一种结构加强型高速气体分流装置制造方法及图纸

为解决现有高速气体分流装置体积大、压力损失大、流量分配不均匀、易变形的技术问题，本实用新型专利技术提供了一种结构加强型高速气体分流装置，包括沿气流方向依次密封连接的气体进口盖板、中间气体整流壳体和气体出口分流壳体；气体进口盖板与中间气体整流壳体之间形成进气腔；中间气体整流壳体和气体出口分流壳体之间形成出气腔；中间气体整流壳体与气体进口盖板之间、中间气体整流壳体与气体出口分流壳体之间均通过倾斜的矩形通孔和矩形加强筋密封连接，使得结构更紧凑、工艺性更好、压力损失更小、流量分配更均匀。

A structure enhanced high speed gas splitter

【技术实现步骤摘要】
一种结构加强型高速气体分流装置
本技术涉及一种可重复使用航天运输预冷推进系统，具体涉及一种结构加强型高速气体分流装置。
技术介绍
现有的飞行器动力系统，主要分为活塞式发动机、涡轮喷气式发动机、冲压发动机、火箭发动机等。火箭发动机不能重复，活塞式发动机、涡轮喷气式发动机和冲压发动机的工作马赫数均较窄；其中，活塞式发动机和涡轮喷气式发动机存在工作马赫数上限，该上限值一般不超过2马赫，不能满足新型高超声速飞行器高超声速飞行的要求；冲压发动机存在工作马赫数下限，工作范围不能低于3马赫。预冷推进系统作为可重复使用航天运载器动力系统重要发展方向，目前国际上类似的发动机有：英国的SABRE和日本的PCTJ。预冷推进系统的核心为预冷组件，而预冷组件的关键部件为高速气体分流装置，用于冷却高速气体，并负责在高压环境下安全、高效的对高速气体进行分流。现有的高速气体分流装置的结构以半球形集气腔、矩形整流通道为主，大多存在体积大、加工工艺复杂、压力损失大、流量分配不均匀、易变形的缺点。
技术实现思路
为了解决现有高速气体分流装置体积大、压力损失大、流量分配不均匀、易变形的技术问题，本技术提供了一种结构加强型高速气体分流装置。本技术的技术解决方案是：一种结构加强型高速气体分流装置，其特殊之处在于：包括沿气流方向依次密封连接的气体进口盖板、中间气体整流壳体和气体出口分流壳体；所述气体进口盖板为矩形板，其中心设有圆形气流入口；所述圆形气流入口的两侧分别设有一个第一矩形通孔；所述第一矩形通孔与所述气体进口盖板的各边均不平行，且两个所述第一矩形通孔相互平行设置；所述中间气体整流壳体为上部开口的矩形箱体；箱体的底部设有多个矩形分流孔和第二矩形通孔；多个矩形分流孔平行于所述中间气体整流壳体的长边；所述第二矩形通孔设置在箱体的底面上，且与所述第一矩形通孔平行；相邻的两个第二矩形通孔之间设有第一矩形加强筋；所述第一矩形加强筋与所述第一矩形通孔相匹配；所述第一矩形加强筋伸入第一矩形通孔内并密封连接；所述气体出口分流壳体为矩形板；所述气体出口分流壳体内设有多个毛细通孔；毛细通孔排布方式为等边三角形叉排；所述气体出口分流壳体的上表面设有多个第二矩形加强筋，第二矩形加强筋与所述第二矩形通孔相匹配；所述第二矩形加强筋伸入所述第二矩形通孔内并密封连接；所述气体进口盖板与所述中间气体整流壳体之间形成进气腔；所述中间气体整流壳体和所述气体出口分流壳体之间形成出气腔。进一步地，相邻两个所述毛细通孔的间距为其孔径的3～6倍。进一步地，所述第一矩形通孔、第二矩形通孔、第一矩形加强筋和第二矩形加强筋的宽度均为所述毛细通孔的孔径的2～4倍。进一步地，所述毛细通孔的孔径为1～3mm。进一步地，所述中间气体整流壳体的壁厚为5mm。本技术相比现有技术的有益效果是：1、本技术适用于可重复使用航天运载器预冷推进系统冷却装置，通过中间气体整流壳体、倾斜矩形通孔、倾斜矩形加强筋的连接组合，使得本技术结构更紧凑、工艺性更好、压力损失更小、流量分配更均匀。2、本技术中的气体进口盖板与中间气体整流壳体之间形成进气腔；中间气体整流壳体和气体出口分流壳体之间形成出气腔，中间气体整流壳体中的矩形分流孔与进、出气腔形成气体翻折，在低流损下满足均匀分流要求。3、本技术将倾斜矩形通孔、倾斜矩形加强筋结合起来，降低了气体进口盖板与中间气体整流壳体连接部分的应力集中，增加了整体刚度，不易变形。4、本技术的气体进口盖板、中间气体整流壳体、气体出口分流壳体均为独立构件，降低了工艺难度，使产品具有较好的工艺性，且便于维护。附图说明图1是本技术一个具体实施例的结构示意图；图2是该实施例中气体进口盖板的结构示意图；图3是该实施例中中间气体整流壳体的结构示意图；图4是该实施例中气体出口分流壳体的结构示意图；附图标记为：1-第一矩形通孔，2-圆形气流入口，3-气体进口盖板，4-第一矩形加强筋，5-第二矩形通孔，6-矩形分流孔，7-中间气体整流壳体，8-第二矩形加强筋，9-毛细通孔，10-气体出口分流壳体，11-支板。具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本技术做进一步的描述。参照图1，本实施例所提供的高速气体分流装置，包括沿气流方向依次焊接的气体进口盖板3、中间气体整流壳体7和气体出口分流壳体10。参照图2，气体进口盖板3为矩形板，其中心设有圆形气流入口2。圆形气流入口2的两侧分别设有一个第一矩形通孔1。第一矩形通孔1倾斜设置在气体进口盖板3上(即与气体进口盖板3的各边均不平行)，且两个第一矩形通孔1相互平行设置。参照图1和图3，中间气体整流壳体7为上部开口的矩形箱体。箱体的底部设有两个矩形分流孔6和三个第二矩形通孔5。两个矩形分流孔6均平行于中间气体整流壳体7的长边。三个第二矩形通孔5倾斜设置在箱体的底部(即与箱体底部的各边均不平行)，且倾斜角度与第一矩形通孔1的倾斜角度相等(即装配完成后，三个第二矩形通孔5均与第一矩形通孔1平行)。相邻的两个第二矩形通孔5之间均设有第一矩形加强筋4，第一矩形加强筋4与第二矩形通孔5相平行，且第一矩形加强筋4焊接在箱体的底部。两个第一矩形加强筋4的间距与两个第一矩形通孔1的间距相等，为了增强该高速气体分流装置的强度，两个第一矩形加强筋4分别伸入相应的第一矩形通孔1内并焊接固定。参照图1和图4，气体出口分流壳体10为上部开口的矩形箱体，箱体底部设有两个支板11。箱体的底部设有多个毛细通孔9，每个毛细通孔9的直径为1.5mm。毛细通孔9的排布方式为等边三角形叉排，相邻两个毛细通孔9的间距为毛细孔孔径的四倍。箱体的底面倾斜焊接三个相互平行的第二矩形加强筋8(即与箱体底部的各边均不平行)，第二矩形加强筋8的倾斜角度与第二矩形通孔5的倾斜角度相同，且相邻两个第二矩形加强筋8的间距也与相邻两个第二矩形通孔5的间距相等，为了增强该高速气体分流装置的强度，三个第二矩形加强筋8分别伸入相应的第二矩形通孔5内并焊接固定。第二矩形加强筋8伸入第二矩形通孔5内并焊接；第一矩形加强筋4伸入第一矩形通孔1内并焊接。中间气体整流壳体7的上部焊接气体进口盖板3，中间气体整流壳体7的下部焊接气体出口分流壳体10。气体进口盖板3与中间气体整流壳体7之间形成进气腔；中间气体整流壳体7和气体出口分流壳体10之间形成出气腔。第一矩形通孔1、第二矩形通孔5、第一矩形加强筋4和第二矩形加强筋8的宽度均为毛细通孔9直径的三倍。高速气体经圆形气流入口2进入进气腔，然后经中间气体整流壳体7上的两个矩形分流孔6进入出气腔，最后气体由毛细小孔9分流后流出装置，实现高速气体减速并均匀流经毛细小孔。该高速气体分流装置的工作压力为5MPa，各部件的壁厚均为5mm，满足强度要求。通过倾斜矩形通孔与倾斜矩形加强筋的配合焊接，保证了该装置在高压条件下的整体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结构加强型高速气体分流装置，其特征在于：/n包括沿气流方向依次密封连接的气体进口盖板(3)、中间气体整流壳体(7)和气体出口分流壳体(10)；/n所述气体进口盖板(3)为矩形板，其中心设有圆形气流入口(2)；所述圆形气流入口(2)的两侧分别设有一个第一矩形通孔(1)；所述第一矩形通孔(1)与所述气体进口盖板(3)的各边均不平行，且两个所述第一矩形通孔(1)相互平行设置；/n所述中间气体整流壳体(7)为上部开口的矩形箱体；箱体的底部设有多个矩形分流孔(6)和第二矩形通孔(5)；多个矩形分流孔(6)平行于所述中间气体整流壳体(7)的长边；所述第二矩形通孔(5)设置在箱体的底面上，且与所述第一矩形通孔(1)平行；相邻的两个第二矩形通孔(5)之间设有第一矩形加强筋(4)；所述第一矩形加强筋(4)与所述第一矩形通孔(1)相匹配；所述第一矩形加强筋(4)伸入第一矩形通孔(1)内并密封连接；/n所述气体出口分流壳体(10)为矩形板；所述气体出口分流壳体(10)内设有多个毛细通孔(9)；毛细通孔(9)排布方式为等边三角形叉排；所述气体出口分流壳体(10)的上表面设有多个第二矩形加强筋(8)，第二矩形加强筋(8)与所述第二矩形通孔(5)相匹配；所述第二矩形加强筋(8)伸入所述第二矩形通孔(5)内并密封连接；/n所述气体进口盖板(3)与所述中间气体整流壳体(7)之间形成进气腔；所述中间气体整流壳体(7)和所述气体出口分流壳体(10)之间形成出气腔。/n...

【技术特征摘要】
1.一种结构加强型高速气体分流装置，其特征在于：
包括沿气流方向依次密封连接的气体进口盖板(3)、中间气体整流壳体(7)和气体出口分流壳体(10)；
所述气体进口盖板(3)为矩形板，其中心设有圆形气流入口(2)；所述圆形气流入口(2)的两侧分别设有一个第一矩形通孔(1)；所述第一矩形通孔(1)与所述气体进口盖板(3)的各边均不平行，且两个所述第一矩形通孔(1)相互平行设置；
所述中间气体整流壳体(7)为上部开口的矩形箱体；箱体的底部设有多个矩形分流孔(6)和第二矩形通孔(5)；多个矩形分流孔(6)平行于所述中间气体整流壳体(7)的长边；所述第二矩形通孔(5)设置在箱体的底面上，且与所述第一矩形通孔(1)平行；相邻的两个第二矩形通孔(5)之间设有第一矩形加强筋(4)；所述第一矩形加强筋(4)与所述第一矩形通孔(1)相匹配；所述第一矩形加强筋(4)伸入第一矩形通孔(1)内并密封连接；
所述气体出口分流壳体(10)为矩形板；所述气体出口分流壳体(10)内设有多个毛细通孔(9)；毛细通孔(9)排布方式为等边三角形叉排；所述气...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱岩，李哲，马元，南向谊，李光熙，李永洲，刘典多，逯婉若，
申请(专利权)人：西安航天动力研究所，
类型：新型
国别省市：陕西;61