[發明專利]一種高溫高速金屬粒子發生器

在審

• 申請號: 201610960713.1
• 申請日: 2016-11-04
• 公開（公告）號: CN107631322A
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 鄧康清;龐愛民;魯銳華;余小波;吳敏;郭春亮;向進;王亞;朱雯娟;王相宇;張國濤;張志軍
• 申請（專利權）人: 湖北航天化學技術研究所
• 主分類號: F23Q13/00
• 分類號: F23Q13/00;F23G7/06;F41F3/04
• 代理公司: 襄陽中天信誠知識產權事務所42218
• 代理人: 何靜月

技術領域

本發明涉及一種發生器，尤其涉及一種能產生大量高溫高速金屬粒子的發生器。

背景技術

大型運載火箭和航天飛機的發射大多采用液體發動機，液體發生劑的燃料主要有醇類（甲醇、乙醇和異丙醇等）、肼類（肼、一甲基肼等）、烴類（煤油、甲烷、乙烷等）和氫類（液氫）等。在發射前，發射臺附近將聚集一定濃度的可燃氣體，積聚到一定程度將有發生爆炸的可能，這將成為火箭發射時的危險源。同時在民用領域，特別是在瓦斯聚集的地方以及化工廠揮發份可燃氣體聚集的地方，及時消除燃氣聚集可有效降低燃氣爆炸的可能性。現有技術多采用快速抑燃抑爆裝置進行易燃易爆場所的危險消除，一定程度上能減少危害，但不能杜絕燃氣爆炸。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種能產生大量金屬粒子的高溫高速金屬粒子發生器，以消除大范圍可燃氣體而達到消除爆炸危險的可能性。

本發明的技術方案在于：包括燃燒室、裝填于燃燒室內腔的富燃料發生劑藥柱、裝于燃燒室一端用于引燃富燃料發生劑藥柱的點火器、與燃燒室另一端密封性地連接在一起的噴管、裝于噴管噴口處的密封膜。

所述燃燒室一端開口大、一端開口小；所述噴管裝于大口端、點火器裝于小口端。

所述噴管為拉瓦爾噴管。

所述噴管包括呈喇叭狀結構的噴管底座、裝于噴管底座內壁上用于在噴管底座內形成窄細喉部以增大噴射速度的喉襯。通過喉徑控制燃燒室壓強進而控制金屬粒子的產生和噴射距離，擴張段控制金屬粒子的噴射狀態。

所述噴管底座由不銹鋼材料制成，用于支撐喉襯和連接燃燒室，噴管底座與燃燒室的連接采用螺釘連接。

所述喉襯為拉瓦爾噴管狀結構。

所述燃燒室與噴管相連的一端外圓周壁上設有沿徑向向外突出的凸緣，所述噴管與燃燒室相連的一端外圓周壁上對應設有凸沿；所述凸緣與凸沿經螺釘將燃燒室與噴管連接。

所述燃燒室端面與噴管端面接觸處設有密封圈，實現噴管底座與燃燒室的連接密封。

所述密封膜由具有一定剪切強度的高分子薄膜材料制成，經膠粘劑粘接在噴管噴口處，實現燃燒室的密封，避免藥柱與空氣、水和其他惡劣環境等的接觸而發生性能異常，且密封膜可以在高溫高壓下燒穿和沖開。

所述富燃料發生劑藥柱包括絕熱層、置于絕熱層內壁的襯層、填充于襯層內的富燃料發生劑。所述富燃料發生劑為丁羥型的高金屬含量的發生劑，采用澆注成型。

所述燃燒室由不銹鋼材料制成，為富燃料發生劑燃燒提供燃燒空間，建立一定的工作壓強。

所述點火器通過螺紋與燃燒室連接，并可以通過外接電源觸發，點火器觸發后產生的高溫高壓燃氣或粒子與發生劑接觸而點燃發生劑。

本發明采用發生器技術產生大量的高溫高速金屬粒子點燃可燃氣體而消除可燃氣體聚集屬于國內首創。要點燃可燃氣體，就要求發生器在能產生大量金屬粒子的同時，金屬粒子的溫度必須大于可燃氣體的引燃溫度，且金屬粒子應具有一定的噴射角度和速度從而噴射出寬包絡范圍形態和遠噴射距離的金屬粒子，達到消除覆蓋大范圍可燃氣體的目的。本發明提供的發生器能產生大量高溫（大于1000K），遠距離噴射（大于6米）的金屬粒子，能可靠點燃大范圍的可燃氣體。

本發明的技術優勢在于：1）提前探測燃氣濃度，在燃氣臨界爆炸濃度前引燃，可有效減少危害；2）反應迅速，能及時消除燃氣；3）噴射距離遠，可達6米以上，覆蓋范圍大，可有效消除大面積的燃氣。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖中，1、燃燒室，2、富燃料發生劑藥柱，3、點火器，4、噴管底座，5、喉襯，6、密封圈，7、密封膜。

具體實施方式

圖1中，本發明包括燃燒室1、富燃料發生劑藥柱2、噴管、點火器3。噴管包括呈喇叭狀結構的噴管底座4、裝于噴管底座4內壁上用于在噴管底座4內形成窄細喉部以增大噴射速度的喉襯5。富燃料發生劑藥柱2包括絕熱層、置于絕熱層內壁的襯層、填充于襯層內的富燃料發生劑。富燃料發生劑為丁羥型的高金屬含量的發生劑，在一定的工作壓強下燃燒能產生大量高溫高速的金屬粒子。將富燃料發生劑澆注在有均勻涂覆一定厚度的絕熱層和襯層的燃燒室1內，待完全固化；將喉襯5通過限位和膠粘劑粘接固定在噴管底座4上，再將燃燒室1與噴管底座4通過螺釘進行組裝以及通過密封圈6進行密封；在噴管底座4出口處用膠粘劑粘接圓形密封膜7，再將點火器3旋進燃燒室1的螺紋孔內。