CN113686566A

CN113686566A - 一种适用于隔板喷嘴组件中外喷嘴的液流试验装置

Info

Publication number: CN113686566A
Application number: CN202111108346.XA
Authority: CN
Inventors: 徐亚丽
Original assignee: Xian Aerospace Propulsion Institute
Current assignee: Xian Aerospace Propulsion Institute
Priority date: 2021-09-22
Filing date: 2021-09-22
Publication date: 2021-11-23
Anticipated expiration: 2041-09-22
Also published as: CN113686566B

Abstract

本发明公开了一种适用于隔板喷嘴组件中外喷嘴的液流试验装置，其主要包括壳体、上端盖、位置调节组件、内喷嘴以及定位套；壳体和上端盖配合构成一个腔室，待测试外喷嘴和已测试合格的内喷嘴同轴配装后，设置于所述腔室内；定位套和壳体底部的台阶通孔实现了待测试外喷嘴的定位；位置调节组件和上端盖配合使得内喷嘴可在外喷嘴内部上下移动，从而确保待测试外喷嘴的径向孔保持畅通，同时确保内喷嘴向外喷嘴内缩进的尺寸，通过使用该试验装置不仅满足了隔板喷嘴组件中外喷嘴的液流性能测试的要求，并且整体结构设计合理紧凑，装拆方便。

Description

一种适用于隔板喷嘴组件中外喷嘴的液流试验装置

技术领域

本发明涉及一种试验装置，具体涉及一种适用于隔板喷嘴组件中外喷嘴的液流试验装置。

背景技术

在推力室研制过程中，隔板喷嘴组件焊接前需测量喷嘴性能参数。隔板喷嘴组件因结构复杂，其外喷嘴液流需与内喷嘴配装后测试配装的产品液流合格方可焊接成隔板喷嘴组件。

隔板喷嘴组件的液流试验要求：水只能从外喷嘴的径向孔进入内、外喷嘴之间构成的矩形螺旋槽流道从上而下流出，并且需要在产品真实配装状态进行，根据合格隔板喷嘴组件的要求，配装时需要确保内喷嘴缩进外喷嘴内，具体来说就是需要内喷嘴喷水侧端面相对于外喷嘴喷水侧端面向外喷嘴内缩进设计所需距离，同时需确保外喷嘴的径向孔畅通。

由于现有的液流试验装置均无法对隔板喷嘴组件中外喷嘴的液流性能进行测试，因此急需一种隔板喷嘴组件外喷嘴的液流试验装置。

发明内容

为了解决现有液流试验装置均无法对隔板喷嘴组件中外喷嘴的液流性能进行测试，本发明设计了一种适用于隔板喷嘴组件中外喷嘴的液流试验装置。

本发明的具体技术方案是：

一种适用于隔板喷嘴组件中外喷嘴的液流试验装置，包括壳体、上端盖、位置调节组件、内喷嘴以及定位套；

壳体的底部设置有台阶通孔，壳体顶部设置第一法兰；壳体的侧壁上设有进水接口以及测压接口；

上端盖包括自上而下依次设置的第二法兰部、配合部以及凸起部；

第二法兰部和第一法兰通过螺栓、螺母连接；

配合部和凸起部均伸入壳体内部，并且配合部的外圆表面和壳体内表面相互密封配合；

内喷嘴为已测试合格的产品；

内喷嘴和待测试外喷嘴配合后同轴设置于壳体内；

待测试外喷嘴的下端与所述台阶通孔的大孔密封配合，并且待测试外喷嘴的下端端面与台阶通孔中大孔和小孔之间的过渡面相接触；

待测试外喷嘴的上端面与所述凸起部的下端面之间设有柔性定位套；

内喷嘴上端插装至上端盖内，内喷嘴下端位于待测试外喷嘴内部；

位置调节组件用于对内喷嘴在外喷嘴内上下方向的位置进行调整，确保待测试外喷嘴的径向孔保持畅通，同时确保内喷嘴下端端面与待测试外喷嘴下端端面之间满足实际产品装配后所需缩进尺寸。

进一步地，上述位置调节组件包括拉杆、保护套以及调节螺母；所述拉杆同轴设置于所述内喷嘴内部；拉杆的上端伸出所述内喷嘴上端后与所述调节螺母螺纹连接；

保护套同轴安装于所述拉杆上，并且保护套的外表面与内喷嘴内表面构成锥面配合；旋转调节螺母，在拉杆和保护套的带动下，内喷嘴能够在外喷嘴内上下移动。

进一步地，上述配合部的外圆表面和壳体内表面之间、待测试外喷嘴的下端与所述台阶通孔的大孔之间、待测试外喷嘴的上端面与所述柔性定位套之间以及内喷嘴与上端盖之间均安装有密封圈。

进一步地，上述台阶通孔的小孔为锥形孔，且锥形孔的大端向下。

进一步地，上述保护套和定位套均采用氟四聚乙烯材料制作。

进一步地，上述进水接口的数量为两个，且对称设置于所述壳体上，两个进水接口均位于待测试外喷嘴径向孔上方。

进一步地，上述测压接口位于进水接口的下方，且与外喷嘴径向孔等高。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用壳体、上端盖、位置调节组件、内喷嘴以及定位套构成的测试装置，不仅满足了隔板喷嘴组件中外喷嘴的液流性能测试的要求，并且该测试装置整体结构设计合理紧凑，装拆方便，通过试验得到壳体内压力稳定时流经内、外喷嘴之间矩形螺旋槽流道的流量和喷雾角小大，为内喷嘴挑选合格的外喷嘴提供了有力的支持。

2、本发明采用拉杆、保护套、螺母构成的位置调节组件，通过三个零件与内喷嘴、上端盖的相互配合作用，可以实现内喷嘴在外喷嘴内上下移动，确保了内喷嘴缩进尺寸准确，以及外喷嘴的径向孔畅通，同时保证了内喷嘴不从外喷嘴中滑落，保护铜质锥形内喷嘴内壁和下段矩形螺旋状过流槽不损伤。

3、本发明的台阶通孔中大孔为锥形，锥形孔大小的设置以不碰触遮挡产品喷雾锥为准，其目的为了方便测量喷雾锥角这一性能参数。

4、本发明采用柔性定位套与待测试外喷嘴以及上端盖的凸起部配合，选材合理不伤产品，不仅解决了外喷嘴的定位问题，起到同时达到径向和端面密封效果，该结构小巧，易加工更换，同时可调节上端盖和被待测试外喷嘴之间的垂直距离。

5、本发明配合部的外圆表面和壳体内表面之间、待测试外喷嘴的下端与所述台阶通孔的小孔之间、待测试外喷嘴的上端面与所述柔性定位套之间以及内喷嘴与上端盖之间均安装有密封圈，该四道密封圈的设计解决了水只能从被测试外喷嘴的径向孔进入内、外喷嘴之间的矩形螺旋槽流道，避免了试验过程中各零件之间发生渗漏的情况，确保了试验结果的可靠性和精确性。

附图说明

图1为测试装置的结构示意图。

图2为壳体的结构示意图。

图3为上端盖的结构示意图。

图4为拉杆的结构示意图。

图5为保护套的结构示意图。

附图标记如下：

1-壳体、11-第一法兰、12-台阶通孔、121-锥形孔、13-进水接口、14-测压接口、2-上端盖、21-第二法兰部、22-配合部、23-凸起部、3-拉杆、4-保护套、5-螺母、6-内喷嘴、7-柔性定位套、8-密封圈、9-外喷嘴。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”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、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明中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、可拆卸连接或一体式连接：同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也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。

推力室的隔板喷嘴组件中，外喷嘴同轴设置在内喷嘴外部，外喷嘴仅上端与配装的内喷嘴中段有间隙配合，内外喷嘴配合的其余部分为矩形螺旋槽式流道，结构复杂，且外喷嘴的进水径向孔紧挨间隙配合的部分，因此外喷嘴测试装置的设计难点是如何保证内喷嘴不从外喷嘴中滑落，且确保内喷嘴在外喷嘴内的缩进尺寸。

本发明提供了一种适用于隔板喷嘴组件中外喷嘴的液流试验装置，其基本包括壳体、上端盖、位置调节组件、内喷嘴以及定位套；

壳体和上端盖配合构成一个腔室，待测试外喷嘴和已测试合格的内喷嘴同轴配装后，设置于所述腔室内；定位套和壳体底部的台阶通孔实现了待测试外喷嘴的定位；位置调节组件和上端盖配合使得内喷嘴可在外喷嘴内部上下移动，从而确保待测试外喷嘴的径向孔保持畅通，同时确保内喷嘴向外喷嘴内缩进的尺寸。

测试时：将试验水通过壳体的进水口引入腔室内，并通过外喷嘴上的径向孔进入内、外喷嘴之间构成的矩形螺旋槽流道内，并最终喷出；在此过程中，需要在腔室内压力稳定时，测量流经该隔板喷嘴组件的流量大小和喷水后形成的喷雾角大小，从而确定该外喷嘴是否为与内喷嘴相匹配的合格品。

如图1所示，该测试装置的具体结构如下：包括壳体1、上端盖2、拉杆3、保护套4、螺母5、内喷嘴6以及柔性定位套7；

如图2所示，壳体1为筒状结构，其上端开口，并且设有第一法兰11；

壳体1下端中心设置用于对待测试外喷嘴进行定位，以及供试验水喷出的台阶通孔12；待测试外喷嘴与台阶通孔的大孔配合，两者之间采用密封圈8进行密封，避免试验水由此处泄漏；

壳体1侧壁上设有进水接口13以及测压接口14，进水接口13有两个且相互对称，保证水均匀进入壳体内；进水接口13尺寸的设计保证水以要求的流速进入壳体内，壳体1内径尺寸设计保证水以要求的流速进入外喷嘴，测压接口14高度设置尽量与外喷嘴上的径向孔(图1中A位置)同高，保证压力测量准确。

优选地，台阶通孔12的小孔为锥形孔121，锥形孔121大小的设置以不碰触遮挡产品喷雾锥为准，其目的是为了方便喷雾锥角的测量。

如图1和3所示，上端盖2包括自上而下依次设置的第二法兰部21、配合部22以及凸起部23；第二法兰部21和第一法兰11通过螺栓、紧固螺母连接；配合部22和凸起部23均伸入壳体1内部，并且配合部22的外圆表面和壳体1内表面相互配合并且两者之间设置有密封圈8通过调整螺栓和紧固螺母可以调整上端盖在壳体内伸入的深度大小；

柔性定位套7，选用氟四聚乙烯材料制作，其位于壳体1内，且设置在待测试外喷嘴9的上端面与所述凸起部23的下端面之间，解决外喷嘴定位，起到同时密封作用，并且通过更换该柔性定位套，可调节上端盖2和待测试外喷嘴9之间垂直距离。为了确保密封效果，待测试外喷嘴9的上端面和柔性定位套之间设置有密封圈8。

如图1、4、5所示，拉杆3、保护套4、螺母5构成位置调节组件；考虑到内、外喷嘴都是铜质，利用内喷嘴6有一小段锥度，设计氟四聚乙烯材料制作的保护套4，外形与内喷嘴6带锥度段相适配，锥度必须大于内喷嘴6带锥度段锥度。保护套4的内孔带台阶，套在拉杆3下端；拉杆3上端穿过内喷嘴6上端且设置螺纹，与螺母5配合，通过旋紧螺母5将拉杆3和保护套4向上拽，保证内喷嘴6不从外喷嘴9中滑落，保护内喷嘴6内壁和下段流道不损伤，并固定拉杆3与内喷嘴6的相对位置，防拉杆3上端碰伤内喷嘴6上端。最终保证内喷嘴6向外喷嘴9内缩进的尺寸，以及外喷嘴9的径向孔畅通。

该测试装置的安装顺序如下：

先把外喷嘴9套设在内喷嘴6外部，将保护套4套在拉杆3上，再将拉杆3从内喷嘴6下端缓慢推装入内喷嘴6，同时用手托住内喷嘴下端面，以免内喷嘴6从外喷嘴9中滑落；将拉杆3、保护套4、定位套7、内、外喷嘴从下装入预装好密封圈8的上端盖2上，紧固螺母5，以内喷嘴6缩进外喷嘴8规定尺寸为准。最后用螺栓、螺母与壳体1固定安装。

根据上述安装过程可以看出，在实际工作过程中，为提高试验效率，可加工两套拉杆、保护套、定位套、上端盖以及螺母轮流装拆待测试的产品。

Claims

1.一种适用于隔板喷嘴组件中外喷嘴的液流试验装置，其特征在于：包括壳体、上端盖、位置调节组件、内喷嘴以及定位套；

第二法兰部和第一法兰通过螺栓、螺母连接；

内喷嘴为已测试合格的产品；

内喷嘴和待测试外喷嘴配合后同轴设置于壳体内；

2.根据权利要求1所述的适用于隔板喷嘴组件中外喷嘴的液流试验装置，其特征在于：所述位置调节组件包括拉杆、保护套以及调节螺母；所述拉杆同轴设置于所述内喷嘴内部；拉杆的上端伸出所述内喷嘴上端后与所述调节螺母螺纹连接；

3.根据权利要求1或2所述的适用于隔板喷嘴组件中外喷嘴的液流试验装置，其特征在于：所述配合部的外圆表面和壳体内表面之间、待测试外喷嘴的下端与所述台阶通孔的大孔之间、待测试外喷嘴的上端面与所述柔性定位套之间以及内喷嘴与上端盖之间均安装有密封圈。

4.根据权利要求3所述的适用于隔板喷嘴组件中外喷嘴的液流试验装置，其特征在于：所述台阶通孔的小孔为锥形孔，且锥形孔的大端向下。

5.根据权利要求4所述的适用于隔板喷嘴组件中外喷嘴的液流试验装置，其特征在于：所述保护套和定位套均采用氟四聚乙烯材料制作。

6.根据权利要求5所述的适用于隔板喷嘴组件中外喷嘴的液流试验装置，其特征在于：所述进水接口的数量为两个，且对称设置于所述壳体上，两个进水接口均位于待测试外喷嘴径向孔上方。

7.根据权利要求6所述的适用于隔板喷嘴组件中外喷嘴的液流试验装置，其特征在于：所述测压接口位于进水接口的下方，且与外喷嘴径向孔等高。