[發明專利]電動錐閥式固體火箭沖壓發動機燃氣流量調節裝置

有效

• 申請號: 201310345207.8
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN103410632A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 趙澤敏;陳雄;周俊
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: F02K9/86
• 分類號: F02K9/86
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明屬于固體火箭沖壓發動機領域，特別是一種電動錐閥式固體火箭沖壓發動機燃氣流量調節裝置。

背景技術

固體火箭沖壓發動機兼有沖壓發動機和火箭發動機的優點，具有比沖高、體積小、重量輕、結構緊湊、工作可靠、成本較低等優點。為保證發動機具有最佳的工作性能和良好的推力調節能力，固體火箭沖壓發動機應進行燃氣流量調節。目前關于燃氣流量調節的方案主要有固定流量式、壅塞式、非壅塞式和漩渦閥式四種。流量調節閥通常采用的構型有柱塞滑閥、旋轉凸輪閥、旋轉盤閥、錐閥等多種。針閥錐體的存在利用改善燃氣速度的均勻性，助于燃氣的擴散，提高了與空氣摻混燃燒效果，提升了發動機的性能。傳統控制系統采用的傳動機構一般有液壓傳動、機電傳動、氣壓傳動。根據工作環境及工作特點，電機傳動和氣壓傳動優于液壓傳動。

目前壅塞式固體火箭沖壓發動機燃氣流量調節裝置普遍采用電動滑盤閥或氣動式針閥裝置。鮑文、牛文玉等的一種用于固體火箭沖壓發動機的燃氣流量調節器（專利號200810075649.4）提出一種氣動針閥型燃氣流量調節閥的固體火箭沖壓發動機的燃氣流量調節系統，它主要是依靠閥頭腔室壓力，驅動閥頭運動來調節燃氣流量。雖然結構簡單、響應速度快，但需要增加一個氣源設備，占地空間較大，由于氣體容易出現泄漏，在調節燃氣流量的過程中，并不容易達到精確控制。西北工業大學王毅林提出了一種噴管與燃燒室成90度的非同軸針閥型燃氣流量調節系統，雖然喉栓桿易密封和熱防護容易實現，但實驗系統體積大，不能達到精確控制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單、體積小、工作可靠、燒蝕影響弱、成本低，能夠精確控制的電動錐閥式固體火箭沖壓發動機燃氣流量調節裝置。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種電動錐閥式固體火箭沖壓發動機燃氣流量調節裝置，驅動電機固定于連接箱體上，聯軸器一端與電機的軸固連，另一端滑孔內裝有滑塊，滑塊通過拉壓力傳感器與閥桿固連，傳動螺母固連于固體燃氣發生器，閥桿穿過傳動螺母，且與傳動螺母螺紋配合，錐形閥頭與閥桿通過螺紋固連，伸入燃氣發生器的噴管內，燃氣發生器設有內殼結構，內殼中空，內殼裝有閥桿，閥桿與燃氣發生器之間裝有襯套，閥桿靠近錐形閥頭的一端周向設有環形槽，槽內設置有動密封件，燃氣發生器后封頭安裝有壓力傳感器。

本發明與現有技術相比，其顯著優點：

1、本發明結構簡單，通過滑塊、聯軸器、傳動螺母將旋轉運動轉換為直線運動，結構緊湊，簡單易實現，體積小。

2、本發明的閥桿與燃燒室內殼之間閥桿與燃燒室內殼之間有襯套形成空腔，并采用密封石墨線和密封活塞環進行密封，保證了系統在高溫、高壓和高速氣體流動環境下工作密封的可靠性。

3、本發明采用材料為鎢滲銅的兩節分段的錐形閥頭，通過閥頭直線運動利用第二節圓錐調節噴管喉面，有效增大喉部直徑和閥頭直徑，有利于增大閥頭強度和剛度以及錐形閥頭在高溫、高壓、高速流動環境下的燒蝕性，保證調節精度。

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1是本發明電動錐閥式固體火箭沖壓發動機燃氣流量調節裝置的結構示意圖。

圖2是本發明電動錐閥式固體火箭沖壓發動機燃氣流量調節裝置的兩節錐形閥頭結構示意圖。

圖3是本發明電動錐閥式固體火箭沖壓發動機燃氣流量調節裝置的聯軸器結構示意圖。

具體實施方式

本發明一種電動錐閥式固體火箭沖壓發動機燃氣流量調節裝置，驅動電機1固定于連接箱體2上，聯軸器3一端與電機1的軸固連，另一端滑孔內裝有滑塊4，滑塊4通過拉壓力傳感器5與閥桿7固連，傳動螺母6固連于固體燃氣發生器10，閥桿7穿過傳動螺母6，且與傳動螺母6螺紋配合，錐形閥頭11與閥桿7通過螺紋固連，伸入燃氣發生器10的噴管內，燃氣發生器10設有內殼結構，內殼中空，內殼裝有閥桿7，閥桿7與燃氣發生器10之間裝有襯套8，閥桿7靠近錐形閥頭11的一端周向設有環形槽，槽內設置有動密封件9，燃氣發生器10后封頭安裝有壓力傳感器12。

所述的聯軸器3一端設有方形滑孔，滑塊4為方形，設置裝在方形滑孔內。

所述的襯套8為圓筒形結構，設置于燃氣發生器10內殼，襯套8兩端凸出，凸出為環形結構，環形結構直徑與燃氣發生器10內殼的直徑相同，襯套8與燃氣發生器10之間形成環形中空腔體。

所述的閥桿7靠近錐形閥頭11一端的直徑大于另一端，閥桿7與襯套8之間形成中空腔體。

所述的錐形閥頭11是采用鎢滲銅材料制成的兩節錐體結構。