【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及稳压实验，具体地，涉及一种阀珠式气动阀门稳压装置及实验方法。
技术介绍
1、随着航空宇航科学与技术的不断发展，高性能、高机动性发动机研制需求被提出，然而部分固体火箭发动机出现了不稳定燃烧的问题，通常不稳定燃烧表现为压强漂移、脉冲触发、极限环振荡。而对于发动机内高能固体推进剂，其在不同工作压强条件下的燃烧特性又表现出显著差异，如火焰高度、火焰形状、燃面退移速率、释热率等，上述特性参数又反过来进一步影响发动机工作稳定性。当前，固体推进剂燃烧实验主要在特定工作压强下开展，然而现有实验装置尚存在内部压强随固体推进剂燃烧释放气体增压，无法精准、高效动态调整释放超压气体的问题，诱发内部环境压强与预设目标压强出现差异，导致测试获取的固体推进剂燃烧特性数据与预期不匹配。由于上述不匹配，使得部分固体推进剂虽然开展了特定工作压强下燃烧稳定性试验评估，但在部分火箭发动机实验中仍然出现不同程度的不稳定燃烧问题，实验与实际应用的一致性存在差异。基于固体推进剂恒压实验中存在的环境压强精确控制技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种阀珠式气动阀门稳压装置及实验方法，解决现有稳压条件下固体推进剂燃烧特性测试环境压强控制精度低的技术问题，结构简单、便于加工安装、维护成本低，可根据测试任务需求定制设计，解决了传统稳压实验中精确控制环境压强的难题。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术提供了一种阀珠式气动阀门稳压装置，包括液压控制器、液压执行器、压紧片、压紧弹簧、阀珠帽、阀珠、喷管、安装架、高压室、压强传感器以及管路接口；所述高压室两侧设有所述压强传感器和所述管路接口，所述高压室顶部设有所述喷管和设置在所述喷管外部的所述安装架，所述安装架的顶部设有所述液压执行器，所述液压执行器与所述液压控制器电性连接；所述液压执行器的下方依次安装有所述压紧片、所述压紧弹簧，所述压紧弹簧的底部套设在所述阀珠帽顶部；所述阀珠安装在所述阀珠帽与所述喷管之间。
4、进一步的，所述高压室为中空圆柱体，包括高压室主腔室和设置在所述高压室主腔室顶部中心位置处的高压室顶部基座；所述所述高压室主腔室的两侧壁上分别设有所述压强传感器和所述管路接口，所述高压室顶部基座为中空凸台式形状，与所述喷管配合安装。
5、进一步的，所述喷管主体为经典拉瓦尔喷管构型，包括t型的喷管基座，所述喷管基座与所述高压室顶部基座配合安装；所述喷管的内部构型包括半球型的喷管扩张段，圆柱形的喷管喉部以及锥形的喷管收敛段，所述喷管收敛段与所述阀珠配合安装。
6、进一步的，所述阀珠帽的形状为倒t型，包括阀珠帽球顶，阀珠帽基台以及设置在所述阀珠帽基台上部的阀珠帽阀杆；所述阀珠帽阀杆的上方套设所述压紧弹簧，所述阀珠帽球顶与所述阀珠配合安装，所述阀珠帽基台的直径与所述压紧片的外径相同。
7、进一步的，所述液压执行器包括液压执行器主体，设置在所述液压执行器主体下方的液压轴以及设置在所述液压执行器主体上方的线路；所述液压执行器主体固定安装在所述安装架上，所述液压轴与所述压紧片配合安装，所述液压执行器通过所述线路与所述液压控制器连接。
8、进一步的，所述安装架为中空桁架结构，包括顶部的安装架平台，设置在所述安装架平台底部的多个安装架支腿，设置在所述安装架支腿上的多条均匀加工的安装架标尺线，多个周期性均匀分布的安装架排气槽，底部的安装架基台以及设置在所述安装架基台内部的安装架基槽；所述安装架基槽呈阶梯凹腔构型，分别与所述阀珠帽、所述高压室顶部基座配合安装，所述安装架平台与所述液压执行器主体配合安装，所述安装架内装配有所述压紧片、所述压紧弹簧、所述阀珠帽、所述阀珠以及所述喷管。
9、进一步的，所述压紧片为薄片式圆柱体，所述压紧片材质为45号钢，所述压紧片的底部与所述压紧弹簧配合安装。
10、本专利技术还提供了一种阀珠式气动阀门稳压实验方法，包括以下步骤：
11、s1.阀珠式气动阀门稳压实验的准备工作；
12、s2.阀珠式气动阀门稳压实验的实验过程。
13、进一步的，所述s1包括以下步骤：
14、s11.根据目标实验压强工作区间，配套设计压紧片、压紧弹簧、阀珠帽、阀珠、喷管、安装架和高压室，选择适当量程的压强传感器、液压执行器和液压控制器；
15、s12.将s11中的各组件按照阀珠式气动阀门稳压装置进行装配，组成阀珠式气动阀门稳压装置；
16、s13.检查阀珠式气动阀门稳压装置各组件装配的合理性，阀珠、阀珠帽、喷管之间的贴合度及气密性以及压紧弹簧压缩推动阀珠帽运动的可靠性；
17、s14.启动液压执行器，通过液压控制器控制液压轴与压紧片位置，经管路接口向高压室内充入高压气源，记录压强传感器的压强-时间曲线；
18、s15.若阀珠与喷管之间出现漏气或压强无法稳定在某一预期数值，则重复s11～s14步骤，直至阀珠式气动阀门稳压装置内部压强稳定在某一预期数值且不出现漏气为止。
19、进一步的，所述s2包括以下步骤：
20、s21.调整液压轴的运动行程x，运动行程对应数值由安装架标尺线确定，构建出液压轴的运动行程x与高压室内的稳态压强p之间的对应关系；
21、s22.检查并清理阀珠式气动阀门稳压装置，实验数据处理、归档，完成阀珠式气动阀门稳压测试实验。
22、采用上述技术方案，本专利技术具有以下优点：
23、本专利技术提供了一种阀珠式气动阀门稳压装置及实验方法，基于模块化设计思维，通过设计球形阀珠尺寸与阀珠帽、喷管构型，可按实验需求构建0～20mpa宽压强域稳压实验环境，实现环境压强与预期实验任务相匹配，为进一步开展特定压强环境下固体推进剂燃烧特性测试提供实验基础；采用一套液压执行器、阀珠及附属装置，实现高精度压强动态调控目标，成本低且有效降低系统复杂程度；通过控制液压执行器运动规律，量化液压轴运动行程与压强对应关系，可实现对装置内压强的预先调控及精准调控，提升了实验的准确性、安全性及可靠性；本专利技术提出的一种阀珠式气动阀门稳压装置及实验方法，结构简单、便于加工安装、维护成本低，可根据测试任务需求定制设计，解决了传统稳压实验中精确控制环境压强的难题。
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1.一种阀珠式气动阀门稳压装置，其特征在于，包括液压控制器、液压执行器、压紧片、压紧弹簧、阀珠帽、阀珠、喷管、安装架、高压室、压强传感器以及管路接口；所述高压室两侧设有所述压强传感器和所述管路接口，所述高压室顶部设有所述喷管和设置在所述喷管外部的所述安装架，所述安装架的顶部设有所述液压执行器，所述液压执行器与所述液压控制器电性连接；所述液压执行器的下方依次安装有所述压紧片、所述压紧弹簧，所述压紧弹簧的底部套设在所述阀珠帽顶部；所述阀珠安装在所述阀珠帽与所述喷管之间。
2.根据权利要求1所述的一种阀珠式气动阀门稳压装置，其特征在于，所述高压室为中空圆柱体，包括高压室主腔室和设置在所述高压室主腔室顶部中心位置处的高压室顶部基座；所述所述高压室主腔室的两侧壁上分别设有所述压强传感器和所述管路接口，所述高压室顶部基座为中空凸台式形状，与所述喷管配合安装。
3.根据权利要求2所述的一种阀珠式气动阀门稳压装置，其特征在于，所述喷管主体为经典拉瓦尔喷管构型，包括T型的喷管基座，所述喷管基座与所述高压室顶部基座配合安装；所述喷管的内部构型包括半球型的喷管扩张段，圆柱形的喷
4.根据权利要求3所述的一种阀珠式气动阀门稳压装置，其特征在于，所述阀珠帽的形状为倒T型，包括阀珠帽球顶，阀珠帽基台以及设置在所述阀珠帽基台上部的阀珠帽阀杆；所述阀珠帽阀杆的上方套设所述压紧弹簧，所述阀珠帽球顶与所述阀珠配合安装，所述阀珠帽基台的直径与所述压紧片的外径相同。
5.根据权利要求4所述的一种阀珠式气动阀门稳压装置，其特征在于，所述液压执行器包括液压执行器主体，设置在所述液压执行器主体下方的液压轴以及设置在所述液压执行器主体上方的线路；所述液压执行器主体固定安装在所述安装架上，所述液压轴与所述压紧片配合安装，所述液压执行器通过所述线路与所述液压控制器连接。
6.根据权利要求5所述的一种阀珠式气动阀门稳压装置，其特征在于，所述安装架为中空桁架结构，包括顶部的安装架平台，设置在所述安装架平台底部的多个安装架支腿，设置在所述安装架支腿上的多条均匀加工的安装架标尺线，多个周期性均匀分布的安装架排气槽，底部的安装架基台以及设置在所述安装架基台内部的安装架基槽；所述安装架基槽呈阶梯凹腔构型，分别与所述阀珠帽、所述高压室顶部基座配合安装，所述安装架平台与所述液压执行器主体配合安装，所述安装架内装配有所述压紧片、所述压紧弹簧、所述阀珠帽、所述阀珠以及所述喷管。
7.根据权利要求5所述的一种阀珠式气动阀门稳压装置，其特征在于，所述压紧片为薄片式圆柱体，所述压紧片材质为45号钢，所述压紧片的底部与所述压紧弹簧配合安装。
8.一种阀珠式气动阀门稳压实验方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种阀珠式气动阀门稳压实验方法，其特征在于，所述S1包括以下步骤：
10.根据权利要求8所述的一种阀珠式气动阀门稳压实验方法，其特征在于，所述S2包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种阀珠式气动阀门稳压装置，其特征在于，包括液压控制器、液压执行器、压紧片、压紧弹簧、阀珠帽、阀珠、喷管、安装架、高压室、压强传感器以及管路接口；所述高压室两侧设有所述压强传感器和所述管路接口，所述高压室顶部设有所述喷管和设置在所述喷管外部的所述安装架，所述安装架的顶部设有所述液压执行器，所述液压执行器与所述液压控制器电性连接；所述液压执行器的下方依次安装有所述压紧片、所述压紧弹簧，所述压紧弹簧的底部套设在所述阀珠帽顶部；所述阀珠安装在所述阀珠帽与所述喷管之间。
2.根据权利要求1所述的一种阀珠式气动阀门稳压装置，其特征在于，所述高压室为中空圆柱体，包括高压室主腔室和设置在所述高压室主腔室顶部中心位置处的高压室顶部基座；所述所述高压室主腔室的两侧壁上分别设有所述压强传感器和所述管路接口，所述高压室顶部基座为中空凸台式形状，与所述喷管配合安装。
3.根据权利要求2所述的一种阀珠式气动阀门稳压装置，其特征在于，所述喷管主体为经典拉瓦尔喷管构型，包括t型的喷管基座，所述喷管基座与所述高压室顶部基座配合安装；所述喷管的内部构型包括半球型的喷管扩张段，圆柱形的喷管喉部以及锥形的喷管收敛段，所述喷管收敛段与所述阀珠配合安装。
4.根据权利要求3所述的一种阀珠式气动阀门稳压装置，其特征在于，所述阀珠帽的形状为倒t型，包括阀珠帽球顶，阀珠帽基台以及设置在所述阀珠帽基台上部的阀珠帽阀杆；所述阀珠帽阀杆的上方套设所述压紧弹簧，所述阀珠帽球顶与所述阀珠配合安装，所述阀珠帽...
【专利技术属性】
技术研发人员：席运志，高经纬，夏军，樊宝星，武泽平，杨利军，张博伦，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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