CN201982202U - 夹层强迫冷却装置 - Google Patents

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闫峰
王志武
余爱英
李双军
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Xi'an Hangjie Chemical Technology Co., Ltd.
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Xian Aerospace Propulsion Testing Technique Institute
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Abstract

本实用新型涉及一种夹层强迫冷却装置。包括扩压器筒体、设置在筒体上的冷却水夹层通道、设置在扩压器筒体两侧并与冷却水夹层通道相通的集流环、设置在一侧集流环上的多根进水管、设置在另一侧集流环上的多根出水管，冷却水夹层通道包括轴向焊接在扩压器筒体外侧的多个圆周等距分布的槽型撑、焊接在相邻两个槽型撑上底面的相应数量的焊接板，槽型撑的上底面、两侧面及扩压器筒体构成冷却通道，焊接板、分别与焊接板焊接的两个槽型撑的侧面及扩压器筒体构成冷却通道。本实用新型解决现有的却冷装置对加工、焊接工艺要求高，造价昂贵的技术问题。

Description

夹层强迫冷却装置
技术领域
本实用新型涉及一种夹层强迫冷却装置。
背景技术
液体火箭发动机高空模拟试验时，扩压器内流过高温、高速的燃气，温度为2000℃-3000℃，速度为3-5马赫。因此必须对扩压器进行冷却，以保证其结构稳定性。但是现有的冷却通道结构形式有管束式，波纹板钎焊结构和厚钢板刨槽后卷制等结构，它们对加工、焊接工艺要求高，造价昂贵。
发明内容
为了解决现有的却冷装置对加工、焊接工艺要求高，造价昂贵的技术问题，本实用新型提供一种夹层强迫冷却装置。
本实用新型的技术解决方案：
一种夹层强迫冷却装置，包括扩压器筒体、设置在筒体上的冷却水夹层通道、设置在扩压器筒体两侧并与冷却水夹层通道相通的集流环、设置在一侧集流环上的多根进水管、设置在另一侧集流环上的多根出水管，
其特殊之处在于：所述冷却水夹层通道包括轴向焊接在扩压器筒体外侧的多个圆周等距分布的槽型撑、焊接在相邻两个槽型撑上底面的相应数量的焊接板，所述槽型撑的上底面、两个侧面以及扩压器筒体构成冷却通道，所述焊接板、分别与焊接板焊接的两个槽型撑的侧面以及扩压器筒体构成冷却通道。
上述冷却水夹层通道包括收缩段冷却水夹层通道、直筒段冷却水夹层通道和扩张段冷却水夹层通道；所述收缩段冷却水夹层通道和扩张段冷却水夹层通道的焊接板为梯形；所述直筒段冷却水夹层通道的焊接板为矩形。
上述多根进水管沿切向与集流环焊接，所述多根出水管与与集流环垂直焊接；所述进水管与出水管按角度交错排列。
本实用新型所具有优点：
1、本实用新型在扩压器筒体的内外夹层之间形成冷却水通道，采用强迫冷却的方式。夹层中水流速度高，对内壁冷却比较均匀，换热效果好，冷却水耗量小，结构紧凑可靠，是一种较好的冷却方式。
2、本实用新型通过多次发动机试验的考核，扩压器冷却水温升小于20℃，达到冷却目的。
3、本实用新型在筒体上焊接槽型撑，相邻槽型撑之间用焊接板焊接，可使设备结构承受住高温、高速燃气环境的考验。
4、本实用新型冷却水进口端由三根进水管沿切向与集流环焊接，冷却水进入后形成旋转水流，冷却水流动均匀，扩压器最高点与最低点流量一致。出口端有三根出水管，出水管与进水管按角度交错排列，使得冷却水流程和时间相等，减小压头损失。
附图说明
图1为本实用新型的扩压器总图；
图2为本实用新型冷却通道结构示意图；
图3为本实用新型冷却水进、出水管布置图；
其中附图标记为：1-扩压器筒体，2-冷却水夹层通道，3-焊接板，4-槽型撑，5-集流环，6-进水管，7-出水管，8-冷却通道。
具体实施方式
一种夹层强迫冷却装置，包括扩压器筒体、设置在筒体上的冷却水夹层通道、设置在扩压器筒体两侧并与冷却水夹层通道相通的集流环、设置在一侧集流环上的多根进水管、设置在另一侧集流环上的多根出水管，
冷却水夹层通道包括轴向焊接在扩压器筒体外侧的多个圆周等距分布的槽型撑、焊接在相邻两个槽型撑上底面的相应数量的焊接板，槽型撑的上底面、两个侧面以及扩压器筒体构成冷却通道，焊接板、分别与焊接板焊接的两个槽型撑的侧面以及扩压器筒体构成冷却通道。
冷却水夹层通道包括收缩段冷却水夹层通道、直筒段冷却水夹层通道和扩张段冷却水夹层通道；收缩段冷却水夹层通道和扩张段冷却水夹层通道的焊接板为梯形；直筒段冷却水夹层通道的焊接板为矩形。
多根进水管沿切向与集流环焊接，多根出水管与与集流环垂直焊接；所述进水管与出水管按角度交错排列。
扩压器的冷却方式选用内冷式结构方案。即在扩压器筒体的内外夹层之间形成冷却水通道，采用强迫冷却的方式。夹层中水流速度高，对内壁冷却比较均匀，换热效果好，冷却水耗量小，结构紧凑可靠，是一种较好的冷却方式。
冷却通道结构形式截面图如下图所示。它是用不锈钢板条滚压成槽型，分别点焊在筒体的外表面上，再在每两个槽型撑之间用板条焊接起来，形成完整的纵向冷却通道。
圆锥段冷却通道结构：由于气动设计需要，扩压器由收缩段、直筒段和扩张段三部分组成。其中，直筒段为圆柱段，冷却通道的槽型撑和焊接板各截面尺寸相同。收缩段和扩张段为圆锥段，冷却通道的槽型撑各截面尺寸相同，焊接板设计为梯形。该方案结构简单，对零件加工及焊接工艺要求不高，易于实现。
冷却水供应方式：由于燃气出口端较进口端温度要高，扩压器采用与发动机燃气流向相反的冷却水供应方式。

Claims (3)

1.一种夹层强迫冷却装置，包括扩压器筒体、设置在筒体上的冷却水夹层通道、设置在扩压器筒体两侧并与冷却水夹层通道相通的集流环、设置在一侧集流环上的多根进水管、设置在另一侧集流环上的多根出水管，
其特征在于：所述冷却水夹层通道包括轴向焊接在扩压器筒体外侧的多个圆周等距分布的槽型撑、焊接在相邻两个槽型撑上底面的相应数量的焊接板，所述槽型撑的上底面、两个侧面以及扩压器筒体构成冷却通道，所述焊接板、分别与焊接板焊接的两个槽型撑的侧面以及扩压器筒体构成冷却通道。
2.根据权利要求1所述的夹层强迫冷却装置，其特征在于：所述冷却水夹层通道包括收缩段冷却水夹层通道、直筒段冷却水夹层通道和扩张段冷却水夹层通道；所述收缩段冷却水夹层通道和扩张段冷却水夹层通道的焊接板为梯形；所述直筒段冷却水夹层通道的焊接板为矩形。
3.根据权利要求1或2所述的夹层强迫冷却装置，其特征在于：所述多根进水管沿切向与集流环焊接，所述多根出水管与与集流环垂直焊接；所述进水管与出水管按角度交错排列。
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Patentee before: Xi'an Aerospace Propulsion Testing Technique Institute

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