[发明专利]一种承高压的泵后燃料摇摆装置

说明书

一种承高压的泵后燃料摇摆装置，包括传力环叉、常平环、S型增强波纹管和导流筒；两个传力环叉分别连接在S型增强波纹管的进口端和出口端，传力环叉包括传力环和对称连接在传力环两侧的两个传力臂；常平环为环状结构，径向均布有安装孔；销轴与传力臂固定连接，关节轴承安装在常平环的安装孔内，常平环与销轴通过关节轴承铰接，使传力环叉相对常平环转动；传力环与S型增强波纹管固定连接；S型增强波纹管置于常平环内；用于梳理流场方向的导流筒与进口端传力环叉固定连接，置于S型增强波纹管内。本发明提供的承高压燃料摇摆装置可以适应液体火箭发动机高压燃料路双向摇摆要求，在输运高压介质的同时保证发动机摇摆过程中良好的位移补偿能力。

技术领域

本发明属于液体火箭发动机制造领域，可用于其它技术领域中需要在高压条件下摇摆的管路变形补偿。

背景技术

承高压的泵后燃料摇摆装置为高压管路的变形补偿器，属金属膨胀节领域，金属膨胀节可实现管路承压功能的同时补偿其周期性摇摆时的管路变形，在航天航空、石化、电力、汽车和船舶等行业均有广泛的应用。

标准JB-T 6171-2013提及角向型万向膨胀节具有能吸收任一平面内角位移并能承受内压的功能，由波纹管、销轴、铰链板、万向环和立板组成，该结构采用的波纹管未设置加强环，承内压能力不高于4MPa，传力摇摆的铰接板与万向环通过销轴铰接，在较大销轴向分离载荷下铰链板、万向环与销轴的铰接结构易出现变形卡滞，所以标准中角向性膨胀节不能解决高压摇摆问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可承高压的燃料摇摆装置，补充现有标准金属膨胀节方案承压能力不足的问题，该装置用于液体火箭发动机泵后燃料管路的高压介质输运及摇摆的变形补偿，适用于工作压力高于40MPa的高压管路双向摇摆。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种承高压的泵后燃料摇摆装置，包括传力环叉、常平环、S型增强波纹管；所述传力环叉有两个，分别连接在用于承压传力的S型增强波纹管的进口端和出口端，传力环叉包括传力环和对称连接在传力环两侧的两个传力臂；所述常平环为封闭环形，周向均布有安装孔；销轴与传力臂固定连接，关节轴承安装在常平环的安装孔内，常平环与销轴通过关节轴承铰接，使传力环叉相对常平环转动；传力环与S型增强波纹管固定连接；所述S型增强波纹管置于常平环内，在装置摇摆时产生角变形。

优选还包括用于梳理流场方向的导流筒；导流筒与进口端的传力环固定连接，置于S型增强波纹管内。

优选所述的S型增强波纹管包括膨胀节，端头铠装环和铠装环；膨胀节包括位于两端的直边段和位于两个直边段中间的多个依次连接的波节，波节包括依次连接的圆弧型波谷、设置在圆弧型波谷两端的直线型过渡段以及与直线型过渡段连接的圆弧型波峰；铠装环的横截面包括贴合段、补偿段和定位段，贴合段、补偿段分别与膨胀节的圆弧型波谷和直线型过渡段相适配，补偿段与圆弧型波峰之间设置有渐开型间隙，定位段的一端与补偿段连接，定位段的另一端设置有定位卡槽；端头铠装环包括第一焊接环板、第二焊接环板以及封头，第一焊接环板与第二焊接环板同心圆分布在封头外侧且第一焊接环板位于第二焊接环板内，第一焊接环板与膨胀节的直边段固定连接，封头内侧与最末端的波节相适配；第二焊接环板与传力环固定连接。

优选所述传力臂包括两条叉臂；常平环置于两条叉臂之间。

优选导流筒为流道渐收结构，导流筒的出口外径比S型增强波纹管最小内径小L*tg(a/2)，其中“L”为S型增强波纹管的长度，“a”为最大摇摆角度；导流筒的出口端不超过销轴的轴心位置。

优选所述传力环和传力臂整体机加工，形成一体结构。

优选所述传力环叉材料为不锈钢，常平环材料为马氏体不锈钢。

优选所述传力环与第二焊接环板焊接；传力环与导流筒焊接。

本发明与现有技术相比的优点在于：