CN113532746A - 一种喷注器毛细管液流及气密测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种喷注器毛细管液流及气密测试装置，包括测试组件、毛细管、收集组件及气密组件；测试组件安装在收集组件上部，毛细管被夹持在测试组件中，与收集组件对正，气密组件选择性地安装在毛细管出口。试验介质进入测试组件后由毛细管喷出，直接喷入收集组件中完成液流测试，根据测试需求在毛细管出口处安装气密组件，向测试组件加注试验介质完成气密性测试；通过密封部件的独立密封作用，可对任意位置的毛细管进行单独测试，也可进行整体测试。本发明的技术方案，具有测试过程简便高效、结构简单、成本低廉的特点，可在毛细管被钎焊成为喷注器之前剔除不合格品，对提高产品合格率、减少经济浪费有着显著意义。

Description

一种喷注器毛细管液流及气密测试装置
技术领域
本发明涉及单组元液体火箭发动机测试领域，具体涉及一种喷注器毛细管液流及气密测试装置。
背景技术
喷注器是单组元液体火箭发动机的重要元件，其性能好坏决定着发动机的工作寿命、启动性能、工作效率及稳定性等诸多关键技术指标。毛细管作为喷注器的喷注管，控制着推进剂的流量与喷射均匀性，这对其内径精度、表面粗糙度、端面几何形状与流量一致性提出了很高的要求。现有绝大多数单组元液体火箭发动机喷注器所使用的毛细管内径在1mm以下，壁厚为0.15mm左右，每根毛细管都需要完成端部打磨、孔口修整、弯型、检验，然后将多根毛细管装配在上、下喷注盘中，完成多道钎焊工序。喷注器生产过程技术难度高、加工周期长、过程不可逆，作为关键零件的毛细管极易出现流量特性超差、漏气等质量问题，稍有不慎则会造成喷注器整体报废。因此，有需要也有必要在毛细管被钎焊成为喷注器之前，对其进行液流及气密性测试，提前剔除不合格品，避免生产损失，减少经济浪费。
现有的喷注器毛细管液流及气密测试装置基本分为两类，一类测试装置在毛细管钎焊成为喷注器后对其整体进行测试，这种测试装置结构简单，但是只能得到喷注器的总体流量特性，再计算出单根毛细管的平均流量特性，测量精度较低，若某根毛细管的流量特性或气密性不合格则会造成整个喷注器报废，产品合格率难以有效提升；另一类测试装置在单根毛细管弯型后预留一定长度的直线段，在其两端焊接管接头进行测试，测试完成后再将管接头切除，打磨毛细管端部，修整孔口，钎焊为喷注器，测试工序繁琐，测试过程费时又费力，并且极易造成毛细管变形而无法装配。
发明内容
针对上述问题中的至少之一，本发明提供一种喷注器毛细管液流及气密测试装置，有效减少在喷注器毛细管液流及气密测试过程中的重复劳动，规避复杂的测试前、后处理工序，快速、准确地测试每根毛细管的流量特性与气密性，提高喷注器的合格率。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种喷注器毛细管液流及气密测试装置，包括测试组件、毛细管、收集组件及气密组件；
所述测试组件安装在收集组件上部，所述毛细管被夹持在测试组件中，与收集组件对正，所述气密组件选择性地安装在毛细管出口。
作为上述方案的优选，所述测试组件包括密封部件、集液腔、集液腔上盖、集液腔下盖、夹持部件和O形圈Ⅰ；
所述集液腔上盖和集液腔下盖分别固定在集液腔上下两端，其上均设置有安装孔；
同心阵列分布的多个所述密封部件安装在集液腔上盖的安装孔中，同心阵列分布的多个所述夹持部件安装在集液腔下盖的安装孔中，二者与集液腔分别通过O形圈Ⅰ密封，每组对应的密封部件与夹持部件同心对正。
作为上述方案的优选，所述密封部件包括旋钮、导向销、弹簧、外壳、密封杆、O形圈Ⅱ和密封垫Ⅰ，所述外壳设有L形槽，外壳内设有与旋钮连接的密封杆，所述旋钮上设置有导向销，导向销能够沿L形槽滑动，并带动密封杆进行直线或回转运动，密封杆与外壳之间设有弹簧和O形圈Ⅱ，所述密封垫Ⅰ粘贴在密封杆下端。
作为上述方案的优选，所述集液腔包括O形圈Ⅲ和导流管，所述O形圈Ⅲ设于集液腔上盖与集液腔下盖之间，所述导流管为三通结构，在入口管路后分为两路分支管路，分别与集液腔侧面连通，分支管路的管径小于入口管路的管径。
作为上述方案的优选，所述夹持部件包括管接头、套设在管接头外侧的锁紧螺母Ⅰ、设于管接头下端的密封垫Ⅱ、锥垫Ⅰ和C形环Ⅰ；
所述管接头设有中心通孔，所述毛细管的入口穿入锁紧螺母Ⅰ内，穿过C形环Ⅰ、锥垫Ⅰ和密封垫Ⅱ，与管接头中心通孔连通；
所述管接头和锥垫Ⅰ与密封垫Ⅱ的接触面均为内锥面，锁紧螺母Ⅰ拧紧时能够挤压密封垫Ⅱ变形填充与毛细管的装配间隙。
作为上述方案的优选，所述收集组件包括安装板、收集板、设于两者之间的支撑杆Ⅰ、支撑杆Ⅱ、设于收集板下方的收集管、支脚，还包括挡板；
所述挡板装夹在支撑杆Ⅰ与支撑杆Ⅱ之间，挡板上设有定位孔，所述毛细管从挡板的定位孔中穿过，伸入对应的收集管内。
作为上述方案的优选，所述气密组件包括气密堵头、锁紧螺母Ⅱ、密封垫Ⅲ、锥垫Ⅱ和C形环Ⅱ；所述气密堵头设有中心盲孔，所述毛细管的出口穿入气密组件的中心孔内，与气密堵头的中心盲孔连通。
作为上述方案的优选，C形环采用弹性材料制成，圆周处设有缺口，与锁紧螺母接触端设有外锥面。
作为上述方案的优选，所述测试组件中毛细管的安装数量为至少一套喷注器所包含的毛细管数量。
由于具有上述结构，本发明的有益效果在于：
(1)在毛细管钎焊成为喷注器前进行液流和气密测试，提前剔除不合格的毛细管，避免生产损失，减少经济浪费；
(2)毛细管装夹、密封方式简便、易于操作，无需提前焊接测试接口，测试完成后可直接钎焊为喷注器，毛细管技术状态保持不变，测试数据稳定；
(3)毛细管装夹完成后可根据具体需求选择所有或任意位置的毛细管进行测试，可兼顾完成液流测试与气密测试，测试模式灵活多变，减少多次测试带来的重复装夹，避免重复人工劳动，提高测试效率；
(4)采用透明容器收集液流，通过刻度及编号读取可快速地定位缺陷毛细管，通过称量法可准确地计算出毛细管的流量特性，可靠性高，省去了价格昂贵的测试仪器，测试成本大幅降低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明测试组件的结构示意图；
图3为本发明收集组件的结构示意图；
图4为本发明密封部件的结构示意图；
图5为本发明集液腔的结构示意图；
图6为本发明夹持部件、毛细管与气密组件的连接关系示意图；
图7为图6中A处局部放大示意图；
图8为本发明C形环的结构示意图；
图中，各组件与附图标记之间的对应关系为：
1-测试组件，11-密封部件，111-旋钮，112-导向销，113-弹簧，114-外壳，114a-L形槽，115-密封杆，116-O形圈Ⅱ，117-密封垫1，12-集液腔，121-集液腔上盖，121a-上安装孔，122-O形圈Ⅲ，123-集液腔下盖，123a-下安装孔，124-导流管，124a-入口接头，124b-分支管路，13-夹持部件，131-管接头，132-锁紧螺母Ⅰ，133-密封垫Ⅱ，134-锥垫1，135-C形环1，14-O形圈Ⅰ，2-毛细管，21-入口直线段，22-折弯处，23-出口直线段，3-收集组件，31-安装板，32-支撑杆1，33-挡板，34-支撑杆2，35-收集板，36-收集管，37-支脚，4-气密组件，41-气密堵头。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
如图1所示，本实施例提供一种喷注器毛细管液流及气密测试装置，包括：测试组件1、毛细管2、收集组件3与气密组件4；测试组件1安装在收集组件3上部的安装孔内，通过导流管124与试验设备相连；喷注器的毛细管2包含多种类型，分别被夹持在测试组件1中，并与收集组件3对正；测试开始时，液流试验设备的阀门开启，具有一定压力的试验介质(去离子水)进入测试组件1后由毛细管2喷出，直接喷入收集组件3中开始进行液流收集，当阀门定时关闭后停止收集，根据流量及上游压力值可计算得到毛细管的流量特性，并判别其合格性；根据测试需求，在毛细管2的出口处安装气密组件4后，毛细管2被密封，向测试组件1加注试验介质(高压氮气)完成毛细管的气密性测试。
如图2所示，测试组件1包括：密封部件11、集液腔12、集液腔上盖121、集液腔下盖123、夹持部件13和O形圈Ⅰ14，所述集液腔上盖121和集液腔下盖123分别固定在集液腔12上下两端，其上均设置有安装孔；同心阵列分布的多个密封部件11通过螺纹安装在集液腔12上盖121的上安装孔121a中，同心阵列分布的多个夹持部件13通过螺纹安装在集液腔12下盖123的下安装孔123a中，二者与集液腔12分别通过O形圈Ⅰ14密封；每组对应的密封部件11与夹持部件13同心对正；各密封部件11相互独立，根据具体需求密封各自对应的毛细管。
如图3所示，在本实施例中，收集组件3包括安装板31、收集板35，设于两者之间的支撑杆Ⅰ32、支撑杆Ⅱ34，设于收集板35下方的收集管36、支脚37，还包括挡板33，挡板33夹紧在支撑杆Ⅰ32与支撑杆Ⅱ34之间，挡板33上设有定位孔33a，毛细管2从挡板的定位孔33a中穿过，伸入对应的收集管36内；挡板33首先对毛细管2起到定位及导向作用，其次对毛细管2的折弯处22形成运动限位，防止其在测试过程中因高压作用意外飞出。
如图4所示，在本实施例中，密封部件11包括旋钮111、导向销112、弹簧113、外壳114、密封杆115、O形圈Ⅱ116和密封垫Ⅰ117；所述外壳114设有L形槽114a，外壳114内设有与旋钮111连接的密封杆115，操作旋钮111将其上设置的导向销112沿外壳114所设的L形槽114a内滑动，带动密封杆115进行直线或回转运动；导向销112向下运动进入L形槽114a的横槽内，密封杆115位置锁定，此时密封垫Ⅰ117处于压缩状态，对夹持部件13入口进行密封，所对应的毛细管2将不参与测试；旋转旋钮111，导向销112滑出横槽后，处于压缩状态的弹簧113带动密封杆115自动复位，密封状态解除。通过密封部件11的独立密封作用，可根据具体需求对任意位置的毛细管进行单独测试，也可进行整体测试。
如图5所示，在本实施例中，集液腔12包括O形圈Ⅲ122和导流管124；所述O形圈Ⅲ122设于集液腔上盖121与集液腔下盖123之间，导流管124为三通结构，入口接头124a与液流或气密试验设备相连，在其后分为两路通径稍小的分支管路124b与集液腔12侧面连通；试验介质(去离子水)分散地进入集液腔12内，速度方向与毛细管2入口方向垂直，降低了试验介质(去离子水)在电磁阀开启瞬间对毛细管2入口造成的冲击压力，减小测试误差。
如图6所示，在本实施例中，夹持部件13包括管接头131、套设在管接头131外侧的锁紧螺母Ⅰ132、设于管接头131下端的密封垫Ⅱ133、锥垫Ⅰ134和C形环Ⅰ135，所述管接头131设有中心通孔，毛细管2的入口直线段21穿入夹持部件13的中心孔内(穿入锁紧螺母Ⅰ132内，穿过C形环Ⅰ135、锥垫Ⅰ134和密封垫Ⅱ133)，与管接头131中心通孔连通，从而与集液腔12导通。
如图7所示，在本实施例中，管接头131和锥垫Ⅰ134与密封垫Ⅱ133的接触面均为内锥面，锁紧螺母Ⅰ132拧紧时挤压密封垫Ⅱ133，由于内锥面的作用，密封垫Ⅱ133向中心变形，填充与毛细管的装配间隙，实现毛细管2的密封。
如图6、图7所示，在本实施例中，气密组件4包括气密堵头41、锁紧螺母Ⅱ42、密封垫Ⅲ、锥垫Ⅱ和C形环Ⅱ，毛细管2的出口直线段23穿入气密堵头41的中心盲孔内，其夹紧和密封方式与夹持部件13相同。
如图8所示，在上述实施例中，C形环(C形环Ⅰ和C形环Ⅱ)采用弹性材料制成，圆周处设有缺口，与锁紧螺母(锁紧螺母Ⅰ或锁紧螺母Ⅱ)的接触端设有外锥面；锁紧螺母拧紧时挤压外锥面使C形环产生径向变形，缺口变窄，内径收缩并夹紧毛细管2；锁紧螺母松开时C形环回弹并放松毛细管2。
在本实施例中，测试组件1中毛细管2的安装数量为一套喷注器所包含的毛细管数量，毛细管2的安装位置与喷注器钎焊时毛细管的装配位置保持一致。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (9)

1.一种喷注器毛细管液流及气密测试装置，其特征在于：包括测试组件、毛细管、收集组件及气密组件；
所述测试组件安装在收集组件上部，所述毛细管被夹持在测试组件中，与收集组件对正，所述气密组件选择性地安装在毛细管出口。
2.根据权利要求1所述的喷注器毛细管液流及气密测试装置，其特征在于：所述测试组件包括密封部件、集液腔、集液腔上盖、集液腔下盖、夹持部件和O形圈Ⅰ；
所述集液腔上盖和集液腔下盖分别固定在集液腔上下两端，其上均设置有安装孔；
同心阵列分布的多个所述密封部件安装在集液腔上盖的安装孔中，同心阵列分布的多个所述夹持部件安装在集液腔下盖的安装孔中，二者与集液腔分别通过O形圈Ⅰ密封，每组对应的密封部件与夹持部件同心对正。
3.根据权利要求2所述的喷注器毛细管液流及气密测试装置，其特征在于：所述密封部件包括旋钮、导向销、弹簧、外壳、密封杆、O形圈Ⅱ和密封垫Ⅰ，所述外壳设有L形槽，外壳内设有与旋钮连接的密封杆，所述旋钮上设置有导向销，导向销能够沿L形槽滑动，并带动密封杆进行直线或回转运动，密封杆与外壳之间设有弹簧和O形圈Ⅱ，所述密封垫Ⅰ粘贴在密封杆下端。
4.根据权利要求2所述的喷注器毛细管液流及气密测试装置，其特征在于：所述集液腔包括O形圈Ⅲ和导流管，所述O形圈Ⅲ设于集液腔上盖与集液腔下盖之间，所述导流管为三通结构，在入口管路后分为两路分支管路，分别与集液腔侧面连通，分支管路的管径小于入口管路的管径。
5.根据权利要求2所述的喷注器毛细管液流及气密测试装置，其特征在于：所述夹持部件包括管接头、套设在管接头外侧的锁紧螺母Ⅰ、设于管接头下端的密封垫Ⅱ、锥垫Ⅰ和C形环Ⅰ；
所述管接头设有中心通孔，所述毛细管的入口穿入锁紧螺母Ⅰ内，穿过C形环Ⅰ、锥垫Ⅰ和密封垫Ⅱ，与管接头中心通孔连通；
所述管接头和锥垫Ⅰ与密封垫Ⅱ的接触面均为内锥面，锁紧螺母Ⅰ拧紧时能够挤压密封垫Ⅱ变形填充与毛细管的装配间隙。
6.根据权利要求1所述的喷注器毛细管液流及气密测试装置，其特征在于：所述收集组件包括安装板、收集板、设于两者之间的支撑杆Ⅰ、支撑杆Ⅱ、设于收集板下方的收集管、支脚，还包括挡板；
所述挡板装夹在支撑杆Ⅰ与支撑杆Ⅱ之间，挡板上设有定位孔，所述毛细管从挡板的定位孔中穿过，伸入对应的收集管内。
7.根据权利要求1所述的喷注器毛细管液流及气密测试装置，其特征在于：所述气密组件包括气密堵头、锁紧螺母Ⅱ、密封垫Ⅲ、锥垫Ⅱ和C形环Ⅱ；所述气密堵头设有中心盲孔，所述毛细管的出口穿入气密组件的中心孔内，与气密堵头的中心盲孔连通。
8.根据权利要求5或7所述的喷注器毛细管液流及气密测试装置，其特征在于：C形环采用弹性材料制成，圆周处设有缺口，与锁紧螺母接触端设有外锥面。
9.根据权利要求1所述的喷注器毛细管液流及气密测试装置，其特征在于：所述测试组件中毛细管的安装数量为至少一套喷注器所包含的毛细管数量。
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