一种燃料供给装置

技术领域

本申请涉及航空航天技术领域，更具体地说，尤其涉及一种燃料供给装置。

背景技术

粉末燃料冲压发动机采用高能金属或硼粉为燃料，兼具液体燃料冲压发动机推力可调、比冲高及固体火箭冲压发动机安全可靠、结构简单等优点，尤其是固体/粉末或液体/粉末燃料组合冲压发动机，粉末燃料的加入不仅可大幅提高传统冲压发动机的比冲等性能，还能改善并增加其原有功能，是极具发展潜力的新一代导弹动力装置之一。

粉末燃料冲压发动机使用高能固体粉末(铝、镁、硼、碳等)为燃料、冲压空气为氧化剂和工质，其主要部件有粉末燃料、储箱、燃料供应系统、进气道、预燃室、燃烧室、点火装置和喷管。粉末燃料经粉末燃料供应系统流化后进入预燃室和燃烧室与冲压空气燃烧反应，最后燃烧产物从喷管喷出产生推力。

粉末燃料的供应是实现粉末燃料冲压发动机稳定燃烧和推力调节的关键，现有技术中往往是通过将粉末装填在燃料储箱中，流化气从活塞杆引入，经活塞表面的布风板进入粉末床体，并携带粉末从出口喷出，活塞在另一路气压作用下将储箱内的粉末压紧。活塞表面均匀分布的小孔，可使气固混合物均匀分散，同时可防止粉末回流。但是这种实施方式无法实现粉末燃料的连续、稳定的供给。

因此，亟需一种燃料供给装置，能够实现粉末燃料的连续、稳定的供给。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种燃料供给装置，能够实现粉末燃料的连续、稳定的供给。

本申请提供的技术方案如下：

一种燃料供给装置，包括：

转轴；

套设在所述转轴的外侧，与所述转轴同轴固定连接的磨削轮；

套设在所述磨削轮外侧，与所述转轴转动连接的外壳，所述外壳与磨削轮之间形成流化腔；

设置在所述外壳的外侧，与所述流化腔连通，用于收容药柱的药柱腔；

推动所述药柱沿所述药柱腔的径向移动，使得所述药柱的头端表面始终与所述磨削轮的加工面抵接的进给组件；

设置在所述外壳的一端，与所述流化腔连通的出气口；

用于向所述流化腔内输入流化气，使得所述流化腔内的粉末燃料朝出气口流动的导流组件。

优选地，

所述药柱腔至少设置有两组，且所述药柱腔绕所述磨削轮的周向间隔设置。

优选地，

所述磨削轮，包括：

与所述转轴固定连接的轮体；

设置在所述轮体的外圆周面上的磨削体，所述加工面为所述磨削体远离所述转轴的圆周表面，且所述加工面的各处到所述转轴的中心线的距离相等。

优选地，

所述磨削体具体为螺旋叶片。

优选地，

所述进给组件，包括：

与所述药柱腔远离所述外壳的一端固定密封连接的堵盖；

与所述药柱腔的内壁滑动密封连接的活塞盘，活塞盘与堵盖之间形成密封的压力腔；

连通压力腔与气源的进气嘴，高压气体经所述进气嘴进入到压力腔内，推动所述药柱的头端表面始终与所述磨削轮的加工面抵接。

优选地，

所述导流组件，包括：

设置在所述外壳远离所述出气口的一侧，与所述流化腔连通的第一进气口；

流化气通过第一进气口进入到流化腔内，带动流化腔内的燃料粉末朝所述出气口流动。

优选地，

还包括：

设置在所述流化腔内，靠近所述出气口的一侧的支撑组件；

所述支撑组件上设置有用于过滤燃料粉末的过滤网。

优选地，

所述支撑组件，包括：

支撑件，所述支撑件具体为筒状结构，所述支撑件的一端设置有与出气口相连的通孔，所述支撑件远离通孔的一端设有与外壳固定连接的端面；所述支撑件的外壁、所述外壳以及所述端面之间形成密闭气腔，所述过滤网与所述支撑件的内壁固定连接。

优选地，

所述导流组件，还包括：

设置在所述外壳上，连通所述密闭气腔与所述流化气气源的第二进气口；

设置在所述端面上，用于连通密闭气腔与流化腔的导流孔，所述导流孔设置有多组，且多组所述导流孔环绕所述外壳的中心线的周向均匀分布。

优选地，还包括：

设置在所述外壳远离所述出气口的一端，与所述外壳转动连接的驱动件，所述驱动件的输出端与所述转轴相连，带动所述转轴轴向转动。

优选地，所述驱动件具体为气动马达；

所述气动马达上设置有与流化气气源相连的第三进气口，所述气动马达的出气端通过气管与第一进气口和第二进气口相连。

本发明提供的燃料供给装置，首先由于设置有转轴、磨削轮、流化腔、药柱腔以及进给组件，其中，磨削轮与转轴同轴固定连接，外壳套设在磨削轮的外侧，且外壳与转轴转动连接，在外壳与磨削轮之间形成流化腔，药柱腔设置在外壳的外侧，且药柱腔与流化腔连通，通过药柱腔用于收容药柱，进给组件用于推动药柱沿药柱腔的径向移动，使得药柱的头端表面始终与磨削轮的加工面抵接，转轴带动磨削轮轴向转动，通过磨削轮的加工面对药柱的头端的表面进行磨削，使得药柱燃料被加工为粉末燃料，在进给组件的作用下，使得药柱头端的表面使用与加工面接触，直至药柱燃料被加工完成，由于药柱燃料为高能燃料(含各种高能金属粉末)通过黏合剂压制形成，在磨削轮的高速研磨下可以从药柱上剥离形成粉粒态，一方面，药柱燃料便于运输，另一方面，将药柱腔设置在流化腔的侧面，能够进一步提高空间的利用率。其次，由于药柱燃料被剥离成粉粒态后的粉末燃料，在重力的作用下粉末燃料容易沉积在磨削轮的加工面上，为了避免粉末燃料的沉积，本发明还设置有出气口以及导流组件，其中，出气口设置在外壳的一端，且出气口与冲压发动机的燃料进口连通，导流组件用于向流化腔输入流化气，带动流化腔的粉末燃料朝出气口流动。一方面，通过设置导流组件，能够及时对流化腔内的粉末燃料进行吹扫，防止粉末燃料的局部堆积，另一方面，通过导流组件，能够带走切磨的过程中的加工热量，防止燃料粉末在高温下产生团聚和熔结的现象，实现粉末燃料的连续，稳定的供给。由此可见，与现有技术相比，本发明提供的燃料供给装置，能够实现粉末燃料连续、稳定的供给。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。

图1为本发明实施例提供的燃料供给装置的第一种结构示意图；

图2为图1的立体结构图；

图3为本发明实施例提供的第一进气口的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的燃料供给装置的第二种结构示意图；

图5为本发明实施例提供的燃料供给装置的剖视图；

图6为本发明实施例提供的第二进气口的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的第三种燃料供给装置的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的左视图的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的图8中A-A剖视图。

附图标记：1、转轴；2、磨削轮；3、外壳；4、流化腔；5、药柱腔；51、药柱燃料；6、进给组件；31、出气口；7、导流组件；11、驱动件；21、轮体；22、磨削体；24、第三进气口；25、气管；61、堵盖；62、活塞盘；63、压力腔；64、进气嘴；71、第一进气口；711、流化气布气盘；712、布气孔；9、过滤网；82、支撑件；821、通孔；822、端面；823、密闭气腔；72、第二进气口；73、导流孔。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，多个、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

本发明实施例采用递进的方式撰写。

请如图1至图9所示，本发明实施例提供一种燃料供给装置，包括：转轴1；套设在转轴1的外侧，与转轴1同轴固定连接的磨削轮2；套设在磨削轮2外侧，与转轴1转动连接的外壳3，外壳3与磨削轮2之间形成流化腔4；设置在外壳3的外侧，与流化腔4连通，用于收容药柱燃料51的药柱腔5；推动药柱燃料沿药柱腔5的径向移动，使得药柱燃料51的头端表面始终与磨削轮2的加工面抵接的进给组件6；设置在外壳3的一端，与流化腔4连通的出气口31；用于向流化腔4内输入流化气，使得流化腔4内的粉末燃料朝出气口31流动的导流组件7。

需要进行说明的是，本发明实施例中的“药柱燃料”由高能燃料(含各种高能金属粉末)通过黏合剂压制形成，在磨削轮2的高速切磨下，可以从药柱燃料上剥离下来，形成粉末燃料。

本发明实施例中的“流化气”可以是氮气、氩气等燃烧惰性气体，也可以是甲烷、乙烯等可燃烧气体。

本发明提供的燃料供给装置，首先由于设置有转轴1、磨削轮2、流化腔4、药柱腔5以及进给组件6，其中，磨削轮2与转轴1同轴固定连接，外壳3套设在磨削轮2的外侧，且外壳3与转轴1转动连接，在外壳3与磨削轮2之间形成流化腔4，药柱腔5设置在外壳3的外侧，且药柱腔5与流化腔4连通，通过药柱腔5用于收容药柱燃料51，进给组件6用于推动药柱燃料51沿药柱腔5的径向移动，使得药柱燃料51的头端表面始终与磨削轮2的加工面抵接，转轴1带动磨削轮2轴向转动，通过磨削轮2的加工面对药柱燃料51的头端的表面进行磨削，使得药柱燃料被加工为粉末燃料，在进给组件6的作用下，使得药柱燃料51头端的表面使用与加工面接触，直至药柱燃料被加工完成，由于药柱燃料为高能燃料(含各种高能金属粉末)通过黏合剂压制形成，在磨削轮2的高速研磨下可以从药柱上剥离形成粉粒态，一方面，药柱燃料便于运输，另一方面，将药柱腔5设置在流化腔4的侧面，能够进一步提高空间的利用率。其次，由于药柱燃料被剥离成粉粒态后的粉末燃料，在重力的作用下粉末燃料容易沉积在磨削轮2的加工面上，为了避免粉末燃料的沉积，本发明还设置有出气口31以及导流组件7，其中，出气口31设置在外壳3的一端，且出气口31用于连通流化腔4和冲压发动机，导流组件7用于向流化腔4输入流化气，带动流化腔4的粉末燃料朝出气口31流动。一方面，通过设置导流组件7，能够及时对流化腔4内的粉末燃料进行吹扫，防止粉末燃料的局部堆积，另一方面，通过导流组件7，能够带走切磨的过程中的加工热量，防止燃料粉末在高温下产生团聚和熔结的现象，实现粉末燃料的连续，稳定的供给。由此可见，与现有技术相比，本发明提供的燃料供给装置，能够实现粉末燃料连续、稳定的供给。

在上述结构中，作为一种更加优选的实施方式，本发明实施例中的药柱腔5至少设置有两组，且药柱腔5绕磨削轮2的周向间隔设置，如此设置，磨削轮2在转动的过程中，能够对多组药柱同时进行切磨，进一步增加粉体燃料的加工效率。

在上述结构中，作为一种更加优选的实施方式，本发明实施例中的药柱腔5与外壳3之间的连接为可拆卸密封连接，一方面，方便对药柱腔5中的药柱进行补充和更换，另一方面便于维修检查磨削轮2的加工面的磨损情况，及时更换磨削轮2，为了防止漏气，本发明实施例中的药柱腔5与外壳3之间设置了密封件，密闭性能更好。

在上述结构中，作为一种更加优选的实施方式，本发明实施例提供的燃料供给装置中的磨削轮2包括轮体21以及磨削体22，其中轮体21与转轴1固定连接，磨削体22设置在轮体21的外表面上，加工面具体为磨削体22远离转轴1的圆周表面，且加工面各处到转轴1的轴线的距离相等，转轴1带动磨削体22转动时，加工面各处的线速度相等，如此设置，使得药柱头端的表面被磨削体22加工时受力均匀，能够保证粉末燃料颗粒大小的均匀度。

在上述结构中，作为一种更加优选的实施方式，本发明实施例中的进给组件6包括堵盖61、活塞盘62以及进气嘴64，其中，堵盖61设置在药柱腔5远离外壳3的一端，且堵盖61与药柱腔5密封固定连接；活塞盘62设置在药柱腔5内，且活塞盘62与药柱腔5的内壁滑动密封连接，活塞盘62与堵盖61之间形成密封的压力腔63，进气嘴64用于连通压力腔63与气源，高压气体经进气嘴64进入到压力腔63内，高压气体作用在活塞盘62上，推动活塞盘62朝磨削轮2的一侧径向滑动，使得药柱的头端表面始终与加工面抵接，通过设置进给组件6推动药柱，使得磨削轮2持续对药柱的头端表面进行磨削。

在上述过程中，通过控制压力腔63内空气的压强，控制药柱燃料朝磨削轮2的一侧移动的进给速度，从而控制磨削轮2加工粉体燃料的速率，当压力腔63内的空气的压强越大，对活塞盘62的作用力越大，药柱燃料与磨削轮2之间的相互作用力越大，磨削轮2的加工效率更高。

在上述结构中，作为一种更加优选的实施方式，本发明实施例中的燃料供给装置还包括过滤网9和支撑组件，其中，支撑组件设置流化腔4内，用于支撑过滤网9，且过滤网9设置在出气口31与转轴1之间，通过过滤网9对磨削轮2加工的燃料粉末进行过滤，防止颗粒尺寸较大的燃料粉末通过过滤网9，允许粉末燃料中粒径小的粉末燃料通过过滤网9进入出气口31中，粒径较大的粉末燃料继续被磨削体22进行加工，粒径小的粉末燃料在燃烧的过程中燃烧更充分，能够保证燃料被充分燃烧。

在上述结构中，作为一种更加优选的实施方式，本发明实施例中的导流组件7包括第一进气口71以及流化气气源，其中，第一进气口71设置在外壳3远离出气口31的一侧，且第一进气口71与流化腔4连通，流化气气源与第一进气口71相连，流化气通过第一进气口71进入到流化腔4内，在流化气的作用下，流化腔4内的粉末燃料朝出气口31的一端流动，在流化气的作用下，能够防止粉末燃料的局部堆积且在流化气流动的过程中带走磨削加工产生的热量，防止燃料粉末在高温下产生团聚和熔结的现象，实现粉末燃料的连续，稳定的供给。

请如图1至图3所示，本发明实施例中的磨削体22具体为切削刀片，燃料药柱头端的表面与切削刀片相接触，通过切削刀片将燃料药柱切削成粉末燃料，经切削刀片切削后的粉末燃料在流化腔4内形成弥漫状态，与流化气混合流化。

本发明实施例中流化腔4的流化空间较大，过滤网9与转轴1固定连接，本申请中的燃料供给装置中支撑组件，包括支撑架81，其中，支撑架81上设置有供流化气穿过的开口，且支撑架81与外壳3之间转动连接，支撑架81与过滤网9固定连接，支撑架81与转轴1之间通过轴承转动连接，转轴1远离过滤网9的一端通过轴承与外壳3转动连接，转轴1与外壳3之间、转轴1与支撑架81之间均设置有密封件，防止燃料粉末进入到转轴1与支撑架81之间，影响转轴1的轴向转动。

在上述结构中，本发明实施例中的流化腔4位于过滤网9远离磨削轮2的一侧的流化空间较大，流化腔4靠近出气口31的一端为锥形结构，且流化腔4的截面尺寸朝远离驱动件的一端逐渐减小。

在上述结构中，本发明实施例中的第一进气口71设置在外壳3远离出气口31的一端，且第一进气口71通过流化气布气盘711与流化腔4相连通，在流化气布气盘711上设置有布气孔712，布气孔712设置有多组，且多组布气孔712绕转轴1的周向均匀间隔设置在流化气布气盘711上，流化腔4通过第一进气口71，随后通过流化气布气盘上的布气孔均匀进入外壳3与切磨体之间的流化间隙内，对流化间隙进行刷，防止流化间隙之间存在残余的燃料粉末。

在上述结构中，本发明实施例中的燃料药柱的截面优选为圆形。

在上述结构中，作为一种更加优选的实施方式，本发明实施例提供的燃料供给装置，还包括：驱动件，其中驱动件设置在外壳3远离出气口31的一端，与外壳3转动连接的驱动件11，驱动件11的输出端与所述转轴1相连，带动所述转轴1轴向转动。

更进一步地，本发明实施例中的驱动件11的输出端伸入流化腔4内，且驱动件11的输出端与外壳3之间密封连接，进而保证流化腔4的气密性，防止流化腔4的流化气和燃料粉末从输出端与外壳3之间的间隙内溢出。

更进一步地，本发明实施例中的驱动件11具体为驱动电机或驱动马达，且驱动件11的输出端直接或间接的与转轴相连。

请如图4至图6所示，图4至图6为本申请提供的燃料供给装置的第二种实施方式。

本发明第二种实施例中的磨削体22具体为绕轮体21的径向设置的螺旋叶片，通过螺旋叶片的外表面对药柱燃料进行磨削，一方面，通过相邻螺旋叶片之间的间隙将粉末燃料输送至出气口31处，另一方面，螺旋叶片可以对流化气和粉末燃料进行搅拌，提高流化气和粉末燃料混合的均匀性。

在上述结构，本发明实施例中的第一进气口71设置在外壳3上，且第一进气口71设置在切磨体远离出气口31的一侧，流化气通过第一进气口71进入到流化腔4内，对相邻螺旋叶片之间的间隙内的燃料粉末进行冲刷。

在上述结构中，本发明实施例中的出气口31上设置有出气接嘴。

在上述结构中，本发明实施例中的支撑组件还包括支撑件82，当流化腔4内的尺寸较小时，支撑件82具体为筒状结构，支撑件82靠近出气口31的一端设置有用于安装出气接嘴的通孔821，支撑架81远离通孔821的一端设置有与外壳3固定连接的外壳3，支撑架81的外壁、外壳3以及端面822之间形成密闭气腔823，过滤网9设置在端面822的内侧，且过滤网9与支撑件82的内壁固定连接。此时，转轴1远离驱动件的一端悬浮设置在流化腔4内。

在上述结构中，本发明实施例中的导流组件7还包括第二进气口72以及导流孔73，其中，第二进气口72设置在外壳3上，通过第二进气口72连通密闭气腔823以及流化气气源，导流孔73设置在端面822上，导流孔73用于连通密闭气腔823以及流化腔4，导流孔73设置有多组，且多组导流孔73绕外壳3的中心线的周向均匀分布。流化气通过第二进气口72进入到密闭气腔823内，通过导流孔73均匀进入到流化腔4内，由于过滤网9设置在导流孔73的内侧，流化气对过滤网9进行冲刷，防止过滤网9堵塞。

请如图7至图9所示，作为一种更加优选的实施方式，本发明实施例提供的燃料供给装置，还包括：驱动件，其中驱动件设置在外壳3远离出气口31的一端，与外壳3转动连接的驱动件11，驱动件11的输出端与所述转轴1相连，带动所述转轴1轴向转动。

更进一步地，本发明实施例中的驱动件11的输出端伸入流化腔4内，且驱动件11的输出端与外壳3之间密封连接，进而保证流化腔4的气密性，防止流化腔4的流化气和燃料粉末从输出端与外壳3之间的间隙内溢出。

在上述结构中，作为一种更加优选的实施方式，本发明实施例提供的驱动件11具体为气动马达；所述气动马达上设置有与流化气气源相连的第三进气口24，所述气动马达的出气端通过气管25与第一进气口71和第二进气口72相连。

气动马达能够将压缩气体内的压力能转化为机械能并产生旋转运动，流化气气源通过第三进气口24进入到气动马达内，通过流化气体带动转轴1转动，流化气体经出气端通过气管25与第一进气口71和第二进气口72相连，如此设置，通过控制流化气进入到气动马达的流量，即可以达到调节转轴的转速，更加方便。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。