[发明专利]紧凑型固体推进剂燃气过滤装置

说明书

本发明公开了一种紧凑型固体推进剂燃气过滤装置，属于固体火箭发动机技术领域。过滤装置的燃气通道分外圈通道和内圈通道两部分，外圈通道前端设置过滤网，内圈通道末端布置燃气出口；燃气经过滤网进入外圈通道，过滤网对燃气进行粗过滤，去除粒径较大的杂质；燃气随后在内圈通道进行多次往复换向流动，剩余杂质颗粒在燃气换向过程中通过惯性作用沉积；燃气经多次往复换向，燃气中杂质含量降低至满足相应执行机构的工作需求后由燃气出口排出。本发明能够解决多层滤网过滤装置存在的尺寸和质量大、流动损失大、易于烧穿等问题，实现对固体推进剂燃气的可靠过滤。

技术领域

本发明涉及一种固体推进剂燃气发生器的过滤装置，属于固体火箭发动机技术领域。

背景技术

固体推进剂燃气发生器是一类特殊的固体火箭发动机，其主要功能是产生燃气，可用于驱动燃气射流阀、燃气舵机以及小型涡轮发电机等执行机构。由于需要尽量减轻部件烧蚀，燃气发生器中通常采用较低燃温的固体推进剂，这类推进剂点火燃烧时产生的燃气中会夹杂有大量固相和液相颗粒。为了保证执行机构的燃气通道不被堵塞，需要对燃气进行过滤，降低燃气中杂质的含量。

滤网(滤芯)过滤是最常用的一种过滤方式，通过在燃气通道中放置由难熔金属制作的滤网或滤芯，阻止大于滤网孔径的颗粒通过。滤网(滤芯)孔径过大会导致过滤效果差，燃气中杂质含量多；孔径过小则容易造成过多的杂质在滤网处堆积堵塞。因此一般采用粗过滤网和精滤网相结合的多层过滤方式。

多层滤网(滤芯)过滤的缺点在于：

1.工作时间越长，为了防止局部堵塞，所需的过滤装置的体积和质量越大，不利于其在飞行器上的应用；

2.多层滤网中的细滤网具有很大的流动损失，且容易被燃气烧穿；

3.有时采用滤芯或滤盘代替滤网，但带来了更大的流动损失，而且增加了装置的尺寸和质量。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种紧凑型固体推进剂燃气过滤装置，能够解决多层滤网过滤装置存在的尺寸和质量大、流动损失大、易于烧穿等问题，实现对固体推进剂燃气的可靠过滤。

紧凑型固体推进剂燃气过滤装置，过滤装置的燃气通道分外圈通道和内圈通道两部分，所述外圈通道前端设置过滤网，所述内圈通道末端布置燃气出口；燃气经过滤网进入外圈通道，过滤网对燃气中的杂质颗粒进行粗过滤；燃气经外圈通道汇聚后进入内圈通道，燃气在内圈通道进行多次往复换向流动，剩余杂质颗粒在燃气换向过程中通过惯性作用沉积；直至燃气中杂质含量降低至满足相应执行机构的工作需求后由燃气出口排出。

进一步地，所述外圈通道由前盖板上沿周向布置的通孔形成，所述通孔沿厚度方向贯穿前盖板。

进一步地，所述内圈通道由中间件上的换向通道配合前盖板和后盖板形成，所述中间件上的换向通道包括环形的汇聚凹槽、腰形换向凹槽和换向孔；所述中间件的前后表面与前盖板上外圈通道对应的位置加工有汇聚凹槽，汇聚凹槽的底面上加工与前盖板上通孔对应大小的通气孔，与前盖板相对的汇聚凹槽向中心延伸，延伸处加工换向孔，换向孔通向另一侧表面上的腰形换向凹槽，腰形换向凹槽由后盖板密封，腰形换向凹槽上另一个换向孔通向与前盖板相对一侧表面的腰形换向凹槽，由此形成换向通道，换向通道的最后一个通孔与后盖板上的燃气出口相通。

进一步地，所述前盖板和后盖板的内侧表面加工用于沉积杂质颗粒的盲孔，所述盲孔的位置与内圈通道中燃气换向的位置相对应。

有益效果：

1、本发明采用滤网过滤和惯性力过滤相结合的方式，解决了多层滤网(滤芯)过滤流动损失大、易于烧穿的问题，并通过设法使燃气流在有限空间内往复换向流动，既达到了过滤的目的，又使得结构设计非常紧凑。