專利名稱：渦噴引射焚燒裝置及焚燒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于推進系統(tǒng)地面服務系統(tǒng)領(lǐng)域，涉及一種常規(guī)推進劑廢氣廢液處理裝置，具體是一種渦噴引射焚燒裝置，可以對工作后推進系統(tǒng)內(nèi)腔殘留推進劑進行抽吸和焚燒處理，也可用于推進系統(tǒng)地面加注、吹除過程中產(chǎn)生的推進劑廢氣廢液的無毒化處理。
背景技術(shù)：
目前推進系統(tǒng)多數(shù)使用常規(guī)推進劑，主要有胼類燃料和硝基類氧化劑。推進系統(tǒng)地面加注推進劑和清洗維護時，會產(chǎn)生有毒廢液廢氣，污染環(huán)境以及產(chǎn)品。某推進系統(tǒng)采用常規(guī)推進劑，經(jīng)過試車或飛行后，需要對推進系統(tǒng)進行清洗處理，以實現(xiàn)部分重復使用。但接觸過常規(guī)推進劑的產(chǎn)品，在放置過程中，殘留推進劑會不斷揮發(fā)，形成有毒氣體，或者長期放置后發(fā)生化學反應，對產(chǎn)品活動部件、密封部件造成損壞。以四氧化二氮為例，這是一種劇毒、強腐蝕、易揮發(fā)的介質(zhì)，接觸過此類推進劑的產(chǎn)品必須及時處理，否則會對產(chǎn)品造成嚴重腐蝕，對接觸人員也會造成傷害。殘留推進劑的處理兩步推進劑的清除和清除后的無毒化處理。推進劑的清除一般采用吹除方法，對于簡單零件，吹除效果較好，但對于包含復雜管路以及有盲腔的推進系統(tǒng)，清楚不干凈，影響推進系統(tǒng)重復使用，且有可能產(chǎn)生有毒氣體，污染環(huán)境。而且這種清除方法，耗氣量大，需要氣瓶組、減壓裝置，設備規(guī)模龐大。推進劑無毒化常用處理方法有中和法和焚燒法。早期推進劑廢氣處理一般采用中和法，這種方法需要大量的中和液，需要較大中和罐或中和池，且兩種推進劑處理設備無法通用。從地面維護情況看，中和法效率低，仍然有部分有毒氣體排出。焚燒法是利用偏二甲胼氧化反應、四氧化二氮加熱分解的特性，使推進劑反應生成無毒產(chǎn)物。我國某火箭發(fā)射基地已采用焚燒法處理殘留推進劑廢氣廢液。俄羅斯大量的戰(zhàn)略導彈采用常規(guī)推進劑四氧化二氮和偏二甲胼，其推進劑的廢氣處理采用了焚燒方法。焚燒設備的主要組件是渦流燃燒室和鼓風機，處理的基本方法是，在較高的余氣系數(shù)和高溫下用空氣中的氧氣將推進劑蒸氣氧化成無毒產(chǎn)物。綜上所述，目前常規(guī)推進劑廢氣廢液處理方法主要存在的問題是處理效果差，效率較低，設備龐大、系統(tǒng)復雜，沒有同時集成推進劑清除和無毒化處理功能。

發(fā)明內(nèi)容
為解決傳統(tǒng)的吹除方法清除效果較差、中和處理方法效率低的不足，以及焚燒法使用設備種類多的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種渦噴引射焚燒裝置及焚燒方法，具有設備規(guī)模小，處理效率高，可對推進系統(tǒng)殘留的有毒推進劑進行清除和無毒化處理。本發(fā)明的技術(shù)解決方案渦噴引射焚燒裝置，其特殊之處在于包括渦噴發(fā)動機1、用于抽吸被污染氣體的抽吸組件、供油裝置6以及控制裝置7，所述供油裝置6向渦噴發(fā)動機1供油，所述控制裝置7控制渦噴發(fā)動機1工作，所述抽吸組件與渦輪發(fā)動機連通。
上述抽吸組件包括引射焚燒筒2以及抽吸管路5，所述引射焚燒筒2的入口與渦噴發(fā)動機的出口連接，所述抽吸管路與引射焚燒筒2的入口端連通，所述渦噴發(fā)動機1的入口端與被污染氣源連通，所述引射焚燒筒2的出口排空。上述引射焚燒筒2的出口設置有消音柵3。上述引射焚燒筒2從入口端至出口端為筒徑逐漸增大。上抽吸組件為設置在渦噴發(fā)動機1的入口端的帶有濾網(wǎng)的前罩4，所述前罩4與被污染氣源連通。渦噴引射焚燒裝置的焚燒方法，其特殊之處在于包括以下步驟1通過渦噴發(fā)動機產(chǎn)生高溫燃氣，作為引射氣源；2利用引射氣源產(chǎn)生負壓，將被污染氣體吸入焚燒裝置；3利用高溫燃氣提供的燃燒條件焚燒吸入的被污染氣體，并將產(chǎn)物排出。上述步驟2具體為所述抽吸組件包括引射焚燒筒2以及抽吸管路5，所述引射焚燒筒2的入口與渦噴發(fā)動機的出口連接，所述抽吸管路與引射焚燒筒2的入口端連通，所述渦噴發(fā)動機1的入口端與被污染氣源連通，所述引射焚燒筒2的出口排空，利用引射氣源在引射焚燒筒2內(nèi)形成真空，被污染氣體經(jīng)過渦噴發(fā)動機吸入引射焚燒筒2內(nèi)，同時步驟1產(chǎn)生的高溫燃氣流入引射焚燒筒2內(nèi)，對應步驟3具體為在引射焚燒筒2內(nèi)，被污染氣體被高溫燃氣焚燒，并將產(chǎn)物通過引射焚燒筒2的出口排空。上步驟2具體為所述抽吸組件為設置在渦噴發(fā)動機1的入口端的帶有濾網(wǎng)的前罩4，所述前罩4與被污染氣源連通；利用渦噴發(fā)動機入口產(chǎn)生吸力，被污染氣體通過帶濾網(wǎng)的前罩吸入渦噴發(fā)動機；對應步驟3為在渦噴發(fā)動機的渦噴燃燒室中燃燒被污染氣體，形成無毒產(chǎn)物排
出ο上述述引射焚燒筒2的出口設置有消音柵3。上述引射焚燒筒2從入口端至出口端為筒徑逐漸增大。本發(fā)明所具有的優(yōu)點1、功能集成化。集成了清除和無毒化處理的功能，可以對有毒推進劑廢氣廢液進行引射抽吸和焚燒處理。2、處理效果好。采用引射抽吸結(jié)合吹除方法，可以有效清除復雜內(nèi)腔的殘留推進劑，比單純吹除效果大大提高。3、設備規(guī)模小。以微型渦噴作為引射氣源，只需要提供燃油，設備規(guī)模遠遠小于以燃氣發(fā)生器或高壓氣瓶組作為引射氣源的裝置。4、使用安全。渦噴引射方法沒有高壓容器，焚燒方法無需中和罐或中和池，降低了使用安全風險。5、本發(fā)明在引射焚燒筒出口處內(nèi)置了消聲裝置，使混合氣速度降低，從而減小噪音，內(nèi)置法也使設備更加緊促。


圖1為本發(fā)明的一種實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明另一種實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的工作原理示意圖。其中附圖標記為1-渦噴發(fā)動機，2-引射焚燒筒，3-消音柵，4-前罩，5-抽吸管路，6-供油裝置，7-控制裝置。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明由渦噴發(fā)動機1、引射焚燒筒2、消音柵3、抽吸管路5，以及供油裝置6和控制裝置7組成，供油裝置6向渦噴發(fā)動機1供油，控制裝置7控制渦噴發(fā)動機1工作，引射焚燒筒2的入口與渦噴發(fā)動機的出口連接，抽吸管路與引射焚燒筒2的入口端連通，渦噴發(fā)動機1的入口端與被污染氣源連通，引射焚燒筒2的出口排空，利用抽吸管路5抽吸在引射焚燒筒2形成真空，被污染氣體經(jīng)過渦噴發(fā)動機1吸入引射焚燒筒2內(nèi)，渦噴發(fā)動機1產(chǎn)生的高溫燃氣流入引射焚燒筒2內(nèi)，在引射焚燒筒2內(nèi)，被污染氣體被高溫燃氣焚燒，并將產(chǎn)物通過引射焚燒筒2的出口排空。在引射焚燒筒出口處內(nèi)置了消聲裝置，使混合氣速度降低，從而減小噪音，內(nèi)置法也使設備更加緊促。該裝置的主要功能包括廢氣廢液的抽吸和無毒化焚燒。如圖3，工作時，首先將抽吸管路與引射焚燒筒連接?？刂蒲b置7啟動后，渦噴發(fā)動機的高速燃氣通過一定流道產(chǎn)生引射作用，在渦噴發(fā)動機出口附近形成一定的真空度，從而對與之相連的推進系統(tǒng)內(nèi)腔產(chǎn)生抽吸作用。隨著引射焚燒筒內(nèi)腔形成一定真空度，推進系統(tǒng)內(nèi)部殘留推進劑加速蒸發(fā)，蒸發(fā)后的推進劑蒸氣被吸入引射焚燒筒內(nèi)。當推進系統(tǒng)內(nèi)腔殘留推進劑較多時，可同時對管路內(nèi)腔進行輔助吹除，加快殘留推進劑的清除。進入引射焚燒筒內(nèi)的推進劑蒸氣與高溫燃氣混合焚燒后形成無毒產(chǎn)物排出。無毒化焚燒利用四氧化二氮(氧化劑)高溫分解形成無毒產(chǎn)物，偏二甲胼(燃料)在高溫富氧燃氣中燃燒形成無毒產(chǎn)物的原理，因此可以對兩種推進劑進行無毒化處理。上述裝置適用于液體推進系統(tǒng)的殘留推進劑的處理.如圖2所示，渦噴引射焚燒裝置，包括渦噴發(fā)動機1、用于抽吸被污染氣體的抽吸組件、供油裝置6以及控制裝置7，供油裝置6向渦噴發(fā)動機1供油，控制裝置7控制渦噴發(fā)動機1工作，抽吸組件與渦輪發(fā)動機連通。抽吸組件為設置在渦噴發(fā)動機1的入口端的帶有濾網(wǎng)的前罩4，前罩4與被污染氣源連通。渦噴發(fā)動機進氣道產(chǎn)生一定吸力，被污染的大氣通過帶濾網(wǎng)的前罩吸入發(fā)動機，在渦噴燃燒室中燃燒后形成無毒產(chǎn)物排出。利用渦噴發(fā)動機入口產(chǎn)生的吸力，被污染氣體通過帶濾網(wǎng)的前罩吸入渦噴發(fā)動機；對在渦噴發(fā)動機的渦噴燃燒室中燃燒被污染氣體，形成無毒產(chǎn)物排出。本裝置用于維護場所中泄漏的推進劑蒸氣進行無毒化處理。渦噴發(fā)動機作為引射氣生成設備，只需要提供燃油，與常規(guī)的燃氣發(fā)生器引射氣源或高壓氣瓶冷氣引射氣源相比，可以極大的減小系統(tǒng)規(guī)模，同時便于設備移動使用。引射焚燒筒集引射抽真空和高溫焚燒功能于一體。高溫高速引射氣源在引射焚燒筒前段產(chǎn)生低壓真空環(huán)境，使系統(tǒng)中的殘余推進劑量盡可能少，在引射焚燒筒后段混合氣速度逐漸降低，使推進劑蒸汽完全焚燒，變成無毒氣體。消聲裝置在降噪的同時對引射真空度的影響最小。
權(quán)利要求
1.渦噴引射焚燒裝置，其特征在于包括渦噴發(fā)動機(1)、用于抽吸被污染氣體的抽吸組件、供油裝置(6)以及控制裝置(7)，所述供油裝置(6)向渦噴發(fā)動機⑴供油，所述控制裝置(7)控制渦噴發(fā)動機(1)工作，所述抽吸組件與渦輪發(fā)動機連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦噴引射焚燒裝置，其特征在于所述抽吸組件包括引射焚燒筒O)以及抽吸管路(5)，所述引射焚燒筒O)的入口與渦噴發(fā)動機的出口連接，所述抽吸管路與引射焚燒筒⑵的入口端連通，所述渦噴發(fā)動機⑴的入口端與被污染氣源連通，所述引射焚燒筒⑵的出口排空。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的渦噴引射焚燒裝置，其特征在于所述引射焚燒筒(2)的出口設置有消音柵(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦噴引射焚燒裝置，其特征在于所述引射焚燒筒( 從入口端至出口端為筒徑逐漸增大。
5.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的渦噴引射焚燒裝置，其特征在于所述抽吸組件為設置在渦噴發(fā)動機(1)的入口端的帶有濾網(wǎng)的前罩G)，所述前罩(4)與被污染氣源連通。
6.權(quán)利要求1所述的渦噴引射焚燒裝置的焚燒方法，其特征在于包括以下步驟1通過渦噴發(fā)動機產(chǎn)生高溫燃氣，作為引射氣源；2利用引射氣源產(chǎn)生負壓，將被污染氣體吸入焚燒裝置；3利用高溫燃氣提供的燃燒條件焚燒吸入的被污染氣體，并將產(chǎn)物排出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的焚燒方法，其特征在于所述步驟2具體為所述抽吸組件包括引射焚燒筒O)以及抽吸管路(5)，所述引射焚燒筒O)的入口與渦噴發(fā)動機的出口連接，所述抽吸管路與引射焚燒筒⑵的入口端連通，所述渦噴發(fā)動機⑴的入口端與被污染氣源連通，所述引射焚燒筒⑵的出口排空，利用引射氣源在引射焚燒筒O)內(nèi)形成真空，被污染氣體經(jīng)過渦噴發(fā)動機吸入引射焚燒筒O)內(nèi)，同時步驟1產(chǎn)生的高溫燃氣流入引射焚燒筒O)內(nèi)，對應步驟3具體為在引射焚燒筒O)內(nèi)，被污染氣體被高溫燃氣焚燒，并將產(chǎn)物通過引射焚燒筒O)的出口排空。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的的焚燒方法，其特征在于所述步驟2具體為所述抽吸組件為設置在渦噴發(fā)動機(1)的入口端的帶有濾網(wǎng)的前罩G)，所述前罩(4)與被污染氣源連通；利用渦噴發(fā)動機入口產(chǎn)生吸力，被污染氣體通過帶濾網(wǎng)的前罩吸入渦噴發(fā)動機；對應步驟3為在渦噴發(fā)動機的渦噴燃燒室中燃燒被污染氣體，形成無毒產(chǎn)物排出。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的焚燒方法，其特征在于所述引射焚燒筒O)的出口設置有消音柵(3)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的焚燒方法，其特征在于所述引射焚燒筒(2)從入口端至出口端為筒徑逐漸增大。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種渦噴引射焚燒裝置及焚燒方法，焚燒裝置包括渦噴發(fā)動機、用于抽吸被污染氣體的抽吸組件、供油裝置以及控制裝置，供油裝置向渦噴發(fā)動機供油，控制裝置控制渦噴發(fā)動機工作，抽吸組件與渦輪發(fā)動機連通；焚燒方法包括產(chǎn)生高溫燃氣、吸收被污染氣體、焚燒被污染氣體并將被污染氣體排出。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)的吹除方法清除效果較差、中和處理方法效率低，以及焚燒法使用設備種類多的技術(shù)問題，設備規(guī)模小，處理效率高，可對推進系統(tǒng)殘留的有毒推進劑進行清除和無毒化處理。
文檔編號F02K7/00GK102563667SQ20111045689
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者張志濤, 張玫, 晉曉偉, 李平, 柳長安, 童飛 申請人:中國航天科技集團公司第六研究院第十一研究所