CN109989851A - 用于装药燃烧室的复合胶膜和装药燃烧室及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于装药燃烧室的复合胶膜，其用于粘接药柱绝热层和壳体绝热层，按质量份数计，该复合胶膜包括1‑7份的骨架材料和40‑200份的触变胶。本发明的复合胶膜以触变胶为粘合剂、以性能优异的骨架材料为支撑骨架，构筑一种具有一定机械强度、胶液不流挂的复合胶膜，将该复合胶膜粘接在药柱绝热层的外表面，再与壳体绝热层相粘接，可有效保证装药燃烧室的粘接质量。采用本发明实施例中的复合胶膜进行粘接，具有柱绝热层和壳体绝热层的粘接表面的复合胶膜敷设均匀，粘接过程简单，胶液不会流挂，可常温固化，大大缩短粘接工时等优点。

Description

用于装药燃烧室的复合胶膜和装药燃烧室及制造方法

技术领域

本发明涉及固体火箭发动机制造技术领域，具体涉及一种用于装药燃烧室的复合胶膜和装药燃烧室及制造方法。

背景技术

装药燃烧室的药柱与壳体的粘接是固体发动机装药的重要关键工序，药柱的外表面有一层药柱绝热层，壳体的内表面有一层壳体绝热层，需要将药柱绝热层与壳体绝热层粘接在一起。目前的装药燃烧室药的粘接工艺是：先在药柱绝热层表面涂抹胶粘剂，然后再将药柱推挤到壳体内，进行药柱绝热层与壳体绝热层的粘接。该方法的存在如下问题：

(1)人工刷胶工艺耗时、劳动强度高、自动化程度低。采用人工涂刷胶液，涂完整个粘接面耗时较长，操作人员劳动强度高，操作体验很差，而且由于胶液粘度较高，操作窗口时间较短，人工刷胶效果较差。

(2)由于胶液流淌性好，导致流挂流滴现象严重，药柱绝热层表面的的胶液厚度不均，容易上薄下厚，会导致粘接不均匀，而且由于胶液流淌性好，药柱在挤压过程中，不好控制挤压强度。

(3)由于胶液大量流滴到地面或设备上，严重破坏操作环境，后续清理工作强度大。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于装药燃烧室的复合胶膜和装药燃烧室及制造方法，采用复合胶膜粘接过程简单，胶液不流挂，缩短粘接工时。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种用于装药燃烧室的复合胶膜，其用于粘接药柱绝热层和壳体绝热层，其特征在于，按质量份数计，该复合胶膜包括1-7份的骨架材料和40-200份的触变胶。

在上述技术方案的基础上，所述骨架材料为玻璃纤维编织物、碳纤维编织物、聚酯纤维编织物、芳纶纤维编织物、聚乙烯纤维编织物、纤维素编织物中的一种或几种。

在上述技术方案的基础上，所述骨架材料采用2份，所述触变胶采用70份。

本发还提供一种制备上述所述的复合胶膜的方法，其包括以下步骤：将所述骨架材料与所述触变胶混合。

本发还提供一种装药燃烧室，其包括沿该装药燃烧室的内壁向外壁依次分布并相连的药柱、药柱绝热层、如权利要求1所述的复合胶膜、壳体绝热层和壳体。

在上述技术方案的基础上，所述复合胶膜与所述药柱绝热层的外表面形状相适配。

在上述技术方案的基础上，所述复合胶膜的厚度为1～5mm。

本发还提供一种上述所述的装药燃烧室的制造方法，其包括以下步骤：

提供预制的复合胶膜；

将所述复合胶膜粘贴在所述药柱的药柱绝热层的外表面上，并形成预成型药柱；

将所述预成型药柱推挤至所述壳体内，并与所述壳体绝热层粘接；

挤压所述预成型药柱，使所述预成型药柱与所述壳体成为整体；

常温固化，形成装药燃烧室。

在上述技术方案的基础上，将所述复合胶膜粘贴在所述药柱绝热层的外表面上，并形成预成型药柱之前，还包括如下步骤：

提供药柱成型模具；

在所述药柱成型模具内制备所述药柱绝热层；

将推进剂浇注至所述药柱成型模具内，形成所述药柱；

固化后脱模。

在上述技术方案的基础上，使用涨紧工装对所述预成型药柱进行挤压。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的用于装药燃烧室的复合胶膜，以触变胶为粘合剂、以性能优异的骨架材料为支撑骨架，构筑一种具有一定机械强度、胶液不流挂的复合胶膜，将该复合胶膜粘接在药柱绝热层的外表面，再与壳体绝热层相粘接，可有效保证装药燃烧室的粘接质量。采用本发明的复合胶膜进行粘接，具有柱绝热层和壳体绝热层的粘接表面的复合胶膜敷设均匀，粘接过程简单，胶液不会流挂，可常温固化，大大缩短粘接工时等优点。

(2)本发明的装药燃烧室的成型采用复合胶膜粘接的方式能大大缩短粘接工时，且能够实现常温固化，固化时间短，而且复合胶膜的制备、粘接等工艺过程都可实现自动化，提高装药燃烧室成型的自动化水平。

(3)本发明的装药燃烧室的制造方法中复合胶膜的预制备、药柱的制备、预成型药柱的制备、粘接壳体、装药燃烧室的形成的步骤易于实现自动化操作，因此该装药燃烧室的制造方法可以实现全自动化操作，且制造过程简单易控制，现场作业环境干净整洁，大大节约制造工时。

附图说明

图1为本发明实施例中装药燃烧室的剖视图。

图中：1-药柱，2-药柱绝热层，3-复合胶膜，4-壳体绝热层，5-壳体。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例提供一种用于装药燃烧室的复合胶膜，其用于粘接药柱绝热层2和壳体绝热层4，按质量份数计，该复合胶膜3包括1-7份的骨架材料和40-200份的触变胶。触变胶具有触变性，只用机械力，不需加热就可使凝胶变为溶胶；不需冷却，只需静置一定时间，又由溶胶变为凝胶，由于触变胶的独特性能使得可以实现触变胶与骨架材料的常温混合以及常温固化等到复合胶膜3。本发明实施例的复合胶膜3以触变胶为粘合剂、以性能优异的骨架材料为支撑骨架，构筑一种具有一定机械强度、胶液不流挂的复合胶膜3，将该复合胶膜3粘接在药柱绝热层2的外表面，再与壳体绝热层4相粘接，可有效保证装药燃烧室的粘接质量。采用本发明实施例中的复合胶膜3进行粘接，具有柱绝热层2和壳体绝热层4的粘接表面的复合胶膜3敷设均匀，粘接过程简单，胶液不会流挂，可常温固化，大大缩短粘接工时等优点。

优选的，骨架材料为玻璃纤维编织物、碳纤维编织物、聚酯纤维编织物、芳纶纤维编织物、聚乙烯纤维编织物、纤维素编织物中的一种或几种。骨架材料为多孔纤维编织物，触变胶能很好的浸入到多孔纤维编织物，以多孔纤维编织物作为支持物，起到防止胶液流挂的目的。而且纤维编织物是一种性能优异的材料，绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，通常用作复合材料中的增强材料，能够加强复合胶膜3的机械强度，在粘接过程中不易损坏，以及保证装药燃烧室成型过程中整体性和紧密粘接的效果。

进一步的，本发明实施例中的复合胶膜3中的骨架材料采用2份，触变胶采用70份。骨架材料的质量轻，作为骨架支撑材料的用量也相对较少，采用本发明实施例的骨架材料和触变胶的配比能实现在单层结构条件下能很好的粘接药柱绝热层2和壳体绝热层4，可以避免原料的浪费，防止溢胶现象的发生。

本发明实施例还提供一种制备上述所述的复合胶膜的方法，其包括以下步骤：

S1、材料准备：对购置的骨架材料进行密度、厚度、空隙率等检验，对购置的触变胶进行粘接强度、粘度、固化度等检验；

S2、骨架材料处理：室温(15～30℃)下，将骨架材料放在95％乙醇溶液中清洗表面脂类化合物；将脱脂后的骨架材料放在蒸馏水中，脱去上一步骤中表面吸附的乙醇；取出骨架材料，自然沥干10min，放置于烘箱1h烘干后取出；

S3、胶液混合：所购置触变胶由A、B两组分混合而成，首先加入5份A组分，搅拌10min；加入4份B组分，搅拌3min；

S4、复合胶膜3成型：将脱模纸1平铺胶板上，并将骨架材料置于脱模纸1上；将步骤S3中1/2胶液倒置在骨架材料上并刮抹均匀；盖上脱模纸2，翻面；脱去脱模纸1，将剩余1/2胶液倒置在骨架材料上刮抹均匀，盖上脱模纸3；将四周脱模纸沿边缘折叠起来并密封；

S5、复合胶膜3存储及运输：冷冻存储及运输，温度(-15～-25)℃，最长存储时间10天；

S6、复合胶膜3使用：冷冻环境取出后，(20～30)℃温度下解冻1～2h，揭开脱模纸使用。

参见图1所示，本发明实施例还提供一种装药燃烧室，该装药燃烧室成型后的结构为：该装药燃烧室包括沿该装药燃烧室的内壁向外壁依次分布并相连的药柱1、药柱绝热层2、上述所述的复合胶膜3、壳体绝热层4和壳体5。药柱1和药柱绝热层2成型为整体，壳体绝热层4和壳体5成型为整体，再将复合胶膜3粘接在药柱绝热层2上，将药柱绝热层2与壳体绝热层4粘接成整体，形成该装药燃烧室。这种采用复合胶膜3粘接的方式能大大缩短粘接工时，且能够实现常温固化，固化时间短，而且复合胶膜3的制备、粘接等工艺过程都可实现自动化，提高装药燃烧室成型的自动化水平。

进一步的，复合胶膜3与药柱绝热层2的外表面形状相适配。实际火箭发动机装药燃烧室的型号的不同，其装药燃烧室的药柱绝热层2的尺寸也不一样，根据实际的情况，制备与药柱绝热层2的外表面形状相适配的复合胶膜3，复合胶膜3能一次性完整的粘贴在药柱绝热层2的外表面上，无需多次粘贴，且避免复合胶膜3的浪费以及保证复合胶膜3粘贴在药柱绝热层2的外表面上的均匀性。

更进一步的，复合胶膜3的厚度为1～5mm，复合胶膜3的厚度不易太薄，防止无法将药柱绝热层2与壳体绝热层4紧密的粘接成整体，复合胶膜3的厚度也不易太厚，防止药柱绝热层2与壳体绝热层4粘接时溢胶过多，导致复合胶膜3的浪费和施工现场的难清理。

本发明实施例还提供一种上述所述的装药燃烧室的制造方法，其包括以下步骤：

复合胶膜3的预制备：提供预制的复合胶膜3，复合胶膜3的制备与上述的制备方式一样，在此不再赘述；

药柱1的制备：

S1、提供药柱成型模具；

S2、在药柱成型模具内制备药柱绝热层2；

S3、将推进剂浇注至药柱成型模具内，形成药柱1；

S4、固化后脱模，得到表面有药柱绝热层2的药柱1。

预成型药柱的制备：将复合胶膜3粘贴在药柱1的药柱绝热层2的外表面上，并形成预成型药柱；

粘接壳体5：将预成型药柱推挤至壳体5内，并与壳体绝热层4粘接，此时的粘接并不牢固；

装药燃烧室的形成：

S1、使用涨紧工装对预成型药柱进行挤压，预成型药柱为中空结构，涨紧工装置于预成型药柱内对预成型药柱进行挤压，使预成型药柱与壳体5紧密粘接成为整体，并清理多余胶液；采用胶膜粘接后，根据挤压力的大小，能够控制复合胶膜3的压缩量，进而控制溢胶量，溢出的胶液也易清理；

S2、常温固化72h，形成装药燃烧室。

该装药燃烧室的制造方法中复合胶膜3的预制备、药柱1的制备、预成型药柱的制备、粘接壳体5、装药燃烧室的形成的步骤均可自动化操作，因此该装药燃烧室的制造方法可以实现全自动化操作，且制造过程简单易控制，现场作业环境干净整洁，大大节约制造工时。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种用于装药燃烧室的复合胶膜，其用于粘接药柱绝热层(2)和壳体绝热层(4)，其特征在于，按质量份数计，该复合胶膜(3)包括1-7份的骨架材料和40-200份的触变胶。

2.如权利要求1所述的用于装药燃烧室的复合胶膜，其特征在于，所述骨架材料为玻璃纤维编织物、碳纤维编织物、聚酯纤维编织物、芳纶纤维编织物、聚乙烯纤维编织物、纤维素编织物中的一种或几种。

3.如权利要求1所述的用于装药燃烧室的复合胶膜，其特征在于，所述骨架材料采用2份，所述触变胶采用70份。

4.一种制备如权利要求1所述的复合胶膜的方法，其特征在于，其包括以下步骤：将所述骨架材料与所述触变胶混合。

5.一种装药燃烧室，其特征在于，其包括沿该装药燃烧室的内壁向外壁依次分布并相连的药柱(1)、药柱绝热层(2)、如权利要求1所述的复合胶膜(3)、壳体绝热层(4)和壳体(5)。

6.如权利要求5所述的装药燃烧室，其特征在于，所述复合胶膜(3)与所述药柱绝热层(2)的外表面形状相适配。

7.如权利要求5所述的装药燃烧室，其特征在于，所述复合胶膜(3)的厚度为1～5mm。

8.一种如权利要求5所述的装药燃烧室的制造方法，其特征在于，其包括以下步骤：

提供预制的复合胶膜(3)；

将所述复合胶膜(3)粘贴在所述药柱(1)的药柱绝热层(2)的外表面上，并形成预成型药柱；

将所述预成型药柱推挤至所述壳体(5)内，并与所述壳体绝热层(4)粘接；

挤压所述预成型药柱，使所述预成型药柱与所述壳体(5)成为整体；

常温固化，形成装药燃烧室。

9.如权利要求8所述的装药燃烧室的制造方法，其特征在于，将所述复合胶膜(3)粘贴在所述药柱绝热层(2)的外表面上，并形成预成型药柱之前，还包括如下步骤：

提供药柱成型模具；

在所述药柱成型模具内制备所述药柱绝热层(2)；

将推进剂浇注至所述药柱成型模具内，形成所述药柱(1)；

固化后脱模。

10.如权利要求8所述的装药燃烧室的制造方法，其特征在于，使用涨紧工装对所述预成型药柱进行挤压。