一种粉末发动机粉末分散装置的制作方法

本发明涉及粉末发动机领域，尤其是一种粉末发动机粉末分散装置。

背景技术：

金属粉末发动机是一种采用高能金属粉末作为燃料的发动机，通过粉末燃烧放出热量，利用喷气推进原理产生推力。粉末燃料贮存在独立的燃料箱中，发动机工作时，由燃料供应系统将粉末送入冲压燃烧室，通过点火使粉末燃料与氧化剂发生反应，产生的高温高压产物经喷管排出，从而产生推力。它结合了传统固、液推进剂发动机的优点，其燃料容易储存、不易老化、流量可控、燃烧效率高，在军事及航空航天领域有着广泛的应用前景，已成为发展的热点。

在粉末发动机的工作过程过程中，粉末经供应系统被喷射到(预混室)燃烧室燃烧。粉末的分散效果、喷射间距、喷射角度直接影响流场分布，而粉末的流场分布又决定了其最终在燃烧室的燃烧效果。一般装置通过孔板来达到分散粉末的目的，而本套装置相对于其他一般装置而言，可使粉末流场更分散，易于燃烧，并且可自由调整两喷管的间距及角度，即调整流场分布，这对于实验研究来说具有重要的意义。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种粉末发动机粉末分散装置，可使粉末流场更分散，易于燃烧，并且可自由调整两喷管的间距及角度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种粉末发动机粉末分散装置，包括粉末流化喷射装置，所述粉末流化喷射装置包括缩放喷管，所述喷管两端分别为气固二相流体流入口和出口，出口处向外张开，出口处设有圆锥体，所述圆锥体的中心轴线与所述喷管的中心轴线重合且锥头朝向流入口，所述圆锥体通过轮辐固定装置与向外张开的出口端部固接，从所述流入口至所述出口的缩放喷管内壁的截面积先减小后增加。

进一步地，还包括喷射角度调整装置，所述喷射角度调整装置包括固定夹板装置和安装元件，所述固定夹板装置包括上夹板、下夹板、螺母和螺柱，上夹板下端开有向上凹的弧形缺口，下夹板上端开有向下凹的弧形缺口，上夹板的弧形缺口与下夹板的弧形缺口相对设置对所述喷管进行夹持固定，所述上夹板内部左右两侧分别设有第一螺纹孔和第二螺纹孔，所述下夹板内部左右两侧分别设有第三螺纹孔和第四螺纹孔，第一螺纹孔与第三螺纹孔对齐能够使得螺钉穿过，第二螺纹孔与第四螺纹孔对齐能够使得螺钉穿过，下夹板下部连接有螺柱，螺母与所述螺柱相配合；所述安装元件为开有通孔滑槽的板状元件，所述螺柱远离下夹板的一端能够穿过所述通孔滑槽，旋紧所述螺母能够将固定有所述喷管的固定夹板装置固定安装在所述安装元件上。

进一步地，所述圆锥体的顶角为15-30度，圆锥体长度为所述喷管总长的1/10，圆锥体底面半径为出口端部开口半径的1/5。

进一步地，所述轮辐固定装置包括三条固定辐条，两两间隔120度，每根辐条的一端与圆锥体相连，其另一端与喷管向外张开的出口端部相连。

进一步地，所述粉末流化喷射装置包括两根缩放喷管，每根缩放喷管均通过各自对应的固定夹板装置安装在安装元件上。

进一步地，所述板状元件上设有螺纹孔。

进一步地，所述喷管的出口处向外张开的张角为30-120度。

进一步地，所述喷管的出口处向外张开的张角为30-60度。

进一步地，所述喷管的流入口处外壁上开设有螺纹孔，使其与进气管相连。

本发明具有以下优点：

本发明的粉末发动机粉末分散装置可作为对燃烧效果进行研究的实验装置，其具有流化粉末、可任意调整喷管间距与角度的功能，结构简单，零部件数目少，制造改进方便，维修容易，便于实验研究。

附图说明

图1是本发明粉末分散装置的结构示意图。

图2是本发明粉末分散装置的俯视图。

图3是本发明固定夹板装置的结构示意图。

图4是图3中固定夹板装置的俯视图。

图5是本发明安装元件的结构示意图。

图6是图5中安装元件的俯视图。

图7是本发明喷管的结构示意图。

图8是图7中喷管的侧视图。

图9是圆锥体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

如图1-9所示，一种粉末发动机粉末分散装置，包括粉末流化喷射装置，所述粉末流化喷射装置包括两个缩放喷管，每个喷管两端分别设有气固二相流体流入口和出口，出口处向外张开，出口处设有圆锥体1，所述圆锥体1通过轮辐固定装置2与向外张开的出口端部固接，从所述流入口至所述出口的缩放喷管内壁3的截面积先减小后增加，可加快流速。所述喷管优选为金属喷管。所述喷管的出口处向外张开的张角为30-60度。喷管的目的是将从图7所示喷管的左边流入的气固二相流体在图7所示喷管右边的喷口处流化喷射。

该分散装置还包括喷射角度调整装置，喷射角度调整装置包括两个固定夹板装置和一个安装元件，每个所述固定夹板装置包括上夹板、下夹板、螺母10和螺柱9，上夹板下端开有向上凹的弧形缺口5，下夹板上端开有向下凹的弧形缺口6，上夹板的弧形缺口5与下夹板的弧形缺口6相对设置对所述喷管进行固定，所述上夹板内部左右两侧分别设有第一螺纹孔7和第二螺纹孔8，所述下夹板内部左右两侧分别设有第三螺纹孔和第四螺纹孔，第一螺纹孔与第三螺纹孔对齐可供螺钉穿过，第二螺纹孔与第四螺纹孔对齐可供螺钉穿过，用于将上、下夹板连接在一起，下夹板下部连接有螺柱9，螺母10与所述螺柱9相配合；所述安装元件为开有通孔滑槽11的板状元件，所述螺柱10远离下夹板的一端能够穿过所述通孔滑槽11，旋紧所述螺母10将固定有所述喷管的固定夹板装置固定安装在所述安装元件上，使两套固定夹板装置能够在通孔滑槽中自由移动并自由调整角度。所述板状元件两端分别设有螺纹孔12和螺纹孔13，用于通过螺钉将该装置固定。其中，上、下夹板优选为金属夹板，且具体形状优选为长方形。所述板状元件优选为金属板。注意，弧形缺口5和弧形缺口6的缺口部分是半圆形的一部分，不能为半圆形，否则无法夹紧所述喷管。

圆锥体1的中心轴线与喷管的中心轴线重合，所述圆锥体的顶角为15-30度，圆锥体长度为所述喷管总长的1/10，圆锥体底面半径为出口端部开口半径的1/5。圆锥体处在喷管中心，起到将带有金属粉末的气固两相流分流，改变其流场分布，加强燃烧效果的作用。

所述轮辐固定装置2包括三条固定辐条，两两间隔120度，每根辐条的一端与圆锥体相连，其另一端与喷管向外张开的出口端部相连，将圆锥体固定在喷管中心。

所述粉末流化喷射装置包括两根缩放喷管，每根缩放喷管均通过给自对应的固定夹板装置安装在安装元件上。

所述喷管的流入口处外壁上开设有螺纹孔4，使其与进气管相连。

图9为圆锥体1的锥角结构示意以及圆锥体底面的示意结构。

该分散装置的组装步骤如下：

1、将图3中的螺母10卸下，将螺柱9插入图5中的通孔滑槽11中，螺柱9的直径和通孔滑槽11的滑槽宽度相同，螺柱9可在通孔滑槽11中自由移动旋转，调整好位置后可将螺母10从通孔滑槽11另一边拧入固定。采用同样的步骤，将第二套固定夹板装置安装在图5的安装元件中。

2、将图7所示的喷管放入图3所示的固定夹板装置的弧形缺口5、6中间，在图3所示的螺纹孔7、8处拧入两个长螺丝，将两块夹板固定，并使其夹紧所述喷管。采用同样的步骤，用第二套夹板夹紧第二套喷管。

3、组装完成，可任意调整两喷管间距与喷射角度，观察不同间距与角度下喷射的粉末的燃烧效果，便于实验研究。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。