[发明专利]真空包装式粉末燃料输送装置

说明书

一种真空包装式粉末燃料输送装置，其特征在于：包括粉末燃料储箱、破袋刀片、真空包装粉饼、收袋管、滚轮和尼龙绳，所述粉末燃料储箱包括储箱后端盖、储箱直段、储箱前端盖，所述储箱后端盖、储箱直段、储箱前端盖之间通过法兰连接，形成粉末燃料储箱，用于装填真空包装粉饼，所述储箱后端盖上设有后端盖中心进气孔和连接法兰，所述储箱直段在前后法兰附件分别开设两个通孔，通孔对称布置，用于连接收袋管，所述储箱前端盖为收敛结构，储箱前端盖的收敛段上布置流化气进气孔，为斜切孔形式，收敛段与输粉管通过螺纹连接。本发明可解决传统气压驱动活塞式供粉装置的粉末运动过程中的不稳定形态问题，工程化应用前景广阔。

技术领域

本发明涉及一种航空航天动力技术领域的真空包装式粉末燃料输送装置。

背景技术

粉末发动机主要以铝、镁、硼等颗粒为燃料，具备较高的燃烧热值和比冲，同时在多脉冲点火和推力调节等方面性能优越，使其在空天推进以及深空探测等领域具有广阔的发展前景。通过组合不同的粉末燃料和氧化剂，粉末发动机可表现为多种形式，如Al/AP粉末火箭发动机，粉末-固体组合冲压发动机，Mg/CO₂粉末发动机以及AL/H₂O冲压发动机等。不同形式的粉末发动机的一个共性难题是粉末燃料的高效输送技术。目前粉末燃料输送主要以气力输送为主，通过在粉末储箱中增设活塞结构，活塞在气压驱动下向前运动，继而推动粉末运动，同时粉末燃料在流化气携带作用下喷入燃烧室。而上述粉末输送方式带来的最大问题是：活塞在前进过程中容易卡死，特别是当粉末储箱较长以及在空中受到高过载影响时，活塞与储箱内壁的同轴度很难保证；另一方面，由于活塞两边分别受粉末作用力和气力的影响，而其中气体的可压缩性以及活塞与壁面的摩擦阻力不一，会导致活塞运动过程中受力不均，进而影响进给速度，导致粉末流量不稳。为此，要实现粉末燃料输送装置工程化应用，就必须克服上述气压驱动活塞式供粉方式的不足，同时积极探索更为高效的粉末燃料输送方式。由于气压驱动活塞式供粉方式的根本问题是活塞的运动问题，而活塞的根本作用是驱动粉末燃料向前运动，且粉末运动过程中的不稳定形态会恶化活塞的运动品质。可见，如何使粉末燃料在运动过程中保持稳定的形态是解决上述问题的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种真空包装式粉末燃料输送装置，克服原气力输送方式活塞与储箱内壁易卡死、活塞受力不均、粉末流量不稳的缺点。

一种真空包装式粉末燃料输送装置，其特征在于：包括粉末燃料储箱、破袋刀片、真空包装粉饼、收袋管、滚轮和尼龙绳，所述粉末燃料储箱包括储箱后端盖、储箱直段、储箱前端盖，所述储箱后端盖、储箱直段、储箱前端盖之间通过法兰连接，形成粉末燃料储箱，用于装填真空包装粉饼，所述储箱后端盖上设有后端盖中心进气孔和连接法兰，所述储箱直段在前后法兰附件分别开设两个通孔，通孔对称布置，用于连接收袋管，所述储箱前端盖为收敛结构，储箱前端盖的收敛段上布置流化气进气孔，为斜切孔形式，收敛段与输粉管通过螺纹连接，所述破袋刀片为锋利的钢制刀片结构，刀片长度与储箱直段内径一致，焊接在储箱直段靠近储箱前端盖的一侧中心位置，横向布置的破袋刀片与储箱直段的通孔垂直。

进一步地，所述收袋管为管道结构，分为直段和弯段，收袋管的中间为直管，两头为弯管，两头弯管分别与储箱直段的两个通孔连接。

进一步地，所述滚轮包括凹槽式滚轮和滚轮支架，分别安装在储箱直段靠近储箱前端盖的通孔附近、收袋管的两个拐角以及后端盖中心进气孔附近。

进一步地，所述真空包装粉饼为圆柱形结构，真空包装粉饼外径与储箱直段内径一致，多个粉饼填充粉末燃料储箱，在所述真空包装粉饼的周边上设计两个对称的系绳结扣，用于拴系所述尼龙绳，所述靠近储箱后端盖的真空包装粉饼不但在周边设计两个对称的系绳结扣，在粉饼中心位置同样设计一个系绳结扣。

进一步地，所述尼龙绳将真空包装粉饼上系绳结扣连接在一起，之后通过布置在储箱直段上通孔附近的滚轮、收袋管内的滚轮到布置在后端盖中心进气孔上的滚轮，然后连接真空包装粉饼的中心系绳结扣，从而形成一个闭环绳路。