CN117703597B - 冲压发动机微通道耐高温引火装置及设计方法、制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冲压发动机微通道耐高温引火装置及设计方法、制备方法，涉及冲压发动机点火领域，包括引火装置本体、引火连接法兰、点火器、燃烧连接法兰、燃烧室、冷却液流道、火焰通道、引火装置本体为L型筒状，引火连接法兰上设有与输入管路连接的冷却液流道入口，燃烧连接法兰上设有输出管路；该装置可以用于冲压发动机各类需要进行点火的试验产品与实际成品，有效减低引火装置本体温度，保护引火装置结构及冲压发动机内部零部件，同时能够对引火装置和点火器整体或分段的拆装，方便快捷；通过本发明公开的制造方法，能够有效缩短本发明的制造周期、减低制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及冲压发动机点火领域，具体是一种冲压发动机微通道耐高温引火装置及设计方法和制备方法。
背景技术
冲压发动机燃烧室长时间在高温环境下工作，最高温度可超过2500K；点火器内部带有火药，是冲压发动机常用辅助点火装置。主要是通过引燃其壳体内预装的火药，释放高温火焰点燃发动机燃烧室内推进燃料。而引火装置作为一种连接冲压发动机燃烧室和点火器的特殊连接装置。在这种严酷的工作环境下，若不采用一定的保护措施，燃烧室高温燃气或点火器的点火火焰都可能使引火装置超过最高耐受温度而发生破坏，从而致使高温燃气进入发动机内部，引发无法估计的后果。
并且引火装置通常采用金属材料制备，一般的金属材料或者复合材料都难以耐受冲压发动机工作环境的温度。而若采用足够难受高温的合金，成本和其他物理属性都难以得到有效控制。
因此，本发明设计了一种用于冲压发动机微通道耐高温引火装置。引火装置内部设计有复杂的冷却流道，且采用了一种新型的制造技术，即3D打印成型技术。它运用粉末状金属或塑料等可粘合的材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。这种方式能够解决传统制造技术难以生产内部复杂冷却流道的问题。同时，根据已有公开资料分析，国内外目前尚未有类似引火装置制造专利方案。
发明内容
本发明设计了一种用于冲压发动机微通道耐高温引火装置及方法。该装置能够有效解决引火装置防隔热的技术难点，同时设计方法能节约制造成本、缩短制造周期，提升产品可靠性及可替换性。
为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：
一种冲压发动机微通道耐高温引火装置，用于把燃烧室005的火焰导入至引火装置本体2，引火装置本体2的顶端通过引火连接法兰1连接点火器001，引火装置本体2的底端通过燃烧连接法兰3连接燃烧室005；
引火装置本体2的顶端通过引火连接法兰1连接点火器001，引火装置本体2的底端通过燃烧连接法兰3连接燃烧室005；
引火装置本体2内部设有冷却液流道4和火焰通道5；火焰通道5将点火器001与燃烧室005连通；火焰通道5上设置冷却液流道4；
引火装置本体2为L型筒状，包括内壁201、隔筋202和外壁203，其中，隔筋202位于内壁201与外壁203之间；L型包括两次折弯，上部的折弯方向与引火连接法兰1连接方向对应，下部的折弯方向与燃烧连接法兰3连接方向对应，定义与引火连接法兰1相连的连接段折弯角度为θ1，与燃烧连接法兰3相连的连接段折弯角度为θ2，θ1与θ2两者均为钝角；引火连接法兰1上设有与输入管路006连接的冷却液流道入口101；燃烧连接法兰3上设有输出管路008。
作为优选方式，冷却液流道4贯穿引火装置内部，包含与引火连接法兰1上的冷却液流道入口101匹配连接的冷却液进入流路401、设置在流道进出口和转折处具有分配、汇流作用的汇流流路402、承担大部分吸热过程的分流流路403、与输出管路008连接的向外输出吸热后的冷却液的冷却液出口流路404；其中冷却液进入流路401为柱状且与汇流流路402连通，汇流流路402为在引火装置本体2的横截面上周向闭合的圆环且与分流流路403连通，每条分流流路403为与引火装置本体2形状匹配的L型、且多条分流流路403在引火装置本体2的横截面上沿周向均布，冷却液出口流路404与分流流路403连通且为柱状。
作为优选方式，燃烧连接法兰3上设有螺钉固定孔304，通过螺栓固定组件007与燃烧室005连接；燃烧连接法兰3与燃烧室005连接的接触面上，设置环形密封凸台302，环形密封凸台302上卡入耐高温石墨密封圈B009。
作为优选方式，引火连接法兰1的连接面上有环形气密密封槽102，环形气密密封槽102内设有耐高温石墨密封圈A002。
作为优选方式，引火连接法兰1上设有螺栓连接孔104，通过螺栓连接组件004与点火器001固连。
作为优选方式，引火连接法兰1的连接面上有火焰通道入口103与点火器001的火焰通路出口相连。
作为优选方式，燃烧连接法兰3在靠近引火装置本体2的连接侧设置有冷却液出口301，燃烧连接法兰3内部设置与燃烧室内部相通的火焰通道出口303。
作为优选方式，引火装置本体2的内壁形成火焰通道5。
本发明还提供一种冲压发动机微通道耐高温引火装置的设计方法，包括以下步骤：
S1:确定本装置的火焰通道5结构参数：火焰通道为等径圆筒状，火焰通道5的直径D等于点火器001的内部点火通路直径；
S2:确定本装置的两个连接法兰的结构参数：
点火连接法兰（1）的特征尺寸：根据热流密度和发热量，确定点火连接法兰（1）上冷却液流动通径d1，及外接管路与点火连接法兰（1）焊接位置的焊接直径d2；点火连接法兰（1）厚度；端面尺寸中外形轮廓、密封凸台尺寸和点火通道尺寸寸根据点火器（001）进行匹配设计；石墨密封圈压缩量按照国标设计；
燃烧连接法兰3的特征尺寸：与点火连接法兰1同属一个冷却液通路，冷却液出口301尺寸与冷却液流道入口101尺寸一致；冷却液出口301的打印路径朝向与燃烧连接法兰3端面呈45°~60°角度；燃烧连接法兰3端面轮廓尺寸和点火连接法兰1外形轮廓尺寸相同；环形密封凸台302尺寸与燃烧室5的密封槽结构相匹配。
S3：确定本装置的冷却液流道4的结构参数：冷却液进入流路401和冷却液出口流路404同外部连接管路的通径d1相同；分流流路（403）的单根通道直径为d3，取值满足公式，其中n为分流管道的数量，d1为进出口流通通径，保证任意相邻两个管道之间存在不小于1.2mm的间隙；分流流路403分布圆直径/>，其中h2为流路内壁厚，h2不小于1mm；汇流流路402的截面积在满足大于进出口流通通径的同时，该截面为矩形和等腰直角三角形的组合，等腰直角三角形的底边与矩形的宽边重合且为L4，L4等同1.2d3，矩形长边长度/>；
S4：确定引火装置本体2的结构参数：引火装置本体2内包裹有冷却液流道4和火焰通道5两种结构。
本发明还提供一种冲压发动机微通道耐高温引火装置的制备方法，包括如下步骤：
S1：准备成形的原材料包括牌号和数量，然后完成原材料密度、熔点、强度检测工作以及烘干工作；然后根据模型尺寸选择3D打印成形设备和基板规格，确保设备可成形尺寸满足要求；
S2：通过专业三维模型处理软件Solidworks，对模型进行余量、固定支撑和打印支撑的添加的模型处理工作，导入Magics软件软件进行打印前的修复、摆放和切片的模型处理工作，生成成型程序；
S3：调整和检查装备刮刀、铺粉桶、保护镜各个部件的使用状态；
S4：当成形仓含氧量降低至1000PPM以下时，开始烧结工作，逐层烧结；打印参数铺粉层厚0.06mm，扫描间距0.08~0.12mm，实体速度800~1200mm/s，内轮廓速度600~900mm/s，外轮廓速度200~400mm/s；为了验证3D打印工件的力学性能，随炉打印试样开展力学性能测试，确保工件的力学性能满足要求；准备工作完成后，按照选取的成形工艺参数，开展工件和随炉试样成形工作；
S5：进行包括清粉、X射线检测、CT检测、热处理的模型后处理及检测工作。
相较于现有技术，本发明具有如下有益效果：
（1）引火装置结构强度高，内部流道能够保护引火装置在冲压发动机内不被高温破坏，保证发动机点火的顺利，并且减少发动机其他部件所受到的热辐射；
（2）引火装置的结构形式能够实现点火器或引火装置的快速拆装与检修，同时可以根据发动机各部件空间位置，调整摆放方位，提高空间利用率；
（3）大幅减小生产难度，缩短引火装置的生产周期，节约制造资源，减少生产成本。
附图说明
图1为本发明中引火装置的立体结构示意图；
图2为本发明中引火装置的结构爆炸图；
图3为本发明中引火装置本体和引火连接法兰、燃烧连接法兰的连接结构示意图；
图4为本发明中引火连接法兰的局部剖视图；
图5为本发明中引火装置本体L型结构及尺寸示意图；
图6为本发明燃烧连接法兰和引火装置本体内部连接结构示意图。
图7为本发明引火装置内部完整冷却液流道4示意图。
图8为汇流流路3D打印成型时截面为矩形和等腰直角三角形的组合形状结构图。
图9为引火装置本体内壁、隔筋、外壁的相对结构示意图。
附图标号说明：1为引火连接法兰，2为引火装置本体，3为燃烧连接法兰，4为冷却液流道，5为火焰通道，001为点火器，002为耐高温石墨密封圈A， 004为螺栓连接组件，005为燃烧室，006为输入管路，007为螺栓固定组件，008为输出管路，009为耐高温石墨密封圈B， 101为冷却液流道入口，102为环形气密密封槽，103为火焰通道入口，104为螺栓连接孔，201为内壁，202为隔筋，203为外壁，301为冷却液出口，302为环形密封凸台，303为火焰通道出口，304为螺钉固定孔，401为冷却液进入流路，402为汇流流路，403为分流流路，404为冷却液出口流路。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种冲压发动机微通道耐高温引火装置，用于把燃烧室005的火焰导入至引火装置本体2：
如图1和图2所示，引火装置本体2的顶端通过引火连接法兰1连接点火器001，引火装置本体2的底端通过燃烧连接法兰3连接燃烧室005；
如图1和图3所示，引火装置本体2内部设有冷却液流道4和火焰通道5；火焰通道5将点火器001与燃烧室005连通；火焰通道5上设置冷却液流道4；
如图1、图5和图9所示，引火装置本体2为L型筒状，包括内壁201、隔筋202和外壁203，其中，隔筋202位于内壁201与外壁203之间；L型包括两次折弯，上部的折弯方向与引火连接法兰1连接方向对应，下部的折弯方向与燃烧连接法兰3连接方向对应，定义与引火连接法兰1相连的连接段折弯角度为θ1，与燃烧连接法兰3相连的连接段折弯角度为θ2，θ1与θ2两者均为钝角；引火连接法兰1上设有与输入管路006连接的冷却液流道入口101；燃烧连接法兰3上设有输出管路008。
如图1，图4和图7所示，冷却液流道4贯穿引火装置内部，包含与引火连接法兰1上的冷却液流道入口101匹配连接的冷却液进入流路401、设置在流道进出口和转折处具有分配、汇流作用的汇流流路402、承担大部分吸热过程的分流流路403、与输出管路008连接的向外输出吸热后的冷却液的冷却液出口流路404；其中冷却液进入流路401为柱状且与汇流流路402连通，汇流流路402为在引火装置本体2的横截面上周向闭合的圆环且与分流流路403连通，每条分流流路403为与引火装置本体2形状匹配的L型、且多条分流流路403在引火装置本体2的横截面上沿周向均布，冷却液出口流路404与分流流路403连通且为柱状。
如图1和图6所示，燃烧连接法兰3上设有螺钉固定孔304，通过螺栓固定组件007与燃烧室005连接；燃烧连接法兰3与燃烧室005连接的接触面上，设置环形密封凸台302，环形密封凸台302上卡入耐高温石墨密封圈B009，保证该部分连接的气密性。
如图1和图4所示，引火连接法兰1的连接面上有环形气密密封槽102，环形气密密封槽102内设有耐高温石墨密封圈A002。通过拧紧螺栓连接组件004，压缩槽内耐高温石墨密封圈A002，从而保证连接的气密性；引火连接法兰1上设有螺栓连接孔104，通过螺栓连接组件004与点火器001固连。引火连接法兰1的连接面上有火焰通道入口103与点火器001的火焰通路出口相连。
如图6所示，燃烧连接法兰3在靠近引火装置本体2的连接侧设置有冷却液出口301，用于导出吸热后的冷却液，保证冷却液流动的贯通；燃烧连接法兰3内部设置与燃烧室内部相通的火焰通道出口303，引入燃烧室高温燃料。
如图3所示，引火装置本体2的内壁形成火焰通道5。
实施例2
本实施例提供一种实施例1的冲压发动机微通道耐高温引火装置的设计方法，包括以下步骤：
S1:确定本装置的火焰通道5结构参数：火焰通道为等径圆筒状，火焰通道5的直径D等于点火器001的内部点火通路直径。如图1所示；
S2:确定本装置的两个连接法兰的结构参数：
点火连接法兰1的特征尺寸：根据热流密度和发热量，确定点火连接法兰1上的冷却液流动通径d1，及外接管路与点火连接法兰1焊接位置的焊接直径d2，焊接直径d2根据承插焊要求适当增加直径即可；点火连接法兰1厚度；端面尺寸中外形轮廓、密封凸台尺寸和点火通道尺寸根据点火器001进行匹配设计；石墨密封圈压缩量按照国标设计。如图5所示；
燃烧连接法兰3的特征尺寸：与点火连接法兰1同属一个冷却液通路，冷却液出口301尺寸与冷却液流道入口101尺寸一致，保证进出口不限流；但是冷却液出口301的打印路径朝向与燃烧连接法兰3端面呈45°~60°角度，方便打印及与外部管路的焊接工作；燃烧连接法兰3端面轮廓尺寸和点火连接法兰1外形轮廓尺寸相同；环形密封凸台302尺寸与燃烧室5的密封槽结构相匹配。如图6所示。
S3：确定本装置的冷却液流道4的结构参数：冷却液进入流路401和冷却液出口流路404同外部连接管路的通径d1相同；分流流路（403）的单根通道直径为d3，取值需满足公式，其中n为分流管道的数量，d1为进出口流通通径，保证任意相邻两个管道之间存在不小于1.2mm的间隙；分流流路403分布圆直径/>，其中h2为流路内壁厚，h2不小于1mm；汇流流路402的截面积在满足大于进出口流通通径的同时，该截面为矩形和等腰直角三角形的组合，等腰直角三角形的底边与矩形的宽边重合且为L4，L4等同1.2d3，矩形长边长度/>。如图8所示；
S4：确定引火装置本体2的结构参数：引火装置本体2内包裹有冷却液流道4和火焰通道5两种重要结构，要通过强度和换热分析。如图3所示。
实施例3
本实施例提供一种实施例1的冲压发动机微通道耐高温引火装置的制备方法，包括如下步骤：
S1：准备成形的原材料包括牌号和数量，然后完成原材料密度、熔点、强度检测以及烘干工作；然后根据模型尺寸选择3D打印成形设备和基板规格，确保设备可成形尺寸满足要求；
S2：通过专业三维模型处理软件Solidworks，对模型进行余量、固定支撑和打印支撑的添加等模型处理工作，导入Magics软件软件进行打印前的修复、摆放和切片等模型处理工作，生成成型程序；
S3：调整和检查装备刮刀、铺粉桶、保护镜等各个部件的使用状态；
S4：当成形仓含氧量降低至1000PPM以下时，开始烧结工作，逐层烧结；打印参数铺粉层厚0.06mm，扫描间距0.08~0.12mm，实体速度800~1200mm/s，内轮廓速度600~900mm/s，外轮廓速度200~400mm/s；为了验证3D打印工件的力学性能，随炉打印试样开展力学性能测试，确保工件的力学性能满足要求；准备工作完成后，按照选取的成形工艺参数，开展工件和随炉试样成形工作；
S5：进行包括清粉、X射线检测、CT检测、热处理等模型后处理及检测工作。
实施例4
本实施例和实施例1的区别在于：
选取边长36mm的正方形法兰，点火通路直径D为8mm，螺栓连接孔直径6.5mm的烟火点火器作为点火器001。根据估算确定满足冷却需求的冷却液流速与流量，参考常见不锈钢规格，选取DN5X1规格的不锈钢管作为输入管路006与输出管路008。如图1所示。
点火连接法兰1外形轮廓尺寸为36mm正方形法兰，火焰通道入口103直径D为8mm，螺栓连接孔104取6.5mm，环形气密密封槽102根据国标选取密封槽内、外直径及深度。根据外界管路换算得到流动通径d1=3mm，焊接直径d2=5.5mm，法兰壁厚h1=10mm。如图4和图5所示。
燃烧连接法兰3的冷却液出口301流通通径,、焊接直径等同d1与d2。燃烧连接法兰与燃烧室可联合设计，根据燃烧室空间布置实际情况，在保证连接强度与气密的情况下，设定环形密封凸台302与螺钉固定孔304的尺寸与数量。如图5和图6所示。
冷却液流道4的冷却液进入流路401、冷却液出口流路404的流通通径等同于d1=3mm。根据换热与强度分析，选取分流管道数量为12个，根据分流流路403的单根通道直径d3的计算公式，计算出单根通道直径。其中n为分流管道的数量，d1为进出口流通通径，取d3=1.5mm;汇流流路402与分流流路403的分布圆同心，内壁厚取1.25mm，按照公式分布圆直径d4=D+d3+2h2=12mm，同理，根据公式得L4=4.5mm，如图8所示。取，L1=25mm，L2=30mm，L3根据L1、L2和角度换算，各直段长度可以根据空间进行调整不做约束，如图5所示。火焰通道5的中心线长度与角度与主壳体相同。如图9所示。还需要对设计进行圆角、倒角等细节优化，后续根据本发明提供的打印处理方法和参数对模型进行处理与加工成型。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种冲压发动机微通道耐高温引火装置，用于把燃烧室（005）的火焰导入至引火装置本体（2），其特征在于：
引火装置本体（2）的顶端通过引火连接法兰（1）连接点火器（001），引火装置本体（2）的底端通过燃烧连接法兰（3）连接燃烧室（005）；
引火装置本体（2）内部设有冷却液流道（4）和火焰通道（5）；火焰通道（5）将点火器（001）与燃烧室（005）连通；火焰通道（5）上设置冷却液流道（4）；
引火装置本体（2）为L型筒状，包括内壁（201）、隔筋（202）和外壁（203），其中，隔筋（202）位于内壁（201）与外壁（203）之间；L型包括两次折弯，上部的折弯方向与引火连接法兰（1）连接方向对应，下部的折弯方向与燃烧连接法兰（3）连接方向对应，定义与引火连接法兰（1）相连的连接段折弯角度为θ1，与燃烧连接法兰（3）相连的连接段折弯角度为θ2，θ1与θ2两者均为钝角；引火连接法兰（1）上设有与输入管路（006）连接的冷却液流道入口（101）；燃烧连接法兰（3）上设有输出管路（008）。
2.如权利要求1所述的一种冲压发动机微通道耐高温引火装置，其特征在于：冷却液流道（4）贯穿引火装置内部，包含与引火连接法兰（1）上的冷却液流道入口（101）匹配连接的冷却液进入流路（401）、设置在流道进出口和转折处具有分配、汇流作用的汇流流路（402）、承担大部分吸热过程的分流流路（403）、与输出管路（008）连接的向外输出吸热后的冷却液的冷却液出口流路（404）；其中冷却液进入流路（401）为柱状且与汇流流路（402）连通，汇流流路（402）为在引火装置本体（2）的横截面上周向闭合的圆环且与分流流路（403）连通，每条分流流路（403）为与引火装置本体（2）形状匹配的L型、且多条分流流路（403）在引火装置本体（2）的横截面上沿周向均布，冷却液出口流路（404）与分流流路（403）连通且为柱状。
3.如权利要求1所述一种冲压发动机微通道耐高温引火装置，其特征在于：燃烧连接法兰（3）上设有螺钉固定孔（304），通过螺栓固定组件（007）与燃烧室（005）连接；燃烧连接法兰（3）与燃烧室（005）连接的接触面上，设置环形密封凸台（302），环形密封凸台（302）上卡入耐高温石墨密封圈B（009）。
4.如权利要求1所述的一种冲压发动机微通道耐高温引火装置，其特征在于：引火连接法兰（1）的连接面上有环形气密密封槽（102），环形气密密封槽（102）内设有耐高温石墨密封圈A（002）。
5.如权利要求1所述的一种冲压发动机微通道耐高温引火装置，其特征在于：引火连接法兰（1）上设有螺栓连接孔（104），通过螺栓连接组件（004）与点火器（001）固连。
6.如权利要求1所述的一种冲压发动机微通道耐高温引火装置，其特征在于：引火连接法兰（1）的连接面上有火焰通道入口（103）与点火器（001）的火焰通路出口相连。
7.如权利要求1所述一种冲压发动机微通道耐高温引火装置，其特征在于：燃烧连接法兰（3）在靠近引火装置本体（2）的连接侧设置有冷却液出口（301），燃烧连接法兰（3）内部设置与燃烧室内部相通的火焰通道出口（303）。
8.如权利要求1所述的一种冲压发动机微通道耐高温引火装置，其特征在于：引火装置本体（2）的内壁形成火焰通道（5）。
9.如权利要求1-8中任意一种冲压发动机微通道耐高温引火装置的设计方法，其特征在于包括以下步骤：
S1:确定本装置的火焰通道（5）结构参数：火焰通道为等径圆筒状，火焰通道（5）的直径D等于点火器（001）的内部点火通路直径；
S2:确定本装置的两个连接法兰的结构参数：
点火连接法兰（1）的特征尺寸：根据热流密度和发热量，确定点火连接法兰（1）上冷却液流动通径d1，及外接管路与点火连接法兰（1）焊接位置的焊接直径d2；点火连接法兰（1）厚度；端面尺寸中外形轮廓、密封凸台尺寸和点火通道尺寸根据点火器（001）进行匹配设计；石墨密封圈压缩量按照国标设计；
燃烧连接法兰（3）的特征尺寸：与点火连接法兰（1）同属一个冷却液通路，冷却液出口（301）尺寸与冷却液流道入口（101）尺寸一致；冷却液出口（301）的打印路径朝向与燃烧连接法兰（3）端面呈45°~60°角度；燃烧连接法兰（3）端面轮廓尺寸和点火连接法兰（1）外形轮廓尺寸相同；环形密封凸台（302）尺寸与燃烧室（5）的密封槽结构相匹配；
S3：确定本装置的冷却液流道（4）的结构参数：冷却液进入流路（401）和冷却液出口流路（404）同外部连接管路的通径d1相同；分流流路（403）的单根通道直径为d3，取值满足公式，其中n为分流管道的数量，d1为进出口流通通径，保证任意相邻两个管道之间存在不小于1.2mm的间隙；分流流路（403）分布圆直径/>，其中h2为流路内壁厚，h2不小于1mm；汇流流路（402）的截面积在满足大于进出口流通通径的同时，该截面为矩形和等腰直角三角形的组合，等腰直角三角形的底边与矩形的宽边重合且为L4，L4等同1.2d3，矩形长边长度/>；
S4：确定引火装置本体（2）的结构参数：引火装置本体（2）内包裹有冷却液流道（4）和火焰通道（5）两种结构。
10.如权利要求1-8中任意一种冲压发动机微通道耐高温引火装置的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
S1：准备成形的原材料包括牌号和数量，然后完成原材料密度、熔点、强度检测以及烘干工作；然后根据模型尺寸选择3D打印成形设备和基板规格，确保设备可成形尺寸满足要求；
S2：通过专业三维模型处理软件Solidworks，对模型进行余量、固定支撑和打印支撑的添加的模型处理工作，导入Magics软件进行打印前的修复、摆放和切片的模型处理工作，生成成型程序；
S3：调整和检查装备刮刀、铺粉桶、保护镜各个部件的使用状态；
S4：当成形仓含氧量降低至1000PPM以下时，开始烧结工作，逐层烧结；打印参数铺粉层厚0.06mm，扫描间距0.08~0.12mm，实体速度800~1200mm/s，内轮廓速度600~900mm/s，外轮廓速度200~400mm/s；为了验证3D打印工件的力学性能，随炉打印试样开展力学性能测试，确保工件的力学性能满足要求；准备工作完成后，按照选取的成形工艺参数，开展工件和随炉试样成形工作；
S5：进行包括清粉、X射线检测、CT检测、热处理的模型后处理及检测工作。
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001097174A (ja) * | 1998-09-28 | 2001-04-10 | Daicel Chem Ind Ltd | エアバッグ用ガス発生器及びエアバッグ装置 |
| KR20010109503A (ko) * | 2001-10-22 | 2001-12-10 | 장기옥 | 멀티오일 무노즐 소각버너(약칭“소각버너”) |
| CN2564888Y (zh) * | 2002-08-02 | 2003-08-06 | 陈三平 | 快速引火器 |
| CN1892000A (zh) * | 2005-07-05 | 2007-01-10 | 通用电气公司 | 点火管及其组装的方法 |
| EP1975512A2 (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-01 | Honeywell International Inc. | Combustors with impingement cooled igniters and igniter tubes for improved cooling of igniters |
| WO2014168654A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-10-16 | Rolls-Royce Corporation | Inverted cap igniter tube |
| CN107726363A (zh) * | 2016-08-09 | 2018-02-23 | 三菱日立电力系统株式会社 | 燃气轮机燃烧器 |
| DE102019100090A1 (de) * | 2019-01-04 | 2020-07-09 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Zündvorrichtung und Verfahren zum Betreiben der Zündvorrichtung |
| WO2022251889A1 (en) * | 2021-06-02 | 2022-12-08 | Innio Jenbacher Gmbh & Co Og | Pre-chamber and internal combustion engine |
| CN116164307A (zh) * | 2023-03-09 | 2023-05-26 | 中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所 | 一种气体旋流式空气氢气火炬点火器 |
| CN220186804U (zh) * | 2023-07-24 | 2023-12-15 | 山东博锐机械有限公司 | 煤粉燃烧装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7216488B2 (en) * | 2004-07-20 | 2007-05-15 | General Electric Company | Methods and apparatus for cooling turbine engine combustor ignition devices |
-
2024
- 2024-02-06 CN CN202410167761.XA patent/CN117703597B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001097174A (ja) * | 1998-09-28 | 2001-04-10 | Daicel Chem Ind Ltd | エアバッグ用ガス発生器及びエアバッグ装置 |
| KR20010109503A (ko) * | 2001-10-22 | 2001-12-10 | 장기옥 | 멀티오일 무노즐 소각버너(약칭“소각버너”) |
| CN2564888Y (zh) * | 2002-08-02 | 2003-08-06 | 陈三平 | 快速引火器 |
| CN1892000A (zh) * | 2005-07-05 | 2007-01-10 | 通用电气公司 | 点火管及其组装的方法 |
| EP1975512A2 (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-01 | Honeywell International Inc. | Combustors with impingement cooled igniters and igniter tubes for improved cooling of igniters |
| WO2014168654A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-10-16 | Rolls-Royce Corporation | Inverted cap igniter tube |
| CN107726363A (zh) * | 2016-08-09 | 2018-02-23 | 三菱日立电力系统株式会社 | 燃气轮机燃烧器 |
| DE102019100090A1 (de) * | 2019-01-04 | 2020-07-09 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Zündvorrichtung und Verfahren zum Betreiben der Zündvorrichtung |
| WO2022251889A1 (en) * | 2021-06-02 | 2022-12-08 | Innio Jenbacher Gmbh & Co Og | Pre-chamber and internal combustion engine |
| CN116164307A (zh) * | 2023-03-09 | 2023-05-26 | 中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所 | 一种气体旋流式空气氢气火炬点火器 |
| CN220186804U (zh) * | 2023-07-24 | 2023-12-15 | 山东博锐机械有限公司 | 煤粉燃烧装置 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 某型固体火箭发动机点火药盒的改进设计;卢文忠;张磊;冀海燕;;四川兵工学报;20130725(第07期);第6-8页 * |
| 王铁岩 ; 郑孟伟 ; 蔡振宇.气氧甲烷火炬式点火器稳态仿真分析.导弹与航天运载技术.2016,第63-66页. * |
| 进气滚流强度对直喷发动机燃烧特性的影响;吴强;许敏;杨杰;董雪;;车用发动机;20170625(第03期);第6-12页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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