[發明專利]一種栓式噴注器及其針閥動特性測試裝置和測試方法

有效

• 申請號: 202210450411.5
• 申請日: 2022-04-27
• 公開（公告）號: CN114563176B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 譚永華;凌前程;王春民;李龍飛;宋大亮;王化余;高坤;劉新華;章榮軍
• 申請（專利權）人: 西安航天動力研究所
• 主分類號: G01M13/003
• 分類號: G01M13/003
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

本發明提供一種栓式噴注器及其針閥動特性測試裝置和測試方法，主要解決現有栓式噴注器針閥動特性測試方法存在測試時間較長、測試效率較低以及測試成本較高的問題。該針閥動特性測試裝置包括位移測量導桿、套管和光電位移傳感器，套管設置在中心筒的安裝法蘭上，位移測量導桿的底端穿過套管與密封法蘭連接，頂端延伸至中心筒外側；光電位移傳感器設置在位移測量導桿的頂端，用于測量位移測量導桿的位移。上述針閥動特性測試裝置及測試方法為冷態試驗，在前期即可獲取栓式噴注器的針閥動特性及噴注特性，從而掌握影響針閥動作響應的參數規律以及推進劑開啟后進入燃燒室的噴注特性，實現快響應優化，提高了栓式噴注器的工作可靠性。

技術領域

本發明屬于液體火箭發動機噴注器領域，具體涉及一種栓式噴注器及其針閥動特性測試裝置和測試方法。

背景技術

隨著航天器的快速發展，對液體火箭發動機的快響應要求也越來越高。栓式噴注器的面關機技術（在噴注面密封推進劑）是實現發動機快響應的一種有效方案。對于面關機栓式噴注器，其響應特性和密封能力取決于可移動針閥的作動結構、作動閥動態響應和噴注器液力響應特性等，同時也受到加工精度、裝配精度的影響。

現有栓式噴注器一般通過熱點火試車進行性能測試，從而獲取影響針閥動作響應的參數規律以及推進劑開啟后進入燃燒室的噴注特性。但是，通過熱試車獲取性能參數時，測試時間較長、測試效率較低，且測試成本較高。

發明內容

本發明的目的是解決現有栓式噴注器針閥動特性測試方法存在測試時間較長、測試效率較低以及測試成本較高的問題，提供一種栓式噴注器及其針閥動特性測試裝置和測試方法。

為實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種栓式噴注器，包括針閥、中心筒、殼體和中心桿；所述中心筒的頂端外側設置有安裝法蘭，所述中心筒設置在殼體內，且通過安裝法蘭與殼體連接；所述針閥為套筒結構，設置在中心筒、殼體之間，此時針閥的外壁與殼體內壁形成第一推進劑的流道，所述針閥頂端外側設置有密封法蘭，且密封法蘭位于安裝法蘭下方，所述密封法蘭上端面、安裝法蘭下端面、中心筒外壁面以及殼體內壁面形成作動腔，所述作動腔與作動閥連通；所述針閥的外壁中部設置有環形凸臺，所述環形凸臺與設置在殼體內壁上的環形臺階配合形成第一密封面，所述第一密封面用于實現第一推進劑的阻斷，此時密封法蘭下端面、針閥外壁面、環形凸臺上表面以及殼體內壁面形成入口腔，所述殼體的側壁上設置有與入口腔連通的入口孔，用于第一推進劑的進入；所述中心桿設置在中心筒的腔體內，中心桿的底端與針閥內壁上設置的環形凸起配合形成第二密封面，所述第二密封面用于實現中心筒內第二推進劑的阻斷。

進一步地，所述第一密封面和第二密封面均為錐形密封面。

進一步地，所述中心筒的外壁面上設置有環形凹槽，用于減小中心筒外壁面與針閥內壁面的接觸阻力。

進一步地，所述中心筒的內壁上設置有安裝凸臺，所述中心桿通過安裝凸臺設置在中心筒內，所述安裝凸臺上設置有第二推進劑流通的通孔。

進一步地，所述安裝法蘭的外周面上設置有密封圈，實現安裝法蘭與殼體內壁的密封。

所述密封法蘭的外周面上設置有密封圈，實現密封法蘭與殼體內壁的密封。

同時，本發明還提供一種用于上述栓式噴注器的針閥動特性測試裝置，包括位移測量導桿、套管和光電位移傳感器，所述套管設置在中心筒的安裝法蘭上，所述位移測量導桿的底端穿過套管與密封法蘭連接，頂端延伸至中心筒外側；所述光電位移傳感器設置在位移測量導桿的頂端，用于測量位移測量導桿的位移。

進一步地，所述位移測量導桿的底端與密封法蘭螺紋連接，且位移測量導桿與套管的接觸面上設置有密封圈。

進一步地，所述套管的底端與安裝法蘭的接觸面上設置有密封墊。