CN109113896B - 一种小型插接式化学点火器 - Google Patents
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Abstract
一种小型插接式化学点火器，由入口膜片阀组件(1)、点火导管(3)、出口膜片阀组件(2)及点火剂加注器(4)组成，点火器由入口膜片阀组件(1)和出口膜片阀组件(2)与点火导管(3)连接形成贮存化学点火剂的密闭容腔，点火剂通过点火剂加注器(4)加入，内部贮存用于发动机燃烧组件初始燃烧的化学点火剂。实现安装拆卸过程直接插拔，安装拆卸方便，采用刻痕膜片(6)满足点火器小型化要求，可作为需具备可重复使用能力的小型液体火箭发动机的点火装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种小型插接式化学点火器，可作为小推力非自燃液体火箭发动机贮存化学点火剂的装置，属于点火器装置领域。
背景技术
化学点火器技术普遍应用于非自燃液体火箭发动机起动点火，点火器内贮存点火剂为易燃易爆的危险化学品，遇氧自燃、遇水爆轰。通常设置在发动机的燃烧组件推进剂供应路上，在起动时给燃烧组件提供化学点火剂与先期到达的氧化剂自燃，形成发动机初始的能量，起动后作为发动机的推进剂输运管路的一部分。
目前化学点火器已广泛在液氧煤油等发动机中使用，现有膜片破裂式火器(ZL201020251921.2)往发动机上安装时需要利用工装将对接的管路撑开，拆卸过程需要将连接的总装管路一并拆下，对于重复使用发动机，每次工作后需对点火器进行更换，所以这种安装拆卸方式不便于重复使用发动机提高使维护效率。此外该点火器采用带破裂锁位的跨接式膜片结构，膜片后需设置锁位结座、锁位活塞等结构，对于小型点火器，其跨接式膜片及膜片锁位定位方案会增加零件加工及点火器内流道布局设置难度，工艺实现性差。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有化学点火器安装拆卸方式固定，不能实现小型点火器的便携快插、传统膜片采用机械加工、膜片后流道需设置锁位结构，不适于小型化点火器的问题，提供一种小型插接式化学点火器。
本发明的技术解决方案为：
一种小型插接式化学点火器，包括入口膜片阀组件、出口膜片阀组件、点火导管、点火剂加注器，所述入口膜片阀组件输入端与发动机推进剂管路对接，输出端与用于存储化学点火剂的点火导管的一端相连，点火导管的另一端与出口膜片阀组件输入端相连，所述出口膜片阀组件输出端与发动机燃烧室管口连接，点火剂加注器分别安装于点火导管输入端及输出端侧壁，所述入口膜片阀组件输出端、出口膜片阀组件输入端均设置有刻痕膜片，开始点火后，刺破入口膜片阀组件的刻痕膜片进入点火导管，并推动点火导管内的化学点火剂刺破出口膜片阀组件的刻痕膜片同时流出，在燃烧室内遇氧燃烧完成点火。
所述入口膜片阀组件包括阀壳体、刻痕膜片、凹接口、点火导管连接架，所述凹接口安装于阀壳体内顶部作为输入端，与发动机推进剂供应接口匹配连接，所述刻痕膜片安装于阀壳体底部输出端，所述点火导管连接架设置于阀壳体外壁侧面并对点火导管与入口膜片阀组件进一步固定。
所述出口膜片阀组件包括阀壳体、刻痕膜片、凹接口、过滤网，所述刻痕膜片安装于阀壳体底部输入端，所述凹接口安装于阀壳体内顶部作为输入端，所述过滤网紧贴阀壳体内表面安装并过滤点火剂杂质。
所述点火剂加注器数量为2个。
所述刻痕膜片挤破压力为1.4±0.4MPa。
所述刻痕膜片为膜片上预留铰接长度的非闭合圆形刻痕，刻痕形状为V型，所述刻痕膜片刻痕处剩余厚度为0.1～0.15mm，刻痕直径范围为φ10～20mm，选用激光刻蚀或光刻-化铣刻痕工艺。
所述凹接头与导管连接处连接角度为35°～37°。
所述刻痕膜片材料为纯钛。
优选的，所述点火导管、阀壳体、刻痕膜片、凹接口、点火导管连接架均采用不锈钢材料或钛合金材料。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明通过采用入口和出口连接方向一致的管路连接结构，保证点火器安装的两个结构安装紧固方向一致，可直接插入对接管路后通过螺纹紧固，安装过程对接管路不承受安装应力，同时该结构与传统点火器相比，采用了刻痕膜片，无需设置膜片破裂锁位结构及膜片导向定位结构，结构更简单，与现有的点火器相比更适用于小型液体火箭发动机。
附图说明
图1为本发明的小型插接式化学点火器的轴向截面图；
图2为本发明的小型插接式化学点火器的侧视图；
图3为本发明的入口膜片阀组件轴向截面图；
图4为本发明的出口膜片阀组件轴向截面图。
具体实施方式
一种小型插接式化学点火器，包括入口膜片阀组件1、出口膜片阀组件2、点火导管3、点火剂加注器4，入口膜片阀组件1和出口膜片阀组件2分别与点火导管3的入口和出口连接，并通过点火剂加注器4进行加注点火剂，形成点火剂贮存的封闭内腔，如图1所示，点火器的入口和出口均采用凹接头方案，其入口和出口的接头的安装方向相同，可与连接管路插接式安装。
如图2所示，点火器的点火导管上设置点火剂加注器4。加注点火剂时打开点火剂加注器，安装加注工装，经过惰性气体置换后加注点火剂，加注完成后关闭点火剂加注器。
下面结合具体实施例进行进一步说明：
入口膜片阀组件1输入端与发动机推进剂管路对接，所述入口膜片阀组件1输出端与用于存储化学点火剂的点火导管3的一端相连，点火导管3的另一端与出口膜片阀组件2输入端相连，所述出口膜片阀组件2输出端与发动机燃烧室管口连接，用于向点火导管3内加注点火剂的点火剂加注器4分别安装于点火导管3输入端及输出端侧面，所述推进剂通过并推动点火导管3内的化学点火剂由出口膜片阀组件2流出，在燃烧室内遇氧燃烧完成点火。
如图3所示，入口膜片阀组件1包括阀壳体5、刻痕膜片6、凹接口7、点火导管连接架8，所述凹接口7安装于阀壳体5内顶部输入端，凹接口7作为输入端与发动机推进剂供应接口匹配连接，所述刻痕膜片6安装于阀壳体5底部输出端，所述点火导管连接架8设置于阀壳体5外壁侧面并对点火导管3与入口膜片阀组件1进一步固定。阀壳体5、刻痕膜片6、凹接口7、点火导管连接架8可以为整体机加结构，刻痕膜片的破裂方向朝向输出。
如图4所示，入口膜片阀组件1包括阀壳体5、刻痕膜片6、凹接口7、点火导管连接架8，所述凹接口7安装于阀壳体5内顶部输出端，入口膜片阀组件1包括阀壳体5、刻痕膜片6、凹接口7、点火导管连接架8。为避免多余物进入点火器下游，在膜片下游设置过滤网9，所述凹接口7安装于阀壳体5内顶部作为输入端。
上述方案中的小型插接式化学点火器在非自然液体火箭发动机的燃料供应路使用，如图1所示。所述点火导管3、阀壳体5、刻痕膜片6、凹接口7、点火导管连接架8均采用可焊性良好的不锈钢金属材料或钛合金材料，如1Cr18Ni9Ti或TC4，膜片刻痕剩余厚度根据膜片材料、挤破压力、刻痕直径综合确定，按照挤破压力1.4±0.4MPa，膜片材料采用纯钛，刻痕直径φ15.6，则膜片刻痕处剩余厚度0.14mm，凹接头可采用QJ2889系列37°导管连接凹接头结构方案。
本发明的工作流程如下：
小型插接式化学点火器装配发动机前通过点火剂加注器4将化学点火剂加注到点火器内。发动起动过程，高压推进剂流入入口膜片阀组件1并挤破其刻痕膜片，然后推动点火导管3内的化学点火剂挤破出口膜片阀组件2的刻痕膜片6，由出口膜片组件2输出端流出，最后在燃烧组件内遇氧燃烧完成点火。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (5)
1.一种小型插接式化学点火器，其特征在于：包括入口膜片阀组件(1)、出口膜片阀组件(2)、点火导管(3)、点火剂加注器(4)，所述入口膜片阀组件(1)输入端与发动机推进剂管路对接，输出端与用于存储化学点火剂的点火导管(3)的一端相连，点火导管(3)的另一端与出口膜片阀组件(2)输入端相连，所述出口膜片阀组件(2)输出端与发动机燃烧室管口连接，点火剂加注器(4)分别安装于点火导管(3)输入端及输出端侧壁，所述入口膜片阀组件(1)输出端、出口膜片阀组件(2)输入端均设置有刻痕膜片(6)，开始点火后，刺破入口膜片阀组件(1)的刻痕膜片(6)进入点火导管(3)，并推动点火导管(3)内的化学点火剂刺破出口膜片阀组件(2)的刻痕膜片(6)同时流出，在燃烧室内遇氧燃烧完成点火；
所述刻痕膜片(6)挤破压力为1.4±0.4MPa；
所述刻痕膜片(6)为膜片上预留铰接长度的非闭合圆形刻痕，刻痕形状为V型，所述刻痕膜片(6)刻痕处剩余厚度为0.1～0.15mm，刻痕直径范围为φ10～20mm，选用激光刻蚀或光刻-化铣刻痕工艺；
入口膜片阀组件(1)包括阀壳体(5)、刻痕膜片(6)、凹接口(7)、点火导管连接架(8)，所述凹接口(7)安装于阀壳体(5)内顶部作为输入端，与发动机推进剂供应接口匹配连接，所述刻痕膜片(6)安装于阀壳体(5)底部输出端，所述点火导管连接架(8)设置于阀壳体(5)外壁侧面并对点火导管(3)与入口膜片阀组件(1)进一步固定；
所述凹接口(7)与导管连接处连接角度为35°～37°。
2.根据权利要求1所述的一种小型插接式化学点火器，其特征在于：所述出口膜片阀组件(2)包括阀壳体(5)、刻痕膜片(6)、凹接口(7)、过滤网(9)，所述刻痕膜片(6)安装于阀壳体(5)底部输入端，所述凹接口(7)安装于阀壳体(5)内顶部作为输入端，所述过滤网(9)紧贴阀壳体内表面(5)安装并过滤点火剂杂质。
3.根据权利要求1所述的一种小型插接式化学点火器，其特征在于：所述点火剂加注器(4)数量为2个。
4.根据权利要求1所述的一种小型插接式化学点火器，其特征在于：所述刻痕膜片(6)材料为纯钛。
5.根据权利要求1所述的一种小型插接式化学点火器，其特征在于：所述点火导管(3)、阀壳体(5)、刻痕膜片(6)、凹接口(7)、点火导管连接架(8)均采用不锈钢材料或钛合金材料。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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