挤压式固体发动机装药系统及使用方法与流程

1.本发明涉及固体发动机技术领域，尤其涉及一种挤压式固体发动机装药系统及使用方法。


背景技术：

2.固体发动机一般指固体火箭发动机，固体火箭发动机由固体药柱、燃烧室、喷管组件和点火装置等组成，固体药柱是由推进剂与少量添加剂制成的中空圆柱体，中空部分为燃烧面，其横截面形状有圆形、星形等。固体药柱置于燃烧室中，点燃后在燃烧室中燃烧，产生高温高压的燃烧产物流经喷管组件，在其中膨胀加速，热能转变为动能，以高速从喷管组件排出而产生推力。
3.传统的固体发动机生产过程中，燃烧室装药大多采用浇注式成型方式，就是将混好的推进剂药浆装进料斗中，料斗与准备装药的壳体相连，预置在浇注缸中，封装好后依靠真空泵将浇注缸抽成近真空环境，依靠重力及负压的作用将药浆浇注至壳体中，整体结构复杂，成本较高；且浇注前需要预先将浇注缸做抽真空准备，整个浇注过程中，需要保持气密性和真空度，耗能较高，此外依靠大气压和药浆重力浇注，流动速度受限不可控，整个浇注周期漫长，生产效率低。


技术实现要素：

4.本发明提供一种挤压式固体发动机装药系统及使用方法，采用挤压装置挤压输送，装填速度和药量可控，且更容易实现推进剂药浆加压固化成型，可提升成型药柱与成型装置壳体间的界面粘接性能，降低药柱固化造成的应力水平，有利于提升燃烧室的装填分数，从而提升发动机整机性能；并且采用过滤装置可以排出推进剂药浆中的残留空气，保证发动机质量，且省去浇注缸及抽真空设备，具有结构简单、成本低、装药高效、工艺过程及设备集成度高、安全可靠性高等技术特点。
5.本发明提供一种挤压式固体发动机装药系统，包括：
6.挤压装置，包括：缸体和活塞，所述缸体适于盛放推进剂药浆且设有出浆口，所述活塞可滑动地设置于所述缸体内且适于挤压所述推进剂药浆经所述出浆口排出；
7.过滤装置，所述过滤装置经第一输送管路与所述缸体的出浆口相连，用于排入所述推进剂药浆并过滤所述推进剂药浆中的空气；
8.成型装置，包括壳体，所述壳体为固体发动机的燃烧室，所述燃烧室经第二输送管路与所述过滤装置相连，用于通过所述挤压装置排入过滤空气后的推进剂药浆并加压固化成型。
9.根据本发明提供的一种挤压式固体发动机装药系统，所述过滤装置包括：
10.箱体，设有入料口和出料口，所述入料口与所述第一输送管路相连，所述出料口与所述第二输送管路相连，且所述箱体设有排出孔；
11.至少一层过滤结构，设置于所述箱体内，所述过滤结构包括：两层第一超高分子量
聚乙烯膜，两层所述第一超高分子量聚乙烯膜之间形成药浆通道，所述药浆通道的两端分别与所述入料口和所述出料口连通，且每层所述第一超高分子量聚乙烯膜具有与所述排出孔连通的第一过滤孔，用于过滤所述推进剂药浆中的空气和水。
12.根据本发明提供的一种挤压式固体发动机装药系统，每层所述第一超高分子量聚乙烯膜背向所述药浆通道的一侧设有支撑板，所述支撑板设有第二过滤孔，所述第二过滤孔与所述第一过滤孔连通。
13.根据本发明提供的一种挤压式固体发动机装药系统，每层所述支撑板背向所述第一超高分子量聚乙烯膜的一侧设有第二超高分子量聚乙烯膜，所述第二超高分子量聚乙烯膜设有第三过滤孔，所述第三过滤孔与所述第二过滤孔连通。
14.根据本发明提供的一种挤压式固体发动机装药系统，每层所述第二超高分子量聚乙烯膜背向所述支撑板的一侧设有承压板，所述承压板设有第四过滤孔，所述第四过滤孔与所述第三过滤孔连通。
15.根据本发明提供的一种挤压式固体发动机装药系统，所述箱体内层叠设置多层所述过滤结构。
16.根据本发明提供的一种挤压式固体发动机装药系统，所述挤压装置还包括：非金属密封垫，所述非金属密封垫设置于所述活塞的挤压端面。
17.根据本发明提供的一种挤压式固体发动机装药系统，所述挤压装置还包括：
18.顶盖，所述顶盖可开闭地设置于所述缸体的顶部；
19.驱动器，设置于所述顶盖且与所述活塞相连，用于驱动所述活塞滑动。
20.根据本发明提供的一种挤压式固体发动机装药系统，所述成型装置的壳体底部设有进料口，所述进料口与所述第二输送管路相连，所述进料口设有进料阀门，所述成型装置的壳体顶部设有溢料口，所述溢料口连接恒压装置，且所述溢料口设有溢料阀门。
21.本发明还提供一种上述的挤压式固体发动机装药系统的使用方法，包括：
22.获取装药指令；
23.响应于所述装药指令，控制所述进料阀门和所述溢料阀门开启，并控制所述恒压装置保持装药过程中的压力恒定，控制所述挤压装置将所述推进剂药浆挤压排入所述过滤装置进行空气过滤，并将过滤空气后的所述推进剂药浆排入所述成型装置，直至所述推进剂药浆注满所述成型装置，控制所述溢料阀门关闭；
24.控制所述挤压装置继续加压，确定所述成型装置内的压力达到目标预设值，控制所述进料阀门关闭。
25.本发明提供的挤压式固体发动机装药系统及使用方法，包括但不限于以下有益效果：
26.(1)本发明采用挤压装置以挤压方式对推进剂药浆输送，安全高效，装填速度和药量可控，可以解决现行浇注方式效率低的问题；并且本发明挤压装置为混料与挤压一体化集成设计，混料后直接装药即可，无需相关技术中将混料缸的药浆翻转倒入浇注料斗中的操作流程，省去人工操作步骤，有利于提升效率，安全性更好；
27.(2)本发明采用挤压装置更容易实现推进剂药浆的加压固化成型，提升成型药柱与成型装置壳体间的界面粘接性能，降低药柱固化造成的应力水平，有利于提升燃烧室的装填分数，从而提升发动机整机性能；
28.(3)本发明采用过滤装置可以排出推进剂药浆中的残留空气，减少药柱内部气孔，提高发动机质量，并且省去传统技术的浇注缸及抽真空设备，结构更简单，安全性更好，此外无浇注缸封缸、抽真空等准备工序上的工作，准备周期短，生产效率更高；
29.(4)本发明系统设备集成度高，配置要求低，装药过程在地面集成操作即可，不需要地坑，不需要浇注缸，不用抽真空设备，可以大幅简化地面设备和操作流程，降低成本并提高效率，并且本发明系统可实现流水化批量生产作业，可有效降低成本。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1是本发明提供的挤压式固体发动机装药系统的结构示意图；
32.图2是本发明提供的过滤装置的结构示意图；
33.图3是本发明提供的过滤装置的内部结构示意图；
34.图4是本发明提供的单层过滤结构的示意图；
35.图5是本发明提供的挤压式固体发动机装药系统的使用方法的流程示意图。
36.附图标记：
37.100：挤压装置；101：缸体；102：活塞；103：出浆口；
38.104：非金属密封垫；105：顶盖；106：翻转合页；
39.107：锁紧螺栓；108：驱动器；
40.200：过滤装置；201：箱体；202：过滤结构；
41.2021：第一超高分子量聚乙烯膜；2022：药浆通道；
42.2023：第一过滤孔；2024：支撑板；2025：第二过滤孔；
43.2026：第二超高分子量聚乙烯膜；2027：第三过滤孔；
44.2028：承压板；2029：第四过滤孔；203：入料口；204：出料口；
45.205：排出孔；206：盖板；207：锁紧支耳；
46.300：成型装置；301：壳体；302：进料口；303：进料阀门；
47.304：溢料口；305：恒压装置；306：溢料阀门；307：芯模；
48.400：第一输送管路；500：第二输送管路；600：第一快拆接头；
49.700：第二快拆接头；800：推进剂药浆。
具体实施方式
50.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
51.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所
示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
52.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
53.在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
54.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
55.下面结合图1-图5描述本发明的挤压式固体发动机装药系统及使用方法。
56.根据本发明第一方面的实施例，参照图1-图4所示，本发明提供的挤压式固体发动机装药系统主要由三个装置组成，包括：挤压装置100、过滤装置200以及成型装置300。
57.其中，挤压装置100包括：缸体101和活塞102，缸体101适于盛放推进剂药浆800，并且缸体101设有出浆口103，出浆口103可具体设置于缸体101的底部；活塞102可滑动地设置于缸体101内，并且活塞102适于挤压推进剂药浆800经出浆口103排出。具体地，通过推动活塞102移动，可以向缸体101内的推进剂药浆800施加挤压作用力，从而将推进剂药浆800按预定的速度挤压出去。
58.过滤装置200经第一输送管路400与缸体101的出浆口103相连，用于排入推进剂药浆800并过滤推进剂药浆800中的空气。具体地，挤压装置100将推进剂药浆800通过第一输送管路400挤压输送至过滤装置200，过滤装置200将推进剂药浆800内部混入的残留空气进行过滤，可以避免后续成型药柱中残留空气形成气孔，从而提高发动机质量。
59.成型装置300包括壳体301，壳体301为固体发动机的燃烧室，燃烧室经第二输送管路500与过滤装置200相连，用于通过挤压装置100排入过滤空气后的推进剂药浆800并加压固化成型。具体地，经过滤装置200过滤后的推进剂药浆800在挤压装置100的挤压作用下，继续沿着第二输送管路500输送至成型装置300的壳体301内，直至壳体301装填满推进剂药浆800形成燃烧室，并且在挤压装置100的持续施压作用下，可以实现推进剂药浆800的加压固化，成型为固态药柱，当推进剂药浆固化完成后可以保证粘接界面的质量，亦可减小推进
剂自身的应力水平，从而有效提高发动机整机性能。
60.本发明实施例提供的挤压式固体发动机装药系统，通过采用挤压装置以挤压方式对推进剂药浆输送，安全高效，装填速度和药量可控，并且更容易实现推进剂药浆的加压固化成型，可提升成型药柱与成型装置壳体间的界面粘接性能，降低药柱固化造成的应力水平，有利于提升燃烧室的装填分数，从而提升发动机整机性能；本发明挤压装置为混料与挤压一体化集成设计，混料后直接装药即可，无需相关技术中将混料缸的药浆翻转倒入浇注料斗中的操作流程，省去人工操作步骤，有利于提升效率，安全性更好；通过采用过滤装置可以排出推进剂药浆中的残留空气，减少药柱内部气孔，提高发动机质量，并且省去传统技术的浇注缸及抽真空设备，结构更简单，安全性更好，并且无浇注缸封缸、抽真空等准备工序上的工作，准备周期短，生产效率更高；此外，本发明系统配置要求低，装药过程在地面集成操作即可，不需要地坑，不需要浇注缸，不用抽真空设备，可以大幅简化地面设备和操作流程，降低成本并提高效率，本发明系统均可实现流水化批量生产作业，可有效降低成本。
61.根据本发明的一个实施例，参照图1所示，第一输送管路400的两端分别通过第一快拆接头600与挤压装置100的出浆口103和过滤装置200的入料口203相连；并且，第二输送管路500的两端分别通过第二快拆接头700与过滤装置200的出料口204和成型装置300的进料口302相连，可以实现系统的快速拆装，便于运转，以适应多种工况场地以及流水化作业；此外，在各个连接处可以设置密封件，以保证系统的密封性。
62.根据本发明的一个实施例，参照图1所示，挤压装置100还包括：非金属密封垫104，非金属密封垫104设置于活塞102的挤压端面，挤压端面可以理解为与缸体101内推进剂药浆800的接触面。
63.其中，通过设置非金属密封垫104，可以保证密封效果，从而保证挤压效果；并且非金属密封垫104可以为橡胶件，在挤压过程中，可以避免与金属缸体101产生强力挤压和摩擦，同时可以避免金属活塞102与推进剂药浆800接触，从而保证挤压过程的安全性。
64.根据本发明的一个实施例，参照图1所示，挤压装置100还包括：顶盖105，顶盖105可开闭地设置于缸体101的顶部，当混料时，打开顶盖105，将推进剂药浆组分放入缸体101内充分搅拌均匀，混料完成后，关闭顶盖105，进行装药。其中，推进剂药浆800一般由氧化剂、粘合剂、燃料以及一些少数其它添加成分组成。
65.例如，缸体101上设有翻转合页106，顶盖105的一侧与翻转合页106可转动相连，顶盖105的另一侧通过锁紧螺栓107与缸体101相连，当需要混料时，松开锁紧螺栓107，打开顶盖105，当混料完成后，关闭顶盖105并通过锁紧螺栓107紧固，并且顶盖105的底部边沿设有密封件，以保证与缸体101的密封性。
66.又例如，顶盖105与缸体101采用螺纹连接或者卡接等方式。
67.根据本发明的一个实施例，参照图1所示，挤压装置100还包括：驱动器108，驱动器108可以设置于顶盖105上或者其他安装架上，并且驱动器108与活塞102相连，用于驱动活塞102上下往复滑动。
68.本发明驱动器108的具体类型不做特别限制，例如可以为液压油缸、电动推杆或者气缸等驱动装置。
69.相关技术中，在采用浇注成型工艺的固体发动机装药过程中，由于推进剂药浆流动性差、工装设计不合理或是抽真空条件达不到预期要求，导致推进剂药浆混合和浇注工
序除气不充分，特别容易引起推进剂药浆内部存在不同尺寸大小的气孔，具体包括：推进剂药浆中的空气一般是在推进剂混合过程中反复揉搓、挤压以及药浆混合结束从混合锅内翻转倒入浇注料斗中时药浆流动时裹入。目前常用工艺是在推进剂混合过程中对混合锅密封抽真空和浇注过程中浇注缸内抽真空除气，需要配备罗茨真空泵，设备复杂，且设备在混合和浇注过程需要全程持续工作，非常耗能；混合锅和浇注缸需要密封措施，在工作过程为压力容器，存在一定的安全隐患；工作过程需要时刻监控真空度，工艺操作繁琐，若设备作业中故障或密封不好等原因造成真空度波动导致真空条件达不到预期，除气不充分，则会使后续成型药柱的内部产生气孔。
70.并且推进剂组分中的氧化剂高氯酸胺极易吸收空气中的水分，导致推进剂药浆中往往会有少量水分，在推进剂药浆固化过程中，推进剂药浆中的水分与固化剂的异氰酸根反应生产气体，导致后续成型药柱内产生气孔，从而影响发动机质量。
71.研究表明，药柱内部气孔的存在会使孔洞边缘的应变超过最大应变，破环药柱的结构完整性，同时体积较大或数量较多的孔洞在发动机点火工作过程中会引起燃面异常增加，影响发动机内弹道性能，严重时甚至造成发动机爆炸解体。
72.为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种推进剂药浆过滤装置，参照图2-图4所示，本发明过滤装置200包括：箱体201和至少一层过滤结构202。
73.其中，箱体201的左右两端分别设有入料口203和出料口204，入料口203与第一输送管路400相连，入料口203适于流入带压推进剂药浆800，可以通过挤压装置100使得经第一输送管路400流入过滤装置200内的推进剂药浆800具有一定的压力；出料口204与第二输送管路500相连，出料口204适于流出过滤空气和水后的推进剂药浆800，过滤后的推进剂药浆800可以经第二输送管路500排入成型装置300；并且箱体201设有排出孔205，用于排出内部过滤后的空气和水。
74.参照图4所示，至少一层过滤结构202设置于箱体201内，过滤结构202包括：两层第一超高分子量聚乙烯膜2021，两层第一超高分子量聚乙烯膜2021之间形成药浆通道2022，药浆通道2022的两端分别与入料口203和出料口204连通，并且每层第一超高分子量聚乙烯膜2021具有与排出孔205连通的第一过滤孔2023，用于过滤推进剂药浆800中的空气和水。
75.具体地，推进剂药浆800经挤压装置100具有高压，从过滤装置200的入料口203挤压流入药浆通道2022，在压力的作用下，推进剂药浆800与第一超高分子量聚乙烯膜2021充分接触，并且推进剂药浆800中裹挟的空气经第一超高分子量聚乙烯膜2021的第一过滤孔2023过滤，再经箱体201上的排出孔205排出；同时由于超高分子量聚乙烯膜具有亲水性，推进剂药浆800中的少量水分也被吸收，过滤排出。除气除水后的推进剂药浆800从过滤装置200的出料口204经第二输送管路500挤压输送至成型装置300的燃烧室内。
76.其中，药浆通道2022的横截面形状和尺寸可根据药浆流动性及药柱对气孔大小要求进行设计，不做特别限制。
77.可以理解的是，本发明实施例通过带压的推进剂药浆800流经药浆通道2022与超高分子量聚乙烯膜接触，可以实现稳定自动除气；并且采用超高分子量聚乙烯膜，它具有亲水性、耐化学性、抗静电性、摩擦系数低和防粘性等特性。其中，亲水性有助于过滤吸收推进剂药浆800中的水分，进一步提高药柱内部质量和界面粘接质量；耐化学性则不会被推进剂药浆800腐蚀，提高装置可靠性和使用寿命；抗静电性则使得装置更安全；低摩擦系数可以
使得推进剂药浆800能顺利流经药浆通道2022除气，不会被粘附在药浆通道2022表面，避免堵塞药浆通道2022，从而提高装置可靠性。
78.因此，本发明实施例的过滤装置200通过采用超高分子量聚乙烯膜，可以高效稳定地对推进剂药浆800自动除气，保证固体火箭发动机产品质量的同时，还可以尽量减少推进剂药浆800中的水分，进一步提高产品质量；并且过滤装置200无需配备真空泵抽真空，结构更简化，安全性更好，无需考虑真空度波动，在作业过程中无需时刻监控真空度，工艺更简化，减少作业人员工作量。
79.根据本发明的一个实施例，参照图4所示，每层第一超高分子量聚乙烯膜2021背向药浆通道2022的一侧设有支撑板2024，支撑板2024设有第二过滤孔2025，第二过滤孔2025与第一过滤孔2023连通。
80.由于流经药浆通道2022的推进剂药浆800具有压力，因此，通过在第一超高分子量聚乙烯膜2021的背侧设置支撑板2024，可以对第一超高分子量聚乙烯膜2021进行有效支撑，避免第一超高分子量聚乙烯膜2021承压损坏，提高过滤装置200的使用寿命；并且支撑板2024通过设置第二过滤孔2025，可以保证空气和水的排出，保证过滤装置200的可靠性。
81.并且，为进一步提高支撑作用，支撑板2024可以采用高强度耐腐蚀的金属板。
82.根据本发明的一个实施例，参照图4所示，每层支撑板2024背向第一超高分子量聚乙烯膜2021的一侧设有第二超高分子量聚乙烯膜2026，第二超高分子量聚乙烯膜2026设有第三过滤孔2027，第三过滤孔2027与第二过滤孔2025连通。
83.由于第一超高分子量聚乙烯膜2021直接与带压的推进剂药浆800接触，长时间使用存在损坏的可能性，从而影响过滤效果，为此，本发明通过在支撑板2024的背侧设置第二超高分子量聚乙烯膜2026，可以加强过滤效果，并且在第一超高分子量聚乙烯膜2021损坏时可以进行补充过滤，从而保证过滤效果，有效提高了过滤装置200的可靠性。
84.根据本发明的一个实施例，参照图4所示，每层第二超高分子量聚乙烯膜2026背向支撑板2024的一侧设有承压板2028，承压板2028设有第四过滤孔2029，第四过滤孔2029与第三过滤孔2027连通。
85.本发明实施例通过在过滤结构202的最外侧设置承压板2028，可以对整个过滤膜结构起到支承的作用，从而进一步保护多层超高分子量聚乙烯膜，防止其损坏，提高装置的使用寿命。
86.并且，为进一步提高承压作用，承压板2028可以采用高强度耐腐蚀的金属板。
87.此外，排出孔205、第一过滤孔2023、第二过滤孔2025、第三过滤孔2027和第四过滤孔2029均设置多个，可以有效提高过滤效果。
88.根据本发明的一个实施例，参照图3所示，箱体201内层叠设置多层过滤结构202，以提高过滤效率。
89.在一个具体示例中，过滤装置200内部镶嵌三层过滤结构202，推进剂药浆800从入料口203挤压流入三个药浆通道2022，被分割成一定厚度与多层超高分子量聚乙烯膜接触，过滤推进剂药浆800中的空气和水，过滤的空气和水经相应的过滤孔从箱体201的排出孔205排出，过滤后的推进剂药浆800从出料口204排出。
90.根据本发明的一个实施例，箱体201沿过滤结构202的过滤方向的相对两侧中的至少一侧设有排出孔205。例如，当过滤结构202为水平放置时，箱体201的上侧和/或下侧设置
排出孔205，或者当过滤结构202为竖向设置时，箱体201的前侧和/或后侧设置排出孔205。其中，过滤方向可以理解为空气和水流经排出孔205排出的方向，可参见图4中上下两侧箭头所示方向。
91.并且，参照图2所示，箱体201可拆卸设有盖板206，盖板206设有排出孔205。通过可拆卸的盖板206，可以便于箱体201内部过滤结构202的安装更换。
92.此外，当盖板206设置于箱体201的前侧和/或后侧时，盖板206设有锁紧支耳207，箱体201上设有锁杆，锁杆通过螺栓等紧固件与锁紧支耳207相连，实现盖板206与箱体201的可拆卸装配。当然，还可以采用卡接等连接方式。
93.继续参照图1所示，对本发明的成型装置300进行大致介绍，本发明成型装置300的壳体301底部设有进料口302，进料口302与第二输送管路500相连，进料口302设有进料阀门303；并且成型装置300的壳体301顶部设有溢料口304，溢料口304连接恒压装置305，且溢料口304设有溢料阀门306，通过恒压装置305可以保证装药过程中的压力恒定，以进行匀速装药，从而提高系统的安全稳定性，并且通过进料阀门303与溢料阀门306的配合可以控制推进剂药浆800的加压固化过程，具体参见后述。
94.本发明恒压装置305的具体类型不做特别限制，例如，恒压装置305包括缓冲罐和压力传感器，缓冲罐与成型装置300的溢料口304相连，缓冲罐上设有补压阀和泄压阀，压力传感器设置于缓冲罐内，用于检测缓冲罐内的压力，当缓冲罐内的压力偏离设定的压力值时，通过补压阀进行增压或者泄压阀降压，使压力保持稳定。
95.并且，成型装置300的壳体301内中心设有沿高度方向布置的芯模307，用于使推进剂药浆800成型为中空圆柱体的药柱。
96.此外，成型装置300的壳体301顶部还设置液位传感器，用于检测成型装置300内的推进剂药浆量；成型装置300壳体内还设有压力传感器，用于检测成型装置300内的压力。
97.下面对本发明提供的挤压式固体发动机装药系统的使用方法进行描述，下文描述的挤压式固体发动机装药系统的使用方法与上文描述的挤压式固体发动机装药系统可相互对应参照。
98.参照图5所示，本发明挤压式固体发动机装药系统的使用方法，主要包括：
99.s100、获取装药指令。
100.s200、响应于装药指令，控制进料阀门303和溢料阀门306开启，并控制恒压装置305保持装药过程中的压力恒定，控制挤压装置100将推进剂药浆800挤压排入过滤装置200进行空气过滤，并将过滤空气后的推进剂药浆800排入成型装置300，直至推进剂药浆800注满成型装置300，控制溢料阀门306关闭。
101.s300、控制挤压装置100继续加压，确定成型装置300内的压力达到目标预设值，控制进料阀门303关闭。
102.其中，当过滤装置200采用超高分子量聚乙烯膜时，还可以过滤推进剂药浆800中的水。将过滤后的推进剂药浆800按预先设置的芯模307成型在成型装置300的壳体301中，推进剂药浆800装填结束后，关闭溢料阀门306，挤压装置100继续工作，保证工作压力，此时成型装置300的壳体301中就会形成内部压力，当内部压力达到设定的目标压力值时，一般为1mpa，关闭进料阀门303，完成推进剂药浆的加压固化过程，形成固态药柱，从而完成一台发动机燃烧室的装药，然后可以拆下快拆接头，对下一台发动机燃烧室装药。
103.可以理解的是，由于推进剂固化是收缩的过程，加压固化是将壳体301中的推进剂药浆800施加一定的压力，当推进剂药浆800固化完成后，可以保证成型药柱与燃烧室粘接界面的质量，亦可减小推进剂药柱自身的应力水平，从而提高发动机整体性能。
104.因此，本发明实施例提供的挤压式固体发动机装药系统的使用方法，装填速度和药量可控，加压固化过程简单且效果好，并且无需相关技术中将混料缸的药浆翻转倒入浇注料斗中的操作流程，也无浇注缸封缸、抽真空等准备工序上的工作，准备周期短，生产效率更高。
105.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种挤压式固体发动机装药系统，其特征在于，包括：挤压装置，包括：缸体和活塞，所述缸体适于盛放推进剂药浆且设有出浆口，所述活塞可滑动地设置于所述缸体内且适于挤压所述推进剂药浆经所述出浆口排出；过滤装置，所述过滤装置经第一输送管路与所述缸体的出浆口相连，用于排入所述推进剂药浆并过滤所述推进剂药浆中的空气；成型装置，包括壳体，所述壳体为固体发动机的燃烧室，所述燃烧室经第二输送管路与所述过滤装置相连，用于通过所述挤压装置排入过滤空气后的推进剂药浆并加压固化成型。2.根据权利要求1所述的挤压式固体发动机装药系统，其特征在于，所述过滤装置包括：箱体，设有入料口和出料口，所述入料口与所述第一输送管路相连，所述出料口与所述第二输送管路相连，且所述箱体设有排出孔；至少一层过滤结构，设置于所述箱体内，所述过滤结构包括：两层第一超高分子量聚乙烯膜，两层所述第一超高分子量聚乙烯膜之间形成药浆通道，所述药浆通道的两端分别与所述入料口和所述出料口连通，且每层所述第一超高分子量聚乙烯膜具有与所述排出孔连通的第一过滤孔，用于过滤所述推进剂药浆中的空气和水。3.根据权利要求2所述的挤压式固体发动机装药系统，其特征在于，每层所述第一超高分子量聚乙烯膜背向所述药浆通道的一侧设有支撑板，所述支撑板设有第二过滤孔，所述第二过滤孔与所述第一过滤孔连通。4.根据权利要求3所述的挤压式固体发动机装药系统，其特征在于，每层所述支撑板背向所述第一超高分子量聚乙烯膜的一侧设有第二超高分子量聚乙烯膜，所述第二超高分子量聚乙烯膜设有第三过滤孔，所述第三过滤孔与所述第二过滤孔连通。5.根据权利要求4所述的挤压式固体发动机装药系统，其特征在于，每层所述第二超高分子量聚乙烯膜背向所述支撑板的一侧设有承压板，所述承压板设有第四过滤孔，所述第四过滤孔与所述第三过滤孔连通。6.根据权利要求2-5中任一项所述的挤压式固体发动机装药系统，其特征在于，所述箱体内层叠设置多层所述过滤结构。7.根据权利要求1-5中任一项所述的挤压式固体发动机装药系统，其特征在于，所述挤压装置还包括：非金属密封垫，所述非金属密封垫设置于所述活塞的挤压端面。8.根据权利要求7所述的挤压式固体发动机装药系统，其特征在于，所述挤压装置还包括：顶盖，所述顶盖可开闭地设置于所述缸体的顶部；驱动器，设置于所述顶盖且与所述活塞相连，用于驱动所述活塞滑动。9.根据权利要求1-5中任一项所述的挤压式固体发动机装药系统，其特征在于，所述成型装置的壳体底部设有进料口，所述进料口与所述第二输送管路相连，所述进料口设有进料阀门，所述成型装置的壳体顶部设有溢料口，所述溢料口连接恒压装置，且所述溢料口设有溢料阀门。10.一种根据权利要求9所述的挤压式固体发动机装药系统的使用方法，其特征在于，包括：
获取装药指令；响应于所述装药指令，控制所述进料阀门和所述溢料阀门开启，并控制所述恒压装置保持装药过程中的压力恒定，控制所述挤压装置将所述推进剂药浆挤压排入所述过滤装置进行空气过滤，并将过滤空气后的所述推进剂药浆排入所述成型装置，直至所述推进剂药浆注满所述成型装置，控制所述溢料阀门关闭；控制所述挤压装置继续加压，确定所述成型装置内的压力达到目标预设值，控制所述进料阀门关闭。

技术总结
本发明涉及固体发动机技术领域，提供一种挤压式固体发动机装药系统及使用方法。挤压式固体发动机装药系统包括：挤压装置、过滤装置和成型装置，挤压装置包括：缸体和活塞，缸体适于盛放推进剂药浆且设有出浆口，活塞可滑动地设置于缸体内且适于挤压推进剂药浆经出浆口排出；过滤装置与出浆口相连，用于过滤推进剂药浆中的空气；成型装置包括壳体，壳体为固体发动机的燃烧室，燃烧室与过滤装置相连，用于排入过滤空气后的推进剂药浆并加压固化成型。本发明装填速度和药量可控，可以实现推进剂药浆加压固化成型，提升发动机整机性能；并且可以排出推进剂药浆中的残留空气，保证发动机质量，具有装药高效、安全可靠性高等特点。安全可靠性高等特点。安全可靠性高等特点。


技术研发人员：李伟 刘百奇 张胜敏 刘建设 杨乐 杨向明 肖波
受保护的技术使用者：北京星河动力航天科技股份有限公司 安徽星河动力装备科技有限公司 江苏星河航天科技有限公司 星河动力（山东）航天科技有限公司
技术研发日：2023.02.17
技术公布日：2023/5/16