CN107192521B - 低温介质激振力加载保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液体火箭纵向耦合振动技术领域，具体公开了一种低温介质激振力加载保护装置。在激振力连接杆和激振器同轴外围安装有激振力加载保护装置，该装置中前限位板与后限位板通过支撑杆固定在激振力连接杆外围，位于前限位板和后限位板之间的中间挡板固定在激振力连接杆上，通过中间挡板在前限位板和后限位板有限范围内的往复运动来限定激振力连接杆往复的范围区间。解决低温介质输送管路激振力加载前、加载过程中和加载后激振器限位保护的试验技术难点；该装置不但操作简单、成本低、重复性好，而且可靠性高。该装置试验方法能够适用于不同尺寸的低温介质输送管路动特性试验，确保脉动激振力的顺利加载。

Description

低温介质激振力加载保护装置
技术领域
本发明属于液体火箭纵向耦合振动技术领域，具体涉及一种低温介质激振力加载保护装置。
背景技术
大型液体火箭动力系统与结构系统相互作用产生一种纵向自激的不稳定的低频耦合振动，这种振动在国际上被称为POGO振动。严重的POGO振动发生时振动量级很大，不但影响火箭箭上设备的工作性能，而且影响火箭发动机的正常开闭，还会影响宇航员正常的生理功能。国内外抑制火箭POGO振动最有效方法是获取动力系统与结构系统的固有频率后将两者分隔开。
获取液体运载火箭动力系统固有频率的地面试验包括输送管路动特性试验。试验时需要对输送管路内的液体施加脉动激励。
试验中对低温介质施加脉动激励需要克服三方面技术难点。一、激振力加载前推进剂液体压力的平衡。在激振力未加载、脉动压力发生器内部气枕压力平衡输送管路低温介质压力前，低温介质压力首先作用到激振器，需要对激振器加以保护，防止其受压而损伤；二、激振力加载过程中的限位保护。激振力加载范围有限，输送管路低温推进剂高压力状态时，在脉动压力发生器内部低温推进剂压力和平衡气枕压力有瞬间失稳可能，会造成激振器大位移，必须加以限位；三、试验后激振器的限位保护。试验结束低温推进剂压力卸掉后，在脉动压力发生器内部低温推进剂压力和平衡气枕压力失稳，会造成激振器受瞬间大拉力，必须加以限位。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低温介质激振力加载保护装置，其可以适用于低温推进剂液体火箭输送管路动特性试验，能够满足试验过程中激振力加载保护的试验要求。
本发明的技术方案如下：一种低温介质激振力加载保护装置，包括输送管路、脉动压力发生器、激振力连接杆、激振器以及激振力加载保护装置，其中，激振器、激振力连接杆、脉动压力发生器依次在同一轴线上连接，并固定在固定基础的侧面，在脉动压力发生器右侧竖直方向上还连接有输送管路，并在输送管路上安装有测量系统，在激振力连接杆和激振器同轴外围安装有激振力加载保护装置，其中，激振力加载保护装置包括前限位板、后限位板、中间挡板以及支撑杆，其中，前限位板与后限位板通过支撑杆固定在激振力连接杆外围，位于前限位板和后限位板之间的中间挡板固定在激振力连接杆上，通过中间挡板在前限位板和后限位板有限范围内的往复运动来限定激振力连接杆往复的范围区间。
所述的前限位板和后限位板为中间孔略大于激振力连接杆外尺寸的平板结构。
所述的前限位板和后限位板的外围开有若干个螺纹孔，支撑杆穿过前限位板和后限位板上的螺纹孔后，固定在固定基础的侧面，实现对前限位板和后限位板的支撑固定。
所述的中间挡板中心开孔，并通过螺母固定在激振力连接杆上。
所述的前限位板和/或后限位板为方形平板结构。
所述的中间挡板为圆形平板结构。
本发明的显著效果在于：本发明所述的一种低温介质激振力加载保护装置，能够解决低温介质输送管路激振力加载前、加载过程中和加载后激振器限位保护的试验技术难点；该装置不但操作简单、成本低、重复性好，而且可靠性高。该装置试验方法能够适用于不同尺寸的低温介质输送管路动特性试验，确保脉动激振力的顺利加载。
附图说明
图1为本发明所述的一种低温介质激振力加载保护装置结构示意图；
图2为图1的局部放大图；
图中：1、输送管路；2、脉动压力发生器；3、激振力连接杆；4、激振器；5、激振力加载保护装置；6、固定基础；7、测量系统；8、前限位板；9、后限位板；10、中间挡板；11、支撑杆。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1、一种低温介质激振力加载保护装置包括输送管路1、脉动压力发生器2、激振力连接杆3、激振器4以及激振力加载保护装置5，其中，激振器4、激振力连接杆3、脉动压力发生器2依次在同一轴线上连接，并固定在固定基础6的侧面，在脉动压力发生器2右侧竖直方向上还连接有输送管路1，并在输送管路1上安装有测量系统7；在激振力连接杆3和激振器4同轴外围安装有激振力加载保护装置5，其中，激振力加载保护装置5包括前限位板8、后限位板9、中间挡板10以及支撑杆11，前限位板8和后限位板9均为中间开孔的平板结构，并在平板结构上沿周向开有若干个螺纹孔，其中，前限位板8和后限位板9中间孔略大于激振力连接杆3的尺寸，使激振力连接杆3水平往复运动时与前限位板8和后限位板9的中间孔不发生接触；带有外螺纹结构的支撑杆11穿过前限位板8和后限位板9外围的螺纹孔后固定在固定基础6侧面，使前限位板8和后限位板9穿过并固定在激振力连接杆3的外围；直径小于前限位板8或后限位板9的中间挡板10中心开孔，并通过螺母固定在激振力连接杆3上，并使中间挡板10位于前限位板8和后限位板9之间，且中间挡板10的外围与支撑杆11不相互干扰。
在激振力加载前，激振器4处于位移零位，中间挡板10固定在后限位板9前侧，当脉动压力发生器2内部低温介质加压后，激振器受低温介质压力靠后限位板9加以平衡；在激振力加载时，中间挡板10随激振力连接杆3前后运动，前限位板8和后限位板9起到前后限位作用，同时测量系统7记录试验过程中低温介质的脉动压力输出；激振力加载后，将激振器4调至位移零位，中间挡板10固定于后限位板9前侧，当脉动压力发生器2内部低温介质泄压后，激振器受脉动压力发生器2内部气枕拉力靠后限位板9加以平衡。

Claims (4)

1.一种低温介质激振力加载保护装置，包括输送管路(1)、脉动压力发生器(2)、激振力连接杆(3)、激振器(4)以及激振力加载保护装置(5)，其中，激振器(4)、激振力连接杆(3)、脉动压力发生器(2)依次在同一轴线上连接，并固定在固定基础(6)的侧面，在脉动压力发生器(2)右侧竖直方向上还连接有输送管路(1)，并在输送管路(1)上安装有测量系统(7)，其特征在于：在激振力连接杆(3)和激振器(4)同轴外围安装有激振力加载保护装置(5)，其中，激振力加载保护装置(5)包括前限位板(8)、后限位板(9)、中间挡板(10)以及支撑杆(11)，其中，前限位板(8)与后限位板(9)通过支撑杆(11)固定在激振力连接杆(3)外围，位于前限位板(8)和后限位板(9)之间的中间挡板(10)固定在激振力连接杆(3)上，通过中间挡板(10)在前限位板(8)和后限位板(9)有限范围内的往复运动来限定激振力连接杆(3)往复的范围区间；所述的前限位板(8)和后限位板(9)为中间孔略大于激振力连接杆(3)外尺寸的平板结构；所述的前限位板(8)和后限位板(9)的外围开有若干个螺纹孔，支撑杆(11)穿过前限位板(8)和后限位板(9)上的螺纹孔后，固定在固定基础(6)的侧面，实现对前限位板(8)和后限位板(9)的支撑固定。
2.根据权利要求1所述的一种低温介质激振力加载保护装置，其特征在于：所述的中间挡板(10)中心开孔，并通过螺母固定在激振力连接杆(3)上。
3.根据权利要求1所述的一种低温介质激振力加载保护装置，其特征在于：所述的前限位板(8)和/或后限位板(9)为方形平板结构。
4.根据权利要求1或2所述的一种低温介质激振力加载保护装置，其特征在于：所述的中间挡板(10)为圆形平板结构。
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