CN220120579U - 一种薄壁大开口结构喷管壳体水压检测工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及固体火箭发动机技术领域，具体涉及一种薄壁大开口结构喷管壳体水压检测工装。该检测工装由前堵盖组件、密封圈1、拉杆、密封圈2、弹簧垫圈、后堵盖和后压盖组成，所述前堵盖组件和后堵盖径向密封喷管壳体前后开口，所述前堵盖组件螺纹连接喷管壳体大端螺纹处，后堵盖径向密封喷管壳体小端内径，通过后压盖压紧后堵盖，在通过均布8个拉杆拉紧后压盖。所述前堵盖组件结构由进水口和前堵盖组焊成型，所述后堵盖为径向密封槽，前端设计倒角C1，便于顺利装配。本实用新型解决了薄壁喷管无法放置密封圈，传统前后堵头密封方式无法完成该结构薄壁大开口喷管壳体水压测试等问题。

Description

一种薄壁大开口结构喷管壳体水压检测工装

技术领域

本实用新型涉及固体火箭发动机技术领域，具体涉及一种薄壁大开口结构喷管壳体水压检测工装。

背景技术

固体火箭发动机工作过程中燃烧室压力可达13MPa，高温高压气体通过喷管扩张从而产生推力，喷管壳体作为喷管的主要承力部件，传统喷管壳体一般采用厚壁结构，设计优秀的方案喷管壳体通常采用薄壁结构，薄壁结构可以减小发动机消极质量，有效提升发动机整体性能，尤其是在高空、高指标要求的战术发动机上。喷管壳体的强度设计主要借助于解析法或有限元算法，为了校核设计的正确性及产品质量检测，必须对喷管壳体进行水压试验。

薄壁大开口喷管壳体结构示意如图1所示，该结构前开口设计有径向密封圈，筒段及后开口薄壁，仅2mm厚，无法设计端面和径向密封结构。传统的厚壁喷管壳体通过螺纹在喷管壳体两端连接厚堵盖而实现水压检验，薄壁喷管壳体壁厚薄，刚度差，连接部位尺寸小，采用传统的厚壁喷管壳体直接连接的水压检验方法较为困难并且无法实施有效密封。目前，喷管壳体采用前后堵盖端面或径向密封进行水压测试，而该结构喷管壳体薄壁，无法放置密封圈，传统前后堵头密封方式无法完成该结构薄壁大开口喷管壳体水压测试。本专利针对薄壁大开口喷管壳体结构特点，实用新型了一种水压测试工装，解决了该种结构喷管壳体水压检测。

目前，喷管壳体水压工装具有以下缺点：

1)该结构要求喷管壳体两端有螺纹紧固前后堵头；

2)该结构要求要求喷管要求壁厚约大于等于5mm，能够放置端面密封圈。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题

本专利针对薄壁大开口喷管壳体结构特点，实用新型了一种薄壁大开口结构喷管壳体水压检测工装，以解决该种结构喷管无法放置密封圈，传统前后堵头密封方式无法完成该结构薄壁大开口喷管壳体水压测试等问题。

为解决技术问题本实用新型采用的技术方案

一种薄壁大开口结构喷管壳体水压检测工装，该检测工装由前堵盖组件、密封圈1、拉杆、密封圈2、弹簧垫圈、后堵盖和后压盖组成，所述前堵盖组件和后堵盖径向密封喷管壳体前后开口，所述前堵盖组件螺纹连接喷管壳体大端螺纹处，后堵盖径向密封喷管壳体小端内径，通过后压盖压紧后堵盖，在通过均布8个拉杆拉紧后压盖。

进一步地，所述前堵盖组件结构由进水口和前堵盖组焊成型，材料均为30CrMnSiA，热处理硬度28-34。

进一步地，所述前堵盖下端为平台，便于水压测试过程固定喷管壳体和水压工装，前堵盖均布设8个连接螺纹孔，用于与拉杆连接固定后压盖。

进一步地，所述后堵盖材料为30CrMnSiA，热处理硬度28-34。

进一步地，所述后堵盖为径向密封槽，前端设计倒角C1，便于顺利装配，密封面与垂直端面垂直度不大于0.5，密封槽内径与密封面外圆同轴度不大于0.5。

进一步地，所述后压盖材料为30CrMnSiA，热处理硬度28-34。

进一步地，所述后压盖外型为帽型，锥角72°，厚度12mm，有利于提高后压盖和拉杆的受力状态。

进一步地，所述后压盖帽型内锥小端设计内圆，直径较后堵盖最大直径大1mm，且锥角起始位置加工圆弧，避免与后堵盖发生装配干涉。

本实用新型获得的技术效果

本实用新型设计了一种薄壁大开口结构喷管壳体水压检测工装，解决了薄壁喷管壳体水压检测密封问题；后压盖锥形结构受力状态更优。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1：薄壁大开口喷管壳体结构示意图；

图2：喷管壳体水压测试工装结构示意图；

图3：前堵盖组件结构示意图；

图4：前堵盖结构示意图；

图5：后堵盖结构示意图；

图6：后压盖结构示意图；

其中：1-喷管壳体，2-前堵盖组件，3-密封圈1，4-拉杆，5-密封圈2，6-弹簧垫圈，7-后堵盖，8-后压盖，9-进水口，10-前堵盖。

具体实施方式

本实用新型专利设计了一种薄壁大开口结构喷管壳体水压检测工装。如图2所示为该水压检测工装结构示意，针对如图1所示薄壁喷管壳体结构，利用左端径向密封槽结构补充径向密封圈和前堵盖组件，前堵盖组件再与喷管壳体最大外圆处螺纹配合；再利用右端小开口内径作为密封面，补充后堵盖、后压盖和径向密封圈，再通过8个均布拉杆与前堵盖组件紧固，实现薄壁大开口喷管壳体水压测试。

为使本实用新型所提出的技术方案的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图，对本实用新型所提出的技术方案的实施例进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是所提出的技术方案的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本实用新型保护的范围。

本实用新型专利设计了一种薄壁大开口结构喷管壳体水压检测工装，解决了该类结构喷管壳体水压检测问题。如图2所示，该结构水压检测工装由前堵盖组件、密封圈1、拉杆、密封圈2、弹簧垫圈、后堵盖和后压盖组成。前堵盖组件和后堵盖径向密封喷管壳体前后开口，前堵盖组件螺纹连接喷管壳体大端螺纹处，后堵盖径向密封喷管壳体小端内径，通过后压盖压紧后堵盖，在通过均布8个拉杆拉紧后压盖，确保前后开口径向密封圈压缩量18％，实现薄壁大开口结构喷管壳体水压检测工装。

如图3所示为前堵盖组件结构示意图，它由进水口和前堵盖组焊成型，材料均为30CrMnSiA，热处理硬度28-34。如图4所示，前堵盖下端设计平台，便于水压测试过程固定喷管壳体和水压工装；前堵盖均布设计8个连接螺纹孔，用于与拉杆连接固定后压盖；前堵盖内孔设计内螺纹，与喷管壳体大端外螺纹连接固定。水压测试过程中，压力水通过进水口内孔通道进入前堵盖内孔通道，再进入喷管壳体内部。

如图5所示为后堵盖结构示意图，材料为30CrMnSiA，热处理硬度28-34。后堵盖设计径向密封槽，确保密封压缩量为18％。前端设计倒角C1，便于顺利装配，密封面与垂直端面垂直度不大于0.5，密封槽内径与密封面外圆同轴度不大于0.5。

如图6所示为后压盖结构示意图，材料为30CrMnSiA，热处理硬度28-34。后压盖外型为帽型，锥角72°，厚度12mm，有利于提高后压盖和拉杆的受力状态。后压盖帽型内锥小端设计内圆，直径较后堵盖最大直径大1mm，且锥角起始位置加工圆弧，避免与后堵盖发生装配干涉。

前后堵盖的厚度b确定，按照以下公式：

其中：水爆压力p、材料屈服强度δb，安全系数n(取2)，焊接系数η(取0.7)和开口半径r。

Claims (8)

1.一种薄壁大开口结构喷管壳体水压检测工装，其特征在于：该检测工装由前堵盖组件(2)、密封圈1(3)、拉杆(4)、密封圈2(5)、弹簧垫圈(6)、后堵盖(7)和后压盖(8)组成，所述前堵盖组件(2)和后堵盖(7)径向密封喷管壳体前后开口，所述前堵盖组件(2)螺纹连接喷管壳体大端螺纹处，后堵盖(7)径向密封喷管壳体小端内径，通过后压盖(8)压紧后堵盖，在通过均布8个拉杆拉紧后压盖。

2.根据权利要求1所述的一种薄壁大开口结构喷管壳体水压检测工装，其特征在于：所述前堵盖组件结构由进水口(9)和前堵盖(10)组焊成型，材料均为30CrMnSiA，热处理硬度28-34。

3.根据权利要求2所述的一种薄壁大开口结构喷管壳体水压检测工装，其特征在于：所述前堵盖下端为平台，便于水压测试过程固定喷管壳体和水压工装，前堵盖均布设8个连接螺纹孔，用于与拉杆(4)连接固定后压盖(8)。

4.根据权利要求1所述的一种薄壁大开口结构喷管壳体水压检测工装，其特征在于：所述后堵盖(7)材料为30CrMnSiA，热处理硬度28-34。

5.根据权利要求4所述的一种薄壁大开口结构喷管壳体水压检测工装，其特征在于：所述后堵盖为径向密封槽，前端设计倒角C1，便于顺利装配，密封面与垂直端面垂直度不大于0.5，密封槽内径与密封面外圆同轴度不大于0.5。

6.根据权利要求1所述的一种薄壁大开口结构喷管壳体水压检测工装，其特征在于：所述后压盖(8)材料为30CrMnSiA，热处理硬度28-34。

7.根据权利要求6所述的一种薄壁大开口结构喷管壳体水压检测工装，其特征在于：所述后压盖外型为帽型，锥角72°，厚度12mm，有利于提高后压盖(8)和拉杆(4)的受力状态。

8.根据权利要求6所述的一种薄壁大开口结构喷管壳体水压检测工装，其特征在于：所述后压盖(8)帽型内锥小端设计内圆，直径较后堵盖最大直径大1mm，且锥角起始位置加工圆弧，避免与后堵盖(7)发生装配干涉。