CN105275664B - 一种小型复合固体火箭发动机壳体与药柱的安全分离装置 - Google Patents

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Abstract

一种小型复合固体火箭发动机壳体与药柱的安全分离装置，包括密封安装于待处理发动机壳体上下两端的上密封座、下密封座；上密封座上设有进液口，进液口处连接有用于调节降感液进入待处理发动机壳体的流量的进液阀门；下密封座上设有出液口，出液口处连接有用于调节降感液流出待处理发动机壳体的流量的出液阀门；上密封座内设有用于切割待处理发动机壳体内药柱的圆筒刀；圆筒刀为上端封闭、下端开刃的圆筒状结构；用于推动圆筒刀向下切割药柱的推动杆穿过上密封座与圆筒刀连接；推动杆与上密封座接触处为动密封。本发明具有安全、效率高和设备投资小的优点。适用于小型报废固体火箭发动机的回收处理。

Description

一种小型复合固体火箭发动机壳体与药柱的安全分离装置
技术领域
本发明涉及一种对报废后的小型固体火箭发动机壳体与复合推进剂药柱分离的装置，属于固体火箭发动机的处理和回收技术领域，主要用于报废固体发动机的壳体与复合推进剂药柱的分离，为后续的发动机壳体和药柱的回收再利用做准备。
背景技术
固体火箭发动机中的复合推进剂药柱在贮存过程中性能会逐渐下降，在超过一定的服役期限后，其性能会下降到无法满足使用要求而报废。报废的固体火箭发动机十分危险，需要对其进行无害化处理，回收有价值的部件。而将固体火箭发动机壳体与复合推进剂药柱分离开是进行发动机处理和再利用的关键工序。一般推进剂药柱与火箭发动机壳体是通过化学固化反应后粘接成一体的，且推进剂药柱具有很高的燃烧和爆炸的危险性，如何将其与发动机壳体安全分离是该技术领域的一大难题。
国内外目前采用的方法是利用高压液氮或高压水射流切割法，该方法仍存在较大的危险性，国内外都曾多次发生过发动机装药在进行水切割过程中意外点火造成人员伤亡的情况，虽然随着远程控制和隔离操作的技术采用，对操作人员的伤害可以降低，但对设备及周围设施的破坏仍不可避免，同时设备投资也十分巨大。相关研究如：
Scott G.，Giltner，et al ,Overview of the demilitarization program forclass 1.1 warheads and rocket motors using high pressure waterjets at theuniversity of Missouri-Rolla, 24th ICT, 1993.
Giltner，Scott G.，Sitton, Oliver C., The Reaction of Class 1.1Propellants and Explosives to Water Jet Impact, 24th International ICTConference, 1993.
David A Summers, Paul N.Worsey, Programmed Extraction of Explosiveand Propellant from military casings , 24th International ICT Conference,1993.
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采用高压水射流直接切割后的发动机装药由于含有大量的水份，难以进行回收再利用。因此，对报废的固体火箭发动机装药进行壳体与推进剂药柱的分离需要探索新的方法。
发明内容
本发明的发明目的在于克服现有技术的上述不足而提供一种安全、效率高和设备投资小的分离固体火箭发动机壳体与复合固体推进剂药柱的装置，适用于小型报废火箭发动机的处理。
本发明的技术方案是：包括密封安装于待处理发动机壳体上下两端的上密封座、下密封座； 上密封座上设有进液口，进液口处连接有用于调节降感液进入待处理发动机壳体的流量的进液阀门；下密封座上设有出液口，出液口处连接有用于调节降感液流出待处理发动机壳体的流量的出液阀门；上密封座内设有用于切割待处理发动机壳体内药柱的圆筒刀；圆筒刀为上端封闭、下端开刃的圆筒状结构；用于推动圆筒刀向下切割药柱的推动杆穿过上密封座与圆筒刀连接；推动杆与上密封座接触处为动密封。
所述上密封座、下密封座上均设有与待处理发动机壳体连接的止口，止口与待处理发动机壳体内壁接触处设有密封槽，密封槽内设有橡胶密封圈。
所述装于发动机壳体两端的上密封座、下密封座经拉杆固定。
所述上密封座上设有压力表一；所述下密封座出液口处设有压力表二。
所述进液阀门经软管与降感液贮罐出液阀门相连；所述出液阀门经软管与溶液回收贮罐进液阀门相连。
所述推动杆为光轴，推动杆经压盘、盘根与上密封座动密封。
所述降感液为加压下的二氧化碳、水、乙腈、氨、二甲亚砜、卤代烃中的一种或两种以上的液体。
本发明与现有技术相比有益效果为：销毁处理报废固体火箭发动机的一项关键内容就是将固化在发动机中的复合固体推进剂从发动机壳体中分离出来。由于复合固体推进剂是一种含能复合物，它极易被外界能量刺激（如摩擦、撞击、静电、热等）引发燃烧爆炸的物质；所以安全是进行固体推进剂药柱与发动机壳体分离首要考虑的问题。本发明以发动机壳体本身为容器，在刀具切割过程中，通过设计，使用能够溶解药柱组份或溶胀药柱或易于汽化吸热的降感液强行通过刀具与固体推进剂药柱的接触面，降感液在流动过程中起到溶解推进剂中的组份、吸收刀具产生的热量、润滑刀具的作用，在大幅度降低过程的危险性的同时通过刀具切割提高效率。
本发明具有安全、效率高和设备投资小的优点。适用于小型报废固体火箭发动机的回收处理。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的使用状态示意图。
图中，1、上密封座，2、下密封座，3、圆筒刀，4、待处理发动机壳体，5、推动杆，6、进液阀门，7、出液阀门，8、药柱，9、药柱芯孔，10、溶液回收贮罐，11、压力表一，12、压力表二，13、压盘，14、盘根，15、旋转涡杆，16、拉杆，17、液氨贮罐，18、旋转涡杆支架。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
图1中，本发明包括发动机壳体上密封座1、发动机壳体下密封座2、圆筒刀3；发动机壳体上密封座1与固体火箭发动机壳体4密封相连；发动机壳体上密封座1上有可调节大小的进液阀门6；发动机壳体下密封座2与固体火箭发动机壳体4密封相连；发动机壳体下密封座2上有可调节大小的出液阀门7；圆筒刀3是一端封闭，另一端开刃的圆筒形部件，与推动杆5相连接；推动杆5与发动机壳体上密封座1为动密封；推动杆5可以相对发动机壳体上密封座1上下移动。对推动杆5加一定的压力时，推动杆5能推动圆筒刀3向发动机药柱8内移动。在推动推动杆5时，需要打开上密封座1上的进液阀门6充入降感液，降感液流过圆筒刀3和发动机药柱8之间的缝隙进入药柱芯孔9后经发动机壳体下密封座2上的出液阀门7流出装置。降感液为能溶解药柱组份或溶胀药柱或易于汽化吸热的液体，比如加压下的二氧化碳、或水、或乙腈、或氨、或二甲亚砜、或卤代烃中的一种或两种以上的液体。通过控制推动杆5的移动速度、进液阀门6和出液阀门7的流量来控制控制操作过程的安全和分离效率。
图2中，以某空空导弹用固体火箭发动机为试验对象，进行发动机壳体与推进剂药柱分离实施试验。
按该发动机两端开口尺寸，加工发动机壳体上密封座1和发动机壳体下密封座2，上密封座1和下密封座2上相应位置设置密封槽，用橡胶密封圈与发动机壳体4的密封面密封。上密封座1、发动机壳体4和下密封座2通过拉杆16固定成一体。
加工圆筒刀3；圆筒刀长度与药柱长度相当，外径小于上密封座1内径6mm左右。圆筒刀3的推动杆5为Ф20光轴；通过压盘13和盘根14与上密封座1动密封。
用金属软管连接进液阀门6与液氨贮罐17的出液阀门。用金属软管连接节流阀门7与溶液回收贮罐10的进液阀门。
关闭出液阀门7，打开进液阀门6进液，在压力表1112稳定后，手动旋转涡杆15到圆筒刀3切入药柱8内，稍后轻轻打开出液阀门7，使压力表12的显示值小于压力表110.1~0.3MPa，然后通过旋转涡杆15保持该压力差，（压力差过小时，旋转涡杆15使推动杆5向下，压力差过大时，旋转涡杆15使推动杆5向上），直到圆筒刀3将药柱8全部切下（此时压力表11、12压力差为0）。关闭进液阀门6，打开出液阀门7，使发动机壳体4内的液体全部进入溶液回收贮罐10。关闭出液阀门7，旋转涡杆15使推动杆5向上升到最高，拆下拉杆16，将发动机壳体从上密封座1和下密封座2上取出，将药柱从圆筒刀3中取出。发动机壳体与推进剂药柱分离试验完成。
本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (7)

1.一种小型复合固体火箭发动机壳体与药柱的安全分离装置，其特征在于：包括密封安装于待处理发动机壳体（4）上下两端的上密封座（1）、下密封座（2）；
上密封座（1）上设有进液口，进液口处连接有用于调节降感液进入待处理发动机壳体（4）的流量的进液阀门（6）；
下密封座（2）上设有出液口，出液口处连接有用于调节降感液流出待处理发动机壳体（4）的流量的出液阀门（7）；
上密封座（1）内设有用于切割待处理发动机壳体（4）内药柱（8）的圆筒刀（3）；圆筒刀（3）为上端封闭、下端开刃的圆筒状结构；
用于推动圆筒刀（3）向下切割药柱的推动杆（5）穿过上密封座（1）与圆筒刀（3）连接；推动杆（5）与上密封座（1）接触处为动密封。
2.根据权利要求1所述的小型复合固体火箭发动机壳体与药柱的安全分离装置，其特征在于：所述上密封座（1）、下密封座（2）上均设有与待处理发动机壳体（4）连接的止口，止口与待处理发动机壳体（4）内壁接触处设有密封槽，密封槽内设有橡胶密封圈。
3.根据权利要求1或2所述的小型复合固体火箭发动机壳体与药柱的安全分离装置，其特征在于：所述装于发动机壳体（4）两端的上密封座（1）、下密封座（2）经拉杆（16）固定。
4.根据权利要求1所述的小型复合固体火箭发动机壳体与药柱的安全分离装置，其特征在于：所述上密封座（1）上设有压力表一（11）；所述下密封座（2）出液口处设有压力表二（12）。
5.根据权利要求1所述的小型复合固体火箭发动机壳体与药柱的安全分离装置，其特征在于：所述进液阀门（6）经软管与降感液贮罐出液阀门相连；所述出液阀门（7）经软管与溶液回收贮罐进液阀门相连。
6.根据权利要求1所述的小型复合固体火箭发动机壳体与药柱的安全分离装置，其特征在于：所述推动杆（5）为光轴，推动杆（5）经压盘（13）、盘根（14）与上密封座（1）动密封。
7.根据权利要求1所述的小型复合固体火箭发动机壳体与药柱的安全分离装置，其特征在于：所述降感液为加压下的二氧化碳、水、乙腈、氨、二甲亚砜、卤代烃中的一种或两种以上的液体。
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