CN111502860A - 一种模块化设计的压力旋流喷注器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化设计的压力旋流喷注器，包括基座、进液管、旋流器、焊接直通、和喷嘴；旋流器外壁上有n个平面，且平面沿旋流器周向均匀分布，平面与基座之间形成腔室，使液体推进剂通过旋流器外壁的平面与基座之间的腔室进入旋流器；旋流器外壁的平面上开孔，并使孔与旋流器内壁相切，且孔沿旋流器周向均匀分布，使液体推进剂通过孔进入旋流器，液体推进剂在进入孔后沿旋流器内壁运动，产生旋流；旋流器上端设有螺纹孔，使用螺栓利用螺纹孔将旋流器固连在基座上，喷嘴安装在基座下方。本发明采用模块化的旋流器，使压力旋流喷注器在不更换基座等部件的情况下适用于多种情况。

Description

一种模块化设计的压力旋流喷注器

技术领域

本发明属于液体推进剂雾化设计领域，特别是一种模块化设计的压力旋流喷注器。

背景技术

火箭发动机作为火箭的动力系统，是火箭的不可或缺的组成部分。液体燃料喷注器是液体火箭发动机的重要组件。喷注器的性能对液体火箭发动机的性能有着重要的影响。

自上世纪五十年代以来，对火星的探索从未停止。火星的大气主要成分为二氧化碳，常规燃料在火星大气中无法燃烧，故如果使用常规燃料，则需要携带大量的氧化剂。如果可以将火星大气中的二氧化碳利用起来，则不必携带大量的氧化剂，从而降低了燃料所占据的重量，可以大幅提高有效载荷。综上所述，一款可以利用火星二氧化碳资源的火箭发动机的重要性是不言而喻的。

常规的压力旋流喷注器只能用于一定的喷注压力和一定的流量的情况下，无法通过更换组件来使其适用于其他情况，如果压力、流量等条件参数变动较大，只能将喷注器整体更换来适应不同的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模块化设计的压力旋流喷注器，以使压力旋流喷注器无需整体更换，仅需更换旋流器的情况下适用于多种情况。。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种模块化设计的压力旋流喷注器，包括基座、进液管、旋流器、第一焊接直通、第二焊接直通和喷嘴；

所述基座沿轴向从上向下依次设有第一安装孔、第二安装孔；所述第一安装孔和第二安装孔之间这样安装座；所述第二安装孔外部设有环形的外环通道；外环通道与第二安装孔同轴；所述进液管设置在第一安装孔内，且与基座上端面固定；所述旋流器设置在第二安装内，旋流器上端与安装座固定；所述旋流器外壁下端设有旋流室；所述旋流器外壁上切有n个平面，且n个平面沿旋流器周向均匀分布，平面与基座之间形成腔室，腔室通过安装座上孔与进液管相连通；每个平面上均设有通孔，通孔与旋流室内壁相切，n个通孔沿旋流器周向均匀分布；所述喷嘴中心设有第一喷孔，沿第一喷孔轴向均布多个第二喷口，第二喷口喷射方向向第一喷孔喷射方向聚集；第二喷口与外环通道相连通；所述第一焊接直通连接在进液管上端，且与进液管相连通；所述基座的轴向均匀布置多个第二焊接直通；所述第二焊接直通通过基座径向的通孔与外环通道相连通；其中n为正整数。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)本发明设计的一种模块化设计的压力旋流喷注器，只需更换旋流器便可以应用于不同的条件下，与常规压力旋流喷注器只能整体更换相比，大大降低了成本。

(2)旋流器与基座之间连接牢固可靠，同时由于结构简单，仅需将喷嘴取下，随后便可以更换旋流器，更换十分方便。

(3)旋流器与基座之间为间隙配合，故更换旋流器时无需使用加热、冷却等技术方法，更换十分方便。

附图说明

图1为本发明一种模块化设计的压力旋流喷注器示意图。

图2为本发明一种模块化设计的压力旋流喷注器俯视图。

图3为旋流器正视图。

图4为旋流器俯视图。

图5为旋流器剖视图。

图6为基座剖视图。

图7为喷嘴剖视图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

本发明的一种模块化设计的压力旋流喷注器，包括基座3、进液管2、旋流器5、第一焊接直通1、第二焊接直通4和喷嘴6；

所述基座3沿轴向从上向下依次设有第一安装孔31、第二安装孔32；所述第一安装孔31和第二安装孔32之间这样安装座33；第一安装孔31、第二安装孔32通过安装座33上的孔相连通；所述第二安装孔32外部设有环形的外环腔室；外环腔室与第二安装孔32同轴；所述进液管2设置在第一安装孔31内，且通过进液管2上端的法兰盘与基座3上端面固定；所述旋流器5设置在第二安装孔32内，旋流器5上端设有螺纹孔，通过螺栓与安装座33固定；所述旋流器5外壁下端设有旋流室9；所述旋流器5外壁上切有n个平面7，且n个平面7沿旋流器5周向均匀分布，平面7与基座3之间形成腔室，腔室通过安装座33上孔与进液管2相连通；每个平面7上均设有通孔8，通孔8与旋流室9内壁相切，n个通孔8沿旋流器5周向均匀分布；所述喷嘴6中心设有第一喷孔61，沿第一喷孔61轴向均布多个第二喷口62，第二喷口62喷射方向向第一喷孔61喷射方向聚集；第二喷口62与外环腔室相连通；所述第一焊接直通1连接在进液管2上端，且与进液管2相连通；所述基座3的轴向均匀布置多个第二焊接直通4；所述第二焊接直通4通过基座3径向的通孔与外环腔室相连通。其中n为正整数，且满足1≤n≤8。

进一步的，所述旋流器5与基座3配合为间隙配合。

作为一种实施方式，所述通孔8的直径为0.8～5mm；所述旋流器5的旋流室9直径为2～50mm。所述旋流器5的液体推进剂流量范围为5～1000g/s。

所述第二喷口62与第一喷孔61轴线的夹角为0-60°。

所述喷嘴6中心设有与第一喷孔61连通的收敛通道63；收敛通道63收敛锥角为90-180°。

所述进液管2与基座3的连接端面设设有第一密封装置；所述进液管2底部与第一安装孔31下端面之间设有第二密封装置；所述喷嘴6与第二安装孔32的端面之间设有第三密封装置；所述喷嘴6与外环腔室端面之间设有第四密封装置。

本发明的模块化设计的压力旋流喷注器的旋流器的工作过程为：

外部液体推进剂通过第一焊接直通1流入进液管2，随后由旋流器5外壁上的平面7与基座3间形成的腔室进入，通过旋流器5外壁上的平面7上的开孔8进入旋流室9产生旋流，最终通过喷嘴6喷出；而气体推进剂通过焊接直通4进入基座3外环腔室，由喷嘴6喷出。

Claims (9)

1.一种模块化设计的压力旋流喷注器，其特征在于，包括基座(3)、进液管(2)、旋流器(5)、第一焊接直通(1)、第二焊接直通(4)和喷嘴(6)；

所述基座(3)沿轴向从上向下依次设有第一安装孔(31)、第二安装孔(32)；所述第一安装孔(31)和第二安装孔(32)之间这样安装座(33)；所述第二安装孔(32)外部设有环形的外环通道(34)；外环通道(34)与第二安装孔(32)同轴；所述进液管(2)设置在第一安装孔(31)内，且与基座(3)上端面固定；所述旋流器(5)设置在第二安装孔(32)内，旋流器(5)上端与安装座(33)固定；所述旋流器(5)外壁下端设有旋流室(9)；所述旋流器(5)外壁上切有n个平面(7)，且n个平面(7)沿旋流器(5)周向均匀分布，平面(7)与基座(3)之间形成腔室，腔室通过安装座(33)上孔与进液管(2)相连通；每个平面(7)上均设有通孔(8)，通孔(8)与旋流室(9)内壁相切，n个通孔(8)沿旋流器(5)周向均匀分布；所述喷嘴(6)中心设有第一喷孔(61)，沿第一喷孔(61)轴向均布多个第二喷口(62)，第二喷口(62)喷射方向向第一喷孔(61)喷射方向聚集；第二喷口(62)与外环通道(34)相连通；所述第一焊接直通(1)连接在进液管(2)上端，且与进液管(2)相连通；所述基座(3)的轴向均匀布置多个第二焊接直通(4)；所述第二焊接直通(4)通过基座(3)径向的通孔与外环通道(34)相连通；其中n为正整数。

2.根据权利要求1所述的模块化设计的压力旋流喷注器，其特征在于，所述平面)(7的个数n满足：1≤n≤8。

3.根据权利要求1所述的模块化设计的压力旋流喷注器，其特征在于，旋流器(5)与基座(3)配合为间隙配合。

4.根据权利要求1所述的模块化设计的压力旋流喷注器，其特征在于，所述通孔)(8的直径为0.8～5mm。

5.根据权利要求1所述的模块化设计的压力旋流喷注器，其特征在于，所述旋流器(5)的旋流室(9)直径为2～50mm。

6.根据权利要求1所述的模块化设计的压力旋流喷注器，其特征在于，所述第二喷口(62)与第一喷孔(61)轴线的夹角为0-60°。

7.根据权利要求1所述的模块化设计的压力旋流喷注器，其特征在于，所述喷嘴6中心设有与第一喷孔(61)连通的收敛通道(63)。

8.根据权利要求1所述的模块化设计的压力旋流喷注器，其特征在于，所述收敛通道(63)收敛锥角为90-180°。

9.根据权利要求1所述的模块化设计的压力旋流喷注器，其特征在于，其工作过程为：

外部液体推进剂通过第一焊接直通(1)流入进液管(2)，随后由旋流器(5)外壁上的平面(7)与基座(3)间形成的腔室进入，通过旋流器(5)外壁上的平面(7)上的开通孔(8)进入旋流室(9)产生旋流，最终通过喷嘴(6)喷出；而气体推进剂通过焊接直通(4)进入基座(3)外环腔室，由喷嘴(6)喷出。

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