CN112211752B - 一种可调文氏管 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可调文氏管，包括：管体;调节锥，一端伸入管体，另一端连接电机;连接件，设于管体与电机之间，连接件内设有通道结构，调节锥滑动连接在通道结构内。通过连接件将管体与电机间隔开，在低温介质流入管体时，由于连接件的间隔作用，管体不易与电机直接发生换热，降低了低温介质对电机工作的影响。另一方面由于连接件的介入，在电机与管体之间额外增加了可以设置密封结构的部位，使整个可调文氏管的密封性能得以进一步提高。即使第一密封结构的一部分受低温影响失效，也不会发生低温介质泄露的情况，解决了低温环境下电机、密封结构受影响的问题。

Description

一种可调文氏管

技术领域

本发明涉及火箭发动机结构技术领域，具体涉及一种可调文氏管。

背景技术

目前，液体火箭发动机正在朝着低成本、高可靠、变推力、可重复使用的方向发展，变推力作为其发展的关键技术之一，可以更精确的控制火箭的推力，提高火箭发动机的运输能力；同时，变推力火箭发动机具有更灵活的机动能力，可以更容易实现空间飞船的交会对接过程；最重要的是，在未来的星球探测活动中，在火星或者月球等无大气层或者大气层很弱的天体表面着陆时，变推力的火箭发动机无疑是可用的最佳方案。

变推力的液体火箭发动机往往需要在系统中设置流量调节装置以实现发动机推力调节功能，常用的流量调节装置有流量调节阀、可调文氏管等，而流量调节阀往往结构复杂，质量较重，制造成本高，调节精度及范围有限，尤其对于低温介质的调节阀而言，其结构更为复杂，成本更为昂贵。而可调文氏管因其结构简单、成本低、体积小、调节精度高等特点，在常规推进剂的变推力发动机中应用较广，但目前仍无适用于低温介质（液氧、液氢、液氮、液甲烷等）的可调文氏管。因为可调文氏管在使用时，需要配合电机使用，电机在控制流量变化时，会受到可调文氏管内部介质的温度影响，在低温介质的影响下，伺服机构容易失效，另一方面是低温环境容易导致密封结构失效。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中文氏管难以适应低温环境的缺陷，从而提供一种可调文氏管。

一种可调文氏管，包括：

管体;

调节锥，一端伸入所述管体，另一端连接电机;

连接件，设于所述管体与所述电机之间，所述连接件内设有通道结构，所述调节锥滑动连接在所述通道结构内；

第一密封结构，设于所述通道结构内，夹设于所述调节锥与所述通道结构内壁之间。

所述第一密封结构包括至少两个密封圈，所述密封圈沿所述通道结构的长度方向分布。

所述密封圈为O形密封圈。

所述管体包括输入端和输出端，所述连接件包括连接段，所述输入端可拆卸设于所述连接段上。

所述连接件内设有介质通道，所述连接件的侧壁上设有连通所述介质通道的介质入口。

所述介质入口上设有入口接嘴。

所述输入端嵌入所述连接段设置，所述管体的外壁与所述连接段的内壁之间设有第二密封结构。

所述管体还包括：

凸起部，所述凸起部凸出设于所述管体的外壁上，所述凸起部与所述连接件的端面之间设有第二密封结构。

所述第二密封结构为石墨密封圈。

还包括：

限位块，支撑于所述电机与所述连接件之间，所述限位块适于阻止所述调节锥发生转动。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供一种可调文氏管，包括：管体;调节锥，一端伸入所述管体，另一端连接电机;连接件，设于所述管体与所述电机之间，所述连接件内设有通道结构，所述调节锥滑动连接在所述通道结构内；第一密封结构，设于所述通道结构内，夹设于所述调节锥与所述通道结构内壁之间。

通过连接件将管体与电机间隔开，在低温介质流入管体时，由于连接件的间隔作用，管体不易与电机直接发生换热，降低了低温介质对电机工作的影响。另一方面由于连接件的介入，在电机与管体之间额外增加了可以设置密封结构的部位，使整个可调文氏管的密封性能得以进一步提高。

2.本发明提供的可调文氏管，所述第一密封结构包括至少两个密封圈，所述密封圈沿所述通道结构的长度方向分布。

由于可以额外增设密封结构，且距离管体越远的密封结构受低温介质影响越小，即使第一密封结构的一部分受低温影响失效，也不会发生低温介质泄露的情况，解决了低温环境下电机、密封结构受影响的问题。密封圈能够在调节锥的周向贴合形成封闭，防止低温介质通过调节锥与连接件之间的空隙，从而阻挡低温介质向电机方向渗透，减少了低温介质对电机工作的影响。两个密封圈能够在长度方向上形成多层防护，即使其中一个密封圈受低温影响失效，剩余的密封圈也能继续保持密封。

3.本发明提供的可调文氏管，所述输入端嵌入所述连接段设置，所述管体的外壁与所述连接段的内壁之间设有第二密封结构。

第二密封结构能够防止低温介质通过连接件与管体之间的接口缝隙部位泄露。

4.本发明提供的可调文氏管，还包括：限位块，支撑于所述电机与所述连接件之间。

限位块能够根据连接件和电机的结构提供更加契合的连接基础。另一方面限位块能够进一步阻隔连接件与电机，防止电机直接接触连接件。连接件采用导热材料制成，一方面能够在热传导过程中，使低温介质在连接件内部的影响范围在到达电机前进行换热，进一步减小低温介质对电机的影响。在上述基础上，限位块进一步起到隔绝电机保护电机的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明可调文氏管结构的示意图；

图2为表示管体结构的示意图。

附图标记说明：1、管体；11、输入端；12、输出端；13、凸起部；14、变径部；2、连接件；21、第一密封结构；22、连接段；23、介质入口；24、介质通道；25、入口接嘴；26、第二密封结构；3、调节锥；4、电机；5、限位块。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种可调文氏管，如图1所示，包括：管体1;调节锥3，一端伸入所述管体1，另一端连接电机4;连接件2，设于所述管体1与所述电机4之间，所述连接件2内设有通道结构，所述调节锥3滑动连接在所述通道结构内；第一密封结构21，设于所述通道结构内，夹设于所述调节锥3与所述通道结构内壁之间。通过连接件2将管体1与电机4间隔开，在低温介质流入管体1时，由于连接件2的间隔作用，管体1不易与电机4直接发生换热，降低了低温介质对电机4工作的影响。另一方面由于连接件2的介入，在电机4与管体1之间额外增加了可以设置密封结构的部位，使整个可调文氏管的密封性能得以进一步提高。由于可以额外增设密封结构，且距离管体1越远的密封结构受低温介质影响越小，即使第一密封结构21的一部分受低温影响失效，也不会发生低温介质泄露的情况，解决了低温环境下电机4、密封结构受影响的问题。

其中，本实施例中的管体1在实际应用中为文氏管的本体，即文氏管成型有通道的实体侧壁部分。而连接件在实际应用中为散热阀，起到连接电机、密封以及散热的作用。

其中，调节锥3具有锥形段，结合图1、图2，锥形段的横截面面积沿调节锥3的长度方向是逐渐变化的。如图2所示，管体1内对应锥形段的部位设有变径部14，变径部14与锥形段的变截面形成配合，当锥形段受控于电机4在管体1内发生位移时，锥形段与变径部14之间的间隙大小也随之变化，从而调节低温介质的流量。

对于第一密封结构21的具体结构不做限定，在上述实施方式的基础上，作为进一步限定的实施方式，如图1所示，所述第一密封结构21包括至少两个密封圈，所述密封圈沿所述通道结构的长度方向分布。密封圈能够在调节锥3的周向贴合形成封闭，防止低温介质通过调节锥3与连接件2之间的空隙，从而阻挡低温介质向电机4方向渗透，减少了低温介质对电机4工作的影响。两个密封圈能够在长度方向上形成多层防护，即使其中一个密封圈受低温影响失效，剩余的密封圈也能继续保持密封。作为可替换的实施方式，密封圈的数量为1个，或者密封圈的数量为三个、和三个以上。

在上述实施方式的基础上，作为进一步限定的实施方式，所述密封圈为O形密封圈。

在上述实施方式的基础上，作为进一步限定的实施方式，如图1所示，所述管体1包括输入端11和输出端12，所述连接件2包括连接段22，所述输入端11可拆卸设于所述连接段22上。作为可替换的实施方式，管体1与连接段22一体成型。

在上述实施方式的基础上，作为进一步限定的实施方式，如图1所示，所述连接件2内设有介质通道24，所述连接件2的侧壁上设有连通所述介质通道24的介质入口23。

在上述实施方式的基础上，作为进一步限定的实施方式，如图1所示，所述介质入口23上设有入口接嘴25。

在上述实施方式的基础上，作为进一步限定的实施方式，如图1所示，所述输入端11嵌入所述连接段22设置，所述管体1的外壁与所述连接段22的内壁之间设有第二密封结构26。

对于第二密封结构26的设置位置不做具体限制，在上述实施方式的基础上，作为进一步限定的实施方式，如图1所示，所述管体1还包括：凸起部13，所述凸起部13凸出设于所述管体1的外壁上，所述凸起部13与所述连接件2的端面之间设有第二密封结构26。第二密封结构26能够防止低温介质通过连接件2与管体1之间的接口缝隙部位泄露。具体的，在其中一种实施方式中，凸起部13为紧固六方。

在上述实施方式的基础上，作为进一步限定的实施方式，如图1所示，所述第二密封结构26为石墨密封圈。

在上述实施方式的基础上，作为进一步限定的实施方式，如图1所示，还包括：限位块5，支撑于所述电机4与所述连接件2之间。限位块5能够根据连接件2和电机4的结构提供更加契合的连接基础。另一方面限位块5能够进一步阻隔连接件2与电机4，防止电机4直接接触连接件2。连接件2采用导热材料制成，一方面能够在热传导过程中，使低温介质在连接件2内部的影响范围在到达电机4前进行换热，进一步减小低温介质对电机4的影响。在上述基础上，限位块5进一步起到隔绝电机4保护电机4的作用。

其中，本实施例的限位块适于阻止所述调节锥3发生转动，当电机4的输出轴发生转动时，调节锥3受限位块5的限位作用而不随电机4的输出轴转动，电机4的输出轴与限位块5之间螺纹配合，因此在电机4的转动作用下，调节锥沿图1中水平方向发生滑动位移。限位块5与调节锥3的端部之间具有相互适配的槽型或者键型结构，以阻止调节锥3发生转动，并引导调节锥3发生滑动。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种可调文氏管，其特征在于，包括：

管体（1），适于通入低温介质;

调节锥（3），一端伸入所述管体（1），另一端连接电机（4）;

连接件（2），设于所述管体（1）与所述电机（4）之间，所述连接件（2）内设有通道结构，所述调节锥（3）滑动连接在所述通道结构内。

2.根据权利要求1所述的可调文氏管，其特征在于，还包括：

第一密封结构，设于所述通道结构内，夹设于所述调节锥与所述通道结构内壁之间，所述第一密封结构（21）包括至少两个密封圈，所述密封圈沿所述通道结构的长度方向分布。

3.根据权利要求2所述的可调文氏管，其特征在于，所述密封圈为O形密封圈。

4.根据权利要求1所述的可调文氏管，其特征在于，所述管体（1）包括输入端（11）和输出端（12），所述连接件（2）包括连接段（22），所述输入端（11）可拆卸设于所述连接段（22）上。

5.根据权利要求4所述的可调文氏管，其特征在于，所述连接件（2）内设有介质通道（24），所述连接件（2）的侧壁上设有连通所述介质通道（24）的介质入口（23）。

6.根据权利要求5所述的可调文氏管，其特征在于，所述介质入口（23）上设有入口接嘴（25）。

7.根据权利要求4所述的可调文氏管，其特征在于，所述输入端（11）嵌入所述连接段（22）设置，所述管体（1）的外壁与所述连接段（22）的内壁之间设有第二密封结构（26）。

8.根据权利要求4所述的可调文氏管，其特征在于，所述管体（1）还包括：

凸起部（13），所述凸起部（13）设于所述管体（1）的外壁上，所述凸起部（13）与所述连接件（2）的端面之间设有第二密封结构（26）。

9.根据权利要求7或8所述的可调文氏管，其特征在于，所述第二密封结构（26）为石墨密封圈。

10.根据权利要求1所述的可调文氏管，其特征在于，还包括：

限位块（5），支撑于所述电机（4）与所述连接件（2）之间，所述限位块适于阻止所述调节锥（3）发生转动。

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