[发明专利]一种针栓喷注器

说明书

本发明提供一种针栓喷注器，包括针栓套筒与针栓杆，针栓套筒与针栓杆均为回转体结构；针栓杆内沿轴向设有能够与推进剂供应管路连通的内流道，针栓杆上靠近端部的位置设有与内流道连通的内流道喷孔；针栓套筒同轴套设在针栓杆上并与针栓杆围成一个环形结构的外流道，外流道在近内流道喷孔的一端处形成环形结构的外流道喷环；针栓套筒侧部上设有连通孔以用于连通外流道与推进剂供应管路，连通孔与外流道相切。将连通孔与外流道相切设置成相切的结构，使得从外流道喷出的推进剂在离心加速度的作用下，在喷出后具有一定的径向速度，有效的拓展了喷雾的径向范围；在外通道上游设置气体通道以辅助液体推进剂的雾化。本发明应用于空间推进技术领域领域。

技术领域

本发明涉及空间推进技术领域，尤其涉及一种针栓喷注器。

背景技术

在液体火箭发动机的工作过程包括喷注、雾化、蒸发、化学反应等主要过程。其中，喷注器决定了推进剂进入燃烧室的速度、分布及雾化性能，因此对发动机的性能有着重要影响。针栓喷注器发动机通常只采用一个针栓喷嘴，相比传统发动机通常需要几十上百个喷注单元，具有结构简单、深度调节能力、内在燃烧稳定性等优势，有望广泛用于液体火箭发动机，尤其是变推力液体火箭发动机。针栓喷注器通常包含针栓和喷注器基底，大体上分为径向缝型和径向孔型两大类。其中，后者由于更好的混合特性而得以广泛应用。但现有技术中的针栓喷注器的缺点也较为明显，如：(1)针栓套筒入口为直孔，推进剂经环缝流出后速度基本贴壁向下流动，不能有效拓展喷雾分布范围；(2)两种推进剂均为液体，只靠液体之间的碰撞实现破碎雾化，雾化效果受喷注器结构设计和混合比大小的影响很大。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种针栓喷注器，具有喷注均匀、雾化效果好、喷雾范围广等特点。

其采用的技术方案是：

一种针栓喷注器，包括针栓套筒与针栓杆，所述针栓套筒与针栓杆均为回转体结构；

所述针栓杆内沿轴向设有能够与推进剂供应管路连通的内流道，所述针栓杆上靠近端部的位置设有与内流道连通的内流道喷孔；

所述针栓套筒同轴套设在针栓杆上并与针栓杆围成一个环形结构的外流道，所述外流道在近内流道喷孔的一端处形成环形结构的外流道喷环；

所述针栓套筒侧部上设有连通孔以用于连通外流道与推进剂供应管路，所述连通孔与外流道相切。

作为上述技术方案的进一步改进，所述针栓套筒侧部上还设有喷气孔以用于向外流道通入雾化辅助气，所述连通孔位于喷气孔与外流道喷环之间。

作为上述技术方案的进一步改进，所述内流道喷孔的数量为多个且呈多层环形结构分布在针栓杆的侧壁上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述内流道喷孔的孔径为0.3mm～2.0mm。

作为上述技术方案的进一步改进，所述外流道喷环的流道厚度为0.3mm～0.8mm。

作为上述技术方案的进一步改进，所述针栓杆侧壁上设有环形结构的支撑件，所述针栓套筒内壁与支撑件的外壁相贴，所述支撑件在支撑针栓套筒与针栓杆时将外流道分割成混合腔与进气腔，所述混合腔和连通孔连通，所述进气腔与喷气孔连通，所述支撑件上环形间隔设有若干能够连通混合腔与进气腔的连通槽。

本发明的有益技术效果：

本发明对针栓喷注器的结构进行了改进设计，通过将外流道与供应管路的连通孔设置成相切的结构，使得从外流道喷出的推进剂在离心加速度的作用下，在喷出后具有一定的径向速度，有效地拓展了喷雾的径向范围。

附图说明

图1是本实施例针栓喷注器的剖视图；

图2是本实施例中连通孔与外流道相切的剖面结构示意图；