多根试样连续点火的激光点火实验装置

摘要

本发明公开了一种多根试样连续点火的激光点火实验装置，包括透镜压盖、激光透镜、燃烧室壳体、进气管、下箱体盖、下箱体、接线管、下箱体底板、步进电机、同步带轮、同步带、步进轴、试样托盘、挡板、排气管。使用时先将固体推进剂试样固定在置物槽中。之后对本发明进行气密性检测，确定本发明气密性良好后打开激光器点燃第一根固体推进剂试样，之后给予步进电机一定数量的脉冲，使得下一根固体推进剂试样正好位于激光透镜的正下方，再次进行点火，重复以上步骤直至试样全部点火完成。本发明操作简便，能够在一个密闭燃烧室内实现多根试样连续激光点火实验，且试样的数量可以根据燃烧室的尺寸大小调整。

说明书

技术领域

本发明属于固体推进剂点火技术，具体涉及一种多根试样连续点火的的激光点火实验装置。

背景技术

在研究固体推进剂点火及燃烧性能方面，有多种点火方式。激光点火是一种安全，可靠，轻便的新型点火技术，其输出的能量高且易于调节，能够独立于初温、压强以及气体组分等环境参数选择能量密度，减少了实验过程中的热损失和非均匀效应，抗电磁干扰能力强。所以研究固体推进剂的激光点火燃烧性能对火箭推进的发展具有重要意义。

现有的研究固体推进剂激光点火性能的实验装置只是搭建一个简单的密闭燃烧室，功能单一，且每次只能对一根试样进行点火，如果要对多根试样进行点火实验必须每次实验完成后拆装实验装置重新安装试样。

中国专利201410519983.X公开了一种耐高温可调压激光点火实验装置，所述装置不仅仅操作复杂，浪费时间成本，而且每次拆装实验装置后都要进行气密性检测，过程繁琐。

发明内容

本发明的目的是改善现有装置的不足，提供一种多根试样连续点火的激光点火实验装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种多根试样连续点火的激光点火实验装置，包括透镜压盖、激光透镜、燃烧室壳体、进气管、下箱体盖、下箱体、接线管、下箱体底板、步进电机、同步带轮、同步带、步进轴、试样托盘、挡板、排气管；激光透镜置于燃烧室壳体顶部中心，透镜盖压住激光透镜与燃烧室壳体固连，燃烧室壳体侧壁上开有两个第一通孔，进气管与排气管分别设置在所述第一通孔内，燃烧室壳体底部与下箱体盖顶部固连，下箱体分别与下箱体盖和下箱体底板固连，下箱体侧壁开有接线孔，接线管设置在所述接线孔内，步进电机固定于下箱体底板上，步进电机的输出轴上设有同步带轮，下箱体盖上设有第二通孔，步进轴穿过所述第二通孔，一端与轴承座连接，另一端与试样托盘固连。轴承座固定在下箱体底板上，试样托盘位于燃烧室壳体内。位于下箱体内的步进轴上设有同步带轮，两个同步带轮通过同步带连接，试样托盘上方设有挡板，挡板通过连接板固定在燃烧室壳体内壁。

所述试样托盘顶面，沿其周向均匀间隔分布若干个置物槽，试样设置在所述置物槽内。

所述挡板和试样托盘均为圆形，挡板的直径不小于试样托盘的直径。

所述挡板边缘设有一开口，开口位于激光透镜正下方，且位于置物槽正上方。

还包括密封圈，燃烧室壳体与下箱体盖的连接面设有密封圈，下箱体盖与下箱体的连接面设有密封圈，下箱体与下箱体底板的连接面设有密封圈。

所述接线管内通过灌密封胶密封。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：（1）能够在一个密闭燃烧室腔体内实现自动化的多根试样连续进行激光点火实验。

（2）试样的数量可以根据燃烧室的尺寸大小调整，适用于多种类型的试样，对于不同尺寸的试样，只需要改变试样托盘上安放试样的凹槽大小即可。

（3）成本低廉，操作简便，节省了时间成本，提高了实验效率。

附图说明

图1是本发明多根试样连续点火的激光点火实验装置的示意图。

图2是本发明多根试样连续点火的激光点火实验装置的试样托盘示意图。

图3是本发明多根试样连续点火的激光点火实验装置的挡板示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

结合图1~图3，一种多根试样连续点火的激光点火实验装置，包括透镜压盖1、激光透镜2、燃烧室壳体3、进气管4、下箱体盖6、下箱体7、接线管8、下箱体底板9、步进电机10、同步带轮11、同步带12、步进轴13、试样托盘14、挡板15、排气管16；激光透镜2置于燃烧室壳体3顶部中心，透镜盖1压住激光透镜2与燃烧室壳体3固连，燃烧室壳体3侧壁上开有两个第一通孔，进气管4与排气管16分别设置在所述第一通孔内，燃烧室壳体3底部与下箱体盖6顶部固连，下箱体7分别与下箱体盖6和下箱体底板9固连，下箱体7侧壁开有接线孔，接线管8设置在所述接线孔内，步进电机10固定于下箱体底板9上，步进电机10的输出轴上设有同步带轮11，下箱体盖6上设有第二通孔，步进轴13穿过所述第二通孔，一端与轴承座连接，另一端与试样托盘14固连。轴承座固定在下箱体底板9上，试样托盘14位于燃烧室壳体3内。位于下箱体7内的步进轴13上设有同步带轮11，两个同步带轮11通过同步带12连接，试样托盘14上方设有挡板15，挡板15通过连接板固定在燃烧室壳体3内壁。

在试样托盘14顶面，沿其周向均匀间隔分布若干个置物槽17，试样设置在所述置物槽内。

挡板15和试样托盘14均为圆形，挡板15的直径不小于试样托盘14的直径，挡板15边缘设有一开口，开口位于激光透镜2正下方，且位于置物槽17正上方。

试样为固体推进剂或膏体推进剂。

还包括密封圈5，燃烧室壳体3与下箱体盖6的连接面设有密封圈5，下箱体盖6与下箱体7的连接面设有密封圈5，下箱体7与下箱体底板9的连接面设有密封圈5。

所述接线管8内通过灌密封胶密封。

实施例1

结合图1~图3，一种多根试样连续点火的激光点火实验装置，包括透镜压盖1、激光透镜2、燃烧室壳体3、进气管4、下箱体盖6、下箱体7、接线管8、下箱体底板9、步进电机10、同步带轮11、同步带12、步进轴13、试样托盘14、挡板15、排气管16。激光透镜2置于燃烧室壳体3顶部中心，透镜盖1压住激光透镜2与燃烧室壳体3通过螺纹固连，燃烧室壳体3侧壁上开有两个第一通孔，两个第一通孔异侧。进气管4与排气管16分别设置在所述第一通孔内，燃烧室壳体3底部与下箱体盖6顶部通过螺栓固连，下箱体7分别与下箱体盖6和下箱体底板9通过螺栓固连，下箱体7侧壁开有接线孔，接线管8设置在所述接线孔内，步进电机10焊接在下箱体底板9上，步进电机10的输出轴上设有同步带轮11，下箱体盖6上设有第二通孔，步进轴13穿过所述第二通孔，一端与轴承座连接，另一端与试样托盘14固连。轴承座焊接在下箱体底板9上，试样托盘14位于燃烧室壳体3内。位于下箱体7内的步进轴13上设有同步带轮11，两个同步带轮11通过同步带12连接，试样托盘14上方设有挡板15，挡板15通过连接板固定在燃烧室壳体3内壁。

在试样托盘14顶面，沿其周向均匀间隔分布8个置物槽17，试样（即固体推进剂）设置在所述置物槽内。

挡板15和试样托盘14均为圆形，挡板15的直径等于试样托盘14的直径，挡板15边缘设有一开口，开口位于激光透镜2正下方，且位于置物槽17正上方。

燃烧室壳体3与下箱体盖6的连接面设有密封圈5，下箱体盖6与下箱体7的连接面设有密封圈5，下箱体7与下箱体底板9的连接面设有密封圈5。

所述接线管8内通过灌密封胶密封。

工作过程：

将固体推进剂试样固定在置物槽17中并装上挡板15，然后装上燃烧室壳体3并紧固各处螺钉。实验前先对本发明进行气密性检测，其过程如下：先关闭排气管16，从进气管4中向该装置充入3Mpa的氮气，静置10分钟，若是与本发明相连的气压表示数不变，则说明该装置气密性良好，若是与该装置相连的气压表示数降低，则需要紧固各处的螺钉后重新进行气密性检测。确定本发明气密性良好后给予步进电机10一定数量的脉冲，步进电机10通过同步带12带动步进轴13转过一定角度，使得试样托盘14的置物槽17中的固体推进剂试样位于激光透镜2的正下方。打开激光器，激光束经激光透镜2照射在固体推进剂试样上，试样发生点火。第一根试样点火完成后再次给予步进电机10一定数量的脉冲，使得下一根固体推进剂试样正好位于激光透镜2的正下方。打开激光器，再次进行点火，重复以上步骤直至试样全部点火完成。由于挡板15设置有一个开口，每次固体推进剂试样点火只有一根试样暴露在开口处，其余试样则被挡板15遮挡住，避免被飞溅的火星误引燃其他固体推进剂试样。

本发明的优点在于能够在一个密闭燃烧室腔体内实现自动化的多根试样连续进行激光点火实验。试样的数量可以根据燃烧室的尺寸大小调整，适用于多种类型的试样，对于不同尺寸的试样，只需要改变试样托盘上安放试样的凹槽大小即可。成本低廉，操作简便，节省了时间成本，提高了实验效率。