CN109083767B - 一种固体火箭发动机喷管薄壁壳体水压检验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固体火箭发动机喷管薄壁壳体水压检验装置，包括进水接头、前顶盖、转接法兰、堵盖及压力传感器；前顶盖通过转接法兰与喷管法兰盘固定连接，喷管入口通过堵盖密封，前顶盖、转接法兰、喷管与堵盖合围构成水压检验的盛水腔体；进水接头与前顶盖固定连接，水通过进水接头、前顶盖进入盛水腔体，由安装在前顶盖的压力传感器测量压力进行检验。本发明解决了薄壁喷管壳体不同部位有针对性的检验要求及密封需要。
Description
技术领域
本发明涉及固体火箭发动机喷管技术领域，具体涉及一种固体火箭发动机喷管薄壁壳体水压检验装置。
背景技术
固体火箭发动机工作过程中燃烧室压力可达10MPa，高温高压气体通过喷管扩张从而产生推力，喷管壳体作为喷管的主要承力部件，传统喷管壳体一般采用厚壁结构，设计优秀的方案喷管壳体通常采用薄壁结构，薄壁结构可以减小发动机消极质量，有效提升发动机整体性能，尤其是在高空、高指标要求的战术发动机上。
喷管壳体的强度设计主要借助于有限元算法，为了校核设计的正确性及产品质量检测，必须对喷管壳体进行水压试验。根据实际的工作工况，喷管壳体入口处需要承受高应力，其它部位应力水平较低，因此，高应力部位的产品质量须进行水压检验，低应力部位则不需水压检验。传统的厚壁喷管壳体通过螺纹在喷管壳体两端连接厚堵盖而实现水压检验，薄壁喷管壳体壁厚薄，刚度差，连接部位尺寸小，采用传统的厚壁喷管壳体直接连接的水压检验方法较为困难并且无法实施有效密封。一般薄壁喷管壳体指的是喷管壳体的分度圆直径与壁厚的比值100以上。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种固体火箭发动机喷管薄壁壳体水压检验装置，解决了薄壁喷管壳体不同部位有针对性的检验要求及密封需要。
本发明的具体实施方案如下：
一种固体火箭发动机喷管薄壁壳体水压检验装置，所述检验装置包括进水接头、前顶盖、转接法兰、堵盖及压力传感器；
所述前顶盖通过转接法兰与喷管法兰盘固定连接，喷管入口通过堵盖密封，前顶盖、转接法兰、喷管与堵盖合围构成水压检验的盛水腔体；所述进水接头与前顶盖固定连接，水通过进水接头、前顶盖进入盛水腔体，由安装在前顶盖的压力传感器测量压力进行检验。
进一步地，所述堵盖与喷管出口内壁的到位凸台配合安装，并通过O型圈密封，同时，通过盖板固定O型圈，所述盖板与堵盖固定连接。
进一步地，所述压力传感器通过螺塞固定在前顶盖上。
有益效果：
本发明的水压检验装置，仅改变堵盖和转接法兰的尺寸即可对不同尺寸型号的喷管壳体进行水压检验，有效的提高工作效率，降低了生产成本，缩短了研制周期，同时有效地解决了薄壁喷管壳体不同部位有针对性的检验要求及密封需要，确保了产品的强度和质量检验要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是进水接头的结构示意图；
图3是盖板的结构示意图。
其中，1-进水接头，2-进水垫片，3-螺塞，4-垫片，5-前顶盖，6-O型圈Ⅰ，7-螺栓，8-垫圈，9-转接法兰，10-O型圈Ⅱ，11-螺栓，12-弹簧垫圈，13-垫圈，14-喷管壳体，15-螺栓，16-盖板，17-堵盖，18-O型圈Ⅲ。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种固体火箭发动机喷管薄壁壳体水压检验装置，用于检验喷管壳体入口处的压力，如图1所示，包括进水接头1、进水垫片2、螺塞3、垫片4、前顶盖5、O型圈Ⅰ6、螺栓7、垫圈8、转接法兰9、O型圈Ⅱ10、螺栓Ⅰ11、弹簧垫圈12、垫圈13、喷管壳体14、螺栓Ⅱ15、盖板16、堵盖17、O型圈Ⅲ18。
喷管壳体14上设有喷管法兰盘9，前顶盖5通过转接法兰9与喷管法兰盘固定连接，前顶盖5与转接法兰9通过螺栓7和垫圈8螺纹连接，前顶盖5与转接法兰9之间由O型圈Ⅰ6密封；转接法兰9与喷管法兰盘通过螺栓Ⅰ11、弹簧垫圈12、垫圈13螺纹连接，转接法兰9与喷管法兰盘之间由O型圈Ⅱ10密封。喷管出口通过堵盖17密封，堵盖17与喷管出口内壁的到位凸台配合安装，并通过O型圈Ⅲ18密封。同时，通过盖板16固定O型圈Ⅲ18，如图3所示，盖板16由两个相互垂直的平板构成，其中一个平板伸入到位凸台与堵盖17留出的缝隙中，用于固定O型圈Ⅲ18，另一个平板与堵盖17平行，并通过螺栓15固定连接。
前顶盖5、转接法兰9、喷管壳体14与堵盖17合围构成水压检验的盛水腔体。进水接头1、进水垫片2与前顶盖5螺纹连接，如图2所示，进水接头1为中空结构，水通过进水接头1、前顶盖5进入盛水腔体，压力传感器通过螺塞3固定在前顶盖5上，螺塞3通过垫片4固定在前顶盖5上，由安装在前顶盖5的压力传感器测量压力进行检验。
具体检验操作步骤如下：
(1)根据水压检验压强、喷管薄壁壳体载荷大小，选择合适的零部件材料，前顶盖5、堵盖17、盖板16及转接法兰9一般选低强度的45号钢；进水接头1、螺塞3、螺栓Ⅰ11、螺栓Ⅱ15选择圆钢30CrMnSiA；进水垫片2为聚四氟乙烯材料；喷管壳体14材料为钛合金。
(2)分别确定各个零部件能够承受压力的设计尺寸，并按技术要求成型各个零部件；
(3)螺栓、螺纹连接各个零部件，并装填各密封圈，组成薄壁壳体水压装置。
(4)按喷管壳体水压检验要求，进行薄壁壳体水压检验。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种固体火箭发动机喷管薄壁壳体水压检验装置，其特征在于，所述检验装置包括进水接头、前顶盖、转接法兰、堵盖及压力传感器；
所述前顶盖通过转接法兰与喷管法兰盘固定连接，喷管入口通过堵盖密封，前顶盖、转接法兰、喷管与堵盖合围构成水压检验的盛水腔体；所述堵盖与喷管出口内壁的到位凸台配合安装，并通过O型圈密封，同时，通过盖板固定O型圈，所述盖板与堵盖固定连接；所述进水接头与前顶盖固定连接，水通过进水接头、前顶盖进入盛水腔体，由安装在前顶盖的压力传感器测量压力进行检验。
2.如权利要求1所述的固体火箭发动机喷管薄壁壳体水压检验装置，其特征在于，所述压力传感器通过螺塞固定在前顶盖上。
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