粉末燃料供给系统的分级流化结构技术方案

本申请提供一种粉末燃料供给系统的分级流化结构，包括：后封头、分级流化罩和整流喉道，分级流化罩内部空间形成流化腔，后封头和分级流化罩之间形成分散空间；后封头内设置有多孔环形分布流道，气体进入后封头后经多孔环形分布流道进行一次分散后进入分散空间；气体经过分散空间后经分级流化罩进行二次分散后进入流化腔；整流喉道用于对流化腔内的气体和粉末燃料形成的气固两相流进行整流输送。本申请的粉末燃料供给系统的分级流化结构，通过分级流化结构设计有效提高了供粉系统对粉末燃料的流化输送能力，避免了粉末被压实的情况；分级流化结构设计在储箱长度不变的情况下，增大了流化腔的容积，提高可粉末燃料装填率。提高可粉末燃料装填率。提高可粉末燃料装填率。

【技术实现步骤摘要】
粉末燃料供给系统的分级流化结构


[0001]本申请涉及粉末发动机领域，具体地，涉及一种粉末燃料供给系统的分级流化结构。

技术介绍

[0002]粉末燃料的高效流化是粉末燃料流量稳定供给的前提和基础，是粉末发动机推力稳定输出的关键。现阶段，粉末燃料供给系统普遍采用活塞推送粉末、储箱出口锥面流化的方式。然而在这种方式下，当粉末燃料从储箱圆柱段移动到出口锥段时，容易在两段的交界位置形成堆积，从而增大活塞推动粉末燃料的阻力，不仅会造成供粉系统参数出现偏差，还会导致粉末燃料被压实从而难以进行流化输送，甚至导致活塞卡死，无法向前运动，不利于粉末发动机推力稳定输出。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术中的至少一个不足，本申请实施例提供一种粉末燃料供给系统的分级流化结构。
[0004]第一方面，本申请实施例提供一种粉末燃料供给系统的分级流化结构，包括：后封头、分级流化罩和整流喉道，分级流化罩内部空间形成流化腔，后封头和分级流化罩之间形成分散空间；
[0005]后封头内设置有多孔环形分布流道，气体进入后封头后经多孔环形分布流道进行一次分散后进入分散空间；
[0006]气体经过分散空间后经分级流化罩进行二次分散后进入流化腔；
[0007]整流喉道用于对流化腔内的气体和粉末燃料形成的气固两相流进行整流输送。
[0008]在一个实施例中，多孔环形分布流道具有环形结构，环形结构上分布有至少一圈第一进气孔。
[0009]在一个实施例中，每圈第一进气孔中第一进气孔的数量n和孔径d满足以下关系：0.2D/d<n<0.3D/d,且30<D/d<60，其中，D为储箱的内径。
[0010]在一个实施例中，分级流化罩上设置有多个第二进气孔，沿分级流化罩轴线方向相邻的第一进气孔和第二进气孔的轴线间距L满足以下关系：3d<L<5d，其中，d为第一进气孔的孔径。
[0011]在一个实施例中，后封头上设置有进气口，多孔环形分布流道上设置有多个第一进气孔，气流经进气口进入后封头，进气口的轴线与第一进气孔的轴线呈90
°
夹角。
[0012]在一个实施例中，分级流化罩包括减阻流化区、最速流化区和补充流化区，三个区域沿分级流化罩的轴线方向依次设置，减阻流化区位于储箱圆柱段和收敛段交界处，最速流化区具有流化曲面结构，补充流化区位于储箱出口处。
[0013]在一个实施例中，分级流化罩上设置有多个第二进气孔，沿分级流化罩的轴线且沿储箱的出口方向，多个第二进气孔的孔径呈等差数列逐渐减小。
[0014]在一个实施例中，整流喉道的入口角度α满足以下关系：45
°
<α<75
°
，整流喉道的出口角度β满足以下关系：20
°
<β<30
°
。
[0015]相对于现有技术而言，本申请具有以下有益效果：
[0016](1)通过分级流化结构设计有效提高了供粉系统对粉末燃料的流化输送能力，避免了粉末被压实的情况。
[0017](2)分级流化结构设计在储箱长度不变的情况下，增大了流化腔的容积，提高可粉末燃料装填率。
附图说明
[0018]本申请可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分。在附图中：
[0019]图1示出了现有技术中的无分级流化结构的粉末燃料供给系统的示意图；
[0020]图2示出了根据本申请实施例的具有分级流化结构的粉末燃料供给系统的示意图；
[0021]图3示出了根据本申请实施例的后封头及多孔环形分布流道的剖视图；
[0022]图4示出了根据本申请实施例的分级流化罩的半剖视图。
[0023]附图标记：
[0024]1‑
高压气瓶，2
‑
减压阀，3
‑
电爆阀，4
‑
驱动腔，5
‑
活塞，6
‑
粉末燃料，7
‑
后封头，8
‑
多孔环形分布流道，9
‑
分级流化罩，10
‑
流化腔，11
‑
整流喉道，12
‑
储箱，13
‑
锥形流化罩，14
‑
分散空间，15
‑
第一进气孔，16
‑
第二进气孔。
具体实施方式
[0025]在下文中将结合附图对本申请的示例性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施例的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中可以做出很多特定于实施例的决定，以便实现开发人员的具体目标，并且这些决定可能会随着实施例的不同而有所改变。
[0026]在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本申请，在附图中仅仅示出了与根据本申请的方案密切相关的装置结构，而省略了与本申请关系不大的其他细节。
[0027]应理解的是，本申请并不会由于如下参照附图的描述而只限于所描述的实施形式。在本文中，在可行的情况下，实施例可以相互组合、不同实施例之间的特征替换或借用、在一个实施例中省略一个或多个特征。
[0028]图1示出了现有技术中的无分级流化结构的粉末燃料供给系统的示意图。图1中的无分级流化结构，气体直接从从后封头7上的进气口进入，然后被锥形流化罩13进行分散，接着对流化腔10中的粉末燃料6进行流化，直接输送出粉末燃料供粉系统。由于气体仅仅是通过一个进气口来进入到后封头，所以气体也无法被锥形流化罩13均匀分散，同时储箱12与锥形流化罩13交界位置没有布置有进气孔，导致粉末燃料容易在交界处堆积，并且在活塞5的推送作用下容易压实。此外，锥形流化罩13的锥形结构使得流化腔10的容积减小，不利于提高粉末燃料供给系统的粉末装填率。锥形流化罩13还存在的一个问题是，锥面上的
进气孔沿轴线方向大小一致，但出口位置的粉末燃料最少，所以出口位置的进气孔对粉末燃料的流化作用更强，而里面进气孔对粉末燃料的作用相对较弱，反而会阻碍粉末燃料向出口运动。经验证该方案下，粉末燃料容易在供给过程中被压实。
[0029]参见图2，本申请实施例的粉末燃料供给系统的分级流化结构，包括：后封头7、分级流化罩9和整流喉道11，分级流化罩9内部空间形成流化腔10，后封头7和分级流化罩9之间形成分散空间14；后封头7内设置有多孔环形分布流道8，气体进入后封头7后经多孔环形分布流道8进行一次分散后进入分散空间14；气体经过分散空间14后经分级流化罩9进行二次分散后进入流化腔19；整流喉道11用于对流化腔10内的气体和粉末燃料形成的气固两相流进行整流输送。
[0030]该实施例中，高压气瓶1中的气体通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粉末燃料供给系统的分级流化结构，其特征在于，包括：后封头(7)、分级流化罩(9)和整流喉道(11)，所述分级流化罩(9)内部空间形成流化腔(10)，所述后封头(7)和所述分级流化罩(9)之间形成分散空间(14)；所述后封头(7)内设置有多孔环形分布流道(8)，气体进入所述后封头(7)后经所述多孔环形分布流道(8)进行一次分散后进入所述分散空间(14)；所述气体经过所述分散空间(14)后经所述分级流化罩(9)进行二次分散后进入所述流化腔(10)；所述整流喉道(11)用于对所述流化腔(10)内的气体和粉末燃料形成的气固两相流进行整流输送。2.如权利要求1所述的分级流化结构，其特征在于，所述多孔环形分布流道(8)具有环形结构，所述环形结构上分布有至少一圈第一进气孔(15)。3.如权利要求2所述的分级流化结构，其特征在于，所述每圈第一进气孔(15)中第一进气孔(15)的数量n和孔径d满足以下关系：0.2D/d<n<0.3D/d,且30<D/d<60，其中，D为储箱(12)的内径。4.如权利要求2所述的分级流化结构，其特征在于，所述分级流化罩(9)上设置有多个第二进气孔(16)，沿所述分级流化罩(9)轴线方向相邻的所述第一进气孔(15)和所述第二进气孔(16)的轴线间距L满足以下关系：3d<L&a...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建刚，马凯，巩伦昆，张正泽，卢莹莹，席思聪，李宏岩，杨燕京，胡少青，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：