[實用新型]一種具有均流功能的推力室集合器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420149848.6
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN203796441U
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周偉;楊繼東;謝恒;王曉麗;袁宇;李曉旭;宣智超;盧明
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航天動力研究所
• 主分類號: F02K9/64
• 分類號: F02K9/64
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于液體火箭發(fā)動機設(shè)計技術(shù)，具體涉及一種液體火箭發(fā)動機推力室的集合器。

背景技術(shù)

液體火箭發(fā)動機推力室內(nèi)腔是高溫、高壓的燃氣，為了避免室壁發(fā)生燒蝕破壞，在內(nèi)壁和外壁之間設(shè)置有冷卻夾套，引入低溫流體對室壁進行冷卻。入口集合器的作用就是將發(fā)動機總裝管路輸送過來的流體分配到冷卻夾套整周分布的每條獨立通道中。為了保證冷卻通道的流量分布較為均勻，以避免燃氣側(cè)壁溫周向不均勻，要求集合器出口處的壓力分布越均勻越好。

如圖1和圖2所示，現(xiàn)有的集合器設(shè)計成具有圓形截面的圓環(huán)狀單腔結(jié)構(gòu)，集合器腔5直接與冷卻通道6進口相連，圓管某處設(shè)置一進口法蘭1與總裝管路連接，進口處無導流裝置。此種集合器結(jié)構(gòu)存在以下不足：（1）流體沿集合器腔5環(huán)向流動形成的壓差直接造成集合器出口壓力不均勻；（2）入口處近乎90度的直角拐彎造成入口區(qū)壓力分布波動較為劇烈。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種出口壓力均勻、進口流體拐彎較為平緩、壓力波動和局部壓力損失較小的具有均流功能的推力室集合器。

本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種具有均流功能的推力室集合器，它包括圓筒形的內(nèi)壁、設(shè)在內(nèi)壁外側(cè)的圓筒形的外壁，內(nèi)壁封閉形成燃燒室，內(nèi)壁和外壁之間的空隙形成冷卻通道，外壁的入口處的側(cè)壁上沿周向加工有環(huán)槽，所述的外壁的入口處外側(cè)固定設(shè)有環(huán)孔座，所述環(huán)孔座外固定設(shè)有集合器彎管；所述的環(huán)孔座為圓盤形，截面外側(cè)為圓弧形，截面內(nèi)側(cè)為肩臺結(jié)構(gòu)，肩臺與內(nèi)部的內(nèi)壁和外壁固定連接；所述的環(huán)孔座的徑向沿整周加工有數(shù)個徑向孔，每個徑向孔貫穿環(huán)孔座截面的內(nèi)外兩側(cè)；所述的集合器彎管內(nèi)側(cè)加工有弧形開口，管子的外側(cè)設(shè)有法蘭；所述的環(huán)孔座的截面外側(cè)圓弧形與上述集合器彎管的弧形開口形成完整的圓形；

在上述的一種具有均流功能的推力室集合器中：所述的管子的外側(cè)加工一個入口，入口處設(shè)有擴張型進口法蘭，同時入口處固定設(shè)有“人”形導流片。

在上述的一種具有均流功能的推力室集合器中：所述的各個徑向孔的孔徑不同。

在上述的一種具有均流功能的推力室集合器中：所述的徑向孔的孔徑不同的形式為，離集合器入口最近和最遠的兩個徑向孔分別為孔徑最大和最小的孔，則向入口兩側(cè)分別沿周向布置的徑向孔依次孔徑變小。

本實用新型的有益效果在于：由于在集合器彎管設(shè)計安裝環(huán)孔座，使得集合器彎管的內(nèi)壁與環(huán)孔座之間形成外集合腔，環(huán)孔座與燃燒室殼體之間形成內(nèi)集合腔，雙集合腔結(jié)構(gòu)，使得流體進入冷卻通道前實現(xiàn)二次均流。

對外集合腔和內(nèi)集合腔之間的徑向孔孔徑采用不等孔徑設(shè)計，根據(jù)外集合腔的環(huán)向壓力差設(shè)計了徑向孔的孔徑大小，使得外集合腔的環(huán)向壓力差調(diào)整適應(yīng)孔徑大小，使得通道前的內(nèi)集合腔壓力趨于均勻。

集合器彎管入口采用帶“人”形導流片的喇叭形擴張法蘭結(jié)構(gòu)，使集合器入口處流體拐彎更為平緩，減小入口及兩側(cè)區(qū)的壓力波動，并能夠減小局部壓力損失；另外導流片還能起到加強入口結(jié)構(gòu)內(nèi)腔承壓能力的作用。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中單腔集合器結(jié)構(gòu)主視圖；

圖2為圖1的A-A剖視圖；

圖3為具有均流功能的推力室集合器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3的B-B剖視圖；

圖5為具有均流功能的推力室集合器的立體結(jié)構(gòu)剖面圖；

圖中：1.進口法蘭；2.集合器彎管；3.內(nèi)壁；4.外壁；5.集合器腔；6.冷卻通道；7.擴張型進口法蘭；8.環(huán)孔座；9.外集合腔；10.徑向孔；11.內(nèi)集合腔；12.導流片；13.燃燒室。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。

如圖3和圖4所示，所述的集合器彎管2為截面為圓形的管子圍成的彎管，并且彎管的內(nèi)側(cè)加工有弧形開口，管子的外側(cè)周向任意位置加工一個入口。在該入口處安裝擴張型進口法蘭7，同時在入口處焊接固定“人”形導流片12。

在管子的內(nèi)側(cè)的弧形開口上焊接環(huán)孔座8，所述焊接環(huán)孔座8為圓盤形，其截面的形狀如圖3所示，截面外側(cè)為圓弧形，其與上述集合器彎管2的截面形成完整的圓形，截面內(nèi)側(cè)為帶有肩臺結(jié)構(gòu)，肩臺與內(nèi)部的內(nèi)壁3和外壁4固定焊接。環(huán)孔座8的徑向沿整周加工有數(shù)個徑向孔10，本實施例中徑向孔10的數(shù)目為36個。每個徑向孔10貫穿環(huán)孔座8截面的內(nèi)外兩側(cè)。