一种真空包装式粉末燃料输送装置，其特征在于：包括粉末燃料储箱、破袋刀片、真空包装粉饼、收袋管、滚轮和尼龙绳，所述粉末燃料储箱包括储箱后端盖、储箱直段、储箱前端盖，所述储箱后端盖、储箱直段、储箱前端盖之间通过法兰连接，形成粉末燃料储箱，用于装填真空包装粉饼，所述储箱后端盖上设有后端盖中心进气孔和连接法兰，所述储箱直段在前后法兰附件分别开设两个通孔，通孔对称布置，用于连接收袋管，所述储箱前端盖为收敛结构，储箱前端盖的收敛段上布置流化气进气孔，为斜切孔形式，收敛段与输粉管通过螺纹连接。本发明专利技术可解决传统气压驱动活塞式供粉装置的粉末运动过程中的不稳定形态问题，工程化应用前景广阔。
【技术实现步骤摘要】
真空包装式粉末燃料输送装置
本专利技术涉及一种航空航天动力
的真空包装式粉末燃料输送装置。
技术介绍
粉末发动机主要以铝、镁、硼等颗粒为燃料，具备较高的燃烧热值和比冲，同时在多脉冲点火和推力调节等方面性能优越，使其在空天推进以及深空探测等领域具有广阔的发展前景。通过组合不同的粉末燃料和氧化剂，粉末发动机可表现为多种形式，如Al/AP粉末火箭发动机，粉末-固体组合冲压发动机，Mg/CO2粉末发动机以及AL/H2O冲压发动机等。不同形式的粉末发动机的一个共性难题是粉末燃料的高效输送技术。目前粉末燃料输送主要以气力输送为主，通过在粉末储箱中增设活塞结构，活塞在气压驱动下向前运动，继而推动粉末运动，同时粉末燃料在流化气携带作用下喷入燃烧室。而上述粉末输送方式带来的最大问题是：活塞在前进过程中容易卡死，特别是当粉末储箱较长以及在空中受到高过载影响时，活塞与储箱内壁的同轴度很难保证；另一方面，由于活塞两边分别受粉末作用力和气力的影响，而其中气体的可压缩性以及活塞与壁面的摩擦阻力不一，会导致活塞运动过程中受力不均，进而影响进给速度，导致粉末流量不稳。为此，要实现粉末燃料输送装置工程化应用，就必须克服上述气压驱动活塞式供粉方式的不足，同时积极探索更为高效的粉末燃料输送方式。由于气压驱动活塞式供粉方式的根本问题是活塞的运动问题，而活塞的根本作用是驱动粉末燃料向前运动，且粉末运动过程中的不稳定形态会恶化活塞的运动品质。可见，如何使粉末燃料在运动过程中保持稳定的形态是解决上述问题的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种真空包装式粉末燃料输送装置，克服原气力输送方式活塞与储箱内壁易卡死、活塞受力不均、粉末流量不稳的缺点。一种真空包装式粉末燃料输送装置，其特征在于：包括粉末燃料储箱、破袋刀片、真空包装粉饼、收袋管、滚轮和尼龙绳，所述粉末燃料储箱包括储箱后端盖、储箱直段、储箱前端盖，所述储箱后端盖、储箱直段、储箱前端盖之间通过法兰连接，形成粉末燃料储箱，用于装填真空包装粉饼，所述储箱后端盖上设有后端盖中心进气孔和连接法兰，所述储箱直段在前后法兰附件分别开设两个通孔，通孔对称布置，用于连接收袋管，所述储箱前端盖为收敛结构，储箱前端盖的收敛段上布置流化气进气孔，为斜切孔形式，收敛段与输粉管通过螺纹连接，所述破袋刀片为锋利的钢制刀片结构，刀片长度与储箱直段内径一致，焊接在储箱直段靠近储箱前端盖的一侧中心位置，横向布置的破袋刀片与储箱直段的通孔垂直。进一步地，所述收袋管为管道结构，分为直段和弯段，收袋管的中间为直管，两头为弯管，两头弯管分别与储箱直段的两个通孔连接。进一步地，所述滚轮包括凹槽式滚轮和滚轮支架，分别安装在储箱直段靠近储箱前端盖的通孔附近、收袋管的两个拐角以及后端盖中心进气孔附近。进一步地，所述真空包装粉饼为圆柱形结构，真空包装粉饼外径与储箱直段内径一致，多个粉饼填充粉末燃料储箱，在所述真空包装粉饼的周边上设计两个对称的系绳结扣，用于拴系所述尼龙绳，所述靠近储箱后端盖的真空包装粉饼不但在周边设计两个对称的系绳结扣，在粉饼中心位置同样设计一个系绳结扣。进一步地，所述尼龙绳将真空包装粉饼上系绳结扣连接在一起，之后通过布置在储箱直段上通孔附近的滚轮、收袋管内的滚轮到布置在后端盖中心进气孔上的滚轮，然后连接真空包装粉饼的中心系绳结扣，从而形成一个闭环绳路。进一步地，所述破袋刀片的刀口与最前端真空包装粉饼的距离在1cm～4cm之间，所述破袋刀片的宽度在1cm～5cm之间，所述破袋刀片的数量为1个。进一步地，所述储箱前端盖上的流化气进气孔的数量可为2～8个，并呈周向分布，布置位置可为储箱直段半径的1/3、1/2和2/3，所述储箱直段（2）与所述储箱前端盖收敛段（803）连接夹角在100～150°之间。进一步地，所述滚轮的数量为8个，在通孔和收袋管中，安装后的滚轮的高度不高于收袋管的1/2内径，安装在储箱后端盖上的滚轮应尽量靠近后端盖中心进气孔，但不能对进气有影响。其中，所述尼龙绳的数量为2条，所述真空包装袋个数根据粉末储箱实际长度而定，所述真空包装粉饼的数量可为4～20个，真空包装袋高度也可灵活调整。本专利技术的工作原理为：向储箱后端盖中心进气孔通入气体，驱动真空包装粉饼向前运动，当粉饼触及破袋刀片后，刀片将粉饼袋一分为二，粉末燃料暴露在储箱头部，并在前端盖收敛段处通入的流化气作用下形成气固两相流，经输粉管输出，同时一分为二的粉袋在尼龙绳的牵引下进入收袋管，由此避免了粉袋在储箱前段对粉末流化的影响。本专利技术的优点是：粉末燃料预先通过真空包装，在粉末储箱中以粉饼的形式存在，从而避免了粉末以离散形式在储箱中运动，故在设计中可以不采用活塞进行驱动，进而消除了气压驱动活塞式粉末输送装置的固有问题：如长储箱以及高过载带来的活塞与储箱内壁的同轴度问题，活塞进粉卡死问题以及活塞两端受力不均等问题；其次，本专利技术在储箱中设计破袋刀片，可将输送过来的粉饼一切为二，粉末在切向流化气作用下进行旋流气固掺混输送，同时尼龙绳将刀片分开的袋子带入收袋管，避免了包装袋在流化段堆积，影响粉末流化和输送效果；再者，粉末燃料事先经过真空包装形成粉饼，方便储存和运输，且粉饼相比离散式的粉末在储箱中装填更为方便，且有较高的装填率。本专利技术提供的真空包装式粉末燃料输送装置可解决传统气压驱动活塞式供粉装置的粉末运动过程中的不稳定形态问题，工程化应用前景广阔。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术中储箱后端盖的结构示意图；图3为图2的D－D剖面结构示意图；图4为本专利技术中储箱直段的结构示意图；图5为本专利技术中真空包装粉饼的结构示意图；图6为本专利技术中破袋刀片的结构示意图；图7为本专利技术中滚轮的结构示意图；图8为本专利技术中前端盖的结构示意图；图9为图8的B－B剖面结构示意图；图中：1-储箱后端盖，101-后端盖中心进气孔，102-连接法兰，2-储箱直段，201-通孔，3-收袋管，4-真空包装粉饼，401-系绳结扣，5-尼龙绳，6-破袋刀片，7-滚轮，701-凹槽式滚轮，702-滚轮支架，8-储箱前端盖，801-流化气进气孔，802-输粉管，803-收敛段。具体实施方式现结合附图详细说明本专利技术结构的实施方式：一种真空包装式粉末燃料输送装置，其特征在于：包括粉末燃料储箱、破袋刀片6、真空包装粉饼4、收袋管3、滚轮7和尼龙绳5，所述粉末燃料储箱包括储箱后端盖1、储箱直段2、储箱前端盖8，所述储箱后端盖1、储箱直段2、储箱前端盖8之间通过法兰连接，形成粉末燃料储箱，用于装填真空包装粉饼4，所述储箱后端盖1上设有后端盖中心进气孔101和连接法兰102，所述储箱直段2在前后法兰附件分别开设两个通孔201，通孔对称布置，用于连接收袋管3，所述储箱前端盖8为收敛结构，储箱前端盖8的收敛段803上布置流化气进气孔801，为斜切孔形式，收敛段803与输粉管802通过螺纹连接。所述收袋管3为管道结构，收袋管3的中间为直管，两头为弯管，两头弯管分别与储箱直本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种真空包装式粉末燃料输送装置，其特征在于：包括粉末燃料储箱、破袋刀片（6）、真空包装粉饼（4）、收袋管（3）、滚轮（7）和尼龙绳（2），所述粉末燃料储箱包括储箱后端盖（1）、储箱直段（2）、储箱前端盖（8），所述储箱后端盖（1）、储箱直段（2）、储箱前端盖（8）之间通过法兰连接，形成粉末燃料储箱，用于装填真空包装粉饼（4），所述储箱后端盖（1）上设有后端盖中心进气孔（101）和连接法兰（102），所述储箱直段（2）在前后法兰附件分别开设两个通孔（201），通孔对称布置，用于连接收袋管（3），所述储箱前端盖（8）为收敛结构，储箱前端盖（8）的收敛段上布置流化气进气孔（801），为斜切孔形式，收敛段（803）与输粉管（802）通过螺纹连接，所述破袋刀片（6）为锋利的钢制刀片结构，刀片长度与储箱直段（2）内径一致，焊接在储箱直段（2）靠近储箱前端盖（8）的一侧中心位置，横向布置的破袋刀片（6）与储箱直段（2）的通孔（201）垂直。/n
【技术特征摘要】
1.一种真空包装式粉末燃料输送装置，其特征在于：包括粉末燃料储箱、破袋刀片（6）、真空包装粉饼（4）、收袋管（3）、滚轮（7）和尼龙绳（2），所述粉末燃料储箱包括储箱后端盖（1）、储箱直段（2）、储箱前端盖（8），所述储箱后端盖（1）、储箱直段（2）、储箱前端盖（8）之间通过法兰连接，形成粉末燃料储箱，用于装填真空包装粉饼（4），所述储箱后端盖（1）上设有后端盖中心进气孔（101）和连接法兰（102），所述储箱直段（2）在前后法兰附件分别开设两个通孔（201），通孔对称布置，用于连接收袋管（3），所述储箱前端盖（8）为收敛结构，储箱前端盖（8）的收敛段上布置流化气进气孔（801），为斜切孔形式，收敛段（803）与输粉管（802）通过螺纹连接，所述破袋刀片（6）为锋利的钢制刀片结构，刀片长度与储箱直段（2）内径一致，焊接在储箱直段（2）靠近储箱前端盖（8）的一侧中心位置，横向布置的破袋刀片（6）与储箱直段（2）的通孔（201）垂直。
2.根据权利要求1所述的真空包装式粉末燃料输送装置，其特征在于：所述收袋管（3）为管道结构，分为直段和弯段，收袋管（3）的中间为直管，两头为弯管，两头弯管分别与储箱直段（2）的两个通孔（201）连接。
3.根据权利要求2所述的真空包装式粉末燃料输送装置，其特征在于：所述滚轮（7）包括凹槽式滚轮（701）和滚轮支架（702），分别安装在储箱直段（2）靠近储箱前端盖的通孔（201）附近、收袋管（3）的两个拐角以及后端盖中心进气孔（101）附近。
4.根据权利要求3所述的真空包装式粉末燃料输送装置，其特征在于：所述真空包装粉饼（4）为圆柱形结构，真空包装粉饼（4）外径与储箱直段（2）内径一致，多个粉饼填充粉末燃料储箱，在所述真空包装粉饼（4）的周边上设计两个对称的系绳结扣（401），用于拴系所述尼龙绳（5），所述靠近储箱后端盖（1）的真空包装粉饼（4）不但在周边设计两个对称的系绳结扣...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙海俊，徐义华，田乐，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西;36
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