專利名稱：火箭貯箱出流管理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本新型屬于管理裝置，具體涉及一種火箭貯箱出流管理裝置。
背景技術(shù)：
運載火箭貯箱內(nèi)液體推進(jìn)劑出流后期，出現(xiàn)的漩渦或液面塌陷會使進(jìn)入管路的推進(jìn)劑夾帶著氣體，而推進(jìn)劑夾氣可能引起渦輪泵氣蝕，嚴(yán)重影響發(fā)動機正常工作。設(shè)計適當(dāng)?shù)南?、防塌裝置來防止或推遲漩渦、塌陷的發(fā)生，減少貯箱不可用推進(jìn)劑的質(zhì)量，提高貯箱內(nèi)推 進(jìn)劑的利用率，是保證運載火箭動力系統(tǒng)正常工作且提高運載火箭運載能力的有效途徑。出流漩渦是造成推進(jìn)劑大量剩余的主要原因，出流漩渦有整體漩渦和局部漩渦之分，貯箱出流管理中消漩是首要考慮的因素也是主要考慮的因素。也正是由于目前國內(nèi)外消漩器主要考慮消漩而忽略了出流管理中消除低液面塌陷、減少流阻損失以及過濾雜質(zhì)等特點也不能稱之為出流管理裝置。目前國內(nèi)外常用的消漩器如下圖1、圖2所示。國內(nèi)的消漩器組件主要有倒錐、蓋板和十字分隔板等，其中采用倒錐加小十字隔板的結(jié)構(gòu)形式的消漩器最為普遍。圖1中，國內(nèi)第一種消漩器(倒錐加小十字隔板)，國內(nèi)第二種消漩器(大十字隔板加小圓形蓋板)，國內(nèi)第三種消漩器(圓形蓋板加小十字隔板)三中消旋器都具有較好的消除整體漩渦的能力，但是消除局部漩渦的能力較差。尤其是國內(nèi)第三種消漩器結(jié)構(gòu)形式的蓋板消漩器，性能不穩(wěn)定，位置擺放的高低都會影響實際的消漩能力，因此可靠性和實用性略低。國內(nèi)在出流管理中較少的使用多孔介質(zhì)構(gòu)件，國外第一種消漩器中的大十字隔板打孔目的也只要是為了減輕結(jié)構(gòu)重量。但是從圖2中可以看到，國外的消漩器較多的使用多孔介質(zhì)構(gòu)件。尤其是國外第一種消漩器結(jié)構(gòu)形式使用了致密的金屬網(wǎng)篩來提高貯箱內(nèi)液體推進(jìn)劑的利用率，而國外第二種消漩器則與國內(nèi)第三種消漩器形式基本一致。貯箱液體推進(jìn)劑在出流過程中出流出流漩渦之外，低液面塌陷也是影響利用率的重要因素。消除整體漩渦能夠提高貯箱內(nèi)液體推進(jìn)劑309^50%的利用率，而消除低局部漩渦和低液面塌陷能夠提高貯箱內(nèi)59^10%的推進(jìn)率利用率。以上國內(nèi)外消旋器除了國外第一種消漩器結(jié)構(gòu)形式之外，基本只具有整體漩渦消除能力。局部漩渦消除能力較弱，并且基本不具有防止低液面塌陷的能力，在消除整體漩渦之后不具備進(jìn)一步提高液體推進(jìn)劑利用的能力。國外第一種消漩器是國外第二種消漩器的改進(jìn)型，具有出流管理裝置的特點，使用網(wǎng)篩增強的局部漩渦以及低液面的消除能力，但是在整體漩渦的消除能力上有所削弱，當(dāng)中心整體漩渦很強時可以穿通頂部網(wǎng)篩，導(dǎo)致輸送管夾氣，并且在消漩器內(nèi)氣體的自由排放存在一些問題，因此可靠性有所降低。
發(fā)明內(nèi)容本新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種具有很強的整體漩渦、局部漩渦、低液面塌陷消除能力的火箭貯箱出流管理裝置。本新型是這樣實現(xiàn)的:一種火箭貯箱出流管理裝置，包括從下往上依次設(shè)置的是金屬網(wǎng)篩、錐形骨架、防漩隔板、排氣孔、消漩圓盤。如上所述的一種火箭貯箱出流管理裝置，其中，所述的金屬網(wǎng)篩為具有阻止局部漩渦及塌陷夾雜氣體進(jìn)入輸送管內(nèi)和雜質(zhì)過濾功能的金屬方孔編織網(wǎng)。如上所述的一種火箭貯箱出流管理裝置，其中，所述的錐形骨架為具有支撐金屬網(wǎng)篩功能的多孔骨架錐型薄板結(jié)構(gòu)。如上所述的一種火箭貯箱出流管理裝置，其中，所述的火箭貯箱出流管理裝置為招合金或是鈦合金。如上所述的一種火箭貯箱出流管理裝置，其中，防漩隔板為八片鋁合金或是鈦合金多孔薄板，呈輻射狀置于錐形骨架上面。如上所述的一種火箭貯箱出流管理裝置，其中，排氣孔為圓柱形帶孔零件，位于八塊防漩隔板的中心位置，也是錐形骨架的正上方。如上所述的一種火箭貯箱出流管理裝置，其中，消漩圓盤為圓錐形部件，該部件與排氣孔螺紋連接，其錐角與錐形骨架以及防漩隔板一樣皆為15°，安裝的時候圓盤的錐角朝上。本新型的效果是具有很強的整體漩渦、局部漩渦、低液面塌陷消除能力同時具有小流阻和雜質(zhì)過濾等特點，能較大的提高火箭貯箱液體推進(jìn)劑的利用率，同時使用方便，可
靠性高的出流管理裝置。

圖1a是國內(nèi)常見的第一種消漩器；圖1b是國內(nèi)常見的第二種消漩器；圖1c是國內(nèi)常見的第三種消漩器；圖2a是國外常見的第一種消漩器；圖2b是國外常見的第二種消漩器；圖3是火箭貯箱出流管理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是火箭貯箱出流管理裝置在貯箱中位置的示意圖；圖5是排氣孔結(jié)構(gòu)的示意圖；圖6是防漩隔板與排氣孔連接的示意圖；圖7是排氣孔與錐形骨架連接的示意圖；圖8是消漩圓盤與排氣孔連接的示意圖。圖中1.金屬網(wǎng)篩、2.錐形骨架、3.防漩隔板、4.連接螺釘、5.排氣孔、6.消漩圓盤、7.倒椎體、8.十字隔板、9.圓蓋板。
具體實施方式
如附圖3和圖4所示，一種火箭貯箱出流管理裝置，包括從下往上依次設(shè)置的是金屬網(wǎng)篩1、錐形骨架2、防漩隔板3、排氣孔5、消漩圓盤6。其整體結(jié)構(gòu)重量約為3kg，主要材質(zhì)為鋁合金或是鈦合金。整體高度0. 11m，最大直徑0.6m。金屬網(wǎng)篩I為金屬方孔編織網(wǎng)，是雜質(zhì)過濾、防止低液面塌陷夾氣以及消除局部出流漩渦的主要功能部件。金屬網(wǎng)篩的空隙處的表面張力具有氣泡攔截的能力，因此能夠阻止局部漩渦及塌陷夾雜氣體進(jìn)入輸送管內(nèi)。同時致密的金屬網(wǎng)篩還具有雜質(zhì)過濾功能。錐形骨架2為鋁合金或是鈦合金多孔薄板結(jié)構(gòu)，主要功能是支撐金屬網(wǎng)篩I。錐形的骨架結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑼七M(jìn)劑加注過程中的氣體全部聚集在骨架錐頂，有利于在推進(jìn)劑加注時將氣體順利排盡。防漩隔板3為八片鋁合金或是鈦合金多孔薄板，呈輻射狀置于錐形骨架2上面。該結(jié)構(gòu)主要功能是為了消除出流過程中液體推進(jìn)劑的旋轉(zhuǎn)勢能和流動導(dǎo)向，從而可以避免出流過程中整體漩渦的出現(xiàn)。排氣孔5結(jié)構(gòu)位于八塊防漩隔板3的中心位置，也是錐形骨架2的正上方。在加注過程中錐形骨架2將氣體聚集在錐頂在液體靜壓的驅(qū)動下將從該孔中排放到貯箱當(dāng)中。上部與排氣孔5結(jié)構(gòu)螺紋連接的是消漩圓盤6。其錐角與錐形骨架2以及防漩隔板3 —樣皆為15°。安裝的時候圓盤的錐角朝上。消漩圓盤6具有改變流動路徑，消除整體漩渦的作用。當(dāng)在貯箱底部出口安裝出流管理裝置，液體推進(jìn)劑繞過帶有錐角的消旋圓盤，在防漩隔板3的導(dǎo)流作用下，從消漩圓盤6與錐形骨架2之間流通虹吸式的穿過金屬網(wǎng)篩進(jìn)入到發(fā)動機輸送管中，在整個流動過程當(dāng)中，消旋圓盤和十字隔板8能夠很好的消處整體出流漩渦，而金屬網(wǎng)篩則起到了消除局部漩渦和低液面塌陷夾氣以及過濾雜質(zhì)的作用。從而保證了在火箭貯箱整個出流過程當(dāng)中輸送管中不夾雜這氣體和其它雜質(zhì)，大幅度的調(diào)高了貯箱內(nèi)液體推進(jìn)劑的利用率，同時改善了為發(fā)動機的供液質(zhì)量。該裝置使用時安裝在火箭貯箱的出流口處，具有消漩、防塌、過濾等能力。為了驗證本出流管理裝置的實際性能，設(shè)計了地面出流試驗對其性能進(jìn)行驗證。將該裝置安裝在有機玻璃模型貯箱底部，并通過泵抽的方法將貯箱內(nèi)的水抽出模擬液體推進(jìn)劑出流過程，在出口處設(shè)立有機玻璃觀察窗，監(jiān)視整個過程中貯箱內(nèi)起漩以及出流管中的夾氣情況。通過對貯箱內(nèi)液面和出流管處有機玻璃觀察窗口的觀察，在測試的流速范圍之內(nèi)，沒有出現(xiàn)整體和局部漩渦出現(xiàn)，液體表面漂浮氣泡不旋轉(zhuǎn)，沒有低液面塌陷夾氣情況，直到貯箱內(nèi)水流盡。有效利用率高達(dá)99%。加注過程采用從模型貯箱頂部加注和底部出流管加注兩種方法，在加注過程出流管理裝置內(nèi)部氣體均被排出。
權(quán)利要求1.一種火箭貯箱出流管理裝置，其特征在于:包括從下往上依次設(shè)置的是金屬網(wǎng)篩(I)、錐形骨架(2)、防漩隔板(3)、排氣孔(5)、消漩圓盤(6)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種火箭貯箱出流管理裝置，其特征在于:所述的金屬網(wǎng)篩(I)為具有阻止局部漩渦及塌陷夾雜氣體進(jìn)入輸送管內(nèi)和雜質(zhì)過濾功能的金屬方孔編織網(wǎng)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種火箭貯箱出流管理裝置，其特征在于:所述的錐形骨架(2)為具有支撐金屬網(wǎng)篩(I)功能的多孔骨架錐型薄板結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的一種火箭貯箱出流管理裝置，其特征在于:所述的火箭貯箱出流管理裝置為招合金或是鈦合金。
5.如權(quán)利要求1所述的一種火箭貯箱出流管理裝置，其特征在于:防漩隔板(3)為八片鋁合金或是鈦合金多孔薄 板，呈輻射狀置于錐形骨架(2)上面。
6.如權(quán)利要求5所述的一種火箭貯箱出流管理裝置，其特征在于:排氣孔(5)為圓柱形帶孔零件，位于八塊防漩隔板(3)的中心位置，也是錐形骨架(2)的正上方。
7.如權(quán)利要求6所述的一種火箭貯箱出流管理裝置，其特征在于:消漩圓盤(6)為圓錐形部件，該部件與排氣孔(5)螺紋連接，其錐角與錐形骨架(2)以及防漩隔板(3) —樣皆為15°，安裝的時候圓盤的錐角朝上。
專利摘要本實用新型屬于管理裝置，具體涉及一種火箭貯箱出流管理裝置。一種火箭貯箱出流管理裝置，包括從下往上依次設(shè)置的是金屬網(wǎng)篩、錐形骨架、防漩隔板、排氣孔、消漩圓盤。本實用新型的效果是具有很強的整體漩渦、局部漩渦、低液面塌陷消除能力同時具有小流阻和雜質(zhì)過濾等特點，能較大的提高火箭貯箱液體推進(jìn)劑的利用率，同時使用方便，可靠性高的出流管理裝置。
文檔編號F02K9/60GK202914201SQ20122053046
公開日2013年5月1日 申請日期2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月17日
發(fā)明者劉楨, 王麗霞, 張冬梅, 王帥, 崔高偉 申請人:北京強度環(huán)境研究所, 中國運載火箭技術(shù)研究院