CN105312011B - 水反应型高压气体发射装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水反应型高压气体发射装置，即一种借助于耐高压容器内的水作为化学反应介质并使之与添加有镁粉或铝粉的专用燃料棒共同作用从而制备出超强高压气体的方法和有助于实现这一方法的装置，用这种方法和装置制备出的超强高压气体可以有效用于高压水的制备及射流技术等应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及高压气体制作领域，专利分类号属BOIJ7/00。
背景技术
在申请号201510105426.8的说明书中申请人曾针对如何以更低成本制备较大量高压气体的问题陈述了一种“大容量高压气体发射装置”设计方案并提出权利要求(目前这一申请已通过初审但尚未公告)，这一方案实际上就是借助固体火箭发动机原理将柱状的发射药以层燃方式所产生的高压气体输入到一个备有冷却水的高压容器内通过减震与过滤再从容器的输出端口释放出从而作为更符合要求的高压气源用于所需领域，这样一来由于所需药柱也就是通常所说的燃料棒可以通过多种途径及以不同的组分经人工合成，甚至可利用某些废弃物如地沟油及可燃性碎沫等与氧化剂混合构成，因此从环保及节能等角度上说这种大容量高压气体发射装置尚有一系列潜在价值有待发掘，尤其是从其自身现有的结构上看同样存在着如何对之实现更有效利用的问题，申请人注意到：要是能够直接利用容器内的过滤水与所述燃料棒以层燃方式不断产生的带有杂质的高温燃气实现进一步化学反应，从而以水作为一种化学介质直接参与到更强高压气体的产生和制备过程中，或许才更算得上是对所述装置最理想最有价值的利用方式。水能跟某些金属如锂、镁或铝发生强烈的化学反应这是具备初中以上化学知识的人都知道的事实，这也就是说如果能将这类金属粉末以合适的比例添加到燃料棒中去，并将它们以一种燃烧后所产生的极细微粒或未燃尽的高温物质方式与水发生反应，在这种情况下所述金属的颗粒度越小则其表面积的总和就越大，因而与水发生的放热反应也就越迅速越强烈，尤其是在其本身正处在高温状态时更是如此。在上述前提下容器内的一部分水会瞬间达到蒸发温度，而随着这一反应持续不断地发生，整个容器内的水可以在极短时间内形成大量超高压水蒸气不断从容器的输出端口以强烈爆发状态迅猛喷射而出，在此过程中高压气体的产生及强度已不再依赖燃料棒本身所提供的产气量，而更主要是取决于金属微粒与水反应的力度。只要能将上述反应控制在安全的范围内这一切就是完全可行的，而只要限定燃料棒内所述金属的添加量就能获得理想的安全指数。以上就是申请人对问题重新作出的认识。
发明内容
综上所述，本发明的目的就是要针对前述大容量高压气体发射装置提供一种另类的更有效的利用方法，即直接将其作为一种水反应型的高压气体发射装置以更充分发挥其自身结构现有的潜在价值。按照本发明所述的水反应型高压气体发射装置仍然是由柱塞状卡口发射套管A和带有减震功能和过滤水的耐高压容器B通过以各自端口的轴向套接组合构成并以电子点火头作为其必备的点火工具，关键则在于该装置所使用的是由镁粉或铝粉作为特定添加组分制成的专用燃料棒。
附图说明
以下结合附图进一步给予说明，附图描述了本发明给出的一种非限定性实施例，其中：图1是所述大容量高压气体发射装置的结构分解示意图，如图所示，它是由柱塞状卡口发射套管A和带有减震功能及过滤水的耐高压容器B通过实现各自端口的轴向套接组合构成，但图中没有把构成卡口发射套管A以及构成所述耐高压容器B的所有组件一一展示出来，而只是把其中与本说明书有关的主要组件给予展示，它们是：轴向连接管A1、金属密封盖A3、所述耐高压容器的壳体B1以及用于实现各自端口轴向组合的柱状螺母B6，实际上真正与本说明书有关的主要就是轴向连接管A1以及置于轴向连接管A1内部的燃料棒A6(燃料棒A6作为专门附图在图3中展示)。图2是经过整合后的所述大容量高压气体发射装置其外观示意图，同时也是本发明所述水反应型高压气体发射装置的外观示意图。图中标号A7所示的即所述的电子点火头，但从图上只能看到它的两条尾线，这两条尾线首先是从所述燃料棒A6的轴向贯通孔穿人并随后将点火头留在了燃料棒的点火端口上，而参照图1不难看出：随着整个装置实现“各自端口的轴向套装组合”，作为已经填装在所述轴向连接管A1内的燃料棒A6的点火端实际上已经倒插在了耐高压容器B的连接端口内侧，点火后它将以持续层燃的方式不断向耐高压容器B内的水中喷发出带有极高温度的高压气体。图3是本发明所述专用燃料棒与前述大容量高压气体发射装置所用燃料棒的对比示意图。如图所示，所述大容量高压气体发射装置使用的燃料棒A6是一条外经与一个置于前述轴向连接管A1内部的被称作管状膛体A5的组件其内径相同并且当中有一条轴向贯通孔的圆柱体，当将其一端点燃后，它不是以极快的爆燃方式立刻转换为高压气体和热能，而是以缓燃即层燃方式就像蜡烛那样的按序实现转换，这样一来不仅更具安全上的保障而且也能相对持久的不断产生高压气体。而作为本发明所述的水反应型专用燃料棒A6m在外形和结构方面与所述大容量高压气体发射装置使用的燃料棒A6完全是一样的，但不同的是水反应型燃料棒A6m是由镁粉或铝粉(图中用黑点表示)作为特定添加组分而制备成的专用燃料棒。或许有必要进一步说明的是如果没有耐高压容器B及其内部的水作为条件和接应，所述的专用燃料棒A6m本身并不会比普通燃料棒A6点燃后能产生出更大量的气体，仅仅是产生出更高的热能，而如果是单纯是把镁粉或铝粉投放到带水的容器内也很难产生理想的尤其是可控的效果，只有在以剧烈的层燃作为前奏的条件下所述专用燃料棒A6中的镁粉与水所产生的对冲式反应才是更完美的，因为在这一前提下的镁粉已经变成为炽热的烟尘式微粒了，当其遇水后则倾刻与水共同实现再次的剧烈放热式反应，这种相互叠加在一起的瞬间放热效应几乎就相当于把另一部分未经反应的水也给同时点燃即气化了，尤其是当燃料棒以层燃的方式持续不断地维持着这种状态时情况更是如此。
镁在自然界的储量极其丰富，也算不上是什么贵重金属，将其作为燃料棒的特定组份显然要比把它放在鞭炮或礼花弹里划算的多。采用以上方式有助于在短时间内制备出超强的高压气体，这种带有高温的超强高压气体可以直接用于制备高压水或广泛应用在射流技术等领域。
Claims (1)
1.一种水反应型高压气体发射装置，由柱塞式卡口发射套管A和自身带有减震功能并备有过滤水的耐高压容器B通过以各自端口的轴向套接组合构成并以电子点火头作为其必备的点火工具，其特征在于：该装置所使用的是由镁粉或铝粉作为特定添加组分制成的专用燃料棒(A6m)。
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