[发明专利]一种栓式喷注器及其针阀动特性测试装置和测试方法

说明书

本发明提供一种栓式喷注器及其针阀动特性测试装置和测试方法，主要解决现有栓式喷注器针阀动特性测试方法存在测试时间较长、测试效率较低以及测试成本较高的问题。该针阀动特性测试装置包括位移测量导杆、套管和光电位移传感器，套管设置在中心筒的安装法兰上，位移测量导杆的底端穿过套管与密封法兰连接，顶端延伸至中心筒外侧；光电位移传感器设置在位移测量导杆的顶端，用于测量位移测量导杆的位移。上述针阀动特性测试装置及测试方法为冷态试验，在前期即可获取栓式喷注器的针阀动特性及喷注特性，从而掌握影响针阀动作响应的参数规律以及推进剂开启后进入燃烧室的喷注特性，实现快响应优化，提高了栓式喷注器的工作可靠性。

技术领域

本发明属于液体火箭发动机喷注器领域，具体涉及一种栓式喷注器及其针阀动特性测试装置和测试方法。

背景技术

随着航天器的快速发展，对液体火箭发动机的快响应要求也越来越高。栓式喷注器的面关机技术（在喷注面密封推进剂）是实现发动机快响应的一种有效方案。对于面关机栓式喷注器，其响应特性和密封能力取决于可移动针阀的作动结构、作动阀动态响应和喷注器液力响应特性等，同时也受到加工精度、装配精度的影响。

现有栓式喷注器一般通过热点火试车进行性能测试，从而获取影响针阀动作响应的参数规律以及推进剂开启后进入燃烧室的喷注特性。但是，通过热试车获取性能参数时，测试时间较长、测试效率较低，且测试成本较高。

发明内容

本发明的目的是解决现有栓式喷注器针阀动特性测试方法存在测试时间较长、测试效率较低以及测试成本较高的问题，提供一种栓式喷注器及其针阀动特性测试装置和测试方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种栓式喷注器，包括针阀、中心筒、壳体和中心杆；所述中心筒的顶端外侧设置有安装法兰，所述中心筒设置在壳体内，且通过安装法兰与壳体连接；所述针阀为套筒结构，设置在中心筒、壳体之间，此时针阀的外壁与壳体内壁形成第一推进剂的流道，所述针阀顶端外侧设置有密封法兰，且密封法兰位于安装法兰下方，所述密封法兰上端面、安装法兰下端面、中心筒外壁面以及壳体内壁面形成作动腔，所述作动腔与作动阀连通；所述针阀的外壁中部设置有环形凸台，所述环形凸台与设置在壳体内壁上的环形台阶配合形成第一密封面，所述第一密封面用于实现第一推进剂的阻断，此时密封法兰下端面、针阀外壁面、环形凸台上表面以及壳体内壁面形成入口腔，所述壳体的侧壁上设置有与入口腔连通的入口孔，用于第一推进剂的进入；所述中心杆设置在中心筒的腔体内，中心杆的底端与针阀内壁上设置的环形凸起配合形成第二密封面，所述第二密封面用于实现中心筒内第二推进剂的阻断。

进一步地，所述第一密封面和第二密封面均为锥形密封面。

进一步地，所述中心筒的外壁面上设置有环形凹槽，用于减小中心筒外壁面与针阀内壁面的接触阻力。

进一步地，所述中心筒的内壁上设置有安装凸台，所述中心杆通过安装凸台设置在中心筒内，所述安装凸台上设置有第二推进剂流通的通孔。

进一步地，所述安装法兰的外周面上设置有密封圈，实现安装法兰与壳体内壁的密封。

所述密封法兰的外周面上设置有密封圈，实现密封法兰与壳体内壁的密封。

同时，本发明还提供一种用于上述栓式喷注器的针阀动特性测试装置，包括位移测量导杆、套管和光电位移传感器，所述套管设置在中心筒的安装法兰上，所述位移测量导杆的底端穿过套管与密封法兰连接，顶端延伸至中心筒外侧；所述光电位移传感器设置在位移测量导杆的顶端，用于测量位移测量导杆的位移。

进一步地，所述位移测量导杆的底端与密封法兰螺纹连接，且位移测量导杆与套管的接触面上设置有密封圈。

进一步地，所述套管的底端与安装法兰的接触面上设置有密封垫。