1.本实用新型涉及航空航天火箭发动机技术领域，特别涉及一种燃烧室喉部密封装置。


背景技术：

2.火箭发动机推力室是组织推进剂燃烧，并将高温、高压燃气转化为高速燃气，从而产生反作用推力的装置，如图1所示，推力室01由头部011、燃烧室012、喷管延伸段组成，头部011与燃烧室012、燃烧室012与喷管延伸段之间的连接一般采用焊接或者法兰连接方式。其中，头部011与燃烧室012组成的部件称为短喷管推力室。在推力室生产过程中，需对燃烧室012壳体进行高于工作压力的耐压强度试验考核，以验证壳体结构的总体承载能力。由于喉部以下的燃气经过膨胀加速后压力降低，因此，壳体强度试验时，只需要将整个壳体喉部截面013上游(燃气流动方向)的内腔进行封闭加压即可，对喉部以下的部位不需要进行考核，因此，推力室耐压试验必须从喉部附近将推力室内腔进行封闭。
3.目前实现推力室壳体耐压试验的装置主要有两种，其中一种如图2所示，包括两个压板02，两个压板02之间通过丝杠03以及压紧螺母04连接，远离推力室壳体头部的一个压板02上设置有密封杆05以及密封盘06，密封盘06伸入推力室01壳体内与推力室01的喉部密封配合，在试验时通过丝杠03和压紧螺母04产生预紧力，预紧力通过压板02、密封杆05传递至密封盘06，实现密封盘06与推力室01内壁面的密封配合，从而实现将高压介质密封在推力室01内腔，然而该试验装置在内腔压力作用下，沿轴线方向的力主要由丝杠03承受，推力室01壳体在轴线方向基本不受力，与真实的受力状态不符，无法准确考核推力室壳体结构及焊缝的强度；另一种试验装置如图3所示，包括法兰盘07、传力杆08以及密封盘09，法兰盘07固定于推力室01壳体大端，传力杆08与法兰盘07螺纹配合，通过转动传力杆08使密封盘09与推力室01壳体的喉部进行密封配合，该试验装置存在以下问题，其一密封盘09承受的轴向力必须通过壳体大端的法兰承受，而实际工作过程中，壳体大端并未承受此载荷，因此为满足耐压试验要求，壳体大端结构存在工作强度安全余量过大的问题；其二试验时燃烧室壳体与头部连接处的轴向载荷为内腔压力与燃烧室横截面积的乘积，而实际工作时的载荷为燃烧室横截面积与喉部面积的差与内腔压力的乘积，为了达到其它部位的考核载荷，该燃烧室壳体与头部连接处存在过度考核的问题。
4.此外，上述两种装置只能在推力室的头部与燃烧室连接后组成推力室的状态进行，而如果壳体结构强度存在薄弱处，将影响整个推力室的产品安全，并造成返工，导致成本上升，生产进度延后。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种燃烧室喉部密封装置，以使燃烧室在试验过程中承受的载荷更接近实际工作中承受的载荷，使试验的结论更加准确。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种燃烧室喉部密封装置，用于与喷注器采用法兰连接的燃烧室，包括安装盖、连接件以及喉部堵盖，所述安装盖用于与所述燃烧室的法兰端可拆卸密封连接，所述喉部堵盖与所述连接件的第一端密封连接且所述喉部堵盖能够在所述燃烧室的喉部截面和/或喉部截面以上的位置与所述燃烧室的内壁周向密封配合，所述连接件的第二端与所述安装盖位置可调地密封连接以使所述安装盖与所述喉部堵盖之间的间距可调。
8.优选地，所述喉部堵盖与所述连接件可拆卸连接。
9.优选地，还包括用于与所述连接件的第一端配合的压紧结构，所述连接件在靠近所述连接件第一端的位置设置有限位结构，所述压紧结构用于将套装于所述连接件的所述喉部堵盖压紧固定于所述限位结构，所述限位结构与所述喉部堵盖之间和/或所述压紧结构与所述喉部堵盖之间设置有密封结构。
10.优选地，所述压紧结构包括第一螺套，所述第一螺套与所述连接件的第一端的外螺纹拧紧配合将所述喉部堵盖压紧于所述限位结构。
11.优选地，所述限位结构与所述喉部堵盖之间以及所述第一螺套与所述喉部堵盖之间分别设置有密封槽，所述密封槽内设置有密封圈。
12.优选地，所述安装盖设置有配合孔，所述配合孔内壁设置有内螺纹，所述连接件的第二端设置有与所述内螺纹配合的外螺纹以及用于驱动所述连接件转动的驱动结构，所述连接件与所述安装盖之间通过所述内螺纹以及所述外螺纹配合实现连接件相对于所述安装盖位置可调。
13.优选地，所述驱动结构包括设置有所述连接件的第二端端面的内六角沉孔，所述内六角沉孔用于与外六角扳手配合以驱动所述连接件相对于所述安装盖转动。
14.优选地，还包括用于与所述连接件的第二端配合的锁紧结构，所述锁紧结构与所述连接件的第二端配合并抵触于所述安装盖，所述锁紧结构与所述安装盖之间和/或所述连接件与所述安装盖之间设置有密封结构。
15.优选地，所述锁紧结构包括第二螺套，所述第二螺套与所述连接件的第二端的外螺纹适配，所述第二螺套与所述安装盖之间形成有密封槽，所述密封槽内设置有密封圈。
16.优选地，所述配合孔为台阶孔，所述连接件的第二端呈台阶轴状，所述配合孔的大孔段为光孔，所述配合孔的小孔段为设置有所述内螺纹的螺纹孔，所述连接件的小径段设置有所述外螺纹，所述连接件的大径段与所述配合孔的大孔段之间和/或所述连接件的台阶面与所述配合孔的台阶面之间设置有密封槽，所述密封槽内设置有密封圈。
17.优选地，所述喉部堵盖的周向表面为锥形面，所述锥形面的小端直径大于等于所述燃烧室的喉部截面直径。
18.优选地，所述喉部堵盖的周向表面设置有密封槽，所述密封槽内设置有密封圈。
19.优选地，所述锥形面的小端直径大于所述燃烧室的喉部截面直径5mm～10mm。
20.优选地，所述安装盖、所述连接件以及所述喉部堵盖同轴设置。
21.由以上技术方案可以看出，本实用新型中公开了一种燃烧室喉部密封装置，该燃烧室喉部密封装置用于与喷注器采用法兰连接的燃烧室，即该燃烧室喉部密封装置能够在燃烧室与头部组成推力室之前对燃烧室进行耐压试验，该燃烧室喉部密封装置包括安装盖、连接件以及喉部堵盖，其中，安装盖用于与燃烧室的法兰端可拆卸密封连接，喉部堵盖与连接件的第一端密封连接且喉部堵盖能够在燃烧室的喉部截面和/或喉部截面以上的位
置与燃烧室的内壁周向密封配合，连接件的第二端与安装盖位置可调地密封连接以使安装盖与喉部堵盖之间的间距可调；在应用时，将喉部堵盖放入燃烧室内，然后将安装盖与燃烧室法兰连接，通过连接件与安装盖之间的调节结构使连接件相对于安装盖伸出，将喉部堵盖抵压在燃烧室喉部并与燃烧室的喉部密封配合，这样通过安装盖与燃烧室之间、连接件与安装盖之间、连接件与喉部堵盖之间以及喉部堵盖与燃烧室喉部之间均密封配合，实现在燃烧室喉部处对燃烧室内腔进行密封，可见该燃烧室喉部密封装置在燃烧室与头部连接前即可对燃烧室进行耐压试验，能够将耐压试验提前，及早发现燃烧室壳体强度存在的问题，及早进行调整，避免推力室组装完成后试验证明壳体强度存在问题整体返工的问题，降低成本；在试验过程中内腔压力作用在喉部堵盖上产生的轴向力一部分通过喉部堵盖与燃烧室收敛段内表面的接触而抵消，一部分通过连接件产生拉力传递至安装盖，使安装盖与燃烧室法兰之间的分离力近似等于燃烧室横截面积与喉部面积的差与内腔压力的乘积，从而使试验载荷与实际工作时载荷尽量接近，使试验的结论更加准确，同时该种燃烧室喉部密封装置能够避免将试验载荷施加至燃烧室以外的区域，能够避免对其他部分造成过度考核。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为现有技术中的推力室的结构示意图；
24.图2为现有技术中一种耐压试验装置的示意图；
25.图3为现有技术中另一种耐压试验装置的示意图；
26.图4为本实用新型实施例提供的燃烧室喉部密封装置的结构示意图；
27.图5为本实用新型实施例提供的燃烧室喉部密封装置的安装盖的结构示意图；
28.图6为本实用新型实施例提供的燃烧室喉部密封装置的连接件的结构示意图；
29.图7为本实用新型实施例提供的燃烧室喉部密封装置的第一螺套以及第二螺套的结构示意图；
30.图8为本实用新型实施例提供的燃烧室喉部密封装置的喉部堵盖的结构示意图。
31.其中，图1-图3中：
32.01为推力室；011为头部；012为燃烧室；013为喉部截面；02为压板；03为丝杠；04为压紧螺母；05为密封杆；06、09为密封盘；07为法兰盘；08为传力杆；
33.图4-图8中：
34.1为燃烧室；2为安装盖；3为第一螺套；3’为第二螺套；4为连接件；5为喉部堵盖；6为螺栓；7为螺母；8、9、10、11为密封圈。
具体实施方式
35.本实用新型的核心是提供一种燃烧室喉部密封装置，该燃烧室喉部密封装置的结构设计使其可以达到使燃烧室在试验过程中承受的载荷更接近实际工作中承受的载荷，使
试验的结论更加准确的目的。
36.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.请参阅图4-图8，图4为本实用新型实施例提供的燃烧室喉部密封装置的结构示意图，图5为本实用新型实施例提供的燃烧室喉部密封装置的安装盖的结构示意图，图6为本实用新型实施例提供的燃烧室喉部密封装置的连接件的结构示意图，图7为本实用新型实施例提供的燃烧室喉部密封装置的第一螺套以及第二螺套的结构示意图，图8为本实用新型实施例提供的燃烧室喉部密封装置的喉部堵盖的结构示意图。
38.本实用新型实施例中公开了一种燃烧室喉部密封装置，该燃烧室喉部密封装置用于与喷注器采用法兰连接的燃烧室1，即该燃烧室喉部密封装置能够在燃烧室1与头部组成推力室之前对燃烧室1进行耐压试验，该燃烧室喉部密封装置包括安装盖2、连接件4以及喉部堵盖5。
39.其中，安装盖2用于与燃烧室1的法兰端可拆卸密封连接，安装盖2的厚度满足在承受试验压力载荷下，其中心孔的轴向位移量不大于0.05mm，喉部堵盖5与连接件4的第一端密封连接且喉部堵盖5能够在燃烧室1的喉部截面和/或喉部截面以上的位置与燃烧室1的内壁周向密封配合，连接件4的第二端与安装盖2位置可调地密封连接以使安装盖2与喉部堵盖5之间的间距可调；在应用时，将喉部堵盖5放入燃烧室1内，然后将安装盖2与燃烧室1法兰连接，通过连接件4与安装盖2之间的调节结构使连接件4相对于安装盖2伸出，将喉部堵盖5抵压在燃烧室1喉部并与燃烧室1的喉部密封配合，这样通过安装盖2与燃烧室1之间、连接件4与安装盖2之间、连接件4与喉部堵盖5之间以及喉部堵盖5与燃烧室1喉部之间均密封配合，实现在燃烧室1喉部处对燃烧室1内腔进行密封。
40.可以看出，与现有技术相比，本实用新型实施例提供的燃烧室喉部密封装置在燃烧室1与头部连接前即可对燃烧室1进行耐压试验，能够将耐压试验提前，及早发现燃烧室1壳体强度存在的问题，及早进行调整，避免推力室组装完成后试验证明壳体强度存在问题整体返工的问题，降低成本；在试验过程中内腔压力作用在喉部堵盖5上产生的轴向力一部分通过喉部堵盖5与燃烧室1收敛段内表面的接触而抵消，一部分通过连接件4产生拉力传递至安装盖2，使安装盖2与燃烧室1法兰之间的分离力近似等于燃烧室1横截面积与喉部面积的差与内腔压力的乘积，从而使试验载荷与实际工作时载荷尽量接近，使试验的结论更加准确，同时该种燃烧室喉部密封装置能够避免将试验载荷施加至燃烧室1以外的区域，能够避免对其他部分造成过度考核。
41.喉部堵盖5与连接件4之间可以为固定连接，也可以为可拆卸连接，可以预见的是，在试验过程中，喉部堵盖5承受较大的压力，容易受损、变形，而且不同尺寸的燃烧室1也需要匹配不同尺寸的喉部堵盖5，为此在本实用新型实施例中，喉部堵盖5与连接件4可拆卸连接。
42.进一步地，如图1所示，上述燃烧室喉部密封装置还包括用于与连接件4的第一端配合的压紧结构，连接件4在靠近连接件4第一端的位置设置有限位结构，压紧结构用于将套装于连接件4的喉部堵盖5压紧固定于限位结构，限位结构与喉部堵盖5之间和/或压紧结
构与喉部堵盖5之间设置有密封结构。
43.具体地，上述压紧结构包括第一螺套3，第一螺套3与连接件4的第一端的外螺纹拧紧配合将喉部堵盖5压紧于限位结构，该限位结构为设置于所述连接件4外壁的环形凸台。
44.进一步优化上述技术方案，限位结构与喉部堵盖5之间以及第一螺套3与喉部堵盖5之间分别设置有密封槽，密封槽内设置有密封圈，这样在连接件4与喉部堵盖5之间形成了两道密封，保证连接件4与喉部堵盖5之间的密封效果。
45.作为优选地，如图5和图6所示，安装盖2设置有配合孔，配合孔内壁设置有内螺纹，连接件4的第二端设置有与内螺纹配合的外螺纹以及用于驱动连接件4转动的驱动结构，连接件4与安装盖2之间通过内螺纹以及外螺纹配合实现连接件4相对于安装盖2位置可调。
46.进一步地，上述驱动结构包括设置有连接件4的第二端端面的内六角沉孔，内六角沉孔用于与外六角扳手配合以驱动连接件4相对于安装盖2转动。
47.作为优选地，燃烧室喉部密封装置还包括用于与连接件4的第二端配合的锁紧结构，锁紧结构与连接件4的第二端配合并抵触于安装盖2，锁紧结构与安装盖2之间和/或连接件4与安装盖2之间设置有密封结构。
48.进一步地，上述锁紧结构包括第二螺套3’，第二螺套3’与连接件4的第二端的外螺纹适配，第二螺套3’与安装盖2之间形成有密封槽，密封槽内设置有密封圈。
49.在本实用新型实施例中，配合孔为台阶孔，连接件4的第二端呈台阶轴状，配合孔的大孔段为光孔，配合孔的小孔段为设置有内螺纹的螺纹孔，连接件4的小径段设置有外螺纹，连接件4的大径段与配合孔的大孔段之间和/或连接件4的台阶面与配合孔的台阶面之间设置有密封槽，密封槽内设置有密封圈。
50.如图8所示，喉部堵盖5的周向表面为锥形面，锥形面的小端直径大于等于燃烧室1的喉部截面直径。
51.进一步地，喉部堵盖5的周向表面设置有密封槽，密封槽内设置有密封圈。
52.在其他实施例中，也可以使喉部堵盖5的周向表面设置弹性密封层。
53.更进一步地，锥形面的小端直径大于燃烧室1的喉部截面直径5mm～10mm。
54.为了使安装盖2以及喉部堵盖5的受力更加均衡，在本实用新型实施例中安装盖2、连接件4以及喉部堵盖5同轴设置。
55.综上所述，本实用新型实施例提供的燃烧室喉部密封装置在装配时，在连接件4第二端的密封槽中放入密封圈9，将连接件4的第二端，即设置有内六角沉孔的一端从安装盖2的配合孔的光孔一侧旋入到底部，使连接件4第二端的外螺纹与安装盖2的配合孔的螺纹孔配合；
56.在连接件4的环形凸台的密封槽中放入密封圈8，将喉部堵盖5从连接件4的第一端，即具有环形凸台的一端旋入，使喉部堵盖5紧贴环形凸台，压紧密封圈8；然后将另一密封圈8放入喉部堵盖5远离环形凸台一侧表面的密封槽中，并用第一螺套3压紧，第一螺套3与喉部堵盖5之间不留缝隙，使密封圈8变形形成密封；
57.在喉部堵盖5周向表面的密封槽中放入密封圈11，将安装盖2、连接件4、喉部堵盖5、第一螺套3的组合体装入燃烧室1内腔，并使喉部盖板的一侧朝向喉部；安装盖2通过螺栓6、螺母7与燃烧室1法兰连接，安装盖2与燃烧室1之间用密封圈10进行密封；用六角扳手与连接件4的内六角沉孔配合，拧动连接件4，直至喉部堵盖5贴紧喉部，并施加一定力矩保证
密封圈11有一定压缩量；
58.在安装盖2背离燃烧室1一侧表面的密封槽中放入另一密封圈8，将第二螺套3’与连接件4第二端的外螺纹配合，并施加力矩，保证第二螺套3’与安装盖2之间无间隙，压紧两者之间的密封圈8。
59.从图1中可以看出，第一螺套3与第二螺套3’均设置有内六角沉孔，以便于与外六角扳手配合，当然也可以在第一螺套3与第二螺套3’上设置六角形凸台或者直接将第一螺套3与第二螺套3’的外形设计为六角形以使其能够与普通扳手配合。
60.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
61.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。