煙火燃氣驅動液體高速噴灑裝置的製作方法

2023-09-21 00:18:40

專利名稱：煙火燃氣驅動液體高速噴灑裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種液體高速噴灑裝置。特別是一種採用固體推進劑、火藥或氣體發生劑燃燒產生的高壓燃氣驅動液體高速噴灑裝置。
背景技術：
利用煙火燃氣對液體實施高速定向壓力噴灑和霧化的技術可以廣泛應用於軍事以及工農業生產中。比如在消防工程中，可以利用高速定向噴撒技術將大量滅火材料快速釋放到火場中，對火災形成大規模的快速抑制作用，從而達到迅速滅火的目的。在農業生產中，利用此類分散方式，將殺蟲劑噴撒到農田中，就可達到大面積消滅蟲害的目的。另外，在現代軍事戰爭中，許多新概念武器如高效潤滑彈、膠粘彈等以液體為主要裝填材料的彈藥都用壓力集束噴撒的方式完成裝填材料快速分散。目前撲滅森林火災主要使用飛機噴灑滅火劑，但由於火場上空空氣流異常複雜，飛機無法接近火場，只能在距離火場數百米高度釋放滅火劑，使得滅火劑無法直接作用於火源，滅火效果並不理想。而軍事上，許多液體戰劑的拋灑多採用爆炸拋灑方式，但爆炸分散形成的雲霧存在雲霧形狀難於控制、雲霧中心存在較大空洞、易形成蘑菇雲、難於實現定向集中噴撒等缺點，不適合某些對噴灑效果要求較高的液體戰劑(如潤滑劑、膠粘劑)的定向噴灑。

發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種液體高速噴灑裝置。它採用固體推進劑、火藥或氣體發生劑為動力源，這些藥劑燃燒產生的高壓燃氣驅動液體從噴嘴噴出，形成具有一定噴霧角的高速液體射流。煙火式氣體發生器是一種快速安全的產氣裝置，具有體積小、產氣量大、充氣快、使用方便、不受環境條件影響等優點，是一種較為理想的高壓氣源。將煙火氣體發生器作為液體高速噴撒的動力源，應用於液體噴撒裝置，是一種創新的研究思路。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是該噴灑裝置採用氣體發生器作為液體高速噴灑的動力源。噴灑裝置由氣體發生器、紫銅密封膜、活塞、液體貯藏室、噴嘴等部分組成。氣體發生器內的氣體發生劑藥柱採用等截面壓鑄，點火器內傳火藥為黑火藥，點火方式為遙控電點火。點火器接受啟動電信號後點燃傳火藥並引燃氣體發生劑藥柱，藥柱燃燒產生高溫高壓氣體，當氣體壓力達到紫銅密封膜的破膜壓力時，高壓氣體突破密封膜進入液體貯藏室，並推動活塞做功，活塞推動液體突破噴頭密封裝置，液體以一定的噴霧角從噴嘴高速噴出，形成具有一定噴霧角的高速射流，噴向目標。
本發明的有益效果是1.採用固體推進劑、火藥或氣體發生劑燃燒產生的高溫高壓燃氣為動力源。可使液體在極短時間內加速到超過100m/s。
2.固體推進劑、火藥或氣體發生劑具有產氣量大，產氣速度快，燃燒穩定、易於長期儲藏等特點，使得液體可在瞬間形成穩定的射流，並有利於裝置小型化，可製造成小體積液體噴灑彈。
3.該噴灑裝置形成的噴霧射流具有速度快、分散均勻、方向性好、雲霧形狀容易控制等優點。


圖1煙火燃氣驅動液體高速噴灑裝置結構示意圖。
圖中1.點火器；2.氣體發生器端蓋；3.氣體發生器外殼；4.氣體發生劑藥柱；5.中間連接件；6.濾網；7.氣體發生器排氣口；8.紫銅密封膜片；9.活塞；10.儲液室外殼；11.噴灑液體；12.噴口端密封膜片；13.儲液室端蓋；14.噴嘴。
具體實施例方式
在圖1中，點火器(1)、氣體發生器端蓋(2)、氣體發生器外殼(3)、氣體發生劑藥柱(4)、中間連接件(5)、濾網(6)、氣體發生器排氣口(7)、紫銅密封膜片(8)、活塞(9)、儲液室外殼(10)、噴灑液體(11)、噴口端密封膜片(12)、儲液室端蓋(13)、噴嘴(14)依次沿軸向排列組成煙火燃氣驅動液體高速噴灑裝置。氣體發生器外殼(3)與氣體發生器端蓋(2)採用螺紋結構連接，為保證氣體發生器的整體氣密性，連接處採用紫銅高溫高壓密封墊密封，兩個外殼(3、10)由中間連接件(5)通過螺紋連接，儲液室端蓋(13)與儲液室外殼(10)、噴嘴(14)與儲液室端蓋(10)之間亦採用螺紋連接。點火器(1)可使用通用或遙控式電點火器，採用螺紋連接從氣體發生器端蓋(2)軸心處插入壓鑄的氣體發生劑藥柱(4)中間孔內，藥劑可選用疊氮化鈉類或非疊氮化鈉類氣體發生劑，氣體發生器與儲液室之間、儲液室與噴嘴之間使用紫銅密封膜(8，12)隔開，兩個密封膜具有相同的破膜壓力(大約4MPa)；氣體發生器內安裝具有過濾冷卻作用的濾網(6)，濾網由多層50目不鏽鋼濾網組成；儲液室底部裝有活塞(9)，活塞(9)處於初始狀態時，使用橡膠密封環固定在儲液室殼體(10)的溝槽內，使其靜止不動；噴嘴(14)可選用直射、漩流或撞擊式霧化噴嘴。裝置使用的材料為高強度輕質鋁合金。
煙火燃氣驅動液體高速噴灑裝置的工作原理點火器接(1)收到點火信號後點燃氣體發生劑藥柱(4)，氣體發生劑藥柱(4)迅速燃燒，產生高溫高壓燃氣，燃燒室內的壓力快速升高達到紫銅密封膜(8)的破膜壓力，燃氣突破密封膜後進入儲液室，經過濾網(6)冷卻降溫的燃氣推動活塞(9)，活塞(9)推動噴灑液體(11)突破噴口端紫銅密封膜(12)後，液體以大於100m/s的速度，並以一定的噴射錐角從噴嘴噴出，形成均勻的霧化射流。
權利要求
1.一種煙火燃氣驅動液體高速噴灑裝置。該裝置主要由帶點火器、氣體發生劑藥柱、儲液室、噴嘴等組件的氣體發生器構成，其特徵在於氣體發生器中裝填有固體推進劑、火藥或氣體發生劑中的一種。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於氣體發生劑藥柱形狀為帶有中間孔的圓柱體。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於氣體發生器內設計有過濾冷卻功能的濾網。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於氣體發生器與儲液室、儲液室與噴嘴之間都設計有一定破膜壓力紫銅密封膜。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於儲液室底部安裝一活塞。
6.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於該裝置的噴嘴結構為直射式、撞擊式或漩流式。
全文摘要
本發明提供一種液體高速噴灑裝置。它採用固體推進劑、火藥或氣體發生劑為動力源，這些藥劑燃燒產生的高壓燃氣驅動液體從噴嘴噴出，形成具有一定噴霧角的高速液體射流。噴灑裝置由氣體發生器、紫銅密封膜、活塞、液體貯藏室、噴嘴等部分組成。固體推進劑、火藥或氣體發生劑具有產氣量大，產氣速度快，燃燒穩定、易於長期儲藏等特點，使得液體可在瞬間形成穩定的射流，並有利於裝置小型化，可製造成小體積液體噴灑彈。該噴灑裝置形成的噴霧射流具有速度快、分散均勻、方向性好、雲霧形狀容易控制等優點。
文檔編號B05B9/03GK1701858SQ20051008272
公開日2005年11月30日 申請日期2005年7月11日 優先權日2005年7月11日
發明者杜志明, 趙林雙 申請人:北京理工大學