[发明专利]一种多层复杂壳体及壳体组件

说明书

技术领域

本发明属于大推力航天发动机领域，尤其涉及一种多层复杂壳体及壳体组件。

背景技术

随着我国航天的迅猛发展，随着火箭推力的提升，其发动机组合件的各项参数如压力、流量、尺寸重量等也大幅度增大。而对飞行产品来说，如何在高可靠满足设计参数的前提下尽可能地减轻尺寸重量对复杂壳体及壳体组件设计及工艺技术提出了更高的要求。

现有的低温菌阀的壳体设计技术，通常采用单层结构，主要功能为承压和与运动件导向，结构虽然相对简单，但主要存在以下几点问题：一、流阻损失相对较大，介质从入口至出口通常要经过两道90°折弯并从活门的环缝间隙流出，这种设计对大流量大口径阀门流阻损失会更显著；二、随着阀门通径的加大，活门的直径也相应较大，为保证活门良好的导向，通常活门的导向长度与直径比值不小于1.2，加上现有阀门壳体设计上通常介质流道与活门导向在轴向位置上分布于不同区域，使得壳体总长度大大增加，加大了整阀的尺寸重量。三、各零组件的集成度不高，分布较为分散，单一壳体组件按常规设计方案设置活门缓开装置难以实现。

进一步的，由壳体组成的壳体组件也存在上述的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种多层复杂壳体及壳体组件，解决了现有菌阀设计技术上流阻损失较大、零组件集成性不好、无法实现活门缓开功能的技术难点，实现高压、超低温介质的轴流式流动，实现阀门作动机构与流阻之间的最优配置，减轻整个产品的尺寸重量，并能满足高工况和多次可靠使用的需要。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：根据本发明的一个方面，提供了一种多层复杂壳体，包括壳体外壁、导流锥、主活门导向壁、副导向壁和若干个筋板；其中，所述壳体外壁通过若干个筋板与所述导流锥相连接；所述导流锥位于所述壳体外壁内部；若干个筋板沿所述壳体外壁的周向分布；所述主活门导向壁的一端与导流锥的内壁相连接；所述副导向壁的一端与所述导流锥的内壁相连接，并且所述副导向壁位于所述主活门导向壁的内部。

上述多层复杂壳体中，若干个筋板沿所述壳体外壁的周向均匀分布。

上述多层复杂壳体中，所述壳体外壁的轴线、所述导流锥的轴线、所述主活门导向壁的轴线和所述副导向壁的轴线重合。

上述多层复杂壳体中，所述导流锥的外形轮廓为类抛物线。

上述多层复杂壳体中，所述导流锥的内壁设置有弹簧支撑座，所述主活门导向壁的一端与所述弹簧支撑座相连接。

上述多层复杂壳体中，所述导流锥的内壁设置有副活门座，所述导流锥的锥头开设有沿轴线的通孔。

上述多层复杂壳体中，所述主活门导向壁为圆筒形状，其内径为60mm-75mm；副导向壁为圆筒形状，其内径为25mm-30mm。

上述多层复杂壳体中，所述壳体外壁的一端口的直径为120mm-150mm，所述壳体外壁的另一端口的直径为200mm-250mm。

上述多层复杂壳体中，所述导流锥的身部沿其周向设置有若干个第一压力平衡孔；所述主活门导向壁沿其周向设置有若干个第二压力平衡孔。

根据本发明的另一方面，还提供了一种多层复杂壳体组件，包括：如本方面的一个方面所述的多层复杂壳体、主活门、主阀座、主弹簧、副活门、副弹簧和销子；其中，所述主活门包括密封部、主导向部和副导向部；其中，所述密封部、所述主导向部和所述副导向部一体成型；所述副活门嵌设于所述副导向部的内部，所述副弹簧套设于所述副活门的一端；所述副导向部开设有限位孔，所述销子穿设于所述副活门并卡在所述限位孔；所述副导向部的一端嵌设于所述副导向壁；所述主导向部嵌设于所述主活门导向壁；所述主弹簧套设于所述主活门导向壁，所述主弹簧的一端与所述弹簧支撑座相贴合，所述主弹簧的另一端与所述密封部的侧壁相贴合；所述主阀座与所述壳体外壁螺纹连接，所述主阀座与所述密封部相贴合。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)本发明通过导流锥达到稳定流场、使低温介质轴流式流动，降低流阻损失的效果；

(2)本发明通过若干个筋板达到使导流锥与壳体外壁连接并使多层壳体一体化的效果，提高结构紧凑性，减少零组件数量，提高整阀设计可靠性；

(3)本发明通过选用高温合金钢的壳体材料达到提高壳体承压能力，减小壁厚效果，提高成型工艺性并减小壳体重量；

(4)本发明通过设置缓开装置在不增加单独零组件实现液体阻尼效果，保护各结构件不受冲击。

附图说明