一种火箭氧自生增压管路装置的制作方法

1.本实用新型涉及机械制造和增压管路技术领域，具体而言，涉及一种火箭氧自生增压管路装置。


背景技术：

2.液氧和液氢、液氧和煤油推进剂因其比冲高、无毒无污染等优势，已经广泛应用于新一代运载火箭，其国内部分火箭型号氧箱采用氧自生增压，氧气广泛运用于化工、航空航天、钢铁、医疗保健等行业，随着使用范围扩大，氧气使用带来的故障事例也相应增加。纯氧气本身作为强氧化剂，自生增压高温氧气在高速流动的情况下会在管道中发生燃烧或爆燃事故。
3.氧气在不锈钢材质的管道中流动的安全性，是火箭氧箱采用氧自生增压方式的关键问题之一。氧气高速流动是管道内温度上升导致燃烧或燃爆的直接或间接原因，主要发生机理包括这几个方面：氧气高速流动，气流自身与管道发生摩擦，使管道内壁面温度升高或产生静电，当气流摩擦产生的温升达到管道材料或管道中其他材料的燃点时，就会发生燃烧现象。
4.目前国内火箭型号氧自生增压管路均采用相同的大直径管路以保证氧气流速较低，此方法虽然能够解决氧气在管道内高速流动的安全性问题，却增加了管路、法兰的尺寸，也增加了管路、法兰的质量，同时较大直径的管路增加了支架卡箍的质量、加大了弯管的加工难度。
5.在实现本实用新型过程中，实用新型人发现现有技术中至少存在如下问题：
6.国内火箭型号氧自生增压管路管路、法兰的尺寸大，质量大，同时较大直径的管路增加了支架卡箍的质量、加大了弯管的加工难度。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种火箭氧自生增压管路装置，以解决目前国内火箭型号氧自生增压管路管路、法兰的尺寸大，质量大，同时较大直径的管路增加了支架卡箍的质量、加大了弯管的加工难度的技术问题。
8.为达上述目的，本实用新型实施例提供了一种火箭氧自生增压管路装置，其包括：
9.连接法兰部，所述连接法兰部包括第一连接法兰和第二连接法兰，所述第一连接法兰和所述第二连接法兰分别设置在两端；
10.转接头部，所述转接头部一端与所述第二连接法兰相连；
11.管路部，所述管路部连接所述第一连接法兰和所述转接头部另一端；
12.活套法兰部，所述活套法兰部设置在所述管路部上；
13.变径管接头部，所述变径管接头部设置在所述管路部上；
14.其中，从一端的所述第一连接法兰到另一端的所述第二连接法兰，通过所述变径管接头部实现所述管路部直径渐变递增。
15.优选的，所述第一连接法兰一端连接有第一管路，所述第一管路一端连接有第一补偿器，所述第一补偿器一端连接有第一变径管接头，所述第一变径管接头一端连接有第二管路，所述第二管路一端连接有第二变径管接头，所述第二变径管接头一端连接有第二补偿器。
16.优选的，所述第二补偿器一端连接有第三管路，所述第三管路一端连接有第六补偿器，所述第六补偿器一端连接有第四管路，所述第四管路一端连接有第一活套法兰，所述第一活套法兰一端连接有第五管路，所述第五管路一端连接有第五补偿器；所述第五补偿器一端连接有第六管路，所述第六管路一端连接有第四补偿器，所述第四补偿器一端连接有第七管路，所述第七管路一端连接有第三补偿器，所述第三补偿器一端连接有第八管路，所述第八管路一端连接有第三变径管接头。
17.优选的，所述第三变径管接头一端连接有第二活套法兰，所述第二活套法兰一端连接有转接头部，所述转接头部一端连接有第二连接法兰。
18.优选的，所述管路部包括第一管路，所述第一管路为dn40管路，所述管路部还包括第二管路，所述第二管路为dn65管路，管路部还包括第三管路、第四管路、第五管路、第六管路、第七管路和第八管路，所述第三管路、第四管路、第五管路、第六管路、第七管路和第八管路为dn80管路。采用直径渐变式管路，靠近发动机的一端采用直径较小的dn40管路，靠近氧箱的一端采用直径较大的dn80管路，在保证氧气安全流速的情况下降低了氧自生增压管路、法兰的重量，优化了氧自生增压管路的结构。
19.优选的，还包括补偿部，所述补偿部设置在所述管路部上，所述补偿部包括第一补偿器，所述第一补偿器为dn40补偿器，所述补偿部还包括第二补偿器、第三补偿器、第四补偿器、第五补偿器和第六补偿器，所述第二补偿器、第三补偿器、第四补偿器、第五补偿器和第六补偿器为dn80补偿器，在横向、纵向设置补偿器，补偿了该管路的横向、纵向安装误差，有利于管路的安装。
20.优选的，所述变径管接头部包括第一变径管接头，所述第一变径管接头为dn40转dn655变径管接头，所述变径管接头部还包括第二变径管接头，所述第二变径管接头为dn65转
21.dn80变径管接头，变径管接头部还包括第三变径管接头，所述第三变径管接头为dn80转
22.dn100变径管接头，用于实现管路直径的渐变，一端连接直径较小的管路，一端连接直径较大的管路，进而实现管路的渐变，采用直径渐变式管路，靠近发动机的一端采用直径较
23.小的dn40管路，靠近氧箱的一端采用直径较大的dn80管路，在保证氧气安全流速的情况0下降低了氧自生增压管路、法兰的重量，优化了氧自生增压管路的结构。
24.优选的，所述活套法兰部包括第一活套法兰，所述第一活套法兰为dn80活套法兰，所述活套法兰部还包括第二活套法兰，所述第二活套法兰为dn100活套法兰，便于氧自生增压管路的安装，具有补偿管路的轴向角度安装误差的作用
25.优选的，所述转接头部为dn100转接头，实现较大直径管路与第二法兰的转向连接。5优选的，所述第一连接法兰为连接发动机接口法兰，所述第二连接法兰为连接氧箱接
26.口法兰。第一连接法兰用于实现与发动机接口连接，第二连接法兰用于实现与氧
箱连接。
27.上述技术方案具有如下有益效果：
28.该氧自生增压管路装置采用直径渐变式管路，靠近发动机一端采用直径较小的管路，
29.靠近氧箱一端采用直径较大的管路，在保证氧气安全流速的情况下降低了氧自生增压管路、0法兰的重量，优化了氧自生增压管路的结构。
30.同时靠近发动机一端采用直径较小的管路，不仅降低了弯管的加工难度，也降低了支架卡箍的重量。
31.该氧自生增压管路在横向、纵向设置补偿器，补偿了该管路的横向、纵向安装误差，有利于管路的安装。
32.5该氧自生增压管路除了连接发动机接口法兰与连接氧箱接口法兰，氧自生增压管路中
33.间只设置了两个活套法兰，减少了法兰的数量，从而降低了管路中法兰的质量，采用活套法兰结构，能够补偿管路的轴向角度安装误差，能更有利于管路安装。
附图说明
34.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。
35.图1示出了根据本实用新型的火箭氧自生增压管路装置的系统结构示意图；
36.图2示出了图1中的火箭氧自生增压管路装置的dn40转dn65变径管接头三维结构示意图；
37.图3示出了图1中的火箭氧自生增压管路装置的dn65转dn80变径管接头三维结构示意图；
38.图4示出了图1中的火箭氧自生增压管路装置的氧自生增压管路氧箱入口处三维结构示意图。
39.其中，上述附图包括以下附图标记：
40.1、第一连接法兰；2、第一管路；3、第一补偿器；4、第一变径管接头；5、第二管路；6、第二变径管接头；7、第二补偿器；8、第三管路；9、第四管路；10、第一活套法兰；11、第五管路；12、第六管路；13、第七管路；14、第八管路；15、第三变径管接头；16、第二活套法兰；17、第二连接法兰；18、第三补偿器；19、第四补偿器；20、第五补偿器；21、第六补偿器；22、转接头部。
具体实施方式
41.下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好
的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
42.如图1至图4所示，本实用新型实施例提供了一种火箭氧自生增压管路装置，其包括：连接法兰部，所述连接法兰部包括第一连接法兰1和第二连接法兰17，所述第一连接法兰1和所述第二连接法兰17分别设置在两端；转接头部22，所述转接头部22一端与所述第二连接法兰17相连；管路部，所述管路部连接所述第一连接法兰1和所述转接头部22另一端；以及活套法兰部，所述活套法兰部设置在所述管路部上；变径管接头部，所述变径管接头部设置在所述管路部上；其中，从一端的所述第一连接法兰1到另一端的所述第二连接法兰17，通过所述变径管接头部实现所述管路部直径渐变递增。
43.本实施例中，连接法兰部，连接法兰部包括第一连接法兰1和第二连接法兰17，第一连接法兰1和第二连接法兰17分别设置在两端，第一连接法兰1用于连接发动机接口，其中第一连接法兰1为小直径法兰，第二连接法兰17用于连接氧箱，第二连接法兰17采用大直径的法兰。第一连接法兰1、第二连接法兰17均采用活套法兰结构，采用活套法兰结构便于氧自生增压管路的安装，能够补偿氧自生增压管路的轴向角度安装误差。
44.本实施例中，转接头部22，转接头部22一端与第二连接法兰17相连，转接头部22为dn100转接头，转接头部22用于实现第二活套法兰16和第二连接法兰17的连接，实现第二活套法兰16和第二连接法兰17之间的直角转向。
45.本实施例中，管路部，管路部连接第一连接法兰1和转接头部22另一端；管路部包括第一管路2，第一管路2为dn40管路，为较小直径管路，位于靠近第一练级法兰的一端，管路部还包括第二管路5，第二管路5为dn65管路，采用中间直径管路，实现小直径管路到大直径管路的渐变，管路部还包括第三管路8、第四管路9、第五管路11、第六管路12、第七管路13和第八管路14，所述第三管路8、第四管路9、第五管路11、第六管路12、第七管路13和第八管路14为dn80管路。第三管路8、第四管路9、第五管路11、第六管路12、第七管路13和第八管路14，所述第三管路8、第四管路9、第五管路11、第六管路12、第七管路13和第八管路14为大直径管路，该氧自生增压管路装置采用直径渐变式管路，靠近发动机的一端采用直径较小的dn40管路，靠近氧箱的一端采用直径较大的dn80管路，在保证氧气安全流速的情况下降低了氧自生增压管路、法兰的重量，优化了氧自生增压管路的结构。
46.本实施例中，补偿部设置在管路部上；补偿部包括第一补偿器3，第一补偿器3为dn40补偿器，补偿部还包括第二补偿器7、第三补偿器18、第四补偿器19、第五补偿器20和第六补偿器21，第二补偿器7、第三补偿器18、第四补偿器19、第五补偿器20和第六补偿器21为dn80补偿器。为便于氧自生增压管路的安装，在第七管路13与第八管路14中间设置第三补偿器18，用于补偿该管路的横向安装误差，在第一管路2与第七管路13中间设置四个dn80补偿器和一个dn40补偿器，用于补偿该管路的纵向安装误差。
47.本实施例中，活套法兰部，活套法兰部设置在管路部上，活套法兰部包括第一活套法兰10，第一活套法兰10为dn80活套法兰，活套法兰部还包括第二活套法兰16，第二活套法兰16为dn100活套法兰，第一活套法兰10、第一连接法兰1均采用活套法兰型式，便于氧自生增压管路的安装，具有补偿管路的轴向角度安装误差的作用。
48.本实施例中，变径管接头部，变径管接头部设置在管路部上，变径管接头部包括第
一变径管接头4，第一变径管接头4为dn40转dn65变径管接头，变径管接头部还包括第二变径管接头6，第二变径管接头6为dn65转dn80变径管接头，变径管接头部还包括第三变径管接头15，第三变径管接头15为dn80转dn100变径管接头，用于实现管路直径的渐变，一端连接直径较小的管路，一端连接直径较大的管路，进而实现管路的渐变，采用直径渐变式管路，靠近发动机的一端采用直径较小的dn40管路，靠近氧箱的一端采用直径较大的dn80管路，在保证氧气安全流速的情况下降低了氧自生增压管路、法兰的重量，优化了氧自生增压管路的结构。
49.本实施例中，其中，从一端的所述第一连接法兰1部到另一端的所述第二连接法兰17部，通过所述变径管接头部实现所述管路部直径渐变递增。该氧自生增压管路直径采用渐变式，高温氧气从连接发动机接口法兰直至连接氧箱接口法兰流动的过程中，管路直径不断变大。相比于均采用相同的大直径管路，该氧自生增压管路装置能在保证氧气安全流动的情况下减少管路、法兰的尺寸和重量。在定氧气质量流量的工况下，发动机出口压力较高，高温氧气密度较高，氧气流速较低，所以发动机出口管路直径较小，由于氧自生增压管路中存在管路沿程阻力、补偿器局部阻力、弯管局部阻力，因此在氧气从连接发动机接口法兰向连接氧箱接口法兰流动过程中，管路内气体压强不断下降，密度不断下降，在保证高温氧气流速相同的情况下，所以靠近氧箱一端管路直径要不断变大。
50.本实施例中，第一连接法兰1一端连接有第一管路2，第一管路2一端连接有第一补偿器3，第一补偿器3一端连接有第一变径管接头4，第一变径管接头4一端连接有第二管路5，第二管路5一端连接有第二变径管接头6，第二变径管接头6一端连接有第二补偿器7。第二补偿器7一端连接有第三管路8，第三管路8一端连接有第六补偿器21，第六补偿器21一端连接有第四管路9，第四管路9一端连接有第一活套法兰10，第一活套法兰10一端连接有第五管路11，第五管路11一端连接有第五补偿器20；第五补偿器20一端连接有第六管路12，第六管路12一端连接有第四补偿器19，第四补偿器19一端连接有第七管路13，第七管路13一端连接有第三补偿器18，第三补偿器18一端连接有第八管路14，第八管路14一端连接有第三变径管接头15。第三变径管接头15一端连接有第二活套法兰16，第二活套法兰16一端连接有转接头部22，转接头部22一端连接有第二连接法兰17。在氧增压系统工作的过程中，发动机内自生高温氧气经第一连接法兰1、第一管路2、第一补偿器3、第一变径管接头4、第二管路5、第二变径管接头6、第二补偿器7、第三管路8、第六补偿器21、第四管路9、第一活套法兰10、第五管路11、第五补偿器20、第六管路12、第四补偿器19、第七管路13、第三补偿器18、第八管路14、第三变径管接头15、第二活套法兰16和第二连接法兰17输送至氧箱内。其中发动机出口的自生高温氧气为恒定流量、定温度氧气源。
51.从以上描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：
52.该氧自生增压管路装置采用直径渐变式管路，靠近发动机一端采用直径较小的管路，靠近氧箱一端采用直径较大的管路，在保证氧气安全流速的情况下降低了氧自生增压管路、法兰的重量，优化了氧自生增压管路的结构。
53.同时靠近发动机一端采用直径较小的管路，不仅降低了弯管的加工难度，也降低了支架卡箍的重量。
54.该氧自生增压管路在横向、纵向设置补偿器，补偿了该管路的横向、纵向安装误差，有利于管路的安装。
55.该氧自生增压管路除了连接发动机接口法兰与连接氧箱接口法兰，氧自生增压管路中间只设置了两个活套法兰，减少了法兰的数量，从而降低了管路中法兰的质量，且四个法兰均采用活套法兰结构，能够补偿管路的轴向角度安装误差，能更有利于管路安装。
56.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
57.本实用新型中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
58.虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

技术特征：
1.一种火箭氧自生增压管路装置，其特征在于，包括：连接法兰部，所述连接法兰部包括第一连接法兰(1)和第二连接法兰(17)，所述第一连接法兰(1)和所述第二连接法兰(17)分别设置在两端；转接头部(22)，所述转接头部(22)一端与所述第二连接法兰(17)相连；管路部，所述管路部连接所述第一连接法兰(1)和所述转接头部(22)另一端；活套法兰部，所述活套法兰部设置在所述管路部上；变径管接头部，所述变径管接头部设置在所述管路部上；其中，从一端的所述第一连接法兰(1)到另一端的所述第二连接法兰(17)，通过所述变径管接头部实现所述管路部直径渐变递增。2.如权利要求1所述的火箭氧自生增压管路装置，其特征在于，所述第一连接法兰(1)一端连接有第一管路(2)，所述第一管路(2)一端连接有第一补偿器(3)，所述第一补偿器(3)一端连接有第一变径管接头(4)，所述第一变径管接头(4)一端连接有第二管路(5)，所述第二管路(5)一端连接有第二变径管接头(6)，所述第二变径管接头(6)一端连接有第二补偿器(7)。3.如权利要求2所述的火箭氧自生增压管路装置，其特征在于，所述第二补偿器(7)一端连接有第三管路(8)，所述第三管路(8)一端连接有第六补偿器(21)，所述第六补偿器(21)一端连接有第四管路(9)，所述第四管路(9)一端连接有第一活套法兰(10)，所述第一活套法兰(10)一端连接有第五管路(11)，所述第五管路(11)一端连接有第五补偿器(20)；所述第五补偿器(20)一端连接有第六管路(12)，所述第六管路(12)一端连接有第四补偿器(19)，所述第四补偿器(19)一端连接有第七管路(13)，所述第七管路(13)一端连接有第三补偿器(18)，所述第三补偿器(18)一端连接有第八管路(14)，所述第八管路(14)一端连接有第三变径管接头(15)。4.如权利要求3所述的火箭氧自生增压管路装置，其特征在于，所述第三变径管接头(15)一端连接有第二活套法兰(16)，所述第二活套法兰(16)一端连接有转接头部(22)，所述转接头部(22)一端连接有第二连接法兰(17)。5.如权利要求1所述的火箭氧自生增压管路装置，其特征在于，所述管路部包括第一管路(2)，所述第一管路(2)为dn40管路，所述管路部还包括第二管路(5)，所述第二管路(5)为dn65管路，管路部还包括第三管路(8)、第四管路(9)、第五管路(11)、第六管路(12)、第七管路(13)和第八管路(14)，所述第三管路(8)、第四管路(9)、第五管路(11)、第六管路(12)、第七管路(13)和第八管路(14)为dn80管路。6.如权利要求1所述的火箭氧自生增压管路装置，其特征在于，还包括补偿部，所述补偿部设置在所述管路部上，所述补偿部包括第一补偿器(3)，所述第一补偿器(3)为dn40补偿器，所述补偿部还包括第二补偿器(7)、第三补偿器(18)、第四补偿器(19)、第五补偿器(20)和第六补偿器(21)，所述第二补偿器(7)、第三补偿器(18)、第四补偿器(19)、第五补偿器(20)和第六补偿器(21)为dn80补偿器。7.如权利要求1所述的火箭氧自生增压管路装置，其特征在于，所述变径管接头部包括第一变径管接头(4)，所述第一变径管接头(4)为dn40转dn65变径管接头，所述变径管接头部还包括第二变径管接头(6)，所述第二变径管接头(6)为dn65转dn80变径管接头，变径管接头部还包括第三变径管接头(15)，所述第三变径管接头(15)为dn80转dn100变径管接头。
8.如权利要求7所述的火箭氧自生增压管路装置，其特征在于，所述活套法兰部包括第一活套法兰(10)，所述第一活套法兰(10)为dn80活套法兰，所述活套法兰部还包括第二活套法兰(16)，所述第二活套法兰(16)为dn100活套法兰。9.如权利要求1所述的火箭氧自生增压管路装置，其特征在于，所述转接头部(22)为dn100转接头。10.如权利要求1所述的火箭氧自生增压管路装置，其特征在于，所述第一连接法兰(1)为连接发动机接口法兰，所述第二连接法兰(17)为连接氧箱接口法兰。

技术总结
本实用新型公开了一种火箭氧自生增压管路装置，包括连接法兰部，连接法兰部包括第一连接法兰和第二连接法兰，第一连接法兰和第二连接法兰分别设置在两端；转接头部，转接头部一端与第二连接法兰相连；管路部，管路部连接第一连接法兰和转接头部另一端；活套法兰部，活套法兰部设置在管路部上；变径管接头部，变径管接头部设置在管路部上；其中，从一端的第一连接法兰部到另一端的第二连接法兰部，通过变径管接头部实现管路部直径渐变递增。采用直径渐变式管路，靠近发动机一端采用直径较小的管路，靠近氧箱一端采用直径较大的管路，具有在保证氧气安全流速的情况下降低了氧自生增压管路、法兰的重量，优化管路结构的优点。优化管路结构的优点。优化管路结构的优点。


技术研发人员：戴华平 丁凤龙 沈涌滨
受保护的技术使用者：北京天兵科技有限公司
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/6/7