CN103423481B - 一种用于炸药流动控制的气动三通隔膜阀 - Google Patents

Abstract

本发明属于提供了一种用于炸药流动控制的气动三通隔膜阀，其中：所述的气缸缸体连通固定在三通管上且与出料口同轴，在气缸缸体和三通管的连通处密封安装有隔膜片将气缸缸体和三通管隔离开，在气缸缸体中耦合有活塞，所述的活塞由一个圆柱体和一个等半径半球体组成，半球体固定在圆柱体一端，半球体一端与与隔膜片接触，圆柱体一端气缸缸体隔离出一个气体腔，气缸缸体远离隔膜片的一端设置有气口。该阀能够实现安全性良好的炸药流体流速控制。通过排入或排出气体调节气体腔的压力，迅速、准确地控制流体管道口径，调节药浆流体流速；阀门开、闭过程中，阀门组件与炸药之间无摩擦作用。

Description

一种用于炸药流动控制的气动三通隔膜阀

技术领域

本发明属于火炸药领域，涉及一种三通阀门，具体涉及一种用于炸药流动控制的气动三通隔膜阀。

背景技术

炸药药浆是具备一定爆轰能力的炸药成品或半成品流体。该流体在冲击、挤压、碰撞、摩擦、静电等环境中易燃易爆。目前，炸药药浆流速控制主要采用铝隔板阀、铜球形阀和金属隔膜阀。铝隔板阀可以减小阀门对炸药的静电作用，但是阀门开、闭过程中，阀门组件与炸药之间发生摩擦作用，存在很大的危险性；铜球形阀与铝隔板阀具有相同的缺点；中国专利（公开号CN202510777U）公开了一种高压安全阀门可作为炸药流体控制，也存在上述缺点；金属隔膜阀是依靠调节隔膜面与金属面之间的贴合程度调节药浆流速，调节过程中，药浆受到金属面和隔膜面的挤压，存在很大的危险性。以上阀门均采用手动控制，效率低。电磁阀虽然效率高，但是其达不到火炸药使用的安全性要求。中国专利（公开号CN102758953A）公开了一款气动高压阀，其止回件与密封圈之间存在挤压，且输出轴会将药浆带入到输出轴和阀体间的缝隙中，发生摩擦导致爆炸。

发明内容

为解决现有用于炸药流动控制的阀门手动效率低、因摩擦或挤压导致安全性差的技术问题，本发明的目的在于，提供一种用于炸药流动控制的气动三通隔膜阀，实现安全性良好的炸药流体流速控制。

为了实现上述任务，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种用于炸药流动控制的气动三通隔膜阀，包括三通管，所述的三通管包括相互连通的第一进料口、第二进料口和出料口，第一进料口与第二进料口等径同轴，出料口分别与第一进料口和第二进料口垂直；

该气动三通隔膜阀还包括气缸缸体，所述的气缸缸体连通在三通管上且与出料口同轴，在气缸缸体和三通管的连通处密封安装有具有弹性的隔膜片，隔膜片将气缸缸体和三通管隔离开，用于控制三通管内炸药药浆的流速；在气缸缸体中耦合有活塞，所述的活塞由一个圆柱体和一个与圆柱体等径的半球体组成，半球体固定在圆柱体一端，活塞的半球体一端与隔膜片接触，活塞的圆柱体一端将气缸缸体隔离出一个气体腔，气缸缸体远离隔膜片的一端设置有气口。

所述的气缸缸体、三通管和活塞的材质均为铍青铜或铝青铜。

所述的隔膜片的材质采用聚四氟乙烯。

所述的气缸缸体和三通管的连通处采用聚氨酯粘结密封安装有隔膜片。

本发明与现有技术相比，具有如下有益的技术效果：

（A）通过排入或排出气体调节气体腔的压力，迅速、准确地控制流体管道口径，调节药浆流体流速。

（B）阀门开、闭过程中，阀门组件与炸药之间无摩擦作用。

（C）隔膜片与阀体间无摩擦作用。

（D）通过气动控制，阀体部分无电力系统，安全性能优异。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是药浆的流速-压力关系曲线图。

图中各个标号的含义为：1-气缸缸体，2-气体腔，3-气口，4-活塞，5-隔膜片，6-第一进料口，7-第二进料口，8-出料口，9-三通管，10-圆柱体，11-半球体。

以下结合附图和实施例对本发明的具体内容作进一步详细地说明。

具体实施方式

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

遵从上述技术方案，如图1所示，一种用于炸药流动控制的气动三通隔膜阀，包括三通管9，所述的三通管9包括相互连通的第一进料口6、第二进料口7和出料口8，第一进料口6与第二进料口7等径同轴，出料口8分别与第一进料口6和第二进料口7垂直；

该气动三通隔膜阀还包括气缸缸体1，所述的气缸缸体1连通在三通管9上且与出料口8同轴，在气缸缸体1和三通管9的连通处密封安装有具有弹性的隔膜片5，隔膜片5将气缸缸体1和三通管9隔离开，用于控制三通管9内炸药药浆的流速；在气缸缸体1中耦合有活塞4，所述的活塞4由一个圆柱体10和一个与圆柱体10等径的半球体组成，半球体固定在圆柱体一端，活塞4的半球体11一端与隔膜片5接触，活塞4的圆柱体10一端将气缸缸体1隔离出一个气体腔2，气缸缸体1远离隔膜片5的一端设置有气口3。

气缸缸体1、三通管9和活塞4的材质均为铍青铜。铍青铜具有高的强度，耐疲劳、耐腐蚀、耐磨、耐寒、无磁性、高导电导热性、受冲击时不产 生火花等优良的综合特性。气缸缸体1、三通管9和活塞4的材质还可以采用与铍青铜性能相当的铝青铜。

隔膜片5的材质采用聚四氟乙烯，聚四氟乙烯与炸药流体不发生化学反应，安定性良好。

气缸外壳1和T型三通腔体9的连通处采用聚氨酯粘结密封安装有隔膜片5。隔膜片5在气体腔2中的气压和活塞4的作用下伸张或收缩，改变三通管9内流道的大小，从而实现对三通管9内炸药药浆流速的控制。

本发明的工作过程如下所述：

通过气口3排出气体腔2内的空气，形成负压状态，活塞4带动隔膜片5向气口3方向收缩，第一进料口6、第二进料口7和出料口8导通，阀门开启，物料分别由第一进料口6和第二进料口7流入出料口8。通过气口3排出和注入气体，调节气体腔2内的气体压力，使活塞4带动隔膜片5上下移动，调节隔膜片5与出料口8的距离，控制药浆流速或者闭合药浆管路。

对于通用炸药而言，影响炸药稳定性和安全性的主要因素包括电磁作用、火花点火以及摩擦、高速冲击、挤压或低速冲击等作用方式。其中最危险的是火花点火、摩擦作用和高速冲击作用。本发明所述阀体在工作过程中，无电磁作用、摩擦作用和高速冲击作用；铍青铜材质与聚四氟乙烯材质不会产生火花点火；挤压或低速冲击作用下，炸药危险性与挤压压力和接触面药量有关，本发明的阀体在闭合过程中，采用聚四氟乙烯制成的隔膜片5缓解了阀体挤压作用，降低了挤压压力，闭合过程中采用线密封结构，在密封位置的炸药会自然滑移到第一进料口6、第二进料口7或者出料口8，排除了挤压导致的危险性。因此本发明所述阀体安全性优良。

性能试验： 

需要说明的是以下叙述中物质的百分含量均为质量百分含量。

（A）参考GJB772A-97的方法602.1，对88%二类黑索今和7%己二酸二-2-乙基己酯、5%端羟基聚丁二烯（分子量2500）组成的炸药药浆进行摩擦感度试验。当下滑柱由T10A换成铍青铜（铍含量：1．907％，镍含量：0．317％，余量为铜）后，药浆摩擦感度由48%下降到8%。

（B）参考GJB772A-97的方法601.1，对88%二类黑索今和7%己二酸二-2-乙基己酯、5%端羟基聚丁二烯（分子量2500）组成的炸药药浆进行撞击感度试验。当下击柱由T10A换成铍青铜（铍含量：1．907％，镍含量：0．317％，余量为铜）后，药浆撞击感度由28%下降到12%。

（C）参考GJB772A-97的方法602.1，对88%二类黑索今和7%己二酸二-2-乙基己酯、5%端羟基聚丁二烯（分子量2500）组成的炸药药浆进行摩擦感度试验。当上滑柱由T10A换成铍青铜（铍含量：1．907％，镍含量：0．317％，余量为铜），当下滑柱由在T10A上涂覆0.2mm厚的聚四氟乙烯后，药浆摩擦感度由48%下降到0%。

（D）参考GJB772A-97的方法601.1，对88%二类黑索今和7%己二酸二-2-乙基己酯、5%端羟基聚丁二烯（分子量2500）组成的炸药药浆进行撞击感度试验。当上击柱由T10A换成铍青铜（铍含量：1．907％，镍含量：0．317％，余量为铜），且在下击柱（T10A）上涂覆0.2mm厚的聚四氟乙烯后，药浆撞击感度由28%下降到0%。

从上述（A）至（D）的试验可以看出，铍青铜阀体相对于T10A类材质阀体，可以降低炸药在摩擦或撞击过程中发生点火的概率，提高安全性；气缸缸体和三通管的连通处采用聚氨酯粘结密封安装有聚四氟乙烯隔膜片结构，使得阀体在工作过程中，与炸药直接接触的金属件之间不会发生冲击或 摩擦作用，通过聚四氟乙烯隔离后的金属件之间发生冲击或摩擦作用，炸药危险性显著降低，安全性良好，证明该结构的有益性。

（E）参考GJB772A-97方法501.2，将铍青铜粉、聚四氟乙烯粉混合物分别与黑索今、奥克托今混合；对二种混合物进行真空安定性试验，放气量分别为0.2ml、0.1ml。与不加铍青铜粉、聚四氟乙烯粉的黑索今、奥克托今相比，放气量分别增加+0.3ml和-0.2ml，低于相容性要求的5ml。表明铍青铜、聚四氟乙烯与黑索今、奥克托今相容性优良，铍青铜材质阀体和聚四氟乙烯隔膜片在长时间高温环境下，不会与炸药发生化学反应，也不会提高炸药热分解速率，阀体安全性良好。

（F）进行阀体流速控制，设计第一进料口6、第二进料口7和出料口8的内径均为20mm的阀体，对88%二类黑索今和7%己二酸二-2-乙基己酯、5%端羟基聚丁二烯（分子量2500）组成的炸药药浆进行流速控制试验，药浆输送压力差为0.1MPa，当气体腔2内的空气压力分别为0.2MPa、0.1MPa和-0.1MPa时，药浆流速分别为0kg/h、5kg/h和20kg/h，该药浆在60℃时的流速-压力关系曲线如图2所示。从图2可以看出，所述气动三通隔膜阀通过排入或排出气体调节气体腔的压力，能够准确地控制流体管道口径，调节药浆流体流速。

Claims (2)

1.一种用于炸药流动控制的气动三通隔膜阀，包括三通管(9)，所述的三通管(9)包括相互连通的第一进料口(6)、第二进料口(7)和出料口(8)，第一进料口(6)与第二进料口(7)等径同轴，出料口(8)分别与第一进料口(6)和第二进料口(7)垂直，其特征在于：

该气动三通隔膜阀还包括气缸缸体(1)，所述的气缸缸体(1)连通在三通管(9)上且与出料口(8)同轴，在气缸缸体(1)和三通管(9)的连通处密封安装有具有弹性的隔膜片(5)，隔膜片(5)将气缸缸体(1)和三通管(9)隔离开，用于控制三通管(9)内炸药药浆的流速；在气缸缸体(1)中耦合有活塞(4)，所述的活塞(4)由一个圆柱体(10)和一个与圆柱体(10)等径的半球体组成，半球体固定在圆柱体一端，活塞(4)的半球体(11)一端与隔膜片(5)接触，活塞(4)的圆柱体(10)一端将气缸缸体(1)隔离出一个气体腔(2)，气缸缸体(1)远离隔膜片(5)的一端设置有气口(3)；

所述的气缸缸体(1)、三通管(9)和活塞(4)的材质均为铍青铜或铝青铜；

所述的隔膜片(5)的材质采用聚四氟乙烯。

2.如权利要求1所述的用于炸药流动控制的气动三通隔膜阀，其特征在于，所述的气缸缸体(1)和三通管(9)的连通处采用聚氨酯粘结密封安装有隔膜片(5)。