[發(fā)明專利]一種針栓噴注器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910520885.0
• 申請日: 2019-06-17
• 公開（公告）號: CN110259604B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設計）人: 陳慧源;成鵬;李清廉;張家奇;肖禮;張紫豪;林文浩;張彬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: F02K9/52
• 分類號: F02K9/52
• 代理公司: 長沙國科天河知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

本發(fā)明提供一種針栓噴注器，包括針栓套筒與針栓桿，針栓套筒與針栓桿均為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)；針栓桿內(nèi)沿軸向設有能夠與推進劑供應管路連通的內(nèi)流道，針栓桿上靠近端部的位置設有與內(nèi)流道連通的內(nèi)流道噴孔；針栓套筒同軸套設在針栓桿上并與針栓桿圍成一個環(huán)形結(jié)構(gòu)的外流道，外流道在近內(nèi)流道噴孔的一端處形成環(huán)形結(jié)構(gòu)的外流道噴環(huán)；針栓套筒側(cè)部上設有連通孔以用于連通外流道與推進劑供應管路，連通孔與外流道相切。將連通孔與外流道相切設置成相切的結(jié)構(gòu)，使得從外流道噴出的推進劑在離心加速度的作用下，在噴出后具有一定的徑向速度，有效的拓展了噴霧的徑向范圍；在外通道上游設置氣體通道以輔助液體推進劑的霧化。本發(fā)明應用于空間推進技術領域領域。

技術領域

本發(fā)明涉及空間推進技術領域，尤其涉及一種針栓噴注器。

背景技術

在液體火箭發(fā)動機的工作過程包括噴注、霧化、蒸發(fā)、化學反應等主要過程。其中，噴注器決定了推進劑進入燃燒室的速度、分布及霧化性能，因此對發(fā)動機的性能有著重要影響。針栓噴注器發(fā)動機通常只采用一個針栓噴嘴，相比傳統(tǒng)發(fā)動機通常需要幾十上百個噴注單元，具有結(jié)構(gòu)簡單、深度調(diào)節(jié)能力、內(nèi)在燃燒穩(wěn)定性等優(yōu)勢，有望廣泛用于液體火箭發(fā)動機，尤其是變推力液體火箭發(fā)動機。針栓噴注器通常包含針栓和噴注器基底，大體上分為徑向縫型和徑向孔型兩大類。其中，后者由于更好的混合特性而得以廣泛應用。但現(xiàn)有技術中的針栓噴注器的缺點也較為明顯，如：(1)針栓套筒入口為直孔，推進劑經(jīng)環(huán)縫流出后速度基本貼壁向下流動，不能有效拓展噴霧分布范圍；(2)兩種推進劑均為液體，只靠液體之間的碰撞實現(xiàn)破碎霧化，霧化效果受噴注器結(jié)構(gòu)設計和混合比大小的影響很大。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種針栓噴注器，具有噴注均勻、霧化效果好、噴霧范圍廣等特點。

其采用的技術方案是：

一種針栓噴注器，包括針栓套筒與針栓桿，所述針栓套筒與針栓桿均為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)；

所述針栓桿內(nèi)沿軸向設有能夠與推進劑供應管路連通的內(nèi)流道，所述針栓桿上靠近端部的位置設有與內(nèi)流道連通的內(nèi)流道噴孔；

所述針栓套筒同軸套設在針栓桿上并與針栓桿圍成一個環(huán)形結(jié)構(gòu)的外流道，所述外流道在近內(nèi)流道噴孔的一端處形成環(huán)形結(jié)構(gòu)的外流道噴環(huán)；

所述針栓套筒側(cè)部上設有連通孔以用于連通外流道與推進劑供應管路，所述連通孔與外流道相切。

作為上述技術方案的進一步改進，所述針栓套筒側(cè)部上還設有噴氣孔以用于向外流道通入霧化輔助氣，所述連通孔位于噴氣孔與外流道噴環(huán)之間。

作為上述技術方案的進一步改進，所述內(nèi)流道噴孔的數(shù)量為多個且呈多層環(huán)形結(jié)構(gòu)分布在針栓桿的側(cè)壁上。

作為上述技術方案的進一步改進，所述內(nèi)流道噴孔的孔徑為0.3mm～2.0mm。

作為上述技術方案的進一步改進，所述外流道噴環(huán)的流道厚度為0.3mm～0.8mm。

作為上述技術方案的進一步改進，所述針栓桿側(cè)壁上設有環(huán)形結(jié)構(gòu)的支撐件，所述針栓套筒內(nèi)壁與支撐件的外壁相貼，所述支撐件在支撐針栓套筒與針栓桿時將外流道分割成混合腔與進氣腔，所述混合腔和連通孔連通，所述進氣腔與噴氣孔連通，所述支撐件上環(huán)形間隔設有若干能夠連通混合腔與進氣腔的連通槽。

本發(fā)明的有益技術效果：

本發(fā)明對針栓噴注器的結(jié)構(gòu)進行了改進設計，通過將外流道與供應管路的連通孔設置成相切的結(jié)構(gòu)，使得從外流道噴出的推進劑在離心加速度的作用下，在噴出后具有一定的徑向速度，有效地拓展了噴霧的徑向范圍。

附圖說明

圖1是本實施例針栓噴注器的剖視圖；

圖2是本實施例中連通孔與外流道相切的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；