專利名稱：高性能機械式粒子播發(fā)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種一定的質(zhì)量流率均勻地將粒子播發(fā)到電弧加熱器噴管提供的高溫熱流中去的機械式粒子播發(fā)裝置。
背景技術(shù)：
再入飛行器進入大氣層時，將面臨苛刻的環(huán)境挑戰(zhàn)。高速來流造成的氣動加熱將使飛行器頭部的溫度驟然上升而引發(fā)材料的燒蝕后退。另一方面，飛行器再入大氣層還將遭遇自然或人為誘發(fā)所產(chǎn)生的粒子云，粒子云成分包括水滴、冰晶、雪花等水汽凝聚體粒子，懸浮在大氣中的灰塵。由于飛行器再入速度非常高，通常將達到數(shù)十個馬赫，因此，粒子侵蝕將會對飛行器頭部的后退及外形穩(wěn)定性產(chǎn)生極為嚴重的影響。尤其對飛行器頭部的燒蝕防熱材料來說，粒子侵蝕作用引起的粗糙度變化、氣流擾動以及轉(zhuǎn)捩的提前可造成8~10倍的熱增量，是影響后退的主要因素，必須予以充分重視。
粒子侵蝕問題的實驗研究可以歸結(jié)為地面實驗和飛行實驗兩方面。飛行實驗可以獲取準確的實驗數(shù)據(jù)，但是這種研究方法費用高昂而且不能準確而全面地獲取材料與環(huán)境相互作用過程的信息。地面實驗主要采用高超聲速風洞、等離子電弧加熱器、彈道靶等實驗設(shè)備和手段，這些實驗手段具有經(jīng)濟、參數(shù)可調(diào)、可設(shè)計性好等優(yōu)點?，F(xiàn)階段在這些設(shè)備上進行粒子侵蝕問題的研究過程中，根據(jù)工作原理的不同，粒子播發(fā)裝置主要采用氣動式和振動式兩種播發(fā)方式。氣動式利用氣流的作用，使粒子以懸浮狀態(tài)從容器內(nèi)引入到射流之中，噴出噴口。這種方式的不利之處在于很難實現(xiàn)粒子在射流中的均勻分布，且對不同密度、粒徑的粒子相應地要求調(diào)節(jié)氣流壓力，而這一規(guī)律難于把握，限制了氣動播發(fā)方式的應用范圍。振動式播發(fā)裝置利用粒子自身的重量，在振動的作用下粒子沿導流管引入到射流中，隨之在射流的推動下噴出噴口。這種方法對振動產(chǎn)生的共振、裝置的重量變化非常敏感，振蕩器中微弱的電流變化、射流壓力的波動以至隨粒子播發(fā)而不可避免的裝置重量的變化都會對其穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能夠以一定的質(zhì)量流率均勻地將粒子播發(fā)到電弧加熱器噴管提供的高溫熱流中去的高性能機械式粒子播發(fā)裝置。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的它包括圓筒形料倉，在圓筒形料倉外設(shè)置有容器，在圓筒形料倉的中間設(shè)置螺桿，螺桿的底部通過軸承與圓筒形料倉底面連接，螺桿上通過螺紋安裝有底座，螺桿的位于圓筒形料倉出口處安裝有螺旋出料裝置。
本發(fā)明還可以包括1、底座與圓筒形料倉之間設(shè)置有橡膠圈。
2、底座與圓筒形料倉之間設(shè)置有導向鋼絲。
3、所述的螺旋出料裝置是安裝在螺桿上的葉片。
本發(fā)明的裝置在使用時，將電機的輸出軸與螺桿相連，電機帶動螺桿轉(zhuǎn)動，底座沿著螺桿上升，推動粒子在料倉內(nèi)向上運動，粒子到達旋轉(zhuǎn)出料裝置位置時被葉片均勻地掃入容器，粒子利用自身重量落入出口，隨后在高速傳輸氣流的作用下沿導流管被引入到電弧加熱器錐形噴嘴。
本發(fā)明具有以下幾個主要技術(shù)特征1、本發(fā)明中底座與料倉之間通過鋼絲進行圓周方向的固定，實驗過程中電機帶動螺桿轉(zhuǎn)動，由于底座與料倉之間相對固定，只能做軸向的相對運動，底座沿著螺桿上升，推動粒子在料倉內(nèi)向上運動，保證了只要電機轉(zhuǎn)速不發(fā)生變化整個裝置播發(fā)出來的粒子數(shù)量就保持不變，實現(xiàn)了以一定的質(zhì)量流率將粒子播發(fā)到電弧加熱器噴管提供的高溫熱流中去的目的。
2、通過旋轉(zhuǎn)出料裝置和葉片將料倉中到達指定位置的粒子均勻地掃入容器，保證了容器出口處離子分布的均勻性，進而確保了本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)均勻地將內(nèi)部粒子播發(fā)到電弧加熱器噴管提供的高溫熱流中去的目的。
不銹鋼質(zhì)的底座外側(cè)沿垂直于底座圓周方向纏繞1mm直徑的鋼絲，在硬質(zhì)塑料制成的料倉內(nèi)壁的相應位置上加工相應凹槽，通過鋼絲和凹槽共同實現(xiàn)底座圓周方向上的定位使其在實驗過程中只能隨著螺桿的轉(zhuǎn)動而沿料倉軸線方向作直線運動，推動料倉內(nèi)粒子向上運動。螺桿由不銹鋼材料制成其底端通過軸承與料倉底端相連接，實驗過程中螺桿由電機帶動勻速旋轉(zhuǎn)并帶動底座向上運動將粒子推動到指定位置。料倉內(nèi)到達指定位置的粒子通過葉片的勻速旋轉(zhuǎn)被均勻地掃入容器與料倉之間的空腔中，空腔中的粒子通過自身的重力作用落入容器出口并由出口處的高速氣流帶離裝置。
本發(fā)明能夠以一定的質(zhì)量流率均勻地將粒子播發(fā)到電弧加熱器噴管提供的高溫熱流中去。經(jīng)實驗表明，對于直徑在50μm～1mm之間的微粒，本裝置能夠以粒子質(zhì)量流率范圍在1.5～3.0g/s之間的速度穩(wěn)定均勻地播發(fā)粒子，質(zhì)量流率誤差不大于0.1g/s。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是圖1的局部放大圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明作詳細描述結(jié)合圖1，高性能機械式粒子播發(fā)裝置的組成包括圓筒形料倉1，在圓筒形料倉外設(shè)置有容器3，在圓筒形料倉的中間設(shè)置螺桿5，螺桿的底部通過軸承與圓筒形料倉底面連接，螺桿上通過螺紋安裝有底座2，螺桿的位于圓筒形料倉出口處安裝有螺旋出料裝置。結(jié)合圖3，底座與圓筒形料倉之間設(shè)置有橡膠圈9；底座與圓筒形料倉之間設(shè)置有導向鋼絲10。結(jié)合圖2，所述的螺旋出料裝置是安裝在螺桿上的葉片6。
(1)螺桿5底部通過軸承與圓筒形料倉1底端連接；(2)底座2通過外側(cè)沿垂直于底座圓周方向纏繞的鋼絲10和圓筒形料倉1實現(xiàn)沿底座圓周方向的定位；(3)底座2內(nèi)側(cè)通過其圓心處的螺紋與螺桿5相連接，外側(cè)通過橡膠圈9與圓筒形料倉1保持密封；(4)實驗過程中，通過電機帶動螺桿5勻速轉(zhuǎn)動促使底座2勻速沿料倉1軸線方向向上運動，底座2推動粒子8向上運動到旋轉(zhuǎn)出料裝置6；(5)當粒子8到達旋轉(zhuǎn)出料裝置6時，通過葉片7的轉(zhuǎn)動被均勻地掃入容器3和圓筒形料倉1之間的空腔中；(6)空腔中的粒子8通過自身重力作用落入容器出口4并由出口處的高速氣流帶離本裝置。
權(quán)利要求
1.一種高性能機械式粒子播發(fā)裝置，其特征是它包括圓筒形料倉，在圓筒形料倉外設(shè)置有容器，在圓筒形料倉的中間設(shè)置螺桿，螺桿的底部通過軸承與圓筒形料倉底面連接，螺桿上通過螺紋安裝有底座，螺桿的位于圓筒形料倉出口處安裝有螺旋出料裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能機械式粒子播發(fā)裝置，其特征是底座與圓筒形料倉之間設(shè)置有橡膠圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高性能機械式粒子播發(fā)裝置，其特征是底座與圓筒形料倉之間設(shè)置有導向鋼絲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高性能機械式粒子播發(fā)裝置，其特征是所述的螺旋出料裝置是安裝在螺桿上的葉片。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高性能機械式粒子播發(fā)裝置，其特征是所述的螺旋出料裝置是安裝在螺桿上的葉片。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種高性能機械式粒子播發(fā)裝置。它包括圓筒形料倉，在圓筒形料倉外設(shè)置有容器，在圓筒形料倉的中間設(shè)置螺桿，螺桿的底部通過軸承與圓筒形料倉底面連接，螺桿上通過螺紋安裝有底座，螺桿的位于圓筒形料倉出口處安裝有螺旋出料裝置。本發(fā)明能夠以一定的質(zhì)量流率均勻地將粒子播發(fā)到電弧加熱器噴管提供的高溫熱流中去。經(jīng)實驗表明，對于直徑在50μm~1mm之間的微粒，本裝置能夠以粒子質(zhì)量流率范圍在1.5~3.0g/s之間的速度穩(wěn)定均勻地播發(fā)粒子，質(zhì)量流率誤差不大于0.1g/s。
文檔編號B64D45/00GK1817744SQ200610009790
公開日2006年8月16日 申請日期2006年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月10日
發(fā)明者韓杰才, 孟松鶴, 張博明 申請人:哈爾濱工業(yè)大學