CN201963418U - 一种适用于凝胶推进剂的直流式喷注器 - Google Patents

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张蒙正
郝智超
李军
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Abstract

本实用新型涉及一种适用于凝胶推进剂的直流式喷注器，包括喷注器面板、开口于喷注器面板的多个第一喷孔和第二喷孔、与第一喷孔相连通的第一推进剂腔、与第二喷孔相连通的第二推进剂腔，第一喷孔的数量与第二喷孔的数量一致且一一对应，第一喷孔与第二喷孔构成互击式喷注器，第一喷孔与第一推进剂腔之间的入口处设置有B倒角，B倒角的角度α范围为30～90°，倒角B的深度H为0.5～1.5mm；第二喷孔与第二推进剂腔之间的入口处设置有C倒角，C倒角的角度β范围为30～90°，倒角C的深度E为0.5～1.5mm。本实用新型解决了现有的直流式喷注器会产生推进剂堵塞喷口、影响推进剂雾化的技术问题，本实用新型能够进一步降低推进剂的粘性，改善雾化效果。

Description

一种适用于凝胶推进剂的直流式喷注器
技术领域
本实用新型涉及一种液体火箭发动机直流式喷注器，特别是用于属于非牛顿流体的凝胶推进剂、为提高燃烧效率而选用的直流式喷注器，也可作为其它领域非牛顿流体喷射、雾化的喷射装置。
背景技术
双组元液体发动机采用两种推进剂作为工质，通过喷注器的喷射、撞击，雾化、混合等过程，实现高效燃烧，喷注器包括直流式、离心式等多种结构。
凝胶推进剂是在液体推进剂中均匀混入固体颗粒，再添加胶凝剂使固体粒子悬浮于其中而生成的混合物，属于非牛顿流体，具有高粘性(为液体推进剂的10000倍以上)、剪切变稀(加压后能恢复液体形态和特征)等特性，与传统牛顿流体有很大的差异，应用在双组元发动机中，会严重影响到推进剂的流动、雾化、混合和燃烧过程。传统的直流式喷注器采用锐边入口形式，应用在凝胶推进剂上暴露出两个严重的问题：(1)凝胶推进剂流经锐边入口后，在入口周围速度迅速下降，粘性增大，形成不流动区，并随着推进剂不断的流动，推进剂逐渐积累，将喷孔堵塞；(2)凝胶推进剂经过喷孔喷射、撞击后，雾化质量较差，不利于提高燃烧效率。
发明内容
为了解决现有的直流式喷注器会产生推进剂堵塞喷口、影响推进剂雾化的技术问题，本实用新型提供一种适用于凝胶推进剂的直流式喷注器。
本实用新型的技术解决方案：
一种适用于凝胶推进剂的直流式喷注器，包括喷注器面板3、开口于喷注器面板的圆周均布的多个第一喷孔1、开口于喷注器面板的圆周均布的多个第二喷孔2、与第一喷孔相连通的第一推进剂腔5、与第二喷孔相连通的第二推进剂腔6，所述第一喷孔的数量与第二喷孔的数量一致且一一对应，所述第一喷孔与第二喷孔构成互击式喷注器，其特征在于：所述第一喷孔与第一推进剂腔之间的入口处设置有B倒角，所述B倒角的角度α范围为30～90°，B倒角的深度H为0.5～1.5mm；所述第二喷孔与第二推进剂腔之间的入口处设置有C倒角，所述C倒角的角度β范围为30～90°，倒角C的深度E为0.5～1.5mm。
本实用新型所具有的优点：
1、本实用新型对直流式喷注器进行改进，采用入口倒角的结构形式，一方面能够改善凝胶推进剂的流动特性，另一方面，能够进一步降低推进剂的粘性，改善雾化效果；
2、本实用新型能够实现凝胶推进剂流动性好，避免在喷孔入口附近形成回流区，实现稳定流动；
3、凝胶推进剂流经本实用新型喷孔时能够有效降低粘性，有利于后续雾化、混合等过程。
附图说明
图1为本实用新型直流式喷注器的结构示意图；
图2为A处放大图。
具体实施方式
如图1所示，一种适用于凝胶推进剂的直流式喷注器，包括喷注器面板3、开口于喷注器面板的圆周均布的多个第一喷孔1、开口于喷注器面板的圆周均布的多个第二喷孔2、与第一喷孔相连通的第一推进剂腔5、与第二喷孔相连通的第二推进剂腔6，第一喷孔的数量与第二喷孔的数量一致且一一对应，第一喷孔与第二喷孔构成互击式喷注器，第一喷孔与第一推进剂腔之间的入口处设置有倒角B，倒角B的角度α范围为30～90°，倒角B的深度H为0.5～1.5mm；第二喷孔与第二推进剂腔之间的入口处设置有倒角C，倒角C的角度β范围为30～90°，倒角C的深度E为0.5～1.5mm。
直流式喷注器可选用钛合金、高温钛合金、不锈钢或高温合金作为材料，根据射流角度加工喷注器型面，然后采用钻头加工喷孔。由于喷孔直径较小(1mm以内)，钻头规格限制钻头的刃长，因此喷注器型面的壁厚一般不超过3mm。钻头从出射方向垂直壁面加工出通孔，去除毛刺后，进行入口倒角工序。根据倒角的角度和深度，选择加工用的刀具(或钻头)磨制成合适的尺寸，对喷孔入口进行返修，由加工工具确保角度和深度。
在选择倒角尺寸时，结合凝胶推进剂的特性进行选择：推进剂粘性较大，倒角角度可适当选择较大；倒角深度应结合壁面厚度选取，确保直孔处的长径比不大于5。
本实用新型的原理：
凝胶推进剂流经倒角喷孔，在入口附近速度逐渐、缓慢降低，粘性缓慢升高，在入口处避免回流区，确保推进剂稳定流入喷孔；凝胶推进剂在锥形孔流动时，粘性与锥形孔角度有关，角度增大，粘性降低，因此在喷注压降固定时，入口倒角形式能够降低推进剂粘性，有利于后续雾化和混合。

Claims (1)

1.一种适用于凝胶推进剂的直流式喷注器，包括喷注器面板、开口于喷注器面板的圆周均布的多个第一喷孔、开口于喷注器面板的圆周均布的多个第二喷孔、与第一喷孔相连通的第一推进剂腔、与第二喷孔相连通的第二推进剂腔，所述第一喷孔的数量与第二喷孔的数量一致且一一对应，所述第一喷孔与第二喷孔构成互击式喷注器，其特征在于：所述第一喷孔与第一推进剂腔之间的入口处设置有B倒角，所述B倒角的角度α范围为30～90°，B倒角的深度H为0.5～1.5mm；所述第二喷孔与第二推进剂腔之间的入口处设置有C倒角，所述C倒角的角度β范围为30～90°，C倒角的深度E为0.5～1.5mm。
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