[發明專利]一種實現精確調節的針栓式噴注器

有效

• 申請號: 202011329449.4
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112267957B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 周康;陳鵬飛;王丹;劉占一;陳宏玉;王勇
• 申請（專利權）人: 西安航天動力研究所
• 主分類號: F02K9/52
• 分類號: F02K9/52;F02K9/56;F02K9/58
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 鄭麗紅

本發明提供一種實現精確調節的針栓式噴注器，解決現有針栓式噴注器位移調節精度較低，流量控制精度較低的問題。該針栓式噴注器包括電機支撐架、伺服電機、第一傳動機構、第二傳動機構、針閥、蓋板、中心筒和燃燒室；伺服電機的輸出軸與第一傳動機構連接；第一傳動機構與第二傳動機構以傳動比N/M配合傳動；中心筒設置在燃燒室的中心通道內，其上端設置有凹槽，凹槽內設置有內螺紋，中心筒的下端通過端蓋封閉；蓋板為套管結構，設置在中心筒的上端；針閥包括上柱體和下筒體，上柱體的頂端與第二傳動機構連接，下端與穿過蓋板內腔與下筒體連接，下筒體設置在中心筒的內腔內，其外壁環形凸臺上的外螺紋與凹槽的內螺紋配合連接。

技術領域

本發明屬于液體火箭發動機推進劑領域，具體涉及一種實現精確調節的針栓式噴注器。

背景技術

針栓式噴注器是液體火箭發動機的重要組成部分，與傳統的雙組元撞擊式或同軸式噴嘴比較，針栓式噴注器能夠產生很高的燃燒效率，并具有如下工作特性：較強的調節能力、面關機特性、成本較低、可靠性較高等。針栓式噴注器的調節位移較小，精確控制時沿軸向位移級別為毫米量級，直接調節不易控制，現有針栓式噴注器一般采用液壓驅動方式調節流量，但是，此種調節方式結構復雜，調節位移精度較低，流量控制精度較低。

發明內容

本發明的目的是解決現有針栓式噴注器位移調節精度較低，流量控制精度較低的問題，提供一種實現精確調節的針栓式噴注器。

為實現以上目的，本發明的技術解決方案是：

一種實現精確調節的針栓式噴注器，包括電機支撐架、伺服電機、第一傳動機構、第二傳動機構、針閥、蓋板、中心筒和燃燒室；所述電機支撐架設置在燃燒室上方，所述伺服電機設置在電機支撐架上，其輸出軸與第一傳動機構連接；所述第一傳動機構與設置在針閥上的第二傳動機構以傳動比N/M配合傳動，且N＞M；所述中心筒設置在燃燒室的中心通道內，其上端敞開的內腔中設置有凹槽，所述凹槽內設置有內螺紋，所述中心筒的下端通過端蓋封閉；所述蓋板為套管結構，設置在中心筒的上端，其周向設置有與其內腔相連通的進液口與測壓口；所述針閥包括上柱體和下筒體，所述上柱體的頂端與第二傳動機構連接，下端穿過蓋板內腔與下筒體連接，所述下筒體設置在中心筒的內腔內，其外壁上設置有環形凸臺，所述環形凸臺的外螺紋與凹槽的內螺紋配合連接；所述下筒體沿周向設置有多個與其內腔連通的過流孔，且過流孔同時與蓋板內腔連通；所述中心筒的封閉端沿周向設置有多個噴注口，過流孔流通總面積大于噴注口流通總面積，進液口的流通總面積大于多個噴注口的流通總面積，所述噴注口的最低點位于端蓋上方，最高點與端蓋上端面垂直距離小于針閥沿中心軸線的最大位移，使得針閥的軸向移動能夠改變噴注口的流通面積。

進一步地，所述第一傳動機構、第二傳動機構均為齒輪，且第二傳動機構的齒數是第一傳動機構的齒數的3～6倍。

進一步地，所述環形凸臺外螺紋和中心筒凹槽內螺紋的配合長度大于針閥沿軸向的最大位移。

進一步地，所述中心筒和下筒體的接觸面上設置有第一泛塞密封圈，所述第一泛塞密封圈通過設置在中心筒內腔中的臺階限位。

進一步地，所述蓋板和上柱體的接觸面上設置有第二泛塞密封圈，所述第二泛塞密封圈通過設置在上柱體上的的臺階限位。

進一步地，所述伺服電機的旋轉角度控制精度為10^-3量級。

進一步地，所述電機支撐架包括上支撐板、下支撐板和支撐柱，所述伺服電機設置在上支撐板上，所述支撐柱設置在上支撐板、下支撐板之間，所述下支撐板設置在燃燒室上端。

進一步地，所述燃燒室、蓋板與中心筒的接觸端面上均設置有金屬密封墊。

進一步地，所述蓋板、中心筒和燃燒室上均設置有安裝法蘭，三者通過安裝法蘭連接。

進一步地，所述噴注口為圓孔或矩形孔。

與現有技術相比，本發明技術方案的有益效果為：