[发明专利]一种无损制备固体推进剂熄火表面的装置与方法

权利要求书

1.一种无损制备固体推进剂熄火表面的装置，其特征在于，包括高压燃烧室（1）、分别连在高压燃烧室（1）上的进气管（2）和排气管（3）、设在高压燃烧室（1）上的压力传感器（4）、设在高压燃烧室（1）内的熄火单元、分别与熄火单元连接的冷却液供给源（5）和点火线（6）；所述进气管（2）连接氮气源（9）；

所述熄火单元包括样品台（10）、设在样品台（10）上的冷却平台（11）、设在冷却平台（11）上的铜垫片（12）、垂直设在样品台（10）并位于铜垫片（12）左右两侧的正接线柱（13）和负接线柱（14）；样品台（10）安装在高压燃烧室（1）下部以与高压燃烧室（1）围成密闭腔体；

所述冷却平台（11）内设有冷却腔（15），冷却腔下方设有冷却液出口和冷却液进口；冷却液出口连通有冷却液导出管（16），冷却液导出管（16）向下贯穿样品台（10）并穿出高压燃烧室（1）；冷却液进口连通有冷却液导入管（17），冷却液导入管（17）贯穿样品台（10）并穿出高压燃烧室（1）连接所述冷却液供给源（5）；在高压燃烧室（1）外的冷却液导入管（17）上设有电磁阀（18）；所述点火线（6）连接正接线柱（13）和负接线柱（14），且点火线（6）伸出高压燃烧室（1）；

所述电磁阀（18）、点火线（6）和压力传感器（4）均连接数据采集卡（7）；数据采集卡（7）位于高压燃烧室（1）外部，且数据采集卡（7）连接电脑（8）；所述电磁阀（18）能控制冷却平台（11）冷却开关和点火时间；

在进气管（2）上设有进气阀（20），排气管（3）上设有排气阀（21），通过调节进气阀（20）和排气阀（21）维持高压燃烧室（1）内的特定压力以探究固体推进剂的燃烧；

在高压燃烧室（1）外的冷却液导入管（17）上还连通有导管（22），导管（22）上连接有氮气瓶（23）；在导管（22）上设有截止阀（24）；导管（22）和冷却液导入管（17）的接口位于高压燃烧室（1）和电磁阀（18）之间。

2.如权利要求1所述的无损制备固体推进剂熄火表面的装置，其特征在于，所述高压燃烧室（1）上设有窗口（19），窗口（19）正对能置于铜垫片（12）上的样品位置，窗口（19）上安装有石英玻璃，以实现可视化的高压燃烧室（1）；

石英玻璃厚度为2cm，石英玻璃边缘和窗口（19）之间通过橡胶胶圈密封，实现高压燃烧室（1）在0-20MPa条件下不漏气。

3.如权利要求1所述的无损制备固体推进剂熄火表面的装置，其特征在于，所述正接线柱（13）和负接线柱（14）通过电热丝与样品相连。

4.如权利要求1所述的无损制备固体推进剂熄火表面的装置，其特征在于，所述冷却平台（11）为紫铜材质或其他导热性能好的材质；

冷却平台（11）为半径2cm的圆形平台，能承受20MPa以下的高压。

5.如权利要求1所述的无损制备固体推进剂熄火表面的装置，其特征在于，所述冷却平台（11）和样品台（10）之间设有绝热层。

6.如权利要求1所述的无损制备固体推进剂熄火表面的装置，其特征在于，所述铜垫片（12）为紫铜垫片尺寸为2*2*0.05cm；铜垫片（12）平稳放置在冷却平台（11），固体推进剂放置在铜垫片（12）上，以实现熄火后的固体推进剂便捷取出；

所述冷却液供给源（5）为液氮。

7.一种采用权利要求1至6任一权利要求所述的无损制备固体推进剂熄火表面的装置制备固体推进剂熄火表面的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将所测固体推进剂切成长方体药柱，保证上下两个切面平整；

步骤二：将铜垫片平整放置在冷却平台上，将固体推进剂稳定放置在铜垫片上，将固体推进剂通过电热丝与正接线柱和负接线柱相连，利用万用表检测，保证正接线柱和负接线柱联通；将正接线柱和负接线柱与电压可调的直流电源相连；设定点火电压，直流电源开关由电脑开关程序控制；

步骤三：将样品台安装在高压燃烧室下部使熄火单元置于高压燃烧室的密闭腔体内，通过密封件使样品台与高压燃烧室密封，根据固体推进剂燃速预估固体推进剂在特定压力下的燃烧时间，设定电磁阀开关开启时间和正接线柱和负接线柱通电时间的关系；

步骤四：调节进气阀和排气阀，使燃烧室达到预定压力；启动直流电源通电开关，达到预定时间电磁阀开关启动，冷却液通过冷却液导入管进入冷却平台，冷却平台降温，同时使其上方铜垫片和固体推进剂快速降温，进而引发固体推进剂因快速失热而熄灭；

步骤五：通过窗口观察确定固体推进剂熄灭状态，关闭电磁阀，同时开启截止阀，使常温氮气通过导管迅速进入吹扫降温冷却平台，使冷却平台快速恢复常温状态。