CN116659869A - 用于发动机推力室点火喷嘴内涡流器的液试工装 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于发动机推力室点火喷嘴内涡流器的液试工装，用于解决现有的涡流器检测方法无法充分反映涡流器真实性能的技术问题。该液试工装包括进口组件、压紧组件、壳体模拟件及套筒，其中压紧组件将壳体模拟件压接，进口组件为液流提供进口通道，进口管道、上法兰、上壳体及套筒均设有依次连通的液流通道。以此模拟涡流器实际工作环境，并在测压通道处精确地获取液流压力，依据该液试工装可直观、精确地获得涡流器的真实性能，为实际使用提供理论依据。

Description

用于发动机推力室点火喷嘴内涡流器的液试工装

技术领域

本发明涉及一种测试工装，尤其涉及一种用于发动机推力室点火喷嘴内涡流器的液试工装，该工装应用在液煤二级发动机的推力室点火喷嘴液流试验中。

背景技术

在液煤推力室中，每台推力室仅一个点火喷嘴，其位于上百个喷嘴的中心处。点火喷嘴的主要作用是最先点燃介质，一般在点火喷嘴内设置有涡流器，涡流器属于微小零件，其性能参数直接影响点火喷嘴的点火速度及均匀性。

目前常用的涡流器的检测方法是通过剖切首件进行间接辅助性验证，但此方法仅能对涡流器的部分特征进行检测，且其检测结果也不能充分反映涡流器最终的真实性能；同时，涡流器结构复杂且尺寸小，剖切难度较大，且剖切质量也会影响其检测结果。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的涡流器检测方法无法充分反映涡流器真实性能的技术问题，而提供一种用于发动机推力室点火喷嘴内涡流器的液试工装。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案如下：

一种用于发动机推力室点火喷嘴内涡流器的液试工装，其特殊之处在于：

包括进口组件、压紧组件、壳体模拟件及套筒；

所述进口组件包括进口管道和测压通道，所述测压通道设置在进口管道侧壁上且与进口管道连通，测压通道远离进口管道的一端连接测压设备；

所述压紧组件包括上法兰和下法兰；上法兰和下法兰之间通过紧固件连接；所述进口管道与上法兰连接；

所述壳体模拟件包括上壳体和下壳体；所述上法兰、上壳体、下壳体及下法兰采用逐级插入式限位连接；所述下壳体内自上至下设置有容置腔室与液流通道，所述套筒和被试涡流器位于下壳体的容置腔室内；所述进口管道、上法兰、上壳体及套筒均设有依次连通的液流通道。

进一步地，所述下壳体的侧面设置有测量台阶，所述上壳体的下端与测量台阶之间存在间隙，该间隙的大小可根据实际需求进行设计，确保被试涡流器不被压伤变形。

进一步地，所述上法兰与上壳体插接处的内壁上沿径向设有第一环形槽，第一环形槽内设有第一密封件；所述上壳体的下侧与下壳体插接处的内壁上沿径向设有第二环形槽，第二环形槽内设有第二密封件。

进一步地，所述下法兰的下端设有环状凸台，环状凸台内设有与上凹的圆形平台，所述圆形平台用于防止在安装过程中紧固件的下端面与试验台面接触。

进一步地，所述紧固件为双头螺柱，其上端与上法兰螺纹连接，下端与下法兰螺纹连接并通过点焊固定。

进一步地，所述双头螺柱的数量为3个或4个，且绕壳体模拟件周向均布，进而将上法兰和下法兰稳定连接。

进一步地，所述进口管道入口端设有进水嘴；所述测压通道上设有测压嘴，测压嘴一端连接测压通道，另一端连接测压设备。

进一步地，所述下法兰的周向设有多个通孔，用于通过螺栓将下法兰固定于试验台上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的液试工装包括进口组件、压紧组件、壳体模拟件及套筒，其中压紧组件将壳体模拟件压接，进口组件为液流提供进口通道，进口管道、上法兰、上壳体及套筒均设有依次连通的液流通道，以此模拟涡流器实际工作环境，并在测压通道处精确地获取液流压力，依据该液试工装可直观、精确地获得涡流器的真实性能，为实际使用提供理论依据。

2、本发明液试工装在下壳体的侧面设置有测量台阶，上壳体的下端与测量台阶之间存在间隙，该间隙可根据实际测试需求进行调整，确保被试产品不被挤压变形。

3、本发明的上法兰、上壳体、下壳体及下法兰采用逐级插入式限位连接，以此保证液试工装安装时周向同心；同时，配合第一密封件和第二密封件，保证液流通道的密封性，确保液流自上而下进出产品。

4、本发明的液试工装，整体结构设计合理紧凑，模拟涡流器的工作环境，结构设计简单，满足试验要求。

附图说明

图1为本发明用于发动机推力室点火喷嘴内涡流器的液试工装实施例的结构示意图(未显示进水嘴)；

图2为本发明用于发动机推力室点火喷嘴内涡流器的液试工装实施例中装配被试涡流器和套筒后的壳体模拟件结构示意图；

图3为本发明用于发动机推力室点火喷嘴内涡流器的液试工装实施例中上法兰及进口组件结构示意图；

图4为本发明用于发动机推力室点火喷嘴内涡流器的液试工装实施例中下法兰组件及紧固件结构示意图。

附图标记如下：

1-进口管道，11-进水嘴，2-测压通道，21-测压嘴，3-上法兰，31-第一环形槽，32-第一密封件，4-套筒，5-下法兰，51-环状凸台，52-圆形平台，6-紧固件，7-上壳体，71-第二环形槽，72-第二密封件，8-下壳体，9-被试涡流器。

具体实施方式

本实施例中涡流器液试要求为：液体只能从点火喷嘴上壳体的中心孔进入产品流道，自上而下流出，因此，液试工装需模拟涡流器的实际工作环境，以此保证试验状态的正确性，提高试验数据测量的准确性。

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而非指示或暗示其相对重要性。

如图1所示，本发明提供了一种用于发动机推力室点火喷嘴内涡流器的液试工装，该液试工装模拟涡流器的实际工作环境，包括进口组件、压紧组件、壳体模拟件及套筒4。

结合图1和图3，进口组件包括进口管道1和测压通道2；进口管道1入口端设有进水嘴11，一般通过焊接固定。测压通道2设置在进口管道1侧壁上且与进口管道1连通，测压通道2远离进口管道1的一端设有测压嘴21，测压嘴21一端与测压通道2的侧壁焊接，另一端连接外接的测压设备，用于测试液流的压力。

结合图1、图3和图4，压紧组件包括上法兰3和下法兰5，上法兰3和下法兰5之间通过紧固件6连接，本实施例中，紧固件6为双头螺柱，双头螺柱的数量为3个或4个。双头螺柱的中间部分为光杆，两端设有螺纹，上法兰3和下法兰5对应处设有与双头螺柱的螺纹相匹配的螺纹孔，双头螺柱的上端与上法兰3螺纹连接并通过螺母从上法兰3的下端将其紧固，下端与下法兰5螺纹连接并通过点焊固定。为了提高液试工装工作过程的稳定性，本实施例在上法兰3的上端与双头螺栓的连接处，以及下法兰5的上端与双头螺栓的连接处分别设有固定环，用于防止双头螺栓在工作过程中径向晃动。

进口管道1与上法兰3连接，一般通过焊接固定，为液试工装提供入口通道，且进口管道1的长度足够长，以此保证入口液流的稳定性。测压通道2靠近上法兰3，以此保证压力测量的准确性。上法兰3与上壳体7的插接处的内壁上沿径向设有第一环形槽31，第一环形槽31内设有第一密封件32，以此保证液试工装入口处的密封性。

下法兰5用于支撑液试工装各部件，其周向设有多个通孔，用于通过螺栓将下法兰5固定于试验台上。下法兰5的下端还设有环状凸台51，用于保证下法兰5平稳放置于试验台上。环状凸台51内设有上凹的圆形平台52，圆形平台52的厚度一般小于环状凸台51的厚度，用于防止双头螺柱变形，同时，保证上法兰3、下法兰5与双头螺柱的水平接触面平行。

如图1所示，壳体模拟件内的液流通道可同点火喷嘴产品的一致，以此模拟涡流器的真实工作环境。壳体模拟件包括上壳体7和下壳体8，上法兰3、上壳体7、下壳体8及下法兰5采用逐级插入式限位连接，保证工装安装周向同心；下壳体8内自上至下设置有容置腔室与液流通道，套筒4和被试涡流器9位于下壳体8的容置腔室内，以此实现被试涡流器9实际工况的环境。即上法兰3的中心孔内径与上壳体7的外径匹配，对其进行周向定位；下法兰5的中心孔内径与下壳体8的外径匹配，同样对其进行周向定位。

上壳体7、套筒4及被试涡流器9自上至下依次压接，以此模拟被试涡流器9在点火喷嘴内被压紧定位的状态。下壳体8的侧面设置有测量台阶，上壳体7的下端与测量台阶之间存在间隙(即图1中的L)，间隙的大小以点火喷嘴实际设计需求为依据。首次安装时，需将被试涡流器9、套筒4依次放置于下壳体8内，再将上壳体7压接于下壳体8上，接着将双头螺柱的下端通过点焊与下法兰5固定，再保证间隙的大小符合设计要求后，通过调整双头螺柱的上端与上法兰3的相对位置，确保产品不被压伤变形，后期安装/拆卸仅通过螺母调节双头螺柱的上端与上法兰3的连接处即可，以此简化后续安装步骤，提高液试工装安装及拆卸的效率。间隙的微调可通过调节上法兰3与上壳体7压接处的相对位置，并通过塞尺进行测量，确保间隙符合设计要求，之后将上法兰3与双头螺柱的上端紧固。

本实施例中，进口管道1、上法兰3、上壳体7及套筒4均设有依次连通的中心通道，中心通道即为液流通道，该液流通道与被试涡流器9实际工作所处的通道环境相同，以此实现真实工况的高度还原，提高测试结果的准确性。同时，所有部件的高度及厚度设计均相互匹配，真实还原被试涡流器9的实际工作环境及工作条件。

上壳体7的下侧与下壳体8插接处的内壁上沿径向设有第二环形槽71，第二环形槽71内设有第二密封件72，保证壳体模拟件下端的密封性，防止测试过程中液流的渗漏，保证经过进口管道1进入的液流自上而下进出产品。

本发明的液试方法采用上述的用于发动机推力室点火喷嘴内涡流器的液试工装以及与液试工装连接的测压设备，液试方法为：将液试工装自下至上依次组装好，并将测压设备与测压通道上的测压嘴连接，液流从进口管道1的入口嘴引入，经液流通道到达被试涡流器9，通过测压设备实时获取液流压力，同时，当入口压力稳定时，也可测量液体的流量，进而获取涡流器的真实性能，为实际工况提供理论依据。

本发明通过设计涡流器液试工装，模拟产品实际配装状态，通过试验获得涡流器性能参数。该工装整体结构设计合理紧凑，结构设计经多型号试验验证，说明设计结构合理，满足产品液试要求，已在推力室喷嘴液流工装中推广应用。

以上，尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但对于本技术领域中的普通技术人员来说，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例的变化和变型都应当视为落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于发动机推力室点火喷嘴内涡流器的液试工装，其特征在于：

包括进口组件、压紧组件、壳体模拟件及套筒(4)；

所述进口组件包括进口管道(1)和测压通道(2)，所述测压通道(2)设置在进口管道(1)侧壁上且与进口管道(1)连通，测压通道(2)远离进口管道(1)的一端连接测压设备；

所述压紧组件包括上法兰(3)和下法兰(5)；上法兰(3)和下法兰(5)之间通过紧固件(6)连接；所述进口管道(1)与上法兰(3)连接；

所述壳体模拟件包括上壳体(7)和下壳体(8)；所述上法兰(3)、上壳体(7)、下壳体(8)及下法兰(5)采用逐级插入式限位连接；所述下壳体(8)内自上至下设置有容置腔室与液流通道，所述套筒(4)和被试涡流器(9)位于下壳体(8)的容置腔室内；所述上壳体(7)、套筒(4)、被试涡流器(9)自上至下依次压接；所述进口管道(1)、上法兰(3)、上壳体(7)及套筒(4)均设有依次连通的液流通道。

2.根据权利要求1所述的用于发动机推力室点火喷嘴内涡流器的液试工装，其特征在于：

所述下壳体(8)的侧面设置有测量台阶，所述上壳体(7)的下端与测量台阶之间存在间隙。

3.根据权利要求2所述的用于发动机推力室点火喷嘴内涡流器的液试工装，其特征在于：

所述上法兰(3)与上壳体(7)插接处的内壁上沿径向设有第一环形槽(31)，第一环形槽(31)内设有第一密封件(32)；

所述上壳体(7)的下侧与下壳体(8)插接处的内壁上沿径向设有第二环形槽(71)，第二环形槽(71)内设有第二密封件(72)。

4.根据权利要求3所述的用于发动机推力室点火喷嘴内涡流器的液试工装，其特征在于：

所述下法兰(5)的下端设有环状凸台(51)，环状凸台(51)内设有上凹的圆形平台(52)，所述圆形平台(52)用于防止在安装过程中紧固件(6)的下端面与试验台面接触。

5.根据权利要求4所述的用于发动机推力室点火喷嘴内涡流器的液试工装，其特征在于：

所述紧固件(6)为双头螺柱，其上端与上法兰(3)螺纹连接，下端与下法兰(5)螺纹连接并通过点焊固定。

6.根据权利要求5所述的用于发动机推力室点火喷嘴内涡流器的液试工装，其特征在于：

所述双头螺柱的数量为3个或4个，且绕壳体模拟件周向均布。

7.根据权利要求1-6任一所述的用于发动机推力室点火喷嘴内涡流器的液试工装，其特征在于：

所述进口管道(1)入口端设有进水嘴(11)；所述测压通道(2)上设有测压嘴(21)，测压嘴(21)一端连接测压通道，另一端连接测压设备。

8.根据权利要求7所述的用于发动机推力室点火喷嘴内涡流器的液试工装，其特征在于：

所述下法兰(5)的周向设有多个通孔，用于通过螺栓将下法兰(5)固定于试验台上。