发动机喉部气密装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种液体火箭的发动机喉部气密装置。其包括密封堵塞、顶杆和导向机构，所述密封堵塞用于堵塞发动机喉部，所述导向机构固定于安装小型发动机的舱体圆柱筒的端部，所述导向机构具有带有螺纹的导向孔，当所述导向机构固定于所述舱体上时，所述导向孔位于所述发动机喉部的中轴线上，所述顶杆带有螺纹部，能够插通螺入所述导向孔中，并且其前端顶在堵塞于发动机喉部的后端。该装置用于发动机整机喉部以上部位做气密试验。通过调节螺钉的旋入长度和在连接螺栓上的高度位置，可以调节顶杆的方向，使得顶杆可以刚好对准密封堵塞的压紧点位置，最后旋转顶杆顶紧密封堵塞，就可以实现发动机的喉部密封。
【专利说明】
发动机喉部气密装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种液体火箭发动机喉部气密装置，属于火箭发动机制造领域，可以实现圆柱筒端面上小型发动机整机做喉部以上气密试验的密封。
【背景技术】
[0002]发动机安装到舱体上之后需要对发动机整机气密试验，其中一些小型发动机是安装在一个圆柱筒的舱体内部，与外界的接口是一个开在圆柱面上的椭圆孔，可利用的空间结构比较小，调节灵活度需求比较高，舱体圆柱筒端面具有多个连接螺纹孔，这些螺纹连接孔之间的距离尺寸公差很大，给发动机的喉部密封带来了很大困难，现有的密封结构在该处的密封方式结构尺寸过大，操作及其不方便，而且密封性能不好。
【发明内容】
[0003]为了满足这些小型发动机密封可利用的空间结构比较小，调节灵活度需求比较高，舱体圆柱筒端面的连接螺纹孔尺寸公差很大的密封要求，本实用新型提供了一种密封结构，该密封结构调节方便，尺寸结构小，与舱体圆柱面的连接尺寸公差范围大，密封性能好。
[0004]本实用新型发动机喉部气密装置包括密封堵塞、顶杆和导向机构，所述密封堵塞用于堵塞发动机喉部，所述导向机构固定于安装小型发动机的舱体圆柱筒的端部，所述导向机构具有带有螺纹的导向孔，当所述导向机构固定于所述舱体上时，所述导向孔位于所述发动机喉部的中轴线上，所述顶杆带有螺纹部，能够插通螺入所述导向孔中，并且其前端顶在堵塞于发动机喉部的后端。
[0005]优选所述的密封堵塞为前段是圆柱段、后段是圆锥台段的形状，采用金属内骨架和橡胶整体压制而成，金属采用不锈钢，橡胶采用普通丁腈橡胶。
[0006]优选当所述发动机喉部内型面最小直径小于6_时，所述密封堵塞的圆柱段直径dl为O ;当所述发动机喉部内型面最小直径尺寸大于或等于6_时，所述密封堵塞的圆柱段dl比所述发动机喉部内型面最小直径小于I?0.5_，所述密封堵塞圆锥台段的锥面锥角α I 为 10° ?60°。
[0007]优选所述的顶杆的前端带有圆柱头端，并且该头端外表面缠绕一层医用胶布。
[0008]优选所述导向机构包括调节螺套、右旋调节螺钉、两个连接螺栓和左旋调节螺钉，所述调节螺套具有2个螺纹通孔，其中一个为所述导向孔，用于与顶杆连接，该螺纹孔为全螺纹通孔；另一个所述螺纹通孔用于与所述左旋调节螺钉和所述右旋调节螺钉连接，该螺纹孔分为3部分，一部分为右旋螺纹，一部分为左旋螺纹，中间部分为光孔，借助所述舱体圆柱筒的端部的两个连接螺纹孔，利用两个所述连接螺栓分别将螺入另一个所述螺纹孔两端的所述左旋调节螺钉和所述右旋调节螺钉固定，从而将所述导向机构固定。
[0009]优选所述的调节螺套设计尺寸为:其两个所述螺纹孔的中轴线之间的距离LI和所述发动机喉部中轴线与所述舱体圆柱筒端部的2个连接螺纹孔中心连线的距离相等；两个所述螺纹孔中轴线的夹角a2和发动机喉部中轴线与舱体圆柱筒端面的2个连接螺纹孔中心连线在中心线所在舱体切面上的投影夹角相等；所述右旋螺纹孔的螺纹长度L2 ^ 10mm，所述左旋螺纹孔的螺纹长度L3 ^ 10mm, L2和L3的长度保证两个所述调节螺钉的旋入长度大于5个螺距。
[0010]优选所述左旋调节螺钉和所述右旋调节螺钉均为带有相同长槽的螺钉所述长槽尺寸L4满足调节范围6°的要求，所述螺钉的长度L5的尺寸满足两个所述调节螺钉的旋入长度大于5个螺距的要求。
[0011]优选所述连接螺栓的螺栓长度尺寸L6大于等于舱体圆柱筒端面的螺纹孔深度加上15_的值。
[0012]优选还包括用于将所述密封堵塞推入所述发动机喉部的手柄。
[0013]本实用新型与现有技术相比的优点在于:
[0014]①体积小
[0015]本装置调节螺套采用双螺纹孔交错方式，可以将调节螺套的尺寸限制在发动机喷管的最大直径之内。
[0016]②可调性尚
[0017]本装置可以通过调节调节螺钉的旋入长度来改变顶杆的位置，也可以调节调节螺钉在连接螺栓上的位置来调节顶杆的位置，还可以旋转调节螺套来调节顶杆的偏角，还能旋转顶杆调节密封堵塞的压紧程度。
[0018]③与舱体连接尺寸公差范围大
[0019]本装置是用连接螺栓与舱体连接的，连接螺栓旋紧固定在舱体上，通过调节螺钉的长圆孔将本装置的其他部件悬挂在连接螺栓上，两个调节螺钉与调节螺套采用螺纹连接，可以调节调节螺钉的长度，这样当舱体连接螺纹孔位置偏差在设计范围之内时，可以通过调节调节螺钉的长度和长圆孔悬挂的位置，将气密装置与舱体可靠连接起来。
[0020]④密封性能好
[0021]本装置密封堵塞与顶杆不是一体，现将密封堵塞用手柄安装在发动机喉部，然后调节顶杆位置就可以可靠的沿着推力线压紧密封堵塞，密封性能好。
[0022]⑤操作性好
[0023]本装置由于尺寸小，质量不超过不到2kg，所有的调节装置均是螺纹调节，调节方便，操作性好。
【附图说明】
[0024]图1为在发动机上装配有本装置的轴向剖面图。
[0025]图2为密封堵塞结构图。
[0026]图3为顶杆结构图。
[0027]图4(1) (2)为调节螺套结构图。
[0028]图5为调节螺钉结构图。
[0029]图6为调节螺钉工作示意图。
[0030]图7为连接螺栓结构图。
[0031 ]图8为手柄不意图。
[0032]【具体实施方式】为:
[0033]以下根据附图对本实用新型进行详细说明。
[0034]本文中的前后按照发动机喷出气流的流向规定，上游为前，下游为后。
[0035]如图1所示，小型发动机喉部气密装置包括密封堵塞1、顶杆2、调节螺套3、右旋调节螺钉4、两个连接螺栓5、左旋调节螺钉6和手柄7。
[0036]如图2所示，密封堵塞I的前段是圆柱段、后段是圆锥台段，其采用金属内骨架和橡胶整体压制而成，金属采用不锈钢，橡胶采用普通丁腈橡胶。当发动机喉部内型面最小直径小于6mm时，密封堵塞I的圆柱段直径dl为O ;当发动机喉部内型面最小直径尺寸大于或等于6mm时，密封堵塞I的圆柱段dl比发动机喉部内型面最小直径小于I?0.5mm，密封堵塞I圆锥台段的锥面锥角α I为10°?60°。密封堵塞I后端面具有锥形凹槽，并在密封堵塞I的中轴线的位置具有用于螺入手柄7的螺纹孔。顶杆2工作时顶在凹槽内。
[0037]如图3所示，顶杆2的后半段带有螺纹，前端带有圆柱头端，可以在该头端外表面缠绕一层医用胶布。
[0038]如图4(1)和(2)、5、6所示，调节螺套3具有2个螺纹通孔，其中一个为全螺纹通孔，用于与顶杆2连接，并对顶杆2进行导向；另一个螺纹通孔用于与右旋调节螺钉4和左旋调节螺钉6连接，该螺纹孔分为3部分，一部分为右旋螺纹，一部分为左旋螺纹，中间部分为光孔。
[0039]右旋调节螺钉4和左旋调节螺钉6均为带有相同长槽的螺钉，长槽尺寸L4满足调节范围6°的要求，螺钉的长度L5的尺寸满足两个调节螺钉的旋入长度大于5个螺距的要求。
[0040]如图7所示，两个连接螺栓5的螺栓长度尺寸L6均为大于等于舱体圆柱筒端面的螺纹孔深度加上15mm的值。
[0041]如图8所不，手柄7的如端外周具有罗纹。
[0042]当发动机喉部内径直径尺寸为d = 12mm，密封压力为2.5MPa，按如下方式设计本装置的各零部组件的重要尺寸:
[0043]密封堵塞I为:dl = 11mm, al = 30°，这样设计可以保证堵塞能够很好与发动机喉部贴合，又不会因为手柄与密封堵塞旋离的时候掉出。
[0044]调节螺套3为:LI = 3.58mm,右旋螺纹深度L2 = 15mm,左旋螺纹深度L3 = 20mm,a2 = 40.66°，调节螺套的最大尺寸约为47mm，小于发动机推力室最大直径，可在操作空间内360。旋转。
[0045]调节螺钉4和6为:L4 = 6mm，满足附图6所示的调节范围达到6°的要求，右旋调节螺钉4的L5 = 39_，左旋调节螺钉4的L5 = 42_。
[0046]连接螺栓5的螺栓长度L6 = 23mm。
[0047]进行实验前，要将本实用新型的发动机喉部气密装置组装在发动机上，其组装顺序为:
[0048](I)将手柄7旋入密封堵塞I的钢制骨架1-2的螺纹孔中。
[0049](2)用手柄7将密封堵塞I从舱体9的圆孔送入发动机8的喉部位置，稍微压紧，然后反向旋转手柄，将手柄7与密封堵塞I分离开，退出手柄7。
[0050](3)在顶杆2顶头一端缠绕一层医用胶布，将顶杆2旋入调节螺套3，将调节螺钉4和6旋入调节螺套3，将两个连接螺栓5分别从调节螺钉4和6的长圆孔穿入。
[0051](4)对照舱体9上的斜对角螺纹连接孔调节调节螺钉4和6的旋入长度，将两个连接螺栓5与舱体9上的斜对角螺纹孔连接起来。
[0052](5)对调节螺钉4和6在连接螺栓5上的位置和与调节螺套3的旋入长度进行调节，对调节螺套3的偏角进行调节，保证顶杆2位于发动机喉部的中轴线上，将顶杆2对准密封堵塞I的压紧点位置。
[0053](6)旋转顶杆2，直至压紧密封堵塞I为止，实现对发动机喉部的密封。
[0054]以上对本实用新型的优选实施方式进行了说明，但本实用新型并不限定于上述实施例。对本领域的技术人员来说，在权利要求书所记载的范畴内，显而易见地能够想到各种变更例或者修正例，当然也属于本实用新型的技术范畴。
【主权项】
1.一种发动机喉部气密装置，其特征在于:包括密封堵塞、顶杆和导向机构，所述密封堵塞用于堵塞发动机喉部，所述导向机构固定于安装小型发动机的舱体圆柱筒的端部，所述导向机构具有带有螺纹的导向孔，当所述导向机构固定于所述舱体上时，所述导向孔位于所述发动机喉部的中轴线上，所述顶杆带有螺纹部，能够插通螺入所述导向孔中，并且其前端顶在堵塞于发动机喉部的后端。2.根据权利要求1所述的发动机喉部气密装置，其特征在于:所述的密封堵塞为前段是圆柱段、后段是圆锥台段的形状，采用金属内骨架和橡胶整体压制而成，金属采用不锈钢，橡胶采用普通丁腈橡胶。3.根据权利要求2所述的发动机喉部气密装置，其特征在于:当所述发动机喉部内型面最小直径小于6_时，所述密封堵塞的圆柱段直径dl为O ;当所述发动机喉部内型面最小直径尺寸大于或等于6_时，所述密封堵塞的圆柱段dl比所述发动机喉部内型面最小直径小于I?0.5mm，所述密封堵塞圆锥台段的锥面锥角α I为10°?60°。4.根据权利要求1所述的发动机喉部气密装置，其特征在于:所述的顶杆的前端带有圆柱头端，并且该头端外表面缠绕一层医用胶布。5.根据权利要求1所述的发动机喉部气密装置，其特征在于:所述导向机构包括调节螺套、右旋调节螺钉、两个连接螺栓和左旋调节螺钉，所述调节螺套具有2个螺纹通孔，其中一个为所述导向孔，用于与顶杆连接，该螺纹孔为全螺纹通孔；另一个所述螺纹通孔用于与所述左旋调节螺钉和所述右旋调节螺钉连接，该螺纹孔分为3部分，一部分为右旋螺纹，一部分为左旋螺纹，中间部分为光孔，借助所述舱体圆柱筒的端部的两个连接螺纹孔，利用两个所述连接螺栓分别将螺入另一个所述螺纹孔两端的所述左旋调节螺钉和所述右旋调节螺钉固定，从而将所述导向机构固定。6.根据权利要求5所述的发动机喉部气密装置，其特征在于:所述的调节螺套设计尺寸为:其两个所述螺纹孔的中轴线之间的距离LI和所述发动机喉部中轴线与所述舱体圆柱筒端部的2个连接螺纹孔中心连线的距离相等；两个所述螺纹孔中轴线的夹角a2和发动机喉部中轴线与舱体圆柱筒端面的2个连接螺纹孔中心连线在中心线所在舱体切面上的投影夹角相等；所述右旋螺纹孔的螺纹长度L2 ^ 10mm，所述左旋螺纹孔的螺纹长度L3 ^ 10mm，L2和L3的长度保证两个所述调节螺钉的旋入长度大于5个螺距。7.根据权利要求5所述的发动机喉部气密装置，其特征在于:所述左旋调节螺钉和所述右旋调节螺钉均为带有相同长槽的螺钉所述长槽尺寸L4满足调节范围6°的要求，所述螺钉的长度L5的尺寸满足两个所述调节螺钉的旋入长度大于5个螺距的要求。8.根据权利要求5所述的发动机喉部气密装置，其特征在于:所述连接螺栓的螺栓长度尺寸L6大于等于舱体圆柱筒端面的螺纹孔深度加上15mm的值。9.根据权利要求1?8中任一项所述发动机喉部气密装置，其特征在于:还包括用于将所述密封堵塞推入所述发动机喉部的手柄。
【文档编号】F16J15/12GK205534210SQ201520844277
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2015年10月28日
【发明人】曹小平, 刘广续, 范玉超, 胡敏, 董亚星, 邹旭东
【申请人】西安航天发动机厂