CN211625279U - 一种具有增压燃烧功能的废药燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种具有增压燃烧功能的废药燃烧装置，包括具有燃烧室的废药燃烧单元、与废药燃烧单元连接的增压单元，增压单元与尾焰处理单元连接；燃烧室内放置有废弃的推进剂，废药燃烧单元内的推进剂燃烧所产生的尾焰进入增压单元增压之后进入尾焰处理单元完成尾焰处理，所述尾焰处理单元把已处理的尾焰排至外部。本实用新型在废药燃烧单元和尾焰处理单元之间增加增压单元，尾焰在增压单元增压之后进入尾焰处理单元，保证了尾焰处理单元所需的尾焰压力。

Description

一种具有增压燃烧功能的废药燃烧装置

技术领域

本实用新型涉及废药燃烧领域，尤其涉及一种具有增压燃烧功能的废药燃烧装置。

背景技术

固体火箭发动机为使用固体推进剂的化学火箭发动机,其由药柱、燃烧室、喷管组件和点火装置等组成。

固体推进剂是一种具有特定性能的含能复合材料,是导弹、空间飞行器的各类固体发动机的动力源，是固体火箭发动机的动力源材料，在导弹和航天技术发展中起着重要的作用。

固体推进剂多为高分子材料，具有固化成型后老化迅速和不能长期储存的缺点，固体推进剂一旦超出存储期，若继续使用可能会酿成安全事故。此外，在固体推进剂和固体发动机研制生产过程中不可避免地会出现因种种质量问题而造成固体推进剂报废情况，同时固体发动机长期贮存和老化试验后及导弹武器服役期满后，发动机推进剂也急需安全处理。尤其是高燃速推进剂撞击、摩擦感比其它中、低燃速的推进剂更高，危险性更大，在清理销毁操作中，稍有不慎，极易发生燃烧、爆炸等严重安全事故。因此，过期或报废的固体推进剂（俗称废药）必须得到有效处理。

基于此背景，需要研发出一种废药燃烧装置，以解决上述问题。

发明内容

本实用新型提供了一种具有增压燃烧功能的废药燃烧装置，把废药放置在废药燃烧单元燃烧之后通过增压燃烧器增压稳压后尾焰处理并排放。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种具有增压燃烧功能的废药燃烧装置，包括具有燃烧室的废药燃烧单元、与废药燃烧单元连接的增压单元，增压单元与尾焰处理单元连接；

燃烧室内放置有废弃的推进剂，废药燃烧单元内的推进剂燃烧所产生的尾焰进入增压单元增压之后进入尾焰处理单元完成尾焰处理，所述尾焰处理单元把已处理的尾焰排至外部。

通常废药燃烧单元直接与尾焰处理单元连接，这样废弃的推进剂（废药）在废药燃烧单元燃烧时所产生的尾焰直接进入尾焰处理单元完成无害化处理，然而，并非所有废药燃烧的尾焰在进入尾焰处理单元后均能满足尾焰处理单元所需的压力，因此，本实用新型在废药燃烧单元和尾焰处理单元之间增加增压单元，尾焰在增压单元增压之后进入尾焰处理单元，保证了尾焰处理单元所需的尾焰压力。

作为本实用新型的进一步改进，所述废药燃烧单元中具有冰介质，在冰介质上开设冰洞形成燃烧室，所述冰洞的开口与增压单元连通。

作为本实用新型的进一步改进，所述增压单元具有进口和出口，所述进口的口径大于出口的口径；

推进剂燃烧所产生的尾焰从进口进入增压单元再从出口排出，完成尾焰的增压。

作为本实用新型的进一步改进，所述进口的口径大于燃烧室的内径。

作为本实用新型的进一步改进，所述增压单元由增压器本体和出口结构组成，所述增压器本体朝向废药燃烧单元的一侧开口、其余侧封闭，所述出口结构安装在增压器本体上且与所述开口相对，出口结构与增压器本体的内腔相通；

尾焰从作为进口的开口进入增压器本体的内腔随后从出口结构排至尾焰处理单元。

作为本实用新型的进一步改进，所述增压器本体的外径与废药燃烧单元的外径一致。

作为本实用新型的进一步改进，所述出口结构的纵截面为锥形，出口结构的小端与增压器本体连接，出口结构的大端可与废药处理单元连通。

作为本实用新型的进一步改进，所述增压器本体的周围具有至少一个微型口，每个微型口均与增压器本体的内腔连通。

本实用新型在增压器本体上开设至少一个微型口，既可以通过微型口调整尾焰的压力，也可以把传感装置从微型口伸入增压器本体的内腔，在增压器本体的内腔完成尾焰相关数据测试。

作为本实用新型的进一步改进，所述废药燃烧单元包括外壳、安装在外壳内腔的隔热体，所述隔热体的材质为冰，所述隔热体上开设有作为燃烧室的冰洞，所述废药从冰洞的洞口放置在冰洞内，所述废药在冰洞内燃烧。

作为本实用新型的进一步改进，所述废药燃烧单元还包括尾焰导入模块和导入外壳，尾焰导入模块安装在导入外壳内，导入外壳与外壳连接；

该尾焰导入模块的材质为冰，尾焰导入模块与隔热体沿轴向并行设置，尾焰导入模块的末端连接增压单元的进口，推进剂燃烧所产生的尾焰通过尾焰导入模块进入增压单元。

作为本实用新型的进一步改进，所述尾焰导入模块沿外壳的轴向具有多个贯通孔，多个贯通孔均匀分布；推进剂燃烧所产生的尾焰通过不同贯通孔进入增压单元。

作为本实用新型的进一步改进，所述冰洞内还具有用来固定废弃推进剂的安装架。

本实用新型的有益效果是：

1、通常废药燃烧单元直接与尾焰处理单元连接，这样废弃的推进剂（废药）在废药燃烧单元燃烧时所产生的尾焰直接进入尾焰处理单元完成无害化处理，然而，并非所有废药燃烧的尾焰在进入尾焰处理单元后均能满足尾焰处理单元所需的压力，因此，本实用新型在废药燃烧单元和尾焰处理单元之间增加增压单元，尾焰在增压单元增压之后进入尾焰处理单元，保证了尾焰处理单元所需的尾焰压力。

2、本实用新型的尾焰导入模块既能引导尾焰顺利进入增压单元，还通过冰介质制成的尾焰导入模块对尾焰初处理，使用效果较好。

3、药的燃烧速度由燃面和表面温度决定，发动机使用的正常固体推进剂（药）可以通过定型来控制燃面从而控制燃速。然而，废药都是不规则的碎块或粉状，燃面无法控制，因此本实用新型利用隔热体的冰洞结构作为废药燃烧单元的燃烧室，隔热体由冰制成，冰能抑制表面温度的快速上升，从而很好的控制燃速。由于废药燃烧后放出的热量如果被正反馈，温度就会上升很快，本实用新型采用冰洞作为燃烧室燃烧废药，就是为了吸收热量，从而减少温度的上升速度，控制燃速。

附图说明

图1是具有增压燃烧功能的废药燃烧装置的结构示意图。

图中，100、废药燃烧单元；200、增压单元；1、贯通孔；2、燃烧室；3、隔热体；4、冷却通道；5、保温层；6、封头；7、冷却液入口；8、外壳；9、法兰组件；10、法兰盘；11、密封槽；12、冷却液出口；13、密封圈；14、导入外壳；15、尾焰导入模块；16、增压器本体；17、出口结构；18、微型口。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，本实施例提供了一种具有增压燃烧功能的废药燃烧装置，包括具有燃烧室2的废药燃烧单元100、与废药燃烧单元100连接的增压单元200，增压单元200与尾焰处理单元连接；燃烧室2内放置有废弃的推进剂，废药燃烧单元100内的推进剂燃烧所产生的尾焰进入增压单元200增压之后进入尾焰处理单元完成尾焰处理，尾焰处理单元把已处理的尾焰排至外部。

通常废药燃烧单元100直接与尾焰处理单元连接，这样废弃的推进剂（废药）在废药燃烧单元100燃烧时所产生的尾焰直接进入尾焰处理单元完成无害化处理，然而，并非所有废药燃烧的尾焰在进入尾焰处理单元后均能满足尾焰处理单元所需的压力，因此，本实施例在废药燃烧单元100和尾焰处理单元之间增加增压单元200，尾焰在增压单元200增压之后进入尾焰处理单元，保证了尾焰处理单元所需的尾焰压力。

优选废药燃烧单元100中具有冰介质，在冰介质上开设冰洞形成燃烧室2，冰洞的开口与增压单元200连通。由于废药都是不规则的碎块或粉状，燃面无法控制，因此本实施例利用冰介质抑制废药表面温度的快速上升，从而很好的控制燃速。本实施例采用冰介质燃烧废药，就是为了吸收热量，减少温度的上升速度，控制燃速。

需指出，本实施例的增压单元200可以是任何结构的增压形式，只要能满足尾焰增压功能即可。为了简化增压单元200的结构，优选增压单元200具有进口和出口，进口的口径大于出口的口径；推进剂燃烧所产生的尾焰从进口进入增压单元200再从出口排出，完成尾焰的增压。优选进口的口径大于燃烧室2的内径。

具体地，优选增压单元200由增压器本体16和出口结构17组成，增压器本体16朝向废药燃烧单元100的一侧开口、其余侧封闭，出口结构17安装在增压器本体16上且与开口相对，出口结构17与增压器本体16的内腔相通；尾焰从作为进口的开口进入增压器本体16的内腔随后从出口结构17排至尾焰处理单元。优选出口结构17的纵截面为锥形，出口结构17的小端与增压器本体16连接，出口结构17的大端可与废药处理单元连通。

为了使废药燃烧装置的结构美观，本实施方式中增压器本体16的外径与废药燃烧单元100的外径一致。

优选增压器本体16的周围具有至少一个微型口18，每个微型口18均与增压器本体16的内腔连通。本实施例在增压器本体16上开设至少一个微型口18，既可以通过微型口18调整尾焰的压力，也可以把传感装置从微型口18伸入增压器本体16的内腔，在增压器本体16的内腔完成尾焰相关数据测试。

实施例2：

在实施例1公开方案的基础上，本实施例重点描述废药燃烧单元100的结构。

优选实施例1的废药燃烧单元100包括外壳、安装在外壳内腔的隔热体3，隔热体3的材质为冰，隔热体3上开设有作为燃烧室2的冰洞，废药从冰洞的洞口放置在冰洞内，废药在冰洞内燃烧。废药燃烧单元100废药燃烧单元100还包括尾焰导入模块15和导入外壳，尾焰导入模块15安装在导入外壳内，导入外壳与外壳连接；该尾焰导入模块15的材质为冰，尾焰导入模块15与隔热体3沿轴向并行设置，尾焰导入模块15的末端连接增压单元200的进口，推进剂燃烧所产生的尾焰通过尾焰导入模块15进入增压单元200。

优选尾焰导入模块15沿外壳的轴向具有多个贯通孔1，多个贯通孔1均匀分布；推进剂燃烧所产生的尾焰通过不同贯通孔1进入增压单元200。为了便于废药的固定，本实施方式还在冰洞内还具有用来固定废弃推进剂的安装架。

药的燃烧速度由燃面和表面温度决定，发动机使用的正常固体推进剂（药）可以通过定型来控制燃面从而控制燃速。然而，废药都是不规则的碎块或粉状，燃面无法控制，因此本实施例利用冰洞控制表面温度的快速上升，从而很好的控制燃速。由于废药燃烧后放出的热量如果被正反馈，温度就会上升很快，本实施例采用冰洞燃烧废药，就是为了吸收热量，从而减少温度的上升速度，控制燃速。

如图1所示，优选外壳和隔热体3之间还具有冷却通道4，该冷却通道4供冷却液流动。本实施例的冷却通道4内流动冷却液的目的，是防止冰过快融化，优选冷却液的为零下5℃～零下10℃左右的乙二醇或盐水。外壳与冷却通道4之间还填充有保温层5。本实施例在冷却通道4和外壳之间填充保温层5，也是防止冰过快融化。

优选废药燃烧单元100与增压单元200之间、尾焰导入模块15与隔热体3之间均通过法兰组件固定连接。

本实施例的尾焰处理总成可以是任何尾焰处理模块，只要能处理废药燃烧的尾焰即可。为了达到尾焰处理总成的绿色环保处理，优选尾焰处理总成包括大冰块，大冰块开设内部通道，尾焰在内部通道进行无害化处理。内部通道贯通整个大冰块，内部通道由一个第一通道、一个第二通道和多个第三通道组成，多个第三通道平行设置；第二通道为锥形通道，第一通道的末端与第二通道的小端顺接，每个第三通道均与第二通道的大端连通；冰洞结构燃烧废药所产生的尾焰在第一通道与冰直接接触一次降温后进入第二通道继续与冰直接接触二次降温，二次降温后的燃烧产物在第二通道的大端与冰碰撞后分流至多个第三通道与冰直接接触三次降温，最后从第三通道的末端排出。第三通道采用一个外切圆同时外切，该外切圆的直径≤第二通道的大端直径。

优选大冰块由N个小冰块拼接而成，所有小冰块统一沿内部通道的长度方向拼接；所有冰块的横截面均为方形或圆形。N个小冰块由X个第一冰块、Y个第三冰块和N-X-Y个第二冰块组成，N-X-Y个第二冰块位于X个第一冰块和Y个第三冰块之间；X个第一冰块拼接后形成第一通道，N-X-Y个第二冰块拼接后形成第二通道，Y个第三冰块拼接后形成第三通道；其中，X＞1，Y＞1，N-X-Y≥1。小冰块采用碱性水冷冻而成，碱性水先装入冷冻模具再放入冷却装置冷冻成冰。

提前将水冷冻成大冰块，无害化处理时在大冰块的内部通道进行尾焰降温，该大冰块为尾焰的降温提供了所需的水，不仅可以减少冷却尾焰所需的耗水量，还可以简化尾焰处理装置，降低尾焰处理成本。由于尾焰从锥形通道的小端流至大端，会降低尾焰的流速，另外尾焰在锥形通道的末端与冰碰撞也会降低燃烧产物的流速，本实施例将锥形通道的长度设置成最短，便于控制尾焰的流速。

由于尾焰最初进入内部通道的温度较高（一般为3000℃，最高温度可达3500℃），本实施例将第一通道径向尺寸只需略大于第三通道的径向尺寸，这样第一通道所处位置的冰比其他位置较厚，更利于尾焰在第一通道内快速降温。由于尾焰在第二通道与第三通道的交汇处分流，本实施例使用外切圆的直径不大于第二通道的大端直径，更利于尾焰的分流。由于废药燃烧时产生的尾焰温度不低于3000℃，在内部通道处理后的排放物温度大致在100℃左右，这就要求大冰块的高度超过1m、长度超过3m。考虑到大冰块的尺寸较大，不便于制造，本实施例的大冰块由N个小冰块拼接而成，每个小冰块都开设有通道，所有小冰块的通道拼接成内部通道。

Claims (10)

1.一种具有增压燃烧功能的废药燃烧装置，其特征在于，包括具有燃烧室（2）的废药燃烧单元（100）、与废药燃烧单元（100）连接的增压单元（200），增压单元（200）与尾焰处理单元连接；

燃烧室（2）内放置有废弃的推进剂，废药燃烧单元（100）内的推进剂燃烧所产生的尾焰进入增压单元（200）增压之后进入尾焰处理单元完成尾焰处理，所述尾焰处理单元把已处理的尾焰排至外部。

2.根据权利要求1所述的废药燃烧装置，其特征在于，所述废药燃烧单元（100）中具有冰介质，在冰介质上开设冰洞形成燃烧室（2），所述冰洞的开口与增压单元（200）连通。

3.根据权利要求1所述的废药燃烧装置，其特征在于，所述增压单元（200）具有进口和出口，所述进口的口径大于出口的口径；

推进剂燃烧所产生的尾焰从进口进入增压单元（200）再从出口排出，完成尾焰的增压。

4.根据权利要求3所述的废药燃烧装置，其特征在于，所述进口的口径大于燃烧室（2）的内径。

5.根据权利要求3或4所述的废药燃烧装置，其特征在于，所述增压单元（200）由增压器本体（16）和出口结构（17）组成，所述增压器本体（16）朝向废药燃烧单元（100）的一侧开口、其余侧封闭，所述出口结构（17）安装在增压器本体（16）上且与所述开口相对，出口结构（17）与增压器本体（16）的内腔相通；

尾焰从作为进口的开口进入增压器本体（16）的内腔随后从出口结构（17）排至尾焰处理单元。

6.根据权利要求5所述的废药燃烧装置，其特征在于，所述出口结构（17）的纵截面为锥形，出口结构（17）的小端与增压器本体（16）连接，出口结构（17）的大端可与废药处理单元连通。

7.根据权利要求6所述的废药燃烧装置，其特征在于，所述增压器本体（16）的周围具有至少一个微型口（18），每个微型口（18）均与增压器本体（16）的内腔连通。

8.根据权利要求1所述的废药燃烧装置，其特征在于，所述废药燃烧单元（100）包括外壳（8）、安装在外壳（8）内腔的隔热体（3），所述隔热体（3）的材质为冰，所述隔热体（3）上开设有作为燃烧室（2）的冰洞，所述废药从冰洞的洞口放置在冰洞内，所述废药在冰洞内燃烧。

9.根据权利要求8所述的废药燃烧装置，其特征在于，所述废药燃烧单元（100）还包括尾焰导入模块（15）和导入外壳（14），尾焰导入模块（15）安装在导入外壳（14）内，导入外壳（14）与外壳（8）连接；

该尾焰导入模块（15）的材质为冰，尾焰导入模块（15）与隔热体（3）沿轴向并行设置，尾焰导入模块（15）的末端连接增压单元（200）的进口，推进剂燃烧所产生的尾焰通过尾焰导入模块（15）进入增压单元（200）。

10.根据权利要求9所述的废药燃烧装置，其特征在于，所述尾焰导入模块（15）沿外壳（8）的轴向具有多个贯通孔（1），多个贯通孔（1）均匀分布；推进剂燃烧所产生的尾焰通过不同贯通孔（1）进入增压单元（200）。

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