CN212458806U - 一种气密性检测装置 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提出了一种气密性检测装置，应用于火箭发动机的推力室，其包括主轴、翻板和底盘；翻板与主轴的第一端部之间转动连接，底盘设置在主轴的中间部；主轴内设置有气腔，主轴上设置有通孔，通孔位于翻板和底盘之间并与气腔相连通，气腔和通孔配置地将气体导出或导入推力室。本公开提供的气密性检测装置，可以直接对推力室进行充放气，结构简单，便于操作，能够重复使用；并且，在利用该气密性检测装置进行气密性检测时，不会损坏推力室，密封性能和使用强度均较佳。

Description

一种气密性检测装置

技术领域

本公开涉及火箭发动机密封性检测技术领域，特别涉及一种气密性检测装置。

背景技术

当前，液体火箭发动机一般主要由推力室、涡轮泵、燃气发生器、阀门、换热器、起动器、管路及总装组件构成，其利用存储的工作介质产生动能进而为火箭产生推力。由于在这个过程中的主要工作介质为液态和气态，故在火箭发动机装配过程不仅需要对各组件精准定位，也需要将各组件之间严密对接，如此才能可靠、有效地将工作介质的化学能转变为火箭发动机的动能，保障火箭的正常工作。

在将火箭发动机内的工作介质的化学能转变为火箭发动机动能的过程中，火箭发动机的工作介质按流向先后经过隔离阀、摇摆软管、过渡管、涡轮泵、汽蚀管或节流圈、主阀、推力室和排气管等，工作介质在流动过程中经高、低温的变换，流动路径并与控制气路交替使得管路布置错综复杂。在对于火箭发动机使用可靠性的要求下，火箭发动机装配完成之后必须经过气密检查才能交付使用，否则可能存在未检或漏检部位，从而留下安全隐患，也即一旦火箭发动机点火起动，未检或漏检部位发生漏火、漏液或漏气的情况，将造成爆炸进而导致巨大的损失。

在进行气密检查时，一般会将火箭发动机中的摇摆软管、过渡管、汽蚀管、排气管等管路以及推力室进行封堵，从火箭发动机的各入口充气到预设压力，在预设时间段也即保压检定时间之后，检查各密封连接部位，检查完成后放气。其中，上述管路或控制气进口一般均为标准或常用接口，易于封堵或连接充放气装置，而对于工作介质的出口，例如针对推力室无设置特定的封堵或充放气接口，并且推力室的型面为收缩-扩张型面，使得推力室的壁面或推力室端口无密封连接接口，并且推力室的内壁也不允许出现额外的结构设置，避免损坏推力室的内壁，这给火箭发动机气密的检查带来了一定难度。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提出了一种气密性检测装置，以解决现有技术中无法便捷有效地进行气密性检测的问题。

一方面，本公开实施例提出了一种气密性检测装置，应用于火箭发动机的推力室，其包括主轴、翻板和底盘；所述翻板与所述主轴的第一端部之间转动连接，所述底盘设置在所述主轴的中间部；所述主轴内设置有气腔，所述主轴上设置有通孔，所述通孔位于所述翻板和所述底盘之间并与所述气腔相连通，所述气腔和所述通孔配置地将气体导出或导入所述推力室。

在一些实施例中，所述气腔的一端封闭，另一端为开口，所述开口设置在所述主轴的第二端部。

在一些实施例中，所述气密性检测装置还包括固定件；所述固定件配置地将所述底盘固定在所述主轴的中间部的任一位置处。

在一些实施例中，所述气密性检测装置还包括连接件；所述主轴的第二端部通过所述连接件与外接设备连接。

在一些实施例中，所述主轴的第一端部与所述翻板通过连接销转动连接。

在一些实施例中，所述翻板与所述推力室接触的板面为弧面。

在一些实施例中，所述板面采用非金属材料。

在一些实施例中，所述底盘包括套筒部，在所述套筒部的一侧设置封闭部，所述套筒部套设在所述主轴上，所述封闭部用于封闭所述推力室的喉部的另一侧，在套筒部和封闭部之间设置有加强筋。

在一些实施例中，所述封闭部的周缘上设置防护层。

在一些实施例中，所述套筒部与所述主轴上设置有配合的密封装置。

本公开实施例在将所述翻板放置在推力室之后，通过所述主轴内设置的所述气腔和所述气腔上设置的所述通孔，将外界的气体导入推力室，待经过预定时间之后，再通过所述气腔和所述通孔，将推力室的气体导出至外界，能够便捷有效地完成气密性检测，且操作方便、可重复使用，具有良好的密封性能和使用强度。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开提供的气密性检测装置中翻板与主轴之间的相对角度为第二角度的结构示意图；

图2为本公开提供的气密性检测装置中翻板与主轴之间的相对角度为第一角度的结构示意图；

图3为本公开提供的气密性检测装置的局部剖面示意图；

图4为本公开提供的气密性检测装置处于推力室的示意图。

附图标记：

1-主轴；2-翻板；3-底盘；4-连接销；5-固定件；6-防护层；7-气腔；8-通孔；9-连接件；11-密封装置；31-套筒部；32-封闭部；33-加强筋。

具体实施方式

为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。

本公开的第一实施例提供一种气密性检测装置，本实施例涉及的气密性检测装置用于针对火箭发动机的推力室进行密封检测，具体地是将气密性检测装置放置在所述推力室的喉部以封闭喉部，从而进行推力室内部的气密性检测。如图1所示，为本公开第一实施例提供的气密性检测装置，该气密性检测装置包括主轴1、翻板2和底盘3；其中，在使用时，将气密性检测装置的翻板2穿过所述推力室的喉部进入到推力室内部，通过翻板2和底盘3在推力室的喉部两侧将气密性检测装置固定在所述推力室的喉部的位置处，从而实现对推力室内部的封闭。为此，为了便于所述翻板2能够穿过推力室的喉部以及固定在喉部的一侧，所述翻板2与所述主轴1的第一端部转动连接，所述翻板2与所述主轴1的第一端部之间转动连接的方式不做限定，例如在一个具体实施方式中，所述主轴1的第一端部与所述翻板2通过连接销4实现转动连接，具体地，在所述主轴1的第一端部上和所述翻板2上设置有对应的连接孔，所述连接销4可以依次穿过所述主轴1的第一端部上和所述翻板2上两个连接孔，这样通过连接孔将所述主轴1的第一端部和所述翻板2同时套接在所述连接销4上，进而实现所述翻板2相对所述主轴1的第一端部的转动连接。

由于所述主轴1的第一端部和所述翻板2之间能够实现转动连接，因此，所述主轴1与所述翻板2之间的相对角度能够实现调节，为了所述翻板2能够穿过推力室的喉部以及固定在喉部的一侧，翻板2的最大的宽度应大于推力室的喉部的直径，通过转动所述翻板2，也就是通过所述主轴1与所述翻板2之间的相对角度的调节，能够使得翻板2能够穿过推力室的喉部并进入到推力室的内部，同时还可以在推力室内部起到固定气密性检测装置的作用。具体地，所述翻板2、所述主轴1均可以相对于所述连接销4进行转动，以达到调节所述翻板2与所述主轴1之间的相对角度的目的，进而能够便捷地将所述翻板2穿过所述推力室的喉部，或将所述翻板2从所述推力室内部取出，或将所述气密性检测装置固定在所述推力室的喉部的一侧。

图2所示的气密性检测装置中所述翻板2与所述主轴1之间的相对角度为第一角度，此时，能够便捷地将所述翻板2穿过所述推力室的喉部，或将所述翻板2从所述推力室的内部取出。图1所示的气密性检测装置中所述翻板2与所述主轴1之间的相对角度为第二角度，此时，能够在所述翻板2穿过所述推力室的喉部后通过所述翻板2将所述气密性检测装置固定在所述推力室的喉部的一侧。这里的第一角度或者第二角度都是一个角度范围中的一个角度，只要能够实现上述功能的第一角度或者第二角度均可。

进一步地，所述翻板2与所述推力室喉部一侧接触的板面为弧面，例如图1所示的窄球面外型，以避免所述翻板2在所述推力室内部的喉部一侧进行固定时，所述板面损坏所述推力室的内壁。进一步地，所述板面采用非金属材料，例如橡胶、聚四氟乙烯等。考虑到所述板面采用非金属材料的情况下，在进行气密性检测的过程中，所述板面可能产生变形，因此，可以通过调整所述板面的径向长度，以改变所述板面的刚度，确保在进行气密性检测的过程中所述板面不会产生变形，进而确保正常进行气密性检测。值得说明的是，所述板面的径向长度无需太大，避免所述翻板2体积较大导致所述板面损坏所述推力室内壁。

如图1和2所示，所述底盘3设置在所述主轴1的中间部，其中，底盘3和所述翻板2之间的距离根据所述推力室的喉部的长度确定；为了在所述主轴1上固定底盘3，本实施例的气密性检测装置还包括固定件5，通过固定件5将所述底盘3固定在所述主轴1的中间部的任一位置处，其中，基于所述推力室喉部的长度来确定所述底盘3所处的位置后，利用所述固定件5将所述底盘3固定在所述主轴1上。其中，所述固定件5为螺母，在具体实施中，将所述翻板2放置在所述推力室内部之后，将所述底盘3、所述固定件5依次套接在所述主轴1上，拧紧所述固定件5即可固定所述气密性检测装置，操作简单，便于拆卸。

这里，图1和2示出的所述底盘3只要能设置在所述主轴1上，并在能够在推力室喉部的另一侧配合所述翻板2固定气密性检测装置即可。当然，为了加强底盘3的刚度以及与主轴3以及推力室避免之间的密封性。所述底盘3可以采用各种具体的结构，例如在本实施例中，底盘3包括套筒部31，在套筒部31的一侧设置封闭部32，所述套筒部31套设在所述主轴1上，所述封闭部32用于在推力室喉部的另一侧配合所述翻板2将气密性检测装置固定在推力室喉部位置。在套筒部31和封闭部32之间可以设置加强筋33。此外，所述封闭部32的截面优选为圆形，以与推力室喉部的形状匹配，在固定的同时实现更好的密封作用。

进一步地，所述底盘3的所述封闭部32的外侧设置有防护层6，所述防护层6采用非金属材料，例如橡胶、聚四氟乙烯等，能够在固定气密性检测装置时加强对所述推力室内壁的保护；并且，还能够保证连接强度。其中，如图3所示，所述套筒部31与所述主轴1上还可以设置有密封装置11，例如在所述套筒部31上设置两个或以上的橡胶O形圈，并在所述底盘3对应的位置上设置沟槽，利用所述橡胶O形圈和所述沟槽一一配合，能够确保所述气密性检测装置的径向密封性能。优选地，橡胶O形圈与沟槽均选用国标标准尺寸，易于采购和加工。

如图1所示，所述主轴1内设置有气腔7，所述气腔7一端封闭，其另一端为开口部并设置在所述主轴1的第二端部。图3为气密性检测装置的局部剖面示意图，由图3可知，所述主轴1的内部为镂空设置，通过在主轴1内镂空加工形成气腔7。值得说明的是，本公开图3中示出的所述气腔7为圆柱形，在具体实施中，也可以设置为其他形状，例如锥形、多边棱柱形等。进一步地，所述主轴1上设置有通孔8，所述通孔8位于所述翻板2和所述底盘3之间并与所述气腔7相连通，在推力室喉部安装气密性检测装置后，所述通孔8位于所述推力室的内部，所述气腔7和所述通孔8配置地将气体导出或导入所述推力室。通过所述气腔7和所述通孔8能够便捷的将气体导出或导入所述推力室，无需其他装置并利用其他装置进行额外的操作，在一定程度上提高了检测效率。

此外，如图1和2所示，本公开的气密性检测装置还包括连接件9；所述主轴1的第二端部通过所述连接件9与外接设备连接。其中，所述外接设备包括回程压力表，用于检测充气后的第一压力值和充气后预设时间段的第二压力值，进而基于所述第一压力值和所述第二压力值确定火箭发动机的气密性是否良好；所述外接设备还包括放气阀，在完成检测之后，通过所述放气阀进行泄压，也即将所述推力室内的气体导出到外界，避免通过与所述推力室连接的管路泄压时，由于所述推力室内的压力较大，造成管路的损坏，例如冲断阀门等。

本公开提供的气密性检测装置，可以直接对所述推力室进行充放气，结构简单，便于操作，能够重复使用；并且，在利用该气密性检测装置对推力室进行气密性检测时，不会损坏推力室内壁，密封性能和使用强度均较佳。

接下来，详细阐述利用本公开的气密性检测装置进行气密性检测的过程。在具体实施中，在进行气密性检测前，将所述翻板2与所述主轴1之间的相对角度变换为所述第一角度，这个第一角度能够满足将所述翻板2穿过所述推力室的即可；之后，将所述翻板2穿过所述推力室的喉部，放置在所述推力室内部也即是推力室喉部的一侧。在确保所述翻板2完全处于所述推力室内部之后，将所述翻板2与所述主轴1之间的相对角度调节为所述第二角度，在所述推力室的喉部的一侧确保所述翻板2的板面与所述推力室对应的壁面匹配，使得翻板2能够紧贴壁面；之后，在所述推力室的喉部的另一侧，将所述底盘3和所述固定件5依次套接在所述主轴1上，并拧紧所述固定件5，从而通过所述翻板2和所述底盘3将气密性检测装置固定在所述推力室内部，具体地参照图4，图4示出了所述气密性检测装置处于所述推力室内的示意图。在所述气密性检测装置安装完毕之后，利用所述连接件9、所述主轴1的气腔7和通孔8向所述推力室进行充气，并在充气完成之后利用所述连接件9连接的回程压力表检测当前所述推力室内部的第一压力值；经过预设时间段之后，利用所述回程压力表再次检测所述推力室内部的第二压力值，基于所述第一压力值和所述第二压力值确定火箭发动机的气密性是否良好；之后，利用所述连接件9连接泄压阀，并对所述推力室内部进行泄压，也即通过所述主轴1的气腔7和通孔8、所述连接件9将所述推力室中的气体导出到外界；之后将所述固定件5和所述底盘3从所述主轴1上依次拆卸；之后，将所述翻板2与所述主轴1之间的相对角度调节为所述第一角度，将所述翻板2从所述推力室内部取出，从而完成火箭发动机的气密性检测。

此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本公开的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。

以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本公开。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本公开的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。

本公开的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。以上实施例仅为本公开的示例性实施例，不用于限制本公开，本公开的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本公开的实质和保护范围内，对本公开做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本公开的保护范围内。

Claims (10)

1.一种气密性检测装置，应用于火箭发动机的推力室，其特征在于，包括主轴、翻板和底盘；所述翻板与所述主轴的第一端部之间转动连接，所述底盘设置在所述主轴的中间部；所述主轴内设置有气腔，所述主轴上设置有通孔，所述通孔位于所述翻板和所述底盘之间并与所述气腔相连通，所述气腔和所述通孔配置地将气体导出或导入所述推力室。

2.根据权利要求1所述的气密性检测装置，其特征在于，所述气腔的一端封闭，另一端为开口，所述开口设置在所述主轴的第二端部。

3.根据权利要求1所述的气密性检测装置，其特征在于，还包括固定件；所述固定件配置地将所述底盘固定在所述主轴的中间部的任一位置处。

4.根据权利要求1所述的气密性检测装置，其特征在于，还包括连接件；所述主轴的第二端部通过所述连接件与外接设备连接。

5.根据权利要求1所述的气密性检测装置，其特征在于，所述主轴的第一端部与所述翻板通过连接销转动连接。

6.根据权利要求1所述的气密性检测装置，其特征在于，所述翻板与所述推力室接触的板面为弧面。

7.根据权利要求6所述的气密性检测装置，其特征在于，所述板面采用非金属材料。

8.根据权利要求1所述的气密性检测装置，其特征在于，所述底盘包括套筒部，在所述套筒部的一侧设置封闭部，所述套筒部套设在所述主轴上，所述封闭部用于封闭所述推力室的喉部的另一侧，在套筒部和封闭部之间设置有加强筋。

9.根据权利要求8所述的气密性检测装置，其特征在于，所述封闭部的周缘上设置防护层。

10.根据权利要求8所述的气密性检测装置，其特征在于，所述套筒部与所述主轴上设置有配合的密封装置。

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