[发明专利]固液火箭发动机长时间工作的高浓度过氧化氢催化床

说明书

本发明公开了一种固液火箭发动机长时间工作的高浓度过氧化氢催化床，包括头盖、壳体、液体喷注面板、催化剂挡网、颗粒催化剂和气体喷注面板；头盖中部连接管路，四周与壳体连接，左侧形成积液腔，壳体左右两侧分别与头盖和燃烧室连接，壳体左侧设有液体喷注面板，壳体右侧设有气体喷注面板连接，液体喷注面板与气体喷注面板之间形成腔体，腔体两侧设有催化剂挡网，中部设有颗粒催化剂。本发明提出一种固液火箭发动机长时间工作的高浓度过氧化氢催化床，适用于长时间工作的高浓度过氧化氢固液火箭发动机。

技术领域

本发明涉及一种固液火箭发动机长时间工作的高浓度过氧化氢催化床，属于固液固液火箭发动机领域。

背景技术

高浓度过氧化氢密度高、无毒、环境友好、易存贮，常用作固液火箭发动机的氧化剂。采用过氧化氢催化分解的方式，易于实现固液火箭发动机的推力调节、多次启动。

过氧化氢的催化剂，常用的有颗粒催化剂和镀镍银网。颗粒催化剂具有生产容易、成本低等优点，适用于固液火箭发动机地面试验。因此，需要针对颗粒催化剂设计固液火箭发动机专用的催化床结构。

已有的固液火箭发动机过氧化氢催化床结构，如CN 103557094B《一种用于地面试验固液混合火箭发动机的高浓度过氧化氢催化床结构》所述，没有考虑到固液火箭发动机长时间工作的问题，且外形尺寸大、质量大，不利于固液火箭飞行试验的要求。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种固液火箭发动机长时间工作的高浓度过氧化氢催化床，用于高浓度过氧化氢固液火箭发动机的氧化剂催化，尤其适用于长时间工作的固液火箭发动机，可以实现固液火箭发动机的推力调节和多次启动。

一种固液火箭发动机长时间工作的高浓度过氧化氢催化床，包括头盖、壳体、液体喷注面板、催化剂挡网、颗粒催化剂和气体喷注面板；

头盖中部连接管路，四周与壳体连接，左侧形成积液腔，壳体左右两侧分别与头盖和燃烧室连接，壳体左侧设有液体喷注面板，壳体右侧设有气体喷注面板连接，液体喷注面板与气体喷注面板之间形成腔体，腔体两侧设有催化剂挡网，中部设有颗粒催化剂。

高浓度过氧化氢由头盖入口接管嘴进入积液腔均流，经液体喷注面板喷注雾化后，与容腔内的催化剂接触，催化分解生成高温气体，经过气体喷注面板喷出，在燃烧室内与固体药柱燃烧。

所述头盖，与液体喷注面板形成积液腔，液体从头盖入口流入，经积液腔均流后进入喷注面板。头盖上一体化设计入口接管嘴，用于与入口管路的连接与密封，减少一道焊缝，提高了头盖的可靠性。头盖上设计有密封槽，用于头盖与壳体之间的密封。头盖右侧与液体喷注面板相接触，用于压紧液体喷注面板。头盖上设计有一圈光孔，用于与壳体间螺纹连接。

所述壳体，用于存放颗粒催化剂、安装头盖、O形密封圈、液体喷注面板、催化剂挡网、气体喷注面板。壳体选用与过氧化氢相容的不锈钢材料。液体喷注面板由头盖压紧，头盖与壳体之间由螺栓螺母连接，气体喷注面板与壳体直接通过螺纹连接。液体喷注面板、气体喷注面板、壳体之间形成容腔，在液体喷注面板和气体喷注面板上分别贴有催化剂挡网，容腔内存放催化剂，是过氧化氢催化分解的地方。壳体外径与燃烧室外径相等，壳体与燃烧室通过一圈光孔由螺栓连接紧固。壳体外径与燃烧室外径保持一致，减小了发动机整体的外形尺寸。

所述O形密封圈，用于头盖与壳体之间的密封，常选用氟橡胶材料制作而成。

所述液体喷注面板，用于过氧化氢的喷注雾化。液体喷注面板常选用与过氧化氢相容的不锈钢材料。液体喷注面板上均布有多圈喷注小孔，小孔直径通常为1-2mm，小孔数目根据流量与压降要求计算而得，在液体喷注面板上均匀排布。液体喷注面板与壳体间隙配合。增加液体喷注面板的厚度，有利于抵抗温度载荷下的变形和减少催化床侧向积液腔侧的传热，提高了催化床的工作时间。