[发明专利]一种可移动燃气导流装置及其使用方法

权利要求书

1.一种可移动燃气导流装置，其特征在于：包括燃气导流板(1)、移动车(2)、至少两个可调节长支撑杆(3)、多个可调节短支撑杆(4)和多个安装座(5)；

所述燃气导流板(1)为由面板(6)、底板(7)和四个侧板围成的箱体；箱体内设有N个相互平行的隔板(9)，将箱体内区域分割为N+1个单独的通道，且每个隔板(9)上均设有通水孔(10)；所述N≥1；

所述底板(7)的一侧与移动车(2)铰接作为支撑端a，底板(7)上靠近另一侧的部分通过所述可调节长支撑杆(3)与移动车(2)连接作为升降端b，可调节长支撑杆(3)的两端与底板(7)和移动车(2)的连接均采用铰接，使燃气导流板(1)可以支撑端a的铰接处为旋转中心，改变与移动车(2)间的夹角；

所述四个侧板包括依次连接的第一侧板(11)、第二侧板(12)、第三侧板(13)和第四侧板(14)；其中，第一侧板(11)靠近支撑端a，第三侧板(13)靠近升降端b；第一侧板(11)和第三侧板(13)上分别设有冷却水入口(15)和冷却水出口(16)，且二者分别靠近第二侧板(12)和第四侧板(14)；

所述至少两个可调节长支撑杆(3)在底板(7)上沿垂直于第二侧板(12)和第四侧板(14)的方向并排设置；

所述面板(6)上均匀设有斜孔式的喷水孔(17)，喷水孔(17)的出口倾向升降端b，且喷水孔(17)的轴线与面板(6)间的夹角为15°～40°；

所述移动车(2)的四个侧壁上设置有多个侧向固定耳座(18)；

所述多个可调节短支撑杆(4)和多个安装座(5)一一对应；可调节短支撑杆(4)的一端通过连接件与安装座(5)连接，另一端通过连接件与移动车(2)靠近第一侧板(11)和靠近第三侧板(13)侧壁上的侧向固定耳座(18)连接。

2.根据权利要求1所述的可移动燃气导流装置，其特征在于：

所述可调节长支撑杆(3)包括套筒(19)、两个圆螺母(20)、两个螺杆(21)和两个锁紧螺母(22)；

所述套筒(19)的外壁中部设有旋转块(23)；

所述两个圆螺母(20)的内壁上分别设有旋向相反的内螺纹，外壁分别固连于套筒(19)两端；

两个螺杆(21)上分别设有与两个圆螺母(20)的内螺纹相匹配的外螺纹，两个螺杆(21)的一端固连有铰接用支撑杆耳座(24)，另一端经圆螺母(20)伸入套筒(19)内；

所述锁紧螺母(22)设置于圆螺母(20)外侧，与螺杆(21)螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的可移动燃气导流装置，其特征在于：

所述可调节短支撑杆(4)与可调节长支撑杆(3)的结构相同，且其套筒(19)和螺杆(21)的长度均比可调节长支撑杆(3)的套筒(19)和螺杆(21)的长度短。

4.根据权利要求1至3任一项所述的可移动燃气导流装置，其特征在于：

所述隔板(9)的数量为3个，将燃气导流板(1)内部分隔成4个体积相等的通道。

5.根据权利要求4所述的可移动燃气导流装置，其特征在于：

每个隔板(9)上通水孔(10)的数量为3个，孔径为50mm。

6.根据权利要求5所述的可移动燃气导流装置，其特征在于：

所述喷水孔(17)轴线与面板(6)间的夹角为30°。

7.根据权利要求6所述的可移动燃气导流装置，其特征在于：

所述面板(6)分别与第一侧板(11)和第三侧板(13)相交处各延伸出一段面板(6)，延伸面板(6)下表面与相应侧板的外壁之间设有多个支撑板(25)。

8.根据权利要求7所述的可移动燃气导流装置，其特征在于：

所述连接件包括螺栓、螺母和垫片。

9.根据权利要求2所述的可移动燃气导流装置，其特征在于：

所述旋转块(23)为外六方旋转块。

10.一种可移动燃气导流装置的使用方法，其特征在于：采用权利要求1至9任一项所述的可移动燃气导流装置，包括以下步骤：

1)根据试验需要，确定燃气导流板(1)的面板(6)与燃气喷出源(26)之间的距离，进而确定燃气导流板(1)的试验位置；

2)根据试验需要，确定所需可移动燃气导流装置的数量；

若所需可移动燃气导流装置为一个，将该可移动燃气导流装置移动至已确定的试验位置，然后通过连接件将可调节短支撑杆(4)的两端分别连接安装座(5)和移动车(2)的相应侧向固定耳座(18)，调整所有可调节短支撑杆(4)至合适长度，将所有安装座(5)固定在试验位置的基座上；

若所需可移动燃气导流装置为多个，将多个可移动燃气导流装置移动至已确定的试验位置，所有可移动燃气导流装置并排设置，将相邻两个可移动燃气导流装置的移动车(2)通过连接件和各自靠近第二侧板(12)、第四侧板(14)侧壁上的侧向固定耳座(18)连接，然后通过连接件将可调节短支撑杆(4)的两端分别连接安装座(5)和移动车(2)的相应侧向固定耳座(18)，调整所有可调节短支撑杆(4)至合适长度，将所有安装座(5)固定在试验位置的基座上；

3)根据试验需要，确定燃气导流板(1)的倾斜角度，通过调整可调节长支撑杆(3)的长度，使燃气导流板(1)旋转至已确定的倾斜角度；

4)根据燃气(27)冲击的速度和温度参数，为可移动燃气导流装置选择合适的工作模式：

工作模式一

当燃气速度参数马赫数为0.8＜Ma＜1.5、燃气温度参数为1000K＜T_燃气＜2000K时，封堵冷却水出口(16)，然后在冷却水入口(15)处通入压力为0.6～1MPa的冷却水；在燃气(27)冲击时，通入的冷却水全部从面板(6)的喷水孔(17)中喷出并汽化，对面板(6)进行冷却；

工作模式二

当燃气速度参数马赫数为0.5＜Ma＜1、燃气温度参数为800K＜T_燃气＜1500K时，打开冷却水出口(16)，在冷却水入口(15)处通入压力为0.8～1MPa的冷却水；在燃气(27)冲击时，通入的冷却水大部分从冷却水出口(16)排出，少部分冷却水汽化后从面板(6)的喷水孔(17)中喷出，通过对流传热以及汽化，对面板(6)进行冷却；

工作模式三

当燃气速度参数马赫数为0.2Ma0.8、燃气温度参数为500KT_燃气1000K、试验时间10s且试验现场不允许存在大量水雾或冷却水时，关闭冷却水出口(16)，在冷却水入口(15)处通入冷却水直到燃气导流板(1)中充满冷却水后，关闭冷却水入口(15)；在燃气(27)冲击时，冷却水汽化，从面板(6)的喷水孔(17)喷出，喷出的水蒸气与燃气(27)掺混，形成一道保护膜，将燃气(27)向面板(6)的传热隔离，对面板(6)进行冷却；

5)开始进行航天发动机组合件地面试验，并按照步骤4)所选择的工作模式对试验中喷出的燃气(27)进行导流，直至试验结束；

6)将所有可调节长支撑杆(3)调整至最短，使燃气导流板(1)的升降端b旋转至最低位置，松开连接件，取下可调节短支撑杆(4)。