專利名稱：組合噴孔燃氣流體控制閥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于固體火箭發(fā)動機技術領域， 中的一種使用燃氣控制流的流體控制閥。
背景技術：
具體涉及到變推力固體發(fā)動機技術
流體控制變推力發(fā)動機是通過發(fā)動機上的流體控制閥噴入切向控制流，迫 使燃氣產(chǎn)生旋轉，增大流動阻力，改變?nèi)紵移胶鈮簭姡M而影響推進劑燃速， 實現(xiàn)對燃氣生成量和排出量的控制，達到調(diào)節(jié)推力的目的?，F(xiàn)有公開的文獻"渦
流閥幾何參數(shù)對固體發(fā)動機推力調(diào)節(jié)特性的影響(《推進技術》，Vol. 28， No. 4， 2007， p352-355)"中提到了一種渦流閥結構。文中的渦流閥結構是將控制流通 過開有切向孔的加注環(huán)引進渦流室，文中加注環(huán)為普通碳鋼整體結構，控制流 使用的為壓縮氮氣。由于控制流的溫度對發(fā)動機的調(diào)節(jié)特性有很大的影響，高 溫氣體的使用可以提高渦流閥的推力調(diào)節(jié)能力。但是文中的渦流閥結構在使用 固體推進劑燃氣發(fā)生器產(chǎn)生的燃氣控制流時，由于噴孔處為燃氣發(fā)生器的喉部， 要承受高溫、高壓、高速燃氣流的沖蝕和燒蝕，而文獻中的加注環(huán)結構為普通 碳鋼整體結構，不能夠承受高溫燃氣流的作用，也將會導致噴孔變大，從而不 能保證發(fā)動機穩(wěn)定工作，更或導致加注環(huán)燒壞，而使發(fā)動機工作失敗。而且使 用熱燃氣作為控制流時，由于其溫度高達1300°C，這會使一般的金屬材料都不 能使用。因此，不能使用一般的金屬材料作為輸氣管路。
發(fā)明的內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種可以使用燃氣控制流的流體控制閥， 進行固體火箭發(fā)動機推力控制。
本發(fā)明可以實現(xiàn)使用由燃氣發(fā)生器產(chǎn)生的燃氣流作為控制流，切向噴入流體 控制變推力固體發(fā)動機，調(diào)節(jié)發(fā)動機的推力大小。
為了達到上述目的，設計流體控制閥結構如附
圖1所示。為了能夠可靠使 用燃氣控制流，在燃氣接口處加裝絕熱層結構保護金屬結構。對加注環(huán)的噴孔 結構采用高溫合金材料鑲嵌結構保證噴孔的耐高溫和沖蝕燒蝕性能。由于加注 環(huán)孔要承受不同的內(nèi)外壓差，通過突臺結構和翼保證加注環(huán)孔不能夠移動。
本發(fā)明的組成包括緊固環(huán)(1)、中心錐(2)、閥體(3)、密封圈(4)、 燃氣接口 (5)、襯套(6)、加注環(huán)(7)、噴管(8)和后端蓋(9)。而加注環(huán)(7) 又有加注環(huán)本體(10)和加注環(huán)孔(11)組成。加注環(huán)(7)的鑲嵌結構如附圖 2所示，加注環(huán)孔結構如附圖3所示。在加注環(huán)本體(10)的B處有突臺如附圖 4所示和加注環(huán)孔(11)小間隙配合如附圖5所示，保證加注環(huán)孔(11)不會因內(nèi)。加注環(huán)孔(11)的翼結構與閥體(3)的內(nèi)表 面小間隙配合，保證加注環(huán)孔(11)不會因內(nèi)壓較高而被壓出加注環(huán)本體(10)。 本發(fā)明可以開展高溫燃氣流體控制變推力發(fā)動機試驗研究。本發(fā)明安裝方 便，且可以方便改變加注環(huán)噴孔來研究噴孔對調(diào)節(jié)性能的影響研究。
附圖的簡要說明
圖1是本發(fā)明組合噴孔燃氣流體控制閥結構示意圖。 圖2是本發(fā)明組合噴孔燃氣流體控制閥的加注環(huán)結構示意圖。 圖3是本發(fā)明組合噴孔燃氣流體控制闊的加注環(huán)孔示意圖。 圖4是本發(fā)明組合噴孔燃氣流體控制閥的加注環(huán)結構示意圖中A-A線的剖 視圖。
圖5是本發(fā)明組合噴孔燃氣流體控制閥的加注環(huán)結構示意圖中A-A線的剖 視圖中B處突臺的局部放大圖。
圖6是發(fā)動機燃燒室壓強-時間曲線示意圖。 圖7是發(fā)動機燃燒室推力-時間曲線示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明組合噴孔燃氣流控制閥作進一步詳細描述
本發(fā)明應用于燃氣控制流控制閥式變推力發(fā)動機試驗中，獲得良好的效果。
中心錐(2)、襯套(6)和噴管(8)采用高強石墨材料，加注環(huán)孔(11) 采用95鉤鎳鐵合金材料，其他結構采用45#鋼材料。
按照附圖l所示裝配本發(fā)明
在裝配前，首先將燃氣接口 (5)與閥體(3)進行焊接，然后將襯套(6) 壓入燃氣接口內(nèi)，將閥體內(nèi)表面處理光滑。
1. 將緊固環(huán)(1)通過螺紋與閥體(3)聯(lián)接，保證緊固環(huán)(1)的右端面與 閥體(3)的左端面在一個平面內(nèi)；
2. 將中心錐(2)壓入閥體(3)內(nèi)，保證中心錐(2)與緊固環(huán)(1)緊密 接觸；
3. 將兩個硅橡膠密封圈(4)分別裝入加注環(huán)兩端的溝槽內(nèi)，然后將裝好密 封圈的加注環(huán)壓入閥體(3)內(nèi)，保證加注環(huán)(7)與中心錐(2)緊密接觸；
4. 將噴管(8)壓入闊體(3)內(nèi)，保證噴管(8)與加注環(huán)(7)緊密接觸;
45.采用12個M12的高強螺栓將本發(fā)明的后端蓋(9)與閥體(3)鏈接， 然后使用12個M12的高強螺栓將本發(fā)明與流體控制變推力發(fā)動機聯(lián)接，通過螺 紋將本發(fā)明與固體推進劑燃氣發(fā)生器聯(lián)接。
固體推進劑燃氣發(fā)生器使用燃氣溫度為130(TC無鋁推進劑，流量為 0.076kg/s，壓強為12.4MPa。
按照固體火箭發(fā)動機實驗操作進行試驗。試驗測得發(fā)動機燃燒室壓強-時間 曲線以及推力-時間曲線如圖6、圖7所示。
由圖6、圖7可以看出試驗結果穩(wěn)定，實現(xiàn)了發(fā)動機變推力的要求。實驗完 畢后拆解發(fā)動機發(fā)現(xiàn)加注環(huán)結構完好。
權利要求
1.一種使用燃氣控制流的組合噴孔燃氣流體控制閥，包括由45#鋼材料制成的閥體、后端蓋(9)和安裝在閥體(3)內(nèi)采用高強石墨材料的中心錐(2)、噴管(8)，其特征在于它還包括一個由95鎢鎳鐵合金材料制成的加注環(huán)孔(11)和45#鋼材料制成的加注環(huán)本體(10)組合而成的加注環(huán)(7)與內(nèi)鑲嵌高強石墨材料襯套(6)的燃氣接口(5)連通。
2. 根據(jù)權利要求1所述的組合噴孔燃氣流體控制閥，其特征在于所述的 加注環(huán)本體(10)的B處有突臺和帶有翼狀的加注環(huán)孔(11)配合，加注環(huán)孔(11)的兩翼端面與閥體(3)的內(nèi)表面配合。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的組合噴孔燃氣流體控制閥，其特征在于所 述的加注環(huán)本體(10)沿周向延伸的凹槽上裝有兩個加注環(huán)孔(11)，兩孔沿周 向相互錯開180。，且加注環(huán)孔(11)與加注環(huán)本體(10)內(nèi)表面圓周相切，在 帶孔凹槽的兩側凹槽內(nèi)置有密封圈(4)。
4. 根據(jù)權利要求1所述的組合噴孔燃氣流體控制閥，其特征在于所述的 燃氣接口 (5)與流體控制閥體(3)焊接，緊固環(huán)(1)與流體控制閥體(3) 通過螺紋鏈接，后端蓋(9)與流體控制閥體(3)采用12個M12的高強螺栓聯(lián) 接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種使用燃氣控制流體的組合噴孔燃氣流體控制閥，它包括緊固環(huán)、中心錐、閥體、燃氣接口、加注環(huán)、噴管和后端蓋；閥體的一端與緊固環(huán)聯(lián)接，一端與后端蓋聯(lián)接，后使用12個M12的高強螺栓將本發(fā)明與流體控制變推力發(fā)動機聯(lián)接，通過螺紋將本發(fā)明與固體推進劑燃氣發(fā)生器聯(lián)接。焊接在流體控制閥體上的燃氣接口，與閥體內(nèi)置加注環(huán)孔相連通，將控制流切向噴入流體控制變推力固體發(fā)動機，調(diào)節(jié)發(fā)動機的推力大小。本發(fā)明結構簡單、安裝方便、熱防護效果好。
文檔編號F02K9/00GK101644210SQ20081015057
公開日2010年2月10日 申請日期2008年8月8日 優(yōu)先權日2008年8月8日
發(fā)明者何國強, 劉佩進, 強 李, 江 李, 魏祥庚 申請人:西北工業(yè)大學