CN105201687B - 电动滑盘阀式固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动滑盘阀式固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置，包括拥有圆柱形内腔的套筒，伸入套筒内腔并与套筒转动配合的阀芯，提供转动输出的驱动电机，与驱动电机输出端连接的传动丝杆，与传动丝杆组成丝杠结构的传动螺母，将传动螺母的直线运动转换为阀芯转动运动的传动杠杆；本发明在工作过程中受热均匀，不易出现喉道沉积堵塞，适合导弹的续航推进；且所需驱动功率较小，结构简单，装配容易，成本较低，调节精度高。

Description

电动滑盘阀式固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置

技术领域

本发明属于固体火箭冲压发动机燃气流量调节技术领域，特别是一种电动滑盘阀式固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置。

背景技术

固体火箭冲压发动机兼有冲压发动机和火箭发动机的优点，具有比冲高、体积小、重量轻、结构紧凑、工作可靠、成本较低等优点。为保证发动机具有最佳的工作性能和良好的推力调节能力，固体火箭冲压发动机应进行燃气流量调节。目前关于燃气流量调节的方案主要有固定流量式、壅塞式、非壅塞式和漩涡阀式四种。流量调节阀通常采用的构型有柱塞滑阀、旋转凸轮阀、旋转滑盘阀、锥阀等多种。传统控制系统采用的传动机构一般有液压传动、机电传动、气压传动。根据工作环境及工作特点，电机传动和气压传动优于液压传动。

目前壅塞式固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置普遍采用电动式柱塞滑阀或气动式针阀装置。鲍文、牛文玉等的一种用于固体火箭冲压发动机的燃气流量调节器(专利号200810075649.4)提出一种气动针阀型燃气流量调节阀的固体火箭冲压发动机的燃气流量调节系统，它主要是依靠阀头腔室压力，驱动阀头运动来调节燃气流量。虽然结构简单、响应速度快，但需要增加一个气源设备，占地空间较大，由于气体容易出现泄漏，在调节燃气流量的过程中，并不容易达到精确控制。西北工业大学王毅林提出了一种喷管与燃烧室成90度的非同轴针阀型燃气流量调节系统，虽然喉栓杆易密封和热防护容易实现，但实验系统体积大，不能达到精确控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、装配容易、成本较低、调节精确、工作可靠的电动滑盘阀式固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种电动滑盘阀式固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置，包括：

拥有圆柱形内腔的套筒，

伸入套筒内腔并与套筒转动配合的阀芯，

提供转动输出的驱动电机，

与驱动电机输出端连接的传动丝杆，

与传动丝杆组成丝杠结构的传动螺母，

将传动螺母的直线运动转换为阀芯转动运动的传动杠杆；

其中，传动杠杆的一端有阀芯固定孔，阀芯固定于阀芯固定孔内，传动杠杆的另一端与传动螺母在传动螺母的轴向上转动配合且传动螺母能沿传动杠杆的轴向运动；阀芯内设有两条对称且不连通的燃气通道，燃气通道从套筒外阀芯一端的端面延伸至套筒内阀芯一端的侧壁，且燃气通道在侧壁的开孔与套筒侧壁的开孔在水平位置上对应。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

(1)本发明中的调节阀阀体由于其整体圆柱形结构而使其在工作过程中受热均匀，不易出现喉道沉积堵塞，适合导弹的续航推进。

(2)本发明中的调节阀阀体在工作过程中转动需要克服的力仅有阀芯与套筒之间的摩擦力，且阀芯所受轴向力的承力结构较好，高压燃气不会形成阀体转动时驱动与传动的阻力矩，故所需驱动功率较小，可选用输出功率较小的驱动电机。

(3)本发明中的调节阀整体结构简单，装配容易，成本较低，且调节精度高，可实现固冲发动机燃气流量的精确调节。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明电动滑盘阀式固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置的总体结构示意图。

图2是本发明电动滑盘阀式固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置阀芯的剖视图。

具体实施方式

结合图1和图2：

本发明公开了一种电动滑盘阀式固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置，包括：

拥有圆柱形内腔的套筒1，

伸入套筒1内腔并与套筒1转动配合的阀芯2，

提供转动输出的驱动电机7，

与驱动电机7输出端连接的传动丝杆5，

与传动丝杆5组成丝杠结构的传动螺母4，

将传动螺母4的直线运动转换为阀芯2转动运动的传动杠杆3；

其中，传动杠杆3的一端有阀芯固定孔，阀芯2固定于阀芯固定孔内，传动杠杆3的另一端与传动螺母4在传动螺母4的轴向上转动配合且传动螺母4能沿传动杠杆3的轴向运动；阀芯2内设有两条对称且不连通的燃气通道，燃气通道从套筒1外阀芯2一端的端面延伸至套筒1内阀芯2一端的侧壁，且燃气通道在侧壁的开孔与套筒1侧壁的开孔在水平位置上对应。

阀芯2分为大直径段和小直径段，大直径段与套筒1转动配合，小直径段与传动杠杆3的阀芯固定孔固连。

传动杠杆3与传动螺母4配合的一端为开口结构，开口结构的开口两端为对称的拨叉结构，传动螺母4的外圆周面对称设置有圆柱形凸台，两圆柱形凸台位于开口两端的拨叉结构之间，并能在拨叉内转动和沿拨叉之间的槽滑动。

驱动电机7通过与驱动电机7外形配合的固定架6固定。

实施例1：

一种电动滑盘阀式固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置，包括：拥有圆柱形内腔的套筒1，伸入套筒1内腔并与套筒1转动配合的阀芯2，提供转动输出的驱动电机7，与驱动电机7输出端连接的传动丝杆5，与传动丝杆5组成丝杠结构的传动螺母4，将传动螺母4的直线运动转换为阀芯2转动运动的传动杠杆3；其中，传动杠杆3的一端有阀芯固定孔，阀芯2固定于阀芯固定孔内，传动杠杆3的另一端与传动螺母4在传动螺母4的轴向上转动配合且传动螺母4能沿传动杠杆3的轴向运动；阀芯2内设有两条对称且不连通的燃气通道，燃气通道从套筒1外阀芯2一端的端面延伸至套筒1内阀芯2一端的侧壁，且燃气通道在侧壁的开孔与套筒1侧壁的开孔在水平位置上对应，其中，

阀芯2分为大直径段和小直径段，大直径段与套筒1转动配合，小直径段与传动杠杆3的阀芯固定孔固连；传动杠杆3与传动螺母4配合的一端为开口结构，开口结构的开口两端为对称的拨叉结构，传动螺母4的外圆周面对称设置有圆柱形凸台，两圆柱形凸台位于开口两端的拨叉结构之间，并能在拨叉内转动和沿拨叉之间的槽滑动；驱动电机7通过与驱动电机7外形配合的固定架6固定。

工作时，驱动电机7受控制指令转动，带动与之固连的传动丝杠5转动，与传动丝杠5相配合的传动螺母4同时沿传动丝杠5做直线运动，传动螺母4上的上下两个圆柱形凸台因此带动传动杠杆3的拨叉以阀芯2的轴线为中心转动，继而使与传动杠杆3固连的阀芯2绕其轴线转动，此时套筒1与阀芯2之间进行了一定角度的相对转动，其各自的喷孔也将相互错开，使得进气道总流通面积发生变化，则燃气流量也将产生相应的变化，假设驱动电机7正转时，套筒1与阀芯2之间发生一定角度的相对转动后使得两者的喷孔错开面积增大，即进气道的总流通面积减小，此时燃气发生器压强与推进剂燃速都将增大，燃气流量也将相应增大；反之，若驱动电机7反转，套筒1与阀芯2之间发生一定角度的相对转动后使得两者的喷孔错开面积减小，进气道的总流通面积增大，使得燃气发生器压强与推进剂燃速均减小，燃气流量也随之减小，至此可达到随机调节燃气流量的目的。

Claims (5)

1.一种电动滑盘阀式固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置，其特征在于：包括：

拥有圆柱形内腔的套筒(1)，

伸入套筒(1)内腔并与套筒(1)转动配合的阀芯(2)，

提供转动输出的驱动电机(7)，

与驱动电机(7)输出端连接的传动丝杆(5)，

与传动丝杆(5)组成丝杠结构的传动螺母(4)，

将传动螺母(4)的直线运动转换为阀芯(2)转动运动的传动杠杆(3)；

其中，传动杠杆(3)的一端有阀芯固定孔，阀芯(2)固定于阀芯固定孔内，传动杠杆(3)的另一端与传动螺母(4)在传动螺母(4)的轴向上转动配合且传动螺母(4)能沿传动杠杆(3)的轴向运动；阀芯(2)内设有两条对称且不连通的燃气通道，燃气通道从套筒(1)外的阀芯(2)一端的端面延伸至套筒(1)内的阀芯(2)一端的侧壁，且燃气通道在侧壁的开孔与套筒(1)侧壁的开孔在水平位置上对应。

2.根据权利要求1所述的电动滑盘阀式固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置，其特征在于：所述阀芯(2)分为大直径段和小直径段，大直径段与套筒(1)转动配合，小直径段与传动杠杆(3)的阀芯固定孔固连。

3.根据权利要求1或2所述的电动滑盘阀式固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置，其特征在于：所述传动杠杆(3)与传动螺母(4)配合的一端为开口结构，开口结构的开口两端为对称的拨叉结构，传动螺母(4)的外圆周面对称设置有圆柱形凸台，两圆柱形凸台位于开口两端的拨叉结构之间，并能在拨叉内转动和沿拨叉之间的槽滑动。

4.根据权利要求1或2所述的电动滑盘阀式固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置，其特征在于：所述驱动电机(7)通过与驱动电机(7)外形配合的固定架(6)固定。

5.根据权利要求3所述的电动滑盘阀式固体火箭冲压发动机燃气流量调节装置，其特征在于：所述驱动电机(7)通过与驱动电机(7)外形配合的固定架(6)固定。