一种内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构及其制造方法技术

本发明专利技术具体涉及一种内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构及其制造方法,解决现有推力室头部的熔焊和钎焊两种方式，均难以实现推力室头部密封连接小型化需求的问题。该内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构，包括法兰盘、喷注盘与柔性石墨密封圈；法兰盘上设置有氧化剂腔和燃料腔；法兰盘和喷注盘之间设置有插入式隼槽结构，且法兰盘和喷注盘之间形成密封腔体；柔性石墨密封圈设置于插入式隼槽结构内部，用于实现氧化剂腔和燃料腔之间的密封。使姿轨控推力室头部不需要预留焊接工艺段，具有结构轻巧紧凑、工艺简单易操作的优点。工艺简单易操作的优点。工艺简单易操作的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构及其制造方法


[0001]本专利技术具体涉及一种内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构及其制造方法。

技术介绍

[0002]双组元姿轨控推力室头部功能是完成氧化剂与燃料的输运、流量分配和喷注，由于采用双组元自燃推进剂组合，推力室头部结构首先需保证氧化剂和燃料可靠密封，防止两种组元推进剂在推力室头部内部泄漏后串腔爆炸。
[0003]目前推力室头部密封连接结构主要有熔焊和钎焊两种方式，熔焊连接需要推进剂盖板结构(或功能类似结构)配合才能实现其功能，但是推力室头部涉及到的零件数目较多，且其头部结构较为笨重，需要预留焊接部位导致的焊接补偿加强高，难以实现小型化；钎焊连接结构需保留一定长度的钎焊段才能保证钎焊缝可靠连接，还需要预留钎焊料，才能完成涂覆敞开工艺结构，该工艺结构小型化较为困难，同时为了保证钎焊质量，焊接配合面的加工公差精度要求较高，导致加工难度较大。
[0004]综上所述，现有推力室头部的熔焊和钎焊两种方式，均难以实现推力室头部密封连接小型化的需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是解决现有推力室头部的熔焊和钎焊两种方式，均难以实现推力室头部密封连接小型化需求的问题，而提供一种内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构及其制造方法。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案为：
[0007]一种内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构，其特殊之处在于：包括法兰盘、喷注盘与柔性石墨密封圈；
[0008]所述法兰盘上设置有氧化剂腔和燃料腔；所述法兰盘与喷注盘固定连接；所述法兰盘和喷注盘之间设置有插入式隼槽结构，且法兰盘和喷注盘之间形成隔离的氧化剂腔体和燃料腔体；
[0009]所述插入式隼槽结构包括相互配合的槽与隼；
[0010]所述槽为环形槽，设置于法兰盘靠近喷注盘的端部，且位于氧化剂腔和燃料腔之间；所述柔性石墨密封圈设置在所述槽内；
[0011]所述隼为环形凸起，设置于喷注盘上且与槽对应，用于伸入槽内并挤压柔性石墨密封圈，实现氧化剂腔体和燃料腔体之间的密封。
[0012]进一步地，所述槽的底部设置有第一密封齿；
[0013]所述隼与槽对应的端部设置有第二密封齿。
[0014]进一步地，所述法兰盘与喷注盘之间采用钛合金焊接。
[0015]进一步地，所述姿轨控推力室头部结构满足以下关系：
[0016]0.65L≤(L3
‑
L1+L2)≤0.8L
[0017]式中，L为柔性石墨密封圈厚度；
[0018]L1为喷注盘的喷注面至隼端面的距离；
[0019]L2为法兰盘的槽底面至喷注盘和法兰盘之间的熔焊缝对接面的距离；
[0020]L3为喷注盘的喷注面至喷注盘和法兰盘之间的熔焊缝对接面的距离。
[0021]同时，本专利技术还提供了一种内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构的制造方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
[0022]步骤1：将法兰盘和喷注盘采用机械加工成型，柔性石墨密封圈采用模具加工成型；
[0023]步骤2：首先将柔性石墨密封圈放置在法兰盘的槽的底部，再将喷注盘的隼插入法兰盘的槽中；
[0024]步骤3：采用外部工装压紧法兰盘与喷注盘使柔性石墨密封圈压缩，直到法兰盘和喷注盘熔焊缝对接面切合对齐；
[0025]步骤4：对齐后在法兰盘和喷注盘的熔焊缝对接面点焊并焊接固定法兰盘和喷注盘，然后将喷注盘和法兰盘焊接成一体，完成内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构的制造。
[0026]进一步地，步骤4中，点焊为手工氩弧焊；焊接为激光焊或电子束焊。
[0027]与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：
[0028](1)本专利技术内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构，在法兰盘和喷注盘之间设置有插入式隼槽结构，并将柔性石墨密封圈设置于插入式隼槽结构内部，实现喷注盘和法兰盘之间的密封连接，该密封连接对姿轨控推力室头部的零件加工精度要求较低，使姿轨控推力室头部不需要预留焊接工艺段，具有结构轻巧紧凑、工艺简单易操作的优点，解决了姿轨控推力室头部结构小型化的问题。
[0029](2)本专利技术内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构，仅由法兰盘、喷注盘和柔性石墨密封圈三个零件组成，与传统熔焊结构相比，不需要喷注盖板和焊接补偿加强高等多余结构，能够实现头部结构小型化。
[0030](3)本专利技术内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构，利用柔性石墨压缩密封性能，通过将柔性石墨密封圈嵌入法兰盘和喷注盘的插入式隼槽结构中，实现头部氧化剂腔和燃料腔道密封功能，与传统钎焊结构相比，对零件的加工精度要求不高、不需要精加工；同时也不需要预留钎料涂覆工艺台，有利于头部结构小型化。
[0031](4)本专利技术内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构，在喷注盘和法兰盘插入式隼槽对应位置设置密封齿，以增强柔性石墨密封圈密封性能。
[0032](5)本专利技术内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构的制造方法，通过法兰盘和喷注盘装配挤压将柔性石墨密封圈实际压缩量保持在25％～35％的范围内实现其密封功能，在喷注盘与法兰盘外缘采用熔焊连接以保持柔性石墨密封圈的压缩状态，实现氧化剂腔和燃料腔之间密封更紧密和头部结构小型化。
附图说明
[0033]图1为本专利技术内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构的示意图；
[0034]图2为本专利技术内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构实施例中法兰盘的三维结构
示意图；
[0035]图3为本专利技术内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构实施例中喷注器的三维结构示意图；
[0036]图4为本专利技术内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构实施例中法兰盘上槽和第一密封齿的结构示意图；
[0037]图5为本专利技术内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构实施例中喷注器上隼和第二密封齿的结构示意图；
[0038]图6为本专利技术内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构及其制造方法实施例中法兰盘与喷注器配合的结构示意图。
[0039]图中附图标记为：
[0040]1‑
法兰盘，11
‑
槽，12
‑
第一密封齿，2
‑
喷注盘，21
‑
隼，22
‑
第二密封齿，3
‑
柔性石墨密封圈。
具体实施方式
[0041]如图1所示，内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构，由法兰盘1、喷注盘2和柔性石墨密封圈3组成。法兰盘1与喷注盘2固定连接；法兰盘1的两侧壁上分别设置有氧化剂入口和燃料入口，法兰盘1的内部分别设置有与氧化剂入口和燃料入口连通的氧化剂腔和燃料腔；法兰盘1和喷注盘2之间设置有插入式隼槽结构，且法兰盘1和喷注盘2之间形成隔离的氧化剂腔体和燃料腔体；柔性石墨密封圈3设置于插入式隼槽结构内部，用于实现氧化剂腔和燃料腔之间的密封。
[0042]如图2、图3所示，插入式隼槽结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构，其特征在于：包括法兰盘(1)、喷注盘(2)与柔性石墨密封圈(3)；所述法兰盘(1)上设置有氧化剂腔和燃料腔；所述法兰盘(1)与喷注盘(2)固定连接；所述法兰盘(1)和喷注盘(2)之间设置有插入式隼槽结构，且法兰盘(1)和喷注盘(2)之间形成隔离的氧化剂腔体和燃料腔体；所述插入式隼槽结构包括相互配合的槽(11)与隼(21)；所述槽(11)为环形槽，设置于法兰盘(1)靠近喷注盘(2)的端部，且位于氧化剂腔和燃料腔之间；所述柔性石墨密封圈(3)设置在所述槽(11)内；所述隼(21)为环形凸起，设置于喷注盘(2)上且与槽(11)对应，用于伸入槽(11)内并挤压柔性石墨密封圈(3)，实现氧化剂腔体和燃料腔体之间的密封。2.根据权利要求1所述的一种内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构，其特征在于：所述槽(11)的底部设置有第一密封齿(12)；所述隼(21)与槽(11)对应的端部设置有第二密封齿(22)。3.根据权利要求1所述的一种内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构，其特征在于：所述法兰盘(1)与喷注盘(2)之间采用钛合金焊接。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的一种内嵌入式小型化姿轨控推力室头部结构，其特征在于，所述姿轨控推力室头部结构满足以下关系：0.65L≤(L...

【专利技术属性】
技术研发人员：程晓军，董佳磊，党涵宇，徐丁欢，李佳明，孙策，葛斐，
申请(专利权)人：西安航天动力研究所，
类型：发明
国别省市：