PL222991B1 - Urządzenie do napełniania komory formującej półpłynną masą paliwa rakietowego niejednorodnego w celu otrzymania ładunku stałego paliwa rakietowego z centralnym otworem wzdłużnym - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do napełniania komory formującej półpłynną masą paliwa rakietowego niejednorodnego w celu otrzymania ładunku stałego paliwa rakietowego z centralnym otworem wzdłużnym, zbudowane z dozownika półpłynnej masy paliwa rakietowego, wyposażonego w zawór spustowy, połączonego poprzez kanał spustowy z komorą formującą obejmującą rdzeń formujący zakończony od strony dozownika półpłynnej masy paliwa rakietowego stożkowym kołpakiem osłonowym, zaś drugim końcem osadzony centralnie w dnie komory formującej, przy czym kanał spustowy posiada przelotowy otwór próżniowy wykonany w bocznej ścianie, łączący kanał spustowy z układem próżniowym, a ponadto w kanale spustowym zamontowany jest perforowany krążek rozdzielający strumień paliwa rakietowego na strugi, usytuowany nad przelotowym otworem próżniowym.

Znane są urządzenia do próżniowego napełniania w podwyższonej temperaturze komór form ujących, w tym komór spalania silników rakietowych na paliwo stałe, termoutwardzalną, półpłynną masą niejednorodnego paliwa rakietowego, w celu uzyskania ładunku stałego paliwa z przelotowym centralnym kanałem, związanego ze ścianą komory. Urządzenia te opisane są książkach pt. „Solid Rocket Propulsion Technology” (Edytor: A. Davenas; Wydawnictwo: Pergamon Press; Oxford, New York. Seoul, Tokyo; 1993 r., str. 445-446) oraz „Propellants and Explosives Technology” (Edytorzy:

S. Krishnan, S.R. Chakravarthy, S.K. Athithan; Wydawnictwo: Allied Publishers Limited; New Delhi, Mumbai, Calcutta, Lucknow, Madras, Nagpur, Bangalore, Hyderabad, Ahmedabad; 1998 r. str. 136138). Urządzenia do napełniania składają się z dozownika zawierającego półpłynną masę paliwa rakietowego. W dnie dozownika znajduje się kanał spustowy wyposażony w zawór dozujący, pod którym znajduje się perforowany krążek, tj. posiadający otwory przelotowe rozdzielające strumień dozowanej masy paliwa rakietowego na strugi, które są dalej kierowane do komory formującej objętej komorą próżniową, spełniającą również rolę komory termostatującej utrzymującej podczas procesu napełniania stałą temperaturę, zazwyczaj mieszczącą się w zakresie od 50°C do 80°C. Do komory formującej wprowadzony jest rdzeń formujący z zamontowanym na jego górnym końcu stożkowym kołpakiem osłonowym. Rdzeń formujący usytuowany jest w osi komory i kanału spustowego. Półpłynna masa paliwa rakietowego zasysana jest do komory formującej dzięki podciśnieniu wytworzonemu przez układ próżniowy w objętości kanału spustowego i komory formującej, które mieści się zazwyczaj w zakresie od kilku do kilkudziesięciu mm słupa rtęci oraz pod wpływem siły grawitacji. Po przejściu przez krążek z otworami przelotowymi, strugi paliwa rakietowego padają na osłonowy kołpak rdzenia formującego, a następnie spływając po nim, wpływają do komory formującej, między rdzeń formujący a wewnętrzną powierzchnię ściany komory formującej, do chwili jej napełnienia. Podczas napełniania, komora formująca może być poddawana wibracjom za pomocą generatora drgań, w celu lepszego odgazowania masy paliwa rakietowego oraz lepszego zapełnienia komory formującej masą paliwa rakietowego. Po zakończeniu napełniania, układ próżniowy zostaje otwarty, w wyniku czego do wnętrza komory formującej dostaje się powietrze atmosferyczne, którego dociska od góry górną warstwę masy paliwa rakietowego, poprawiając jej zwartość, po czym paliwo rakietowe poddawane jest proc esowi termoutwardzania. Po utwardzeniu i ochłodzeniu ładunku paliwa rakietowego do temperatury otoczenia, wyciągany jest z niego rdzeń formujący, po usunięciu którego w uformowanym ładunku paliwa rakietowego pozostaje centralny kanał przelotowy.

Znane są również według europejskiego zgłoszenia wynalazku, oznaczonego jako EP362442 urządzenie i sposób próżniowego odlewania ładunków stałych paliw rakietowych z centralnym otworem wzdłużnym, wykorzystujące perforowany krążek z kołnierzem, posiadający przelotowe otwory w postaci wydłużonych szczelin, osadzony swoim kołnierzem w komorze próżniowej między dozownikiem a komorą formującą zawierającą rdzeń formujący, leżący w jej osi wzdłużnej. Zadaniem perforowanego krążka jest rozdzielanie strumienia dozowanej, półpłynnej masy paliwa rakietowego na strugi, w celu usunięcia z niej substancji gazowych, w tym powietrza oraz par substancji lotnych a także zapewnienie stabilnego (nie zaburzonego) procesu napełniania masą paliwa rakietowego komory form ującej oraz równomiernego rozmieszczenia masy paliwa w komorze formującej. W opisie niniejszego wynalazku przedstawiono przykłady perforowanych krążków ze szczelinami rozmieszczonymi promieniowo, symetrycznie względem środków krążków perforowanych, przy czym promieniowe szczeliny posiadały jednakową długość i grubość, albo występowały dwa lub trzy rodzaje szczelin promieniowych różniących się długością. W ramach innego przykładu, zaprezentowano perforowany krążek, który posiadał szczeliny równolegle, jednakowo oddalone od siebie, przy czym końce szczelin znajdowały się na obwodzie koła o promieniu mniejszym niż promień krążka perforowanego.

PL 222 991 B1

Istota urządzenia według wynalazku do napełniania komory formującej półpłynną masą paliwa rakietowego niejednorodnego w celu otrzymania ładunku stałego paliwa rakietowego z centralnym otworem wzdłużnym, zbudowanego z dozownika półpłynnej masy paliwa rakietowego, wyposażonego w zawór spustowy, połączonego poprzez kanał spustowy z komorą formującą obejmującą rdzeń formujący zakończony od strony dozownika półpłynnej masy paliwa rakietowego stożkowym kołpakiem osłonowym, zaś drugim końcem osadzony centralnie w dnie komory formującej, przy czym kanał spustowy posiada przelotowy otwór próżniowy wykonany w bocznej ścianie, łączący kanał spustowy z układem próżniowym, a ponadto w kanale spustowym zamontowany jest perforowany krążek rozdzielający strumień paliwa rakietowego na strugi, usytuowany nad przelotowym otworem próżniowym, polega na tym, że perforowany krążek posiada trzy jednakowe otwory przelotowe rozlokowane obwodowo w jednakowej odległości od siebie, przy czym obwód każdego otworu przelotowego składa się ze współśrodkowych łuków oddalonych w stałej odległości od siebie i obwodu perforowanego krążka, połączonych z obu końców wypukłymi, korzystnie półkolistymi łukami, zaś stożkowy kołpak osłonowy rdzenia formującego posiada trzy ramiona rozlokowane w jednakowej odległości na obwodzie jego podstawy stożkowej, leżące wzdłuż promieni komory formującej oraz dotykające swoimi końcami jej wewnętrznej ściany, a ponadto, każde ramię stożkowego kołpaka osłonowego ma kształt pryzmy o przekroju trójkąta równoramiennego, której wierzchołkowa krawędź znajduje się w płaszczyźnie pionowej przecinającej perforowany krążek wzdłuż średnicy leżącej między jego dwoma sąsiednimi otworami przelotowymi, w jednakowej od nich odległości i jednocześnie przecinającej symetrycznie pozostały, trzeci otwór przelotowy perforowanego krążka.

Dzięki zastosowaniu w urządzeniu według wynalazku perforowanego krążka z odpowiednio ukształtowanymi trzema otworami przelotowymi, rozlokowanymi obwodowo w jednakowej odległości od siebie oraz dzięki wyposażeniu osłonowego stożkowego kołpaka rdzenia formującego w ramiona w kształcie pryzmy, wychodzące promieniowo, tworzące między sobą kąty wynoszące po 120°, dot ykające do wewnętrznej ściany komory formującej a także dzięki wzajemnemu położeniu ramion kołpaka osłonowego oraz otworów przelotowych krążka perforowanego, uzyskuje się stabilne, nie zaburzone dozowanie półpłynnej masy paliwa rakietowego, zapewniając właściwe jej odgazowanie, co z kolei ma istotny wpływ na uzyskanie jednorodnej struktury ładunku paliwa rakietowego i wypełnienie w maksymalnym stopniu komory formującej masą paliwa rakietowego, zapobiegając nadmiernej k umulacji masy paliwa rakietowego przy wlocie do komory formującej, na wysokości górnej części rd zenia formującego, zwłaszcza w sąsiedztwie kołpaka osłonowego oraz zapewnia utrzymanie stabilnego współosiowego położenia rdzenia formującego w komorze formującej.

Przedmiot wynalazku zilustrowany jest na przykładzie wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia w widoku w przekroju pionowym w płaszczyźnie A-A urządzenie do napełniania komory formującej półpłynną masą paliwa rakietowego niejednorodnego w celu otrzymania ładunku stałego paliwa rakietowego z centralnym otworem wzdłużnym, Fig. 2 z zaznaczoną płaszczyzną A-A przedstawia w zwiększonej skali w stosunku do Fig. 1 perforowany krążek zespołu dozującego niniejszego urządzenia w widoku od strony wystającego, cylindrycznego elementu krążka perforowanego, o mniejszej średnicy, zaś Fig. 3 z zaznaczoną płaszczyzną A-A przedstawia w widoku z góry, również w zwiększonej skali w stosunku do Fig. 1, stożkowy kołpak osłonowy wraz z ramionami, zamontowany na rdzeniu formującym osadzonym w dnie komory formującej.

Urządzenie zbudowane jest z dozownika 1 półpłynnej masy niejednorodnego paliwa rakietowego 2, posiadającego zawór dozujący w postaci czopa 3 osadzonego w wylocie dozownika 1, podnoszonego i opuszczanego za pomocą śruby 4 przechodzącej przez gwintowany otwór przelotowy belki 5, której końce są sztywno zamocowane do bocznej ściany dozownika 1. Wylot dozownika 1 połączony jest z kanałem spustowym 6 łączącym go z komorą formującą 7, w której znajduje się rdzeń formujący 8 posiadający wzdłużne bruzdy 9, połączony rozłącznie jednym końcem ze stożkowym kołpakiem osłonowym 10, zaś drugim końcem jest osadzony w dnie komory formującej 7. Kanał spustowy 6 posiada przelotowy otwór próżniowy 11 wykonany w bocznej ścianie, łączący kanał spustowy 6 z układem próżniowym - pompą próżniową poprzez przewód próżniowy 12 i zawór próżniowy 13. W kanale spustowym 6, między wylotem dozownika 1 a otworem próżniowym 11, prostopadle do osi kanału spustowego 6 osadzony jest swym kołnierzem 14 perforowany krążek 15 rozdzielający strumień paliwa rakietowego 2 na strugi. Perforowany krążek 15 posiada trzy jednakowe otwory przelotowe 16 rozlokowane obwodowo w jednakowej odległości od siebie, przy czym obwód każdego otworu przelotowego 16 składa się ze współśrodkowych łuków oddalonych w stałej odległości od siebie i obwodu perforowanego krążka 15, połączonych z obu końców wypukłymi, korzystnie półkolistymi łukami. Stożkowy

PL 222 991 B1 kołpak osłonowy 10 rdzenia formującego 8 posiada trzy ramiona 17 rozlokowane w jednakowej odległości na obwodzie jego podstawy, leżące wzdłuż promieni komory formującej 7 oraz dotykające końcami jej wewnętrznej ściany. Każde ramię 17 stożkowego kołpaka osłonowego 10 ma kształt pryzmy o poprzecznym przekroju w postaci trójkąta równobocznego z wierzchołkową krawędzią 18 skierowaną w kierunku spływających strug paliwa rakietowego 2, która znajduje się w płaszczyźnie pionowej przecinającej perforowany krążek 15 wzdłuż średnicy leżącej między jego dwoma sąsiednimi otworami przelotowymi 16, w jednakowej od nich odległości i jednocześnie przecinającej symetrycznie pozostały, trzeci otwór przelotowy 16.

Po załadowaniu dozownika 1 półpłynną masą niejednorodnego paliwa rakietowego 2, wytworzeniu za pomocą pompy próżniowej poprzez zawór próżniowy 13, przewód próżniowy 12 i otwór próżniowy 11 niskiego ciśnienia w objętości kanału spustowego 6 oraz komorze formującej 7, wynoszącego kilka milimetrów słupa rtęci, a następnie otwierając zawór spustowy dozownika 1 poprzez poniesienie czopa 3 za pomocą śruby 4, pod wpływem podciśnienia oraz działania siły grawitacji, do kanału spustowego 6 przesyłany jest strumień półpłynnej masy paliwa rakietowego 2, który napotykając na perforowany krążek 15 z trzema otworami przelotowymi 16 zostaje rozdzielony na trzy jednakowe strugi, które następnie przechodzą między ramionami 17 stożkowego kołpaka osłonowego 10 rdzenia formującego 8 i spływają nie zaburzone (stabilnie) wzdłuż jego bocznej powierzchni, w tym wzdłuż bruzd 9, napełniając komorę formującą 7. Po zakończeniu napełniania komory formującej 7 półpłynną masą paliwa rakietowego 2, czop 3 zaworu spustowego dozownika 1 jest opuszczany za pomocą śruby 4, zamykając wylot dozownika 1, wyłącza się pompę próżniową i otwiera zawór próżniowy 13, w wyniku czego poprzez przewód próżniowy 12 i otwór próżniowy 11, do kanału spustowego 6 i komory formującej 7 dostaje się powietrze atmosferyczne, które dociska od góry górną warstwę masy paliwa rakietowego 2, poprawiając jej zwartość, po czym paliwo rakietowe 2 poddawane jest procesowi termoutwardzania. Po utwardzeniu, z ochłodzonego do temperatury otoczenia ładunku paliwa rakietowego 2 wyjmuje się rdzeń formujący 8, po usunięciu którego w uformowanym ładunku paliwa rakietowego 2 pozostaje centralny kanał przelotowy.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Urządzenie do napełniania komory formującej półpłynną masą paliwa rakietowego niejednorodnego w celu otrzymania ładunku stałego paliwa rakietowego z centralnym otworem wzdłużnym, zb udowane z dozownika półpłynnej masy paliwa rakietowego, wyposażonego w zawór spustowy, połączonego poprzez kanał spustowy z komorą formującą obejmującą rdzeń formujący zakończony od strony dozownika półpłynnej masy paliwa rakietowego stożkowym kołpakiem osłonowym, zaś drugim końcem osadzony centralnie w dnie komory formującej, przy czym kanał spustowy posiada przelotowy otwór próżniowy wykonany w bocznej ścianie, łączący kanał spustowy z układem próżniowym, a ponadto w kanale spustowym zamontowany jest perforowany krążek rozdzielający strumień paliwa rakietowego na strugi, usytuowany nad przelotowym otworem próżniowym, znamienne tym, że perforowany krążek (15) posiada trzy jednakowe otwory przelotowe (16) rozlokowane obwodowo w jednakowej odległości od siebie, przy czym obwód każdego otworu przelotowego (16) składa się ze współśrodkowych łuków oddalonych w stałej odległości od siebie i obwodu perforowanego krążka (15), połączonych z obu końców wypukłymi, korzystnie półkolistymi łukami, zaś stożkowy kołpak osłonowy (10) rdzenia formującego (8) posiada trzy ramiona (17) rozlokowane w jednakowej odległości na obwodzie jego podstawy stożkowej, leżące wzdłuż promieni komory formującej (7) oraz dotykające swoimi końcami jej wewnętrznej ściany, a ponadto, każde ramię (17) stożkowego kołpaka osłonowego (10) ma kształt pryzmy o przekroju trójkąta równoramiennego, której wierzchołkowa krawędź (18) znajduje się w płaszczyźnie pionowej przecinającej perforowany krążek (15) wzdłuż średnicy leżącej między jego dwoma sąsiednimi otworami przelotowymi (16), w jednakowej od nich odległości i jednocześnie przecinającej symetrycznie pozostały, trzeci otwór przelotowy (16) perforowanego krążka (15).