發動機喉部氣密裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種液體火箭的發動機喉部氣密裝置。其包括密封堵塞、頂桿和導向機構，所述密封堵塞用于堵塞發動機喉部，所述導向機構固定于安裝小型發動機的艙體圓柱筒的端部，所述導向機構具有帶有螺紋的導向孔，當所述導向機構固定于所述艙體上時，所述導向孔位于所述發動機喉部的中軸線上，所述頂桿帶有螺紋部，能夠插通螺入所述導向孔中，并且其前端頂在堵塞于發動機喉部的后端。該裝置用于發動機整機喉部以上部位做氣密試驗。通過調節螺釘的旋入長度和在連接螺栓上的高度位置，可以調節頂桿的方向，使得頂桿可以剛好對準密封堵塞的壓緊點位置，最后旋轉頂桿頂緊密封堵塞，就可以實現發動機的喉部密封。
【專利說明】
發動機喉部氣密裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種液體火箭發動機喉部氣密裝置，屬于火箭發動機制造領域，可以實現圓柱筒端面上小型發動機整機做喉部以上氣密試驗的密封。
【背景技術】
[0002]發動機安裝到艙體上之后需要對發動機整機氣密試驗，其中一些小型發動機是安裝在一個圓柱筒的艙體內部，與外界的接口是一個開在圓柱面上的橢圓孔，可利用的空間結構比較小，調節靈活度需求比較高，艙體圓柱筒端面具有多個連接螺紋孔，這些螺紋連接孔之間的距離尺寸公差很大，給發動機的喉部密封帶來了很大困難，現有的密封結構在該處的密封方式結構尺寸過大，操作及其不方便，而且密封性能不好。
【發明內容】
[0003]為了滿足這些小型發動機密封可利用的空間結構比較小，調節靈活度需求比較高，艙體圓柱筒端面的連接螺紋孔尺寸公差很大的密封要求，本實用新型提供了一種密封結構，該密封結構調節方便，尺寸結構小，與艙體圓柱面的連接尺寸公差范圍大，密封性能好。
[0004]本實用新型發動機喉部氣密裝置包括密封堵塞、頂桿和導向機構，所述密封堵塞用于堵塞發動機喉部，所述導向機構固定于安裝小型發動機的艙體圓柱筒的端部，所述導向機構具有帶有螺紋的導向孔，當所述導向機構固定于所述艙體上時，所述導向孔位于所述發動機喉部的中軸線上，所述頂桿帶有螺紋部，能夠插通螺入所述導向孔中，并且其前端頂在堵塞于發動機喉部的后端。
[0005]優選所述的密封堵塞為前段是圓柱段、后段是圓錐臺段的形狀，采用金屬內骨架和橡膠整體壓制而成，金屬采用不銹鋼，橡膠采用普通丁腈橡膠。
[0006]優選當所述發動機喉部內型面最小直徑小于6_時，所述密封堵塞的圓柱段直徑dl為O ;當所述發動機喉部內型面最小直徑尺寸大于或等于6_時，所述密封堵塞的圓柱段dl比所述發動機喉部內型面最小直徑小于I?0.5_，所述密封堵塞圓錐臺段的錐面錐角α I 為 10° ?60°。
[0007]優選所述的頂桿的前端帶有圓柱頭端，并且該頭端外表面纏繞一層醫用膠布。
[0008]優選所述導向機構包括調節螺套、右旋調節螺釘、兩個連接螺栓和左旋調節螺釘，所述調節螺套具有2個螺紋通孔，其中一個為所述導向孔，用于與頂桿連接，該螺紋孔為全螺紋通孔；另一個所述螺紋通孔用于與所述左旋調節螺釘和所述右旋調節螺釘連接，該螺紋孔分為3部分，一部分為右旋螺紋，一部分為左旋螺紋，中間部分為光孔，借助所述艙體圓柱筒的端部的兩個連接螺紋孔，利用兩個所述連接螺栓分別將螺入另一個所述螺紋孔兩端的所述左旋調節螺釘和所述右旋調節螺釘固定，從而將所述導向機構固定。
[0009]優選所述的調節螺套設計尺寸為:其兩個所述螺紋孔的中軸線之間的距離LI和所述發動機喉部中軸線與所述艙體圓柱筒端部的2個連接螺紋孔中心連線的距離相等；兩個所述螺紋孔中軸線的夾角a2和發動機喉部中軸線與艙體圓柱筒端面的2個連接螺紋孔中心連線在中心線所在艙體切面上的投影夾角相等；所述右旋螺紋孔的螺紋長度L2 ^ 10mm，所述左旋螺紋孔的螺紋長度L3 ^ 10mm, L2和L3的長度保證兩個所述調節螺釘的旋入長度大于5個螺距。
[0010]優選所述左旋調節螺釘和所述右旋調節螺釘均為帶有相同長槽的螺釘所述長槽尺寸L4滿足調節范圍6°的要求，所述螺釘的長度L5的尺寸滿足兩個所述調節螺釘的旋入長度大于5個螺距的要求。
[0011]優選所述連接螺栓的螺栓長度尺寸L6大于等于艙體圓柱筒端面的螺紋孔深度加上15_的值。
[0012]優選還包括用于將所述密封堵塞推入所述發動機喉部的手柄。
[0013]本實用新型與現有技術相比的優點在于:
[0014]①體積小
[0015]本裝置調節螺套采用雙螺紋孔交錯方式，可以將調節螺套的尺寸限制在發動機噴管的最大直徑之內。
[0016]②可調性尚
[0017]本裝置可以通過調節調節螺釘的旋入長度來改變頂桿的位置，也可以調節調節螺釘在連接螺栓上的位置來調節頂桿的位置，還可以旋轉調節螺套來調節頂桿的偏角，還能旋轉頂桿調節密封堵塞的壓緊程度。
[0018]③與艙體連接尺寸公差范圍大
[0019]本裝置是用連接螺栓與艙體連接的，連接螺栓旋緊固定在艙體上，通過調節螺釘的長圓孔將本裝置的其他部件懸掛在連接螺栓上，兩個調節螺釘與調節螺套采用螺紋連接，可以調節調節螺釘的長度，這樣當艙體連接螺紋孔位置偏差在設計范圍之內時，可以通過調節調節螺釘的長度和長圓孔懸掛的位置，將氣密裝置與艙體可靠連接起來。
[0020]④密封性能好
[0021]本裝置密封堵塞與頂桿不是一體，現將密封堵塞用手柄安裝在發動機喉部，然后調節頂桿位置就可以可靠的沿著推力線壓緊密封堵塞，密封性能好。
[0022]⑤操作性好
[0023]本裝置由于尺寸小，質量不超過不到2kg，所有的調節裝置均是螺紋調節，調節方便，操作性好。
【附圖說明】
[0024]圖1為在發動機上裝配有本裝置的軸向剖面圖。
[0025]圖2為密封堵塞結構圖。
[0026]圖3為頂桿結構圖。
[0027]圖4(1) (2)為調節螺套結構圖。
[0028]圖5為調節螺釘結構圖。
[0029]圖6為調節螺釘工作示意圖。
[0030]圖7為連接螺栓結構圖。
[0031 ]圖8為手柄不意圖。
[0032]【具體實施方式】為:
[0033]以下根據附圖對本實用新型進行詳細說明。
[0034]本文中的前后按照發動機噴出氣流的流向規定，上游為前，下游為后。
[0035]如圖1所示，小型發動機喉部氣密裝置包括密封堵塞1、頂桿2、調節螺套3、右旋調節螺釘4、兩個連接螺栓5、左旋調節螺釘6和手柄7。
[0036]如圖2所示，密封堵塞I的前段是圓柱段、后段是圓錐臺段，其采用金屬內骨架和橡膠整體壓制而成，金屬采用不銹鋼，橡膠采用普通丁腈橡膠。當發動機喉部內型面最小直徑小于6mm時，密封堵塞I的圓柱段直徑dl為O ;當發動機喉部內型面最小直徑尺寸大于或等于6mm時，密封堵塞I的圓柱段dl比發動機喉部內型面最小直徑小于I?0.5mm，密封堵塞I圓錐臺段的錐面錐角α I為10°?60°。密封堵塞I后端面具有錐形凹槽，并在密封堵塞I的中軸線的位置具有用于螺入手柄7的螺紋孔。頂桿2工作時頂在凹槽內。
[0037]如圖3所示，頂桿2的后半段帶有螺紋，前端帶有圓柱頭端，可以在該頭端外表面纏繞一層醫用膠布。
[0038]如圖4(1)和(2)、5、6所示，調節螺套3具有2個螺紋通孔，其中一個為全螺紋通孔，用于與頂桿2連接，并對頂桿2進行導向；另一個螺紋通孔用于與右旋調節螺釘4和左旋調節螺釘6連接，該螺紋孔分為3部分，一部分為右旋螺紋，一部分為左旋螺紋，中間部分為光孔。
[0039]右旋調節螺釘4和左旋調節螺釘6均為帶有相同長槽的螺釘，長槽尺寸L4滿足調節范圍6°的要求，螺釘的長度L5的尺寸滿足兩個調節螺釘的旋入長度大于5個螺距的要求。
[0040]如圖7所示，兩個連接螺栓5的螺栓長度尺寸L6均為大于等于艙體圓柱筒端面的螺紋孔深度加上15mm的值。
[0041]如圖8所不，手柄7的如端外周具有羅紋。
[0042]當發動機喉部內徑直徑尺寸為d = 12mm，密封壓力為2.5MPa，按如下方式設計本裝置的各零部組件的重要尺寸:
[0043]密封堵塞I為:dl = 11mm, al = 30°，這樣設計可以保證堵塞能夠很好與發動機喉部貼合，又不會因為手柄與密封堵塞旋離的時候掉出。
[0044]調節螺套3為:LI = 3.58mm,右旋螺紋深度L2 = 15mm,左旋螺紋深度L3 = 20mm,a2 = 40.66°，調節螺套的最大尺寸約為47mm，小于發動機推力室最大直徑，可在操作空間內360。旋轉。
[0045]調節螺釘4和6為:L4 = 6mm，滿足附圖6所示的調節范圍達到6°的要求，右旋調節螺釘4的L5 = 39_，左旋調節螺釘4的L5 = 42_。
[0046]連接螺栓5的螺栓長度L6 = 23mm。
[0047]進行實驗前，要將本實用新型的發動機喉部氣密裝置組裝在發動機上，其組裝順序為:
[0048](I)將手柄7旋入密封堵塞I的鋼制骨架1-2的螺紋孔中。
[0049](2)用手柄7將密封堵塞I從艙體9的圓孔送入發動機8的喉部位置，稍微壓緊，然后反向旋轉手柄，將手柄7與密封堵塞I分離開，退出手柄7。
[0050](3)在頂桿2頂頭一端纏繞一層醫用膠布，將頂桿2旋入調節螺套3，將調節螺釘4和6旋入調節螺套3，將兩個連接螺栓5分別從調節螺釘4和6的長圓孔穿入。
[0051](4)對照艙體9上的斜對角螺紋連接孔調節調節螺釘4和6的旋入長度，將兩個連接螺栓5與艙體9上的斜對角螺紋孔連接起來。
[0052](5)對調節螺釘4和6在連接螺栓5上的位置和與調節螺套3的旋入長度進行調節，對調節螺套3的偏角進行調節，保證頂桿2位于發動機喉部的中軸線上，將頂桿2對準密封堵塞I的壓緊點位置。
[0053](6)旋轉頂桿2，直至壓緊密封堵塞I為止，實現對發動機喉部的密封。
[0054]以上對本實用新型的優選實施方式進行了說明，但本實用新型并不限定于上述實施例。對本領域的技術人員來說，在權利要求書所記載的范疇內，顯而易見地能夠想到各種變更例或者修正例，當然也屬于本實用新型的技術范疇。
【主權項】
1.一種發動機喉部氣密裝置，其特征在于:包括密封堵塞、頂桿和導向機構，所述密封堵塞用于堵塞發動機喉部，所述導向機構固定于安裝小型發動機的艙體圓柱筒的端部，所述導向機構具有帶有螺紋的導向孔，當所述導向機構固定于所述艙體上時，所述導向孔位于所述發動機喉部的中軸線上，所述頂桿帶有螺紋部，能夠插通螺入所述導向孔中，并且其前端頂在堵塞于發動機喉部的后端。2.根據權利要求1所述的發動機喉部氣密裝置，其特征在于:所述的密封堵塞為前段是圓柱段、后段是圓錐臺段的形狀，采用金屬內骨架和橡膠整體壓制而成，金屬采用不銹鋼，橡膠采用普通丁腈橡膠。3.根據權利要求2所述的發動機喉部氣密裝置，其特征在于:當所述發動機喉部內型面最小直徑小于6_時，所述密封堵塞的圓柱段直徑dl為O ;當所述發動機喉部內型面最小直徑尺寸大于或等于6_時，所述密封堵塞的圓柱段dl比所述發動機喉部內型面最小直徑小于I?0.5mm，所述密封堵塞圓錐臺段的錐面錐角α I為10°?60°。4.根據權利要求1所述的發動機喉部氣密裝置，其特征在于:所述的頂桿的前端帶有圓柱頭端，并且該頭端外表面纏繞一層醫用膠布。5.根據權利要求1所述的發動機喉部氣密裝置，其特征在于:所述導向機構包括調節螺套、右旋調節螺釘、兩個連接螺栓和左旋調節螺釘，所述調節螺套具有2個螺紋通孔，其中一個為所述導向孔，用于與頂桿連接，該螺紋孔為全螺紋通孔；另一個所述螺紋通孔用于與所述左旋調節螺釘和所述右旋調節螺釘連接，該螺紋孔分為3部分，一部分為右旋螺紋，一部分為左旋螺紋，中間部分為光孔，借助所述艙體圓柱筒的端部的兩個連接螺紋孔，利用兩個所述連接螺栓分別將螺入另一個所述螺紋孔兩端的所述左旋調節螺釘和所述右旋調節螺釘固定，從而將所述導向機構固定。6.根據權利要求5所述的發動機喉部氣密裝置，其特征在于:所述的調節螺套設計尺寸為:其兩個所述螺紋孔的中軸線之間的距離LI和所述發動機喉部中軸線與所述艙體圓柱筒端部的2個連接螺紋孔中心連線的距離相等；兩個所述螺紋孔中軸線的夾角a2和發動機喉部中軸線與艙體圓柱筒端面的2個連接螺紋孔中心連線在中心線所在艙體切面上的投影夾角相等；所述右旋螺紋孔的螺紋長度L2 ^ 10mm，所述左旋螺紋孔的螺紋長度L3 ^ 10mm，L2和L3的長度保證兩個所述調節螺釘的旋入長度大于5個螺距。7.根據權利要求5所述的發動機喉部氣密裝置，其特征在于:所述左旋調節螺釘和所述右旋調節螺釘均為帶有相同長槽的螺釘所述長槽尺寸L4滿足調節范圍6°的要求，所述螺釘的長度L5的尺寸滿足兩個所述調節螺釘的旋入長度大于5個螺距的要求。8.根據權利要求5所述的發動機喉部氣密裝置，其特征在于:所述連接螺栓的螺栓長度尺寸L6大于等于艙體圓柱筒端面的螺紋孔深度加上15mm的值。9.根據權利要求1?8中任一項所述發動機喉部氣密裝置，其特征在于:還包括用于將所述密封堵塞推入所述發動機喉部的手柄。
【文檔編號】F16J15/12GK205534210SQ201520844277
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2015年10月28日
【發明人】曹小平, 劉廣續, 范玉超, 胡敏, 董亞星, 鄒旭東
【申請人】西安航天發動機廠