CN111102416B - 一种防涡旋流动的五通装置 - Google Patents
一种防涡旋流动的五通装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111102416B CN111102416B CN202010038740.XA CN202010038740A CN111102416B CN 111102416 B CN111102416 B CN 111102416B CN 202010038740 A CN202010038740 A CN 202010038740A CN 111102416 B CN111102416 B CN 111102416B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- way
- hole
- flow
- flange
- hollow sphere
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 12
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 7
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 2
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 2
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L41/00—Branching pipes; Joining pipes to walls
- F16L41/02—Branch units, e.g. made in one piece, welded, riveted
- F16L41/03—Branch units, e.g. made in one piece, welded, riveted comprising junction pieces for four or more pipe members
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02K—JET-PROPULSION PLANTS
- F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
一种防涡旋流动的五通装置，包括六通和导流装置。六通包括空心球体、第一法兰和四个第二法兰，空心球体上冲压出第一过孔，以第一过孔为顶端，在空心球体侧面对称冲压出四个第二过孔，在底端加工第三过孔。第一法兰焊接在第一过孔处，形成进口；第二法兰焊接在第二过孔处，形成出口。导流装置包括流动面、十字隔板和底部柱状结构，流动面为圆锥状，锥顶上设计有十字隔板，十字隔板将流动面均分为四块区域，导流装置从第三过孔放入六通中并焊接，导流装置将四个出口流动区域分隔开，形成防涡旋流动的五通装置。本发明能够有效避免球体内形成“纺锤形”纵向涡旋，防止压力下降造成发动机端入口压力不足，消除飞行安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及一种防涡旋流动的五通装置，属于运载火箭增压输送系统设计领域。
背景技术
在新一代运载火箭液氧输送系统中，氧输送总管穿过燃箱，随后经过五通结构，将氧化剂分为四路，分别供给各台发动机。由于五通的对称结构，在试验中，出现了对称输送分支管压力下降的问题，若压力下降超出规定值，将影响发动机系统的正常工作，造成运载火箭的飞行故障。为此，针对该现象开展了相关的数值仿真和试验分析，经分析确认，该现象的机理为：输送总管内的主流冲击五通球形底部，在贯穿五通中心的“支管对”入口中心线上形成强烈的“纺锤形”纵向涡旋，导致支管内的流阻增加，出口压力下降，造成发动机端入口压力不足；且“支管对”压力下降具有随机性。在飞和在研的运载火箭中，均存在着这种类似的五通结构，因五通球内的“纺锤形”纵向涡旋发生存在一定的随机性，会对运载火箭的飞行造成一定的安全隐患。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种防涡旋流动的五通装置，能够有效避免在球体内形成“纺锤形”纵向涡旋，防止压力下降造成发动机端入口压力不足，消除飞行安全隐患。
本发明的技术解决方案是：
一种防涡旋流动的五通装置，包括六通和导流装置；
六通包括空心球体、第一法兰和四个第二法兰，在空心球体上加工第一过孔，第一过孔的内径与液氧输送管总管内径相同；以第一过孔所在端为空心球体顶端，在空心球体侧面以球心为中心，对称加工四个第二过孔，第二过孔内径同液氧输送分支管内径相同，在空心球体底端加工第三过孔；第一法兰焊接在第一过孔处，形成进口；四个第二法兰与四个第二过孔一一对应焊接，形成四个出口；
导流装置包括流动面、十字隔板和底部柱状结构，流动面位于底部柱状结构上方，流动面为圆锥状，锥顶上设计有十字隔板，十字隔板将流动面均分为四块区域，底部柱状结构外侧加工有锁底焊结构；
导流装置从第三过孔放入六通中，将四个出口流动区域分隔开，导流装置的锁底焊结构与六通底部边缘通过电子束焊接，形成防涡旋流动的五通装置。
所述六通还包括活套环，活套环套在第一法兰上，用于与液氧输送总管连接。
空心球体、第一过孔和第二过孔均采用冲压成型，成型后对球体凸孔处进行修型，保证凸孔处的圆度和厚度。
导流装置采用一体机加成型。
流动面为空心结构。
第一法兰的内径等于第一过孔内径，第二法兰的内径等于第二过孔内径。
导流装置从第三过孔放入六通时，要保证任意一个第二法兰的轴线位于两个相邻隔板的中面上，所述中面与其中一个隔板成45度角。
底部柱状结构位于第二过孔下边缘以下，防止五通装置出口流量不满足要求。
第一过孔的流量等于四个第二过孔的流量和。
六通和导流装置材料均为铝合金。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明设计了整体机加的导流装置，为目前运载火箭上首次使用，该导流装置将五通各个出口流动区域分隔开，防止液体互相扰动，抑制“纺锤形”纵向涡旋的形成，防止压力下降造成发动机端入口压力不足，消除飞行安全隐患。
(2)本发明导流装置与六通球体结构通过电子束锁底焊，有效防止了焊接后产生的多余物进入五通球体。
附图说明
图1为本发明防涡旋流动的五通装置结构示意图；
图2为六通示意图；
图3为导流装置示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种防涡旋流动的五通装置，包括六通1和导流装置2。如图2所示，六通包括空心球体14、第一法兰12和四个第二法兰13，空心球体通过整体冲压成型，无焊缝；通过冲压方式在空心球体上加工第一过孔，第一过孔的内径与液氧输送管总管内径相同；以第一过孔所在端为空心球体顶端，在空心球体侧面以球心为中心，对称冲压出四个第二过孔，第二过孔内径同液氧输送分支管内径相同，在空心球体底端加工第三过孔；对球体凸孔处进行修型，保证凸孔处的圆度和厚度。六通还包括活套环11，活套环11套在第一法兰12上，用于与液氧输送总管连接。第一法兰焊接在第一过孔处，形成五通装置的进口；四个第二法兰与四个第二过孔一一对应焊接，形成五通装置的出口。第一法兰的内径等于第一过孔内径，第二法兰的内径等于第二过孔内径。
如图3所示，导流装置2采用一体机加成型，包括流动面、十字隔板和空心底部柱状结构，流动面位于底部柱状结构上方，流动面为圆锥状，锥顶上设计有十字隔板，十字隔板将流动面均分为四块区域，底部柱状结构外侧加工有锁底焊结构，用于实现与六通底部边缘的焊接。流动面为空心结构。
导流装置2从第三过孔放入六通中，保证任意一个第二法兰的轴线位于两个相邻隔板的中面(中面与其中一个隔板成45度角)上。底部柱状结构外侧的锁底焊结构与六通底部边缘通过电子束焊接，形成防涡旋流动的五通装置。同时，底部柱状结构应位于第二过孔下边缘以下，防止五通装置出口流量不满足要求。
导流装置2将五通装置的四个出口流动区域分隔开，防止液体互相扰动，抑制“纺锤形”纵向涡旋的形成，确保输送管入口压力平稳，不出现下跳现象，从而保证发动机正常工作，消除运载火箭飞行风险。
本发明中，六通和导流装置材料均为铝合金。第一过孔和第二过孔厚度均大于3mm，以满足焊接和强度要求。第一法兰高度大于57mm，第二法兰高度大于45mm，以满足焊接后的形位尺寸要求。
本发明为确保流通面积和流动互相扰动，导流装置的隔板与六通第二法兰轴线成45°夹角。在液体流进五通装置时候，通过导流装置将五通装置各个出口流动区域分隔开，通过该五通装置，能够充分有效的防止液体之间的互相扰动，从而避免了“纺锤形”纵向涡旋的产生，确保输送管入口压力平稳，从根源上解决了运载火箭输送管压力下跳的问题，从而保证发动机正常工作，消除运载火箭飞行风险。
本发明充分分析了现有五通内流动不稳定机理，获得了复杂问题的机理突破，并完成了防涡旋流动的导流装置设计，得到了防涡旋流动的五通装置，该五通装置现已应用于新一代运载火箭某型号液氧输送管系，能够有效消除“纺锤形”纵向涡旋的产生，避免造成输送管压力下降，从而造成发动机入口压力不足。
本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。
Claims (9)
1.一种防涡旋流动的五通装置，其特征在于：包括六通(1)和导流装置(2)；
六通包括空心球体(14)、第一法兰(12)和四个第二法兰(13)，在空心球体(14)上加工第一过孔，第一过孔的内径与液氧输送管总管内径相同；以第一过孔所在端为空心球体顶端，在空心球体侧面以球心为中心，对称加工四个第二过孔，第二过孔内径同液氧输送分支管内径相同，在空心球体底端加工第三过孔；第一法兰(12)焊接在第一过孔处，形成进口；四个第二法兰(13)与四个第二过孔一一对应焊接，形成四个出口；
导流装置(2)包括流动面、十字隔板和底部柱状结构，流动面位于底部柱状结构上方，流动面为圆锥状，锥顶上设计有十字隔板，十字隔板将流动面均分为四块区域，底部柱状结构外侧加工有锁底焊结构；
导流装置(2)从第三过孔放入六通中，保证任意一个第二法兰的轴线位于两个相邻隔板的中面上，中面与其中一个隔板成45度角；将四个出口流动区域分隔开，导流装置的锁底焊结构与六通底部边缘通过电子束焊接，形成防涡旋流动的五通装置；
空心球体通过整体冲压成型，无焊缝；六通和导流装置材料均为铝合金。
2.根据权利要求1所述的一种防涡旋流动的五通装置，其特征在于：所述六通还包括活套环(11)，活套环(11)套在第一法兰(12) 上，用于与液氧输送总管连接。
3.根据权利要求1所述的一种防涡旋流动的五通装置，其特征在于：空心球体、第一过孔和第二过孔均采用冲压成型，成型后对球体凸孔处进行修型，保证凸孔处的圆度和厚度。
4.根据权利要求1所述的一种防涡旋流动的五通装置，其特征在于：导流装置(2)采用一体机加工 成型。
5.根据权利要求4所述的一种防涡旋流动的五通装置，其特征在于：流动面为空心结构。
6.根据权利要求1所述的一种防涡旋流动的五通装置，其特征在于：第一法兰的内径等于第一过孔内径，第二法兰的内径等于第二过孔内径。
7.根据权利要求6所述的一种防涡旋流动的五通装置，其特征在于：导流装置(2)从第三过孔放入六通时，要保证任意一个第二法兰的轴线位于两个相邻隔板的中面上，所述中面与其中一个隔板成45度角。
8.根据权利要求1所述的一种防涡旋流动的五通装置，其特征在于：底部柱状结构位于第二过孔下边缘以下，防止五通装置出口流量不满足要求。
9.根据权利要求1所述的一种防涡旋流动的五通装置，其特征在于：第一过孔的流量等于四个第二过孔的流量和。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010038740.XA CN111102416B (zh) | 2020-01-14 | 2020-01-14 | 一种防涡旋流动的五通装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010038740.XA CN111102416B (zh) | 2020-01-14 | 2020-01-14 | 一种防涡旋流动的五通装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111102416A CN111102416A (zh) | 2020-05-05 |
| CN111102416B true CN111102416B (zh) | 2021-10-01 |
Family
ID=70426630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010038740.XA Active CN111102416B (zh) | 2020-01-14 | 2020-01-14 | 一种防涡旋流动的五通装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111102416B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI809609B (zh) * | 2021-12-17 | 2023-07-21 | 高德賢 | 可偵測流體之物理變化的管件裝置及其導流器 |
| CN116045110B (zh) * | 2022-12-29 | 2024-07-09 | 北京天兵科技有限公司 | 氧自生增压管路转接头、增压系统及转接头的生产方法 |
| CN117869119B (zh) * | 2023-12-26 | 2024-08-27 | 北京天兵科技有限公司 | 一种低温推进剂增压输送系统及其压力控制方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4549567A (en) * | 1983-09-26 | 1985-10-29 | Horton Donelson B | Fluid distributor |
| CN203549224U (zh) * | 2013-09-13 | 2014-04-16 | 泰州市凯尔利不锈钢有限公司 | 一种强度更好且具有过滤功能的四通管 |
| CN203656431U (zh) * | 2014-01-16 | 2014-06-18 | 台州市明利阀门管件有限公司 | 管件 |
| CN107725831A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-02-23 | 成都市同展食品有限公司 | 一种四通道换向及自动节流柱塞阀门 |
| CN207584248U (zh) * | 2017-12-06 | 2018-07-06 | 浙江固的管业有限公司 | 一种三通管 |
| CN208169789U (zh) * | 2018-02-22 | 2018-11-30 | 德阳东方电工控制设备有限公司 | 一种硅胶管分流接头 |
-
2020
- 2020-01-14 CN CN202010038740.XA patent/CN111102416B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4549567A (en) * | 1983-09-26 | 1985-10-29 | Horton Donelson B | Fluid distributor |
| CN203549224U (zh) * | 2013-09-13 | 2014-04-16 | 泰州市凯尔利不锈钢有限公司 | 一种强度更好且具有过滤功能的四通管 |
| CN203656431U (zh) * | 2014-01-16 | 2014-06-18 | 台州市明利阀门管件有限公司 | 管件 |
| CN107725831A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-02-23 | 成都市同展食品有限公司 | 一种四通道换向及自动节流柱塞阀门 |
| CN207584248U (zh) * | 2017-12-06 | 2018-07-06 | 浙江固的管业有限公司 | 一种三通管 |
| CN208169789U (zh) * | 2018-02-22 | 2018-11-30 | 德阳东方电工控制设备有限公司 | 一种硅胶管分流接头 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111102416A (zh) | 2020-05-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111102416B (zh) | 一种防涡旋流动的五通装置 | |
| CN111569684B (zh) | 一种微纳米气泡发生器 | |
| JP5825852B2 (ja) | 微細気泡生成ノズルおよび微細気泡生成装置 | |
| EA029748B1 (ru) | Распределитель потока | |
| CN108533802B (zh) | 一种船用大流量高压单向阀 | |
| US10294766B2 (en) | Multi-inlet frack head system | |
| CN107481773A (zh) | 一回路新型加氢一体化装置 | |
| CN116358829B (zh) | 一种水槽稳流装置 | |
| US12251718B2 (en) | Aerated hydrocyclone apparatus and method for cyclonic froth separation | |
| US10495234B2 (en) | Flow stabilizer for a control valve | |
| JP4942434B2 (ja) | 微細気泡発生器 | |
| CN208966319U (zh) | 一种新型石油钻井用液气分离器 | |
| CN205042424U (zh) | 一种氢气与反应进料混合器 | |
| CN109277217B (zh) | 一种带花瓣形喷孔的喷嘴 | |
| CN101675482B (zh) | 蓄压器注水罐和制造缓流器的方法 | |
| JP6075674B1 (ja) | 流体混合装置 | |
| CN216678630U (zh) | 一种多喷嘴组合结构的微泡浮选机气泡发生器 | |
| CN212396704U (zh) | 反弧对冲空化器 | |
| CN109078734B (zh) | 短程射流共点交汇对撞阀 | |
| JP6007014B2 (ja) | ガス配管中の異物の除去装置 | |
| CN223336682U (zh) | 一种消防用短距离混合接头 | |
| CN219328070U (zh) | 蒸汽发生器减孔水室封头整体锻件 | |
| JPH07158786A (ja) | Ｔ管継手 | |
| WO2022018957A1 (ja) | 排ガス処理装置 | |
| CN217845269U (zh) | 一种高压螺旋流量计 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |