[发明专利]基于等速采样的复合推进剂燃烧产物凝聚相颗粒收集装置

权利要求书

1.基于等速采样的复合推进剂燃烧产物凝聚相颗粒收集装置，其特征在于：是一种具有冷却燃气功能的管路和具有凝聚相颗粒质量大小分离收集功能的收集装置，主要由燃气发生器、冷却系统和收集系统组成；

燃气发生器为圆柱形，包括后封头(13)、挡药板(5)、前封头(1)、第一传感器(8)、点火器(7)、L型喷管(15)和安全阀(6)；前封头(1)外部呈方便工装的六角凸台型；前封头(1)和挡药板(5)对推进剂(2)进行固定，防止固体推进剂(2)燃烧时振动；后封头(13)两侧安装两个用于避开采样管路的L型喷管(15)，实现采样管入口流量恒定并且减少燃气羽流与外部水流冷却管接触；燃烧室上部设有第一传感器(8)和安全阀(6)；后封头(13)中心开有螺纹口，燃烧器与深入其中的外层冷却管(21)螺纹连接，采样管(18)前端安装喇叭形进气口(17)；

冷却系统包括采样管(18)、内层冷却管(20)、外层冷却管(21)和电磁阀(24)；内层冷却管(20)包裹采样管(18)，左端与采样管喇叭形进气口(17)螺纹连接，采样管与冷却管焊接为一体；冷却管为双层管路流动冷却，提高采样管中燃气冷却效率；出水口(23)位于管路右侧上端，进水口(22)位于管路右侧下端，进出水(22)管口内设有螺纹，与进水管路螺纹连接；右端采样管接入电磁阀(24)，通过控制采集管路通闭实现控制铝颗粒收集时间；

收集系统主要由旋风收集器和水集收集器组成；旋风收集器入口设计为切向进气口(25)，收集器上部分为圆柱形，下部分为圆锥形，方便颗粒分离，旋风室(27)底部螺纹连接收集盒(28)，收集燃气中的质量较大的铝颗粒；旋风收集器端盖(26)与旋风室(27)通过螺纹固定；旋风收集器出气管和水集收集器通过U型管(29)连接，实现两收集器互通；水集收集器上包含第二传感器(30)、出气阀(33)；水集收集器装有水(34)，作为氧化铝颗粒收集载体，收集未落入收集盒中(28)的较小氧化铝颗粒。

2.如权利要求1所述的基于等速采样的复合推进剂燃烧产物凝聚相颗粒收集装置，其特征在于：所述的采样管(18)和喇叭形进气口(17)采用耐高温、强度高、抗热震的耐热材料制成；所述电磁阀(24)具备耐高温、耐冲击性能；所述旋风收集器、水集收集器及相关材料均采用耐高温材料制成。

3.如权利要求1所述的基于等速采样的复合推进剂燃烧产物凝聚相颗粒收集装置，其特征在于：电磁阀(24)外部接有控制器，实现对管路采集的控制作用；第一传感器(8)连接信号采集系统以及PC主机，实现燃烧室和水集收集器内压力监测。

4.如权利要求1所述的基于等速采样的复合推进剂燃烧产物凝聚相颗粒收集装置，其特征在于：为实现收集过程中对燃气冷却，冷却管与外部供水管路系统相连。

5.如权利要求1、2、3或4所述的基于等速采样的复合推进剂燃烧产物凝聚相颗粒收集装置，其特征在于：工作方法为：点火瞬态完毕后，打开电磁阀(24)，燃气通过喇叭形进气口(17)进入采样管(18)；冷却管中水流对采样管(18)中的燃气进行冷却，降低燃气温度；收集器入口与旋风室(27)相切，燃气从收集器切向进气口(25)进入旋风室(27)，燃气贴近壁面螺旋向下；由于受到重力和容器壁面摩擦力作用，燃气中质量较大氧化铝颗粒落入收集盒(28)；燃气携带较小氧化铝颗粒通过U型管(29)进入水集收集器，燃气中的氧化铝颗粒被滞留在水中，燃气气泡升出水面，最后燃气通过出气阀(33)排出大气；出气阀(33)气孔直径与燃烧器喷管中的喷喉(11)直径相同，出气阀(33)排气速度与燃烧器喷管排气速度相同，在燃气颗粒收集过程中对外管路加水流实现对高温气流冷却作用；并通过旋风收集器和水集收集器实现不同质量大小的凝聚相颗粒分级收集；两个压力传感器监测水集室和燃烧室压力，以此判断燃气颗粒收集是否正常。

6.如权利要求5所述的基于等速采样的复合推进剂燃烧产物凝聚相颗粒收集装置，其特征在于：根据颗粒收集时间的不同，调节电磁阀(24)开闭，实现不同时间段的颗粒收集。

7.如权利要求6所述的基于等速采样的复合推进剂燃烧产物凝聚相颗粒收集装置，其特征在于：根据基于等速采样的复合推进剂燃烧产物凝聚相颗粒收集结果，进一步分析燃烧产物氧化铝颗粒的直径、质量和燃气含量比，为改进固体复合推进剂性能，解决相关技术问题提供支撑。