CN209624063U - 一种液体火箭发动机的同轴式喷嘴的液流试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种液体火箭发动机的同轴式喷嘴的液流试验装置，包括输入接头，与输入接头相连通的液流输入管路、测压接头和转接头，与测压接头相连通的测压管路，设于液流输入管路的流量计、设于测压管路的液压计以及两个安装座；转接头的一端设有内螺纹孔，两个安装座的一端均设有与内螺纹孔适配的外螺纹，并均设有与转接头相通的内腔和与内腔相通的安装孔，一安装座的安装孔与同轴式喷嘴的燃料喷嘴部的外周适配，另一安装座的安装孔与同轴式喷嘴的液氧喷嘴部的外周适配。该液流试验装置既能够测量燃料喷嘴部的液流特性还能够测量液氧喷嘴部的液流特性，并且结构简单，测量操作简便，测量效率高。

Description

一种液体火箭发动机的同轴式喷嘴的液流试验装置

技术领域

本实用新型涉及液体火箭发动机技术领域，特别是涉及一种液体火箭发动机的同轴式喷嘴的液流试验装置。

背景技术

液体火箭发动机的喷注器具有多个按一定规律排列布置的同轴式喷嘴。同轴式喷嘴是一种雾化装置，它的作用是将推进剂按一定混合比喷入燃烧室完成喷注、雾化、混合的重要元件。

请参考图1，图1为同轴式喷嘴的剖视图。同轴式喷嘴包括燃料喷嘴部01和液氧喷嘴部02，液氧喷嘴部02的中心形成液氧通道021，液氧喷嘴部02装在燃料喷嘴部01的中心孔内，液氧喷嘴部02的出口端外周面与燃料喷嘴部01的中心孔壁面共同围合形成与燃料进口011相通的环形燃料通道012。

燃料喷嘴部和液氧喷嘴部的加工精度和质量会影响燃料和液氧的液流特性，从而影响液体火箭发动机的燃烧效率和稳定性，所以有必要对液氧喷嘴部和燃料喷嘴部都进行液流试验，以验证其是否符合设计要求。

因此，亟待开发一种同轴式喷嘴的液流试验装置，使其既能够测量燃料喷嘴部的液流特性也能够测量液氧喷嘴部的液流特性。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种液体火箭发动机的同轴式喷嘴的液流试验装置，包括输入接头、与所述输入接头相连通的液流输入管路、与所述输入接头相连通的测压接头和转接头、与所述测压接头相连通的测压管路、设于所述液流输入管路的流量计、设于所述测压管路的液压计以及两个安装座；

所述转接头的一端设有内螺纹孔，两个所述安装座的一端均设有与所述内螺纹孔适配的外螺纹，并均设有与所述转接头相通的内腔和与所述内腔相通的安装孔，一所述安装座的所述安装孔与所述同轴式喷嘴的燃料喷嘴部的外周适配，另一所述安装座的所述安装孔与所述同轴式喷嘴的液氧喷嘴部的外周适配。

该液流试验装置既能够用于测量燃料喷嘴部的液流特性还能够用于测量液氧喷嘴部的液流特性，并且结构简单，测量操作简便，测量效率高。

如上所述的液流试验装置，所述输入接头的一端螺纹连接所述液流输入管路，另一端插装焊固在所述转接头另一端的端口内，且所述输入接头的侧壁上设有接孔；所述测压接头的一端螺纹连接所述测压管路，另一端插装焊固在所述接孔内。

如上所述的液流试验装置，所述液流输入管路以及所述测压管路均连有球头接头；所述输入接头的一端以及所述测压接头的一端，内周均为圆锥面且外周均设有螺纹，所述圆锥面与对应的所述球头接头的球面配合密封，所述螺纹与对应的所述球头接头的内螺纹配合拧紧。

如上所述的液流试验装置，所述输入接头的流道直径不小于7mm，且所述测压接头的流道直径小于所述输入接头的流道直径，所述转接头的流道直径大于所述输入接头的流道直径，两所述安装座的内腔直径均大于所述转接头的流道直径。

如上所述的液流试验装置，所述转接头的流道出口位置的直径沿顺流方向渐增。

如上所述的液流试验装置，还包括第一密封圈和第二密封圈，所述转接头在所述内螺纹孔的末端形成台阶面，所述第一密封圈抵压在所述安装座的一端端面与所述台阶面之间，所述第二密封圈抵压在一所述安装孔的内周面与所述燃料喷嘴部的外周面之间或者抵压在另一所述安装孔的内周面与所述液氧喷嘴部的外周面之间。

如上所述的液流试验装置，两所述安装座与所述转接头相连的一端的端面上设有第一密封环槽，用于承装所述第一密封圈，两所述安装孔的内周面设有第二密封环槽，用于承装所述第二密封圈。

如上所述的液流试验装置，所述第一密封环槽的开口和底面均作倒角处理，所述第二密封环槽的开口和底面也均作倒角处理。

如上所述的液流试验装置，还包括柱塞，所述柱塞的外形与所述液氧喷嘴部的外形一致，用于与所述燃料喷嘴部的中心孔配合形成环形燃料流道，并用于封堵所述燃料喷嘴部的中心孔的一端。

如上所述的液流试验装置，所述输入接头、所述测压接头、所述转接头和所述安装座的外周均形成有多棱柱面，以供扳手夹持；所述输入接头的多棱柱面的两相对面之间的距离与所述测压接头的多棱柱面的两相对面之间的距离相等，所述转接头的多棱柱面的两相对面之间的距离以及各所述安装座的多棱柱面的两相对面之间的距离相等。

附图说明

图1为同轴式喷嘴的剖视图。

图1中的附图标记说明如下：

01燃料喷嘴部，011燃料进口，012环形燃料通道，02液氧喷嘴部，021液氧通道。

图2为本实用新型提供的液流试验装置一种具体实施例在测量燃料喷嘴部的液流特性下的部分结构剖视图；

图3为具体实施例中的液流试验装置在测量液氧喷嘴部的液流特性下的部分结构剖视图。

图2-图3中的附图标记说明如下：

1输入接头，2测压接头，3转接头，4a/4b安装座，41a/41b安装孔，5第一密封圈，6第二密封圈，7柱塞。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步的详细说明。

请参考图2-图3，图2为本实用新型提供的液流试验装置一种具体实施例在测量燃料喷嘴部的液流特性下的部分结构剖视图；图3为具体实施例中的液流试验装置在测量液氧喷嘴部的液流特性下的部分结构剖视图。

如图所示，该液流试验装置包括输入接头1、测压接头2和转接头3，三者均设有自一端贯通到另一端的流道。其中，测压接头2与输入接头1相连并且测压接头2的流道与输入接头1的流道相通。其中，转接头3也与输入接头1相连并且转接头3的流道也与输入接头1的流道相通。并且，转接头3的一端(图示下端)设有内螺纹孔。具体实施中，内螺纹孔可以为细牙螺纹孔，以增强连接可靠性。

还包括液流输入管路(图中未示出)和测压管路(图中未示出)，两者上分别设有流量计和液压计。其中，液流输入管路与输入接头1相连并且液流输入管路的管腔与输入接头1的流道相通。其中，测压管路与测压接头2相连并且测压管路的管腔与测压接头2的流道相通。

还包括两个安装座。两个安装座的一端(图示上端)均设有与转接头3的内螺纹孔适配的外螺纹，即两个安装座均能够拧接于转接头3。并且，两个安装座均设有内腔和与内腔相通的安装孔，当安装座拧接于转接头3时，安装座的内腔与转接头3的流道相通。

并且，两个安装座的安装孔的规格不同，其中，一个安装孔41a与同轴式喷嘴的燃料喷嘴部的外周适配，另一个安装孔41b与同轴式喷嘴的液氧喷嘴部的外周适配。具体实施中，安装孔41a的孔径大于安装孔41b的孔径，安装孔41a的长度小于安装孔41b的长度。

当测量燃料喷嘴部01的液流特性时，如图2所示，先将燃料喷嘴部01穿过安装座4a的内腔插装在安装孔41a内，然后封堵燃料喷嘴部01的中心孔的一端(图示上端)并形成环形燃料通道，然后将安装座4a拧于转接头3的内螺纹孔，之后开启燃料供应进行试验，试验过程中，通过流量计和液压计的检测结果即可计算出燃料的液流特性，同时还可以观察到燃料的出流情况。

当要测量液氧喷嘴部02的液流特性时，如图3所示，先将液氧喷嘴部03穿过安装座4b的内腔插装在其安装孔41b内，然后将安装座4a拧下并将安装座4b拧于转接头3的内螺纹孔，之后开启液氧供应进行试验，试验过程中，通过流量计和液压计的检测结果即可计算出液氧的液流特性，同时还可以观察到液氧的出流情况。

如上，该液流试验装置既能够测量燃料喷嘴部的液流特性还能够测量液氧喷嘴部的液流特性，并且，结构简单，测量操作简便，测量效率高。

具体的，输入接头1的一端与液流输入管路螺纹连接，这样，便于液流输入管路的拆装。输入接头1的另一端插装焊固在转接头3另一端(图示上端)的端口内，这样，便于保证连接处的密封性。输入接头1的侧壁上设有接孔，测压接头2的一端插装焊固在接孔内，这样，便于保证液压检测的准确性和连接处的密封性。测压接头2的另一端与测压管路螺纹连接，这样，便于测压管路的拆装。

更具体的，液流输入管路以及测压管路均连有球头接头(图中未示出)。球头接头包括螺母和位于螺母内孔内的球头体。并且，输入接头1的一端(图示上端)以及测压接头2的一端(图示左端)，两者的内周均为圆锥面且外周均设有螺纹，两者的螺纹分别与对应的球头接头的内螺纹(即螺母的内螺纹)配合拧紧，两者的圆锥面分别与对应的球头接头的球面(即球头体的外表面)配合密封，这样，利于保证液流输入管路与输入接头1连接处的密封性以及测压管路与测压接头2连接处的密封性。

具体实施中，测压接头2可以选用YC122-89型的标准件，以便降低制造成本，并且，测压接头2的圆锥面和输入接头1的圆锥面的锥度均可以为60度。

更具体的，输入接头1、测压接头2、转接头3和安装座的外周均形成有多棱柱面，以供扳手夹持，从而便于液流试验装置的拆装。具体实施中，各多棱柱面可以为四棱柱面或者六棱柱面。

并且，输入接头1的多棱柱面的两相对面之间的距离与测压接头2的多棱柱面的两相对面之间的距离相等，这样，拆装测压管路和液流输入管路时，可以采用同一规格的扳手。并且，转接头3的多棱柱面的两相对面之间的距离与各安装座的多棱柱面的两相对面之间的距离相等，这样拆装安装座时，可以采用同一规格的扳手。

具体的，输入接头1的流道直径不小于7mm，转接头3的流道直径大于输入接头1的流道直径，两安装座的内腔直径均大于转接头3的流道直径，测压接头2的流道直径小于输入接头1的流道直径，这样，可以降低流速，利于提升液压测量结果的准确性。

更具体的，转接头3的流道出口位置的直径沿顺流方向渐增，这样，可以进一步降低流速，从而进一步提升液压测量结果的准确性。具体实施中，如图所示，可以将转接头3的流道出口位置的内周面设置为渐扩的圆锥面，当然，并不局限于此，比如也可以设置为渐扩的双曲面。

具体的，该液流试验装置还可以包括柱塞7，如图2所示，当测量燃料喷嘴部的液流特性时，将柱塞7装到燃料喷嘴部的中心孔内，以封堵住燃料喷嘴部的中心孔的一端。优选的，该柱塞7的外形与液氧喷嘴的外形一致，这样，柱塞7封起到封堵作用的同时，还能够与燃料喷嘴部的中心孔壁面共同围合成与实际环形燃料流道一致的环形燃料流道。这样，利于提升试验结果的准确性。

具体的，该液流试验装置还可以包括第一密封圈5和第二密封圈6。转接头3在其内螺纹孔的末端形成台阶面，第一密封圈5抵压在安装座的上端端面与该台阶面之间，这样，保证了转接头3与安装座连接处的密封性。如图2所示，第二密封圈6抵压在安装孔41a的内周面与燃料喷嘴部的外周面之间，这样保证了燃料喷嘴部与安装座4a连接处的密封性。或者，如图3所示，第二密封圈6抵压在安装孔41b的内周面与液氧喷嘴部的外周面之间，这样保证了液氧喷嘴部与安装座4b连接处的密封性。

具体实施中，由于两个安装孔的孔径不同，所以需要配置两个不同规格的第二密封圈6，而第一密封圈5可以仅配置一个，即两个安装座共用同一个第一密封圈5。并且，具体实施中，第一密封圈5和第二密封圈6均可以选用标准的O形圈，以降低制造成本。

更具体的，两安装座与转接头3相连的一端的端面上均设有第一密封环槽，用于承装第一密封圈5，两安装孔的内周面均设有第二密封环槽，用于承装所述第二密封圈6。这样，便于密封圈的布置。

具体实施中，第一密封环槽的开口和底面均作倒角处理，第二密封环槽的开口和底面也均作倒角处理。这样可以防止密封圈在承压状态下被剪切破坏。

综上，该液流试验装置具有结构简单、便于拆装、密封性好、制造加工成本低、试验结果准确等技术效果。

以上对本实用新型所提供的一种液体火箭发动机的同轴式喷嘴的液流试验装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种液体火箭发动机的同轴式喷嘴的液流试验装置，其特征在于，包括输入接头(1)，与所述输入接头(1)相连通的液流输入管路、测压接头(2)和转接头(3)，与所述测压接头(2)相连通的测压管路，设于所述液流输入管路的流量计，设于所述测压管路的液压计以及两个安装座；

所述转接头(3)的一端设有内螺纹孔，两个所述安装座的一端均设有与所述内螺纹孔适配的外螺纹，并均设有与所述转接头(3)相通的内腔和与所述内腔相通的安装孔，一所述安装座(4a)的所述安装孔(41a)与所述同轴式喷嘴的燃料喷嘴部的外周适配，另一所述安装座(4b)的所述安装孔(41b)与所述同轴式喷嘴的液氧喷嘴部的外周适配。

2.根据权利要求1所述的液流试验装置，其特征在于，所述输入接头(1)的一端螺纹连接所述液流输入管路，另一端插装焊固在所述转接头(3)另一端的端口内，且所述输入接头(1)的侧壁上设有接孔；所述测压接头(2)的一端螺纹连接所述测压管路，另一端插装焊固在所述接孔内。

3.根据权利要求2所述的液流试验装置，其特征在于，所述液流输入管路以及所述测压管路均连有球头接头；所述输入接头(1)的一端以及所述测压接头(2)的一端，内周均为圆锥面且外周均设有螺纹，所述圆锥面与对应的所述球头接头的球面配合密封，所述螺纹与对应的所述球头接头的内螺纹配合拧紧。

4.根据权利要求1所述的液流试验装置，其特征在于，所述输入接头(1)的流道直径不小于7mm，且所述测压接头(2)的流道直径小于所述输入接头(1)的流道直径，所述转接头(3)的流道直径大于所述输入接头(1)的流道直径，两所述安装座的内腔直径均大于所述转接头(3)的流道直径。

5.根据权利要求4所述的液流试验装置，其特征在于，所述转接头(3)的流道出口位置的直径沿顺流方向渐增。

6.根据权利要求1-5任一项所述的液流试验装置，其特征在于，还包括第一密封圈(5)和第二密封圈(6)，所述转接头(3)在所述内螺纹孔的末端形成台阶面，所述第一密封圈(5)抵压在所述安装座的一端端面与所述台阶面之间，所述第二密封圈(6)抵压在一所述安装孔(41a)的内周面与所述燃料喷嘴部的外周面之间或者抵压在另一所述安装孔(41b)的内周面与所述液氧喷嘴部的外周面之间。

7.根据权利要求6所述的液流试验装置，其特征在于，两所述安装座与所述转接头(3)相连的一端的端面上设有第一密封环槽，用于承装所述第一密封圈(5)，两所述安装孔的内周面设有第二密封环槽，用于承装所述第二密封圈(6)。

8.根据权利要求7所述的液流试验装置，其特征在于，所述第一密封环槽的开口和底面均作倒角处理，所述第二密封环槽的开口和底面也均作倒角处理。

9.根据权利要求1-5任一项所述的液流试验装置，其特征在于，还包括柱塞(7)，所述柱塞(7)的外形与所述液氧喷嘴部的外形一致，用于与所述燃料喷嘴部的中心孔配合形成环形燃料流道，并用于封堵所述燃料喷嘴部的中心孔的一端。

10.根据权利要求1-5任一项所述的液流试验装置，其特征在于，所述输入接头(1)、所述测压接头(2)、所述转接头(3)和所述安装座的外周均形成有多棱柱面，以供扳手夹持；所述输入接头(1)的多棱柱面的两相对面之间的距离与所述测压接头(2)的多棱柱面的两相对面之间的距离相等，所述转接头(3)的多棱柱面的两相对面之间的距离以及各所述安装座的多棱柱面的两相对面之间的距离相等。