本發(fā)明屬于機(jī)械制造領(lǐng)域，具體涉及一種動態(tài)鍍層退除裝置及操作方法。

背景技術(shù)：

1、液體火箭發(fā)動機(jī)的推力室、燃?xì)獍l(fā)生器等的再生冷卻組件通常存在加工精度要求高、液流試驗要求嚴(yán)等特點。對于實際流阻偏小的再生冷卻組件，目前可以通過動態(tài)化學(xué)鍍等方法提高再生冷卻組件的流阻，但也存在由于鍍層導(dǎo)致流阻偏大等風(fēng)險。

2、為此，我們提供了一種動態(tài)鍍層退除裝置及操作方法，以解決液體火箭發(fā)動機(jī)推力室、燃?xì)獍l(fā)生器等再生冷卻組件由于流道鍍層導(dǎo)致流阻偏大等問題，與傳統(tǒng)鍍層退除方法相比，通過本動態(tài)鍍層退除裝置可以完全退除冷卻通道內(nèi)部鍍層，減少了鍍層退除的時間，提高了鍍層退除的效率，增加了產(chǎn)品返修的合格率。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種動態(tài)鍍層退除裝置及操作方法，以解決液體火箭發(fā)動機(jī)推力室、燃?xì)獍l(fā)生器等再生冷卻組件由于鍍層導(dǎo)致流阻偏大等問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明公開了一種動態(tài)鍍層退除裝置，包括：控制器、輸出泵、驅(qū)動裝置、流量計、輸出導(dǎo)管、溶液槽、輸入導(dǎo)管和排氣管，其中，

4、控制器，用于控制驅(qū)動裝置帶動輸出泵工作，將鍍層退除溶液從溶液槽中通過輸入導(dǎo)管、輸出泵、流量計、輸出導(dǎo)管供給到再生冷卻組件鍍層流道入口；

5、排氣管，位于再生冷卻組件出口的正上方，用于收集和排出鍍層退除過程中產(chǎn)生的毒性氣體；

6、流量計，用于測量流經(jīng)輸入導(dǎo)管的鍍層退除溶液流量。

7、進(jìn)一步地，在上述裝置中，所述輸出泵、流量計、輸出導(dǎo)管、溶液槽和輸入導(dǎo)管均采用非金屬耐酸腐蝕性材料。

8、進(jìn)一步地，在上述裝置中，所述控制器通過控制驅(qū)動裝置的輸出功率，控制輸出泵的工作，根據(jù)再生冷卻組件的流道尺寸，使鍍層退除溶液在流道中的流速v在0-10m/s范圍內(nèi)，防止溶液流速過快導(dǎo)致反應(yīng)劇烈失控。

9、進(jìn)一步地，在上述裝置中，所述流速的計算公式為：v＝q/s，式中，v為流速；q為流量；s為再生冷卻組件最小的流通通道截面的面積。

10、進(jìn)一步地，在上述裝置中，所述排氣管采用錐形管結(jié)構(gòu)。

11、進(jìn)一步地，在上述裝置中，所述溶液槽中的溶液為鍍層退除溶液，鍍層退除溶液經(jīng)過再生冷卻組件流道退除其表面鍍層后回流至溶液槽，實現(xiàn)持續(xù)循環(huán)使用，退鍍過程中允許向溶液槽中補(bǔ)充添加溶液。

12、本發(fā)明公開了一種動態(tài)鍍層退除裝置操作方法，包括：

13、m1、計算最大允許流量qmax、最小溶液體積vrym；

14、m2、將再生冷卻組件非退鍍表面進(jìn)行刷膠保護(hù)，輸出導(dǎo)管連接至再生冷卻組件流道入口；

15、m3、連接輸入導(dǎo)管、輸出泵、流量計、輸出導(dǎo)管，將再生冷卻組件置于溶液槽中，然后將配好的大于最小溶液體積vrym的鍍層退除溶液倒入溶液槽中，將輸入導(dǎo)管通入溶液中；

16、m4、計算目標(biāo)時間t，打開控制器開關(guān)，驅(qū)動裝置帶動輸出泵開始工作，并開始計時；

17、m5、調(diào)節(jié)控制器，控制輸出泵的工作，流量計不超過最大允許流量qmax；

18、m6、計時達(dá)到目標(biāo)時間t，關(guān)閉控制器；

19、m7、檢查鍍層退除情況，若仍存在鍍層，返回m4。

20、進(jìn)一步地，在上述方法中，所述倒入溶液槽中的最小溶液體積，計算公式為：vrym＝2×(vr+vb+vl+vc+vz)，式中，vrym為溶液槽中最小溶液體積；vr為輸入導(dǎo)管的容積；vb為輸出泵的容積；vl為流量計的容積；vc為輸出導(dǎo)管的容積；vz為再生冷卻組件的容積。

21、進(jìn)一步地，在上述方法中，所述目標(biāo)時間，計算公式為t＝h/w，式中，t為目標(biāo)時間；h為預(yù)估鍍層厚度；w為預(yù)估鍍層退除速率。

22、進(jìn)一步地，在上述方法中，所述檢查鍍層退除情況，具體為：使用內(nèi)窺鏡檢查檢查再生冷卻組件的出、入口的表面鍍層情況，鍍層去除干凈的表面為再生冷卻組件基體材料的金屬色。

23、本發(fā)明的有益效果是：

24、(1)本發(fā)明不受再生冷卻組件的設(shè)計結(jié)構(gòu)限制，特別適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)流道內(nèi)鍍層的退除。

25、(2)本發(fā)明不受再生冷卻組件的成形方法限制，既可以用于機(jī)械加工+焊接成形方法的再生冷卻組件鍍層的退除，亦可以用于増材制造直接成形的再生冷卻組件鍍層的退除。

26、(3)本發(fā)明的動態(tài)鍍層退除裝置結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，安全風(fēng)險低，僅通過控制器可以實現(xiàn)控制溶液持續(xù)穩(wěn)定輸出。

27、(4)本發(fā)明的操作方法的簡單，僅需要簡單幾個步驟可以實現(xiàn)鍍層的退除，鍍層退除時間短，效率高。

技術(shù)特征：

1.一種動態(tài)鍍層退除裝置，其特征在于，包括：控制器(1)、輸出泵(2)、驅(qū)動裝置(3)、流量計(4)、輸出導(dǎo)管(5)、溶液槽(6)、輸入導(dǎo)管(7)和排氣管(8)，其中，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)鍍層退除裝置，其特征在于：所述輸出泵(2)、流量計(4)、輸出導(dǎo)管(5)、溶液槽(6)和輸入導(dǎo)管(7)均采用非金屬耐酸腐蝕性材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)鍍層退除裝置，其特征在于：所述控制器(1)通過控制驅(qū)動裝置(3)的輸出功率，控制輸出泵(2)的工作，根據(jù)再生冷卻組件的流道尺寸，使鍍層退除溶液在流道中的流速v在0-10m/s范圍內(nèi)，防止溶液流速過快導(dǎo)致反應(yīng)劇烈失控。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種動態(tài)鍍層退除裝置，其特征在于：所述流速的計算公式為：v＝q/s，式中，v為流速；q為流量；s為再生冷卻組件最小的流通通道截面的面積。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)鍍層退除裝置，其特征在于：所述排氣管(8)采用錐形管結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)鍍層退除裝置，其特征在于：所述溶液槽(6)中的溶液為鍍層退除溶液，鍍層退除溶液經(jīng)過再生冷卻組件流道退除其表面鍍層后回流至溶液槽，實現(xiàn)持續(xù)循環(huán)使用，退鍍過程中允許向溶液槽(6)中補(bǔ)充添加溶液。

7.一種動態(tài)鍍層退除裝置操作方法，其特征在于，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種動態(tài)鍍層退除裝置操作方法，其特征在于：所述倒入溶液槽中的最小溶液體積，計算公式為：vrym＝2×(vr+vb+vl+vc+vz)，式中，vrym為溶液槽中最小溶液體積；vr為輸入導(dǎo)管(7)的容積；vb為輸出泵(2)的容積；vl為流量計(4)的容積；vc為輸出導(dǎo)管(5)的容積；vz為再生冷卻組件的容積。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種動態(tài)鍍層退除裝置操作方法，其特征在于：所述目標(biāo)時間，計算公式為t＝h/w，式中，t為目標(biāo)時間；h為預(yù)估鍍層厚度；w為預(yù)估鍍層退除速率。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種動態(tài)鍍層退除裝置操作方法，其特征在于：所述檢查鍍層退除情況，具體為：使用內(nèi)窺鏡檢查檢查再生冷卻組件的出、入口的表面鍍層情況，鍍層去除干凈的表面為再生冷卻組件基體材料的金屬色。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種動態(tài)鍍層退除裝置及操作方法，動態(tài)鍍層退除裝置包括：控制器、輸出泵、驅(qū)動裝置、流量計、輸入導(dǎo)管、溶液槽、輸出導(dǎo)管、排氣管。本發(fā)明主要針對冷卻通道內(nèi)存在鍍層的液體火箭發(fā)動機(jī)再生冷卻組件，與傳統(tǒng)鍍層退除方法相比，通過本動態(tài)鍍層退除裝置可以完全退除冷卻通道內(nèi)部鍍層，減少了鍍層退除的時間，提高了鍍層退除的效率，增加了產(chǎn)品返修的合格率。

技術(shù)研發(fā)人員：梁防偉,劉友強(qiáng),楊戰(zhàn)爭,張維明,黑愛卿,孫昌哲,馬鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安航天發(fā)動機(jī)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6