CN109405641A - 一种燃气发生器喷管单向密封结构 - Google Patents

Abstract

一种燃气发生器喷管单向密封结构，涉及火工品结构涉及领域；包括金属球、滑杆、喷管和壳体；其中，喷管为轴向中空的管道结构；壳体套装在喷管的外壁；金属球为球状结构；金属球设置在喷管内部；滑杆沿直径方向穿过金属球；且滑杆的轴向两端卡在喷管的侧壁出，实现对滑杆的限位；喷管内壁对应金属球的位置涂抹密封胶；实现粘接金属球，防止金属球任意滑动及密封的效果；喷管的内壁包括柱面内壁和锥面内壁；其中，锥面内壁设置在喷管与壳体的轴向连接处；柱面内壁与锥面内壁同轴连接平滑过渡；本发明实现了当多个发生器串联工作时，防止已工作发生器的高温燃气反向流入到未工作的发生器中，引起未工作的发生器异常着火燃烧。

Description

一种燃气发生器喷管单向密封结构

技术领域

本发明涉及一种火工品结构设计领域，特别是一种燃气发生器喷管单向密封结构。

背景技术

燃气发生器是一类特殊的火工品，它是由壳体、药剂、点火器、发生器喷管、密封圈等部件组成，通过药剂在壳体内燃烧形成高压高温气体从发生器喷管喷出后作功实现所设定的功能，主要功能表现为提供热源或燃气做功，它具有一次性使用、一旦启动就无法暂停的特点。

由于受到空间限制无法使用单个发生器大幅度增加长度以实现长时间工作的目的时，只能将单个发生器拆分成多个发生器串联工作以实现长时间工作；当在不同时间段内需要按指令多次点火燃烧时，确实需要由多个发生器串联工作时；由于最终的燃气出口为统一出口，目前并没有相关的技术方案，解决正在燃烧的发生器的燃气反向流入到未工作的发生器中。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种燃气发生器喷管单向密封结构，实现了当多个发生器串联工作时，防止已工作发生器的高温燃气反向流入到未工作的发生器中，引起未工作的发生器异常着火燃烧。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种燃气发生器喷管单向密封结构，包括金属球、滑杆、喷管和壳体；其中，喷管为轴向中空的管道结构；壳体套装在喷管的外壁；金属球为球状结构；金属球设置在喷管内部；滑杆沿直径方向穿过金属球；且滑杆的轴向两端卡在喷管的侧壁出，实现对滑杆的限位。

在上述的一种燃气发生器喷管单向密封结构，所述滑杆为圆柱体或截面为正n边型的柱体结构；滑杆采用高温合金或钼合金材料；3≤n≤6，且n为正整数。

在上述的一种燃气发生器喷管单向密封结构，所述滑杆的轴向长度大于喷管的内壁直径，且滑杆的轴向长度小于喷管的外壁直径。

在上述的一种燃气发生器喷管单向密封结构，所述喷管的内壁包括柱面内壁和锥面内壁；其中，锥面内壁设置在喷管与壳体的轴向连接处；柱面内壁与锥面内壁同轴连接平滑过渡。

在上述的一种燃气发生器喷管单向密封结构，所述柱面内壁对应滑杆轴向两端的位置分别设置有倾斜通孔；且2个倾斜通孔设置在柱面内壁与锥面内壁的连接处；滑杆的轴向两端卡在柱面内壁的2个倾斜通孔中。

在上述的一种燃气发生器喷管单向密封结构，2个倾斜通孔的宽度均大于滑杆的径向最大宽度；且2个倾斜通孔的斜边连线位于同一直线上；2个倾斜通孔的斜边连线与竖直方向夹角为0°-30°。

在上述的一种燃气发生器喷管单向密封结构，金属球直径与喷管中柱面内壁的直径之比小于等于0.95；金属球直径与喷管中锥面内壁的最小直径之比大于等于2。

在上述的一种燃气发生器喷管单向密封结构，所述金属球沿径向位置设置有贯穿通孔；滑杆沿贯穿通孔穿过金属球；且滑杆与金属球内壁之间为间隙配合。

在上述的一种燃气发生器喷管单向密封结构，所述锥面内壁对应金属球的位置涂抹密封胶；实现粘接金属球，防止金属球任意滑动及密封的效果。

在上述的一种燃气发生器喷管单向密封结构，单向密封结构的工作过程为：

燃气发生器工作时内部压强升高，燃气正向流动时，燃气经过锥面内壁在金属球面上形成压力及将密封胶拉裂，推动金属球带动滑杆在2个倾斜通孔滑动，燃气流出；如果燃气为反向压强升高，燃气逆向流动时，则推动滑杆将金属球在锥面内壁上压紧，燃气无法向发生器内流入。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)本发明在喷管的锥面内壁涂抹密封胶，实现将金属球与喷管的锥面内壁进行粘接；实现密封及防止金属球任意滑动的作用；

(2)本发明采用了滑杆穿入金属球的间隙配合方式，当燃气正向或逆向流动时，金属球沿滑杆轴向自动调节位置，提高了密封和解密封的效率；

(3)本发明在柱面内壁对应滑杆轴向两端的位置分别设置有倾斜通孔；2个倾斜通孔的斜边连线与竖直方向夹角为0°-30°；滑杆(2)在小于等于30°的通孔内滑动，有效的放置防止已工作发生器的高温燃气反向流入到未工作的发生器中。

附图说明

图1为本发明燃气逆向流动示意图；

图2为本发明燃气正向流动示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：

本发明提供一种燃气发生器喷管单向密封结构，适合在多个发生器的结构串联使用时，可防止高温燃气从喷管处反向流入到未工作的发生器中引起该发生器非正常着火燃烧。

如图1所示为燃气逆向流动示意图，由图可知，一种燃气发生器喷管单向密封结构，包括金属球1、滑杆2、喷管3和壳体5；其中，喷管3为轴向中空的管道结构；壳体5套装在喷管3的外壁；金属球1为球状结构；金属球1设置在喷管3内部；滑杆2沿直径方向穿过金属球1；且滑杆2的轴向两端卡在喷管3的侧壁出，实现对滑杆2的限位。

其中，喷管3为圆柱体或截面为正n边型的柱体结构；喷管3采用高温合金或钼合金材料；3≤n≤6，且n为正整数。喷管3的轴向长度大于喷管3的内壁直径，且喷管3的轴向长度小于喷管3的外壁直径。

喷管3的内壁包括柱面内壁31和锥面内壁32；其中，锥面内壁32设置在喷管3与壳体5的轴向连接处；柱面内壁31与锥面内壁32同轴连接平滑过渡。柱面内壁31对应滑杆2轴向两端的位置分别设置有倾斜通孔；且2个倾斜通孔设置在柱面内壁31与锥面内壁32的连接处；滑杆2的轴向两端卡在柱面内壁31的2个倾斜通孔中。2个倾斜通孔的宽度均大于滑杆2的径向最大宽度；且2个倾斜通孔的斜边连线位于同一直线上；2个倾斜通孔的斜边连线与竖直方向夹角为0°-30°。

金属球1直径与喷管3中柱面内壁31的直径之比小于等于0.95；金属球1直径与喷管3中锥面内壁32的最小直径之比大于等于2。金属球1沿径向位置设置有贯穿通孔；滑杆2沿贯穿通孔穿过金属球1；且滑杆2与金属球1内壁之间为间隙配合。

锥面内壁32对应金属球1的位置涂抹密封胶4；实现粘接金属球1，防止金属球1任意滑动及密封的效果。采用密封胶4将金属球1与喷管3的锥面粘接在一起时可实现密封及防止金属球1任意滑动的作用。

单向密封结构的工作过程为：

如图2所示为燃气正向流动示意图，由图可知，当燃气发生器工作时内部压强升高，燃气正向流动时，燃气经过锥面内壁32在金属球1面上形成压力及将密封胶4拉裂，推动金属球1带动滑杆2在2个倾斜通孔滑动，燃气流出；如果燃气为反向压强升高，燃气逆向流动时，则推动滑杆2将金属球1在锥面内壁32上压紧，燃气无法向发生器内流入。密封胶4要选用对金属粘接性能好、能长期适应高温(+70℃)、低温(-50℃)等储存环境条件，且尽量为便于燃烧的胶类。

根据燃气温度的高低、工作时间的长短等具体要求，对金属球1与滑杆2的材料作不同的选择，当喷管出口的燃气温度在1000～1700℃、工作时间在30s以上时，可选用钼合金、高温合金等材料；如果燃气温度1000～1700℃、工作时间不到30s时，或燃气温度小于1000℃、长时间工作时，则可金属球1可选用不锈钢、高强度钢等材料；需要根据滑杆2直径与工作时间的具体要求，选用不同的金属材料、特别需要注意材料在工作时间内的强度要求，防止滑杆2会折弯或折断，金属球被吹出打击到其它外部部件或堵塞管路。

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 (10)

1.一种燃气发生器喷管单向密封结构，其特征在于：包括金属球(1)、滑杆(2)、喷管(3)和壳体(5)；其中，喷管(3)为轴向中空的管道结构；壳体(5)套装在喷管(3)的外壁；金属球(1)为球状结构；金属球(1)设置在喷管(3)内部；滑杆(2)沿直径方向穿过金属球(1)；且滑杆(2)的轴向两端卡在喷管(3)的侧壁出，实现对滑杆(2)的限位。

2.根据权利要求1所述的一种燃气发生器喷管单向密封结构，其特征在于：所述滑杆(2)为圆柱体或截面为正n边型的柱体结构；滑杆(2)采用高温合金或钼合金材料；3≤n≤6，且n为正整数。

3.根据权利要求2所述的一种燃气发生器喷管单向密封结构，其特征在于：所述滑杆(2)的轴向长度大于喷管(3)的内壁直径，且滑杆(2)的轴向长度小于喷管(3)的外壁直径。

4.根据权利要求3所述的一种燃气发生器喷管单向密封结构，其特征在于：所述喷管(3)的内壁包括柱面内壁(31)和锥面内壁(32)；其中，锥面内壁(32)设置在喷管(3)与壳体(5)的轴向连接处；柱面内壁(31)与锥面内壁(32)同轴连接平滑过渡。

5.根据权利要求4所述的一种燃气发生器喷管单向密封结构，其特征在于：所述柱面内壁(31)对应滑杆(2)轴向两端的位置分别设置有倾斜通孔；且2个倾斜通孔设置在柱面内壁(31)与锥面内壁(32)的连接处；滑杆(2)的轴向两端卡在柱面内壁(31)的2个倾斜通孔中。

6.根据权利要求5所述的一种燃气发生器喷管单向密封结构，其特征在于：2个倾斜通孔的宽度均大于滑杆(2)的径向最大宽度；且2个倾斜通孔的斜边连线位于同一直线上；2个倾斜通孔的斜边连线与竖直方向夹角为0°-30°。

7.根据权利要求6所述的一种燃气发生器喷管单向密封结构，其特征在于：金属球(1)直径与喷管(3)中柱面内壁(31)的直径之比小于等于0.95；金属球(1)直径与喷管(3)中锥面内壁(32)的最小直径之比大于等于2。

8.根据权利要求7所述的一种燃气发生器喷管单向密封结构，其特征在于：所述金属球(1)沿径向位置设置有贯穿通孔；滑杆(2)沿贯穿通孔穿过金属球(1)；且滑杆(2)与金属球(1)内壁之间为间隙配合。

9.根据权利要求8所述的一种燃气发生器喷管单向密封结构，其特征在于：所述锥面内壁(32)对应金属球(1)的位置涂抹密封胶(4)；实现粘接金属球(1)，防止金属球(1)任意滑动及密封的效果。

10.根据权利要求1-9之一所述的一种燃气发生器喷管单向密封结构，其特征在于：单向密封结构的工作过程为：

燃气发生器工作时内部压强升高，燃气正向流动时，燃气经过锥面内壁(32)在金属球(1)面上形成压力及将密封胶(4)拉裂，推动金属球(1)带动滑杆(2)在2个倾斜通孔滑动，燃气流出；如果燃气为反向压强升高，燃气逆向流动时，则推动滑杆(2)将金属球(1)在锥面内壁(32)上压紧，燃气无法向发生器内流入。