[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

说明书

本发明公开一种无损制备固体推进剂熄火表面的装置与方法，包括高压燃烧室、分别连在高压燃烧室上的进气管和排气管、设在高压燃烧室上的压力传感器、设在高压燃烧室内的熄火单元、分别与熄火单元连接的冷却液供给源和点火线；进气管连接氮气源；熄火单元包括样品台、设在样品台上的冷却平台、设在冷却平台上的铜垫片、垂直设在样品台并位于铜垫片左右两侧的正接线柱和负接线柱；冷却平台内设有冷却腔，冷却腔下方设有冷却液出口和冷却液进口。本发明能实现固体推进剂表面的无损熄灭，同时本方法熄火效率高，原则上可以实现各种型号的固体推进剂燃面的有效熄灭，进而为研究固体推进剂相应的燃烧机理提供夯实的基础。

技术领域

本发明涉及一种原则上能够适用于所有固体推进剂无损熄灭的装置和方法，主要用于制备固体推进剂无损熄火表面。

背景技术

在研究推进剂燃烧的燃烧机理过程中，固体催化剂熄火表面的制备和表征对探究在燃烧过程中推进剂的燃烧机理有重要的意义。固体推进剂的燃烧具有剧烈和不可控性，目前现有的熄火表面的获取一般采取突然降压、爆炸式喷射冷却剂、和铜台传热等熄火方法。发明专利CN201010531622.9，通过增压泵和高压气瓶对燃烧室进行冲压，使燃烧室达到一定的较高压力的初始压力，点火电源与高压开关电磁阀相连，推进剂点燃同时电磁阀打开快速熄火，同时由压力传感器及配套系统实时记录采集燃烧室压力变化曲线，利用光电传感器判断推进剂是否成功熄火。Bailey L G等在(Demonstration of All-SolidImpulse Control Concepts Using State-of-the-Art Solid PropellantFormulations，AIAA 7th Propulsion Joint Specialist Conference，1971.)文章中提出一种在固体推进剂旁设置一特定喷头，当推进剂燃烧到一定状态时开启喷头，将冷却剂爆炸式喷到推进剂燃面，使得固体推进剂短时间内迅速降温阻止推进剂的进一步燃烧以达到固体推进剂熄火的目的。上述两种方法虽然可以达到固体推进剂快速熄火的目的，但是在熄火过程中不可避免会造成推进剂的燃烧环境发生剧烈变化，在这个过程中可能会造成推进剂燃烧表面发生不可逆转的变化，所制备的熄火表面不能真实的反映出熄火表面的真实燃烧状态。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供一种无损制备固体推进剂熄火表面的装置与方法，以克服现有固体推进剂熄火装置和方法的缺陷。

为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种无损制备固体推进剂熄火表面的装置，包括高压燃烧室、分别连在高压燃烧室上的进气管和排气管、设在高压燃烧室上的压力传感器、设在高压燃烧室内的熄火单元、分别与熄火单元连接的冷却液供给源和点火线；所述进气管连接氮气源；

所述熄火单元包括样品台、设在样品台上的冷却平台、设在冷却平台上的铜垫片、垂直设在样品台并位于铜垫片左右两侧的正接线柱和负接线柱；样品台安装在高压燃烧室下部以与高压燃烧室围成密闭腔体；

所述冷却平台内设有冷却腔，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，冷却液导出管向下贯穿样品台并穿出高压燃烧室；冷却液进口连通有冷却液导入管，冷却液导入管贯穿样品台并穿出高压燃烧室连接所述冷却液供给源；在高压燃烧室外的冷却液导入管上设有电磁阀；所述点火线连接正接线柱和负接线柱，且点火线伸出高压燃烧室。

本发明还包括如下技术特征：

具体的，所述电磁阀、点火线和压力传感器均连接数据采集卡；数据采集卡位于高压燃烧室外部，且数据采集卡连接电脑；所述电磁阀能控制冷却平台冷却开关和点火时间。

具体的，所述高压燃烧室上设有窗口，窗口正对能置于铜垫片上的样品位置，窗口上安装有石英玻璃，以实现可视化的高压燃烧室；

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