[实用新型]等离子体增强的凝胶推进剂雾化喷嘴

说明书

等离子体增强的凝胶推进剂雾化喷嘴，涉及非牛顿流体喷射雾化技术领域,包括喷嘴本体、激励电源、高压电极和接地电极；喷嘴本体的内部设有内部腔体，内部腔体的外周环设有挡板，挡板和喷嘴本体之间形成有外侧腔体；内部腔体的顶部设有第一气体通道，第一气体通道用于连接外部的气泵，内部腔体的底部开设有第一出口；外侧腔体的顶部开设有用于连接外部气泵的第二气体通道，第二气体通道处设有补气单向阀；外侧腔体的底部设有第二出口，第二出口与第一出口上下对应连通；高压电极和接地电极相对地设于外侧腔体的下部，高压电极和接地电极分别与激励电源的的正负极连接，本实用新型可有效提高凝胶推进剂的雾化效果，从而提高燃料的掺混和燃烧效率。

技术领域

本实用新型涉及非牛顿流体喷射雾化技术领域，尤其涉及等离子体增强的凝胶推进剂雾化喷嘴。

背景技术

凝胶推进剂是用少量胶凝剂将一定量的液体组分凝胶化，同时添加一定量固体燃料悬浮于体系中，形成具有一定结构和特定性能，并能长期保持稳定的凝胶体系，它同时兼有固体推进剂和液体推进剂的优点，是一种航空航天推进系统的新型推进剂，可用于反导弹武器和航天性行器，也可用于石油开采等。凝胶推进剂的雾化主要应用于液体火箭发动机中，其雾化效果直接影响燃料最终的掺混及燃烧效率。

本实用新型中所提到的凝胶推进剂为非牛顿流体。非牛顿流体是指粘性切应力与剪切变形率不成线性正比关系的液体。牛顿流体则是指粘性切应力与剪切变形率成线性正比关系的液体。非牛顿流体分为剪切稀化型和剪切增稠型。剪切稀化是指非牛顿液体随着剪切率升高，其黏度减少。而剪切增稠型则是在非牛顿流体中表现为粘度随剪切速率的增大而增大的现象。在剪切增稠时有时还伴随有体积胀大。

决定凝胶推进剂的雾化模式有很多，如采用何种凝胶推进剂、是否添加金属或非金属颗粒、射流速度和剪切方式等。传统凝胶推进剂的雾化方法包括双股撞击式、三股撞击气动式、同轴离心式、脉动式喷注器等，但上述方法并不能使凝胶体进行有效地雾化，而且在雾化后破碎成液滴也很难达到期望的尺寸大小。

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供等离子体增强的凝胶推进剂雾化喷嘴，采用的凝胶推进剂为剪切稀化的非牛顿流体，利用凝胶推进剂受到剪切力时粘度下降的特性，采用等离子体促使凝胶推进剂喷射雾化。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

等离子体增强的凝胶推进剂雾化喷嘴，包括喷嘴本体、激励电源、高压电极和接地电极；喷嘴本体的内部设有内部腔体，所述内部腔体为从上到下的渐缩式结构，内部腔体的外周环设有挡板，所述挡板和喷嘴本体之间形成有外侧腔体；内部腔体的顶部设有第一气体通道，第一气体通道用于连接外部的气泵，内部腔体的底部开设有第一出口；外侧腔体的顶部开设有用于连接外部气泵的第二气体通道，第二气体通道处设有补气单向阀；所述外侧腔体的底部设有第二出口，所述第二出口与第一出口上下对应连通；所述高压电极和接地电极相对地设于外侧腔体的下部，高压电极和激励电源的的正极连接，接地电极和激励电源的负极连接。

所述补气单向阀设于外侧腔体内且与外侧腔体之间具有间隙，补气单向阀包括阀体和两组弹簧；所述阀体的两端设有导向柱，阀体的中部凸出设有封堵部，所述外侧腔体的顶部内壁设有两组固定杆，且固定杆相对导向柱设置；所述弹簧的两端分别套设于导向柱和固定杆上；其中，弹簧上下伸缩，以使阀体移动带动封堵部开启或关闭第二气体通道。

所述接地电极为环状电极，接地电极环设于挡板下部的外侧；所述高压电极为针状电极，高压电极设有至少1个，高压电极相对应接地电极等距离均布于喷嘴本体上，高压电极与接地电极的距离为10～20mm。本实用新型中，所述高压电极设有6个。

所述喷嘴本体为绝缘材料制成的喷嘴本体；喷嘴本体的下部为锥形结构。

相对于现有技术，本实用新型技术方案取得的有益效果是：