專利名稱：夾層強迫冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種夾層強迫冷卻裝置。
背景技術(shù)：
液體火箭發(fā)動機高空模擬試驗時，擴壓器內(nèi)流過高溫、高速的燃氣，溫度為 20000C -3000°C，速度為3-5馬赫。因此必須對擴壓器進行冷卻，以保證其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。但是現(xiàn)有的冷卻通道結(jié)構(gòu)形式有管束式，波紋板釬焊結(jié)構(gòu)和厚鋼板刨槽后卷制等結(jié)構(gòu)，它們對加工、焊接工藝要求高，造價昂貴。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有的卻冷裝置對加工、焊接工藝要求高，造價昂貴的技術(shù)問題，本實用新型提供一種夾層強迫冷卻裝置。本實用新型的技術(shù)解決方案一種夾層強迫冷卻裝置，包括擴壓器筒體、設(shè)置在筒體上的冷卻水夾層通道、設(shè)置在擴壓器筒體兩側(cè)并與冷卻水夾層通道相通的集流環(huán)、設(shè)置在一側(cè)集流環(huán)上的多根進水管、設(shè)置在另一側(cè)集流環(huán)上的多根出水管，其特殊之處在于所述冷卻水夾層通道包括軸向焊接在擴壓器筒體外側(cè)的多個圓周等距分布的槽型撐、焊接在相鄰兩個槽型撐上底面的相應(yīng)數(shù)量的焊接板，所述槽型撐的上底面、兩個側(cè)面以及擴壓器筒體構(gòu)成冷卻通道，所述焊接板、分別與焊接板焊接的兩個槽型撐的側(cè)面以及擴壓器筒體構(gòu)成冷卻通道。上述冷卻水夾層通道包括收縮段冷卻水夾層通道、直筒段冷卻水夾層通道和擴張段冷卻水夾層通道；所述收縮段冷卻水夾層通道和擴張段冷卻水夾層通道的焊接板為梯形；所述直筒段冷卻水夾層通道的焊接板為矩形。上述多根進水管沿切向與集流環(huán)焊接，所述多根出水管與與集流環(huán)垂直焊接；所述進水管與出水管按角度交錯排列。本實用新型所具有優(yōu)點1、本實用新型在擴壓器筒體的內(nèi)外夾層之間形成冷卻水通道，采用強迫冷卻的方式。夾層中水流速度高，對內(nèi)壁冷卻比較均勻，換熱效果好，冷卻水耗量小，結(jié)構(gòu)緊湊可靠， 是一種較好的冷卻方式。2、本實用新型通過多次發(fā)動機試驗的考核，擴壓器冷卻水溫升小于20°C，達到冷卻目的。3、本實用新型在筒體上焊接槽型撐，相鄰槽型撐之間用焊接板焊接，可使設(shè)備結(jié)構(gòu)承受住高溫、高速燃氣環(huán)境的考驗。4、本實用新型冷卻水進口端由三根進水管沿切向與集流環(huán)焊接，冷卻水進入后形成旋轉(zhuǎn)水流，冷卻水流動均勻，擴壓器最高點與最低點流量一致。出口端有三根出水管，出水管與進水管按角度交錯排列，使得冷卻水流程和時間相等，減小壓頭損失。
圖1為本實用新型的擴壓器總圖；圖2為本實用新型冷卻通道結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型冷卻水進、出水管布置圖；其中附圖標(biāo)記為1-擴壓器筒體，2-冷卻水夾層通道，3-焊接板，4-槽型撐，5-集流環(huán)，6-進水管，7-出水管，8-冷卻通道。
具體實施方式
一種夾層強迫冷卻裝置，包括擴壓器筒體、設(shè)置在筒體上的冷卻水夾層通道、設(shè)置在擴壓器筒體兩側(cè)并與冷卻水夾層通道相通的集流環(huán)、設(shè)置在一側(cè)集流環(huán)上的多根進水管、設(shè)置在另一側(cè)集流環(huán)上的多根出水管，冷卻水夾層通道包括軸向焊接在擴壓器筒體外側(cè)的多個圓周等距分布的槽型撐、 焊接在相鄰兩個槽型撐上底面的相應(yīng)數(shù)量的焊接板，槽型撐的上底面、兩個側(cè)面以及擴壓器筒體構(gòu)成冷卻通道，焊接板、分別與焊接板焊接的兩個槽型撐的側(cè)面以及擴壓器筒體構(gòu)成冷卻通道。冷卻水夾層通道包括收縮段冷卻水夾層通道、直筒段冷卻水夾層通道和擴張段冷卻水夾層通道；收縮段冷卻水夾層通道和擴張段冷卻水夾層通道的焊接板為梯形；直筒段冷卻水夾層通道的焊接板為矩形。多根進水管沿切向與集流環(huán)焊接，多根出水管與與集流環(huán)垂直焊接；所述進水管與出水管按角度交錯排列。擴壓器的冷卻方式選用內(nèi)冷式結(jié)構(gòu)方案。即在擴壓器筒體的內(nèi)外夾層之間形成冷卻水通道，采用強迫冷卻的方式。夾層中水流速度高，對內(nèi)壁冷卻比較均勻，換熱效果好，冷卻水耗量小，結(jié)構(gòu)緊湊可靠，是一種較好的冷卻方式。冷卻通道結(jié)構(gòu)形式截面圖如下圖所示。它是用不銹鋼板條滾壓成槽型，分別點焊在筒體的外表面上，再在每兩個槽型撐之間用板條焊接起來，形成完整的縱向冷卻通道。圓錐段冷卻通道結(jié)構(gòu)由于氣動設(shè)計需要，擴壓器由收縮段、直筒段和擴張段三部分組成。其中，直筒段為圓柱段，冷卻通道的槽型撐和焊接板各截面尺寸相同。收縮段和擴張段為圓錐段，冷卻通道的槽型撐各截面尺寸相同，焊接板設(shè)計為梯形。該方案結(jié)構(gòu)簡單， 對零件加工及焊接工藝要求不高，易于實現(xiàn)。冷卻水供應(yīng)方式由于燃氣出口端較進口端溫度要高，擴壓器采用與發(fā)動機燃氣流向相反的冷卻水供應(yīng)方式。
權(quán)利要求1.一種夾層強迫冷卻裝置，包括擴壓器筒體、設(shè)置在筒體上的冷卻水夾層通道、設(shè)置在擴壓器筒體兩側(cè)并與冷卻水夾層通道相通的集流環(huán)、設(shè)置在一側(cè)集流環(huán)上的多根進水管、 設(shè)置在另一側(cè)集流環(huán)上的多根出水管，其特征在于所述冷卻水夾層通道包括軸向焊接在擴壓器筒體外側(cè)的多個圓周等距分布的槽型撐、焊接在相鄰兩個槽型撐上底面的相應(yīng)數(shù)量的焊接板，所述槽型撐的上底面、兩個側(cè)面以及擴壓器筒體構(gòu)成冷卻通道，所述焊接板、分別與焊接板焊接的兩個槽型撐的側(cè)面以及擴壓器筒體構(gòu)成冷卻通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的夾層強迫冷卻裝置，其特征在于所述冷卻水夾層通道包括收縮段冷卻水夾層通道、直筒段冷卻水夾層通道和擴張段冷卻水夾層通道；所述收縮段冷卻水夾層通道和擴張段冷卻水夾層通道的焊接板為梯形；所述直筒段冷卻水夾層通道的焊接板為矩形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的夾層強迫冷卻裝置，其特征在于所述多根進水管沿切向與集流環(huán)焊接，所述多根出水管與與集流環(huán)垂直焊接；所述進水管與出水管按角度交錯排列。
專利摘要本實用新型涉及一種夾層強迫冷卻裝置。包括擴壓器筒體、設(shè)置在筒體上的冷卻水夾層通道、設(shè)置在擴壓器筒體兩側(cè)并與冷卻水夾層通道相通的集流環(huán)、設(shè)置在一側(cè)集流環(huán)上的多根進水管、設(shè)置在另一側(cè)集流環(huán)上的多根出水管，冷卻水夾層通道包括軸向焊接在擴壓器筒體外側(cè)的多個圓周等距分布的槽型撐、焊接在相鄰兩個槽型撐上底面的相應(yīng)數(shù)量的焊接板，槽型撐的上底面、兩側(cè)面及擴壓器筒體構(gòu)成冷卻通道，焊接板、分別與焊接板焊接的兩個槽型撐的側(cè)面及擴壓器筒體構(gòu)成冷卻通道。本實用新型解決現(xiàn)有的卻冷裝置對加工、焊接工藝要求高，造價昂貴的技術(shù)問題。
文檔編號F02K9/60GK201982202SQ201020696459
公開日2011年9月21日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者余愛英, 李雙軍, 王志武, 閆峰 申請人:西安航天動力試驗技術(shù)研究所