[发明专利]一种阵列自击式水雾冷却装置

说明书

本发明属于液体火箭发动机地面试验技术领域，公开了一种阵列自击式水雾冷却装置，其目的在于解决现有冷却装置冷却不充分的问题。该装置包括消防栓、主供液管路和引流筒，引流筒包括筒体以及设在筒体两端的环形集液空腔，所述主供液管路一端与消防栓连通，另一端与其中一个环形集液空腔连通；两个环形集液空腔之间设有至少四根喷注管，所述喷注管沿轴向固定在筒体内壁上，由筒体一端延伸至另一端，喷注管长度方向上设有一列主喷注孔，主喷注孔为与喷注管连通的斜向孔道；相邻两个斜向孔道的中心线交于一点，其中交点远离筒体内壁并首先相交的两个主喷注孔为一对，两个主喷注孔中心线相交形成夹角A，夹角A的角平分线垂直于喷注管管壁。

技术领域

本发明属于液体火箭发动机地面试验技术领域，涉及液体火箭发动机地面试验用防烧穿水喷淋冷却装置，具体地说，涉及一种阵列自击式水雾冷却装置。

背景技术

冷却装置多用在对大型设备及辅助设备降温中，可以实现对辅助设备或者耐高温性能较差的设备进行降温保护。在发动机试验过程中，发动机火焰喷射处需要加装引流筒，以便于控制发动机火焰在特定范围内进行喷射，防止因火焰不可控带来不安全的因素。由于发动机喷射的火焰外围温度也高达上千度，引流筒与外围火焰接触非常近，所以如何有效的对引流筒内部降温就显得尤为重要。起初对引流筒的降温采用目前普遍使用的消防水管直喷式冷却降温方式，在日常试验使用中发现，此种冷却方式由于是直喷式喷注降温，喷注面积有限，不能完全覆盖整个引流筒(有盲区)，造成引流筒局部位置灼伤，甚至出现烧穿的情况，效果非常不好。随后根据引流筒的筒形结构特征设计环形冷却装置，具体实施措施是在引流筒内壁设置若干个沿圆周分布的环形喷注管，在喷注管上均匀地设置多个主喷注孔。该冷却降温方式较之前消防管降温方式有一定的改善，但在加工和使用过程中还是出现以下弊端：

1、冷却范围有限，不能完全覆盖，相邻环形喷注管之间存在喷注盲区，对引流筒内壁依然会出现小面积的灼伤和烧穿等情况，只是每次试验中此种情况出现频率稍有降低；

2、环形喷注管的主喷注孔在折弯后孔距、角度易发生变形，较大的影响了主喷注孔喷水的水雾形状，喷注冷却形成的水柱形状随机性大，雾化效果不好；

3、在使用一段时间后管内由于水垢等多余物导致主喷注孔堵塞，严重影响整体冷却喷注效果。

发明内容

本发明的目的在于解决现有冷却装置因存在喷注盲区以及雾化效果差而导致冷却不充分的问题，而提供了一种阵列自击式水雾冷却装置。

为了完成上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种阵列自击式水雾冷却装置，其特殊之处在于：包括消防栓、主供液管路和引流筒，所述引流筒包括筒体以及设在筒体两端的环形集液空腔，所述环形集液空腔的一端设有进液口，另一端设有排液口，所述主供液管路一端与消防栓连通，另一端通过进液口与其中一个环形集液空腔连通；

两个环形集液空腔之间设有至少四根喷注管，所述喷注管沿轴向固定在筒体内壁上，由筒体一端延伸至另一端，喷注管长度方向上设有一列主喷注孔，所述主喷注孔为与喷注管连通的斜向孔道；

相邻两个斜向孔道的中心线交于一点，其中交点远离筒体内壁并首先相交的两个主喷注孔为一对，两个主喷注孔中心线相交形成夹角A，所述夹角A的角平分线垂直于喷注管管壁。

进一步地，为了保证自击效果，形成理想的水雾形状，所述夹角A大于60°小于120°，优选的方案是夹角A等于90°。

进一步地，每列主喷注孔的两侧各设有一列辅喷注孔，所述辅喷注孔为与喷注管连通的斜向孔道；所述辅喷注孔两两为一对，两个辅喷注孔中心线相交形成夹角B，所述夹角B与夹角A大小相等，所述夹角B的角平分线垂直于喷注管管壁；两列辅喷注孔中的任意一列辅喷注孔与主喷注孔均呈交错排列。

进一步地，为了防止主喷注孔喷出的水发散，所述斜向孔道内任一横截面的直径与两端孔口的直径大小完全相同。