專利名稱：固液火箭發(fā)動機(jī)燃燒室氣密檢查裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固液火箭發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，是一種用于固液火箭發(fā)動機(jī)燃燒室氣密檢查時對噴管出口密封的裝置。
背景技術(shù)：
與常規(guī)的固體或液體火箭發(fā)動機(jī)相比，固液火箭發(fā)動機(jī)由于其自身的結(jié)構(gòu)特征使其在安全性、經(jīng)濟(jì)性、推力調(diào)節(jié)特性和多次啟動特性等方面具有優(yōu)勢，受到眾多研究者的關(guān)注。固液火箭發(fā)動機(jī)采用液體氧化劑和固體燃料做為推進(jìn)劑，液體氧化劑經(jīng)輸送系統(tǒng)管路進(jìn)入發(fā)動機(jī)頭腔，通過噴注面板進(jìn)入發(fā)動機(jī)與固體燃料進(jìn)行燃燒反應(yīng)，最后由噴管噴出產(chǎn)生推力。固液火箭發(fā)動機(jī)的燃燒室噴管結(jié)構(gòu)與固體火箭發(fā)動機(jī)相類似，但比固體火箭發(fā)動機(jī)多一套液體輸送系統(tǒng)，輸送系統(tǒng)通過發(fā)動機(jī)頭部與燃燒室相連。在發(fā)動機(jī)試驗(yàn)過程中對整個系統(tǒng)的氣密性具有嚴(yán)格要求，因此有必要在試驗(yàn)時對發(fā)動機(jī)燃燒室進(jìn)行氣密性檢查。而發(fā)動機(jī)噴管與大氣相通，因此在發(fā)動機(jī)燃燒室氣密檢查中需配備將噴管出口進(jìn)行密封的密封裝置，密封裝置與噴管出口間的連接緊固是需要解決的問題。對于燃燒室和噴管間采用螺栓進(jìn)行連接的發(fā)動機(jī)，可將密封裝置與噴管出口間用螺栓進(jìn)行連接和緊固，這也是現(xiàn)有密封裝置常用的連接方式。但由于燃燒室與噴管的連接位置與噴管出口一般相距較遠(yuǎn)，采用這種方式時氣密檢查裝置的安裝和拆卸十分不便，且當(dāng)燃燒室和噴管采用卡環(huán)連接、鍵連接等其它連接形式時，這種方式將不可行。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種用于固液火箭發(fā)動機(jī)燃燒室氣密檢查時對噴管出口密封的裝置，可實(shí)現(xiàn)噴管出口的有效密封，且與噴管間的連接和緊固不受燃燒室和噴管連接方式的影響，適用于燃燒室和噴管采用任何連接方式的固液火箭發(fā)動機(jī)。一種固液火箭發(fā)動 機(jī)燃燒室氣密檢查裝置，其特征在于包括噴管殼體、上連接環(huán)、下連接環(huán)、密封圈和噴管堵蓋。所述上連接環(huán)和下連接環(huán)為半圓環(huán)狀，上連接環(huán)與下連接環(huán)配合固定連接后形成圓環(huán)結(jié)構(gòu)套于噴管殼體外側(cè)壁上；所述噴管堵蓋為板狀結(jié)構(gòu)，中部設(shè)計(jì)有與噴管出口等直徑的內(nèi)凹部分，通過將噴管出口端面上的噴管絕熱層嵌入內(nèi)凹部分，使噴管堵蓋將噴管出口遮蓋；在噴管出口的端面上的噴管絕熱層與內(nèi)凹部分底面間設(shè)置有密封圈，密封圈通過內(nèi)凹部分底面周向上開有的環(huán)形凹槽定位；上述上連接環(huán)與下連接環(huán)均通過至少一個螺栓組件B與噴管堵蓋相連。在噴管殼體外壁周向上設(shè)計(jì)有環(huán)形凸臺，環(huán)形凸臺位于上、下連接環(huán)與噴管堵蓋之間；上述環(huán)形凸臺設(shè)計(jì)為梯形剖面結(jié)構(gòu)，環(huán)形凸臺頂面與噴管殼體外壁面平行，兩側(cè)壁面與噴管外壁面間夾角形成13(Γ140度的鈍角；且使上連接環(huán)、下連接環(huán)與環(huán)形凸臺間面面接觸。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
1、本發(fā)明氣密檢查裝置中，上、下連接環(huán)通過噴管殼體外壁面的環(huán)形凸臺進(jìn)行限位，使上、下連接環(huán)與噴管堵蓋間的連接十分緊固，具有很好的氣密效果，且對燃燒室和噴管采用任何連接方式的固液火箭發(fā)動機(jī)均適用；2、本發(fā)明噴管出口密封結(jié)構(gòu)中，將噴管殼體外壁面的環(huán)形凸臺設(shè)計(jì)為梯形剖面，有利于減小噴管殼體與上、下連接環(huán)安裝緊固過程中產(chǎn)生的切應(yīng)力和應(yīng)力集中；3、本發(fā)明上、下連接環(huán)設(shè)計(jì)為半圓環(huán)狀，通過螺栓連接成完整圓環(huán)套于噴管殼體外壁面，對噴管堵蓋進(jìn)行連接和緊固，安裝過程方便，氣密試驗(yàn)完成后也易于拆卸；4、本發(fā)明噴管出口密封結(jié)構(gòu)中，噴管絕熱層與噴管堵蓋之間采用O型密封圈進(jìn)行密封，保證燃燒室的氣密性；5、本發(fā)明噴管出口密封結(jié)構(gòu)在進(jìn)行安裝時不涉及燃燒室與噴管的連接部位，安裝拆卸過程快速方便。


圖1是本發(fā)明固液火箭發(fā)動機(jī)燃燒室氣密檢查裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示的固液火箭發(fā)動機(jī)燃燒室氣密檢查裝置的A-A剖面向視圖。圖中1-噴管殼體 2-上連接環(huán) 3-下連接環(huán)4-密封圈 5-噴管堵蓋6-螺栓組件A 7-螺栓組件B 8-耳片 9_環(huán)形凸臺10-噴管絕熱層
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本發(fā)明氣密檢查裝置，包括噴管殼體1、上連接環(huán)2、下連接環(huán)3、密封圈4和噴管堵蓋5。所述上連接環(huán)2和下連接環(huán)3為兩端具有耳片8的半圓環(huán)狀，上連接環(huán)2與下連接環(huán)3配合后形成圓環(huán)結(jié)構(gòu)套于噴管殼體I外側(cè)壁上，靠近噴管出口處。上連接環(huán)2與下連接環(huán)3間通過螺栓組件A6緊固，具體為螺栓組件A6包括螺栓A與螺母A，螺栓A穿過上連接環(huán)2與下連接環(huán)3同側(cè)的耳片后，通過螺母擰緊，由此實(shí)現(xiàn)上連接環(huán)2與下連接環(huán)3間的相對固定；且螺母A底部還設(shè)置有平墊片與彈形墊片，防止螺母A松脫。所述噴管堵蓋5為圓板狀結(jié)構(gòu)，中部設(shè)計(jì)有與噴管出口等直徑的內(nèi)凹部分，通過將噴管出口端面上的噴管絕熱層10嵌入內(nèi)凹部分，使噴管堵蓋5將噴管出口遮蓋，且噴管堵蓋5與噴管出口間通過內(nèi)凹部分實(shí)現(xiàn)徑向上的相對定位。在噴管出口端面上的噴管絕熱層10與內(nèi)凹部分底面間設(shè)置有密封圈4，密封圈4通過內(nèi)凹部分底面周向上開有的環(huán)形凹槽定位，且密封圈4的直徑大于環(huán)形凹槽的深度，滿足密封圈4的壓縮量，從而保證燃燒室的氣密性。上述上連接環(huán)2與下連接環(huán)3均通過至少一個螺栓組件B7與噴管堵蓋5相連，具體為螺栓組件B7包括螺栓B與螺母B，螺栓B依次穿過上連接環(huán)2與噴管堵蓋5上的連接孔后，通過螺母B擰緊，將噴管堵蓋5與噴管出口間壓緊；且螺母B底部同樣設(shè)置有平墊片與彈形墊片，防止螺母B松脫。本發(fā)明中上連接環(huán)2與下連接環(huán)3分別通過周向均勻分布的一個以上螺栓組件B7與噴管堵蓋5相連，由此增加了上連接環(huán)2、下連接環(huán)3與噴管堵蓋5間的定位和穩(wěn)定程度。
為了拆卸方便，上連接環(huán)2、下連接環(huán)3與噴管堵蓋5間不采用固定連接的方式，由此隨螺母的擰緊，會使上連接環(huán)2與下連接環(huán)3在噴管外壁上產(chǎn)生沿噴管軸向上的位移，因此本發(fā)明中在噴管殼體I外壁周向上設(shè)計(jì)有環(huán)形凸臺9，環(huán)形凸臺9位于上連接環(huán)2、下連接環(huán)3與噴管堵蓋5之間；由此通過環(huán)形凸臺9對上連接環(huán)2與下連接環(huán)3進(jìn)行限位，從而使螺母擰緊后，上連接環(huán)2、下連接環(huán)3與噴管堵蓋5間相對定位，不會產(chǎn)生朝向噴管出口方向的位移；同時使噴管出口端面上的噴管絕熱層10壓縮密封圈5，使噴管堵蓋5將噴管出口嚴(yán)格密封，可滿足試驗(yàn)要求的泄露率。。本發(fā)明中將上述環(huán)形凸臺9設(shè)計(jì)為梯形剖面結(jié)構(gòu)，環(huán)形凸臺9頂面與噴管殼體I外壁面平行，兩側(cè)壁面與噴管外壁面間夾角形成13(Γ140度的鈍角，由此可以增加環(huán)形凸臺9與噴管殼體I外壁面的連接面積，有利于減小噴管殼體I在與上連接環(huán)2和下連接環(huán)3安裝緊固過程中產(chǎn)生的切應(yīng)力，減小應(yīng)力集中；且在采用上述結(jié)構(gòu)的環(huán)形凸臺9時，在螺母擰緊到所要求的緊固力時，使上連接環(huán)2、下連接環(huán)3與環(huán)形凸臺9間面面接觸(即將上連接環(huán)2、下連接環(huán)3與環(huán)形凸臺9接觸部分設(shè)計(jì)為平面，且與環(huán)形凸臺9的接觸面平行)，由此可使上連接環(huán)2、下連接環(huán)3在安裝過程中與噴管殼體I上的環(huán)形凸臺9間緊密接 觸，增加了上連接環(huán)2、下連接環(huán)3與噴管堵蓋5間的定位牢固性。
權(quán)利要求
1.一種固液火箭發(fā)動機(jī)燃燒室氣密檢查裝置，其特征在于包括噴管殼體、上連接環(huán)、下連接環(huán)、密封圈和噴管堵蓋； 所述上連接環(huán)和下連接環(huán)為半圓環(huán)狀，上連接環(huán)與下連接環(huán)配合固定連接后形成圓環(huán)結(jié)構(gòu)套于噴管殼體外側(cè)壁上；所述噴管堵蓋為板狀結(jié)構(gòu)，中部設(shè)計(jì)有與噴管出口等直徑的內(nèi)凹部分，通過將噴管出口端面上的噴管絕熱層嵌入內(nèi)凹部分，使噴管堵蓋將噴管出口遮蓋；在噴管出口端面上的噴管絕熱層與內(nèi)凹部分底面間設(shè)置有密封圈，密封圈通過內(nèi)凹部分底面周向上開有的環(huán)形凹槽定位；上述上連接環(huán)與下連接環(huán)均通過至少一個螺栓組件B與噴管堵蓋相連； 在噴管殼體外壁周向上設(shè)計(jì)有環(huán)形凸臺，環(huán)形凸臺位于上、下連接環(huán)與噴管堵蓋之間；上述環(huán)形凸臺設(shè)計(jì)為梯形剖面結(jié)構(gòu)，環(huán)形凸臺頂面與噴管殼體外壁面平行，兩側(cè)壁面與噴管外壁面間夾角形成13(Γ140度的鈍角；且在螺母擰緊到極限時，使上連接環(huán)、下連接環(huán)與環(huán)形凸臺間面面接觸。
2.如權(quán)利要求1所述一種固液火箭發(fā)動機(jī)燃燒室氣密檢查裝置，其特征在于所述上連接環(huán)與下連接環(huán)間通過的螺栓組件A緊固，具體連接方式為上連接環(huán)與下連接環(huán)兩端具有耳片；螺栓組件A包括螺栓A與螺母A ;螺栓A穿過上連接環(huán)與下連接環(huán)同側(cè)的耳片后，通過螺母擰緊。
3.如權(quán)利要求1所述一種固液火箭發(fā)動機(jī)燃燒室氣密檢查裝置，其特征在于所述密封圈的直徑大于環(huán)形凹槽的深度。
4.如權(quán)利要求1所述一種固液火箭發(fā)動機(jī)燃燒室氣密檢查裝置，其特征在于所述上連接環(huán)與下連接環(huán)分別通過周向均勻分布的一個以上螺栓組件B與噴管堵蓋相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種固液火箭發(fā)動機(jī)燃燒室氣密檢查裝置，用于固液火箭發(fā)動機(jī)試驗(yàn)中燃燒室的氣密檢查；包括噴管殼體、上連接環(huán)、下連接環(huán)、密封圈和噴管堵蓋。上連接環(huán)和下連接環(huán)通過螺栓組件緊固套裝于噴管殼體外壁面，由噴管殼體外壁面的環(huán)形凸臺定位；噴管堵蓋與密封圈組合安裝于噴管出口端面處，通過螺栓組件與上連接環(huán)及下連接環(huán)進(jìn)行連接緊固，實(shí)現(xiàn)噴管出口的密封。本發(fā)明的氣密檢查裝置對燃燒室和噴管采用任何連接方式的固液火箭發(fā)動機(jī)均適用；噴管絕熱層與噴管堵蓋之間采用密封圈進(jìn)行密封，保證燃燒室的氣密性；氣密檢查裝置的連接緊固不涉及燃燒室與噴管的連接部位，安裝拆卸過程快速方便。
文檔編號F02K9/97GK103061919SQ201210570788
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者田輝, 俞南嘉, 李新田, 曾鵬, 蔡國飆 申請人:北京航空航天大學(xué)