CN111271191A - 一种微量分粉流化装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种微量分粉流化装置，包括储粉组件、分粉组件以及观察组件；所述储粉组件包括储粉壳体，所述储粉壳体内设置有燃料药柱；所述分粉组件包括分粉壳体，所述分粉壳体内设置有锥部，所述锥部的前端形成有粉末通道，所述锥部的后端设置有分粉孔，所述粉末通道和所述分粉孔之间设置有环缝；所述观察组件包括观察壳体，所述观察壳体的前部设置有若干个流化气接嘴，所述观察壳体的后部设置有观察玻璃。本发明实施例实现了对粉末燃料和流化气的充分混合。

Description

一种微量分粉流化装置

技术领域

本发明涉及粉末冲压发动机的燃料供给领域，具体涉及一种微量分粉流化装置。

背景技术

粉末燃料冲压发动机采用高能金属或硼粉为燃料，兼具液体燃料冲压发动机推力可调、比冲高及固体火箭冲压发动机安全可靠、结构简单等优点，尤其是固体/粉末或液体/粉末燃料组合冲压发动机，粉末燃料的加入不仅可大幅提高传统冲压发动机的比冲等性能，还能改善并增加其原有功能，是极具发展潜力的新一代导弹动力装置之一。

粉末燃料在流化气作用下以气固两相形式流动，因此具有较强的流率调控性，使粉末燃料冲压发动机具备多次启动和推力调节功能。同时粉末燃料冲压发动机的燃料流量调节属于冷调节方式，且其密度比冲较高，与目前在研的流量可调冲压发动机相比，性能更优，特别适合于工作空域大，要求多弹道飞行等方面任务。

粉末燃料供应系统是实现粉末燃料冲压发动机稳定燃烧和推力调节的关键，其供应性能的优劣直接影响发动机性能的好坏。

粉末燃料输送形式灵活，可与现有固体燃料或液体燃料冲压发动机搭配使用，形成固体/粉末、液体/粉末组合冲压发动机，从而提高单一燃料形式冲压发动机比冲性能。由此可见，粉末燃料冲压发动机的诸多优点使其具备强劲的发展潜力，但由于其尚处于初步研究阶室，且涉及诸如气固两相输送、颗粒燃料点火和发动机燃烧组织等多方面问题，目前许多技术难题还未得到解决。

粉末燃料供给技术是粉末燃料冲压发动机的核心技术，实现粉末燃料的连续、稳定、可控供给是发动机可靠工作的前提。

发明内容

本发明的目的在于提供一种微量分粉流化装置，实现了对粉末燃料和流化气的充分混合。

本发明所采用的技术方案为：

本发明提供一种微量分粉流化装置，包括储粉组件、分粉组件以及观察组件；

所述储粉组件包括储粉壳体，所述储粉壳体内设置有燃料药柱；

所述分粉组件包括分粉壳体，所述分粉壳体内设置有锥部，所述锥部的前端形成有粉末通道，所述锥部的后端设置有分粉孔，所述粉末通道和所述分粉孔之间设置有环缝；

所述观察组件包括观察壳体，所述观察壳体的前部设置有若干个流化气接嘴，所述观察壳体的后部设置有观察玻璃。

可选的，所述储粉壳体内还设置有活塞盘、多孔板以及活塞腔，所述燃料药柱设于所述多孔板的后端；

所述多孔板设于所述活塞盘的后端，所述活塞盘前端形成所述活塞腔，所述活塞腔内设置有活塞杆，所述活塞杆贯穿所述储粉壳体并延伸至储粉壳体的前端外侧，所述活塞杆的外端设置有步进电机。

可选的，所述多孔板设置有若干个小孔；

所述活塞盘的后部设置有控制气储腔，所述控制气储腔与所述小孔相联通。

可选的，所述观察玻璃设于所述观察壳体的后部侧面。

可选的，所述流化气接嘴通过流化气软管与外部的流化气储腔相连。

可选的，所述观察壳体的前端设置有流化入口，观察壳体的后端设置有流化出口。

可选的，流化入口设置为四个，四个所述流化入口投影的切线能形成一个圆，所述流化气接嘴的轴线延长线与所述圆的切线相平行。

可选的，所述活塞盘与所述储粉壳体相接触的地方设置有橡胶圈，

可选的，所述活塞盘内部形成有控制气通道，所述控制气通道与所述控制气储腔相联通，且所述控制气通道的前部设置有控制气接嘴，所述控制气接嘴通过软管与外部的控制气储腔相连。

本发明的有益效果在于：

1、本发明提供一种微量分粉流化供粉装置，实现了对粉末燃料和流化气的充分混合。

2、本发明实施例采用分粉组件，能够实现粉末燃料微量进入观察组件，便于与流化气混合；避免大量的粉末燃料与流化气混合导致的节涌、沟流现象。

3、本发明实施例采用四角切圆的流化气接嘴布置方式，参见图2所示，即：四个流化入口34投影的切线能形成一个圆，流化气接嘴31的轴线延长线与所述圆的切线相平行。

使其燃料粉末在流化气充分扰动下，增强了粉末的流化的效果，并且可以增加氧燃比，增加冲压发动机的比冲，增大发动机的推力。

4、本发明实施例可以通过控制步进电机转速控制粉末燃料的进入，从而控制观察组件内的粉末燃料流量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种微量分粉流化装置立体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种微量分粉流化装置侧视结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种微量分粉流化装置剖视结构示意图；

图4是图3中A处局部放大示意图；

图5是发明实施例中活塞盘与多孔板、控制气接嘴连接关系示意图；

图6是本发明实施例中分粉组件立体结构示意图；

图7是本发明实施例中分粉组件剖视示意图。

附图说明：

1储粉组件；10储粉壳体；11活塞盘；111橡胶圈；112控制气通道；113控制气储腔；12活塞杆；13控制气接嘴；14多孔板；141小孔；15步进电机；16燃料药柱；17活塞腔；

2分粉组件；20分粉壳体；21锥部；22粉末通道；221环缝；23分粉孔；

3观察组件；30观察壳体；31流化气接嘴；32流化气软管；33观察玻璃；34流化入口；35流化出口。

具体实施方式

以下将结合实施例对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明的实施例1提供一种微量分粉流化装置，包括储粉组件1、分粉组件2以及观察组件3，且所述储粉组件1、分粉组件2以及观察组件3沿粉末燃料供应的方向从前至后依次设置。

所述储粉组件1包括储粉壳体10，所述储粉壳体10内设置有燃料药柱16；

需要说明的是，本实施例燃料药柱5可以采用高能固体粉末(铝、镁、硼、碳等)通过现有的工艺制成。本实施例将高能固体粉末压实，置于储粉壳体10内部，即得燃料药柱5，具有一定的松紧度。

所述分粉组件2包括分粉壳体20，所述分粉壳体20内设置有锥部21，所述锥部21的前端形成有粉末通道22，所述锥部21的后端设置有分粉孔23，所述粉末通道22和所述分粉孔23之间设置有环缝221；

所述观察组件3包括观察壳体30，所述观察壳体30的前部设置有若干个流化气接嘴31，所述观察壳体30的后部设置有观察玻璃33。

所述流化气接嘴31通过流化气软管32与外部的流化气储腔(附图未示)相连。

本实施例中，所述观察壳体30的前端设置有流化入口34，观察壳体30的后端设置有流化出口35。流化后的粉末燃料经流化出口35流出。

参见附图，流化入口34设置为四个，四个所述流化入口34投影的切线能形成一个圆，所述流化气接嘴31的轴线延长线与所述圆的切线相平行。

本实施例中设置四个流化气接嘴31，流化气由流化气储腔通过流化气软管32，再经过流化气接嘴31进入至观察壳体30内的前部，同时，粉末燃料经过四个流化入口34进入至观察壳体30内的前部，由于粉末燃料与流化气进入的方向垂直，且四个所述流化入口34投影的切线能形成一个圆，所述流化气接嘴31的轴线延长线与所述圆的切线相平行。因而其进入观察壳体30内的流化气吹动其粉末燃料，从而在观察壳体30内的前部形成旋风，使其流化效果更好。

此外，本实施例中分粉孔23也设置为4个，四个分粉孔23与流化入口34一一对应设置，且对应设置的分粉孔23与流化入口34相联通，所述分粉孔23的直径由前至后逐渐减小，孔径变化过程呈现圆滑过渡状态。

进一步，所述储粉壳体10内还设置有活塞盘11、多孔板14以及活塞腔17，所述燃料药柱16设于所述多孔板14的后端；

所述多孔板14设于所述活塞盘11的后端，所述活塞盘11前端形成所述活塞腔17，所述活塞腔17内设置有活塞杆12，所述活塞杆12贯穿所述储粉壳体10并延伸至储粉壳体10的前端外侧，所述活塞杆12的外端设置有步进电机15。步进电机15可以前后移动，用以控制活塞杆12的前后移动。所述活塞杆12可以在活塞腔17内进行前后移动。

进一步，所述多孔板14设置有若干个小孔141；

所述活塞盘11的后部设置有控制气储腔113，所述控制气储腔113与所述小孔141相联通。

进一步，所述活塞盘11内部形成有控制气通道112，所述控制气通道112与所述控制气储腔113相联通，且所述控制气通道112的前部设置有控制气接嘴13，所述控制气接嘴13通过软管(附图未示)与外部的控制气储腔(附图未示)相连。

活塞杆12在步进电机15的作用下，向后推动，推动活塞盘11推动燃料药柱16，同时控制气由控制气储腔通过软管，再依次经过控制气接嘴13、控制气通道112进入到控制气储腔113内，随后控制气储腔113内的控制气经过多孔板14的小孔141吹动燃料药柱16，将其燃料药柱16吹散，形成粉末燃料，并将其粉末燃料吹至分粉组件2的粉末通道22内。

随后，其粉末通道22内的粉末燃料经过环缝221流至四个分粉孔23内，其四个分粉孔23内的粉末燃料再经流化入口34，进入到分粉壳体20内，在流化气的吹动下，形成旋风，用以流化。

进一步，所述观察玻璃33设于所述观察壳体30的后部侧面。控制气接嘴13不断的通入流化气至观察壳体30内，其流化后的粉末燃料继续被流化气吹动至观察壳体30的后部，可以通过该观察玻璃33观察观察组件3内流化后粉末燃料的性能，为粉末燃料燃烧试验提供参考。

进一步，所述活塞盘11与所述储粉壳体10相接触处设置有橡胶圈111。橡胶圈111包覆于活塞盘11的外壁，用于起到密封作用。

需要注意的是，本实施例流化气采用空气，本实施例控制气选用氮气。

需要说明的是，在整个申请文件中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的试试方式，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、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种微量分粉流化装置，其特征在于，包括储粉组件(1)、分粉组件(2)以及观察组件(3)；

所述储粉组件(1)包括储粉壳体(10)，所述储粉壳体(10)内设置有燃料药柱(16)；

所述分粉组件(2)包括分粉壳体(20)，所述分粉壳体(20)内设置有锥部(21)，所述锥部(21)的前端形成有粉末通道(22)，所述锥部(21)的后端设置有分粉孔(23)，所述粉末通道(22)和所述分粉孔(23)之间设置有环缝(221)；

所述观察组件(3)包括观察壳体(30)，所述观察壳体(30)的前部设置有若干个流化气接嘴(31)，所述观察壳体(30)的后部设置有观察玻璃(33)。

2.根据权利要求1所述的微量分粉流化装置，其特征在于，所述储粉壳体(10)内还设置有活塞盘(11)、多孔板(14)以及活塞腔(17)，所述燃料药柱(16)设于所述多孔板(14)的后端；

所述多孔板(14)设于所述活塞盘(11)的后端，所述活塞盘(11)前端形成所述活塞腔(17)，所述活塞腔(17)内设置有活塞杆(12)，所述活塞杆(12)贯穿所述储粉壳体(10)并延伸至储粉壳体(10)的前端外侧，所述活塞杆(12)的外端设置有步进电机(15)。

3.根据权利要求2所述的微量分粉流化装置，其特征在于，所述多孔板(14)设置有若干个小孔(141)；

所述活塞盘(11)的后部设置有控制气储腔(113)，所述控制气储腔(113)与所述小孔(141)相联通。

4.根据权利要求1所述的微量分粉流化装置，其特征在于，所述观察玻璃(33)设于所述观察壳体(30)的后部侧面。

5.根据权利要求1所述的微量分粉流化装置，其特征在于，所述流化气接嘴(31)通过流化气软管(32)与外部的流化气储腔相连。

6.根据权利要求5所述的微量分粉流化装置，其特征在于，所述观察壳体(30)的前端设置有流化入口(34)，观察壳体(30)的后端设置有流化出口(35)。

7.根据权利要求5所述的微量分粉流化装置，其特征在于，流化入口(34)设置为四个，四个所述流化入口(34)投影的切线能形成一个圆，所述流化气接嘴(31)的轴线延长线与所述圆的切线相平行。

8.根据权利要求2所述的微量分粉流化装置，其特征在于，所述活塞盘(11)与所述储粉壳体(10)相接触的地方设置有橡胶圈(111)。

9.根据权利要求3所述的微量分粉流化装置，其特征在于，所述活塞盘(11)内部形成有控制气通道(112)，所述控制气通道(112)与所述控制气储腔(113)相联通，且所述控制气通道(112)的前部设置有控制气接嘴(13)，所述控制气接嘴(13)通过软管与外部的控制气储腔相连。

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