一種可重復使用的推力室制造技術

本發明專利技術涉及一種可重復使用推力室，包括依次連接的蓋板、噴注盤以及身部，噴注盤包括基體以及設置在基體上位于蓋板一側的環形凸臺、外圈密封榫和內圈密封榫，基體上有多個第一、第二噴注孔，蓋板包括隔熱框、法蘭盤和對接盤，對接盤上設置有內圈密封槽和外圈密封槽，蓋板通過對接盤與噴注盤固定連接，內圈密封槽、外圈密封槽分別與內圈密封榫、外圈密封榫相匹配，隔熱框上設置有第一、第二輸送管，第一輸送管與第一集液腔連通，第二輸送管與第二集液腔連通。本發明專利技術解決了現有的推力室加工工序復雜、一次成型后進行改進就需要重新加工而增加成本的技術問題，本發明專利技術有效減小零件數量、簡化工藝，縮短產品的加工周期和成本，實現推力室可重復使用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種可重復使用推力室，特別是對于小推力軌姿控推力室方案研究中，適用于研究周期短、研制成本低的背景項目，也可作為低成本推力室方案應用于型號產品。
技術介紹
軌姿控動力系統是空間飛行器重要的分系統之一，主要用作制導控制、姿態保持、軌道調整等，其中推力室作為核心的組件之一，主要功能是實現液體推進劑合理分配、霧化、摻混和燃燒，將化學能轉化為熱能，產生的高溫燃氣經噴管高速噴出產生推力，從而為動力系統提供直接控制力。作為承受高壓、高熱流密度的組件，推力室需要具有高性能、輕質量、高可靠性等特點，因此推力室研制是制約軌姿控系統的關鍵。一方面，傳統研究方法中，方案研究階段，需要對雙組元推力室進行大量的熱試車考核工作，以獲得推力室的燃燒效率、冷卻效果、燃燒穩定性等參數，所需要的試車產品和試車次數較多，對于傳統的全焊接方式裝配的推力室，加工工序復雜、生產周期長，產品參加試車后，如需進行方案更改，需要重新加工，從而增加了研制成本、延長了研制周期，甚至直接影響型號成敗。另一方面，低成本成為推力室發展的要求之一，為了降低成本，將傳統的全焊接結構的推力室改為法蘭連接方案，能夠降低工藝難度、減小加工周期，同時減低廢品率，進而有效的降低成本，該技術應用能夠在滿足可靠性的同時，降低產品的成本。
技術實現思路
為了解決現有的推力室加工工序復雜、一次成型后進行改進就需要重新加工而增加成本的技術問題，本專利技術提供一種可重復使用的推力室，克服傳統的全焊接結構推力室零件數量多、加工工藝復雜、焊接工序多等問題，為全法蘭連接結構的推力室，有效減小零件數量、簡化工藝，縮短產品的加工周期和成本，實現推力室可重復使用。本專利技術的技術解決方案是一種可重復使用的推力室，其特殊之處在于包括依次連接的蓋板1、噴注盤2以及身部3，所述噴注盤2包括基體21以及設置在基體21上位于蓋板一側的環形凸臺22、夕卜圈密封榫23和內圈密封榫24，所述基體上圓周均布有多個第一噴注孔25和多個第二噴注孔26，所述第一噴注孔位于環形凸臺內，所述第二噴注孔位于外圈密封榫和環形凸臺之間，所述第一噴注孔與第二噴注孔的的數量相等且一一對應，所述第一噴注孔和第二噴注孔均朝向身部，所述蓋板I包括隔熱框11、以及設置在隔熱框11兩端的法蘭盤12和對接盤13，所述對接盤上設置有內圈密封槽和外圈密封槽，所述蓋板通過對接盤與噴注盤固定連接，所述內圈密封槽、外圈密封槽分別與內圈密封榫、外圈密封榫相匹配，所述環形凸臺與對接盤之間形成第一集液腔4，外圈密封榫、環形凸臺以及對接盤形成第二集液腔5，所述隔熱框上設置有第一輸送管13和第二輸送管14，所述第一輸送管的一端與第一集液腔連通，所述第二輸送管的一端與第二集液腔連通，所述第一輸送管的另一端通過法蘭與控制閥門連接，所述第二輸送管的另一端通過法蘭與控制閥門連接。上述內圈密封榫位于環形凸臺頂端。上述內圈密封榫和外圈密封榫的頂端開有密封齒7。上述密封齒的頂角a為60-90°，密封齒的高度b為0. 35-0. 5mm。上述對接盤與噴注盤通過螺栓固定連接。上述內圈密封槽與內圈密封榫之間通過石墨密封匹配,所述外圈密封榫與外圈密封槽通過石墨密封匹配。本專利技術與傳統的全焊接結構推力室相比優點是1、本專利技術將輸送管、密封槽、對接盤、隔熱框、法蘭盤等均集中在蓋板，實現了供液、密封、連接等功能，結構簡單、零件數量少、方便拆卸。在滿足功能要求的同時，將零件數量減小為3 5個。2、簡化加工工藝，產品采用法蘭連接，省去釬焊、電子束焊等工藝。3、本專利技術推力室具有完全可重復使用能力，由于全法蘭連接結構，通過非破壞式途徑能夠將產品分解和再組裝。4、本專利技術杜絕了由于釬焊所引起的頭部廢品率高的缺陷，當裝配成頭部組件后液流等參數出現異常，通過分解、返修后重新組裝，降低了廢品率。附圖說明圖1為可重復使用推力室結構示意圖；圖2為頭部結構及密封示意圖；圖3為圖2中的A處局部放大圖；圖4為圖2的側視圖。具體實施例方式如圖1所示，一種可重復使用的推力室，包括依次連接的蓋板1、噴注盤2以及身部3。如圖2所示，噴注盤2包括基體21以及設置在基體21上的環形凸臺22、外圈密封榫23和內圈密封榫24，基體上圓周均布有多個第一噴注孔25和多個第二噴注孔26，第一噴注孔位于環形凸臺內，第二噴注孔位于外圈密封榫和環形凸臺之間，第一噴注孔25與第二噴注孔的的數量相等且一一對應，第一噴注孔和第二噴注孔均朝向身部，蓋板I包括隔熱框11、以及設置在隔熱框11兩端的法蘭盤12和對接盤13對接盤上設置有內圈密封槽和外圈密封槽，蓋板通過對接盤與噴注盤的固定連接，所述內圈密封槽、外圈密封槽分別與內圈密封榫、外圈密封榫相匹配，環形凸臺與對接盤之間形成第一集液腔4，外圈密封榫、環形凸臺以及對接盤形成第二集液腔5，隔熱框上設置有第一輸送管13和第二輸送管14，第一輸送管的一端與第一集液腔連通，第二輸送管的一端與第二集液腔連通，第一輸送管的另一端通過法蘭與控制閥門連接，所第二輸送管的另一端通過法蘭與控制閥門連接。蓋板與噴注盤連接組裝成頭部，頭部與身部組裝成推力室；蓋板與噴注盤、頭部與身部之間的密封材料為柔性石墨，密封性能高、耐高溫，抗氧化性能好，石墨密封圈壓縮量不低于30% ;蓋板要隔離氧化劑和燃料，要確保密封可靠，設計時將氧路設計成臺階結構，合理選擇對接尺寸，以控制氧路、燃路密封圈的壓縮量接近；為了改善密封效果，內圈密封榫、外圈密封榫的密封面上設計成截面為等腰三角形的密封齒，頂角a為60-90°，密封齒的高度b為0.35-0. 5mm之間；為滿足強度要求，蓋板與噴注盤連接的對接盤的法蘭面厚度(m)不小于6_;為了同時滿足結構強度和隔熱作用，蓋板的中間的矩形塊隔熱框高度(h)不小于20_。本專利技術的原理將推力室設計成三個組件組裝的結構，即蓋板、噴注盤、身部組件，通過螺栓進行連接。將頭部多個零件集成為一個零件，以滿足法蘭盤連接閥門、輸送推進齊U、隔離氧化劑腔和燃料腔、隔熱、連接噴注盤等多種用途，通過法蘭形式與噴注盤連接，螺栓緊固，形成的氧化劑集液腔和燃料集液腔采用柔性石墨密封，由此組裝成頭部。身部采用鈮合金材料，與頭部對接處設計成法蘭結構，對接位置焊有測壓嘴，組裝成身部組件，通過法蘭連接與頭部組裝成推力室，頭部和身部連接處采用柔性石墨密封，該產品實現可拆卸。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可重復使用的推力室，其特征在于：包括依次連接的蓋板（1）、噴注盤(2)以及身部(3)，所述噴注盤（2）包括基體（21）以及設置在基體（21）上位于蓋板一側的環形凸臺（22）、外圈密封榫（23）和內圈密封榫（24），所述基體上圓周均布有多個第一噴注孔（25）和多個第二噴注孔（26），所述第一噴注孔位于環形凸臺內，所述第二噴注孔位于外圈密封榫和環形凸臺之間，所述第一噴注孔與第二噴注孔的的數量相等且一一對應，所述第一噴注孔和第二噴注孔均朝向身部，所述蓋板（1）包括隔熱框（11）、以及設置在隔熱框（11）兩端的法蘭盤（12）和對接盤（13），所述對接盤上設置有內圈密封槽和外圈密封槽，所述蓋板通過對接盤與噴注盤固定連接，所述內圈密封槽、外圈密封槽分別與內圈密封榫、外圈密封榫相匹配，所述環形凸臺與對接盤之間形成第一集液腔（4），外圈密封榫、環形凸臺以及對接盤形成第二集液腔（5），所述隔熱框上設置有第一輸送管（13）和第二輸送管（14），所述第一輸送管的一端與第一集液腔連通，所述第二輸送管的一端與第二集液腔連通，所述第一輸送管的另一端通過法蘭與控制閥門連接，所述第二輸送管的另一端通過法蘭與控制閥門連接。...

【技術特征摘要】
1.一種可重復使用的推力室，其特征在于包括依次連接的蓋板(I)、噴注盤(2)以及身部(3)，所述噴注盤(2)包括基體(21)以及設置在基體(21)上位于蓋板一側的環形凸臺(22)、外圈密封榫(23)和內圈密封榫(24)，所述基體上圓周均布有多個第一噴注孔(25)和多個第二噴注孔(26)，所述第一噴注孔位于環形凸臺內，所述第二噴注孔位于外圈密封榫和環形凸臺之間，所述第一噴注孔與第二噴注孔的的數量相等且一一對應，所述第一噴注孔和第二噴注孔均朝向身部， 所述蓋板(I)包括隔熱框(11)、以及設置在隔熱框(11)兩端的法蘭盤(12)和對接盤(13)，所述對接盤上設置有內圈密封槽和外圈密封槽，所述蓋板通過對接盤與噴注盤固定連接，所述內圈密封槽、外圈密封槽分別與內圈密封榫、外圈密封榫相匹配， 所述環形凸臺與對接盤之間形成第一集液腔(4)，外圈密封榫、環形凸臺以及對接盤形成第二集液腔(5)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郝智超，張蒙正，李軍，蔡鋒娟，
申請(專利權)人：中國航天科技集團公司第六研究院第十一研究所，
類型：發明
國別省市：