[发明专利]一种易于装填的粉末流化装置

说明书

本发明提供的是用于粉末火箭发动机燃料供应的一种易于装填的粉末流化装置及采用该装置装填和供送燃料粉末的方法。利用与活塞杆连接的电机将活塞拉至储箱前端，使得活塞上连接的空心金属管与前面板接触，将活塞杆从活塞上卸下(无需从传动装置卸下)，将漏斗通过前面板通孔伸入空心金属管与活塞螺纹连接，从漏斗向储箱内添加粉末，粉末从活塞中心轴线的通孔进入储箱。燃料装填完毕后，将漏斗卸下，活塞杆旋入活塞，即实现了燃料的装填，打开气源和电机，流化气体通过软管进入储箱吹送粉末，粉末在气力驱动和活塞驱动作用下，以气固两相流的形式进入流化腔，在侧向进气的扰动下粉末流态化后进入燃烧室。

技术领域

本发明属于粉末火箭发动机的燃料供给领域，具体涉及一种易于装填的粉末流化装置。

背景技术

Al/AP(铝/高氯酸铵)粉末火箭发动机是一种利用超细铝粉作为燃料，高氯酸铵作为氧化剂的的火箭发动机，粉末流化装置是整个系统的构成之一，采用活塞推进配合高速气流将储箱中的粉末送入燃烧室内混合燃烧，通过改变活塞推进速度及流化气气流速度改变流量，达到推力可调的效果。Al/AP粉末火箭发动机自身可携带氧化剂和燃料的特点使其可以在真空中工作，在航空航天领域具有良好的应用前景。

粉末供给技术是Al/AP粉末火箭发动机的核心技术之一，实现粉末燃料及氧化剂的连续、稳定、可控的供应是发动机稳定工作的前提。粉末的供应技术主要思想在于将储箱中的粉末流态化，在气力输送的同时配合活塞推进实现燃料的连续稳定供应，最终以气固两相流的形式喷入燃烧室。

国防科学技术大学的孔龙飞在粉末燃料冲压发动机的粉末燃料供应装置流化喷管处增设了扰流锥体，并针对了扰流锥体不同构型和位置对流场中离散相颗粒浓度进行了计算分析，参考文献(粉末燃料供应装置中增设扰流锥体数值模拟研究，火箭推进，2012年第2期)；哈尔滨工程大学的贺征发明了一种预装填药柱的粉末燃料供应装置(专利号CN102644932A)，其使用电机驱动活塞，利用高温燃气切削药柱并对金属粉末进行单次流化。现有流化装置具备了流量可调的特点，但是需要预先在储箱内装填燃料，结构的封闭性给燃料的再次装填带来不便，需要拆卸流化腔和储箱的连接部分进行装填，同时现有装置的流化效果和粉末输送效率不够理想。因此，粉末流化供给装置的优化是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种易于装填的粉末流化装置以简化粉末储箱中装填的过程，实现从外部直接向储箱内装填，不需要拆卸流化腔和储箱的连接部分同时提高粉末燃料的流态化效果。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种易于装填的粉末流化装置，所述装置包括储箱、活塞、前面板、流化腔、后面板、第一软管、空心金属管、活塞杆和漏斗，所述储箱的前端与前面板固定连接，所述活塞设置于所述储箱内，所述活塞包括沿其轴向中心线贯穿所述活塞的通孔以及与所述通孔平行设置的N个(N≥2)螺纹孔，所述空心金属管与所述活塞固定连接并与所述通孔对接且所述空心金属管内部包括一段内螺纹，所述活塞杆的一端与电机连接另一端通过外螺纹与所述空心金属管的内螺纹配合连接，所述前面板开设有前面板中心孔和N个前面板通孔，所述第一软管为N个，每个第一软管穿过所述前面板通孔连接至所述螺纹孔，所述漏斗的小口端固定连接一长管，所述长管的末端包括一外螺纹段，所述外螺纹段的外螺纹能够与所述内螺纹配合，所述流化腔前端与储箱的后端固定连接，所述流化腔后端与所述后面板固定连接，所述后面板开设有通孔。

优选地，所述流化腔的腔体上开设有多个孔，每个所述流化腔的腔体上的孔上设置有一个第二气动接头，第二软管与所述第二气动接头连接。

优选地，每个所述螺纹孔上设置有一个第一气动接头，所述第一软管与第一气动接头连接。

优选地，所述前面板通过螺栓与储箱连接，所述储箱通过螺栓与流化腔连接，所述流化腔通过螺栓与后面板连接。

优选地，所述N为2。

优选地，所述活塞的外壁面套有橡胶套。