ES2953689T3 - El inyector de pivote de seguimiento - Google Patents

Abstract

El objeto de la invención es el inyector de seguimiento de pivote con amortiguador interno, que comprende un casquillo de cierre móvil embebido en un cuerpo, cuyo cuerpo tiene al menos un orificio de salida, al menos un orificio de entrada y un orificio de presión ambiental, y además tiene un resorte pretensado incrustado entre el casquillo de cierre y el cuerpo, caracterizado porque el casquillo de cierre está sellado mediante fuelles de resorte, en cuyo lado interior se aplica la presión ambiental a través del orificio de presión ambiental, mientras que en el lado opuesto al fuelle el casquillo de cierre está provisto de un pistón con al menos un orificio por donde fluye el combustible, en donde dicho pistón se mueve dentro de un cilindro y el casquillo de cierre está unido coaxialmente dentro del cuerpo y es presionado por el resorte, que en al menos un extremo posición cierra el orificio de salida y en al menos la segunda posición extrema abre el orificio de salida. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

El inyector de pivote de seguimiento

El objeto de la invención es un inyector de pivote con un sistema de acción de seguimiento, aplicable a motores de cohete impulsados por un propulsante líquido.

Técnica anterior

El documento US3700209 divulga un sistema de válvulas aplicable a motores de cohetes impulsados por un propul­ sante líquido, que utiliza numerosos fuelles y amortiguadores. El documento describe un complejo sistema de válvu­ las, en el que un pivote en una válvula reguladora o en una válvula de inyección se compensa dinámicamente por medio de numerosos canales formados en el pivote. Estos canales están distribuidos de tal manera que igualan sucesivamente la presión que crece en el cilindro, hasta compensar las fuerzas generadas por el fluido que fluye a través del pivote. Cuando cada canal consecutivo está expuesto al impacto de una presión superior a la presión en la cámara de compensación, la fuerza generada compensará la fuerza generada en el pivote por un fluido que fluye a través de la válvula.

El documento US8141338 divulga un dispositivo para inyectar combustible líquido con un alto grado de modulación del caudal y una velocidad de inyección estable, que puede cerrarse con fines de desactivación y reencendido, colo­ cado en un extremo superior de una pared de la cámara de combustión de un motor cohete. El dispositivo compren­ de al menos un canal de suministro para suministrar combustible desde un depósito y un primer y segundo canales aceleradores concéntricos anulares, conectados a los canales de suministro y con salidas que se abren a través de la sección de inyección anular primera y segunda , respectivamente, situadas en el plano que es sustancialmente perpendicular al eje de la cámara. El primer y el segundo canales anulares concéntricos están orientados de manera que sean convergentes uno con el otro, debido a lo cual se sitúan sustancialmente a lo largo del eje de la cámara, formando un ángulo predefinido de tal manera que se generen dos corrientes de combustible líquido inyectado. Las válvulas descritas utilizan una amortiguación viscosa realizada por medio de un orificio en un cilindro.

El documento US3043104 divulga un sistema de válvula con una aguja, aplicable a aeronaves propulsadas por un propulsor líquido. El sistema comprende una tubería de combustible de entrada que conecta una fuente de combus­ tible al motor a reacción de una aeronave, la tubería de combustible de entrada tiene al menos una bomba Venturi conectada en serie a una entrada, y los extremos de salida tienen una boquilla de chorro. El sistema descrito com­ prende una válvula de dispensación y una válvula de control de la diferencia de presión, y un canal que conecta la citada válvula de control a la válvula de dispensación. La citada válvula de control dirige todo el combustible sobran­ te, cuyo flujo hacia el motor está bloqueado por la válvula dosificadora, hacia la citada boquilla de la bomba Venturi con el fin de convertir la energía potencial y cinética del combustible no utilizado en energía potencial del combusti­ ble en el lado de entrada de la bomba, exclusivamente por medio de la citada bomba Venturi. Las válvulas descritas utilizan una amortiguación viscosa realizada a través de un orificio en un cilindro.. El ocumento US3234731A divulga un inyector de acuerdo con la técnica anterior.

Descripción detallada de la divulgación

El objeto de la invención era crear un inyector para un motor de cohete propulsado por propulsante líquido con una acción de seguimiento con amortiguación viscosa, que proporcionara un cambio continuo de los parámetros de in­ yección, caracterizándose también por un diseño simple y compacto.

Un pivote, inyector de seguimiento con un amortiguador interno, que comprende un casquillo de cierre móvil incrus­ tado en un cuerpo, teniendo el citado cuerpo al menos un orificio de salida, al menos un orificio de entrada y un orificio de presión ambiente, y teniendo también un resorte pretensado, incrustado entre el casquillo de cierre y el cuerpo de acuerdo con la invención, se caracteriza porque el casquillo de cierre está sellado por fuelles de resorte, a cuyo lado interior se aplica la presión ambiente a través del orificio de presión ambiente, mientras que en el lado opuesto al fuelle, el casquillo de cierre está provisto de un pistón con al menos un orificio a través del cual fluye el combustible, en el que el citado pistón se mueve dentro del cilindro y el casquillo de cierre está unido coaxialmente dentro del cuerpo, y es presionado por el resorte, que en al menos una posición extrema cierra el orificio de salida, y en al menos la segunda posición extrema abre el orificio de salida.

Preferiblemente, el cilindro está unido coaxialmente con respecto al cuerpo en el lado opuesto al fuelle, en el lado del casquillo de cierre.

Preferiblemente, al menos un orificio de salida, y más preferiblemente todos los orificios de salida, están situados en la superficie lateral del cuerpo.

Preferiblemente, la superficie lateral exterior del cuerpo es la superficie lateral de un cilindro o de una figura sólida cuya sección transversal tiene forma de elipse.

Alternativamente preferiblemente, la superficie lateral exterior del cuerpo es la superficie lateral de un prisma.

Preferiblemente, la sección transversal de la superficie lateral exterior del cuerpo tiene una forma diferente de la sección transversal de la superficie exterior del casquillo de cierre móvil.

Preferiblemente, el orificio de entrada y el orificio de presión ambiente están situados en el lado opuesto del casquillo de cierre con respecto al orificio de salida.

La solución se caracteriza por un diseño sencillo y compacto. Funciona automáticamente en respuesta a los cam­ bios en el caudal de combustible, y las características del inyector pueden modificarse seleccionando el resorte y los parámetros del amortiguador. El inyector dispone de un amortiguador interior que evita las oscilaciones de alta fre­ cuencia. El uso del fuelle de estanqueidad permitió eliminar las juntas de contacto. Esto tiene un efecto ventajoso sobre la estanqueidad del sistema y su sensibilidad.

Realizaciones preferidas de la invención

La invención se presentará detenidamente en realizaciones preferidas, con referencia a los dibujos que se acompa­ ñan, en los que:

la figura 1 presenta una sección axial en un plano vertical,

la figura 2 presenta una sección transversal en el plano B-B, mientras que

la figura 3 presenta un esquema simplificado de un motor cohete con inyector montado.

En una realización preferida, el inyector 13 comprende un cuerpo exterior 1 en forma de casquillo estacionario, ter­ minado con una tapa de cegado, junto con un cilindro amortiguador 2 integrado. Un casquillo de cierre móvil 3 se desplaza en el interior, cubriendo los orificios de salida 9 y siendo presionado por un resorte de presión 5 y un fuelle de estanqueidad 4. El combustible se suministra a través de los orificios de entrada 7, mientras que la presión exte­ rior (ambiente) se aplica a un orificio 8. En el interior del cilindro 2 se desplaza un émbolo 10 con un orificio 6.

La figura 2 presenta una realización preferida, en la que la sección transversal del cuerpo 1 y del casquillo de cierre móvil 3 tiene una forma ovalada, axialmente simétrica.

En otra realización preferida, la sección transversal tanto del cuerpo 1 como del casquillo de cierre móvil 3 puede ser poligonal (cóncava o convexa).

En una realización preferida, la forma de la sección transversal del cuerpo 1 corresponde a la forma de la sección transversal del casquillo de cierre móvil 3. En la realización presentada en los dibujos, la sección transversal de la superficie exterior, tanto del cuerpo 1 como del casquillo de cierre móvil 3, es un círculo.

Alternativamente, en una realización preferida, la sección transversal del cuerpo 1 puede tener una forma diferente a la de la sección transversal del casquillo de cierre móvil 3.

La figura 3 presenta esquemáticamente el posicionamiento del inyector 13 en un motor cohete. El inyector 13 se coloca en la cámara de un motor cohete 12. Un conducto de suministro de combustible 14 y un conducto de suminis­ tro de oxidante 15 están conectados al inyector 13. En el motor cohete 12, dentro de la cámara de combustión, el inyector 13 inyecta el combustible 16, que se mezcla con el oxidante 17 durante el funcionamiento del motor.

Descripción de la operación

El combustible presurizado fluye dentro del inyector 13 a través de los orificios de entrada 7. Debido a la diferencia de presión entre el interior del inyector 13 y la presión ambiente que se aplica al orificio 8, se produce un desplaza­ miento del casquillo de cierre 3, que provoca la apertura de los orificios de salida 9. Debido a la compensación de fuerzas de la presión aplicada al casquillo de cierre móvil 3 y la fuerza en el resorte 5, la posición del casquillo de cierre móvil 3 se vuelve fija con respecto al casquillo estacionario 1. De este modo se limita la sección transversal de los orificios de salida del combustible 9. Un cambio de presión en la cámara de combustión desequilibra las fuerzas aplicadas al casquillo de cierre móvil 3, lo que da lugar a la fijación de una nueva posición con respecto al casquillo estacionario 1, y por tanto a un cambio en el caudal de combustible que sale del inyector 13. Para evitar los movi­ mientos rápidos de cambio del casquillo, que se producen debido a los cambios de presión resultantes de la com­ bustión desigual, se ha utilizado un amortiguador viscoso, que consiste en el pistón 10 conectado al casquillo de cierre móvil 3, que funciona dentro del cilindro 2 integrado con la tapa de cierre. En el interior del pistón 10 hay orifi­ cios 6 que permiten el flujo de combustible entre el interior del inyector 13 y el interior del cilindro 2. La fuerza de amortiguación generada debido al flujo de combustible a través de los orificios 6 depende del tamaño y el número de los orificios 6 del amortiguador 10.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. Un inyector de pivote de seguimiento (13) con un amortiguador interno, que comprende un casquillo de cierre móvil (3) incrustado en un cuerpo (1), teniendo dicho cuerpo (1) al menos un orificio de salida (9), al menos un orificio de entrada (7) y un orificio de presión ambiente (8), y un resorte pretensado (5) incrustado entre el casquillo de cierre (3) y el cuerpo (1), que se caracteriza por que el casquillo de cierre (3) está sellado por fuelles elásticos (4), a cuyo lado interior se aplica la presión ambiente a través del orificio de presión ambiente (8), y en el lado opuesto al fuelle, el casquillo de cierre (3) está provisto de un pistón (10) con al menos un orificio (6) a través del cual fluye el combustible, en el que el citado pistón (10) se mueve dentro de un cilindro (2) y el cas­ quillo de cierre (3) está unido coaxialmente dentro del cuerpo (1) y es presionado por el resorte (5), que en al menos una posición extrema cierra el orificio de salida (9) y en al menos la segunda posición extrema abre el orificio de salida (9).

2. El inyector de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza por que el cilindro (2) está unido coaxialmen­ te con respecto al cuerpo (1) en el lado opuesto al fuelle (4), en el lado del casquillo de cierre (3).

3. El inyector de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, que se caracteriza por que al menos un orificio de salida (9), y preferiblemente todos los orificios de salida (9), están situados en la superficie lateral del cuerpo (1).

4. El inyector de acuerdo con la reivindicación 1,2 ó 3, que se caracteriza por que la superficie lateral exterior del cuerpo (1) es la superficie lateral de un cilindro o de una figura sólida cuya sección transversal tiene forma de elipse.

5. El inyector de acuerdo con la reivindicación 1,2 ó 3, que se caracteriza por que la superficie lateral exterior del cuerpo (1) es la superficie lateral de un prisma.

6. El inyector de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 5, que se caracteriza por que la sección transversal de la superficie lateral exterior del cuerpo (1) tiene una forma diferente de la sección transversal de la superficie exterior del casquillo de cierre móvil (3).

7. El inyector de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones de 1 a 6, que se caracteriza por que el orificio de entrada (7) y el orificio de presión ambiente (8) están situados en el lado opuesto del casquillo de cierre (3) con respecto al orificio de salida (9).