[發(fā)明專利]一種固體推進劑燃氣羽流顆粒分層收集裝置

有效

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• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107576597B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設計）人: 李猛;李軍偉;秦釗;席運志;儀建華;宋岸忱;孫美;黃顆
• 申請（專利權）人: 西安近代化學研究所
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G01N15/02
• 代理公司: 11011 中國兵器工業(yè)集團公司專利中心
• 代理人: 梁勇

本發(fā)明涉及一種固體推進劑燃氣羽流顆粒分層收集裝置，主要由喇叭形透明玻璃罩、凝膠質塊、顆粒過濾網、環(huán)形透明玻璃罩等組成。將凝膠質塊、顆粒過濾網和環(huán)形透明玻璃罩進行合理組合并進行周邊加固，放置于距離發(fā)動機尾部適當距離的位置，對發(fā)動機點火過程中推進劑燃氣羽流顆粒進行收集。本裝置使用凝膠質塊對羽流顆粒進行降溫、降速，通過凝膠質塊與不同孔徑顆粒過濾網分級組合的方式實現(xiàn)對不同粒徑顆粒進行分層收集及收集過程顆粒運動軌跡可視化的目的，該裝置具有結構簡單、收集精度高、可重復使用、收集可視化的特點，可作為常規(guī)“水收集法”的良好替代產品。

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于凝膠質的固體推進劑燃氣羽流顆粒分層收集裝置，適用于固體推進劑燃氣羽流顆粒評價及表征技術領域。

背景技術

隨著高能固體推進劑中固體組份的種類及含量的增加，燃燒過程中易產生燃燒不穩(wěn)定現(xiàn)象。由于鋁顆粒及其燃燒產物的含量、粒徑對固體火箭發(fā)動機燃燒穩(wěn)定性起著至關重要的作用，為了抑制燃燒不穩(wěn)定的產生，通常在高能固體推進劑中加入鋁顆粒。然而推進劑燃燒環(huán)境的限制，無法在燃燒進程研究鋁顆粒及其燃燒產物的燃燒行為，所以通過收集推進劑燃氣羽流顆粒的方法對其進行研究得到廣大科研工作者的關注。由于固體推進劑燃氣羽流顆粒具有高溫、高速的特點，為了收集燃燒中的固體顆粒，當前主要采用“水收集法”，但該方法收集過程由于顆粒具有高溫屬性會導致顆粒繼續(xù)與水反應改變其原有形態(tài)且收集過程無法固定顆粒位置，導致顆粒團聚在一起，最終無法估算顆粒的動量及其空間位置分布。

發(fā)明內容

為了解決現(xiàn)有技術的不足或缺陷，本發(fā)明提供一種可視化的燃氣羽流顆粒分層收集裝置，可以將不同粒徑顆粒根據粒徑分布區(qū)間進行分層收集、固定，為進一步研究鋁顆粒及其燃燒產物的燃燒行為提供準確顆粒運動軌跡、空間分布、粒徑分布等信息。

本發(fā)明提供一種可視化的燃氣羽流顆粒分層收集裝置，包括凝膠質、喇叭形透明玻璃罩、顆粒收集器、環(huán)形固定夾、支撐底座；

所述顆粒收集器有多層，每層分別由環(huán)形透明玻璃罩、塑料卡環(huán)、凝膠質塊、顆粒過濾網組成，環(huán)形透明玻璃罩內從左至右順序為塑料卡環(huán)、凝膠質塊、顆粒過濾網，三者緊密貼合，塑料卡環(huán)與透明玻璃罩內壁緊密貼合，環(huán)厚以能夠卡住凝膠質塊為準，顆粒過濾網通過其邊緣上的固定鉤與環(huán)形透明玻璃罩內邊緣的圓孔相互勾連，顆粒過濾網靠近環(huán)形透明玻璃罩端口，端口內有卡臺，用以固定住下一層顆粒收集器的塑料卡環(huán)；將多層顆粒收集器連接在一起，通過環(huán)形固定夾將端口處箍緊；

所述喇叭形透明玻璃罩喇叭口內壁附著一層凝膠質，平直段端口內有卡臺，通過環(huán)形固定夾將喇叭形透明玻璃罩平直段端口與多層顆粒收集器連接緊固；

所述的支撐底座位于多層顆粒收集器底部，上有兩對弧形裝置，用于固定多層顆粒收集器。

在最后一級環(huán)形透明玻璃罩顆粒過濾網外側可使用帶螺栓孔的裝置固定塊(形狀為弧形塊)，固定塊圓弧半徑與環(huán)形透明玻璃罩內半徑一致，高度調節(jié)桿經螺栓孔與裝置固定塊連接，通過調節(jié)高度調節(jié)桿使得裝置固定塊與環(huán)形透明玻璃罩內側相切；高度調節(jié)桿通過轉換接頭經由運動滑塊與固定在支撐底座上的水平固定桿連接，運動滑塊套在水平固定桿上，可進行滑動調節(jié)，通過調節(jié)裝置固定塊、高度調節(jié)桿、運動滑塊的位置，實現(xiàn)對裝置的固定。

所述喇叭形透明玻璃罩采用耐熱、強度高、抗熱震的耐熱玻璃制成，形狀近似喇叭口，大端對正固體火箭發(fā)動機噴管出口(距離適當距離)，采用此形狀目的是增大收集空間，減小顆粒散射損失。喇叭形透明玻璃罩平直段端口及各級環(huán)形透明玻璃罩兩端口可開有相同凹槽；環(huán)形固定夾位于透明玻璃罩接口凹槽內，寬度與凹槽寬度相配。

所述的環(huán)形固定夾，在閉合端開有兩個螺栓孔，可通過螺栓連接進行收緊。

所述的凝膠質為堿性環(huán)境下有機二次合成的透明、高強度瓊脂，實現(xiàn)對高溫、高速羽流顆粒降溫、降速目的。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：