一种气密检测装置的制作方法

1.本发明属于检测设备技术领域，尤其涉及一种气密检测装置。


背景技术：

2.液体运载火箭发动机采用液体推进剂作为发动机的燃烧工质，液体推进剂包括燃烧剂与氧化剂，二者在燃烧室内混合燃烧产生高温高压燃气，通过喷管排出并产生推力，因此需要发动机推力室具有良好的密封性，保障易挥发的液体推进剂与高温高压燃气不会在发动机工作时泄漏至燃烧室外部。在火箭发动机装配、试验及总装过程中，需要多次对发动机推力室进行气密性检测，以保证发动机的质量及性能符合技术要求。
3.由于发动机推力室通常设计为拉瓦尔型面结构，具有独特的双圆弧喉部结构，使得传统的发动机推力室气密检测设备只能通过在推力室出口位置设置密封装置，才能完成对推力室的气密性检测工作。然而采用现有技术中的气密检测方式和设备，需要在发动机上增设用于连接气密检测设备的安装结构，造成增加发动机的整体质量以及增大其整体体积，若为了不增加发动机的整体质量而不增设安装结构，则只能在发动机未进行组装时进行气密检测，当发动机在系统总装或安装在火箭舱段之后则无法进行气密检测，导致产品可能存在质量隐患，影响液体运载火箭发动机质量的可靠性；且现有的气密检测装置组成结构复杂，安装和拆卸较为繁琐，不利于在操作空间极为有限的火箭内部进行发动机气密检测，影响液体运载火箭总装测试的作业效率。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种气密检测装置，旨在解决现有技术中的气密检测设备需要在发动机上增设用于连接气密检测设备的安装结构才能完成对推力室的气密检测工作，造成增加发动机的整体质量，且气密检测设备安装和拆卸较为繁琐，影响液体运载火箭总装测试的作业效率的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种气密检测装置，用于检测液体火箭发动机的推力室的密封性，所述推力室包括腔体和与所述腔体固定连接的拉瓦尔喷管，所述拉瓦尔喷管用于连通所述腔体的内部和外界，所述拉瓦尔喷管具有一窄喉；所述气密检测装置包括：
6.气密检测器；
7.进气组件，所述进气组件包括中空的进气管和支撑座，所述进气管的一端固定连接有所述支撑座，另一端设置有用于外接所述气密检测器的外接接口，所述支撑座贯穿设置有用于连通所述进气管和所述腔体的让位孔，所述支撑座的外径小于所述窄喉的内径；
8.具有弹性的密封塞，所述密封塞包括与所述窄喉相适配的圆弧部，以及分别设置在所述圆弧部的相对两侧的第一限位部和第二限位部，所述密封塞贯穿设置有供所述进气管穿过的穿透孔，所述穿透孔位于所述第一限位部的内侧壁向内凹陷形成有用于限制所述支撑座移动的抵接槽。
9.在一个实施例中，所述支撑座包括支撑部和与所述进气管的端部固定连接的连接部，所述支撑部呈圆台状，所述支撑部贯穿设置有所述让位孔，所述支撑部的内径和外径均呈自远离所述连接部的一端朝向靠近所述连接部的一端逐渐缩小，所述抵接槽的内径呈自远离所述圆弧部的一侧朝向靠近所述圆弧部的一侧逐渐缩小，所述支撑部的外表面和所述抵接槽的内壁贴合设置。
10.在一个实施例中，所述进气管的端部设置有用于固定连接所述支撑座的安装部，所述安装部上设置有供所述连接部置入的安装孔，所述安装孔的内侧壁设置有内螺纹，所述连接部的表面设置有与所述内螺纹相适配的外螺纹。
11.在一个实施例中，所述安装部的外表面向内凹陷形成有用于安装密封圈的密封槽。
12.在一个实施例中，所述第一限位部的周向侧壁凸设形成有与所述腔体的内壁抵接的密封凸起。
13.在一个实施例中，所述气密检测装置还包括固定组件和套设在所述进气管上的操作手柄，所述固定组件用于固定连接所述操作手柄和所述密封塞。
14.在一个实施例中，所述操作手柄包括支撑杆和设置在所述支撑杆的端部的操作部，所述固定组件包括套设在所述支撑杆上的第一固定环、套设在所述密封塞上的第二固定环，以及用于固定连接所述第一固定环和所述第二固定环的多个固定螺钉，所述第二限位部的表面向内凹陷形成有用于安装所述第二固定环的固定槽。
15.在一个实施例中，所述操作部的表面设置有防滑结构。
16.在一个实施例中，所述进气管上套设有用于限制所述操作手柄移动的限位挡圈，所述进气管的表面向内凹陷形成有供所述限位挡圈置入的第一限位槽。
17.在一个实施例中，所述进气管的表面向内凹陷形成有供所述限位挡圈置入的第二限位槽，所述第一限位槽和所述第二限位槽间隔设置，所述第二限位槽设置在所述第一限位槽的朝向所述密封塞的一侧。
18.本发明提供的气密检测装置所达到的有益效果在于：与现有的气密检测装置相比，本发明的气密检测装置用于检测液体火箭发动机的推力室的密封性，由于推力室通过拉瓦尔喷管连通腔体的内部和外界，拉瓦尔喷管具有一窄喉；气密检测装置通过在具有弹性的密封塞上设置有与窄喉相适配的圆弧部，圆弧部的相对两侧设置有第一限位部和第二限位部，利用密封塞能够产生弹性形变，将第一限位部伸入推力室的腔体内，并使圆弧部的表面与窄喉的内壁紧密贴合，再将固定连接在进气管的端部的支撑座置入密封塞上的抵接槽，为密封塞起到支撑固定作用，防止密封塞滑离推力室。在气密检测过程中，推力室内的气压作用在支撑座上，支撑座受力挤压密封塞，使得密封塞产生弹性形变，第一限位部紧密贴合在推力室的内壁，从而起到密封检测气体的作用；同时，在检测过程中，密封塞设置在推力室的窄喉处，其横截面积最小，在相同的检测压力下，推力室所受轴向力最小，从而能够防止推力室的内壁在检测过程中受损。本发明的气密检测装置的结构简单，安装和拆卸快捷，不仅能够在发动机未进行组装时对推力室进行气密检测，而且适用于在操作空间极为有限的总装过程中对发动机推力室进行气密检测，保障液体运载火箭发动机质量的可靠性，有效提升液体运载火箭总装测试的作业效率，缩短火箭发射前的准备时长。
附图说明
19.图1是本发明的一种实施例提供的气密检测装置的剖视结构示意图一；
20.图2是本发明的一种实施例提供的气密检测装置的剖视结构示意图二；
21.图3是本发明的一种实施例提供的气密检测装置的剖视结构示意图三；
22.图4是本发明的一种实施例提供的气密检测装置的密封塞的剖视结构示意图；
23.图5是本发明的一种实施例提供的气密检测装置的进气管的剖视结构示意图；
24.图6是本发明的一种实施例提供的气密检测装置的支撑座的剖视结构示意图；
25.图7是本发明的一种实施例提供的气密检测装置的操作手柄的剖视结构示意图。
26.其中，图中各附图标记：
27.1、推力室；11、拉瓦尔喷管；111、窄喉；2、密封圈；3、限位挡圈；4、密封塞；41、第一限位部；411、密封凸起；42、圆弧部；43、第二限位部；431、固定槽；44、穿透孔；45、抵接槽；5、进气组件；51、进气管；511、外接接口；512、安装部；5121、安装孔；5122、密封槽；513、第一限位槽；514、第二限位槽；52、支撑座；521、让位孔；522、支撑部；523、连接部；6、操作手柄；61、支撑杆；62、操作部；621、防滑结构；7、固定组件；71、第一固定环；72、第二固定环；73、固定螺钉。
具体实施方式
28.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
29.本发明的气密检测装置通过在具有弹性的密封塞4上设置有与窄喉111相适配的圆弧部42，圆弧部42的相对两侧设置有第一限位部41和第二限位部43，利用密封塞4能够产生弹性形变，将第一限位部41伸入推力室1的腔体内，并使圆弧部42的表面与窄喉111的内壁紧密贴合，再将固定连接在进气管51的端部的支撑座52置入密封塞4上的抵接槽45，为密封塞4起到支撑固定作用，防止密封塞4滑离推力室1。在气密检测过程中，推力室1内的气压作用在支撑座52上，支撑座52受力挤压密封塞4，使得密封塞4产生弹性形变，第一限位部41紧密贴合在推力室1的内壁，从而起到密封检测气体的作用；同时，在检测过程中，密封塞4设置在推力室1的窄喉111处，其横截面积最小，在相同的检测压力下，推力室1所受轴向力最小，从而能够防止推力室1的内壁在检测过程中受损。本发明的气密检测装置的结构简单，安装和拆卸快捷，不仅能够在发动机未进行组装时对推力室1进行气密检测，而且适用于在操作空间极为有限的总装过程中对发动机推力室1进行气密检测，保障液体运载火箭发动机质量的可靠性，有效提升液体运载火箭总装测试的作业效率，缩短火箭发射前的准备时长。
30.实施例一
31.请一并参阅图1至图3，在本实施例中，本发明提供的一种气密检测装置，用于检测液体火箭发动机的推力室1的密封性，推力室1包括腔体和与腔体固定连接的拉瓦尔喷管11，拉瓦尔喷管11用于连通腔体的内部和外界，拉瓦尔喷管11具有一窄喉111；气密检测装置包括：
32.气密检测器；
33.进气组件5，进气组件5包括中空的进气管51和支撑座52，进气管51的一端固定连接有支撑座52，另一端设置有用于外接气密检测器的外接接口511，支撑座52贯穿设置有用于连通进气管51和腔体的让位孔521，支撑座52的外径小于窄喉111的内径；
34.具有弹性的密封塞4，密封塞4包括与窄喉111相适配的圆弧部42，以及分别设置在圆弧部42的相对两侧的第一限位部41和第二限位部43，密封塞4贯穿设置有供进气管51穿过的穿透孔44，穿透孔44位于第一限位部41的内侧壁向内凹陷形成有用于限制支撑座52移动的抵接槽45。
35.当需要对发动机的推力室1进行气密检测时，将进气组件5的支撑座52推离密封塞4的抵接槽45，由于支撑座52的外径小于窄喉111的内径，将支撑座52通过推力室1的窄喉111置入推力室1的腔体；利用密封塞4能够产生弹性形变，且第一限位部41失去支撑座52的支撑，通过外力挤压将第一限位部41穿过窄喉111并伸入推力室1的腔体内，使密封塞4的圆弧部42的表面与窄喉111的内壁紧密贴合；此时，通过拉动进气管51，将固定连接在进气管51的端部的支撑座52置入密封塞4上的抵接槽45，为密封塞4起到支撑固定作用，防止密封塞4滑离推力室1。通过进气管51的外接接口511连接气密检测器，检测气体流经中空的进气管51和支撑座52的让位孔521，进入推力室1的腔体内，对腔体的内部进行增压；在气体压力的作用下，推力室1内的气压作用在支撑座52上，支撑座52受力挤压密封塞4，使得密封塞4产生弹性形变，第一限位部41紧密贴合在推力室1的内壁，从而起到密封检测气体的作用。
36.待气密检测作业完成时，将支撑座52推离密封塞4的抵接槽45，使密封塞4失去支撑座52的支撑固定作用，通过外力将密封塞4从推力室1内拉出，完成将气密检测装置从发动机上拆除。
37.在检测过程中，密封塞4设置在推力室1的窄喉111处，其横截面积最小，在相同的检测压力下，推力室1所受轴向力最小，从而能够防止推力室1的内壁在检测过程中受损。同时，气密检测装置的结构简单，安装和拆卸快捷，不仅能够在发动机未进行组装时对推力室1进行气密检测，而且适用于在操作空间极为有限的总装过程中对发动机推力室1进行气密检测，保障液体运载火箭发动机质量的可靠性，有效提升液体运载火箭总装测试的作业效率，缩短火箭发射前的准备时长。
38.可选地，密封塞4选用橡胶材质，采用模压成型工艺。
39.实施例二
40.请一并参阅图4和图6，在本实施例中，进气组件5的支撑座52包括支撑部522和与进气管51的端部固定连接的连接部523，支撑部522呈圆台状，支撑部522贯穿设置有让位孔521，支撑部522的内径和外径均呈自远离连接部523的一端朝向靠近连接部523的一端逐渐缩小，抵接槽45的内径呈自远离圆弧部42的一侧朝向靠近圆弧部42的一侧逐渐缩小，支撑部522的外表面和抵接槽45的内壁贴合设置。通过将支撑部522的内表面呈锥面设置，能够增大推力室1内的气体压力作用在支撑部522的内表面的受力面积，能够将作用力更为均匀地作用在第一限位部41上，使得支撑部522的外表面和抵接槽45的内壁更为贴合的同时，密封塞4的第一限位部41受力挤压，产生弹性形变，使得第一限位部41更为紧密贴合在推力室1的内壁，有利于提升密封效果，防止气体泄漏。
41.可选地，抵接槽45的内侧壁的倾斜角度和支撑部522的外侧壁的倾斜角度相同。
42.可选地，抵接槽45的内侧壁的倾斜角度为45
°
至60
°
，支撑部522的外侧壁的倾斜角
度为45
°
至60
°
。
43.实施例三
44.请进一步参阅图4，在本实施例中，密封塞4的第一限位部41的周向侧壁凸设形成有与腔体的内壁抵接的密封凸起411，密封凸起411与推力室1的窄喉111过盈配合，使得第一限位部41更为紧密贴合在推力室1的内壁，有利于提升密封效果，防止气体泄漏。
45.实施例四
46.请一并参阅图5和图6，在本实施例中，进气管51的端部设置有用于固定连接支撑座52的安装部512，安装部512上设置有供连接部523置入的安装孔5121，安装孔5121的内侧壁设置有内螺纹，连接部523的表面设置有与内螺纹相适配的外螺纹，通过将支撑座52的连接部523置入安装部512上的安装孔5121，并通过螺纹连接的方式将支撑座52稳固地连接在进气管51的端部，结构简单，便于组装和拆卸。
47.实施例五
48.请一并参阅图3和图5，在本实施例中，进气管51的安装部512的外表面向内凹陷形成有用于安装密封圈2的密封槽5122，将密封圈2套设在安装部512的密封槽5122内，用于密封密封塞4和进气管51之间的间隙，防止气体泄漏，有利于提升密封效果。
49.实施例六
50.请一并参阅图1、图2、图3和图7，在本实施例中，气密检测装置还包括固定组件7和套设在进气管51上的操作手柄6，固定组件7用于固定连接操作手柄6和密封塞4，通过固定组件7将操作手柄6和密封塞4固定连接，使得作业人员在对发动机的推力室1进行气密检测时，在密封塞4失去支撑座52的支撑作用的情况下，能够通过操作手柄6将外力施加至密封塞4，从而实现挤压密封塞4，使第一限位部41穿过窄喉111并伸入推力室1的腔体内，或者通过操作手柄6将密封塞4从推力室1内拉出，使得气密检测装置的安装和拆卸更为快捷，有利于提升液体运载火箭总装测试的作业效率，缩短火箭发射前的准备时长。
51.实施例七
52.请参阅图7，在本实施例中，操作手柄6包括支撑杆61和设置在支撑杆61的端部的操作部62，支撑杆61部分置入密封塞4的穿透孔44内，为密封塞4起到支撑作用，作业人员通过施加外力至操作部62，并由支撑杆61将外力传递至密封塞4，实现对密封塞4进行安装或拆卸。
53.可选地，固定组件7包括套设在支撑杆61上的第一固定环71、套设在密封塞4上的第二固定环72，以及用于固定连接第一固定环71和第二固定环72的多个固定螺钉73，第二限位部43的表面向内凹陷形成有用于安装第二固定环72的固定槽431，通过将第二固定环72安装在第二限位部43的固定槽431内，第一固定环71和第二固定环72均沿其周向均匀布设有用于与多个固定螺钉73螺纹连接的螺纹孔，利用多个固定螺钉73螺纹连接第一固定环71和第二固定环72，从而实现将密封塞4和操作手柄6固定连接，结构简单，便于组装和拆卸。
54.实施例八
55.请进一步参阅图7，在本实施例中，操作手柄6的操作部62的表面设置有防滑结构621，能够有效增大作业人员的手部和操作部62之间的摩擦力，使得作业人员操作时更为省力。
56.实施例九
57.请一并参阅图1、图2、图3和图5，在本实施例中，进气组件5的进气管51上套设有用于限制操作手柄6移动的限位挡圈3，进气管51的表面向内凹陷形成有供限位挡圈3置入的第一限位槽513，通过在进气管51上设置有供安装限位挡圈3的第一限位槽513，使得作业人员能够快速将限位挡圈3安装至进气管51上的预设位置，将限位挡圈3套设在进气管51的第一限位槽513内，能够限制操作手柄6相对进气管51移动的移动区间，防止操作手柄6从进气管51上滑离，有利于提升用于体验。
58.实施例十
59.请进一步参阅图3和图5，在本实施例中，进气管51的表面向内凹陷形成有供限位挡圈3置入的第二限位槽514，第一限位槽513和第二限位槽514间隔设置，第二限位槽514设置在第一限位槽513的朝向密封塞4的一侧，通过在进气管51的表面设置有供限位挡圈3置入的第二限位槽514，使得作业人员能够快速将限位挡圈3安装至进气管51上的预设位置，将限位挡圈3套设在第二限位槽514内，实现在气密检测装置处于工作状态时，限位挡圈3能够限制操作手柄6相对进气管51产生位移，防止因作业人员误操作，导致密封塞4失去支撑并从推力室1内脱离；待气密检测作业完成时，将限位挡圈3从第二限位槽514置出并置入第一限位槽513，使得操作手柄6能够在预设的移动区间内相对进气管51移动，从而将支撑座52推离密封塞4的抵接槽45，使密封塞4失去支撑座52的支撑固定作用，作业人员通过拉动操作手柄6将密封塞4从推力室1内拉出，进而完成将气密检测装置从发动机上拆除，有利于提升气密检测装置的结构稳定性和可靠性。
60.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种气密检测装置，用于检测液体火箭发动机的推力室的密封性，所述推力室包括腔体和与所述腔体固定连接的拉瓦尔喷管，所述拉瓦尔喷管用于连通所述腔体的内部和外界，所述拉瓦尔喷管具有一窄喉；其特征在于，所述气密检测装置包括：气密检测器；进气组件，所述进气组件包括中空的进气管和支撑座，所述进气管的一端固定连接有所述支撑座，另一端设置有用于外接所述气密检测器的外接接口，所述支撑座贯穿设置有用于连通所述进气管和所述腔体的让位孔，所述支撑座的外径小于所述窄喉的内径；具有弹性的密封塞，所述密封塞包括与所述窄喉相适配的圆弧部，以及分别设置在所述圆弧部的相对两侧的第一限位部和第二限位部，所述密封塞贯穿设置有供所述进气管穿过的穿透孔，所述穿透孔位于所述第一限位部的内侧壁向内凹陷形成有用于限制所述支撑座移动的抵接槽。2.如权利要求1所述的气密检测装置，其特征在于：所述支撑座包括支撑部和与所述进气管的端部固定连接的连接部，所述支撑部呈圆台状，所述支撑部贯穿设置有所述让位孔，所述支撑部的内径和外径均呈自远离所述连接部的一端朝向靠近所述连接部的一端逐渐缩小，所述抵接槽的内径呈自远离所述圆弧部的一侧朝向靠近所述圆弧部的一侧逐渐缩小，所述支撑部的外表面和所述抵接槽的内壁贴合设置。3.如权利要求2所述的气密检测装置，其特征在于：所述进气管的端部设置有用于固定连接所述支撑座的安装部，所述安装部上设置有供所述连接部置入的安装孔，所述安装孔的内侧壁设置有内螺纹，所述连接部的表面设置有与所述内螺纹相适配的外螺纹。4.如权利要求3所述的气密检测装置，其特征在于：所述安装部的外表面向内凹陷形成有用于安装密封圈的密封槽。5.如权利要求1至4任一项所述的气密检测装置，其特征在于：所述第一限位部的周向侧壁凸设形成有与所述腔体的内壁抵接的密封凸起。6.如权利要求1至4任一项所述的气密检测装置，其特征在于：所述气密检测装置还包括固定组件和套设在所述进气管上的操作手柄，所述固定组件用于固定连接所述操作手柄和所述密封塞。7.如权利要求6所述的气密检测装置，其特征在于：所述操作手柄包括支撑杆和设置在所述支撑杆的端部的操作部，所述固定组件包括套设在所述支撑杆上的第一固定环、套设在所述密封塞上的第二固定环，以及用于固定连接所述第一固定环和所述第二固定环的多个固定螺钉，所述第二限位部的表面向内凹陷形成有用于安装所述第二固定环的固定槽。8.如权利要求7所述的气密检测装置，其特征在于：所述操作部的表面设置有防滑结构。9.如权利要求6所述的气密检测装置，其特征在于：所述进气管上套设有用于限制所述操作手柄移动的限位挡圈，所述进气管的表面向内凹陷形成有供所述限位挡圈置入的第一限位槽。10.如权利要求9所述的气密检测装置，其特征在于：所述进气管的表面向内凹陷形成有供所述限位挡圈置入的第二限位槽，所述第一限位槽和所述第二限位槽间隔设置，所述第二限位槽设置在所述第一限位槽的朝向所述密封塞的一侧。

技术总结
本发明适用于检测设备技术领域，提供一种气密检测装置，包括气密检测器、进气组件和具有弹性的密封塞，进气组件包括中空的进气管和支撑座，进气管的一端固定连接有支撑座，另一端设置有用于外接气密检测器的外接接口，支撑座贯穿设置有用于连通进气管和腔体的让位孔，密封塞包括与窄喉相适配的圆弧部，以及第一限位部和第二限位部，密封塞贯穿设置有供进气管穿过的穿透孔，穿透孔位于第一限位部的内侧壁向内凹陷形成有用于限制支撑座移动的抵接槽。本发明中，气密检测装置结构简单，安装和拆卸快捷，保障液体运载火箭发动机质量的可靠性，有效提升液体运载火箭总装测试的作业效率，缩短火箭发射前的准备时长。短火箭发射前的准备时长。短火箭发射前的准备时长。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：宁波天擎航天科技有限公司
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/8/13