【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及送水閥及其設計方法、冷卻水供應系統，具體涉及可抑制水擊的大口徑送水閥及其設計方法、火箭發動機試車臺冷卻水供應系統。
技術介紹
1、隨著火箭發動機試驗技術的快速發展，火箭發動機試車臺的安全性來越受到重視。火箭發動機在熱試車時噴射出的高溫高速氣流具有很大的沖蝕力，同時也會帶來大量噪音。對于火箭發動機試車臺，火箭熱試車時產生的高溫高速燃氣射流如何導出，以及導流結構的安全性問題顯得尤為重要，這將直接影響試車臺結構的穩定和安全性，同樣重要的是降低發動機產生的噪音對周圍環境的影響。
2、在火箭發動機試車臺或發射臺，常常通過對火箭發動機工作時產生的高溫燃氣添加大流量的冷卻水，用于降低燃氣溫度，保護試車臺結構，同時降低高溫燃氣產生的噪音。
3、隨著大推力運載火箭研制進程加快，火箭發動機的推力不斷增加，對應產生的高溫高壓燃氣量更大溫度更高，噪音更大。故在火箭發動機試車臺的建設時，需要對其設計一套冷卻水供應系統，以有效地減弱高溫燃氣對導流區域的燒蝕和沖刷，同時降低試車產生的噪音的問題。為了保證試車臺冷卻水的供應穩定，冷卻水的供應常利用地勢的高差(如80m)，通過打開水源隔離閥和試車臺的冷卻水送水閥，保證冷卻水供應的壓力和流量。
4、在試驗準備階段，先打開水源隔離旁通閥對冷卻水管道進行充填。當管路充填完成后，打開水源隔離閥。按照預定的控制程序，打開試車臺的冷卻水送水閥，通過導流槽板的供水系統進行冷卻水供應，然后參與發動機試車，試車完成后需要關閉冷卻水送水閥，并關閉水源隔離旁通閥和水源隔離閥。現有冷卻水
技術實現思路
1、本專利技術的目的是解決現有火箭發動機試車臺冷卻水供應系統中冷卻水送水閥易導致冷卻水管道內出現壓力波動振蕩，從而使系統穩定性降低的問題，而提供可抑制水擊的大口徑送水閥及其設計方法、火箭發動機試車臺冷卻水供應系統。
2、本專利技術的設計思路為：設計一種帶有溢流旁通結構的冷卻水送水閥，實現不同冷卻水流量下冷卻水的溢流旁通，從而冷卻水送水閥的關閉過程中抑制冷卻水管道的水擊壓力，減少冷卻水管道的破壞程度。
3、為實現上述目的，本專利技術所提供的技術解決方案是：
4、可抑制水擊的大口徑送水閥，包括閥體和設置在閥體內的球形閥芯，閥芯的徑向方向設置有流道，所述閥芯與外部電驅動裝置連接，其特殊之處在于：
5、所述閥體上設置有第一泄壓孔、第二泄壓孔和第三泄壓孔，第一泄壓孔、第二泄壓孔和第三泄壓孔位于同一高度，且第一泄壓孔、第二泄壓孔和第三泄壓孔與流道(53)的位置關系同時滿足：
6、a、在閥芯的關閉過程中，存在一個第一泄壓孔、第二泄壓孔和第三泄壓孔均與流道連通的時刻；
7、b、在閥芯完全關閉后，有且僅有第三泄壓孔與流道連通。
8、進一步地，定義第一泄壓孔、第二泄壓孔、第三泄壓孔的內徑依次為d1、d2、d3，則d1>d2>d3。
9、進一步地，定義所述流道的內徑為d，則所述所述所述
10、進一步地，定義所述第一泄壓孔靠近閥體內壁一端的中心點與第二泄壓孔靠近閥體內壁一端的中心點之間的距離為d4，第二泄壓孔靠近閥體內壁一端的中心點與第三泄壓孔靠近閥體內壁一端的中心點之間的距離為d5，則d4＝d5。
11、同時，本專利技術還提供了上述可抑制水擊的大口徑送水閥的設計方法，所述送水閥用于火箭發動機試車臺冷卻水供應系統，其特殊之處在于，包括以下步驟：
12、步驟1、根據火箭發動機試車臺冷卻水供應系統確定冷卻水的流量和壓力，根據冷卻水的流量和壓力確定閥體、閥芯和流道的尺寸；
13、步驟2、根據步驟1確定的閥體、閥芯和流道的尺寸，分別確定第一泄壓孔、第二泄壓孔和第三泄壓孔的孔徑；
14、步驟3、根據閥體、閥芯和流道的尺寸以及第一泄壓孔、第二泄壓孔和第三泄壓孔的孔徑，確定第一泄壓孔、第二泄壓孔和第三泄壓孔的位置，使得當閥芯完全關閉后，有且僅有第三泄壓孔與流道連通，同時滿足在閥芯關閉過程中，存在一個第一泄壓孔、第二泄壓孔和第三泄壓孔均與流道連通的時刻；
15、步驟4、在仿真軟件中建立與步驟1所述尺寸相同的閥體、閥芯和流道模型，然后根據第一泄壓孔、第二泄壓孔和第三泄壓孔的孔徑和位置數據，在所述閥體模型上對應位置模擬加工出第一泄壓孔、第二泄壓孔和第三泄壓孔，得到送水閥模型；
16、步驟5、模擬建立火箭發動機試車臺冷卻水供應系統，將步驟4中的送水閥模型模擬安裝在系統的冷卻水管道上，進行模擬試驗，獲取冷卻水管道內全程的壓力振蕩數據，若該壓力振蕩數據滿足需求，則完成可抑制水擊的大口徑送水閥的設計；若該壓力振蕩數據不滿足需求，則返回步驟2重新進行設計，直至壓力振蕩數據滿足需求。
17、此外，本專利技術還提供了火箭發動機試車臺冷卻水供應系統，包括冷卻水管道、噴水裝置以及依次設置在冷卻水管道上的水源隔離閥和冷卻水送水閥，所述冷卻水管道一端與高位貯水池連接，冷卻水管道的另一端與噴水裝置連接，水源隔離閥靠近高位貯水池設置，冷卻水管道上還設置有與水源隔離閥并聯的水源隔離旁通閥；其特殊之處在于：
18、所述冷卻水送水閥采用上述可抑制水擊的大口徑送水閥。
19、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
20、1、本專利技術提供的可抑制水擊的大口徑送水閥，在其閥體上設置了第一泄壓孔、第二泄壓孔和第三泄壓孔，可以將冷卻水供應時因振蕩帶來的能量及時釋放，直接降低冷卻水對管道內壁的水擊壓力。
21、2、本專利技術提供的可抑制水擊的大口徑送水閥，閥體結構簡單，原理簡潔，可靠性好；冷卻水送水閥完全關閉后，可自動泄出閥芯內的液體，降低閥體承載壓力，同時避免了水在閥芯內結冰，提高了閥體的可靠性。
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1.可抑制水擊的大口徑送水閥，包括閥體(51)和設置在閥體(51)內的球形閥芯(52)，閥芯(52)的徑向方向設置有流道(53)，所述閥芯(52)與外部電驅動裝置連接，其特征在于：
2.根據權利要求1所述的可抑制水擊的大口徑送水閥，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的可抑制水擊的大口徑送水閥，其特征在于：
4.根據權利要求2或3所述的可抑制水擊的大口徑送水閥，其特征在于：
5.權利要求1至4任一所述的可抑制水擊的大口徑送水閥的設計方法，所述送水閥用于火箭發動機試車臺冷卻水供應系統，其特征在于，包括以下步驟：
6.火箭發動機試車臺冷卻水供應系統，包括冷卻水管道(4)、噴水裝置(6)以及依次設置在冷卻水管道(4)上的水源隔離閥(2)和冷卻水送水閥(5)，所述冷卻水管道(4)一端與高位貯水池(1)連接，冷卻水管道(4)的另一端與噴水裝置(6)連接，水源隔離閥(2)靠近高位貯水池(1)設置，冷卻水管道(4)上還設置有與水源隔離閥(2)并聯的水源隔離旁通閥(3)；其特征在于：
【技術特征摘要】
1.可抑制水擊的大口徑送水閥，包括閥體(51)和設置在閥體(51)內的球形閥芯(52)，閥芯(52)的徑向方向設置有流道(53)，所述閥芯(52)與外部電驅動裝置連接，其特征在于：
2.根據權利要求1所述的可抑制水擊的大口徑送水閥，其特征在于：
3.根據權利要求2所述的可抑制水擊的大口徑送水閥，其特征在于：
4.根據權利要求2或3所述的可抑制水擊的大口徑送水閥，其特征在于：
5.權利要求1至4任一所述的可抑制水擊的大口...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張洪春，于軍，麻軍德，徐鴻鵬，劉強，梁永鵬，王宏亮，張路路，
申請(專利權)人：西安航天動力試驗技術研究所，
類型：發明
國別省市：
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