CN101694365B - 带有活塞装置的爆发器 - Google Patents

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Abstract

带有活塞装置的、容积可变的爆发器，它包括火工品转接头(1)、压力传感器转接头(2)、爆发器本体(3)、活塞筒(4)、橡胶垫(5)、活塞杆(6)、传递杆(7)。在测试过程中，活塞杆在活塞筒内可以滑动运动，爆发器腔内容积可变，能够模拟作功火工品起爆后容积变化的真实环境；被测火工品和压力传感器均通过转接头与爆发器本体连接，对于不同的火工品和不同的传感器，只需重新设计转接头，不必重新设计爆发器。通过带有活塞装置的、容积可变的爆发器，可以同时测试作功火工品起爆后的压力、推力、加速度和位移等多个参量，提高性能评价的准确性，降低实验成本。

Description

带有活塞装置的爆发器
所属技术领域
本发明涉及一种带有活塞装置的、容积可变的爆发器，尤其是能够同时测试作功火工品爆炸后输出的压力、推力、加速度和位移等多个参量的爆发器。
背景技术
作功火工品，是利用燃烧或爆炸产生的效应来完成机械功能的火工品装置，不仅在飞机、汽车上大量使用，更是武器装备、航空航天系统中不可缺少的组成部分，被广泛用于各种枪炮的弹药、火箭、导弹、卫星姿态调整、紧急救生装置等等。作功火工品种类繁多，功能各异，不同类型和不同用途的作功火工品具有不同的功能参量。常见的功能参量有压力—时间(P-t)曲线、负载位移—时间曲线、推力—时间(F-t)曲线、加速度—时间曲线、发火至负载移动(或压力上升)的时间间隔、发火至工作结束的时间间隔等。
爆发器能够测试火工品起爆后的压力参量，它为火工品爆炸产物提供一个固定的环境空间。常规的爆发器为密闭爆发器，而作功火工品在点火后，燃烧室的容积是变化的，这使得密闭爆发器测试的P-t曲线与变容积条件下测试的P-t曲线存在很大差别。因此，密闭爆发器测试的P-t曲线及特征参量不能准确地代表作功火工品输出的压力特征。
再者，作功类火工品爆炸或燃烧后，会输出推力，使活塞或负载产生加速度和速度，从而使负载产生一定位移，这些属于作功火工品输出性能中的运动参量。密闭爆发器虽然能够测试作功火工品的输出压力，但却不能对那些运动参量进行测试。这些运动参量可以用传统的终端固定台架机构进行测试，但却又无法同时得到压力参量。
因此目前分别采用密闭爆发器和终端固定台架来测试作功火工品的P-t曲线和F-t曲线，再依据两类曲线特征评价作功火工品作功能力的测试方法，无法对作功火工品的输出参量进行多参数测试，只能根据单参量进行评估。准确地分析和评定作功火工品的输出性能，降低实验成本，就必须单次爆炸多参量同时测试，这也是本发明提出的思路。
发明内容
为了实现作功火工品在一次爆炸中同时获得多个输出参量从而提高输出性能分析的准确性，本发明设计了一套带有活塞装置的爆发器，作功火工品起爆后爆发器腔内容积可变，能够模拟作功火工品真实的作功环境。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：借鉴活塞压力计的结构和炮弹在膛内运动的状态，将其工作原理引进密闭爆发器测试技术中，将密闭爆发器和终端固定台架两套设备的功能有机地结合在一起，设计成带有活塞装置的一体化的爆发器，来完成作功火工品输出多参量的综合测试。这种爆发器可以取代目前由密闭爆发器和终端固定台架两套设备多次实验才能完成的测试，并且确保模拟环境与真实环境相近。
本发明的有益效果：利用该装置可以实现作功火工品的单次实验多参量测试，通过测试结果可以综合评估作功火工品的输出性能，提高输出性能分析的准确性，解决目前作功火工品输出测试中存在的单一参数测试、实验成本高、操作繁琐等问题，为作功火工品的研究、设计、生产和综合可靠性评估提供参考，是进行故障诊断、分析监控和安全使用的基础，具有明显的军事社会效益和良好的应用前景。
附图说明
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
图1是带有活塞装置的爆发器结构图。
图中1.火工品转接头，2.压力传感器转接头，3.爆发器本体，4.活塞筒，5.橡胶垫，6.活塞杆，7.传递杆。
具体实施方式
在图1中，火工品转接头(1)是用来安装固定被测作功火工品的，它与爆发器本体(3)通过螺纹密封连接，压力传感器转接头(2)是用来安装固定压力传感器的，它与爆发器本体(3)也是通过螺纹密封连接，将橡胶垫(5)放入活塞筒(4)底部，用来防止活塞杆(6)与活塞筒(4)的硬性撞击，将活塞杆(6)放入活塞筒(4)，有螺纹一面朝向橡胶垫(5)，传递杆(7)穿过活塞筒(4)底部圆孔与活塞杆(6)通过螺纹连接，最后将活塞筒(4)与爆发器本体(3)通过螺纹密封连接。加速度传感器采用胶贴方式或其它方式固定在传递杆(7)的右端圆盘上，该圆盘同时作为位移测试的反射参考面。在测试时，火工品起爆后在爆发器内产生的压力，作用在活塞端面上，对活塞杆产生推力，并使活塞杆(6)和传递杆(7)一起运动，产生的加速度和位移通过固定在传递杆(7)上的加速度传感器和外部的位移传感器进行测试。压力传感器通过压力传感器转接头(2)固定在爆发器本体(3)上直接测试爆发器内部的压力。
被测火工品和压力传感器分别通过火工品转接头(1)和压力传感器转接头(2)与爆发器本体(3)连接，对于不同的火工品和不同的传感器，只需重新设计火工品转接头(1)和压力传感器转接头(2)，不必重新设计爆发器本体(3)。
活塞杆(6)与活塞筒(4)为间隙配合，中间涂有润滑油，既能保证二者之间运动自如，减小摩擦力，又能确保二者之间的密封效果。
带有活塞装置的、容积可变的爆发器，适用于本发明提到的作功火工品输出压力、推力、加速度、位移等多参量的测试。

Claims (4)

1.带有活塞装置的爆发器，它包括火工品转接头(1)、压力传感器转接头(2)、爆发器本体(3)、活塞筒(4)、橡胶垫(5)、活塞杆(6)、传递杆(7)，其特征是：爆发器本体(3)具有三个开口，分别用来安装火工品、压力传感器和活塞装置，火工品转接头(1)用于安装固定火工品，与爆发器本体(3)通过螺纹密封连接；压力传感器转接头(2)用于安装固定压力传感器，与爆发器本体(3)通过螺纹密封连接；橡胶垫(5)放于活塞筒(4)底部，用来防止活塞杆(6)与活塞筒(4)的硬撞击；活塞杆(6)放于活塞筒(4)内并可滑动运动，用于改变爆发器的容积，有螺纹一端朝向橡胶垫(5)；传递杆(7)穿过活塞筒(4)底部圆孔与活塞杆(6)通过螺纹连接，最后将活塞筒(4)与爆发器本体(3)通过螺纹密封连接，加速度传感器固定在传递杆(7)的右端圆盘上，该圆盘同时作为位移测试的反射参考面；在测试时，火工品起爆后在爆发器内产生的压力，作用在活塞杆(6)端面上，对活塞杆(6)产生推力，使活塞杆(6)和传递杆(7)一起运动，从而改变爆发器腔内容积，模拟作功火工品燃烧室的真实作功环境。
2.根据权利要求1所述的带有活塞装置的爆发器，其特征是：活塞杆与活塞筒之间为间隙配合，中间涂有润滑油，既能保证二者之间运动自如，减小摩擦力，又能确保二者之间的耐压密封效果，以保证活塞杆运动过程中爆发器内高压燃气不会泄漏。
3.根据权利要求1所述的带有活塞装置的爆发器，其特征是：被测火工品和压力传感器均通过转接头与爆发器本体连接，对于不同尺寸的火工品和不同尺寸的传感器，只需重新设计转接头，不必重新设计爆发器本体，可大大降低因更换爆发器本体带来的试验费用和测试误差。
4.根据权利要求1所述的带有活塞装置的爆发器，其特征是：活塞筒底部放有橡胶垫，可以减缓活塞杆运动时对活塞筒的硬撞击，可防止因硬碰撞造成活塞杆端部变形而造成活塞杆自由运动不畅或卡住。
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