[实用新型]一种自适应柔性活塞粉末输送装置

说明书

本实用新型公开了一种自适应柔性活塞粉末输送装置，其特征在于：包括气嘴、端盖、粉腔、平面活塞、滚珠、带球面活塞、流化器腔以及流化器，所述气嘴采用螺纹与带螺纹端盖气孔进行连接紧固，在气嘴与端盖接触处安装气嘴密封圈密封，所述端盖与粉腔采用间隙配合并用六角头螺栓紧固，为防止在粉腔加压时产生泄气现象，故在端盖周向安装端盖密封圈，所述平面活塞和所述带球面活塞采用球面接触组成活塞组安装到粉腔内，所述流化器腔则是采用缸筒螺纹与所述粉腔连接紧固，流化器腔密封圈安装在缸筒螺纹外侧，所述流化器安装在粉腔的远离端盖的一侧，解决了粉末发动机在高空机动过程中产生的过载使粉箱出现轻度变形而使普通活塞输送粉末时卡死问题。

技术领域

本实用新型涉及一种航空航天金属粉末火箭发动机的粉末燃料供给装置。

背景技术

金属粉末是一种高能量载体，它能与特定的氧化剂如空气发生反应，释放大量的化学能量，故广泛用于各种粉末火箭发动机。金属粉末燃料的使用不仅可以提高发动机的比冲，还能有效降低推进剂燃烧过程的不稳定性，使发动机结构相对简单和适应各种环境，在近地空间开发以及深空探测领域具有广阔的发展前景。常用的金属粉末主要是镁粉、铝粉和硼粉，通过氧化剂与各种粉末燃料相组合，衍生出各种类型的粉末火箭发动机，比如Al/AP粉末火箭发动机、Mg/CO2粉末火箭发动机、Al/LOX粉末火箭发动机、Al/N2O粉末火箭发动机等。目前粉末燃料供给主要是驱动粉腔内的活塞，活塞受到特定方向的驱动力来推动粉末运动，从而达到输送的目的，为防止粉燃料在收敛段堆积，在收敛段增设流化气使燃料顺利输送到燃烧室。而上述粉末输送方式带来的问题是：粉末火箭发动机在高空机动过程中产生过载使粉箱出现变形而使普通活塞输送粉末时卡死问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种自适应柔性活塞粉末输送装置，克服原输送装置粉腔产生弯曲变形易发生卡死的缺点。

一种自适应柔性活塞粉末输送装置，其特征在于：包括气嘴、端盖、粉腔、平面活塞、滚珠、带球面活塞、流化器腔以及流化器，所述气嘴采用螺纹与带螺纹端盖气孔进行连接紧固，为防止高压气源驱动活塞运动过程中发生泄气，在气嘴与端盖接触处安装气嘴密封圈密封，所述端盖与粉腔采用间隙配合并用六角头螺栓紧固，为防止在粉腔加压时产生泄气现象，故在端盖周向安装端盖密封圈，所述平面活塞和所述带球面活塞采用球面接触组成活塞组安装到粉腔内，所述流化器腔则是采用缸筒螺纹与所述粉腔连接紧固，流化器腔密封圈安装在缸筒螺纹外侧，所述流化器安装在粉腔的远离端盖的一侧。

一种自适应柔性活塞粉末输送装置，其特征在于：所述平面活塞和带球面活塞按照从端盖由近到远的顺序依次排放一个平面活塞和三个带球面活塞，组成活塞组安装到粉腔内，其中各个活塞之间采用滚珠定位，每个活塞周向安装O型橡胶密封圈。

一种自适应柔性活塞粉末输送装置，其特征在于：所述流化器腔采用收敛型，在流化器腔收敛段凸台处加工带螺纹的流化器腔气孔，流化器收敛段处呈周向分布流化器进气孔，每列分布数个流化器进气孔。

本实用新型的优点是：当粉腔在火箭机动过载作用下发生弯曲变形时，各个活塞之间通过球面接触调整运动方向，来适应发生弯曲变形的粉腔，从而有效避免卡死的问题。在设计阶段时，传递动力源类型的选择尤为重要，常用的活塞杆式显然不适用，因为活塞杆采用的是刚性杆，在活塞杆推动粉末的过程中，活塞的一侧会与粉腔内壁接触得越来越紧，当活塞与内壁之间的摩擦力大于驱动力时便会产生卡死现象，这种情况可能会导致活塞杆被折断。为避免这种危害的发生，动力源采用高压气源，利用气体为动力提供媒介，能保证在粉腔变形后活塞还能稳定推动粉末燃料。活塞与活塞之间采用滚珠接触增大其灵活性，方便活塞能迅速调整方向运动。本发明提供的自适应柔性活塞粉末输送装置可解决粉腔变形产生卡死的固有问题，其工程化应用前景广阔。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

图2为本实用新型的粉腔变形后状态示意图；