一种用于高空模拟试车台的喷水冷却装置

摘要

本发明涉及一种用于高空模拟试车台的喷水冷却装置，包括中心体和多个喷水管；所述的中心体位于高空模拟试车台壳体的中心轴线上，该中心体中间为圆柱形，两端为圆锥形，圆锥顶部加工为圆弧状；所述的喷水管一端与中心体通过螺栓连接，另一端通过法兰与高空模拟试车台壳体连接，喷水管的进水口位于喷水管与壳体连接的一端，喷水管上设置有多个喷水孔。该装置能使高温燃气在同一截面与水滴均匀混合，起到快速降温的作用，且该装置结构简单可靠，易于拆装，可根据实际情况设置喷水管及喷水孔的数量，有效提高了冷却水的利用效率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷却装置，特别涉及一种用于高空模拟试车台的喷水冷却 装置。

背景技术

为了确定固体火箭发动机的高空特性，需要在高空模拟试车台上进行试验 验证。试验过程中发动机排出的燃气温度可达2000K以上，因此需要在试车台 上安装冷却装置对燃气进行冷却，否则将会对后端设备造成破坏。目前采用的 冷却装置大多为喷水冷却形式，如图1所示，1为试车台壳体，2为喷水管，3 为喷出的水滴，喷水管紧贴壳体内壁，其轴线方向与壳体轴线方向相同，喷水 管上设有若干喷水孔。采用该种结构的喷水冷却装置，由于水滴从周边向中央 喷射，使得燃气流与水滴在同一截面混合不均匀，燃气流中心处的冷却效果不 佳，且当燃气流速度较高时，需要流经很长的距离才能降低燃气温度，会对后 端设备造成不良影响。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提出一种用于高空模拟试车台 的喷水冷却装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种用于高空模拟试车台的喷水冷却装置，包括中心体和多个喷 水管；

所述的中心体位于高空模拟试车台壳体的中心轴线上，该中心体中间为 圆柱，两端为圆锥，圆锥顶部加工成圆弧状；

所述的喷水管一端与中心体通过螺栓固定连接，喷水管的另一端通过法 兰与高空模拟试车台壳体固定连接，喷水管的进水口位于喷水管与高空模拟 试车台壳体连接的一端，喷水管上设置有多个喷水孔。

所述喷水管的截面中间粗，两端细；两端中迎向气流的一端为圆弧状，另 一端为等腰梯形，喷水孔设置在等腰梯形的一端，使得冷却水沿燃气流方向喷 出；

采用上述进一步方案的有益效果是：迎向气流的一端设为圆弧状能够减 少喷水管对燃气流的阻塞，避免燃气流与喷水管接触面处的温度集中，喷水 孔设置在等腰梯形的一端使得冷却水沿燃气流方向喷出，能够更加有效的对 燃气流进行冷却，提高了冷却效率。

所述中心体的圆柱形部分上焊接有连接块，该连接块上设置有螺栓孔，喷 水管与中心体相连的一端上也设置有螺栓孔，通过螺栓将喷水管与中心体连接；

所述的中心体为中空结构，在该中心体的圆柱形部分上设置有进水口和出 水口，该出水口的口径小于进水口的口径；在所述的一个喷水管上设置有出水 口，通过水管将喷水管的出水口与中心体的进水口相连。

采用上述进一步方案的有益效果是：在使用时，为了避免高温燃气流对中 心体的损坏，将喷水管中的冷却水引入该中心体中，并在中心体上设置有小口 径的出水口，保证了中心体中充有冷却水，并保持其中冷却水的流通，及时将 升温的水排出。

所述喷水管的个数为4个、6个或8个。

采用上述进一步方案的有益效果是：根据实际情况设置喷水管及喷水孔的 数量，有效提高了冷却水的利用效率。

有益效果

本发明的装置能使高温燃气在同一截面与水滴均匀混合，起到快速降温 的作用，且该装置结构简单可靠，易于拆装。将中心体两端设置为圆锥形， 并将圆锥顶部加工为圆弧状，能够减少中心体对燃气流的阻塞，避免燃气流 与中心体接触面处的温度集中；该装置能够实现对发动机高温燃气的快速冷 却。

附图说明

图1为现有技术使用的冷却装置结构示意图；

图2为本发明冷却装置结构立体图；

图3为图2局部放大图；

图4为本发明喷水管截面示意图；

图5为本发明冷却装置与壳体安装后示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步说明。

如图2-3所示，该冷却装置包括中心体4、4个喷水管5。中心体4位于试 车台壳体的中心轴线上，中心体4中间为圆柱形，两端为圆锥形，圆锥顶部加 工为圆弧状，以减少中心体对燃气流的阻塞，避免燃气流与中心体接触面处的 温度集中；喷水管5的一端与中心体4连接，另一端上焊接有一法兰6，喷水 管通过法兰6与试车台壳体1连接，如图5所示，喷水管5的进水口7设置在 与试车台壳体连接的一端，喷水管上设置有多个喷水孔8。中心体4的圆柱形 部分上焊接有连接块9，该连接块9上设置有螺栓孔，喷水管5与中心体4相 连的一端上也设置有螺栓孔，通过螺栓将喷水管5与中心体4连接。

如图3所示，在其中的一个喷水管上设置有一个出水口10，中心体4为中 空结构，在中心体4的圆柱形部分上设置有一个进水口11和一出水口12， 该出水口12的口径小于进水口11的口径，通过水管13将喷水管的出水口与中 心体的进水口相连。在使用时，为了避免高温燃气流对中心体的损坏，将喷水 管中的冷却水引入该中心体中，并在中心体上设置有小口径的出水口，保证了 中心体中充满冷却水，并保持其中冷却水的流通，及时将升温的水排出。

如图4所示，喷水管5截面中间粗，两边细，迎向气流的一端为圆弧状， 以减少喷水管对燃气流的阻塞，避免燃气流与喷水管接触面处的温度集中，另 一端为等腰梯形，喷水孔8设置在梯形的短边和腰线上，使得冷却水沿燃气流 方向喷出，如图2所示，燃气流方向垂直纸面向外，喷水孔的设置使得冷却水 沿燃气流方向喷出。

本实施例中喷水管个数为4个，仅在试车台壳体的一个截面位置设有该冷 却装置，也可在间隔一定距离的多个截面处设置该冷却装置，每个截面位置上 的喷水管的个数也可根据冷却需要进行增加或减少，以达到更好的冷却效果。