中心体对燃气流的阻塞，避免燃气流与中心体接触面处的温度集中；喷水管5的一端与中心体4连接，另一端上焊接有一法兰6，喷水管通过法兰6与试车台壳体1连接，如图5所示，喷水管5的进水口7设置在与试车台壳体连接的一端，喷水管上设置有多个喷水孔8。中心体4的圆柱形部分上焊接有连接块9，该连接块9上设置有螺栓孔，喷水管5与中心体4相连的一端上也设置有螺栓孔，通过螺栓将喷水管5与中心体4连接。
如图3所示，在其中的一个喷水管上设置有一个出水口10，中心体4为中空结构，在中心体4的圆柱形部分上设置有一个进水口11和一出水口12，该出水口12的口径小于进水口11的口径，通过水管13将喷水管的出水口与中心体的进水口相连。在使用时，为了避免高温燃气流对中心体的损坏，将喷水管中的冷却水引入该中心体中，并在中心体上设置有小口径的出水口，保证了中心体中充满冷却水，并保持其中冷却水的流通，及时将升温的水排出。
如图4所示，喷水管5截面中间粗，两边细，迎向气流的一端为圆弧状，以减少喷水管对燃气流的阻塞，避免燃气流与喷水管接触面处的温度集中，另一端为等腰梯形，喷水孔8设置在梯形的短边和腰线上，使得冷却水沿燃气流方向喷出，如图2所示，燃气流方向垂直纸面向外，喷水孔的设置使得冷却水沿燃气流方向喷出。
本实施例中喷水管个数为4个，仅在试车台壳体的一个截面位置设有该冷却装置，也可在间隔一定距离的多个截面处设置该冷却装置，每个截面位置上的喷水管的个数也可根据冷却需要进行增加或减少，以达到更好的冷却效果。

Claims (5)

1.一种用于高空模拟试车台的喷水冷却装置，其特征在于，包括中心体和多个喷水管；所述的中心体位于高空模拟试车台壳体的中心轴线上，该中心体中间为圆柱形，两端为圆锥形，圆锥顶部加工为圆弧状；所述的喷水管一端与中心体中间的圆柱形部分连接，另一端通过法兰与高空模拟试车台壳体连接，喷水管的进水口位于喷水管与壳体连接的一端，喷水管上设置有多个喷水孔。
2.根据权利要求1所述的喷水冷却装置，其特征在于：所述喷水管的截面中间粗，两端细，两端中迎向气流的一端为圆弧状，另一端为等腰梯形，喷水孔设置在等腰梯形的一端，使得冷却水沿燃气流方向喷出。
3.根据权利要求1所述的喷水冷却装置，其特征在于：所述中心体的圆柱形部分上焊接有连接块，该连接块上设置有螺栓孔，喷水管与中心体相连的一端上也设置有螺栓孔，通过螺栓将喷水管与中心体连接。
4.根据权利要求1所述的喷水冷却装置，其特征在于：所述的中心体为中空结构，在该中心体的圆柱形部分上设置有进水口和出水口，该出水口的口径小于进水口的口径；在一个所述的喷水管上设置有出水口，通过水管将喷水管的出水口与中心体的进水口相连。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的喷水冷却装置，其特征在于：所述喷水管的个数为4个、6个或8个。
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