[实用新型]一种火箭发动机高精度稳定质量流量的计量装置

说明书

本实用新型公开了一种火箭发动机高精度稳定质量流量的计量装置，包括：音速喷嘴，呈圆柱状，其一端开设有进气口，其另一端开设有出气口，靠近出气口的侧壁向内凹陷形成咽喉部，固定杆，其两端固定连接在音速喷嘴的出气口的边沿处，调节锥阀，呈圆锥状，复位弹簧，其一端与固定杆的连接，其另一端与调节锥阀的锤状端连接，温度凸轮，温度凸轮用于受到温度影响产生形变后，通过连接杆推动或松开调节锥阀，使得调节锥阀的锥状端相对音速喷嘴咽喉部进行移动，进而对锥状端与咽喉部之间的间隙进行调节，进而对通过该缝隙的气体的流量进行调节；本实用新型根据介质温度，对音速喷嘴咽喉部的吼道面积进行补偿，极大地减小了气体供给系统的质量流量变化。

技术领域

本实用新型属于火箭发动机气体介质计量调节领域，尤其涉及一种火箭发动机高精度稳定质量流量的计量装置。

背景技术

火箭发动机气体供给与调节系统是通过贮箱阀门组合、电磁阀及管路等为发动机工作提供各种气体的系统。气体供给与调节系统主要有泵阀调节方案和气瓶减压方案，泵阀调节方案流量大、调整性能较好但系统复杂、重量大，一般用于工况复杂的发动机；气瓶减压方案将气瓶的高气减压为发动机使用要求压力的气体，为发动机工作提供氧气，该方案流量小、可调范围小但结构简单、可靠性高、重量较轻，一般用于简单的单一工况发动机。

无论是何种气体的供给，均是在高压气瓶后通过减压器将高压气体转换为低压气体，再根据不同的系统需求，增加缓冲器、音速喷嘴等元件。典型的气体供给系统包括控制器、气瓶、电磁截止阀、减压阀、计量前压力传感器、音速喷嘴、计量后温度传感器、通向燃烧室接口，气体从气瓶流出，由电磁截止阀控制是否通往后续组件，若电磁截止阀打开，气体经过减压阀后输出稳定的压力，经过音速喷嘴后通向燃烧室，音速喷嘴前后设有压力传感器。

由音速喷嘴的特性可得气体的体积流量仅与音速喷嘴前压力和喉道面积相关，当音速喷嘴前压力恒定时，气体的体积流量也恒定。然而气体供给路，尤其是氧化剂供给路，音速喷嘴虽然能保证体积流量稳定，但包括气瓶出口和减压阀前后及整个气路的温度是变化的，根据气体特性，在气体供给系统工作的环境条件下，气体的密度受温度影响极大，导致质量流量变化也比较大，还会对发动机性能造成很大的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种火箭发动机高精度稳定质量流量的计量装置，以解决现有的气体供给系统供给的气体质量流量因温度变化造成误差较大的问题。

本实用新型采用以下技术方案：一种火箭发动机高精度稳定质量流量的计量装置，包括：

音速喷嘴，呈圆柱状，其一端开设有进气口，其另一端开设有出气口，靠近出气口的侧壁向内凹陷形成咽喉部，

固定杆，其两端固定连接在音速喷嘴的出气口的边沿处，

调节锥阀，呈圆锥状，位于音速喷嘴内，两端分别为锥状端和平底端，其锥状端用于伸入音速喷嘴的咽喉部，

复位弹簧，位于音速喷嘴内，其一端与固定杆的连接，其另一端与调节锥阀的锤状端连接，

温度凸轮，位于音速喷嘴外，通过连接杆与调节锥阀的平底端固定连接，温度凸轮用于受到温度影响产生形变后，通过连接杆推动或松开调节锥阀，使得调节锥阀的锥状端相对音速喷嘴咽喉部进行移动，进而对锥状端与咽喉部之间的间隙进行调节，进而对通过该缝隙的气体的流量进行调节。

进一步地，进气口开设在音速喷嘴的一端侧壁上。

进一步地，连接杆与温度凸轮的连接端为弧形，连接端抵在温度凸轮上，温度凸轮受到温度影响产生形变后，其与连接端的抵触点顺着连接端的弧形产生移动，进而使得连接杆横向移动，并使得调节锥阀横向移动。

进一步地，固定杆过音速喷嘴出气口的轴心，复位弹簧的一端固定在固定杆的中心位置。