[发明专利]一种固体火箭发动机喷管组件连接密封结构

说明书

一种固体火箭发动机喷管组件连接密封结构，其喷管扩张段为内腔呈喇叭状的圆筒状结构，喷管扩张段的外表面依次设有第一、第二、第三台阶；喷管壳体套装于喷管扩张段外，喷管壳体内腔有第一、第二、第三台阶槽；分别与喷管扩张段的第一、第二、第三台阶相适配；喷管扩张段的第一台阶与喷管壳体的第一台阶槽之间有密封剂；喷管扩张段的第二台阶设有凹环形安装槽；挡环装于凹环形安装槽中，与喷管壳体组成螺纹副。本发明能够适用于几乎所有小型固体火箭发动机喷管组件的连接；尤其为解决诸如结构空间受限、需要承受较大冲击及较高耐候、耐温度冲击性能要求等问题的喷管组件连接结构提供一种可靠性高、结构简单紧凑、加工工艺简便的连接方式。

技术领域

本发明涉及一种小型固体火箭发动机喷管组件连接密封结构，用于小型固体火箭发动机喷管的连接、密封，属于固体火箭发动机结构设计领域。

背景技术

小型固体火箭发动机的喷管扩张段一般由非金属材料制成，既对喉衬起着定位、固定作用，又起着绝热、密封的作用，还起着提高发动机能量转换效率的作用。

喷管组件是固体火箭发动机的一个关键部件，而喷管组件的固定、本体的密封及喷管组件与发动机对接部位的密封又是重中之重。对于小型固体火箭发动机设计而言，由于喷管组件的包络尺寸、安装空间及质量受限，喷管组件的连接、固定、密封都是设计中的难点。众多连接方式中螺纹连接具有结构简单、质量轻、操作简便的特点，部件间采用螺纹的连接方式既能够解决喷管外形的尺寸限制问题，又能够解决连接、固定及密封等问题。

目前在小型固体火箭发动机喷管组件连接的方式中，往往根据具体结构特点采用结构最简单、加工及工艺容易实现的方式进行连接。最常用的有胶粘剂粘接、螺钉连接及挡圈+螺钉连接这三种方式。这三种方式既有共同的缺点又各有突出弊端，共同的缺点是对接面的间隙难以控制，产品的一致性保证较难；各自最突出的缺点是：胶粘剂粘接方式中粘接剂耐候性能、耐温性能等都较别的连接方式要差；螺钉固定方式中螺钉连接强度较小，难以承受较大冲击；挡圈+螺钉连接的方式虽然结构强度较大，但往往会占用较大空间甚至影响壳体绝热且结构较为复杂，加工、配合、装配都具有一定的难度。

发明内容

为了解决现有技术的不足之处，本发明提供了一种固体火箭发动机喷管组件连接密封结构，能够适用于几乎所有小型固体火箭发动机喷管组件的连接。尤其为解决诸如结构空间受限、需要承受较大冲击及较高耐候、耐温度冲击性能要求等问题的喷管组件连接结构提供一种可靠性高、结构简单紧凑、加工工艺简便的连接方式。

本发明的技术方案包括喷管壳体、密封剂、挡环和喷管扩张段，喷管扩张段为内腔呈喇叭状的圆筒状结构，喷管扩张段的外表面依次设有第一台阶、第二台阶、第三台阶；喷管壳体套装于喷管扩张段外，喷管壳体内腔有第一台阶槽、第二台阶槽、第三台阶槽；分别与喷管扩张段的第一台阶、第二台阶、第三台阶相适配；喷管扩张段的第一台阶与喷管壳体的第一台阶槽之间有密封剂；喷管扩张段的第二台阶设有凹环形安装槽；挡环装于凹环形安装槽中，挡环与喷管壳体组成螺纹副。

本发明所述挡环由对称的两个半圆组成；挡环的前端有导向面，挡环中部有螺纹，后部有止动齿；喷管壳体的第二台阶槽有与挡环对应的导向面及螺纹。

本发明所述喷管扩张段上有限位止动齿周向相对运动的限位槽。

本发明的挡环限制扩张段沿喷管壳体的轴向运动。喷管扩张段利用挡环与喷管壳体形成的螺纹副连接进行紧固，利用喷管扩张段上的安装槽与挡环的配合面完成力的传递，使得喷管扩张段的轴向密封面获得压紧力，从而完成对密封剂的轴向挤压。喷管扩张段在安装过程中利用配合面的相对运动将喷管壳体与喷管扩张段对应的部位的密封剂涂抹均匀。