一种燃气自增压用固体燃气启动器的制作方法

[0001]
本发明涉及固体燃气启动器，具体涉及一种燃气自增压用固体燃气启动器。


背景技术：

[0002]
姿轨控发动机系统用于火箭或者卫星等飞行器的姿态控制，为了实现长期贮存、灵活响应、便于勤务的目标，采用了燃气自增压技术；由于燃气自增压系统需要一定的初始启动压力，因此需配套一种启动产品，在较短时间内给系统提供所需初始动力。
[0003]
现有发动机增压初始动力源主要有高压气瓶、电动机和固体燃气启动器。
[0004]
其中，高压气瓶因其使用维护复杂且长期贮存安全性较差，电动机所需能量较大且系统结构复杂，不能满足发动机系统要求，因此，发动机系统多采用固体燃气启动方案。
[0005]
但现有的固体燃气启动器主要存在以下不足：输出燃气温度高，一般大于2200k，高温燃气易对下游的活塞组件产生烧蚀；燃气中含有大量固体大粒径残渣，易导致活塞运动部件摩擦力增大或卡死，降低工作效率或不能工作；启动器出口易因长期贮存导致密封性能较低，使启动器出口下游增压容腔内存在的肼类气氛进入启动器内腔，直接影响启动器的工作性能。


技术实现要素：

[0006]
本发明的目的在于：解决现有固体燃气启动器输出燃气温度高，高温燃气易对下游活塞组件产生烧蚀的问题，本发明提供一种燃气自增压用固体燃气启动器，用于火箭或者卫星等飞行器的姿态控制。
[0007]
为实现上述目的，本发明所提供的技术解决方案是：
[0008]
一种燃气自增压用固体燃气启动器，包括壳体以及设置在壳体头部的电爆管，所述壳体内部设有内腔，所述内腔尾部设置有排气板，所述排气板的外壁与壳体连接；
[0009]
其特殊之处在于：所述内腔内自左至右依次设置有点火药盒、火药装药、金属丝网、第一多孔挡板、降温组件以及过滤组件；
[0010]
所述点火药盒与壳体的内壁连接，所述点火药盒的前端与电爆管通过设置在壳体上的通孔相连通，所述火药装药自由装填在内腔中，两端各通过4个非金属固定块与壳体连接；
[0011]
所述壳体的尾部设置有用于提高点火压力和隔绝外部气氛的膜片。
[0012]
进一步地，所述排气板的前端设置有腔体，所述金属丝网、第一多孔挡板、降温组件以及过滤组件自左至右依次设置在腔体内。
[0013]
进一步地，所述过滤组件由100目～400目钼网和多孔挡板组成，采用点焊连接，嵌装在排气板内；
[0014]
所述降温组件为多孔金属框内装刚玉砂，嵌装在排气板内；
[0015]
所述第一多孔挡板嵌装在排气板内；
[0016]
所述金属丝网过盈安装在排气板内。
[0017]
进一步地，所述刚玉砂的直径为1mm～3mm，刚玉砂吸收燃气的热量，实现燃气的降温。
[0018]
进一步地，所述金属丝网为圆柱状，由直径为0.4mm～0.8mm的不锈钢丝压制而成。
[0019]
进一步地，所述壳体的前端通过螺纹与电爆管连接，所述壳体的后端通过螺纹与排气板连接。
[0020]
进一步地，所述火药装药由双基推进剂制成，所述火药装药的药型为圆柱状内外孔全燃面燃烧结构，双基推进剂理论燃烧温度1688k，输出燃气温度低、固体残渣率低。
[0021]
进一步地，所述过滤组件包括钼网和第二多孔挡板，所述钼网与第二多孔挡板连接，起到过滤燃气中大量固体大粒径残渣的作用。
[0022]
进一步地，所述电爆管的外壁周向设置有凸缘，所述壳体头部的内壁周向设置有与凸缘配合的凹槽，所述凹槽内设置有密封垫，所述电爆管与壳体连接时，凸缘抵紧密封垫将电爆管与壳体密封；提高启动器出口的密封性。
[0023]
进一步地，所述膜片为不锈钢，在一个端面预制“米”字型刻痕，厚度为0.1mm～0.15mm。
[0024]
进一步地，所述排气板为不锈钢，喉部直径为0.5～1.0mm，数量为5～10个。
[0025]
本发明的优点是：
[0026]
1、本发明采用双基推进剂，输出燃气温度低、固体残渣率低；
[0027]
2、本发明采用第二通孔安装架、金属丝网刚玉砂和钼网组合结构实现燃气降温和过滤，通过热传递实现燃气的降温，进而避免高温燃气易对下游活塞组件产生的烧蚀；
[0028]
3、本发明通过金属丝网在排气板内形成第一喉道，第一多孔挡板在排气板内形成第二喉道，降温组件在排气板内形成第三喉道，过滤组件在排气板内形成第四道喉道；采用多喉道设计，可进一步降低燃气温度，并对输出燃气进行分流，减小燃气对下游组件冲刷；
[0029]
4、本发明通过设置凸缘、凹槽以及密封垫，电爆管与壳体连接时，凸缘抵紧密封垫将电爆管与壳体密封；
[0030]
5、本发明通过壳体尾部设置膜片，避免外部气氛环境影响启动器内的火药装药等组件，提高启动器出口的密封性；膜片在端面预制米字型刻痕是提高点火压力。
附图说明
[0031]
图1为本发明一个实施例的结构示意图；
[0032]
附图标号如下：1-电爆管，2-壳体，3-点火药盒，4-火药装药，5-金属丝网，6-第一多孔挡板，7-降温组件，8-过滤组件，9-排气板，10-膜片。
具体实施方式
[0033]
以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步的详细描述：
[0034]
如图1所示，本实施例提供一种燃气自增压用固体燃气启动器，包括电爆管1、壳体2、点火药盒3、火药装药4、金属丝网5、第一多孔挡板6、降温组件7、过滤组件8、排气板9以及膜片10。
[0035]
电爆管1采用双桥钝感电爆管，与壳体2的头部采用螺纹连接；电爆管1的外壁周向设置有凸缘，壳体2头部的内壁周向设置有与凸缘配合的凹槽，凹槽内设置有密封垫，电爆
管1与壳体2连接时，凸缘抵紧密封垫将电爆管1与壳体2密封；密封垫优选石棉垫圈。
[0036]
点火药盒3的外壳采用赛璐璐材料粘接而成，内装多个圆柱状点火药粒，点火药为硼/硝酸钾，点火药盒3与壳体2采用胶液粘接。
[0037]
火药装药4采用双基推进剂，药型为圆柱状内外孔燃烧结构，火药装药4自由装填在内腔中，两端各通过4个非金属固定块与壳体2连接，双基推进剂理论燃烧温度1200k～1700k，本实施例中优选1688k。
[0038]
壳体2的尾部开设有腔体，金属丝网5、第一多孔挡板6、降温组件7以及过滤组件8自左至右依次位于腔体内。
[0039]
金属丝网5由直径为取值范围为0.4mm～0.8mm的不锈钢丝压制而成，本实施例中优选0.6mm，金属丝网5的材料为不锈钢，过盈安装在排气板9内。
[0040]
第一多孔挡板6材料为1cr11ni2w2mov，嵌装在排气板9内。
[0041]
降温组件7为金属框和刚玉砂组成，金属框材料为1cr11ni2w2mov，结构为中空多孔结构，刚玉砂粒径为1mm～3mm，降温组件7嵌装在排气板9内。
[0042]
过滤组装8由钼网和第二多孔挡板组成，钼网规格为200目，第二多孔挡板材料为1cr11ni2w2mov，第二多孔挡板和钼网采用点焊连接，嵌装在排气板9内。
[0043]
排气板9材料为1cr11ni2w2mov，端面分布6个直径取值范围为0.5mm～1.0mm的小孔，本实施例优选0.75mm，采用螺纹与增压容腔连接。
[0044]
膜片10材料为022cr19ni10，厚度的取值范围为0.1mm～0.15mm，本实施例中优选0.13mm，正向破裂压力为1mpa～3mpa，在一个端面预制“米”字型刻痕，采用激光焊接在壳体2的尾部上。
[0045]
工作过程：本固体燃气发生器装配完成后，给电爆管1两个桥路分别通入5a～10a直流电流，通道时间不小于50ms，电爆管1工作点燃点火药盒3，电爆管1和点火药盒3产生的高温燃气和炙热粒子点燃火药装药4，火药装药4按设计要求工作，燃气经降温和过滤输出，燃气通过金属丝网5、第一多孔挡板6、降温组件7、过滤组件8和排气板9后，给下游容腔增压，为燃气自增压系统提供初始动力；固体燃气启动器输出燃气温度小于650k，残渣粒径小于0.071mm。
[0046]
其中，压制金属丝网5在排气板9内形成第一喉道，所述第一多孔挡板6在排气板9内形成第二喉道，所述降温组件7在排气板9内形成第三喉道；过滤组件8在排气板9内形成第四喉道；采用多喉道设计，可进一步降低燃气温度，并对输出燃气进行分流，减小燃气对下游组件冲刷。
[0047]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。