[发明专利]喷注器和喷注方法

说明书

本发明提供了一种喷注器和喷注方法，喷注器包括至少一组喷注装置，该喷注装置包括流路进口、流道和喷嘴；流道的第一端口与所述流路进口连接，所述流道的第二端口与所述喷嘴连接；沿着所述流道的第一端口到第二端口的延伸方向，所述流道的横截面面积逐渐减小；通过逐渐收缩的流道，提高物料的剪切速率，增大剪切面积，使物料逐渐稀化，从而减小了物料的流阻，缩短了物料接收装置的响应时间。

技术领域

本发明涉及航天器推进系统技术领域，尤其是涉及一种喷注器和喷注方法。

背景技术

目前，工程采用凝胶推进剂多为非牛顿流体，只有在一定压力下，才呈现出流动特性，相比传统液体推进剂，凝胶推进剂的粘度增加，流阻显著增大；传统挤压式火箭发动机的喷注器通常采用层板设计，凝胶推进剂通过集液腔和分配流道进入燃烧室，采用该方式容易导致凝胶推进剂滞留和复凝，形成高粘度低流速区，从而进一步增大了凝胶推进剂的流阻，延长了发动机的响应时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种喷注器和喷注方法，以减小物料的流阻，缩短发动机的响应时间。

本发明提供的一种喷注器，包括至少一组喷注装置；所述喷注装置包括流路进口、流道和喷嘴；所述流道的第一端口与所述流路进口连接，所述流道的第二端口与所述喷嘴连接；沿着所述流道的第一端口到第二端口的延伸方向，所述流道的横截面面积逐渐减小；所述流路进口与外部的物料供应系统连接，用于将所述物料供应系统提供的物料输送至所述流道；所述流道用于将所述物料输送至所述喷嘴，在所述物料的输送过程中，通过所述流道的逐渐减小的横截面面积对所述物料进行剪切稀化；所述喷嘴用于将所述物料输送至外部的物料接收装置。

进一步的，所述流道的数量为多个，所述喷嘴的数量为多个，所述喷嘴的数量与所述流道的数量相同；多个所述喷嘴中心对称分布；多个所述流道与多个所述喷嘴一一对应连接。

进一步的，多个所述流道的第一端口之间的连接结构为锥形。

进一步的，所述流道为锥形管结构。

进一步的，所述流路进口为截头圆锥空腔结构；所述流路进口的第一端口与所述物料供应系统连接，所述流路进口的第二端口与所述流道的第一端口连接；沿着所述流路进口的第一端口到第二端口的延伸方向，所述流路进口的横截面面积逐渐减小。

进一步的，所述流道的第一端口的延伸方向与所述流路进口的第二端口的延伸方向相同。

进一步的，所述喷嘴包括顺次连接的等直段、收敛段和圆管段；所述喷嘴的等直段的第一端口与所述流道的第二端口连接；所述喷嘴的等直段的第二端口与所述收敛段的第一端口连接，所述收敛段的第二端口与所述圆管段的第一端口连接，沿着所述收敛段的第一端口到所述收敛段的第二端口的延伸方向，所述收敛段的横截面面积逐渐减小；所述喷嘴的圆管段的第二端口与所述物料接收装置连接。

进一步的，所述流道的第二端口的延伸方向与所述喷嘴的等直段的延伸方向相同。

进一步的，所述喷注器包括两组喷注装置，第一喷注装置中的流路进口与第二喷注装置中的流路进口对称分布。

本发明提供的一种喷注方法，所述方法应用于上述任一项所述的喷注器；所述方法包括：所述流路进口与外部的物料供应系统连接，将所述物料供应系统提供的物料输送至所述流道；所述流道将所述物料输送至所述喷嘴，在所述物料的输送过程中，通过所述流道的逐渐减小的横截面面积对所述物料进行剪切稀化；所述喷嘴将所述物料输送至外部的物料接收装置。

本发明提供的喷注器和喷注方法，包括至少一组喷注装置，该喷注装置包括流路进口、流道和喷嘴；流道的第一端口与所述流路进口连接，所述流道的第二端口与所述喷嘴连接；沿着所述流道的第一端口到第二端口的延伸方向，所述流道的横截面面积逐渐减小；通过逐渐收缩的流道，提高物料的剪切速率，增大剪切面积，使物料逐渐稀化，从而减小了物料的流阻，缩短了物料接收装置的响应时间。