本發(fā)明涉及復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿流動性能測試，特別涉及一種復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿流速測試裝置及測試方法。

背景技術(shù)：

1、復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿是一種高固含量高粘稠性液體，且一直伴隨固化反應(yīng)發(fā)生，復(fù)合推進(jìn)劑加壓固化過程則是指推進(jìn)劑藥漿在澆注工藝完畢后，繼續(xù)施加一個恒定的壓力，并一直保持到推進(jìn)劑藥柱完全固化的工藝過程。

2、授權(quán)公告號cn110082258b的發(fā)明專利公開了一種復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿流速測試裝置及測試方法，在三個粘度杯的外殼上分別套裝有保溫夾套。壓力輸出管道為各粘度杯提供壓力。在壓力輸出管道上安裝有壓力變送器和精密減壓閥。該壓力變送器的信號輸出端通過數(shù)據(jù)線與計算機(jī)的信號輸入端連接。電子天平的信號輸出端通過數(shù)據(jù)線與計算機(jī)的信號輸入端連接。采用周期性測試的方法，依次獲取推進(jìn)劑藥漿在各采樣周期的流速，直至得到的推進(jìn)劑藥漿在該周期內(nèi)藥漿質(zhì)量的平均值小于1g/min。

3、該發(fā)明重現(xiàn)加壓固化生產(chǎn)工藝條件，模擬中能固體火箭發(fā)動機(jī)多個型號的加壓澆注工藝，應(yīng)用該藥漿流速實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵詸z測藥漿隨固化反應(yīng)流動性的變化趨勢，給出高固含量高粘度藥漿流速和加壓固化的準(zhǔn)確時間。

4、但是上述測試裝置及測試方法經(jīng)過本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)際研究后發(fā)現(xiàn)仍舊存在一些缺點(diǎn)，較為明顯的就是測試完成后，復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿會因固化反應(yīng)而在粘度杯內(nèi)形成推進(jìn)劑藥柱，由于粘度杯下方的出料口口徑極小，因此只能由粘度杯開口對推進(jìn)劑藥柱進(jìn)行清理，操作難度較大且耗時較長，另外為保證測試精度，需要設(shè)置多個粘度杯同時進(jìn)行測試，這樣就進(jìn)一步增加了推進(jìn)劑藥柱清理所需時間。

5、因此，發(fā)明一種復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿流速測試裝置及測試方法來解決上述問題很有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿流速測試裝置及測試方法，通過設(shè)置有推進(jìn)劑藥柱脫出機(jī)構(gòu)、復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿容納加熱機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、同步密封機(jī)構(gòu)和加壓機(jī)構(gòu)，以便于利用驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動同步密封機(jī)構(gòu)下移，同步密封機(jī)構(gòu)下移后對復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿容納加熱機(jī)構(gòu)頂部進(jìn)行密封，隨后驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動推進(jìn)劑藥柱脫出機(jī)構(gòu)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使推進(jìn)劑藥柱脫出機(jī)構(gòu)解除對復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿容納加熱機(jī)構(gòu)底部的封堵，以便開始流速測試操作，后續(xù)測試完成后驅(qū)動機(jī)構(gòu)上移使推進(jìn)劑藥柱脫出機(jī)構(gòu)復(fù)位，隨后對加壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行推動，進(jìn)而使加壓機(jī)構(gòu)對推進(jìn)劑藥柱脫出機(jī)構(gòu)進(jìn)行增壓，推進(jìn)劑藥柱脫出機(jī)構(gòu)則將復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿容納加熱機(jī)構(gòu)內(nèi)部的多個推進(jìn)劑藥柱進(jìn)行同步推出，以解決上述背景技術(shù)中提出的測試完成后，復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿會因固化反應(yīng)而在粘度杯內(nèi)形成推進(jìn)劑藥柱，由于粘度杯下方的出料口口徑極小，因此只能由粘度杯開口對推進(jìn)劑藥柱進(jìn)行清理，操作難度較大且耗時較長，另外為保證測試精度，需要設(shè)置多個粘度杯同時進(jìn)行測試，這樣就進(jìn)一步增加了推進(jìn)劑藥柱清理所需時間的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿流速測試裝置，包括底座，所述底座內(nèi)側(cè)底部設(shè)置有電子天平，所述底座內(nèi)側(cè)頂部設(shè)置有推進(jìn)劑藥柱脫出機(jī)構(gòu)，所述底座頂部設(shè)置有復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿容納加熱機(jī)構(gòu)與外殼，所述外殼位于復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿容納加熱機(jī)構(gòu)外側(cè)且與底座固定連接，所述外殼內(nèi)側(cè)頂部設(shè)置有驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)底端設(shè)置有同步密封機(jī)構(gòu)以及外側(cè)設(shè)置有加壓機(jī)構(gòu)；

3、所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動同步密封機(jī)構(gòu)下移，所述同步密封機(jī)構(gòu)下移后對復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿容納加熱機(jī)構(gòu)頂部進(jìn)行密封，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動推進(jìn)劑藥柱脫出機(jī)構(gòu)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以解除對復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿容納加熱機(jī)構(gòu)底部的封堵，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)上移時對加壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行推動，所述加壓機(jī)構(gòu)對推進(jìn)劑藥柱脫出機(jī)構(gòu)進(jìn)行增壓，所述推進(jìn)劑藥柱脫出機(jī)構(gòu)將復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿容納加熱機(jī)構(gòu)內(nèi)部的多個推進(jìn)劑藥柱進(jìn)行同步推出。

4、優(yōu)選的，所述推進(jìn)劑藥柱脫出機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)管、扭簧、齒輪、支管和密封罩；

5、所述旋轉(zhuǎn)管兩端分別貫穿底座內(nèi)壁并延伸至底座外側(cè)，所述旋轉(zhuǎn)管通過軸承與底座轉(zhuǎn)動連接，所述扭簧與齒輪由內(nèi)向外依次套接設(shè)置于旋轉(zhuǎn)管外側(cè)端部，所述扭簧固定連接于底座內(nèi)壁與旋轉(zhuǎn)管之間，所述齒輪與旋轉(zhuǎn)管固定連接，所述支管與密封罩均設(shè)置有多個，多個所述支管均勻固定連接于旋轉(zhuǎn)管正面，多個所述密封罩分別固定設(shè)置于多個支管端部，所述密封罩內(nèi)側(cè)設(shè)置有單向閥。

6、優(yōu)選的，所述復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿容納加熱機(jī)構(gòu)包括粘度杯與水浴箱；

7、所述粘度杯設(shè)置有多個，多個所述粘度杯均勻固定貫穿設(shè)置于底座頂部，所述水浴箱固定套接設(shè)置于多個粘度杯外側(cè)。

8、優(yōu)選的，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括往復(fù)螺桿、驅(qū)動電機(jī)、外套管、第一復(fù)位彈簧、內(nèi)套管、導(dǎo)向板和齒條；

9、所述往復(fù)螺桿貫穿外殼頂部并延伸至外殼內(nèi)側(cè)，所述驅(qū)動電機(jī)固定設(shè)置于外殼頂部且與往復(fù)螺桿傳動連接，所述外套管、第一復(fù)位彈簧和內(nèi)套管由上至下依次套接設(shè)置于驅(qū)動電機(jī)外側(cè)，所述外套管與往復(fù)螺桿傳動連接，所述第一復(fù)位彈簧固定連接于外套管與內(nèi)套管之間，所述內(nèi)套管與往復(fù)螺桿滑動連接且沿豎直方向滑動嵌套設(shè)置于外套管內(nèi)側(cè)，所述導(dǎo)向板固定套接設(shè)置于外套管外側(cè)頂部，所述齒條固定設(shè)置于導(dǎo)向板底部。

10、優(yōu)選的，所述同步密封機(jī)構(gòu)包括頂板、u形架、密封蓋和負(fù)壓管；

11、所述u形架固定設(shè)置于內(nèi)套管底端，所述頂板固定設(shè)置于頂板底部，所述密封蓋與負(fù)壓管均設(shè)置有多個，多個所述密封蓋分別位于多個粘度杯正上方且均固定設(shè)置于頂板底部，多個所述負(fù)壓管分別固定貫穿設(shè)置于多個密封蓋頂部，多個所述負(fù)壓管均固定貫穿設(shè)置于頂板頂部，所述負(fù)壓管的輸入端連接有壓力發(fā)生設(shè)備。

12、優(yōu)選的，所述加壓機(jī)構(gòu)包括環(huán)形密封殼體、傳輸管、活塞板、活塞桿、底板和第二復(fù)位彈簧；

13、所述環(huán)形密封殼體位于往復(fù)螺桿外側(cè)且固定設(shè)置于外殼內(nèi)側(cè)頂部，所述傳輸管設(shè)置有兩個，兩個所述傳輸管分別固定貫穿設(shè)置于環(huán)形密封殼體兩側(cè)且分別與旋轉(zhuǎn)管兩端通過旋轉(zhuǎn)接頭連接，所述活塞板沿豎直方向滑動設(shè)置于環(huán)形密封殼體內(nèi)側(cè)，所述活塞桿滑動貫穿設(shè)置于環(huán)形密封殼體底部且固定連接于活塞板與底板之間，所述第二復(fù)位彈簧套接設(shè)置于活塞桿外側(cè)。

14、本發(fā)明還公開了一種復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿流速測試方法，使用上述的復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿流速測試裝置實(shí)現(xiàn)，所述方法具體包括以下步驟：

15、s1、將推進(jìn)劑藥漿分別裝入三個粘度杯內(nèi)側(cè)，并使推進(jìn)劑藥漿表面與粘度杯內(nèi)沿平齊，通過水浴箱上的進(jìn)水管向水浴箱內(nèi)部輸入熱水，熱水對三個粘度杯進(jìn)行加熱，循環(huán)后的熱水通過水浴箱上的出水管進(jìn)行輸出，在電子天平頂部放置稱量紙；

16、s2、啟動驅(qū)動電機(jī)，驅(qū)動電機(jī)帶動往復(fù)螺桿旋轉(zhuǎn)，往復(fù)螺桿旋轉(zhuǎn)時帶動外套管下降，外套管下降時通過第一復(fù)位彈簧帶動內(nèi)套管下降，通過導(dǎo)向板帶動齒條下降，內(nèi)套管下降時通過u形架帶動頂板下降，頂板下降時帶動三個密封蓋同步下降；

17、s3、外套管下降距離達(dá)到第一閾值時，三個密封蓋分別蓋合在三個粘度杯頂部，進(jìn)而對三個粘度杯頂部開口進(jìn)行密封，此時由于粘度杯的阻擋，同步密封機(jī)構(gòu)無法繼續(xù)下降，同時后續(xù)隨著外套管的繼續(xù)下降，內(nèi)套管對第一復(fù)位彈簧進(jìn)行持續(xù)壓縮，同時導(dǎo)向板繼續(xù)帶動齒條下降；

18、s4、外套管下降距離達(dá)到第二閾值時，齒條與齒輪嚙合，后續(xù)隨著齒條的繼續(xù)下移，齒輪帶動旋轉(zhuǎn)管旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)管旋轉(zhuǎn)時帶動支管與密封罩由粘度杯底部出料口位置移開；

19、s5、外套管下降距離達(dá)到第三閾值時，旋轉(zhuǎn)管帶動支管長端旋轉(zhuǎn)至豎直狀態(tài)，同時外套管運(yùn)動至驅(qū)動電機(jī)外側(cè)往復(fù)螺紋最底端，此時對驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行停機(jī)；

20、s6、通過負(fù)壓管所連接的壓力發(fā)生設(shè)備對三個粘度杯進(jìn)行加壓，為三個粘度杯內(nèi)部的推進(jìn)劑藥漿提供向下流動的驅(qū)動力，使推進(jìn)劑藥漿通過粘度杯底部的出料口滴落于稱量紙，電子天平對稱量紙上的藥漿質(zhì)量進(jìn)行稱量，取得到的三個粘度杯滴落在稱量紙上的藥漿質(zhì)量的平均值，即為當(dāng)前采樣周期推進(jìn)劑藥漿的流速，重復(fù)上述操作多次，直至得到的推進(jìn)劑藥漿在該周期內(nèi)藥漿質(zhì)量的平均值小于1g/min；

21、s7、再次啟動驅(qū)動電機(jī)，此時驅(qū)動電機(jī)再次帶動往復(fù)螺桿旋轉(zhuǎn)，往復(fù)螺桿旋轉(zhuǎn)時帶動外套管上移復(fù)位，外套管上移復(fù)位過程中先后帶動推進(jìn)劑藥柱脫出機(jī)構(gòu)與同步密封機(jī)構(gòu)復(fù)位，此時粘度杯頂部不再被密封，同時密封罩再次套接在粘度杯底部出料口外側(cè)；

22、s8、外套管上移距離達(dá)到第四閾值時，外套管帶動初始工位，此時導(dǎo)向板頂部與底板底部貼合，后續(xù)隨著導(dǎo)向板的不斷上移，底板對第二復(fù)位彈簧進(jìn)行壓縮，同時通過活塞桿帶動活塞板在環(huán)形密封殼體內(nèi)側(cè)持續(xù)上移，活塞板上移過程中對環(huán)形密封殼體內(nèi)部的空氣進(jìn)行推動，環(huán)形密封殼體內(nèi)部的空氣通過傳輸管進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)管內(nèi)部，隨后通過支管與密封罩進(jìn)入到粘度杯內(nèi)部，進(jìn)而將粘度杯內(nèi)部的推進(jìn)劑藥柱向上推動；

23、s9、外套管上移距離達(dá)到第五閾值時，外套管運(yùn)動至往復(fù)螺桿外側(cè)往復(fù)螺紋最頂端，此時粘度杯內(nèi)部的推進(jìn)劑藥柱在壓力作用下由粘度杯頂部開口被推出，后續(xù)隨著往復(fù)螺桿的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，外套管下移復(fù)位，同時加壓機(jī)構(gòu)也逐漸復(fù)位；

24、s10、外套管下移距離達(dá)到第六閾值時，外套管再次抵達(dá)初始工位，此時對驅(qū)動電機(jī)進(jìn)行停機(jī)。

25、本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

26、本發(fā)明通過設(shè)置有推進(jìn)劑藥柱脫出機(jī)構(gòu)、復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿容納加熱機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、同步密封機(jī)構(gòu)和加壓機(jī)構(gòu)，以便于利用驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動同步密封機(jī)構(gòu)下移，同步密封機(jī)構(gòu)下移后對復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿容納加熱機(jī)構(gòu)頂部進(jìn)行密封，隨后驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動推進(jìn)劑藥柱脫出機(jī)構(gòu)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而使推進(jìn)劑藥柱脫出機(jī)構(gòu)解除對復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿容納加熱機(jī)構(gòu)底部的封堵，以便開始流速測試操作，后續(xù)測試完成后驅(qū)動機(jī)構(gòu)上移使推進(jìn)劑藥柱脫出機(jī)構(gòu)復(fù)位，隨后對加壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行推動，進(jìn)而使加壓機(jī)構(gòu)對推進(jìn)劑藥柱脫出機(jī)構(gòu)進(jìn)行增壓，推進(jìn)劑藥柱脫出機(jī)構(gòu)則將復(fù)合固體推進(jìn)劑藥漿容納加熱機(jī)構(gòu)內(nèi)部的多個推進(jìn)劑藥柱進(jìn)行同步推出，相較于現(xiàn)有技術(shù)中同類型裝置以及方法，本發(fā)明可以在測試完成后對多個成型的推進(jìn)劑藥柱進(jìn)行同步清理，自動化程度更高，降低操作難度，節(jié)約人力的同時縮短清理所需時間。