一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器制造技术

本发明专利技术公开了一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器，包括接板、边缘旋塞、边缘喷嘴、中心旋塞、中心喷嘴、塞柱和堵头；接板采用回转体结构，接板端面轴向依次穿设中心喷嘴和中心旋塞，形成一个独立的双流道同轴离心雾化喷嘴；接板端面围绕轴线沿周向均匀穿设六个边缘喷嘴和六个边缘旋塞，形成六个独立的双流道同轴离心雾化喷嘴；接板侧面分别设有用于安装塞柱和堵头的台阶孔。本发明专利技术通过集成多个离心喷嘴，降低了单个离心喷嘴的负荷，大幅度提高了推进剂的雾化质量，同时显著增强了不同喷嘴之间的相互混合作用，能够显著提高双组元液体火箭发动机的性能。

A seven nozzle centrifugal injector for high performance bi component engine

The invention discloses a seven nozzle centrifugal injector applied to a high performance dual component engine, including a plate, a edge cock, a edge nozzle, a central cock, a central nozzle, a plug column and a plug, and a rotary body structure and a central nozzle and a central cock in turn. A coaxial centrifugal atomizing nozzle is used. The end face of the plate is evenly arranged along the axis along the axis with six edge nozzles and six edge cocks, and six independent double channel coaxial centrifugal atomizing nozzles are formed; the side of the plate is equipped with a step hole for installing the plug column and the plug. By integrating a plurality of centrifugal nozzles, the load of a single centrifugal nozzle is reduced, the atomization quality of the propellant is greatly improved, and the interaction between different nozzles is significantly enhanced, and the performance of the dual component liquid rocket engine can be significantly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器
本专利技术涉及一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器，尤其适用于高性能双组元空间液体火箭发动机，属于空间推进

技术介绍
同轴离心喷注器结构简单、雾化性能优秀，在空间液体火箭发动机中获得了广泛的应用。现有技术中通常采用单喷嘴是结构，由于离心喷注器的固有特性，常规同轴离心式喷注器存在如下的缺点：第一、在推进剂组合和喷注压降确定的情况下，推进剂雾化质量随着流量的增大而变差，限制了离心式喷注器的应用范围。第二、同时由于离心喷注器结构的特性，两路推进剂在推力室内的混合效率也难以得到实质性的提高，直接限制了双组元离心式液体火箭发动机性能的进一步提升。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，本专利技术专利技术了一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器结构，通过集成多个离心喷嘴，降低了单个离心喷嘴的负荷，大幅度提高了推进剂的雾化质量，同时显著增强了不同喷嘴之间的相互混合作用，能够显著提高双组元液体火箭发动机的性能。本专利技术的技术解决方案是：一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器，包括接板、边缘旋塞、边缘喷嘴、中心旋塞、中心喷嘴、塞柱和堵头；接板采用回转体结构，接板端面轴向依次穿设中心喷嘴和中心旋塞，形成一个独立的双流道同轴离心雾化喷嘴；接板端面围绕轴线沿周向均匀穿设六个边缘喷嘴和六个边缘旋塞，形成六个独立的双流道同轴离心雾化喷嘴；接板侧面分别设有用于安装塞柱和堵头的台阶孔。在上述的一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器中，所述接板为台阶轴；接板大直径端端面轴向设有用于安装中心喷嘴和中心旋塞的第一台阶锥孔，接板大直径端端面上以轴线为中心，对称设有用于填充氧化剂的第二台阶锥孔和用于填充燃料的第三台阶锥孔；接板侧面沿径向分别设有用于安装塞柱的第一台阶圆孔和用于安装堵头的第二台阶圆孔；第一台阶圆孔和第二台阶圆孔均与第一台阶锥孔连通，第二台阶锥孔与第一台阶圆孔连通，第三台阶锥孔与第二台阶圆孔连通；接板小直径端端面设有凹孔，凹孔与第一台阶锥孔连通。在上述的一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器中，所述接板大直径端端面围绕轴线沿周向均匀设有六个用于安装边缘喷嘴和边缘旋塞和第四台阶锥孔，第四台阶锥孔与所述凹孔连通。在上述的一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器中，所述边缘旋塞为台阶轴；边缘旋塞外侧周向由大直径端至小直径端依次设有第一台阶、第二台阶和第三台阶；第二台阶端面设有环形凹槽，环形凹槽内边缘倒圆角，环形凹槽中均匀布设三个矩形通道，第二台阶和第三台阶的交界处沿径向设有沟槽；第三台阶侧面均匀设有三个右旋涡槽。在上述的一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器中，所述边缘喷嘴为空心圆台；边缘喷嘴大直径端端面设有用于配合边缘旋塞的弧形回转孔，边缘喷嘴小直径端端面设有用于流通氧化剂和燃料的圆台形孔；边缘喷嘴侧平面上设有弧形凹腔，边缘喷嘴侧平面上除弧形凹腔外的部分均匀设有三个右旋涡槽。在上述的一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器中，所述边缘旋塞旋入边缘喷嘴大直径端，并将边缘喷嘴小直径端顶止在接板的第四台阶锥孔中。在上述的一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器中，所述中心旋塞与边缘旋塞的结构相同，中心旋塞的最大外径大于边缘旋塞的最大外径，中心旋塞的长度小于边缘旋塞的长度。在上述的一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器中，所述中心喷嘴与边缘喷嘴的结构相同，中心喷嘴的最大外径大于边缘喷嘴的最大外径。在上述的一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器中，所述塞柱和堵头均为实心台阶轴，塞柱的数量不少于12个，堵头的数量不少于2个。在上述的一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器中，所述接板、边缘旋塞、边缘喷嘴、中心旋塞、中心喷嘴、塞柱和堵头之间通过电子束焊连接密封；接板、边缘旋塞、边缘喷嘴、中心旋塞、中心喷嘴、塞柱和堵头之间的间隙用于流通氧化剂和燃料；氧化剂采用四氧化二氮或绿色四氧化二氮，燃料采用无水肼、甲基肼或偏二甲肼。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：【1】本专利技术通过采用多喷头共同实现推进剂的雾化，将单喷头负荷降低到原来的1/7，能够大幅度提高推进剂的雾化质量，显著提高了较大推力量级发动机的性能，大大拓宽了离心喷注器的应用范围。【2】本专利技术通过组织多喷头之间的相互作用，增强了不同喷嘴之间的相互交叉混合效应，推进剂混合效率也得到显著增强，为发动机性能提升创造了基础条件。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术主视图图2为本专利技术竖向剖视图图3为本专利技术横向剖视图图4为接板横向剖视图图5为接板竖向剖视图图6为边缘旋塞剖视图图7为边缘旋塞主视图图8为边缘喷嘴剖视图图9为塞柱剖视图图10为堵头剖视图具体实施方式为使本专利技术的方案更加明了，下面结合附图说明和具体实施例对本专利技术作进一步描述：如图1～3所示，一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器，包括接板1、边缘旋塞2、边缘喷嘴3、中心旋塞4、中心喷嘴5、塞柱6和堵头7；接板1采用回转体结构，接板1端面轴向依次穿设中心喷嘴5和中心旋塞4，形成一个独立的双流道同轴离心雾化喷嘴；接板1端面围绕轴线沿周向均匀穿设六个边缘喷嘴3和六个边缘旋塞2，形成六个独立的双流道同轴离心雾化喷嘴；接板1侧面分别设有用于安装塞柱6和堵头7的台阶孔。如图4～5所示，优选的，接板1为台阶轴；接板1大直径端端面轴向设有用于安装中心喷嘴5和中心旋塞4的第一台阶锥孔，接板1大直径端端面上以轴线为中心，对称设有用于填充氧化剂的第二台阶锥孔和用于填充燃料的第三台阶锥孔；接板1侧面沿径向分别设有用于安装塞柱6的第一台阶圆孔和用于安装堵头7的第二台阶圆孔；第一台阶圆孔和第二台阶圆孔均与第一台阶锥孔连通，第二台阶锥孔与第一台阶圆孔连通，第三台阶锥孔与第二台阶圆孔连通；接板1小直径端端面设有凹孔，凹孔与第一台阶锥孔连通。优选的，接板1大直径端端面围绕轴线沿周向均匀设有六个用于安装边缘喷嘴3和边缘旋塞2和第四台阶锥孔，第四台阶锥孔与所述凹孔连通。如图6～7所示，优选的，边缘旋塞2为台阶轴；边缘旋塞2外侧周向由大直径端至小直径端依次设有第一台阶21、第二台阶22和第三台阶23；第二台阶22端面设有环形凹槽，环形凹槽内边缘倒圆角，环形凹槽中均匀布设三个矩形通道，第二台阶22和第三台阶23的交界处沿径向设有沟槽；第三台阶23侧面均匀设有三个右旋涡槽。如图8所示，优选的，边缘喷嘴3为空心圆台；边缘喷嘴3大直径端端面设有用于配合边缘旋塞2的弧形回转孔，边缘喷嘴3小直径端端面设有用于流通氧化剂和燃料的圆台形孔；边缘喷嘴3侧平面上设有弧形凹腔，边缘喷嘴3侧平面上除弧形凹腔外的部分均匀设有三个右旋涡槽。优选的，边缘旋塞2旋入边缘喷嘴3大直径端，并将边缘喷嘴3小直径端顶止在接板1的第四台阶锥孔中。优选的，中心旋塞4与边缘旋塞2的结构相同，中心旋塞4的最大外径大于边缘旋塞2的最大外径，中心旋塞4的长度小于边缘旋塞2的长度。优选的，中心喷嘴5与边缘喷嘴3的结构相同，中心喷嘴5的最大外径大于边缘喷嘴3的最大外径本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器，其特征在于：包括接板(1)、边缘旋塞(2)、边缘喷嘴(3)、中心旋塞(4)、中心喷嘴(5)、塞柱(6)和堵头(7)；接板(1)采用回转体结构，接板(1)端面轴向依次穿设中心喷嘴(5)和中心旋塞(4)，形成一个独立的双流道同轴离心雾化喷嘴；接板(1)端面围绕轴线沿周向均匀穿设六个边缘喷嘴(3)和六个边缘旋塞(2)，形成六个独立的双流道同轴离心雾化喷嘴；接板(1)侧面分别设有用于安装塞柱(6)和堵头(7)的台阶孔。

【技术特征摘要】
1.一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器，其特征在于：包括接板(1)、边缘旋塞(2)、边缘喷嘴(3)、中心旋塞(4)、中心喷嘴(5)、塞柱(6)和堵头(7)；接板(1)采用回转体结构，接板(1)端面轴向依次穿设中心喷嘴(5)和中心旋塞(4)，形成一个独立的双流道同轴离心雾化喷嘴；接板(1)端面围绕轴线沿周向均匀穿设六个边缘喷嘴(3)和六个边缘旋塞(2)，形成六个独立的双流道同轴离心雾化喷嘴；接板(1)侧面分别设有用于安装塞柱(6)和堵头(7)的台阶孔。2.根据权利要求1所述的一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器，其特征在于：所述接板(1)为台阶轴；接板(1)大直径端端面轴向设有用于安装中心喷嘴(5)和中心旋塞(4)的第一台阶锥孔，接板(1)大直径端端面上以轴线为中心，对称设有用于填充氧化剂的第二台阶锥孔和用于填充燃料的第三台阶锥孔；接板(1)侧面沿径向分别设有用于安装塞柱(6)的第一台阶圆孔和用于安装堵头(7)的第二台阶圆孔；第一台阶圆孔和第二台阶圆孔均与第一台阶锥孔连通，第二台阶锥孔与第一台阶圆孔连通，第三台阶锥孔与第二台阶圆孔连通；接板(1)小直径端端面设有凹孔，凹孔与第一台阶锥孔连通。3.根据权利要求2所述的一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器，其特征在于：所述接板(1)大直径端端面围绕轴线沿周向均匀设有六个用于安装边缘喷嘴(3)和边缘旋塞(2)和第四台阶锥孔，第四台阶锥孔与所述凹孔连通。4.根据权利要求1所述的一种应用于高性能双组元发动机的七喷头离心喷注器，其特征在于：所述边缘旋塞(2)为台阶轴；边缘旋塞(2)外侧周向由大直径端至小直径端依次设有第一台阶(21)、第二台阶(22)和第三台阶(23)；第二台阶(22)端面设有环形凹槽，环形凹槽内边缘倒圆角，环形凹槽中均匀布设三个矩形通道，第二台阶(22)和第三台阶(23)的交界处沿径向...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪凤山，毛晓芳，张榛，卢国权，蔡坤，陈君，王平，武胜勇，张志伟，杨尚锋，李骥琦，陈磊，张凤，何孟琪，杨柳，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11