一種小型復(fù)合固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱原位提取ap裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種對報(bào)廢后的小型固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱在殼體內(nèi)快速提取氧化劑AP的裝置，屬于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的處理和回收技術(shù)領(lǐng)域，主要用于報(bào)廢固體發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱的回收處理。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化劑AP (高氯酸銨)是復(fù)合推進(jìn)劑的主要組份，它為推進(jìn)劑中的燃料提供燃燒需要的氧元素，一般占藥柱總重的40%~70%。它是復(fù)合推進(jìn)劑易燃易爆危險(xiǎn)特性的主要原因。一般推進(jìn)劑藥柱與火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體是通過化學(xué)固化反應(yīng)后粘接成一體，因而固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)一般屬于一次性產(chǎn)品，難以進(jìn)行返修，性能不合格即報(bào)廢處理。報(bào)廢的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)十分危險(xiǎn)，需要對其進(jìn)行無害化處理，回收有價(jià)值的部件。目前研究的方法和技術(shù)一般是先將復(fù)合推進(jìn)劑藥柱從固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體中分離出來后，再進(jìn)行殼體回收和推進(jìn)劑藥柱的回收處理工作，因而如何將復(fù)合推進(jìn)劑藥柱與發(fā)動(dòng)機(jī)殼體安全分離是該技術(shù)領(lǐng)域的一大難題。
[0003]固體推進(jìn)劑中氧化劑AP是以固體顆粒的形式，與金屬燃料等組份均勻分布在由有機(jī)高分粘合劑固化形成的橡膠彈性材料之中，將其分離出來一般采用用物理或化學(xué)方法破壞橡膠彈性材料后，再用萃取的方式將其中AP提取出來。國內(nèi)外目前最采用的方法是利用高壓液氮或高壓水射流切割法破壞橡膠彈性材料，將推進(jìn)劑藥柱破壞后，再進(jìn)行AP的回收工作，該方法仍存在較大的危險(xiǎn)性，國內(nèi)外都曾多次發(fā)生過發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥在進(jìn)行水切割過程中意外點(diǎn)火造成人員傷亡的情況，雖然隨著遠(yuǎn)程控制和隔離操作的技術(shù)采用，對操作人員的傷害可以降低，但對設(shè)備及周圍設(shè)施的破壞仍不可避免，同時(shí)設(shè)備投資也十分巨大。相關(guān)研究如:
Scott G.，Giltner，et al , Overview of the demilitarizat1n program for class
1.1 warheads and rocket motors using high pressure waterjets at the universityof Missour1-Rolla, 24th ICT， 1993.Giltner，Scott G.，Sitton，Oliver C.，The React1n of Class 1.1 Propellantsand Explosives to Water Jet Impact, 24th Internat1nal ICT Conference, 1993.David A Summers, Paul N.fforsey, Programmed Extract1n of Explosive andPropellant from military casings ， 24th Internat1nal ICT Conference, 1993.D.V.Brower, L.A.Losee.俄羅斯固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的銷毀安全問題.國外固體火箭技術(shù)選遞.2005，6.同時(shí)，采用高壓水射流直接切割后的發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥由于含有大量的水份，難以進(jìn)行回收再利用。因此，對報(bào)廢的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥進(jìn)行殼體與推進(jìn)劑藥柱的分離需要探索新的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體中直接快速提取推進(jìn)劑藥柱中主要組份AP的小型復(fù)合固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱原位提取AP裝置，利用提取溶劑本身的壓力和重力使裝置部件與推進(jìn)劑藥柱接觸面在提取過程中始終保持狹窄的縫隙，溶劑在縫隙中通過時(shí)帶出其中的AP，安全、效率高、設(shè)備投資小，適用于小型報(bào)廢火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的處理。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:包括密封安裝于待處理發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上下兩端的上密封座和下密封座、置于上密封座內(nèi)用于擠壓待處理發(fā)動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)藥柱將AP擠出的芯孔塞；所述芯孔塞上部呈倒圓臺狀結(jié)構(gòu)；芯孔塞下部插裝于藥柱芯孔；芯孔塞下部與藥柱芯孔為間隙配合；芯孔塞側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)用于均衡萃取深度的環(huán)形積液槽；上密封座上設(shè)有進(jìn)液口，進(jìn)液口處連接有用于調(diào)節(jié)降感液進(jìn)入待處理發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的流量的進(jìn)液閥門；下密封座上設(shè)有出液口，出液口處連接有用于調(diào)節(jié)降感液流出待處理發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的流量的出液閥門。
[0006]所述上密封座、下密封座上均設(shè)有與待處理發(fā)動(dòng)機(jī)殼體連接的止口，止口與待處理發(fā)動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)壁接觸處設(shè)有密封槽，密封槽內(nèi)設(shè)有橡膠密封圈。
[0007]所述裝于發(fā)動(dòng)機(jī)殼體兩端的上密封座、下密封座經(jīng)拉桿固定。
[0008]所述上密封座上設(shè)有壓力表一；所述下密封座出液口處設(shè)有壓力表二。
[0009]所述進(jìn)液閥門經(jīng)軟管與降感液貯罐出液閥門相連；所述出液閥門經(jīng)軟管與溶液回收貯罐進(jìn)液閥門相連。
[0010]所述芯孔塞下端面上設(shè)有圓錐形凹部，保證液體從藥面流過。
[0011]所述芯孔塞上端面直徑為藥柱外徑的0.7—0.9倍。
[0012]所述芯孔塞為金屬材質(zhì)。
[0013]所述降感液為加壓下的二氧化碳、水、乙腈、氨、二甲亞砜、鹵代烴中的一種或兩種以上的液體。
[0014]本發(fā)明利用提取溶劑本身的壓力和錐形芯孔塞的重力，使裝置錐形芯孔塞壓縮提取AP后形成的橡膠海綿層，從而與推進(jìn)劑藥柱接觸面在提取過程中始終保持狹窄的縫隙，溶劑在壓力作用下被迫從縫隙中單向通過，溶解帶出其中的AP，提取AP后的藥柱形成多孔的海綿層被錐形芯孔塞繼續(xù)壓縮，從而持續(xù)實(shí)現(xiàn)更深層藥柱中AP的提取，裝置通過控制進(jìn)液閥門和出液閥門的流量來控制AP的提取速度和錐形芯孔塞移動(dòng)速度。
[0015]相比現(xiàn)有技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn):
1)在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)AP的提取，不需要進(jìn)行危險(xiǎn)的藥柱切割等工作；工藝流程簡單。
[0016]2)采用薄層壓力滲流方式，提取效率高。
[0017]3)采用溶劑自有壓力和孔塞重力推進(jìn)，溶劑持續(xù)滲透，無強(qiáng)摩擦和沖擊，安全性好。
[0018]4)通過進(jìn)液閥門和出液閥門的流量來控制提取過程，操作簡單。
[0019]基于上述優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明具有很好的安全性、經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2為本發(fā)明的使用狀態(tài)示意圖。
[0022]圖中，1、上密封座，2、下密封座，3、芯孔塞，4、待處理發(fā)動(dòng)機(jī)殼體，5、藥柱，6、進(jìn)液閥門，7、出液閥門，8、芯孔，9、液氨貯罐，10、溶液回收貯罐，11、壓力表一，12、壓力表二，13、拉桿。
【具體實(shí)施方式】
[0023]圖1中，本發(fā)明包括發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上密封座1、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體下密封座2、芯孔塞3 ;發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上密封座1、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體下密封座2與固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體4密封相連，形成密封的容器。發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上密封座1、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體下密封座2有可調(diào)節(jié)大小的進(jìn)液閥門6和出液閥門7。芯孔塞3是頭部能與推進(jìn)劑藥柱5芯孔8形成緊密配合的錐形金屬塞。
[0024]提取氧化劑AP (高氯酸銨)時(shí)，需要打開上密封座1上的進(jìn)液閥門6充入加壓的溶劑，溶劑流過錐形芯孔塞3和發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱5之間的縫隙進(jìn)入藥柱芯孔8后經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體下密封座2上的出液閥門7流出裝置。溶劑為能溶解藥柱中AP的液體，比如加壓下水、或乙腈、或氨、或二甲亞砜、或鹵代烴中的一種或兩種以上的液體。錐形芯孔塞3在壓力和重力的作用下，不斷向下移動(dòng)，直到穿過藥柱5。通過控制進(jìn)液閥門6和出液閥門7的流量來控制錐形芯孔塞3移動(dòng)速度和過程的安全。
[0025]圖2中，以某空地導(dǎo)彈用固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)為試驗(yàn)對象，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱原位提取AP實(shí)施試驗(yàn)。
[0026]按藥柱芯孔的尺寸加工錐形芯孔塞3 ;錐形芯孔塞上端面直徑為藥柱直徑的0.8倍，孔塞與藥柱接觸面上有環(huán)形積液槽，用于均衡萃取深度。
[0027]按發(fā)動(dòng)機(jī)殼體兩端開口尺寸，加工發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上密封座1和發(fā)動(dòng)機(jī)殼體下密封座2，上密封座1和下密封座2上相應(yīng)位置設(shè)置密封槽，用橡膠密封圈與發(fā)動(dòng)機(jī)殼體4的密封面密封。將錐形芯孔塞3放入藥柱5上端芯孔8中，并壓緊，將上密封座1、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體4和下密封座2通過拉桿13固定成一體。
[0028]用金屬軟管連接進(jìn)液閥門6與液氨貯罐9的出液閥門。用金屬軟管連接節(jié)流閥門7與溶液回收貯罐10的進(jìn)液閥門。
[0029]關(guān)閉出液閥門7，打開進(jìn)液閥門6進(jìn)液，在壓力表1112穩(wěn)定后，稍后輕輕打開并調(diào)節(jié)節(jié)流閥門7，使壓力表12的顯示值小于壓力表110.Γ0.4MPa，保持一段時(shí)間直到錐形芯孔塞3穿過藥柱5，完成該發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑藥柱中AP的回收試驗(yàn)。
[0030]本發(fā)明未詳細(xì)說明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種小型復(fù)合固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱原位提取AP裝置，其特征在于:包括密封安裝于待處理發(fā)動(dòng)機(jī)殼體(4)上下兩端的上密封座(1)和下密封座(2)、置于上密封座(1)內(nèi)用于擠壓待處理發(fā)動(dòng)機(jī)殼體(4)內(nèi)藥柱(5)將AP擠出的芯孔塞(3)； 所述芯孔塞(3)上部呈倒圓臺狀結(jié)構(gòu)；芯孔塞(3)下部插裝于藥柱(5)芯孔；芯孔塞(3)下部與藥柱(5)芯孔為間隙配合；芯孔塞(3)側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)用于均衡萃取深度的環(huán)形積液槽； 上密封座(1)上設(shè)有進(jìn)液口，進(jìn)液口處連接有用于調(diào)節(jié)降感液進(jìn)入待處理發(fā)動(dòng)機(jī)殼體(4)的流量的進(jìn)液閥門(6)； 下密封座(2)上設(shè)有出液口，出液口處連接有用于調(diào)節(jié)降感液流出待處理發(fā)動(dòng)機(jī)殼體(4)的流量的出液閥門(7)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型復(fù)合固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱原位提取AP裝置，其特征在于:所述上密封座(1)、下密封座(2 )上均設(shè)有與待處理發(fā)動(dòng)機(jī)殼體(4 )連接的止口，止口與待處理發(fā)動(dòng)機(jī)殼體(4)內(nèi)壁接觸處設(shè)有密封槽，密封槽內(nèi)設(shè)有橡膠密封圈。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小型復(fù)合固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱原位提取AP裝置，其特征在于:所述裝于發(fā)動(dòng)機(jī)殼體(4)兩端的上密封座(1)、下密封座(2)經(jīng)拉桿(13)固定。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型復(fù)合固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱原位提取AP裝置，其特征在于:所述上密封座(1)上設(shè)有壓力表一(11);所述下密封座(2)出液口處設(shè)有壓力表二(12)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型復(fù)合固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱原位提取AP裝置，其特征在于:所述進(jìn)液閥門(6)經(jīng)軟管與降感液貯罐出液閥門相連；所述出液閥門(7)經(jīng)軟管與溶液回收貯罐(10)進(jìn)液閥門相連。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型復(fù)合固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱原位提取AP裝置，其特征在于:所述芯孔塞(3)下端面上設(shè)有圓錐形凹部。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型復(fù)合固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱原位提取AP裝置，其特征在于:所述芯孔塞(3)上端面直徑為藥柱(5)外徑的0.7—0.9倍。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型復(fù)合固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱原位提取AP裝置，其特征在于:所述芯孔塞(3)為金屬材質(zhì)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型復(fù)合固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱原位提取AP裝置，其特征在于:所述降感液為加壓下的二氧化碳、水、乙腈、氨、二甲亞砜、鹵代烴中的一種或兩種以上的液體。
【專利摘要】一種小型復(fù)合固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱原位提取AP裝置，包括密封安裝于待處理發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上下兩端的上密封座和下密封座、置于上密封座內(nèi)用于擠壓待處理發(fā)動(dòng)機(jī)殼體內(nèi)藥柱將AP擠出的芯孔塞；所述芯孔塞上部呈倒圓臺狀結(jié)構(gòu)；芯孔塞下部插裝于藥柱芯孔；芯孔塞下部與藥柱芯孔為間隙配合；芯孔塞側(cè)壁上設(shè)有多個(gè)用于均衡萃取深度的環(huán)形積液槽；上密封座上設(shè)有進(jìn)液口，進(jìn)液口處連接有用于調(diào)節(jié)降感液進(jìn)入待處理發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的流量的進(jìn)液閥門；下密封座上設(shè)有出液口，出液口處連接有用于調(diào)節(jié)降感液流出待處理發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的流量的出液閥門。本發(fā)明具有安全、效率高、設(shè)備投資小等優(yōu)點(diǎn)，適用于小型報(bào)廢固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱中AP的提取回收處理。
【IPC分類】F02K9/32
【公開號】CN105317585
【申請?zhí)枴緾N201410349562
【發(fā)明人】李忠友, 吉志強(qiáng), 葛志強(qiáng), 熊偉強(qiáng), 姚南
【申請人】湖北航天化學(xué)技術(shù)研究所
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年7月22日