本技术涉及航天,具体涉及一种液体火箭输送系统的防漩防塌装置和液氧箱防漩防塌结构。
背景技术:
1、火箭推进剂贮箱是液体火箭发动机结构的重要组成部分,是液体火箭推进剂唯一的贮存及运输装置。火箭推进剂贮箱中并不完全充满液体,还会填充增压气体(这部分容积为初始气枕容积);液体火箭发动机的推进剂贮箱出流末期出现的起漩塌陷现象是无法避免的,在贮箱箱体内推进剂的容量足够多时(出流初期),自由液面受贮箱箱底部出流口的影响较小,自由液面平稳的向下发展;当液面下降到一定的高度时,会出现液面下凹的现象,到了出流末期,液面完全塌陷,气体随之被夹带进入输送管内,气液将会一起排出。由于对于推进剂贮箱结构,液面中心(输送管出口上方)流速会更高,边缘处的液体来不及补充而出现塌陷现象;
2、所以在推进剂出流末期,出现的漩涡和液面塌陷现象会使进入管路的推进剂夹带气体,推进剂夹气可能引起涡轮泵气蚀,使发动机燃烧不稳定,严重影响发动机正常工作,最终可能使发动机停机,因此这部分推进剂不能正常使用,增加“死重”;另一方面,提前关机会使贮箱内液体剩余量无端地变成有效载荷,既浪费燃料,又影响火箭运载能力。因此需设计适当的消漩、防塌装置来防止或推迟起漩塌陷现象的发生,以期减少贮箱内推进剂的剩余量,提高贮箱内推进剂的利用率,保证运载火箭动力系统正常工作且提高运载火箭运载能力。
3、中国专利公开号为:cn217898031u,专利名称为:一种液体火箭贮箱防漩防塌装置,针对现有的为了防止贮箱液体发生旋涡和液面塌陷等情况,通常会在贮箱内设置消旋叶片,用于减少液体发生旋涡,但是消旋叶片会阻挡液体的流通,同时在进液时,没有良好的液体分散,容易发生噪音的问题,现提出如下方案,其包括贮箱主体,所述贮箱主体上设有底盖,所述底盖上设有输送管。
4、在实现本实用新型过程中,发明人发现现有技术中至少存在如下问题:其在使用时整体的防漩及防塌效果非常有限,在使用时容易出现空化和夹气现象,故而适用性和实用性受到限制。
技术实现思路
1、有鉴于此,本实用新型实施例的目的在于提供一种液体火箭输送系统的防漩防塌装置和液氧箱防漩防塌结构,旨在解决现有技术中输送系统防漩防塌效果有限的技术不足。
2、本实用新型实施例提供了一种液体火箭输送系统的防漩防塌装置,包括液氧箱防漩防塌结构和多通防漩防塌结构,所述液氧箱防漩防塌结构设置在一级液氧箱内并处于液氧输送系统的入口处;
3、所述多通防漩防塌结构设置在所述液氧输送系统的多通内部;
4、所述液氧箱防漩防塌结构包括前圆锥体、后圆锥体和防漩板;
5、所述前圆锥体和所述后圆锥体固定,且所述前圆锥体和所述后圆锥体的圆形面重合;
6、所述防漩板固定在所述后圆锥体的外表面上;
7、所述后圆锥体处于所述液氧输送系统的入口处且所述防漩板安装在所述液氧输送系统的主管内壁上限位。
8、进一步优选为:所述前圆锥体和所述后圆锥体均为中空设置;
9、所述前圆锥体和所述后圆锥体的中部固定有圆形隔板;
10、所述圆形隔板上设置有若干个导流孔;
11、所述前圆锥体上设置有若干个流入孔,所述后圆锥体上设置有若干个流出孔。
12、进一步优选为:所述流入孔设置在所述前圆锥体的锥尖和锥面上,和/或所述流出孔设置在所述后圆锥体的锥尖和锥面上。
13、进一步优选为:所述防漩板包括若干个条形板和若干个三角形板;
14、所述条形板和所述三角形板等间距固定在所述后圆锥体的锥面上部。
15、进一步优选为:所述条形板和所述三角形板的边沿凸出所述后圆锥体的圆形面边沿;
16、所述条形板的高度大于所述后圆锥体的高度;
17、所述三角形板的高度小于所述后圆锥体的高度。
18、进一步优选为:所述多通防漩防塌结构包括十字形安装支架和固定在所述十字形安装支架中部且为中空的倒锥形防漩防塌主体;
19、所述倒锥形防漩防塌主体的顶面设置有导入孔,所述倒锥形防漩防塌主体的锥尖和锥面上均设置有导出孔。
20、进一步优选为:所述十字形安装支架的边沿顶部和底部均设置有弧形避位槽,所述弧形避位槽的侧面固定有弧形支片;
21、所述十字形安装支架抵接在所述多通的内壁上,且所述弧形支片抵接在所述多通的内壁上部和下部。
22、进一步优选为:所述倒锥形防漩防塌主体的圆面直径小于所述十字形安装支架的宽度。
23、进一步优选为:所述前圆锥体和所述后圆锥体为焊接固定、螺栓固定或弹性卡扣固定。
24、本实用新型实施例提供了一种液氧箱防漩防塌结构,包括前圆锥体、后圆锥体和防漩板;
25、所述前圆锥体和所述后圆锥体固定,且所述前圆锥体和所述后圆锥体的圆形面重合;
26、所述防漩板固定在所述后圆锥体的外表面上。
27、进一步优选为:所述前圆锥体和所述后圆锥体均为中空设置;
28、所述前圆锥体和所述后圆锥体的中部固定有圆形隔板;
29、所述圆形隔板上设置有若干个导流孔;
30、所述前圆锥体上设置有若干个流入孔,所述后圆锥体上设置有若干个流出孔。
31、上述技术方案具有如下有益效果:
32、1.本实用新型的结构设置合理,设置液氧箱防漩防塌结构和多通防漩防塌结构,并且液氧箱防漩防塌结构设置在一级液氧箱内并处于液氧输送系统的入口处;多通防漩防塌结构设置在所述液氧输送系统的多通内部,不但可以抑制一级液氧箱后期产生漩涡,而且还可以抑制多通内产生漩涡,避免液氧塌陷产生空化及夹气现象,减少液氧输送系统推进剂的剩余量,提高火箭的运载能力;
33、液氧箱防漩防塌结构能够将一级液氧箱中的推进剂利用干净且推进剂不夹气出流,多通处的多通防漩防塌结构能够将液氧输送系统的液氧利用干净,且推进剂不夹气从多通处出流,减少了一级液氧箱、液氧输送系统的液氧剩余量,减少了死重;
34、2.液氧箱防漩防塌结构包括前圆锥体、后圆锥体和防漩板;其前圆锥体可以有效防止液氧坍塌,后圆锥体能够有效防止液氧在出流过程中的空化现象,而防漩板有利于整体结构的限位,保证使用平稳性和可靠性;
35、3.前圆锥体和所述后圆锥体均为中空设置;前圆锥体和所述后圆锥体的中部固定有圆形隔板;圆形隔板上设置有若干个导流孔;前圆锥体上设置有若干个流入孔,后圆锥体上设置有若干个流出孔,采用上述结构,可以保证导流的平稳性和有效性,同时也有利于防止漩涡的产生;
36、4.流入孔设置在所述前圆锥体的锥尖和锥面上、流出孔设置在所述后圆锥体的锥尖和锥面上;通过上述结构,使流入和流出分散,有利于防止漩涡的产生,同时也有利于避免坍塌;
37、5.多通防漩防塌结构包括十字形安装支架和固定在所述十字形安装支架中部且为中空的倒锥形防漩防塌主体;倒锥形防漩防塌主体的顶面设置有导入孔,倒锥形防漩防塌主体的锥尖和锥面上均设置有导出孔;通过上述结构,有效抑制液氧在多通处产生漩涡和螺旋流,也能够防止液氧在多通处发生塌陷,能够避免漩涡和塌陷引起的液氧出流在多通处发生夹气问题,液氧多通组件引入防漩防塌能够将液氧多通组件内上方输送管路的液氧充分利用干净,减少液氧输送管路推进剂的剩余量,提高火箭的运载能力。
38、6.其还提供了一种液氧箱防漩防塌结构,其不但结构设置合理,而且加工便捷,有利于降低成本,同时可有效的实现防漩防塌性能,实用性强。
1.一种液体火箭输送系统的防漩防塌装置,包括液氧箱防漩防塌结构(1)和多通防漩防塌结构(2),其特征在于:所述液氧箱防漩防塌结构(1)设置在一级液氧箱(3)内并处于液氧输送系统(4)的入口处;
2.根据权利要求1所述的一种液体火箭输送系统的防漩防塌装置,其特征在于:所述前圆锥体(11)和所述后圆锥体(12)均为中空设置;
3.根据权利要求2所述的一种液体火箭输送系统的防漩防塌装置,其特征在于:所述流入孔(16)设置在所述前圆锥体(11)的锥尖和锥面上,和/或所述流出孔(17)设置在所述后圆锥体(12)的锥尖和锥面上。
4.根据权利要求3所述的一种液体火箭输送系统的防漩防塌装置,其特征在于:所述防漩板(13)包括若干个条形板(131)和若干个三角形板(132);
5.根据权利要求4所述的一种液体火箭输送系统的防漩防塌装置,其特征在于:所述条形板(131)和所述三角形板(132)的边沿凸出所述后圆锥体(12)的圆形面边沿;
6.根据权利要求1至权利要求5中任意一项所述的一种液体火箭输送系统的防漩防塌装置,其特征在于:所述多通防漩防塌结构(2)包括十字形安装支架(21)和固定在所述十字形安装支架(21)中部且为中空的倒锥形防漩防塌主体(22);
7.根据权利要求6所述的一种液体火箭输送系统的防漩防塌装置,其特征在于:所述十字形安装支架(21)的边沿顶部和底部均设置有弧形避位槽(25),所述弧形避位槽(25)的侧面固定有弧形支片(26);
8.根据权利要求7所述的一种液体火箭输送系统的防漩防塌装置,其特征在于:所述前圆锥体(11)和所述后圆锥体(12)为焊接固定、螺栓固定或弹性卡扣固定。
9.一种液氧箱防漩防塌结构(1),其特征在于:包括前圆锥体(11)、后圆锥体(12)和防漩板(13);
10.根据权利要求9所述的一种液氧箱防漩防塌结构(1),其特征在于:所述前圆锥体(11)和所述后圆锥体(12)均为中空设置;
