CN202194736U - 一种大范围可调节离心式喷嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种大范围可调节离心式喷嘴，包括外壳体以及设置在外壳体内的内喷嘴，所述内喷嘴在外壳体内沿轴向移动，内喷嘴和外壳体之间设置有空腔，所述空腔内放置有弹簧，外壳体上设置有导流槽，内喷嘴上设置有与内喷嘴内壁相切的切向槽，所述导流槽与切向槽能够重叠。本实用新型解决了现有喷嘴在流量大范围调节时喷注压降变化范围太大、调节结构复杂和调节过程喷嘴参数变化不平稳的技术问题，本实用新型具有结构简单，在较小的喷注压降变化范围内能够实现流量大范围平稳调节、内喷嘴雾化性能优的优点。

Description

一种大范围可调节离心式喷嘴

技术领域

本实用新型涉及一种大范围可调节离心式喷嘴，特别是针对流量需要大范围调节的发动机。

背景技术

发动机在执行飞行等任务时，其推进剂流量需要大范围调节，普通离心式喷嘴在调节流量时，喷注压降以二次方关系随流量变化，如需将普通离心式喷嘴流量增加10倍，则喷注压降要求增加100倍，这给发动机的推进剂供应系统带来极大的难度。喷注压降还对燃烧系统影响显著，喷注压降太低易引发低频不稳定燃烧，太高则易引发高频不稳定燃烧，因此喷注压降不适宜大范围调节。

为在有限的喷注压降范围内实现流量大范围调节，发动机采用变面积喷注器(美国专利号：3722219)，发动机仅使用一个由电动机驱动调节机构的双组元喷嘴，其推进剂雾化性能低，难以获得较高的燃烧效率。航空发动机多采用多路离心式喷嘴，将燃料分多路供应，其原理是将多个普通离心式喷嘴并联，这种喷嘴在由单路切换至多路时易引起喷嘴雾化质量下降，发动机性能波动，甚至熄火。

实用新型内容

为了解决现有喷嘴在流量大范围调节时喷注压降变化范围太大、调节结构复杂和调节过程喷嘴参数变化不平稳的技术问题，本实用新型提供一种结构简单，在较小的喷注压降变化范围内能够实现流量大范围平稳调节，并且在整个调节范围内喷嘴雾化性能优的离心式喷嘴。

本实用新型的技术解决方案是：

一种大范围可调节离心式喷嘴，其特殊之处在于：包括外壳体以及设置在外壳体内的内喷嘴，所述内喷嘴在外壳体内沿轴向移动，

所述内喷嘴和外壳体之间设置有空腔，所述空腔内放置有弹簧，

所述外壳体上设置有导流槽，所述内喷嘴上设置有与内喷嘴内壁相切的切向槽，所述导流槽与切向槽能够重叠。

上述内喷嘴的一端设置有导向杆以及固定在外壳体上的端盖，所述导向杆通过端盖设置在外壳体内，所述端盖上设置有供导向杆移动的腰形导向槽。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：

1、本实用新型可以实现大范围调节喷嘴流量时，喷注压降的变化范围较小；

2、本实用新型调节机构结构简单，调节过程中喷嘴工作平稳，雾化性能优，特别适合于性能要求高，对流量需要大范围调节的液体火箭发动机和航空发动机。

附图说明

图1是本实用新型喷嘴调节特性与普通离心式喷嘴调节特性对比图；

图2是本实用新型结构主视图；

图3是本实用新型结构在小流量状态下的A-A视图；

图4是本实用新型结构在中间流量状态下的A-A视图；

图5是本实用新型结构在大流量状态下的A-A视图；

图6是本实用新型结构的B-B视图；

图7是本实用新型结构的C-C视图；

图8是本实用新型结构在中间流量状态下的D向视图。

其中附图标记为：1-外壳体，2-内喷嘴，3-端盖，4-弹簧，5-密封圈，6-导流槽，7-切向槽，8-导向槽，9-导向杆。

具体实施方式

如图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，本实用新型由端盖3、弹簧4和O形密封圈5组成，包括外壳体1以及设置在外壳体内的内喷嘴2，内喷嘴在外壳体内沿轴向移动，内喷嘴和外壳体之间设置有空腔，空腔内放置有弹簧4，外壳体上设置有导流槽6，内喷嘴上设置有与内喷嘴内壁相切的切向槽7，导流槽6与切向槽7能够重叠。内喷嘴的一端设置有导向杆9以及固定在外壳体上的端盖3，导向杆9通过端盖3设置在外壳体1内，端盖3上设置有供导向杆移动的腰形导向槽8。端盖3可通过焊接方法或螺钉固定在外壳体1上，内喷嘴2的端面设有矩形截面导向杆9，端盖3设有腰形导向槽8，外壳体1和端盖3可限制内喷嘴2滑动的极限位置，并防止内喷嘴2转动。

本实用新型的原理：当喷注压降增加时，内喷嘴2两端的液体压差增加，内喷嘴受到向左的液压动力增大，在液压动力作用下，弹簧4被压缩，内喷嘴在外壳体1内向左滑动，尺寸L减小，外壳体1和内喷嘴2上腰形切向槽的重叠部分面积Ain增加，使喷嘴流量系数增大，在喷嘴流量系数和喷注压降共同增加的影响下，喷嘴流量大幅增加；反之，当喷注压降降低时，内喷嘴2上的液压动力减小，弹簧4驱动内喷嘴2反向滑动，尺寸L增加，外壳体1和内喷嘴2上腰形切向槽的重叠部分面积Ain减小，使喷嘴流量系数减小，在喷嘴流量系数和喷注压降共同减小的影响下，使喷嘴流量大幅减小。

设计大范围可调节离心式喷嘴时，首先根据最低和最高喷注压降和流量，按照常规离心式喷嘴设计方法确定喷嘴出口半径Rout、切向腰形孔长度w和宽度h及旋流半径Rsw；然后，根据喷注压降和腰形孔长度w确定弹簧4的刚度系数并设计弹簧。其中内喷嘴2所受的液压动力为喷注压降与内喷嘴2横截面积的乘积；根据最小喷注压降下内喷嘴2所受的液压动力确定弹簧4的初始压缩量；最后，根据设计规范设计密封结构，根据液流试验确定大范围可调节离心式喷嘴的流量调节特性。

Claims (2)

1.一种大范围可调节离心式喷嘴，其特征在于：包括外壳体以及设置在外壳体内的内喷嘴，所述内喷嘴在外壳体内沿轴向移动，

所述内喷嘴和外壳体之间设置有空腔，所述空腔内放置有弹簧，

所述外壳体上设置有导流槽，所述内喷嘴上设置有与内喷嘴内壁相切的切向槽，所述导流槽与切向槽能够重叠。

2.根据权利要求1所述的大范围可调节离心式喷嘴，其特征在于：所述内喷嘴的一端设置有导向杆以及固定在外壳体上的端盖，所述导向杆通过端盖设置在外壳体内，所述端盖上设置有供导向杆移动的腰形导向槽。

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