本發(fā)明涉及一種點火裝置，具體涉及一種能產(chǎn)生大量高溫高速金屬粒子的點火動力裝置。

背景技術(shù)：

在航空領(lǐng)域，目前的大型運載火箭主要采用液體發(fā)動機。在發(fā)動機啟動前，有時會向地面發(fā)射平臺排放推進劑燃料(可燃氣體)，若不進行及時消除，發(fā)射平臺附近的可燃氣體就會不斷聚集，當聚集的可燃氣體達到一定的濃度時，很容易發(fā)生爆炸，這將成為火箭發(fā)射時的危險源。另外，在民用領(lǐng)域，特別是在瓦斯以及化工廠揮發(fā)份等可燃氣體容易聚集的場所，也需要及時消除可燃氣體，以防可燃氣體聚集達到爆炸濃度?，F(xiàn)有技術(shù)多采用快速抑燃抑爆裝置進行危險消除，雖然能在一定程度上能降低可燃氣體爆炸的可能性，但不能從根本上杜絕爆炸現(xiàn)象，實用性和安全性較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種金屬基點火動力裝置，其具有結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、安全可靠的優(yōu)點，采用本發(fā)明能可靠點燃大范圍的可燃氣體，以避免可燃氣體聚集引發(fā)爆炸。

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明提供了一種金屬基點火動力裝置，包括開口朝右的桶狀內(nèi)殼體以及同軸設(shè)置于內(nèi)殼體右端口的噴管，所述內(nèi)殼體中設(shè)有推進劑藥柱，所述噴管上設(shè)有朝向推進劑藥柱的電點火器，所述推進劑藥柱為金屬基復(fù)合固體推進劑藥柱；還包括開口朝右的桶狀外殼體，以及套設(shè)在噴管上的噴管座，所述外殼體同軸套設(shè)在內(nèi)殼體的外側(cè)且使兩者的周壁和底壁間隙配合，并使外殼體的右端與噴管座的左端固定連接。

進一步的，本發(fā)明一種金屬基點火動力裝置，其中，所述內(nèi)殼體和外殼體的內(nèi)腔壁上均設(shè)有三元乙丙橡膠層。

進一步的，本發(fā)明一種金屬基點火動力裝置，其中，還設(shè)有開口朝右的桶狀防爆殼體，所述防爆殼體同軸套設(shè)在外殼體的外側(cè)且使兩者的周壁和底壁間隙配合，并使防爆殼體的右端與噴管座的左端固定連接。

進一步的，本發(fā)明一種金屬基點火動力裝置，其中，所述內(nèi)殼體的右端設(shè)有第一法蘭，外殼體的右端設(shè)有第二法蘭，噴管座的左端設(shè)有第三法蘭，防爆殼體的右端設(shè)有第四法蘭；內(nèi)殼體的第一法蘭卡裝在外殼體在右端開設(shè)的限位環(huán)臺上，第一法蘭上設(shè)有多個連通內(nèi)殼體內(nèi)腔和外殼體內(nèi)腔的通氣孔，外殼體和噴管座通過多個防爆螺釘旋裝在第二法蘭和第三法蘭上進行固定，防爆殼體和噴管座通過多個連接螺釘或螺栓旋裝在第四法蘭和第三法蘭上進行固定。

進一步的，本發(fā)明一種金屬基點火動力裝置，其中，所述防爆殼體的周壁上設(shè)有多個泄壓孔。

進一步的，本發(fā)明一種金屬基點火動力裝置，其中，所述外殼體與噴管座之間設(shè)有密封圈，所述噴管的右端設(shè)有凸臺狀堵蓋。

進一步的，本發(fā)明一種金屬基點火動力裝置，其中，所述噴管的內(nèi)腔設(shè)有收斂段和直線段，收斂段的大口端與推進劑藥柱相對，收斂段的小口端與直線段連接。

進一步的，本發(fā)明一種金屬基點火動力裝置，其中，所述噴管的外周壁上和噴管座的內(nèi)周壁上設(shè)有相互配合的限位凸臺和限位凹臺。

進一步的，本發(fā)明一種金屬基點火動力裝置，其中，所述金屬基復(fù)合固體推進劑由聚丁二烯類推進劑組成，其中的金屬粒子為鋁粉顆粒，鋁粉顆粒的占比為30％～50％，鋁粉顆粒的粒徑為50～100微米。

本發(fā)明一種金屬基點火動力裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點：(1)本發(fā)明通過設(shè)置開口朝右的桶狀內(nèi)殼體以及同軸設(shè)置于內(nèi)殼體右端口的噴管，在內(nèi)殼體中設(shè)置推進劑藥柱，在噴管上設(shè)置朝向推進劑藥柱的電點火器，讓推進劑藥柱采用金屬基復(fù)合固體推進劑藥柱；并設(shè)置開口朝右的桶狀外殼體以及套設(shè)在噴管上的噴管座，讓外殼體同軸套設(shè)在內(nèi)殼體的外側(cè)且使兩者的周壁和底壁間隙配合，并讓外殼體的右端與噴管座的左端固定連接。由此就構(gòu)成了一種結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、安全可靠的金屬基點火動力裝置。在實際應(yīng)用中，當需點燃可燃氣體以消除安全隱患時，讓電點火器外接電源并觸發(fā)電點火器，電點火器引燃推進劑藥柱，推進劑藥柱開始在內(nèi)殼體中(燃燒室)不完全燃燒，并產(chǎn)生大量高溫高壓燃氣和金屬粒子，高溫高壓燃氣加熱金屬粒子使其從噴管高速噴出并形成一定的包絡(luò)范圍，噴出的金屬粒子進一步與空氣中的氧氣發(fā)生二次化學反應(yīng)、燃燒，并引燃其噴射范圍內(nèi)的可燃氣體。本發(fā)明通過內(nèi)殼體和噴管的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，能產(chǎn)生噴射距離達5～6米，溫度達900～1200k的金屬粒子，具有噴射距離遠、覆蓋范圍、點火可靠性高的優(yōu)點。對于火箭發(fā)射平臺等面臨高溫燃氣流沖刷的工況，為避免高溫沖刷的燃氣流造成推進劑藥柱溫度升高，影響其工作穩(wěn)定性，本發(fā)明通過采用內(nèi)殼體和外殼體的雙層腔體隔熱方法能大幅提高隔熱效果，有效避免了外界熱流環(huán)境影響推進劑藥柱的燃燒性能。而通過設(shè)置噴管座可保護噴管，提高點火可靠性。(2)作為優(yōu)化方案，為進一步增強隔熱效果，本發(fā)明在內(nèi)殼體1和外殼體5的內(nèi)腔壁上均設(shè)置了三元乙丙橡膠層。并設(shè)置了開口朝右的桶狀防爆殼體，讓防爆殼體同軸套設(shè)在外殼體的外側(cè)且使兩者的周壁和底壁間隙配合，且使防爆殼體的右端與噴管座的左端固定連接。通過設(shè)置防爆殼體，一方面可進一步提高隔熱效果，另一方面可有效避免內(nèi)殼體和外殼體因爆炸散射損壞設(shè)備或造成人身傷害。

下面結(jié)合附圖所示具體實施方式對本發(fā)明一種金屬基點火動力裝置作進一步詳細說明：

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種金屬基點火動力裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中的a-a向視圖。

具體實施方式

首先需要說明的，本發(fā)明中所述的左、右等方位詞只是根據(jù)附圖進行的描述，以便于理解，并非對本發(fā)明的技術(shù)方案進行的限制。

如圖1和圖2所示本發(fā)明一種金屬基點火動力裝置的具體實施方式，包括開口朝右的桶狀內(nèi)殼體1以及同軸設(shè)置于內(nèi)殼體1右端口的噴管2。在內(nèi)殼體1中設(shè)置推進劑藥柱3，在噴管2上設(shè)置朝向推進劑藥柱3的電點火器4，讓推進劑藥柱3采用金屬基復(fù)合固體推進劑藥柱。還設(shè)置了開口朝右的桶狀外殼體5以及套設(shè)在噴管2上的噴管座6，讓外殼體5同軸套設(shè)在內(nèi)殼體1的外側(cè)且使兩者的周壁和底壁間隙配合，并使外殼體5的右端與噴管座6的左端固定連接。

通過以上結(jié)構(gòu)設(shè)置就構(gòu)成了一種結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、安全可靠的金屬基點火動力裝置。在實際應(yīng)用中，當需點燃可燃氣體以消除其因聚集帶來的安全隱患時，讓電點火器4外接電源并觸發(fā)電點火器4，電點火器4就會引燃推進劑藥柱3，推進劑藥柱3開始在內(nèi)殼體中(燃燒室)不完全燃燒，并產(chǎn)生大量高溫高壓燃氣和金屬粒子，高溫高壓燃氣加熱金屬粒子使其從噴管2高速噴出并形成一定的包絡(luò)范圍，噴出的金屬粒子會進一步與空氣中的氧氣發(fā)生二次化學反應(yīng)、燃燒，并引燃消除其噴射范圍內(nèi)的可燃氣體。本發(fā)明通過內(nèi)殼體和噴管的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，能產(chǎn)生噴射距離達5～6米，溫度達900～1200k的金屬粒子，具有噴射距離遠、覆蓋范圍、點火可靠性高的優(yōu)點。對于火箭發(fā)射平臺等面臨高溫燃氣流沖刷的工況，為避免高溫沖刷的燃氣流造成推進劑藥柱3的溫度升高，影響其工作穩(wěn)定性，本發(fā)明通過采用內(nèi)殼體1和外殼體5的雙層腔體隔熱方法能大幅提高隔熱效果，有效避免了外界熱流環(huán)境影響推進劑藥柱3的燃燒性能。而通過設(shè)置噴管座6可對噴管2進行保護，提高了點火的可靠性。

作為優(yōu)化方案，為進一步增強隔熱效果，本具體實施方式在內(nèi)殼體1和外殼體5的內(nèi)腔壁上均設(shè)置了三元乙丙橡膠層。同時，本具體實施方式還設(shè)置了開口朝右的桶狀防爆殼體7，讓防爆殼體7同軸套設(shè)在外殼體5的外側(cè)且使兩者的周壁和底壁間隙配合，并使防爆殼體7的右端與噴管座6的左端固定連接。通過設(shè)置防爆殼體7，一方面可進一步增強隔熱效果，另一方面可防止內(nèi)殼體1和外殼體5因爆炸散射損壞設(shè)備或造成人身傷害。

作為具體實施方式，本發(fā)明在內(nèi)殼體1的右端設(shè)置了第一法蘭11，在外殼體5的右端設(shè)置了第二法蘭51，在噴管座6的左端設(shè)置了第三法蘭61，在防爆殼體7的右端設(shè)置了第四法蘭71。讓內(nèi)殼體1的第一法蘭11卡裝在外殼體5在右端開設(shè)的限位環(huán)臺上，并在第一法蘭11上設(shè)置多個連通內(nèi)殼體1內(nèi)腔和外殼體5內(nèi)腔的通氣孔12。讓外殼體5和噴管座6通過多個防爆螺釘8旋裝在第二法蘭51和第三法蘭61上進行固定。讓防爆殼體7和噴管座6通過多個連接螺釘或螺栓9旋裝在第四法蘭71和第三法蘭61上進行固定。這一設(shè)置不但結(jié)構(gòu)簡單，有利于拆裝，而且通過在第一法蘭11上設(shè)置連通內(nèi)殼體1內(nèi)腔和外殼體5內(nèi)腔的通氣孔12，可使推進劑藥柱3燃燒時產(chǎn)生的高溫燃氣進入外殼體5的內(nèi)腔，相當于加大了燃燒室的空間，實現(xiàn)了降低燃燒室工作壓強的目的。另外，在實際應(yīng)用中，通過讓防爆螺釘8選用特定屈服強度的螺釘，在內(nèi)殼體1內(nèi)腔和外殼體5內(nèi)腔構(gòu)成的燃燒室因異常(噴管2被堵等情況)致使壓力劇增的情況下，當壓力達到防爆螺釘8的屈服強度時，防爆螺釘8就會被拉脫，使高溫高壓燃氣進入防爆殼體7的內(nèi)腔，實現(xiàn)了一定的泄壓目的，提高了安全性。為達到徹底泄壓目的，本具體實施方式在防爆殼體7的周壁上設(shè)置了多個泄壓孔72，通過泄壓孔72可將進入防爆殼體7內(nèi)腔中的高溫高壓燃氣進一步釋放到外部，增強了泄壓防爆性能。即使內(nèi)殼體1和外殼體5構(gòu)成的燃燒室發(fā)生爆炸，爆炸產(chǎn)生的異物也會因壓力較小被防爆殼體7阻擋在其內(nèi)部，而不會因散射亂飛損壞設(shè)備或造成人身傷害。

作為具體實施方式，為保證金屬基點火動力裝置的密封性能，本發(fā)明在實際應(yīng)用中通常在外殼體5與噴管座6之間設(shè)置密封圈52，密封槽可以開設(shè)在外殼體5或噴管座6。并在噴管2的右端設(shè)置了凸臺狀堵蓋21，讓堵蓋21采用賽璐珞材料制作，且通過膠粘劑粘接在噴管2的噴口端面和噴管內(nèi)壁上。這一結(jié)構(gòu)的堵蓋21一方面可有效保證點火前推進劑藥柱3處于閉封的空間中；另一方面在點火時可使堵蓋21很容易被高溫高壓燃氣燃蝕掉，保證了點火的可靠性。同時，本發(fā)明通過讓噴管2的內(nèi)腔設(shè)置收斂段和直線段，并讓收斂段的大口端與推進劑藥柱3相對，讓收斂段的小口端與直線段連接，可使點火時金屬粒子的噴射更為集中，點燃可燃氣體的可靠性更高。

需要說明的是，在實際應(yīng)用中，本發(fā)明通常讓內(nèi)殼體1、外殼體5和噴管座6采用不銹鋼制作，而讓噴管2采用高強石墨制作。為保證噴管2和噴管座6的連接穩(wěn)固性，通過在噴管2的外周壁上和噴管座6的內(nèi)周壁上設(shè)置相互配合的限位凸臺和限位凹臺，并通過膠粘劑使兩者粘接在一起，可避免噴管2因松動出現(xiàn)轉(zhuǎn)動影響點火成功率。為保證點火的可靠性，本發(fā)明通常讓電點火器4采用鈍感電點火器。作為具體實施方式，本發(fā)明中的金屬基復(fù)合固體推進劑主要由聚丁二烯類推進劑組成，其中的金屬粒子為鋁粉顆粒，并讓鋁粉顆粒的粒徑在50～100微米之間，讓鋁粉顆粒的占比達到30％～50％，以便形成高金屬基的復(fù)合固體推進劑。通過推進劑藥柱3在燃燒室內(nèi)部燃燒時產(chǎn)生2000k以上的燃溫，來加熱金屬粒子，以保證噴射的金屬粒子滿足點火要求。需要特別指出的是，金屬基復(fù)合固體推進劑不限于采用聚丁二烯類推進劑，還可以采用其他類型的推進劑，而金屬粒子也不限于采用鋁粉顆粒。只要能產(chǎn)生高溫噴射的金屬粒子，即可實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的。

經(jīng)實際應(yīng)用表明，本發(fā)明可產(chǎn)生以下有益效果：1)能產(chǎn)生大量高溫(900k～1200k)的金屬粒子，且噴射距離遠，覆蓋范圍大，點燃可燃氣體的可靠性高；2)安全系數(shù)高，通過泄壓結(jié)構(gòu)設(shè)置可有效防止爆炸損壞設(shè)備和傷人；3)隔熱效果好，采用內(nèi)殼體和外殼體的雙層腔體隔熱結(jié)構(gòu)以及三元乙丙橡膠層的絕熱層隔熱設(shè)計，可有效降低外界熱流環(huán)境對推進劑藥柱燃燒性能的影響，以確保推進劑藥柱按預(yù)定性能可靠工作；4)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，通過噴管和噴管座之間限位凸臺和限位凹臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可有效避免噴管因出現(xiàn)轉(zhuǎn)動造成點火失?。?)密封結(jié)構(gòu)簡單，密封效果好，能適應(yīng)惡劣的環(huán)境。

以上實施例僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行的描述，并非對本發(fā)明請求保護范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域工程技術(shù)人員依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種形式的變形，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。