本文披露的装置和系统提供了爆震波防止器，其包括爆震波偏转器和爆裂元件。本文披露的爆震波防止器可以减弱和偏转特征在于超音速火焰前峰传播的爆震波的传播。爆震波防止器使爆震波偏转向爆裂元件。爆裂元件的破裂可以提供依然来自爆震的热气的排气，因而提供燃烧气体残余物的分离和衰减。本文披露的爆震波防止器可以用于可燃燃料输送系统。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】爆震波防止器相关申请的交叉引用本申请要求2009 年 7 月 7 日提交的题为 “Propulsion Systems and ComponentsThereof”的美国临时专利申请号61/223,611的优先权，其以引用方式结合于本文。另夕卜，本申请涉及 2007 年 12 月 4 提交的题为 “Spark-Integrated Propellant InjectorHead With Flashback Barrier “的美国专利申请号 11/950，174、以及 2009 年 12 月8 日提交的题为Regeneratively Cooled Porous Media Jacket 的美国专利申请号 12/633,770。另夕卜，本申请涉及题为 “Tiered Porosity Flashback SuppressingElements For Monopropellant Or Pre-Mixed Bipropellant Systems，，(Attorney Docket No. 488-011-USP1)的美国专利申请号_、题为 “Flashback Shut-off” (AttorneyDocket No. 488-011-USP3)的美国专利申请号 12/831，767、以及题为Aluminum PorousMedia (Attorney Docket No. 488-011-USP4)的美国专利申请号_，所有上述三者均于2010年7月7日提交，其以引用方式结合于本文。
技术介绍
能量产生系统经常使用有限存储燃料源(例如，燃料箱)连同存储氧化剂源来将燃料提供给能量产生系统。在上述双元推进剂(bipropellant)火箭系统中，经常期望存储确切数量的有限存储燃料源和氧化剂源，以致在燃烧期间它们同时被用尽。花费了相当多的时间和精力来计算存储在火箭上的适当数量的燃料和氧化剂，測量燃料和氧化剂的消耗，以及检测何时燃料和氧化剂被消耗。因而，若干能量产生系统采用存储单元推进剂源(或预混合双元推进剂源)。单元推进剂(monopropellant)是单高能流体(液体、气体或两者的组合，并且有时具有夹带的固体颗粒)，其分解以释放气体和热量。这种加热的气体可以用来促使其它应用(例如，火箭推进器、充气袋等)。単元推进剂通常组成自単一化学物质，或可替换地，化学物质的混合物，当结合时其产生单元推进剂共混物。在単元推进剂共混物中，成分最常保持充分混合并有效地表现为单高能流体。当混合在一起时，许多双元推进剂(例如，燃料和氧化剂如汽化燃料和空气的组合)有效地作为单元推进剂。在ー种典型的实施方式中，单元推进剂存储为液体并且在引入高能火花以后、或在引入类似的点源点火装置以后，在有适当的催化剂存在的条件下，分解成热气。典型的単元推进剂包括肼，其经常用于宇宙飞船姿态控制喷射器，以及羟基硝酸铵(HAN)。考虑到単元推进剂的特性，在単元推进剂的无意管路点火中，単元推进剂可以表现得像保险丝并产生燃烧波，其可以非常迅速地移动通过充满单元推进剂的流体导管或通路。当爆震(爆轰)从燃烧室向上游进行到并通过供给管路时，用于火箭发动机和其它工作系统的单元推进剂和供应系统容易遭受损害。从单元推进剂的点火点(或沿着単元推进剂供给管的其它点)返回到単元推进剂储存罐的回火的危险已阻止了単元推进剂的广泛运用。瀑燃(deflagration)是ー种常见形式的燃烧,其中火焰以低于火焰的局部音速的速度传播。爆燃燃烧最经常伴随相对更慢的燃烧过程并且更经常在低压、低能量密度系统中看到。然而，具有快速化学分解和/或化学反应速率的更高能量密度系统(如高能量密度液体或高压单元推进剂气体)可以产生更强大的瀑震现象。瀑震(瀑轰,detonation)是ー种现象，其特点在于超音速火焰(其以比火焰的局部音速更高的速度进行传播)前鋒传播。通过伴随爆震波(爆轰波)的是压力/温度尖峰和冲击波。上述条件可以导致包含巨大力量的短暂现象，其可以用于破坏性的或精心控制的建设性的目的。可以用单元推进剂来操作火箭发动机、气体发生器、动カ装置等，和更加常规的双元推进剂(例如，空气/燃料混合物或低压燃料和氧化剂混合物)的能量密度和化学反应速率相比，上述単元推进剂可以具有非常高的气体和/或液体局部可燃能量密度和/或化学分解速率。防止由在这样的系统(包含具有非常高的气体和/或液体密度的単元推进剂)中引起的潜在回火所产生的爆震波是重大的技术挑战。
技术实现思路
除了别的之外，本文描述和声称的实施方式通过提供用于偏转和减弱爆震波的爆 震波防止器(瀑轰波制止器，detonation wave arrestor)解决上述问题。本文披露的瀑震波防止器的一种实施方式包括爆震波偏转器和爆裂元件。本文披露的爆震波防止器可以减弱和偏转特征在于超音速火焰前峰传播的爆震波的传播。爆震波防止器使爆震波向爆裂元件偏转。爆裂元件的破裂排出依然来自爆震的热气，从而分离和衰减燃烧气体残余物。本文披露的爆震波防止器可以用于可燃燃料或推进剂输送系统。在一种可替换的实施方式中，爆裂膜进ー步构造成至少部分地围绕爆震波偏转器。在又一种实施方式中，爆震波偏转器和爆裂膜构造成在爆震波偏转器和爆裂膜之间形成用于可燃流体流动的一系列流路。在又一种可替换的实施方式中，爆震波偏转器构造为单ー块体(单体块，single mass),该单ー块体包括多侧面基础块体部分(multi-sidedbase mass portion),以及维形块体部分(conical mass portion),其附着在基础块体的顶部上井向着其顶点延伸。在一种可替换的实施方式中，爆震波防止器可以进一歩包括阻火器结构(flame-arrestor structure)、帽结构、以及连接机构,连接机构适合于以使瀑震波防止器和爆裂膜保持在阻火器结构和帽结构之间的方式连接阻火器结构和帽结构，。在一种实施方式中，爆震波防止器可以包括位于可燃流体的通路中的爆震波偏转器，以及构造成至少部分地围绕爆震波偏转器的爆裂膜，其中爆裂膜构造成使爆震波远离爆震波偏转器消散。然而可替换地，爆震波防止器可以进一歩包括孔密度变化的多孔介质元件，其邻近于爆震波偏转器的基底而定位。在一种可替换的实施方式中，爆震波偏转器的热质量构造成防止产生自爆震波的热量的消散达到多孔介质元件。在一种实施方式中，多孔介质元件可以由以下任何一种制成铝、铁材料、非鉄材料、以及耐火材料。在又一种可替换的实施方式中，爆震波偏转器由以下至少ー种制成铁材料、非铁材料、耐火材料、碳、以及碳复合材料。本文披露的系统的ー种实施方式提供了用于在可燃燃料输送系统中抑制爆震波的传播的方法，该方法包括确定回火防止器组件在可燃燃料的通路中的位置；提供爆震波偏转器，其构造成使爆震波向着爆裂膜偏转；以及以至少部分地围绕爆震波偏转器的方式提供爆裂膜，其中爆裂膜构造成在爆震波存在的条件下发生破裂。此方法的又一种实施方式提供了多孔介质元件，其构造成邻近多侧面基础块体的基底定位。此方法的另ー种实施方式提供了可拆卸地连接于爆裂膜的截止阀，其中截止阀位于可燃流体的通路中。在此方法的一种可替换的实施方式中，截止阀构造成在爆裂膜发生破裂以后切断可燃流体的流动。在又一种可替换的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.07.07 US 61/223,6111.一种用于在可燃燃料输送系统中抑制爆震波传播的组件，所述组件包括 爆震波偏转器，构造成使所述爆震波朝向爆裂膜偏转； 其中所述爆裂膜被构造成在所述爆震波存在的条件下破裂。2.根据权利要求I所述的组件，其中，所述爆裂膜被进ー步构造成至少部分地围绕所述爆震波偏转器。3.根据权利要求2所述的组件，其中，所述爆震波偏转器和所述爆裂膜被构造成在所述爆震波偏转器和所述爆裂膜之间形成用于所述可燃流体流动的一系列流路。4.根据权利要求I所述的组件，其中，所述爆震波偏转器被构造为单ー块体，包括 多侧面基础块体部分；以及 锥形块体部分，所述锥形块体部分附着在所述基础块体的顶部并向着其顶点延伸。5.根据权利要求4所述的组件，其中，所述爆震波偏转器进一歩包括在所述多侧面基础块体的基底处的一系列槽。6.根据权利要求5所述的组件，进ー步包括 多孔介质元件，所述多孔介质元件构造成邻近于在所述多侧面基础块体的所述基底处的所述槽而定位。7.根据权利要求6所述的组件，其中，所述多孔介质元件邻近于在所述多侧面基础块体的所述基底处的所述槽而定位以产生用于所述可燃流体的流动的多个径向通路。8.根据权利要求6所述的组件，进ー步包括 阻火器结构； 帽结构；以及 连接机构，所述连接机构适合于以这样的方式连接所述阻火器结构和所述帽结构使所述爆震波防止器和所述爆裂膜保持在所述阻火器结构和所述帽结构之间。9.根据权利要求6所述的组件，其中，所述阻火器结构进一歩包括用来保持所述多孔介质元件的接收器结构。10.根据权利要求2所述的组件，进ー步包括可拆卸地连接于所述爆裂膜的截止阀。11.根据权利要求10所述的组件，其中，所述截止阀位于所述可燃流体的通路中。12.根据权利要求10所述的组件，其中，所述截止阀被构造成在所述爆裂膜的破裂以后切断所述可燃流体的流动。13.根据权利要求I所述的组件，其中，与所述爆裂膜朝向边缘的厚度相比，所述爆裂膜朝向其中心的至少一部分被设计成具有更薄的壁。14.根据权利要求I所述的组件，其中，所述爆裂膜进ー步包括沿着所述爆裂膜的长度的多个圆周槽。15.根据权利要求14所述的组件，其中，所述圆周槽的厚度沿所述爆裂膜的长度而变化。16.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴维·J·费希尔，格雷戈里·蒙加斯，
申请(专利权)人：火星工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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