[發明專利]一種適應長期貯存的火藥起動器

在審

• 申請號: 202011376739.4
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112502858A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 李永鋒;張建剛;常鵬;董灝;劉銘;李應強;高鳳川
• 申請（專利權）人: 西安航天動力研究所
• 主分類號: F02K9/95
• 分類號: F02K9/95
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 鄭麗紅

本發明提供一種適應長期貯存的火藥起動器，解決火藥起動器長期貯存存在的密封能力和可靠性下降的難題。該起動器包括電爆管、頂蓋、殼體、火藥裝藥、擋藥板、點火器架、點火藥盒、噴管、第一金屬碟形密封件、第二金屬碟形密封件和碗型密封件；電爆管設置在頂蓋的上端，且電爆管與頂蓋之間設置有第一金屬碟形密封件；頂蓋設置在殼體的上方，且頂蓋與殼體之間設置有第二金屬碟形密封件；火藥裝藥和擋藥板均設置在殼體內；點火藥盒設置在點火器架上；點火器架設置在殼體內，且位于火藥裝藥的上方，用于對點火藥盒進行支撐；噴管設置在殼體的下方，且噴管與殼體之間設置有碗型密封件。

技術領域

本發明涉及火箭發動機起動器領域，具體涉及一種適應長期貯存的火藥起動器，可用于指導耐高溫、密封性要求高及適應長期貯存的火藥起動器(固體小火箭)類產品的結構設計及實現。

背景技術

某型發動機為泵壓式常規推進劑液體火箭發動機，使用火藥起動器完成系統起動并快速進入穩定工作階段。火藥起動器一般由電爆管、點火藥盒、火藥裝藥和起動器等四部分組成。其工作原理為電爆管通電工作點燃點火藥盒，點火藥盒點燃火藥裝藥，火藥裝藥燃燒產生高溫高壓的火藥燃氣，經噴管噴出驅動渦輪，為發動機提供初始動力源。該型發動機要求火藥起動器具備裝配狀態下長期貯存的能力。

火藥起動器本質上屬于小型固體火箭發動機范疇，具體工作原理和設計方法與固體火箭發動機類似，但因實際使用的目的和功能不同，又在以下方面存在顯著不同：1)工作時間較短，一般在1s～2s左右；2)主要燃燒產物一般為氣體，且要求燃氣潔凈、狀態穩定；3)燃燒產物內要求無堅硬固體顆粒；4)在自身工作和發動機工作過程中保持可靠密封及結構完整。

目前火藥起動器(固體小火箭)均采用非金屬材料或者金屬平墊圈完成密封，此種方式存在以下突出問題：1)非金屬材料耐高溫性能偏低且容易老化；2)電爆管的旋轉擰緊，影響非金屬密封材料的結構完整性；3)長期貯存存在裝配應力松弛且不具備自我補償能力。同時產品未進行全密封設計，長期貯存過程中推進劑和油脂等在火藥起動器內部形成綜合氣氛環境，對內裝的火藥裝藥等產生不利影響。上述因素均會影響產品長期貯存的密封性和可靠性，對液體火箭發動機的正常工作產生影響。

發明內容

針對火藥起動器(固體小火箭)存在耐高溫能力差、老化及應力松弛導致的密封性能及可靠性下降問題，以及產品未進行全密封設計不能適應長期貯存需要的問題，本發明提供一種適應長期貯存的火藥起動器，解決了長期貯存存在的密封能力和可靠性下降的難題，顯著提高了產品裝配狀態下的長期貯存密封能力和可靠性。

為解決以上問題，本發明技術方案是：

一種適應長期貯存的火藥起動器，包括電爆管、頂蓋、殼體、火藥裝藥、擋藥板、點火器架、點火藥盒、噴管、第一金屬碟形密封件、第二金屬碟形密封件和碗型密封件；所述電爆管設置在頂蓋的上端，且電爆管與頂蓋之間設置有第一金屬碟形密封件；所述頂蓋設置在殼體的上方，且頂蓋與殼體之間設置有第二金屬碟形密封件；所述火藥裝藥和擋藥板均設置在殼體內，且擋藥板位于火藥裝藥的下端，用于對火藥裝藥進行支撐；所述點火藥盒設置在點火器架上，且位于頂蓋的腔體內，用于點燃火藥裝藥；所述點火器架設置在殼體內，且位于火藥裝藥的上方，用于對點火藥盒進行支撐；所述噴管設置在殼體的下方，且噴管與殼體之間設置有碗型密封件，所述碗型密封件包括密封膜片和設置在密封膜片外周面上的碗狀折邊，所述碗狀折邊設置在噴管與殼體之間的軸向接觸面上；所述第一金屬碟形密封件為錐形墊圈結構，其橫截面為平行四邊形，所述平行四邊形相對的兩個拐角處設置有倒角，使得第一金屬碟形密封件與電爆管之間形成一個軸向密封和一個徑向密封，第一金屬碟形密封件與頂蓋之間形成一個軸向密封和一個徑向密封；所述第二金屬碟形密封件與第一金屬碟形密封件結構相同，所述第二金屬碟形密封件與頂蓋之間形成一個軸向密封和一個徑向密封，所述第二金屬碟形密封件與殼體之間形成一個軸向密封和一個徑向密封。

進一步地，所述第一金屬碟形密封件、第二金屬碟形密封件和碗型密封件的表面設置有軟金屬層，用于提高密封的可靠性。