一种高密封低燃温可拆卸火药起动器制造技术

本发明专利技术一种高密封低燃温可拆卸火药起动器，包括电爆管、顶盖、金属碟型垫圈、壳体、火药装药、点火药盒、隔离装置。所述的火药起动器特征在于：电爆管通电起爆后，产生的燃气点燃点火药盒，点火药盒产生的燃气进而点燃火药装药，火药装药产生的高压燃气经喷管和隔离装置喷出，输出持续稳定的低温低压燃气，为液体火箭发动机提供初始动力源。本发明专利技术克服现有技术的不足，提供一种高密封低燃温可拆卸火药起动器的技术方案，具有高密封、低燃温、可拆卸和使用维护方便的特点，该火药起动器可以用于液体火箭发动机可靠起动。

【技术实现步骤摘要】
一种高密封低燃温可拆卸火药起动器
本专利技术涉及一种用于液体火箭发动机的火药起动器，提供一种具有高密封可靠性、低燃气温度和可拆卸等特点的火药起动器，该火药起动器可以用于液体火箭发动机起动

技术介绍
火药起动器是液体火箭发动机所有组合件中工作压力和工作温度最高的组合件，对自身的密封性能要求很高，不仅需要保证自身工作过程中高温高压燃气不发生泄漏，使得液体火箭发动机按要求顺利起动，而且还需要保证液体火箭发动机长时间工作过程中产生的高温高压燃气不发生泄漏，使得液体火箭发动机始终处于额定工况。常规的火药起动器顶盖与壳体间的密封结构为榫槽式，顶盖与电爆管间的密封结构为台阶式，所有的密封垫圈均为非金属材料制成的平垫圈，火药起动器装配时，非金属密封垫圈表面涂油膏，通过施加力矩机械压紧实现密封，但是，在长期存放过程中非金属密封垫圈会发生老化现象，预紧力逐渐松弛，密封性能会随着存放时间的加长而逐渐降低。液体火箭二级发动机和高空发动机的火药起动器工作时均已处于真空环境中，而火药起动器的所有研制试验均是在地面1个大气压的环境中进行的，存在天地环境差异，为使火药起动器点火环境与地面环境始终一致，确保点火可靠性，需要将火药起动器内腔与外部环境隔离。泵压式液体火箭发动机是通过火药起动器输出燃气快速进入额定工况的，如果输出燃气的温度过高，可能会烧蚀涡轮，进而影响推进剂的正常供应。因此，火药起动器设计时，发动机系统要求尽可能的降低燃气温度，但是，受限于国内低温固体推进剂的发展技术，一直以来在液体火箭发动机应用的固体推进剂燃温均在1700K以上。传统的火药起动器一般与发动机均用焊接方式连接，无法整体更换，致使发动机只能工作一次，使用维护也不方便。综上所述，设计一种高密封低燃温可拆卸的火药起动器，不仅能提高产品的密封可靠性，降低输出燃气温度，而且还能方便使用维护。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种高密封低燃温可拆卸火药起动器，具有高密封、低燃温、可拆卸和使用维护方便的特点，该火药起动器可以用于液体火箭发动机可靠起动。本专利技术的技术解决方案是：一种高密封低燃温可拆卸火药起动器，包括：电爆管、顶盖、壳体、火药装药、点火药盒、金属碟形垫圈、隔离装置；电爆管通电起爆后，产生的燃气点燃点火药盒，点火药盒产生的燃气进而点燃火药装药，产生的高压燃气经喷管和隔离装置喷出，输出持续稳定的低温低压燃气，为液体火箭发动机提供初始动力源。壳体，包括：身部和喷管座；壳体身部为中空圆筒状，两端开口；壳体身部一端能够与顶盖连接，壳体身部另一端与喷管座一端连接，喷管座内用于装配喷管；壳体身部与顶盖连接的一端设有连接法兰，连接法兰靠近顶盖的一面与中空圆筒筒壁连接处设有环形凹槽1，环形凹槽1与壳体身部同轴；环形凹槽1过中轴线的剖面中底面和侧壁形成型结构1，型结构1包括两个直边，两个直边呈锐角(设该锐角为α1，侧壁形成的直边长为L1、底面形成的直边长为W1)，两个直边的连接处设有倒角1；(设倒角1半径为R1)；顶盖一端设有与壳体身部连接的连接法兰，该连接法兰靠近壳体的一面与壳体环形凹槽1对应位置设置环形凸台1，环形凸台1与壳体身部同轴；顶盖一端的环形凸台1过中轴线的剖面中顶面和侧壁形成型结构2，型结构2包括两个直边，两个直边呈锐角(设该锐角为α2，侧壁形成的直边长为L2、顶面形成的直边长为W2)，两个直边的连接处设有倒角2；(设倒角2半径为R2)顶盖另一端设有与电爆管连接的密封面，密封面靠近电爆管的一侧设有环形凹槽2，环形凹槽2与壳体身部同轴；环形凹槽2过中轴线的剖面中底面和侧壁形成型结构3，型结构3包括两个直边，两个直边呈锐角(设该锐角为α3，侧壁形成的直边长为L3、底面形成的直边长为W3)，两个直边的连接处设有倒角3；(设倒角3半径为R3)电爆管与顶盖连接的密封面上与顶盖的环形凹槽2对应位置设置环形凸台2，环形凸台2与壳体身部同轴；环形凸台2过中轴线的剖面中顶面和侧壁形成型结构4，型结构4包括两个直边，两个直边呈锐角(设该锐角为α4，侧壁形成的直边长为L4、顶面形成的直边长为W4)，两个直边的连接处设有倒角4；(设倒角4半径为R4)；金属碟型垫圈，能够安装在壳体的型结构1与顶盖型结构2之间，以及顶盖的型结构3与电爆管的型结构4之间，型结构1与顶盖型结构2间、型结构3与型结构4间受外力后压紧金属碟形垫圈，通过金属碟形垫圈结构变形来实现可靠密封，确保在火药起动器点火过程中产生的高温高压燃气不会从型结构1与顶盖型结构2之间、顶盖的型结构3与电爆管的型结构4之间泄漏。优选的，隔离装置能够起隔离作用，将壳体内部环境与外部环境隔离。优选的，电爆管安装在顶盖上，火药装药安装在壳体身部内；点火药盒安装在顶盖内。优选的，壳体的喷管座内安装喷管和隔离装置；隔离装置与喷管连接，且隔离装置安装在喷管下游；隔离装置将壳体内部环境与外部环境隔离，且在高压燃气作用下能够瞬时打开，排出高压燃气。优选的，点火药盒产生的燃气点燃火药装药，产生的高压燃气压力在10Mpa以上。优选的，型结构1中两个直边呈锐角；型结构2中两个直边呈锐角型结构3中两个直边呈锐角；型结构4中两个直边呈锐角.优选的，隔离装置，隔离装置包括：环形装置、可打开装置；环形装置用于固定内部的打开装置，并能够将隔离装置固定在喷管座上；环形装置的中心轴线与喷管的中线轴线重合；可打开装置，能够在高压燃气作用下瞬时打开；其余时间关闭；环形装置由顶面和圆侧面组成，沿轴线剖面为п形，为铝或铜的薄壁结构，壁厚为0.5mm～2mm，可打开装置远离喷管的一面设有刻痕，刻痕为“Ω”、或形，以便于在高压燃气作用下瞬时打开，打开压力不大于5MPa。优选的，所述的火药装药的药型为多根管状并行装填结构，或为多根管状套装结构，或为单根管状结构。优选的，所述的火药装药选用低燃温的固体推进剂，燃温为1000K～1600K。优选的，所述的火药起动器与发动机间采用法兰连接，根据具体结构和使用维护要求，连接螺栓取4～36个。本专利技术与现有技术相比的有益效果在于：(1)本专利技术中顶盖与壳体间和顶盖与电爆管间“型密封面加金属碟型垫圈密封方案，相较于传统的台阶式和榫槽式密封结构加非金属材料平垫圈密封方案，大大的提高了密封可靠性，特别是有效解决了长期贮存过程中因非金属平垫圈材料老化而导致的密封性能不断下降问题。(2)本专利技术中在喷管燃气出口处设置了隔离装置，使得天地点火环境一致，保证可靠点火。(3)本专利技术中火药装药选用低燃温的固体推进剂，为发动机提供了燃气温度低的多的输出燃气，有利于防止涡轮烧蚀。(4)本专利技术与发动机对接采用法兰结构，使用维护方便。附图说明图1为本专利技术的一种实施例结构剖视示意图。图2为本专利技术一种实施例的密封结构示意图和金属碟型垫圈剖视示意图。图3为本专利技术一种实施例的隔离装置结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高密封低燃温可拆卸火药起动器，其特征在于包括：电爆管、顶盖、壳体、火药装药、点火药盒、金属碟形垫圈、隔离装置；/n电爆管通电起爆后，产生的燃气点燃点火药盒，点火药盒产生的燃气进而点燃火药装药，产生的高压燃气经喷管和隔离装置喷出，输出持续稳定的低温低压燃气，为液体火箭发动机提供初始动力源；/n壳体，包括：身部和喷管座；/n壳体身部为中空圆筒状，两端开口；壳体身部一端能够与顶盖连接，壳体身部另一端与喷管座一端连接，喷管座内用于装配喷管；/n壳体身部与顶盖连接的一端设有连接法兰，连接法兰靠近顶盖的一面与中空圆筒筒壁连接处设有环形凹槽1，环形凹槽1与壳体身部同轴；环形凹槽1过中轴线的剖面中底面和侧壁形成

【技术特征摘要】
1.一种高密封低燃温可拆卸火药起动器，其特征在于包括：电爆管、顶盖、壳体、火药装药、点火药盒、金属碟形垫圈、隔离装置；
电爆管通电起爆后，产生的燃气点燃点火药盒，点火药盒产生的燃气进而点燃火药装药，产生的高压燃气经喷管和隔离装置喷出，输出持续稳定的低温低压燃气，为液体火箭发动机提供初始动力源；
壳体，包括：身部和喷管座；
壳体身部为中空圆筒状，两端开口；壳体身部一端能够与顶盖连接，壳体身部另一端与喷管座一端连接，喷管座内用于装配喷管；
壳体身部与顶盖连接的一端设有连接法兰，连接法兰靠近顶盖的一面与中空圆筒筒壁连接处设有环形凹槽1，环形凹槽1与壳体身部同轴；环形凹槽1过中轴线的剖面中底面和侧壁形成型结构1，型结构1包括两个直边，两个直边呈锐角，两个直边的连接处设有倒角1；
顶盖一端设有与壳体身部连接的连接法兰，该连接法兰靠近壳体的一面与壳体环形凹槽1对应位置设置环形凸台1，环形凸台1与壳体身部同轴；
顶盖一端的环形凸台1过中轴线的剖面中顶面和侧壁形成型结构2，型结构2包括两个直边，两个直边呈锐角，两个直边的连接处设有倒角2；
顶盖另一端设有与电爆管连接的密封面，密封面靠近电爆管的一侧设有环形凹槽2，环形凹槽2与壳体身部同轴；环形凹槽2过中轴线的剖面中底面和侧壁形成型结构3，型结构3包括两个直边，两个直边呈锐角，两个直边的连接处设有倒角3；
电爆管与顶盖连接的密封面上与顶盖的环形凹槽2对应位置设置环形凸台2，环形凸台2与壳体身部同轴；
环形凸台2过中轴线的剖面中顶面和侧壁形成型结构4，型结构4包括两个直边，两个直边呈锐角，两个直边的连接处设有倒角4；
金属碟型垫圈，能够安装在壳体的型结构1与顶盖型结构2之间，以及顶盖的型结构3与电爆管的型结构4之间，型结构1与顶盖型结构2间、型结构3与型结构4间受外力后压紧金属碟形垫圈，通过金属碟形垫圈结构变形来实现可靠密封，确保在火药起动器点火过程中产生的高温高压燃气不会从型结构1与顶盖型结构2之间、顶盖的型结构3与电爆管的型结构4之间泄漏。


2.根据权利要求1所述的一种高密封低燃温可拆卸火药起动器，其特征在于：隔离装置能...

【专利技术属性】
技术研发人员：常鹏，李应强，刘上，冯耀辉，童飞，张建刚，韩红伟，高风川，
申请(专利权)人：西安航天动力研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61