CN110761917A - 一种无源型温度感应启动装置 - Google Patents

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王领
姬广平
李娟�
梁生云
胡峰
刘建伟
杨建鲁
郭亮
钱兴
陈洛
李鹏飞
徐绮薇
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    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
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Abstract

本发明提供了一种无源型温度感应启动装置，在支撑座上设有台阶孔或带有环形凹槽的内孔；作动杆一端将击发弹簧压缩在台阶孔的小直径端或内孔开口处，另一端外壁有凸台并伸入台阶孔或内孔；感应环为温度敏感材料制成的圆环，当温度低于设定温度时，感应环内径小于作动杆带有凸台的作动杆一端外径，感应环外径大于台阶孔小直径端内径或内孔内径，将作动杆带有凸台的一端限位在台阶孔或内孔中；当温度高于设定温度时，感应环缩小变形，外径小于台阶孔小直径端内径或内孔内径，作动杆在击发弹簧的作用下运动，作用于启动器，从而启动固体火箭发动机的点火装置。

Description

一种无源型温度感应启动装置
技术领域
本发明属于固体火箭发动机技术领域，涉及一种启动装置。
背景技术
固体火箭发动机在存储和使用过程中，会面临火灾等危险情况。在发生火灾时，固体火箭发动机会发生爆炸等强烈反应，严重威胁周围其他设备和人员安全。无源型温度感应启动装置是一种通过温度控制的启动装置，当外界环境温度达到设计值时，启动固体火箭发动机，从而达到降低固体火箭发动机反应烈度的目的。
目前，基于温度感应启动装置主要有：(1)电子传感器装置，使用温度传感器进行温度信号识别，当温度传感器探测到周围环境温度达到设计值时，控制启动控制器，该装置的优点是能够准确识别环境温度，防止发生误启动；缺点是电子传感器需要供电才能工作，工作期间需要持续供电，传感器供电系统结构繁琐，并且需要外部电力设施持续提供电力。(2)民用温感装置，优点是技术成熟，产量大，产品一致性好，缺点是最高感受温度为100℃，启动能量不可调，使用过程中需持续供电，体积大，只能安装于楼房等大型设施内，结构件大量采用塑料等部件，使用温度低。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种无源型温度感应启动装置，能够在设计温度下主动启动，结构简单，服役期间无需供电，能够降低固体火箭发动机在火灾环境下的反应烈度，启动温度可调整，可灵活安装于不同型号固体火箭发动机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无源型温度感应启动装置，包括作动杆、感应环、击发弹簧、支撑座和启动器。
所述的支撑座上设有台阶孔或带有环形凹槽的内孔；所述的作动杆一端将击发弹簧压缩在台阶孔的小直径端或内孔开口处，另一端外壁有凸台并伸入台阶孔或内孔；所述的感应环为温度敏感材料制成的圆环，当温度低于设定温度时，感应环内径小于作动杆带有凸台的作动杆一端外径，感应环外径大于台阶孔小直径端内径或内孔内径，将作动杆带有凸台的一端限位在台阶孔或内孔中；当温度高于设定温度时，感应环缩小变形，外径小于台阶孔小直径端内径或内孔内径，作动杆在击发弹簧的作用下运动，作用于启动器，从而启动固体火箭发动机的点火装置。
所述的设定温度为100℃～300℃。
所述的支撑座为中空柱体，内部为台阶孔，台阶孔两端内径大于中段内径，一端开口处安装启动器，所述的作动杆穿过台阶孔中段，通过感应环限位在台阶孔的另一端。
所述的感应环采用形状记忆聚合物、两种不同线涨系数的组合金属圈或记忆合金圈。
所述的感应环截面为正方形、长方形或圆形。
所述的启动器采用雷管结合导爆索的结构形式，导爆索与固体火箭发动机点火装置连接；或者采用雷管结合隔板点火器，直接连接固体火箭发动机点火器；或者采用电雷管结合导爆索的结构形式，导爆索与固体火箭发动机点火装置连接；或者采用电雷管结合隔板点火器的结构形式，直接连接固体火箭发动机点火器。
所述的作动杆作用于启动器一端为尖头结构或插头结构。
本发明的有益效果是：
(1)本发明中的温度感应启动装置，无需外部能源输入，后期使用不需要维护，完成安装后可一直使用。
(2)本发明中的温度感应启动装置，体积小，结构简单，可靠性高，占用空间小。
(3)本发明中的温度感应启动装置，通用性好，无需进行结构调整，便于安装。
(4)本发明中的温度感应启动装置，启动能量可调，采用不同劲度系数的弹簧，可以实现启动能量的调整，适用于不同启动条件。
(5)本发明中的温度感应启动装置，启动方式灵活，既可以直接提供能量启动发动机，又可以作为开关控制器，启动特定装置。
(6)本发明中的温度感应启动装置，启动温度调整范围宽，通过控制作动拉片启动温度，可以调整装置启动温度，可在100℃-300℃范围内调整。
(7)本发明中的温度感应启动装置中所有结构部件采用高强度铝合金或者钢等金属材料，耐热性好，可长时间在高温环境下使用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是作动杆与支撑座的连接结构示意图；
图3是圆形截面感应环结构示意图；
图4是正方形截面感应环结构示意图；
图5是矩形截面感应环结构示意图；
图6是尖头结构的作动杆结构示意图；
图7是插头结构的作动杆结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
本发明提供一种无源型温度感应启动装置，主要包括作动杆、感应环、击发弹簧、支撑座和启动器。当外界环境温度到达100℃～300℃时，感应环产生缩小变形，当感应环直径小于支撑座内径时，作动杆在激发弹簧的作用下弹开，运动一定距离后，接触并启动启动器，启动器与固体火箭发动机点火装置连接，启动器启动后点燃固体火箭发动机点火器，达到主动点燃固体火箭发动机的目的。
感应环使用的材料可以采用(1)形状记忆聚合物、(2)两种不同线涨系数的组合金属圈、(3)记忆合金圈能够随温度发生变形的材料。
感应环结构形式可以采用：(1)整体圆形结构，截面为正方形；(2)整体圆形结构，截面为长方形；(3)整体圆形，截面为圆形。
启动器可以采用结构(1)雷管结合导爆索的结构形式，导爆装置与固体火箭发动机点火装置连接，(2)雷管结合隔板点火器，直接连接固体火箭发动机点火器，(3)电雷管结合导爆索的结构形式，导爆装置与固体火箭发动机点火装置连接，(4)电雷管结合隔板点火器的结构形式，直接连接固体火箭发动机点火器。
作动杆可以采用的结构形式(1)作动杆头部为尖头结构(启动器采用雷管时)，(2)作动杆头部为作动插头结构(启动器采用电雷管时)。
如图1所示，本发明的实施例提供一种无源型温度感应启动装置，包括作动杆1、感应环2、击发弹簧3、支撑座4和启动器5。作动杆1与感应环2套装后，安装在支撑座4上，击发弹簧3安装在作动杆1与支撑座4之间，处于压缩状态，启动器5安装在支撑座4上，并与固体火箭发动机点火器连接，当启动器5与作动杆1接触时能够启动并点燃固体火箭发动机点火器。
本实施实例中，作动杆1采用尖头结构用于激发启动器5，启动器5直接连接固体火箭发动机点火器，感应环2采用圆形截面。当外界环境温度到达100℃-300℃时，感应环2产生缩小变形，当感应环2直径小于支撑座内径时，作动杆1在激发弹簧3的作用下弹开，运动一定距离后，接触并激发启动器5，启动器5点燃固体火箭发动机点火器，从而达到主动点燃固体火箭发动机的目的。

Claims (7)

1.一种无源型温度感应启动装置，包括作动杆、感应环、击发弹簧、支撑座和启动器，其特征在于：所述的支撑座上设有台阶孔或带有环形凹槽的内孔；所述的作动杆一端将击发弹簧压缩在台阶孔的小直径端或内孔开口处，另一端外壁有凸台并伸入台阶孔或内孔；所述的感应环为温度敏感材料制成的圆环，当温度低于设定温度时，感应环内径小于作动杆带有凸台的作动杆一端外径，感应环外径大于台阶孔小直径端内径或内孔内径，将作动杆带有凸台的一端限位在台阶孔或内孔中；当温度高于设定温度时，感应环缩小变形，外径小于台阶孔小直径端内径或内孔内径，作动杆在击发弹簧的作用下运动，作用于启动器，从而启动固体火箭发动机的点火装置。
2.根据权利要求1所述的无源型温度感应启动装置，其特征在于：所述的设定温度为100℃～300℃。
3.根据权利要求1所述的无源型温度感应启动装置，其特征在于：所述的支撑座为中空柱体，内部为台阶孔，台阶孔两端内径大于中段内径，一端开口处安装启动器，所述的作动杆穿过台阶孔中段，通过感应环限位在台阶孔的另一端。
4.根据权利要求1所述的无源型温度感应启动装置，其特征在于：所述的感应环采用形状记忆聚合物、两种不同线涨系数的组合金属圈或记忆合金圈。
5.根据权利要求1所述的无源型温度感应启动装置，其特征在于：所述的感应环截面为正方形、长方形或圆形。
6.根据权利要求1所述的无源型温度感应启动装置，其特征在于：所述的启动器采用雷管结合导爆索的结构形式，导爆索与固体火箭发动机点火装置连接；或者采用雷管结合隔板点火器，直接连接固体火箭发动机点火器；或者采用电雷管结合导爆索的结构形式，导爆索与固体火箭发动机点火装置连接；或者采用电雷管结合隔板点火器的结构形式，直接连接固体火箭发动机点火器。
7.根据权利要求1所述的无源型温度感应启动装置，其特征在于：所述的作动杆作用于启动器一端为尖头结构或插头结构。
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