CN103032613B - 大范围变流阻的大小流量分级节流机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大范围变流阻的大小流量分级节流机构，包括壳体、固定在壳体上的电机组件、设置在壳体入口处的入口导流套、小流量调节组件、电动调节组件以及套装在入口导流套上的齿条套，入口导流套的内腔为流体入口流道。本发明通过小流量孔和大流量通道分别设计，可实现大小流量分级、快速切换。发动机起动时为防止推力室点火冲击需要较小流量，且需要快速切换到大流量状态。本发明设置弹簧和气体控制腔，在控制腔放气后大小流量快速转换，提高了产品的设计可靠性。

Description

大范围变流阻的大小流量分级节流机构

技术领域

本发明涉及一种大范围变流阻的大小流量分级节流机构，是在发动机上应用的推进剂管理系统的执行机构，特别是一种发动机上的混合比调节机构。

背景技术

现有的发动机的推进剂在供应过程中始终以一种流量供应，无法保证各种推进剂的同时耗尽，无法根据推进剂剂量的要求进行调节，能耗比较高。随着发展，需要在发动机上采取一套保证推进剂同时耗尽的管理系统，实现大范围的混合比调节以及最大限度地提高发动机的有效载荷。

发明的内容

为了解决现有的发动机供应流量无法根据需求调节，能耗高的技术问题，本发明提供一种大范围变流阻的大小流量分级节流机构，既能实现大小流量快速切换，又能实现大范围流阻变化的节流机构。

本发明的技术解决方案：

大范围变流阻的大小流量分级节流机构，其特殊之处在于：包括壳体1、固定在壳体1上的电机组件、设置在壳体入口处的入口导流套2、小流量调节组件、电动调节组件以及套装在入口导流套上的齿条套3，所述入口导流套的内腔为流体入口流道4，

所述小流量调节组件包括阀芯5、控制气体接头6、弹簧7以及出口导向套8，所述阀芯5包括依次固定连接的小流量导流座51和活塞杆52，所述小流量导流座51与入口导流套2端面接触，所述控制气体接头6固定在壳体1上，所述控制气体接头6的内部形成气体控制腔9，所述气体控制腔9与出口导向套8的内腔连通，所述出口导向套8的一端固定在控制气体接头6上，所述出口导向套8的另一端与小流量导流座51的外侧面配合，所述活塞杆52的自由端通过出口导向套8的内腔位于气体控制腔9内，所述小流量导流座、出口导流筒以及气体控制腔9围成弹簧腔，所述弹簧7设置在弹簧腔，所述弹簧7一端与小流量导流座连接，所述弹簧的另一端与出口导向套连接，所述出口导向套8与壳体1之间形成流体出口流道10，所述小流量导流座上设置有小流量孔53，流体入口流道通过小流量孔与流体出口流道连通，所述阀芯在经过流体入口流道的流体作用力和通过气体控制腔内的控制气体作用力下在出口导向套内运动，

所述电机组件包括电机以及电机输出轴连接的齿轮轴11，所述齿轮轴与齿条套啮合，所述电机转动通过齿轮轴带动齿条套沿入口导流套运动。

本发明的技术解决方案是：

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、本发明通过小流量孔和大流量通道分别设计，可实现大小流量分级、快速切换。

2、发动机起动时为防止推力室点火冲击需要较小流量，且需要快速切换到大流量状态。本发明设置弹簧和气体控制腔，在控制腔放气后大小流量快速转换，提高了产品的设计可靠性。

3、当收到控制系统发出指令，带动步进电机组件与齿轮轴的调节系统，实现大流量下，节流机构和混合比的调节要求，流阻变化范围大，结构简单，设计方案完善、可靠，满足发动机起动和大流量下的大范围混合比调节要求。

附图说明

图1为本发明在小流量状态下的结构示意图；

图2为本发明在大流量小流阻状态的结构示意图；

图3为本发明在大流量大流阻状态的结构示意图。

具体实施方式

大范围变流阻的大小流量分级节流机构，包括壳体1、固定在壳体1上的电机组件、设置在壳体入口处的入口导流套2、小流量调节组件、电动调节组件以及套装在入口导流套上的齿条套3，入口导流套的内腔为流体入口流道4，电机组件包括电机以及电机输出轴连接的齿轮轴11，齿轮轴与齿条套啮合，电机转动通过齿轮轴带动齿条套沿入口导流套运动。

小流量调节组件包括阀芯5、控制气体接头6、弹簧7以及出口导向套8，阀芯5包括依次固定连接的小流量导流座51和活塞杆52，小流量导流座51与入口导流套2端面接触，控制气体接头6固定在壳体1上，控制气体接头6的内部形成气体控制腔9，气体控制腔9与出口导向套8的内腔连通，出口导向套8的一端固定在控制气体接头6上，出口导向套8的另一端与小流量导流座51的外侧面配合，活塞杆52的自由端通过出口导向套8的内腔位于气体控制腔9内，小流量导流座、出口导流筒以及活塞杆围成弹簧腔，弹簧7设置在弹簧腔内，弹簧7一端与小流量导流座连接，另一端与出口导流筒连接，出口导向套8与壳体1之间形成流体出口流道10，小流量导流座上设置有小流量孔53，流体入口流道通过设置在小流量导流座51上的导流孔、小流量孔与流体出口流道连通。

如图1所示，发动机处于启动阶段，控制气体接头6内通有高压气体，高压气体通过气体控制腔内作用在活塞杆上，推动阀芯与入口导流套紧密配合，流体入口流道通过小流量孔与流体出口流道连通，发动机处于小流量状态。

如图2所示，发动后，控制气体接头6内高压气体撤掉，阀芯在通过入口流体流道4的流体作用下，在出口导向套内向出口方向运动，小流量孔被出口导向套关闭。入口导流套与阀芯之间形成大流量通道，流体入口流道通过大流量通道与流体出口流道连通，发动机转为大流量状态。

如图3所示，当收到控制系统发出指令，电机转动通过齿轮轴带动齿条套沿入口导流套运动，实现大范围开度和流阻的调节的要求，满足发动机混合比调节，以达到调节推力室混合比的目的。图3中处于大流阻状态。

发动机起动时节流机构处于小流量状态，以减小推力室燃烧冲击。发动机起动后，节流结构迅速转为大流量状态，满足额度工况的流量要求，并可通过电机带动节流机构实现大范围开度和流阻的变化要求，满足发动机混合比调节范围。

本发明采用气动活塞控制，实现流量快速切换；阀芯采用特殊型面设计，通过传动机构实现大范围流阻变化和特定的变化规律要求。

Claims (1)

1.大范围变流阻的大小流量分级节流机构，其特征在于：包括壳体(1)、固定在壳体(1)上的电机组件、设置在壳体入口处的入口导流套(2)、小流量调节组件、电动调节组件以及套装在入口导流套上的齿条套(3)，所述入口导流套的内腔为流体入口流道(4)，

所述小流量调节组件包括阀芯(5)、控制气体接头(6)、弹簧(7)以及出口导向套(8)，所述阀芯(5)包括依次固定连接的小流量导流座(51)和活塞杆(52)，所述小流量导流座(51)与入口导流套(2)端面接触，所述控制气体接头(6)固定在壳体(1)上，所述控制气体接头(6)的内部形成气体控制腔(9)，所述气体控制腔(9)与出口导向套(8)的内腔连通，所述出口导向套(8)的一端固定在控制气体接头(6)上，所述出口导向套(8)的另一端与小流量导流座(51)的外侧面配合，所述活塞杆(52)的自由端通过出口导向套(8)的内腔位于气体控制腔(9)内，所述小流量导流座、出口导向套以及气体控制腔(9)围成弹簧腔，所述弹簧(7)设置在弹簧腔，所述弹簧(7)一端与小流量导流座连接，所述弹簧的另一端与出口导向套连接，所述出口导向套(8)与壳体(1)之间形成流体出口流道(10)，所述小流量导流座上设置有小流量孔(53)，流体入口流道通过小流量孔与流体出口流道连通，所述阀芯在经过流体入口流道的流体作用力和通过气体控制腔内的控制气体作用力下在出口导向套内运动，

所述电机组件包括电机以及电机输出轴连接的齿轮轴(11)，所述齿轮轴与齿条套啮合，所述电机转动通过齿轮轴带动齿条套沿入口导流套运动。