[發明專利]一種多層復雜殼體及殼體組件

在審

• 申請號: 201711157326.5
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN107701739A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 周煒;鮑錦華;向猛;李楚林;郭文君;孫繼國;鄭孟偉;許健;陶瑞峰;李有志;許燁茹
• 申請（專利權）人: 北京航天動力研究所
• 主分類號: F16K1/32
• 分類號: F16K1/32;F16K27/02;F16K31/12
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 范曉毅

技術領域

本發明屬于大推力航天發動機領域，尤其涉及一種多層復雜殼體及殼體組件。

背景技術

隨著我國航天的迅猛發展，隨著火箭推力的提升，其發動機組合件的各項參數如壓力、流量、尺寸重量等也大幅度增大。而對飛行產品來說，如何在高可靠滿足設計參數的前提下盡可能地減輕尺寸重量對復雜殼體及殼體組件設計及工藝技術提出了更高的要求。

現有的低溫菌閥的殼體設計技術，通常采用單層結構，主要功能為承壓和與運動件導向，結構雖然相對簡單，但主要存在以下幾點問題：一、流阻損失相對較大，介質從入口至出口通常要經過兩道90°折彎并從活門的環縫間隙流出，這種設計對大流量大口徑閥門流阻損失會更顯著；二、隨著閥門通徑的加大，活門的直徑也相應較大，為保證活門良好的導向，通常活門的導向長度與直徑比值不小于1.2，加上現有閥門殼體設計上通常介質流道與活門導向在軸向位置上分布于不同區域，使得殼體總長度大大增加，加大了整閥的尺寸重量。三、各零組件的集成度不高，分布較為分散，單一殼體組件按常規設計方案設置活門緩開裝置難以實現。

進一步的，由殼體組成的殼體組件也存在上述的問題。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種多層復雜殼體及殼體組件，解決了現有菌閥設計技術上流阻損失較大、零組件集成性不好、無法實現活門緩開功能的技術難點，實現高壓、超低溫介質的軸流式流動，實現閥門作動機構與流阻之間的最優配置，減輕整個產品的尺寸重量，并能滿足高工況和多次可靠使用的需要。

本發明目的通過以下技術方案予以實現：根據本發明的一個方面，提供了一種多層復雜殼體，包括殼體外壁、導流錐、主活門導向壁、副導向壁和若干個筋板；其中，所述殼體外壁通過若干個筋板與所述導流錐相連接；所述導流錐位于所述殼體外壁內部；若干個筋板沿所述殼體外壁的周向分布；所述主活門導向壁的一端與導流錐的內壁相連接；所述副導向壁的一端與所述導流錐的內壁相連接，并且所述副導向壁位于所述主活門導向壁的內部。

上述多層復雜殼體中，若干個筋板沿所述殼體外壁的周向均勻分布。

上述多層復雜殼體中，所述殼體外壁的軸線、所述導流錐的軸線、所述主活門導向壁的軸線和所述副導向壁的軸線重合。

上述多層復雜殼體中，所述導流錐的外形輪廓為類拋物線。

上述多層復雜殼體中，所述導流錐的內壁設置有彈簧支撐座，所述主活門導向壁的一端與所述彈簧支撐座相連接。

上述多層復雜殼體中，所述導流錐的內壁設置有副活門座，所述導流錐的錐頭開設有沿軸線的通孔。

上述多層復雜殼體中，所述主活門導向壁為圓筒形狀，其內徑為60mm-75mm；副導向壁為圓筒形狀，其內徑為25mm-30mm。

上述多層復雜殼體中，所述殼體外壁的一端口的直徑為120mm-150mm，所述殼體外壁的另一端口的直徑為200mm-250mm。

上述多層復雜殼體中，所述導流錐的身部沿其周向設置有若干個第一壓力平衡孔；所述主活門導向壁沿其周向設置有若干個第二壓力平衡孔。

根據本發明的另一方面，還提供了一種多層復雜殼體組件，包括：如本方面的一個方面所述的多層復雜殼體、主活門、主閥座、主彈簧、副活門、副彈簧和銷子；其中，所述主活門包括密封部、主導向部和副導向部；其中，所述密封部、所述主導向部和所述副導向部一體成型；所述副活門嵌設于所述副導向部的內部，所述副彈簧套設于所述副活門的一端；所述副導向部開設有限位孔，所述銷子穿設于所述副活門并卡在所述限位孔；所述副導向部的一端嵌設于所述副導向壁；所述主導向部嵌設于所述主活門導向壁；所述主彈簧套設于所述主活門導向壁，所述主彈簧的一端與所述彈簧支撐座相貼合，所述主彈簧的另一端與所述密封部的側壁相貼合；所述主閥座與所述殼體外壁螺紋連接，所述主閥座與所述密封部相貼合。

本發明與現有技術相比具有如下有益效果：

(1)本發明通過導流錐達到穩定流場、使低溫介質軸流式流動，降低流阻損失的效果；

(2)本發明通過若干個筋板達到使導流錐與殼體外壁連接并使多層殼體一體化的效果，提高結構緊湊性，減少零組件數量，提高整閥設計可靠性；

(3)本發明通過選用高溫合金鋼的殼體材料達到提高殼體承壓能力，減小壁厚效果，提高成型工藝性并減小殼體重量；

(4)本發明通過設置緩開裝置在不增加單獨零組件實現液體阻尼效果，保護各結構件不受沖擊。

附圖說明