一種穩(wěn)流型多級流量調(diào)節(jié)裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種穩(wěn)流型多級流量調(diào)節(jié)裝置，特別是一種起動、初級、主級三級精確調(diào)節(jié)和穩(wěn)定流量的調(diào)節(jié)裝置。
【背景技術】
[0002]液體火箭發(fā)動機中采用帶有穩(wěn)流型多級流量調(diào)節(jié)裝置的目的是提高調(diào)節(jié)過程的精度和保持工況，并且還可以改善推力調(diào)節(jié)特性。不采用調(diào)節(jié)裝置的發(fā)動機調(diào)節(jié)精度和工況參數(shù)保持的精度較低。根據(jù)已有估計，對于現(xiàn)代液體火箭發(fā)動機來說，參數(shù)的偏差可能達到±(7%?15% )，甚至更高。為解決發(fā)動機起動控制、轉初級控制、轉主級控制、推力穩(wěn)定和調(diào)節(jié)等關鍵技術，開展了一種穩(wěn)流型多級流量調(diào)節(jié)裝置。發(fā)動機系統(tǒng)采用流量調(diào)節(jié)裝置能夠使得調(diào)節(jié)精度和工況保持的精度提高至土(1.5%?3% )，并且可以放寬其他組件的加工要求，發(fā)動機制造成本降低；另外，采用流量調(diào)節(jié)器可以控制發(fā)動機的轉級速度和參數(shù)偏差，實現(xiàn)分級起動，控制熱載荷和機械載荷的沖擊量級。中國發(fā)明專利公開文件ZL200710300737.5公開了一種穩(wěn)流型流量調(diào)節(jié)器，該流量調(diào)節(jié)器設置流量調(diào)節(jié)裝置、轉級裝置和流量穩(wěn)定裝置，解決了流量精度高、調(diào)節(jié)范圍寬、流量穩(wěn)定的技術問題。該流量調(diào)節(jié)器具備起動、主級兩級轉級功能，無法滿足發(fā)動機起動、初級、主級三級工況調(diào)節(jié)功能要求，進而導致發(fā)動機起動速率大、熱載荷和機械載荷沖擊大的問題，且沒有提供流量調(diào)節(jié)裝置的實現(xiàn)結構。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有流量調(diào)節(jié)裝置無法實現(xiàn)三級流量調(diào)節(jié)的技術問題，本發(fā)明提供一種起動、初級、主級三級精確調(diào)節(jié)和穩(wěn)定流量的調(diào)節(jié)裝置。
[0004]本發(fā)明所提供的穩(wěn)流型多級流量調(diào)節(jié)裝置，包括外殼1A，其特殊之處在于:還包括設置在外殼1A內(nèi)的內(nèi)導向筒1B、設置在內(nèi)導向筒內(nèi)的芯軸1C，所述內(nèi)導向筒的左端與外殼1A連接，所述內(nèi)導向筒1B靠右端設置有連接環(huán)21，所述內(nèi)導向筒1B通過連接環(huán)21與芯軸1C連接，所述芯軸1C的左端與外殼1A左端端蓋連接，從外殼1A左端端蓋朝向芯軸1C設置有流體出口 B，流體出口 B的周向側壁設置有多個流體過孔22流體過孔，
[0005]所述外殼1A的右端設置有流體入口 A，靠近流體入口 A處的外殼1A壁上設置有起動螺釘2，所述內(nèi)導向筒1B正對起動螺釘2處設置有與起動螺釘2相適配的螺釘孔23 ;
[0006]所述多級流量調(diào)節(jié)裝置還包括主級窗口 7、主級套筒5、初級套筒6、初級窗口、定位環(huán)24及初級彈簧10，
[0007]所述定位環(huán)24沿導向內(nèi)筒1B的內(nèi)側向內(nèi)設置且位于連接環(huán)21的左側，所述主級窗口設置在導向內(nèi)筒1B上且位于定位環(huán)24的左側，
[0008]所述主級套筒5包括主級套筒主體51及主級套筒外筒52，所述主級套筒主體51包括圓柱形套筒511及在圓柱形套筒兩端沿圓柱形套筒外壁向外徑向延伸的左端蓋512和右端蓋513，所述主級套筒主體51套裝于芯軸1C上，主級套筒主體51的左端蓋512軸向設置有主級過孔25，所述主級套筒外筒52設置于主級套筒主體左端蓋512的外側與內(nèi)導向筒1B周向接觸，所述初級窗口 7設置在主級套筒外筒52的筒壁上；所述主級套筒主體51的右端蓋513靠近連接環(huán)21且與內(nèi)導向筒1B周向接觸，主級套筒右端蓋513與連接環(huán)21之間形成主級控制腔12 ;
[0009]所述初級套筒6包括初級套筒主體61及初級套筒外筒62，所述初級套筒主體套裝于主級套筒主體上，初級套筒主體左端蓋63位于主級套筒左端與定位環(huán)之間，初級套筒主體左端蓋63軸向設置有初級過孔26，初級套筒主體右端蓋64靠近主級套筒主體的右端蓋513并與導向內(nèi)筒1B的內(nèi)壁接觸，所述初級套筒外筒62設置于初級套筒主體左端蓋63且初級套筒6的外壁與主級套筒外筒62的內(nèi)壁接觸，所述初級窗口 8設置在初級套筒外筒62的筒壁上；初級套筒主體右端蓋64與主級套筒的右端蓋513之間形成初級控制腔16 ;
[0010]所述初級彈簧10位于定位環(huán)24與初級套筒主體右端蓋63之間；彈簧處于初始狀態(tài)時，初級窗口 8與主級窗口 7對準，初級套筒外筒62遮擋住初級窗口 8 ;
[0011 ] 所述穩(wěn)流型多級流量調(diào)節(jié)裝置還包括初級控制口 9和主級控制口 17，所述初級控制口 9穿過外殼1A、內(nèi)導向筒1B通向初級控制腔16 ;所述主級控制口 17穿過外殼1A、內(nèi)導向筒1B通向主級控制腔12 ；
[0012]當向初級控制腔16通入控制氣體時，初級套筒6左移，初級彈簧10受到壓縮，初級套筒外筒62離開初級窗口 8，初級窗口 8打開，形成初級流量，
[0013]當向主級控制腔12通入控制氣體時，主級套筒5左移，初級套筒外筒62離開初級窗口 8，主級窗口 8打開，形成主級流量；
[0014]以上為本發(fā)明的基本結構，基于該基本結構，本發(fā)明還可以做出以下優(yōu)化限定:
[0015]上述穩(wěn)流型多級流量調(diào)節(jié)裝置還包括齒套3、齒輪軸4及馬達11，所述齒套設置于內(nèi)導向筒1B的外側，所述齒輪軸在馬達11的作用下使齒套3調(diào)節(jié)主級窗口 7的開口大小。在主級工況下，如果需進一步對流量進行調(diào)節(jié)，可以通過齒套3改變主級窗口 7的流通面積，進而改變流量。
[0016]進一步的，本發(fā)明的穩(wěn)流型多級流量調(diào)節(jié)裝置還包括穩(wěn)流裝置，所述穩(wěn)流裝置包括滑閥13、調(diào)節(jié)彈簧14，所述芯軸1C沿軸向開設有臺階型盲孔27，所述臺階型盲孔包括通孔271及盲孔272，所述通孔271由芯軸1C左端開設直至連接環(huán)21底部，所述盲孔272的孔壁設置有阻尼孔18，所述滑閥13的左端位于阻尼孔18的右端，所述滑閥13的外壁與內(nèi)導向筒1B的內(nèi)壁密封接觸，所述滑閥13的右端位于流體過孔22的左端，所述彈簧位于滑閥13與芯軸1C之間，所述調(diào)節(jié)彈簧的左端與滑閥13接觸，所述調(diào)節(jié)彈簧的右端與芯軸1C接觸，所述滑閥13壁上設置有可調(diào)節(jié)流孔19。
[0017]該穩(wěn)流部件的結構設計上的優(yōu)點是:流體過孔為三角形，滑閥的穩(wěn)態(tài)液動力隨滑閥位移的增加而減小，流量穩(wěn)定性好；穩(wěn)流部件結構緊湊，且具有自反饋功能，能夠實現(xiàn)寬范圍流量波動條件下的流量穩(wěn)定；通過優(yōu)化滑閥與芯軸之間的配合間隙、公差以及零件表面質(zhì)量，實現(xiàn)高精度調(diào)節(jié)(小于±1.2%)。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點在于:
[0019]1)具有三級工況調(diào)節(jié)功能。通過設置起動螺釘、初級套筒及主級套筒實現(xiàn)了起動、初級、主級三級流量調(diào)節(jié)功能；主級套筒與初級套筒獨立設置，進而確保轉級過程獨立且不干涉。
[0020]2)結構緊湊，布局巧妙。主級套筒與初級套筒通過采用嵌套式結構，結構緊湊；通過巧妙布局轉級機構、穩(wěn)流機構與轉級作動機構，實現(xiàn)了小型化設計。
[0021]3)本發(fā)明的流體過孔為三角形，滑閥的穩(wěn)態(tài)液動力隨滑閥位移的增加而減小，流體過孔也可選擇為圓形。
[0022]4)起動流量可調(diào)。通過調(diào)節(jié)起動螺釘?shù)男细叨?，可以實現(xiàn)起動流量的調(diào)節(jié)，產(chǎn)品的工作適用范圍寬。
[0023]5)具有穩(wěn)流功能。通過設置穩(wěn)流裝置，可以保證在各種工況下流量的穩(wěn)定。
[0024]6)調(diào)節(jié)精度高。主級窗口及初級窗口為矩形，流體過孔為三角形，實現(xiàn)特定流量特性設計；通過優(yōu)化滑閥與芯軸之間的配合間隙、公差以及零件表面質(zhì)量，保證在起動、初級和主級狀態(tài)下調(diào)節(jié)精度均高于±1.2%，
[0025]7)調(diào)節(jié)范圍寬。在主級工況下，通過設置齒套可對流量進行連續(xù)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)發(fā)動機推力在50%?110%范圍內(nèi)變化，
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明的穩(wěn)流型多級流量調(diào)節(jié)裝置起動工況結構示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明的穩(wěn)流型多級流量調(diào)節(jié)裝置初級工況結構示意圖；
[0028]圖3是本發(fā)明的穩(wěn)流型多級流量調(diào)節(jié)裝置主級工況結構示意圖；
[0029]圖4是本發(fā)明的穩(wěn)流型多級流量調(diào)節(jié)裝置外殼結構示意圖。
[0030]其中，1A-外殼、1B-導向內(nèi)筒、1C -芯軸、2-起動螺釘、3-齒套、4-齒輪軸、5-主級套筒、51-主級套筒主體、52-主級套筒外筒、511-圓柱形套筒、512-左端蓋、513-右端蓋、6-初級套筒、61-初級套筒主體、62-初級套筒外筒、63-初級套筒主體左端蓋、64-初級套筒主體右端蓋、主級窗口、8_初級窗口、9_初級控制口、10-初級彈黃、11-驅動裝置、12-主級控制腔、13-滑閥、14-調(diào)節(jié)彈簧、15-流體入口、16-初級控制腔、17-主級控制口、18-阻尼孔、19-可調(diào)節(jié)流孔、20-流體出口、21-連接環(huán)、22-流體過孔、23-螺釘孔、24-定位環(huán)、25-主級過孔、26-初級過孔、27-臺階型盲孔、271-通孔、272-盲孔。
【具體實施方式】
[0031]以下結合附圖對本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例進行詳細說明。
[0032]圖1所示為本發(fā)明的穩(wěn)流型多級流量調(diào)節(jié)裝置結構，它包括外殼1A、導向內(nèi)筒1B、芯軸1C，起動螺釘2、齒套3、齒輪軸4、主級套筒5、初級套筒6、主級窗口 7、初級窗口 8、定位環(huán)24、初級彈簧10、主級控制腔12、滑閥13、調(diào)節(jié)彈簧14、流體入口 15、初級控制腔16、阻尼孔18、可調(diào)節(jié)流孔1