CN203350235U - 一种推进剂燃速测试装置 - Google Patents

Abstract

一种推进剂燃速测试装置，包括试验发动机、固定装置、力源装置；试验发动机包括燃烧室、装于燃烧室下部、上部的前封头、后封头；燃烧室与后封头连接处、燃烧室与前封头连接处均呈台阶状结构；前封头下部有台阶状定位装置；定位装置与前封头之间有泄爆装置；固定装置包括底座、装于底座的两根或两根以上拉杆、装于拉杆上并能沿拉杆上下滑动的活动传力定位机构；活动传力定位机构上设有下定位孔，固定定位装置上对应设有上定位孔；力源装置装于底座。本实用新型利用液压力源装置代替螺纹连接提供的密封力源实现发动机的连接，利用锁止机构实现发动机各部件的定位。在自动力源的帮助下，完成发动机的装配、拆卸工作，省时省力、高效进行测试试验。

Description

一种推进剂燃速测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于小型标准固体火箭发动机地面静止试验机构，为固体推进剂测试动态燃速所用，属于固体火箭发动机静止试验技术领域。

背景技术

利用小型标准固体火箭发动机进行推进剂动态燃速测试具有能够准确模拟推进剂在全尺寸发动机中燃烧的真实工作状况，试验中能够准确反映出推进剂的燃烧特征，是推进剂配方从研制到使用的关键步骤，是推进剂在生产过程中进行质量监控的一种高效、廉价的手段。因此，这种燃速测试在推进剂研制及生产过程中具有关键性的作用。

对于动态燃速测试而言，小型标准发动机的连接与密封是动态燃速测试的一个关键性步骤，而发动机的连接方式直接决定了发动机的装配效率与难度，也就决定了试验的效率与质量。

目前在固体推进剂研制、生产领域，广泛使用小型标准固体火箭发动机进行动态燃速测试。由于使用领域较宽广导致试验数量巨大，这就需要小型标准发动机具有结构简单、装拆方便的结构特征，而目前的螺纹成了发动机连接的首选。螺纹连接具有结构简单、连接可靠的特点，因此得到了大量的应用。这种方式的优点是：在试验量不大的时候，其快捷的装配及拆卸方式得到了广泛肯定。其缺点是：当试验数量达到每年数千发试验的时候，装配、拆卸过程中工位较多、过程相对繁琐；在试验过程中操作人员由于反复装配、拆卸发动机导致体力消耗巨大、工作效率降低、劳动强度极大、具有一定的安全隐患；在转运、使用过程中需要对螺纹进行保护，试验之前需要对螺纹进行检查、清理，增加了试验的工作量，加工、使用的成本。面对较大的试验量、降低劳动强度、消除安全隐患的需求，试验过程安全、高效变得十分重要，试验过程机械化、自动化是改变现状的唯一出路。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种推进剂燃速测试装置，用于小型标准固体火箭发动机静止试验，消除发动机使用过程中连接螺纹所需药的防护、锈蚀、碰伤等问题，解决装配、拆卸过程中发动机螺纹的清理、人力装配等问题，实现机械化、自动化试验，简单高效地完成试验任务，消除人工装配、拆卸过程中人力消耗大、效率低下、装配结果不稳定等因素，在液压系统与锁止机构的辅助下，完成发动机的装配工作，提供简单、高效进行试验的途径。

本实用新型的技术解决方案是：

包括试验发动机、用于固定试验发动机的固定装置、力源装置；所述试验发动机包括燃烧室、装于燃烧室下部的前封头、装于燃烧室上部的后封头；所述燃烧室与后封头连接处呈台阶状结构，燃烧室与前封头连接处呈台阶状结构；所述前封头下部装有台阶状定位装置；所述定位装置与前封头之间装有泄爆装置；所述固定装置包括底座、装于底座且与底座垂直的两根或两根以上拉杆、装于拉杆上部的固定定位机构、装于固定定位机构与底座之间的拉杆上并能沿拉杆上下滑动的活动传力定位机构；所述活动传力定位机构上设有用于与定位装置配合定位的下定位孔，所述固定定位装置上对应设有与后封头配合定位的上定位孔；用于推动活动传力定位机构上移以将试验发动机后封头压紧于上定位孔内的力源装置装于底座。

所述活动传力定位机构上设有将活动传力定位机构固定于拉杆的锁定机构。

所述力源装置包括装于底座的电动油缸、用于推动活动传力定位机构上移的顶杆。

所述顶杆上设有用于固定顶杆的锁止螺母；顶杆上设有与锁止螺母配合的外螺纹。

本实用新型改变发动机连接方式，利用液压力源为发动机连接提供发动机密封所需力量、锁止机构与液压力源配合的方式解决发动机连接、定位的问题，使得发动机试验时免去了装配与拆卸两道工序，将发动机装配、试验、拆卸集成为一体，使得连接更加可靠、装配过程可控、装配数据可查。固定定位机构、底座、拉杆共同构成了一个矩形承力刚性框架，力源装置通过活动传力定位机构将力传递给试验发动机，活动传力定位机构通过拉杆直线运动，将试验发动机的前后封头与燃烧室牢固固定在一起，完成发动机的密封与连接，再利用锁止机构及力源装置完成发动机前后封头、燃烧室等部件的定位、固定。

本实用新型的理论基础是：

发动机的密封需要利用连接机构给发动机前后封头提供一个预紧力，使得密封垫片发生弹性变形，以便发动机燃烧室与前后封头获得足够的压紧力完成密封功能。

在发动机工作过程中由于腔体内产生的高压燃气会推动前后封头与燃烧室分离，此时需要一个定位机构进行止动、定位，防止因前后封头产生位移而发生的燃气泄漏，导致试验失败。止动机构的强度计算方法见公式（Ⅰ）。

F0≥F1=n*P*S…………………………………………（Ⅰ）

式中：

F0——止动机构所需的最小力，小于止动机构结构破坏力；

F1——发动机最高工作压强下产生的最大分离推力；

n——安全系数，一般不小于1.5，但计算的F值不超过发动机壳体爆破压强对应的力；

P——发动机最高工作压强；

S——发动机前后封头承压部分面积。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：1）本实用新型能够在不改变既有标准发动机内型面和发动机主要外形结构的基础上，通过简单改变原有发动机局部结构，实现小型标准发动机试验中所需的密封与连接，从而快速、高效完成推进剂的动态燃烧性能评价试验；2）本实用新型操作简单，可简便、快捷的表征推进剂动态燃速，节省人力、大幅度降低劳动强度、提高工作效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的试验位置关系示意图。

图3是试验发动机的结构示意图。

图4是本实用新型的工作状态示意图。

图5是固定装置与力源装置的结构示意图。

具体实施方式

现结合实例、附图对本实用新型做进一步描述，但本实用新型不仅限于本实例。

一、组成。

本实用新型包括小型标准试验发动机1，固定定位机构2，拉杆3，活动传力定位机构4，锁止机构，力源装置7，底座8。

二、主要部件结构。

1.小型标准试验发动机

本实用新型的小型标准试验发动机是BSFΦ75。它由前封头9、燃烧室10、后封头11、前后密封圈12组成。前封头组件由定位装置13、泄爆装置14等组成，定位装置13与活动传力定位机构4的下定位孔15利用插销原理定位在活动传力定位机构4上，利用台阶定位面16与燃烧室前定位面17间隙配合完成发动机燃烧室10与前封头9的定位。燃烧室后定位面18与后封头定位面19同理完成配合定位。如图3所示。

在试验之前，发动机的端面20、21及前后封头的密封端面22、23需保持清洁、平整。

2.锁止机构

锁止机构由活动传力定位机构4上的锁定机构5与力源装置7的锁止机构6组成，共同完成发动机的限位、止动功能。锁止机构5通过螺栓24拧入拉杆3上的定位孔25完成活动传力定位机构4的限位功能，锁止机构6通过锁止螺母26在液压力源装置7的顶杆27上的梯形螺纹运动到油缸顶部28处完成顶杆的锁止功能。

3.液压力源装置

液压力源装置由电动油缸29、顶杆27等组成。顶杆27自身带梯形螺纹，使用力源提供的最大力为15T，可以满足BSFΦ75工作在25MPa及以下试验所需的预紧力。

三、安装关系。

a.将两根拉杆3穿过底座8中的两个定位孔，利用两颗定位螺母30固定在底座上；

b.然后按照定位要求将液压力源装置7安装在底座8上，接着将两根拉杆3穿过活动传力定位机构4的定位孔完成活动传力定位机构的安装；

c.同步骤b完成固定定位机构2的安装，并拧紧两颗定位螺母31完成固定定位机构2的紧固（见图5）；

d.然后将底座8固定在水平试验台上；

e.最后将试验发动机1依据定位关系安置在活动传力定位机构4上。

安装完成后示意图见图1。

四、使用过程。

按照操作要求操纵液压力源装置7使活动传力定位机构4及其上固定的试验发动机1向上运动，使得试验发动机1的后封头外定位面32进入固定定位机构2的上定位孔33完成定位，继续操作力源系统完成发动机的密封工作。其位置关系示意图见图2、图4。等待试验完成后操纵液压力源装置7回到安装初始状态，初始状态示意图见图1。

通过以上的简单操作就完成了发动机的装配、试验、拆卸。该过程大大降低了人工装配、拆卸的劳动强度，同时提高了工作效率。

Claims (4)

1.一种推进剂燃速测试装置，其特征在于：包括试验发动机（1）、用于固定试验发动机（1）的固定装置、力源装置（7）；

所述试验发动机（1）包括燃烧室（10）、装于燃烧室（10）下部的前封头（9）、装于燃烧室（10）上部的后封头（11）；所述燃烧室（10）与后封头（11）连接处呈台阶状结构，燃烧室（10）与前封头（9）连接处呈台阶状结构；所述前封头（9）下部装有台阶状定位装置（13）；所述定位装置（13）与前封头（9）之间装有泄爆装置（14）；

所述固定装置包括底座（8）、装于底座（8）且与底座（8）垂直的两根或两根以上拉杆（3）、装于拉杆（3）上部的固定定位机构（2）、装于固定定位机构（2）与底座（8）之间的拉杆（3）上并能沿拉杆（3）上下滑动的活动传力定位机构（4）；所述活动传力定位机构（4）上设有用于与定位装置（13）配合定位的下定位孔（15），所述固定定位装置（2）上对应设有与后封头（11）配合定位的上定位孔（33）；

用于推动活动传力定位机构（4）上移以将试验发动机（1）后封头（11）压紧于上定位孔（33）内的力源装置（7）装于底座（8）。

2.根据权利要求1所述的推进剂燃速测试装置，其特征在于：所述活动传力定位机构（4）上设有将活动传力定位机构（4）固定于拉杆（3）的锁定机构（5）。

3.根据权利要求1所述的推进剂燃速测试装置，其特征在于：所述力源装置（7）包括装于底座（8）的电动油缸（29）、用于推动活动传力定位机构（4）上移的顶杆（27）。

4.根据权利要求3所述的推进剂燃速测试装置，其特征在于：所述顶杆（27）上设有用于固定顶杆（27）的锁止螺母（26）；顶杆（27）上设有与锁止螺母（26）配合的外螺纹。

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