CN112211719A - 一种固体火药燃烧利用装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固体火药燃烧利用装置，包括燃烧室，燃烧室的底部安装有排气阀和点火器，排气阀的一端连接有进气管，燃烧室的底部安装有水箱，燃烧室的一侧安装有金属配重，燃烧室为腔体结构，传动活塞右端外圆面与燃烧室的腔体结构内侧壁为小间隙配合，传动活塞的顶部与轨道滑动连接，传动活塞上安装有密封圈，传动活塞的底部设有单向齿板，单向齿板的底部设有单向齿轮，本发明利用固体火药作为燃料燃烧做功，使传动活塞做往复运动驱动单向齿轮，单向轮转动带动发电机发电，固体火药由人工合成，原料丰富，燃烧不需空气，可在密闭容器内工作，废气可实现集中处理，最大限度减少对环境影响，具有可持续发展潜力。

Description

一种固体火药燃烧利用装置

技术领域

本发明涉及火药利用领域，具体为一种固体火药燃烧利用装置。

背景技术

目前，发动机大多采用汽油、柴油等化石能源为燃料，它的工作原理是在气缸内通过压缩空气，使得汽油或柴油燃烧做功，但是化石能源储量有限，随着日益加剧的能源危机以及环境问题，这些化石能源越来越不适用社会的可持续发展。

公知的，火药是中国四大发明之一，由人工合成，原料丰富，燃烧不需空气，可在密闭容器内燃烧做功，废气可实现集中处理，最大限度减少对环境影响，具有可持续发展潜力。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种固体火药燃烧利用装置，以解决上述背景技术提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种固体火药燃烧利用装置，包括燃烧室，所述燃烧室的底部安装有排气阀和点火器，所述排气阀的一端连接有进气管，所述燃烧室的底部安装有水箱，所述燃烧室的一侧安装有金属配重，所述燃烧室为腔体结构，所述传动活塞右端外圆面与燃烧室的腔体结构内侧壁为小间隙配合，所述传动活塞的顶部与轨道滑动连接，所述传动活塞上安装有密封圈，所述传动活塞的底部设有单向齿板，所述单向齿板的底部设有单向齿轮，所述单向齿轮上连接有发电机，所述燃烧室的入口处设有伺服电机控制的轮行输送装置，所述伺服电机控制的轮行输送装置的中部安装有轮轴，所述伺服电机控制的轮行输送装置上设有燃料仓，所述燃料仓内设有固体火药，所述传动活塞的另一端安装有弹簧座，所述燃烧室(12)的外侧安装有负压容器，所述负压容器的上设有钢板外壳，所述负压容器的一侧底部安装有排气管。

作为本发明的一种优选技术方案，所述燃烧室包括润滑系统、水循环系统和尾气收集系统。

作为本发明的一种优选技术方案，所述传动活塞的右端外圆面上沿中心轴方向均匀间隔设有若干凹槽，在若干凹槽内分别嵌设有密封圈。

作为本发明的一种优选技术方案，所述燃烧室的外侧壁上包覆有降温装置，所述降温装置为散热片或水箱，所述水箱与冷却水循环系统连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述单向齿板与单向齿轮啮合相连，所述单向齿轮与发电机主轴传动连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述金属配重通过螺栓安装再降温装置上。

本发明的有益效果是：本发明利用固体火药作为燃料燃烧做功，使传动活塞做往复运动驱动单向齿轮，单向轮转动带动发电机发电，固体火药由人工合成，原料丰富，燃烧不需空气，可在密闭容器内工作，废气可实现集中处理，最大限度减少对环境影响，具有可持续发展潜力。

附图说明

图1为本发明工作过程中的启动阶段示意图；

图2为本发明工作过程中装药阶段示意图；

图3为本发明工作过程中燃烧做功阶段示意图；

图4为本发明工作过程中的下一轮启动阶段示意图；

图5为本发明火药能发电模块图。

图中：1、弹簧座；2、轨道；3、传动活塞；4、单向齿板；6、密封圈；8、燃料仓；9、固体火药；10、伺服电机控制的轮行输送装置；11、轮轴；12、燃烧室；13、排气阀；14、点火器；15、金属配重；16、水箱；17、单向齿轮； 18、转轮；19、钢板外壳，20、负压容器，21、排气管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种固体火药燃烧利用装置，包括燃烧室12，燃烧室12的底部安装有排气阀13和点火器14，燃烧室12的底部安装有水箱16，燃烧室12的一侧安装有金属配重15，燃烧室12为腔体结构，传动活塞3右端外圆面与燃烧室12的腔体结构内侧壁为小间隙配合，传动活塞 3的顶部与轨道2滑动连接，传动活塞3上安装有密封圈6，传动活塞3的底部设有单向齿板4，单向齿板4的底部设有单向齿轮17，单向齿轮17上连接有发电机，燃烧室12的入口处设有伺服电机控制的轮行输送装置10，伺服电机控制的轮行输送装置10的中部安装有轮轴11，伺服电机控制的轮行输送装置10上设有燃料仓8，燃料仓8内设有固体火药9，传动活塞3的另一端安装有弹簧座 1，燃烧室12的外侧安装有负压容器20，负压容器20的上设有钢板外壳19，负压容器20的一侧底部安装有排气管21。

燃烧室12包括润滑系统、水循环系统和尾气收集系统。

传动活塞3的右端外圆面上沿中心轴方向均匀间隔设有若干凹槽，在若干凹槽内分别嵌设有密封圈6。

燃烧室12的外侧壁上包覆有降温装置，降温装置为散热片或水箱16，水箱16与冷却水循环系统连接。

单向齿板4与单向齿轮17啮合相连，单向齿轮17与发电机主轴传动连接。

金属配重15通过螺栓安装再降温装置上。

工作原理：一种固体火药燃烧利用装置，包括轨道2、弹簧座1、传动活塞 3、单向齿轮17、伺服电机控制的轮行输送装置10和燃烧室12，弹簧座1上安装有复位弹簧，复位弹簧安装在传动活塞3的左侧，燃烧室12设置在传动活塞3的右侧，且复位弹簧、传动活塞3、燃烧室12的中心轴在同一直线上，复位弹簧左端固定在基座上，右端与同轴心的弹簧座1连接，燃烧室12为腔体结构, 内腔具有锥度，开口间隙大，间隙范围在5-8mm，便于活塞运动的畅通，底部间隙小，传动活塞3右端外圆面与腔体结构内侧壁为小间隙配合，小间隙配合为间隙范围在0.01-0.04mm之间，传动活塞3顶部与轨道2滑动连接，传动活塞 3沿轨道2在弹簧座1和燃烧室12之间往返运动，在传动活塞3的下方设有单向齿轮17，在传动活塞3的底部设有单向齿板4，单向齿板4与单向齿轮17相啮合驱动单向齿轮17，单向齿轮17与发电机主轴传动连接，发电机主轴通过轴套与飞轮的中孔卡紧配合，由于传动活塞3运动具有间歇性，单向齿轮17转动同样具有间歇性，飞轮具有较大转动惯量，它能储蓄能量，减少发电机主轴转动速度的波动，使输出扭矩更均匀，在燃烧室12底部设有排气阀13和点火器 14，在燃烧室12的外侧壁上包覆有降温装置，在烧室12的入口处设有轮行输送装置10，有伺服电机控制轮行输送装置，使燃料仓准确对准燃烧室中心，有传动活塞推送固体火药至燃烧室腔体。

在传动活塞3的右端外圆面上沿中心轴方向均匀间隔设有若干凹槽,在所述凹槽内分别嵌设有密封圈6，密封圈6由弹性材料制成，保证传动活塞3运动至燃烧室12时，传动活塞3与燃烧室12内壁密封；降温装置为散热片或水箱16，水箱16与冷却水循环系统连接，降温装置为燃烧室12降温的同时向外界输出热能；在降温装置的右端连接有金属配重15，金属配重15能够增加燃烧室12 的重量，降低固体火药在燃烧室12爆燃时对燃烧室12的冲击。

在火药燃烧发电的过程将火药燃烧产生的气体通过排气阀13输送出去，整个装置通过钢板外壳19进行密闭，然后通过负压容器20对密闭的容器产生负压，通过排气管把废气抽出，做为化工厂原料加以分离，再进行收集利用。

启动阶段：如图1所示，复位弹簧释放积蓄的势能，弹簧座1推动传动活塞3沿轨道2向右运行，此时单向齿轮17自由转动，同时伺服电机驱动轮行输送装置10的轮轴11转动，使燃料仓准确对准燃烧室中心点，此时，燃烧室12 底部排气阀13处于打开状态；

装填阶段：如图2所示，装有固体火药9的燃料仓8转动至燃烧室12入口处，传动活塞3穿过正对燃烧室12入口的料仓8推动固体火药9进入燃烧室12，固体火药9进入燃烧室12底部，排气阀13关闭，点火器14开；

做功阶段：如图3所示，固体火药9爆燃，产生高温高压气体，所述气体推动传动活塞3沿轨道2向左运行，传动活塞3底部的单向齿板4与单向齿轮 17相啮合驱动单向齿轮17，单向齿轮17加速转动，单向齿轮17与发电机主轴传动连接，发电机主轴转动将动能转化为电能；

恢复阶段，如图4所示，传动活塞3向右运行，推动弹簧座1向右运动压缩复位弹簧，复位弹簧积蓄势能回到启动阶段，准备下一次循环；

至此，该装置完成一个工作循环，传动活塞3沿轨道2左右往返循环运动，单向齿轮17连续转动产生持续的动力，利用本装置能够用来使发电机发电也能够与其他需要机械做功的设备连接。

上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种固体火药燃烧利用装置，包括燃烧室(12)，其特征在于：所述燃烧室(12)的底部安装有排气阀(13)和点火器(14)，所述燃烧室(12)的底部安装有水箱(16)，所述燃烧室(12)的一侧安装有金属配重(15)，所述燃烧室(12)为腔体结构，所述传动活塞(3)右端外圆面与燃烧室(12)的腔体结构内侧壁为小间隙配合，所述传动活塞(3)的顶部与轨道(2)滑动连接，所述传动活塞(3)上安装有密封圈(6)，所述传动活塞(3)的底部设有单向齿板(4)，所述单向齿板(4)的底部设有单向齿轮(17)，所述单向齿轮(17)上连接有发电机，所述燃烧室(12)的入口处设有伺服电机控制的轮行输送装置(10)，所述伺服电机控制的轮行输送装置(10)的中部安装有轮轴(11)，所述伺服电机控制的轮行输送装置(10)上设有燃料仓(8)，所述燃料仓(8)内设有固体火药(9)，所述传动活塞(3)的另一端安装有弹簧座(1)，所述燃烧室(12)的外侧安装有负压容器(20)，所述负压容器(20)的上设有钢板外壳(19)，所述负压容器(20)的一侧底部安装有排气管(21)。

2.根据权利要求1所述的一种固体火药燃烧利用装置，其特征在于：所述燃烧室(12)包括润滑系统、水循环系统和尾气收集系统。

3.根据权利要求1所述的一种固体火药燃烧利用装置，其特征在于：所述传动活塞(3)的右端外圆面上沿中心轴方向均匀间隔设有若干凹槽，在若干凹槽内分别嵌设有密封圈(6)。

4.根据权利要求1所述的一种固体火药燃烧利用装置，其特征在于：所述燃烧室(12)的外侧壁上包覆有降温装置，所述降温装置为散热片或水箱(16)，所述水箱(16)与冷却水循环系统连接。

5.根据权利要求1所述的一种固体火药燃烧利用装置，其特征在于：所述单向齿板(4)与单向齿轮(17)啮合相连，所述单向齿轮(17)与发电机主轴传动连接。

6.根据权利要求1所述的一种固体火药燃烧利用装置，其特征在于：所述金属配重(15)通过螺栓安装再降温装置上。

Images