耐高壓可調(diào)溫激光點火實驗裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐高壓可調(diào)溫激光點火實驗裝置，包括激光透鏡冷卻裝置和可調(diào)溫燃燒室，可調(diào)溫燃燒室包括燃燒室頂蓋，燃燒室殼體，透視窗玻璃壓蓋，試件支撐座，燃燒室底蓋和空腔密封板，激光透鏡冷卻裝置包括水冷器外殼、鏡片壓緊環(huán)、水冷器內(nèi)殼和激光聚焦鏡；本發(fā)明采用密封燃燒室和帶空腔的燃燒室底蓋解決了激光點火實驗裝置不能同時實現(xiàn)壓強、溫度和氣體組分調(diào)節(jié)的問題，采用水冷器外殼與水冷器內(nèi)殼密封通水解決了激光透鏡冷卻問題，采用水冷器內(nèi)殼中心的兩級階梯孔段和螺紋孔段分別設(shè)置激光透鏡、0型圈和鏡片壓緊環(huán)的結(jié)構(gòu)解決了激光透鏡可拆卸更換與密封性互相矛盾的問題，為激光輻照實驗提供不同的環(huán)境參數(shù)，節(jié)約實驗成本，豐富實驗內(nèi)容。
【專利說明】耐高壓可調(diào)溫激光點火實驗裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于材料點火燃燒或燒蝕性能實驗研究領(lǐng)域，特別是一種激光輻照實驗裝 置。

【背景技術(shù)】
[0002] 在研究固體推進(jìn)劑點火燃燒性能方面，雖然點火的方式很多，但是激光作為輻射 源，因其輸出的能量高，且輻照時間和輸出能量可調(diào)，能夠獨立于初溫、壓強以及氣體組分 等環(huán)境參數(shù)選擇能量密度，減少了實驗過程中的熱損失和非均勻效應(yīng)，可重復(fù)性好，抗電磁 干擾等優(yōu)點，已成為國內(nèi)外研究固體推進(jìn)劑的新型點火方式。在激光輻照材料的研究過程 中，僅僅改變激光能量密度和輻照時間是不夠的，還需要研究溫度、壓強以及環(huán)境氣體組 分對材料點火燃燒性能或耐燒蝕性能的影響。這樣就需要搭建一個多功能的激光輻照實 驗平臺。目前用于實驗研究的激光輻照實驗裝置，大多可以實現(xiàn)壓強和氣體組分的調(diào)節(jié)， 但不能實現(xiàn)溫度的調(diào)節(jié)，如《Laser-induced ignition of solid propellants for gas generators》文獻(xiàn)中的提到的激光點火實驗裝置，可以調(diào)節(jié)壓強和氣體組分，但對于溫度的 調(diào)節(jié)，只能通過改變推進(jìn)劑自身的溫度來實現(xiàn)，而不能調(diào)節(jié)環(huán)境的溫度，這極大地影響了實 驗效果，已經(jīng)不能滿足進(jìn)一步實驗研究的需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種可以同時調(diào)節(jié)環(huán)境壓強、溫度以及氣體組分，且可以 根據(jù)實驗要求更換實驗裝置的激光透鏡從而達(dá)到改變光斑大小的目的耐高壓可調(diào)溫激光 點火實驗裝置。
[0004] 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：
[0005] -種耐高壓可調(diào)溫激光點火實驗裝置，包括激光透鏡冷卻裝置和可調(diào)溫燃燒室， 該激光透鏡冷卻裝置位于可調(diào)溫燃燒室的頂端；可調(diào)溫燃燒室包括燃燒室頂蓋，燃燒室殼 體，透視窗玻璃壓蓋，試件支撐座，燃燒室底蓋和空腔密封板，燃燒室殼體側(cè)壁上開孔，燃燒 室頂蓋設(shè)置于燃燒室殼體的頂部，與燃燒室殼體密封連接；燃燒室底蓋設(shè)置于燃燒室殼體 底部，與燃燒室殼體密封連接；燃燒室底蓋底部開槽，空腔密封板設(shè)置于燃燒室底蓋底部， 并與燃燒室底蓋密封連接，空腔密封板與燃燒室底蓋底部的開槽圍成腔體，腔體在燃燒室 底蓋的側(cè)壁上有進(jìn)口和出口，試件支撐座設(shè)置在燃燒室殼體內(nèi)，垂直固定于燃燒室底蓋頂 面的中心位置；燃燒室殼體的側(cè)壁上設(shè)置有透視窗，透視窗的位置與側(cè)壁上開孔的位置錯 開，透視窗上設(shè)置有透視窗玻璃壓蓋，透視窗玻璃壓蓋和透視窗密封連接；激光透鏡冷卻裝 置包括水冷器外殼、鏡片壓緊環(huán)、水冷器內(nèi)殼和激光聚焦鏡，水冷器內(nèi)殼的外壁由三個同心 圓柱構(gòu)成，且半徑自上而下逐級遞增，水冷器內(nèi)殼內(nèi)壁圍成兩段同心圓柱腔，半徑自上而下 逐級遞增，水冷器內(nèi)殼內(nèi)的下半段圓柱腔周向設(shè)有環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)有0型密封圈， 0型密封圈的寬度大于凹槽的深度，兩段圓柱腔聯(lián)通且貫穿整個水冷器內(nèi)殼；激光聚焦鏡 設(shè)置于水冷器內(nèi)殼內(nèi)，且激光聚焦鏡的半徑大于水冷器內(nèi)殼內(nèi)的上半段圓柱腔半徑，鏡片 壓緊環(huán)設(shè)置于水冷器內(nèi)殼的下半段圓柱腔內(nèi)，鏡片壓緊環(huán)將激光聚焦鏡壓緊在下半段圓柱 腔與上半段圓柱腔之間的臺階面上，并通過環(huán)形凹槽內(nèi)的0型密封圈密封；水冷器外殼套 在水冷器內(nèi)殼的外壁，且與水冷器內(nèi)殼外壁的第二段之間形成環(huán)形空腔，水冷器外殼的上 下兩端均與水冷器內(nèi)殼的外壁密封連接，水冷器外殼側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)液口和出液口；水冷器 內(nèi)殼的下半段圓柱腔的開孔與燃燒室頂蓋上的開孔相配合，水冷器內(nèi)殼與燃燒室頂蓋密封 連接。
[0006] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點：
[0007] (1)本發(fā)明可以通過密封燃燒室上的開孔控制通入的氣體來調(diào)節(jié)壓強和氣體組 分，并可通過在燃燒室底蓋的空腔中通入不同溫度的流體來調(diào)節(jié)溫度，解決了現(xiàn)有激光點 火實驗裝置不能同時調(diào)節(jié)壓強、溫度和氣體組分的問題。
[0008] (2)本發(fā)明通過在水冷器外殼與水冷器內(nèi)殼之間的腔體內(nèi)通水的方式，解決了激 光透鏡冷卻問題。
[0009] (3)本發(fā)明可以通過拆卸和更換激光透鏡來調(diào)節(jié)激光光斑大小，從而滿足不同的 實驗要求。采用水冷器內(nèi)殼中心的兩級階梯孔段和螺紋孔段分別設(shè)置激光透鏡、0型密封 圈和鏡片壓緊環(huán)的結(jié)構(gòu)解決了激光透鏡可拆卸更換與密封性互相矛盾的問題。
[0010] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1是本發(fā)明耐高壓可調(diào)溫激光點火實驗裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012] 圖2是本發(fā)明耐高壓可調(diào)溫激光點火實驗裝置激光透鏡冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0013] 結(jié)合圖1?圖2:
[0014] 本發(fā)明一種耐高壓可調(diào)溫激光點火實驗裝置，包括激光透鏡冷卻裝置和可調(diào)溫燃 燒室，該激光透鏡冷卻裝置位于可調(diào)溫燃燒室的頂端；可調(diào)溫燃燒室包括燃燒室頂蓋1，燃 燒室殼體2,透視窗玻璃壓蓋3,試件支撐座4,燃燒室底蓋5和空腔密封板6,燃燒室殼體2 側(cè)壁上開孔，燃燒室頂蓋1設(shè)置于燃燒室殼體2的頂部，與燃燒室殼體2密封連接；燃燒室 底蓋5設(shè)置于燃燒室殼體2底部，與燃燒室殼體2密封連接；燃燒室底蓋5底部開槽，空腔 密封板6設(shè)置于燃燒室底蓋5底部，并與燃燒室底蓋5密封連接，空腔密封板6與燃燒室底 蓋5底部的開槽圍成腔體，腔體在燃燒室底蓋5的側(cè)壁上有進(jìn)口和出口，試件支撐座4設(shè)置 在燃燒室殼體2內(nèi)，垂直固定于燃燒室底蓋5頂面的中心位置；燃燒室殼體2的側(cè)壁上設(shè)置 有透視窗，透視窗的位置與側(cè)壁上開孔的位置錯開，透視窗上設(shè)置有透視窗玻璃壓蓋3,透 視窗玻璃壓蓋3和透視窗密封連接；激光透鏡冷卻裝置包括水冷器外殼7、鏡片壓緊環(huán)9、水 冷器內(nèi)殼10和激光聚焦鏡11，水冷器內(nèi)殼10的外壁由三個同心圓柱構(gòu)成，且半徑自上而下 逐級遞增，水冷器內(nèi)殼10內(nèi)壁圍成兩段同心圓柱腔，半徑自上而下逐級遞增，水冷器內(nèi)殼 10內(nèi)的下半段圓柱腔周向設(shè)有環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)有0型密封圈，0型密封圈的寬度大 于凹槽的深度，兩段圓柱腔聯(lián)通且貫穿整個水冷器內(nèi)殼10 ;激光聚焦鏡11設(shè)置于水冷器內(nèi) 殼10內(nèi)，且激光聚焦鏡11的半徑大于水冷器內(nèi)殼10內(nèi)的上半段圓柱腔半徑，鏡片壓緊環(huán) 9設(shè)置于水冷器內(nèi)殼10的下半段圓柱腔內(nèi)，鏡片壓緊環(huán)9將激光聚焦鏡11壓緊在下半段圓 柱腔與上半段圓柱腔之間的臺階面上，并通過環(huán)形凹槽內(nèi)的0型密封圈密封；水冷器外殼7 套在水冷器內(nèi)殼10的外壁，且與水冷器內(nèi)殼10外壁的第二段之間形成環(huán)形空腔，水冷器外 殼7的上下兩端均與水冷器內(nèi)殼10的外壁密封連接，水冷器外殼7側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)液口和出 液口；水冷器內(nèi)殼10的下半段圓柱腔的開孔與燃燒室頂蓋1上的開孔相配合，水冷器內(nèi)殼 10與燃燒室頂蓋1密封接。
[0015] 燃燒室殼體2側(cè)壁上的開孔為螺紋孔，螺紋孔至少設(shè)有兩對。
[0016] 燃燒室殼體2與燃燒室頂蓋1螺栓連接，燃燒室殼體2頂部設(shè)有環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi) 設(shè)有環(huán)形密封條；燃燒室底蓋5與燃燒室殼體2底部螺栓連接，燃燒室殼體2底部設(shè)有環(huán)形 凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有環(huán)形密封條；空腔密封板6與燃燒室底蓋5螺栓連接，燃燒室底蓋5底部 設(shè)有環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有環(huán)形密封條；水冷器內(nèi)殼10與燃燒室頂蓋1螺栓連接，燃燒室頂 蓋1底部設(shè)有環(huán)形凹槽，槽內(nèi)設(shè)有環(huán)形密封條。
[0017] 燃燒室底蓋5底部中心位置開有臺階通孔，臺階通孔的上端孔徑小于下端孔徑， 所述試件支撐座4為倒Τ形，試件支撐座4穿過燃燒室底蓋5中心的臺階通孔，并與臺階孔 相配合，試件支撐座4與燃燒室底蓋5通過螺塞固定。
[0018] 空腔密封板6與燃燒室底蓋5底部的開槽圍成腔體為U形空腔，U形空腔在燃燒 室底蓋5的同一側(cè)壁上有進(jìn)口和出口。
[0019] 水冷器內(nèi)殼10第二級圓柱外壁上設(shè)有螺紋狀導(dǎo)流槽。
[0020] 燃燒室殼體2上的透視窗與試件支撐座4頂端位置相對應(yīng)。
[0021] 水冷器外殼7為頂部封閉的筒體，水冷器外殼7內(nèi)徑大于水冷器內(nèi)殼10外壁的第 二段圓柱的外徑，小于水冷器內(nèi)殼10外壁下端圓柱的外徑，水冷器外殼7內(nèi)壁深度與水冷 器內(nèi)殼10外壁的第二段圓柱的高度對應(yīng)，水冷器外殼7底部與水冷器內(nèi)殼10下端圓柱的 上表面密封連接，水冷器外殼7頂部開有圓形通孔，水冷器外殼7頂部通孔直徑與水冷器內(nèi) 殼10上段圓柱外徑相對應(yīng)，水冷器外殼7頂部通孔套裝在水冷器內(nèi)殼10上端圓柱上，與水 冷器內(nèi)殼10第二段圓柱的上表面密封連接。
[0022] 水冷器外殼7的上端設(shè)置有水冷器壓蓋8,水冷器壓蓋8與水冷器內(nèi)殼10的最上 端圓柱螺紋連接。
[0023] 鏡片壓緊環(huán)9與水冷器內(nèi)殼10螺紋連接。
[0024] 實施例1 :
[0025] 一種耐高壓可調(diào)溫激光點火實驗裝置，包括激光透鏡冷卻裝置和可調(diào)溫燃燒室， 該激光透鏡冷卻裝置位于可調(diào)溫燃燒室的頂端?？烧{(diào)溫燃燒室包括燃燒室頂蓋1，燃燒室殼 體2,透視窗玻璃壓蓋3,試件支撐座4,燃燒室底蓋5和空腔密封板6,燃燒室殼體2側(cè)壁上 設(shè)有兩對螺紋孔和兩個透視窗，透視窗上密封連接有透明窗玻璃壓蓋，螺紋孔與透視窗的 的位置錯開；燃燒室殼體2頂部與燃燒室頂蓋1之間通過螺栓連接，燃燒室殼體2頂部設(shè)有 環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)部設(shè)有環(huán)形密封條，環(huán)形密封條保證燃燒室殼體2與燃燒室頂蓋1之間密 封連接。燃燒室殼體2底部與燃燒室底蓋5之間通過螺栓連接，燃燒室殼體2底部設(shè)有環(huán)形 凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有環(huán)形密封條，環(huán)形密封條保證燃燒殼體2與燃燒室底蓋5之間密封連接； 燃燒室底蓋5底部開有環(huán)形槽，空腔密封板6與燃燒室底蓋5的底部采用螺栓連接，空腔密 封板6與燃燒室底蓋5之間設(shè)置有密封墊，密封墊保證空腔密封板6與燃燒室底蓋5密封 連接；水冷器內(nèi)殼10與燃燒室頂蓋1螺栓連接，燃燒室頂蓋1底部設(shè)有環(huán)形凹槽，槽內(nèi)設(shè)有 環(huán)形密封條，密封墊保證水冷器內(nèi)殼10與燃燒室頂蓋1密封連接?？涨幻芊獍?與燃燒室 底蓋5底部的環(huán)形槽圍成腔體，腔體在燃燒室底蓋5的側(cè)壁上有進(jìn)口和出口；試件支撐座4 固定連接在燃燒室底蓋5中心位置；激光透鏡冷卻裝置包括水冷器外殼6、水冷器壓蓋8、鏡 片壓緊環(huán)9、水冷器內(nèi)殼10和激光聚焦鏡11，水冷器內(nèi)殼10的外壁由三個同心圓柱構(gòu)成， 且半徑自上而下逐級遞增，水冷器內(nèi)殼10內(nèi)由兩段同心圓柱腔構(gòu)成，半徑自上而下逐級遞 增，水冷器內(nèi)殼10的內(nèi)壁的下半段圓柱腔周向設(shè)有環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)有0型密封圈， 0型密封圈的寬度大于凹槽的深度，兩段圓柱腔聯(lián)通且貫穿整個水冷器內(nèi)殼10 ;激光聚焦 鏡11設(shè)置于水冷器內(nèi)殼10內(nèi)，且激光聚焦鏡11的半徑大于水冷器內(nèi)殼10的上半段圓柱 腔半徑，鏡片壓緊環(huán)9設(shè)置于水冷器內(nèi)殼10的下半段圓柱腔內(nèi)，鏡片壓緊環(huán)9將激光聚焦 鏡11壓緊在下半段圓柱腔與上半段圓柱腔之間的臺階面上；水冷器外殼7為頂部封閉的筒 體，側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)液口和出液口，水冷器外殼7內(nèi)徑大于水冷器內(nèi)殼10外壁的第二段圓柱 的外徑，小于水冷器內(nèi)殼10外壁下端圓柱的外徑，水冷器外殼7內(nèi)壁深度與水冷器內(nèi)殼10 外壁的第二段圓柱的高度對應(yīng)，水冷器外殼7底部與水冷器內(nèi)殼10下端圓柱的上表面密封 連接，水冷器外殼7頂部開有圓形通孔，水冷器外殼7頂部通孔直徑與水冷器內(nèi)殼10上段 圓柱外徑相對應(yīng)，水冷器外殼7頂部通孔套裝在水冷器內(nèi)殼10上端圓柱上，與水冷器內(nèi)殼 10第二段圓柱的上表面密封連接。水冷器內(nèi)殼10的下半段圓柱腔的開孔與燃燒室頂蓋1 上的開孔相配合，水冷器內(nèi)殼10與燃燒室頂蓋1密封接。
[0026] 實施例2 :
[0027] 結(jié)合圖1?圖2:
[0028] 一種耐高壓可調(diào)溫激光點火實驗裝置，包括激光透鏡冷卻裝置和可調(diào)溫燃燒室， 該激光透鏡冷卻裝置位于可調(diào)溫燃燒室的頂端?？烧{(diào)溫燃燒室包括燃燒室頂蓋1，燃燒室 殼體2,透視窗玻璃壓蓋3,試件支撐座4,燃燒室底蓋5和空腔密封板6,燃燒室殼體2側(cè)壁 上設(shè)有三對螺紋孔和兩個透視窗，螺紋孔用于加裝溫度計、壓力表、進(jìn)氣管等外接設(shè)備，在 不使用的情況下，螺紋孔使用螺塞塞緊備用，透視窗上密封連接有透明窗玻璃壓蓋，螺紋孔 與透視窗的的位置錯開；燃燒室殼體2頂部與燃燒室頂蓋1之間通過螺栓連接，燃燒室殼 體2頂部設(shè)有環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)部設(shè)有環(huán)形密封條，環(huán)形密封條保證燃燒室殼體2與燃燒室 頂蓋1之間密封連接。燃燒室殼體2底部與燃燒室底蓋5之間通過螺栓連接，燃燒室殼體 2底部設(shè)有環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有環(huán)形密封條，環(huán)形密封條保證燃燒殼體2與燃燒室底蓋5 之間密封連接；燃燒室底蓋5底部開有U形槽，空腔密封板6與燃燒室底蓋5的底部采用螺 栓連接，空腔密封板6與燃燒室底蓋5之間設(shè)置有密封墊，密封墊保證空腔密封板6與燃燒 室底蓋5密封連接；水冷器內(nèi)殼10與燃燒室頂蓋1螺栓連接，燃燒室頂蓋1底部設(shè)有環(huán)形 凹槽，槽內(nèi)設(shè)有環(huán)形密封條，密封墊保證水冷器內(nèi)殼10與燃燒室頂蓋1密封連接?？涨幻?封板6與燃燒室底蓋5底部的U形槽圍成腔體，腔體在燃燒室底蓋5的側(cè)壁上有進(jìn)口和出 口；燃燒室底蓋5底部中心位置開有臺階通孔，臺階通孔的上端孔徑小于下端孔徑，倒T形 試件支撐座4穿過燃燒室底蓋5中心的臺階通孔，設(shè)置于燃燒室底蓋5的中心位置，試件支 撐座與燃燒室底蓋通過螺塞固定；激光透鏡冷卻裝置包括水冷器外殼6、水冷器壓蓋8、鏡 片壓緊環(huán)9、水冷器內(nèi)殼10和激光聚焦鏡11，水冷器內(nèi)殼10的外壁由三個同心圓柱構(gòu)成， 且半徑自上而下逐級遞增，水冷器內(nèi)殼10內(nèi)由兩段同心圓柱腔構(gòu)成，半徑自上而下逐級遞 增，水冷器內(nèi)殼10的內(nèi)壁的下半段圓柱腔周向設(shè)有環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)有0型密封圈， 0型密封圈的寬度大于凹槽的深度，兩段圓柱腔聯(lián)通且貫穿整個水冷器內(nèi)殼10 ;激光聚焦 鏡11設(shè)置于水冷器內(nèi)殼10內(nèi)，且激光聚焦鏡11的半徑大于水冷器內(nèi)殼10的上半段圓柱 腔半徑，鏡片壓緊環(huán)9設(shè)置于水冷器內(nèi)殼10的下半段圓柱腔內(nèi)，鏡片壓緊環(huán)9將激光聚焦 鏡11壓緊在下半段圓柱腔與上半段圓柱腔之間的臺階面上；水冷器外殼7為頂部封閉的筒 體，側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)液口和出液口，水冷器外殼7內(nèi)徑大于水冷器內(nèi)殼10外壁的第二段圓柱 的外徑，小于水冷器內(nèi)殼10外壁下端圓柱的外徑，水冷器外殼7內(nèi)壁深度與水冷器內(nèi)殼10 外壁的第二段圓柱的高度對應(yīng)，水冷器外殼7底部與水冷器內(nèi)殼10下端圓柱的上表面密封 連接，水冷器外殼7頂部開有圓形通孔，水冷器外殼7頂部通孔直徑與水冷器內(nèi)殼10上段 圓柱外徑相對應(yīng)，水冷器外殼7頂部通孔套裝在水冷器內(nèi)殼10上端圓柱上，與水冷器內(nèi)殼 10第二段圓柱的上表面密封連接。水冷器外殼7的上端設(shè)置有水冷器壓蓋8,水冷器壓蓋 8與水冷器內(nèi)殼10的最上端圓柱螺紋連接。水冷器內(nèi)殼10第二級圓柱外壁上設(shè)有螺紋狀 導(dǎo)流槽。水冷器內(nèi)殼10的下半段圓柱腔的開孔與燃燒室頂蓋1上的開孔相配合，水冷器內(nèi) 殼10與燃燒室頂蓋1密封接。
[0029] 將ΝΕΡΕ固體推進(jìn)劑試件夾裝在試件支撐座4上，試件支撐座4穿過燃燒室底蓋5 中心的臺階通孔，設(shè)置于燃燒室底蓋5的中心位置，試件支撐座與燃燒室底蓋通過螺塞固 定。更換不同焦距的激光聚焦鏡11，調(diào)節(jié)照射在試件表面的光斑大小。
[0030] 在燃燒室殼體2側(cè)壁的四個螺紋孔分別設(shè)置Ν2進(jìn)氣管，02進(jìn)氣管，壓力傳感器和 帶有閥門開關(guān)的出氣管，打開出氣管上的閥門開關(guān)，Ν2和02分別由Ν2進(jìn)氣管和02進(jìn)氣管 流入燃燒室，外部調(diào)節(jié)Ν2和02的流量比；關(guān)閉出氣管上的閥門開關(guān)，繼續(xù)通入Ν2和02到 指定壓力。
[0031] 將高溫液體通過燃燒室底蓋5上的入口燃燒室底蓋5與空腔密封板6組成的空 腔內(nèi)，通過燃燒室底蓋5上的出口流出，通過高溫液體的循環(huán)，調(diào)節(jié)燃燒室內(nèi)部達(dá)到指定溫 度。
[0032] 當(dāng)所有試驗變量都到達(dá)理想狀態(tài)時，外部調(diào)節(jié)激光器，使激光出光功率達(dá)到95W， 激光束經(jīng)激光聚焦鏡11垂直輻射在ΝΕΡΕ固體推進(jìn)劑試件上，試件發(fā)生點火。激光出光信 號和火焰信號分別被兩個光電二極管捕獲并轉(zhuǎn)換為電壓信號，兩個電壓信號由數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)記錄。讀取數(shù)據(jù)，得到激光功率為95W時，ΝΕΡΕ固體推進(jìn)劑的點火延遲時間為0. 0233s， 試驗結(jié)束。
【權(quán)利要求】
1. 一種耐高壓可調(diào)溫激光點火實驗裝置，其特征在于：包括激光透鏡冷卻裝置和可調(diào) 溫燃燒室，該激光透鏡冷卻裝置位于可調(diào)溫燃燒室的頂端；可調(diào)溫燃燒室包括燃燒室頂蓋 (1)，燃燒室殼體（2)，透視窗玻璃壓蓋（3)，試件支撐座（4)，燃燒室底蓋（5)和空腔密封板 (6)，燃燒室殼體（2)側(cè)壁上開孔，燃燒室頂蓋（1)設(shè)置于燃燒室殼體（2)的頂部，與燃燒室 殼體（2)密封連接；燃燒室底蓋（5)設(shè)置于燃燒室殼體（2)底部，與燃燒室殼體（2)密封連 接；燃燒室底蓋（5)底部開槽，空腔密封板（6)設(shè)置于燃燒室底蓋（5)底部，并與燃燒室底 蓋（5)密封連接，空腔密封板（6)與燃燒室底蓋（5)底部的開槽圍成腔體，腔體在燃燒室底 蓋（5)的側(cè)壁上有進(jìn)口和出口，試件支撐座（4)設(shè)置在燃燒室殼體⑵內(nèi)，垂直固定于燃燒 室底蓋（5)頂面的中心位置；燃燒室殼體（2)的側(cè)壁上設(shè)置有透視窗，透視窗的位置與側(cè) 壁上開孔的位置錯開，透視窗上設(shè)置有透視窗玻璃壓蓋（3)，透視窗玻璃壓蓋（3)和透視窗 密封連接；激光透鏡冷卻裝置包括水冷器外殼（7)、鏡片壓緊環(huán)（9)、水冷器內(nèi)殼（10)和激 光聚焦鏡（11)，水冷器內(nèi)殼（10)的外壁由三個同心圓柱構(gòu)成，且半徑自上而下逐級遞增， 水冷器內(nèi)殼（10)內(nèi)壁圍成兩段同心圓柱腔，半徑自上而下逐級遞增，水冷器內(nèi)殼（10)內(nèi)的 下半段圓柱腔周向設(shè)有環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)有〇型密封圈，〇型密封圈的寬度大于凹槽 的深度，兩段圓柱腔聯(lián)通且貫穿整個水冷器內(nèi)殼（10);激光聚焦鏡（11)設(shè)置于水冷器內(nèi)殼 (10)內(nèi)，且激光聚焦鏡（11)的半徑大于水冷器內(nèi)殼（10)內(nèi)的上半段圓柱腔半徑，鏡片壓 緊環(huán)（9)設(shè)置于水冷器內(nèi)殼（10)的下半段圓柱腔內(nèi)，鏡片壓緊環(huán)（9)將激光聚焦鏡（11) 壓緊在下半段圓柱腔與上半段圓柱腔之間的臺階面上，并通過環(huán)形凹槽內(nèi)的〇型密封圈密 封；水冷器外殼（7)套在水冷器內(nèi)殼（10)的外壁，且與水冷器內(nèi)殼（10)外壁的第二段之間 形成環(huán)形空腔，水冷器外殼（7)的上下兩端均與水冷器內(nèi)殼（10)的外壁密封連接，水冷器 外殼（7)側(cè)壁上設(shè)有進(jìn)液口和出液口；水冷器內(nèi)殼（10)的下半段圓柱腔的開孔與燃燒室頂 蓋（1)上的開孔相配合，水冷器內(nèi)殼（10)與燃燒室頂蓋（1)密封連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高壓可調(diào)溫激光點火實驗裝置，其特征在于：所述的燃燒 室殼體（2)側(cè)壁上的開孔為螺紋孔，螺紋孔至少設(shè)有兩對。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高壓可調(diào)溫激光點火實驗裝置，其特征在于：所述的燃燒 室殼體（2)與燃燒室頂蓋（1)螺栓連接，燃燒室殼體（2)頂部設(shè)有環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有環(huán) 形密封條；燃燒室底蓋（5)與燃燒室殼體（2)底部螺栓連接，燃燒室殼體（2)底部設(shè)有環(huán) 形凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有環(huán)形密封條；空腔密封板（6)與燃燒室底蓋（5)螺栓連接，燃燒室底蓋 (5)底部設(shè)有環(huán)形凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有環(huán)形密封條；水冷器內(nèi)殼（10)與燃燒室頂蓋（1)螺栓 連接，燃燒室頂蓋（1)底部設(shè)有環(huán)形凹槽，槽內(nèi)設(shè)有環(huán)形密封條。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高壓可調(diào)溫激光點火實驗裝置，其特征在于：所述的燃燒 室底蓋（5)底部中心位置開有臺階通孔，臺階通孔的上端孔徑小于下端孔徑，所述試件支 撐座（4)為倒T形，試件支撐座（4)穿過燃燒室底蓋（5)中心的臺階通孔，并與臺階孔相配 合，試件支撐座（4)與燃燒室底蓋（5)通過螺塞固定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高壓可調(diào)溫激光點火實驗裝置，其特征在于，所述的空腔 密封板（6)與燃燒室底蓋（5)底部的開槽圍成腔體為U形空腔，U形空腔在燃燒室底蓋（5) 的同一側(cè)壁上有進(jìn)口和出口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高壓可調(diào)溫激光點火實驗裝置，其特征在于，所述的水冷 器內(nèi)殼（10)第二級圓柱外壁上設(shè)有螺紋狀導(dǎo)流槽。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高壓可調(diào)溫激光點火實驗裝置，其特征在于，所述的燃燒 室殼體（2)上的透視窗與試件支撐座（4)頂端位置相對應(yīng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高壓可調(diào)溫激光點火實驗裝置，其特征在于：所述的水冷 器外殼（7)為頂部封閉的筒體，水冷器外殼（7)內(nèi)徑大于水冷器內(nèi)殼（10)外壁的第二段圓 柱的外徑，小于水冷器內(nèi)殼（10)外壁下端圓柱的外徑，水冷器外殼（7)內(nèi)壁深度與水冷器 內(nèi)殼（10)外壁的第二段圓柱的高度對應(yīng)，水冷器外殼（7)底部與水冷器內(nèi)殼（10)下端圓 柱的上表面密封連接，水冷器外殼（7)頂部開有圓形通孔，水冷器外殼（7)頂部通孔直徑與 水冷器內(nèi)殼（10)上段圓柱外徑相對應(yīng)，水冷器外殼（7)頂部通孔套裝在水冷器內(nèi)殼（10) 上端圓柱上，與水冷器內(nèi)殼（10)第二段圓柱的上表面密封連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高壓可調(diào)溫激光點火實驗裝置，其特征在于：所述的水冷 器外殼（7)的上端設(shè)置有水冷器壓蓋（8)，水冷器壓蓋（8)與水冷器內(nèi)殼（10)的最上端圓 柱螺紋連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高壓可調(diào)溫激光點火實驗裝置，其特征在于：所述的鏡片 壓緊環(huán)（9)與水冷器內(nèi)殼（10)螺紋連接。
【文檔編號】G01N31/12GK104215736SQ201410519983
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】王鴻麗, 陳雄, 許進(jìn)升, 鄭健, 周長省, 王鴻美, 薛海峰 申請人:南京理工大學(xué)