專利名稱：一種喉部可更換的小型環(huán)狀噴嘴引射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高空環(huán)境模擬試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種喉部可更換的小型環(huán)狀噴嘴引射器，用于小型火箭發(fā)動機(jī)高空模擬試驗(yàn)技術(shù)研究。
背景技術(shù)：
火箭發(fā)動機(jī)及其部組件在研制過程中需要通過高空環(huán)境模擬試驗(yàn)來考核其性能，當(dāng)采用引射泵為試驗(yàn)系統(tǒng)提供高空低氣壓環(huán)境時(shí)，引射泵的形式由中心引射、環(huán)型引射、多噴管引射等；環(huán)型引射器由于結(jié)構(gòu)緊湊、引射效率高、抗熱性強(qiáng)可以直接引射高溫氣流等優(yōu)勢，目前逐漸廣泛應(yīng)用于固體發(fā)動機(jī)、沖壓發(fā)動機(jī)等高空模擬試驗(yàn)中。目前在試驗(yàn)過程中，需要根據(jù)不同的發(fā)動機(jī)型號和試驗(yàn)需求配置相應(yīng)規(guī)格的引射 器；而由于工作時(shí)引射器喉部要承受高溫、高速氣體的燒蝕和沖刷，多次使用會造成燒蝕破損，影響引射器性能，因此引射器需要定期更換。引射器是試驗(yàn)系統(tǒng)的關(guān)鍵器件，連接管路繁多復(fù)雜，導(dǎo)致更換引射器工作繁瑣，使得每次試驗(yàn)準(zhǔn)備工作時(shí)間都較長，而且更換引射器成本也較高。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問題針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出了一種喉部可更換的小型環(huán)狀噴嘴引射器，通過更換易消耗的引射器喉部，解決了上述引射器更換繁瑣、費(fèi)用高、使用壽命短的問題。本發(fā)明適用的引射器內(nèi)通道直徑為100 400mm，適用于發(fā)動機(jī)流量< 5kg/s的小型火箭發(fā)動機(jī)。技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)方案為所述一種喉部可更換的小型環(huán)狀噴嘴引射器，其特征在于由噴嘴外筒、喉部段、引射器本體組成；引射器本體中心為直通道，供流通被引射氣體；引射器本體前端為外壁面為錐形的環(huán)狀噴嘴；環(huán)狀噴嘴后側(cè)為圓柱面，圓柱面上開有銷釘孔，用于與可更換的喉部段連接；引射器本體壁面內(nèi)開有夾套冷卻水通道，在引射器本體后端壁面上開進(jìn)水口通引射器本體壁面內(nèi)的夾套冷卻水通道；在引射器本體后部對稱開有進(jìn)氣管，用于進(jìn)引射氣體；喉部段為環(huán)形結(jié)構(gòu)，截面形狀為梯形，通過銷釘固定在引射器本體環(huán)狀噴嘴后側(cè)的圓柱面上，形成引射噴嘴；噴嘴外筒為錐筒結(jié)構(gòu)，在噴嘴外筒壁面內(nèi)開有夾套冷卻水通道，噴嘴外筒與引射器本體通過連接法蘭同軸密封固定連接，且噴嘴外筒壁面的夾套冷卻水通道通引射器本體中段壁面上開的進(jìn)水口 ；噴嘴外筒套在引射噴嘴外側(cè)，噴嘴外筒與引射噴嘴形成單邊拉瓦爾噴管，單邊拉瓦爾噴管通引射器本體后部的進(jìn)氣管。所述一種喉部可更換的小型環(huán)狀噴嘴引射器，其特征在于環(huán)狀噴嘴外壁面收縮角為10° 20°，，噴嘴外筒收縮半角為2° 5°。所述一種喉部可更換的小型環(huán)狀噴嘴引射器，其特征在于噴嘴外筒直徑為100 500mm,長度100 300mm ;引射器本體中心直通道的直徑為100 400mm,長度150 550mmo有益效果本發(fā)明提出的環(huán)狀噴嘴引射器采用了分體設(shè)計(jì)，拋棄了傳統(tǒng)的整體式設(shè)計(jì)，可以根據(jù)試驗(yàn)要求，通過更換引射器噴嘴喉部段實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)引射器性能的調(diào)整，而不需要更換引射器整體，大大提供工作效率，降低試驗(yàn)成本；環(huán)狀噴嘴引射器噴嘴及外筒均設(shè)計(jì)夾層水冷卻通道，可以有效減小發(fā)動機(jī)高溫高速燃?xì)鈱ν脖诘臎_刷和燒蝕，提高使用壽命。


圖I :本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2 :引射器本體示意圖；
圖3:圖I的右視圖；圖4 :圖2的A-A剖視圖；圖5:噴嘴外筒示意圖；圖6:喉部段示意圖；其中1-噴嘴外筒、2-喉部段、3-銷釘、4-0型密封圈、5-螺栓、6_引射器本體、7-進(jìn)氣管、8-引射器本體后端壁面冷卻水進(jìn)水口、9-引射器本體中段壁面冷卻水進(jìn)水口、10-加強(qiáng)筋、11-加強(qiáng)圓環(huán)、12-冷卻水內(nèi)通道夾板、13-外接法蘭、14-加強(qiáng)肋、15-冷卻水外通道夾板、16-對接法蘭、17-通氣圓環(huán)、18-環(huán)狀噴嘴、19-被引射氣體、20-引射氣體、21-引射器本體夾套冷卻水通道、22-噴嘴外筒夾套冷卻水通道、23-引射器過水孔、24-噴嘴外筒過水孔。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例描述本發(fā)明本實(shí)施例中的小型環(huán)狀噴嘴引射器(內(nèi)通道直徑100 400mm)采用了喉部可更換的結(jié)構(gòu)，適用于小型火箭發(fā)動機(jī)(發(fā)動機(jī)流量< 5kg/s)的高空模擬試驗(yàn)。參照附圖1，本實(shí)施例中的喉部可更換的小型環(huán)狀噴嘴引射器由噴嘴外筒I、喉部段2、引射器本體6組成。引射器本體中心為直通道，供流通被引射氣體，該直通道適用的直徑為100 400mm，長度150 550mm，本實(shí)施例中采用的直通道直徑為100mm，長度為150_。引射器本體為整體焊接結(jié)構(gòu)，其前端為外壁面為錐形的環(huán)狀噴嘴，環(huán)狀噴嘴外壁面收縮角范圍為10° 20°，環(huán)狀噴嘴外壁面用于與噴嘴外筒內(nèi)壁面形成引射氣體通道，本實(shí)施例中環(huán)狀噴嘴外壁面收縮角用15°。環(huán)狀噴嘴后側(cè)為圓柱面，圓柱面上開有銷釘孔，用于與可更換的喉部段2通過銷釘固定連接。引射器本體整體均采用水冷結(jié)構(gòu)，在引射器本體壁面內(nèi)開有夾套冷卻水通道21，在引射器本體后端壁面上開進(jìn)水口 8通引射器本體壁面內(nèi)的夾套冷卻水通道。夾套冷卻水通道21過引射器本體的對接法蘭，所以在對接法蘭上開有引射器過水孔23。在引射器本體后部對稱開有兩根進(jìn)氣管7，用于進(jìn)引射氣體。參照附圖6，喉部段為環(huán)形結(jié)構(gòu)，截面形狀為梯形，喉部段通過銷釘固定在引射器本體環(huán)狀噴嘴后側(cè)的圓柱面上，形成引射噴嘴。
參照附圖5，噴嘴外筒為錐筒結(jié)構(gòu)，噴嘴外筒適用直徑為100 500mm，長度100 300mm，噴嘴外筒收縮半角為2° 5。，本實(shí)施例噴嘴外筒大端直徑為150mm，長度為100mm，收縮半角為3°。在噴嘴外筒壁面內(nèi)開有夾套冷卻水通道22，采用水冷結(jié)構(gòu)。噴嘴外筒與引射器本體通過連接法蘭同軸螺栓固定連接，并采用O型密封圈4對連接處密封。噴嘴外筒壁面的夾套冷卻水通道通引射器本體中段壁面上開的進(jìn)水口 9，并在對接法蘭相應(yīng)位置上開有噴嘴外筒過水孔24，噴嘴外筒套在引射噴嘴外側(cè)，噴嘴外筒與引射噴嘴形成單 邊拉瓦爾噴管，單邊拉瓦爾噴管通引射器本體后部的進(jìn)氣管7。本實(shí)施例中的環(huán)狀噴嘴引射器使用時(shí)，通過外接法蘭連接固定在引射管道上，弓丨射氣體與進(jìn)氣管連接，冷卻水與進(jìn)水管連接即可進(jìn)入試驗(yàn)狀態(tài)。當(dāng)需要更換引射器喉部時(shí)，拆卸噴嘴外筒，便可更換喉部段，無需拆除或更換其它連接件和管路。
權(quán)利要求
1.一種喉部可更換的小型環(huán)狀噴嘴引射器，其特征在于由噴嘴外筒、喉部段、引射器本體組成；引射器本體中心為直通道，供流通被引射氣體；引射器本體前端為外壁面為錐形的環(huán)狀噴嘴；環(huán)狀噴嘴后側(cè)為圓柱面，圓柱面上開有銷釘孔，用于與可更換的喉部段連接；引射器本體壁面內(nèi)開有夾套冷卻水通道，在引射器本體后端壁面上開進(jìn)水口通引射器本體壁面內(nèi)的夾套冷卻水通道；在引射器本體后部對稱開有進(jìn)氣管，用于進(jìn)引射氣體；喉部段為環(huán)形結(jié)構(gòu)，截面形狀為梯形，通過銷釘固定在引射器本體環(huán)狀噴嘴后側(cè)的圓柱面上，形成引射噴嘴；噴嘴外筒為錐筒結(jié)構(gòu)，在噴嘴外筒壁面內(nèi)開有夾套冷卻水通道，噴嘴外筒與引射器本體通過連接法蘭同軸密封固定連接，且噴嘴外筒壁面的夾套冷卻水通道通引射器本體中段壁面上開的進(jìn)水口 ；噴嘴外筒套在引射噴嘴外側(cè)，噴嘴外筒與引射噴嘴形成單邊拉瓦爾噴管，單邊拉瓦爾噴管通引射器本體后部的進(jìn)氣管。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種喉部可更換的小型環(huán)狀噴嘴引射器，其特征在于環(huán)狀噴嘴外壁面收縮角為10° 20°，噴嘴外筒收縮半角為2° 5°。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述一種喉部可更換的小型環(huán)狀噴嘴引射器，其特征在于噴嘴外筒直徑為100 500mm，長度100 300mm ;引射器本體中心直通道的直徑為100 400mm，長度 150 550mm。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種喉部可更換的小型環(huán)狀噴嘴引射器，由噴嘴外筒、喉部段、引射器本體組成，引射器本體中心為直通道，引射器本體前端為外壁面為錐形的環(huán)狀噴嘴，環(huán)狀噴嘴周圍壁面與喉部段固定連接，形成引射噴嘴，噴嘴外筒套在引射噴嘴外側(cè)，與引射器本體固定連接，噴嘴外筒與引射噴嘴形成單邊拉瓦爾噴管，本發(fā)明整體采用水冷結(jié)構(gòu)。本發(fā)明采用了分體設(shè)計(jì)，拋棄了傳統(tǒng)的整體式設(shè)計(jì)，可以根據(jù)試驗(yàn)要求，通過更換引射器噴嘴喉部段實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)引射器性能的調(diào)整，而不需要更換引射器整體，大大提供工作效率，降低試驗(yàn)成本；環(huán)狀噴嘴引射器噴嘴及外筒均設(shè)計(jì)夾層水冷卻通道，可以有效減小發(fā)動機(jī)高溫高速燃?xì)鈱ν脖诘臎_刷和燒蝕，提高使用壽命。
文檔編號F04F5/16GK102829002SQ20121030872
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者潘武賢, 丁學(xué)進(jìn), 簧建剛, 高旭芳 申請人:中國航天科技集團(tuán)公司第四研究院四0一所