CN105003821A - 爆热弹气体置换阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种爆热弹气体置换阀，它包括阀体、阀芯、排气通道和排气嘴；所述阀体为爆热弹的弹盖；所述阀芯固定在所述弹盖上，所述排气嘴装配在爆炸容腔内，排气嘴连接于所述弹盖下部；所述阀芯与所述排气嘴通过排气通道连通。本发明的气体置换阀门在确保密封性的前提条件下，提升系统集成度，缩小阀门的体积，从而达到降低系统热容提升测试精度。

Description

爆热弹气体置换阀

技术领域

本发明涉及一种气体置换阀，具体涉及一种爆热弹气体置换阀。可应用于炸药爆热测试装置中的爆热弹、需要进行气体排放和置换的爆炸容器、量热装置中的氧弹等设备上。

背景技术

爆热弹气体置换阀的主要功能是爆炸前将爆热弹的内气体按试验需要进行置换；爆炸时将爆热弹内的气体密封住；爆炸完成后将弹体内的气体释放。根据GJB-772A规定，气体置换时充气压力不小于1.5MPa，真空度为-0.095MPa；爆炸瞬间弹体内反射超压超过100MPa；稳定后弹体内的气体压力也能达到几十个大气压。传统爆热弹气体阀门设计一般采用标准阀门通过螺纹连接固定于爆热弹弹盖表面，而满足使用要求的阀门一般体积都较大，特别是高度尺寸直接影响爆热弹上层水套厚度，增加了爆热弹的综合比热容。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种爆热弹气体置换阀，在确保密封性的前提条件下，提升系统集成度，缩小阀门的体积，从而达到降低系统热容提升测试精度。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种爆热弹气体置换阀，它包括阀体、阀芯、排气通道和排气嘴；所述阀体为爆热弹的弹盖；所述阀芯固定在所述弹盖上，所述排气嘴装配在爆炸容腔内，排气嘴连接于所述弹盖下部；所述阀芯与所述排气嘴通过排气通道连通。

采用上述技术方案，经过以下原因研究得出，气体置换阀门不仅会影响爆热弹的密封性，也影响爆热测试过程中精度。爆热测试过程中如果采用超高压阀门，因为阀门外形尺寸较大，所以爆热测试过程中需增加内桶水量来确保阀门被浸没在水中，导致系统热容量变大，影响测试精度。如果采用普通阀门则密封性和耐压较差，导致爆炸时部分气体外泄，影响测试精度。

更进一步的技术方案是排气嘴内设置有T型通道，所述爆炸容腔通过T型通道与所述排气通道连通。

更进一步的技术方案是阀芯包括密封锥面、排气口、弹盖连接螺纹、气体进出通道和快速接头；所述密封锥面设置在所述阀芯底部，所述排气口与所述气体进出通道连通；所述弹盖连接螺纹设置在所述阀芯中部外表面；所述快速接头设置在所述阀芯上部；所述密封锥面与所述弹盖连接螺纹之间留有圆柱体，所述圆柱体直径小于所述弹盖连接螺纹小径。

更进一步的技术方案是快速接头上设置有外六方结构。

更进一步的技术方案是弹盖连接螺纹为高压密封螺纹。

更进一步的技术方案是圆柱体侧壁上设置有至少一个口径小于所述排气口口径的第一排气口，所述第一排气口与所述气体进出通道连通。

更进一步的技术方案是第一排气口为二至六个。

更进一步的技术方案是排气通道设置在所述弹盖内；所述弹盖底部设置有与所述排气嘴连接的排气嘴连接螺纹；所述弹盖顶部设置有与所述阀芯连接的阀芯连接螺纹，所述阀芯连接螺纹长度小于所述弹盖连接螺纹长度；所述排气通道包括由上而下依次连通的弹盖锥孔、阀芯气路和主气路；所述阀芯气路位于阀芯连接螺纹下方；所述主气路孔径与所述排气嘴连接螺纹底孔孔径相同；所述阀芯气路孔径小于所述主气路孔径。

更进一步的技术方案是阀芯气路孔径与所述主气路孔径的比值小于1/3。

更进一步的技术方案是阀芯的密封锥面与所述弹盖锥孔的锥面匹配。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：

1.采用弹盖做阀体，极大缩小了气体置换阀的体积。减少量热过程中所需蒸馏水体积，降低系统的比热容，提升爆热测试精度。

2.阀芯密封可靠，低压时高压螺纹密封起作用，确保气体置换正常进行，同时防止有毒有害气体泄漏在操作环境中。高压和超高压时，阀芯和弹盖锥面密封起到密封作用，确保起爆过程中，容腔内气体不发生外泄。

3.既能实现爆炸时实现超高压密封保压，也能在气体置换实现低压密封保压。

4.操作简单，可靠性强，采用扭矩扳手确定阀芯锁紧位置，确保密封可靠性。零部件少，无需额外密封件，可靠性强。

5.扩展性强，可以快速和气体置换装置和气体排放装置快速连接。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为本发明一个实施例中排气嘴结构示意图。

图3为本发明一个实施例中阀芯结构示意图。

图4为本发明一个实施例中外六方结构示意图。

图5为本发明一个实施例中弹盖结构示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面结合附图及实施例对本发明的具体实施方式进行详细描述。

如图1所示，根据本发明一个实施例，本实施例公开一种爆热弹气体置换阀，本实施例的具体结构为，它包括阀体、阀芯4、排气通道5和排气6嘴；所述阀体为爆热弹的弹盖2；改变了原有气体置换阀由阀体和阀芯组成的模式，爆热弹弹体1、弹盖2、压紧螺母3和相关密封装置组成爆炸环境的密闭空间。具体的，本实施中阀芯4固定在弹盖2上，排气嘴6装配在爆炸容腔内，且排气嘴连接于弹盖2下部；阀芯4与排气嘴6通过排气通道5连通。

优选的，如图2所示，排气嘴6装配在爆炸容腔内，通过螺纹连接于弹盖下部。排气嘴内设置有T型通道61，排气嘴通过T型通道将弹盖上的排气通道5与爆炸容腔相连。该结构主要功能是实现由排气嘴底部承受爆炸瞬间冲击，同时T型通道的阻尼作用可减缓反射超压对阀芯的冲击。

进一步优选的实施方案是，如图3所示，阀芯包括密封锥面45、排气口44、弹盖连接螺纹43、气体进出通道42和快速接头41；密封锥面设置在阀芯底部，排气口与气体进出通道连通；弹盖连接螺纹设置在阀芯中部外表面；快速接头设置在阀芯上部；具体的，如图4所示，快速接头上还设置有外六方结构46，使得本实施例爆热弹气体置换阀能够快速与气体置换装置和气体排放装置连接，实现快速自动化气体置换和排放，操作简单，密封可靠。弹盖连接螺纹采用高压密封螺纹，该结构功能实现高压时能够提供足够拉力，低压时形成一定密封效果。阀芯的密封锥面与弹盖的密封锥面匹配加工，该结构功能实现高压下可靠密封。

优选的，密封锥面与弹盖连接螺纹之间留有圆柱体，圆柱直径略小于弹盖连接螺纹小径。在圆柱侧壁上开四个小排气口，小排气口即第一排气口，并与阀芯内部的气体进出通道42连接。该结构主要实现阀芯松连接时，爆热弹内腔与外界连接，实现气体置换和气体排放。

进一步优选的实施方案，如图5所示，排气通道5设置在弹盖2内；弹盖底部设置有与排气嘴连接的排气嘴连接螺纹25；所述弹盖顶部设置有与所述阀芯连接的阀芯连接螺纹21，优选的，所述阀芯连接螺纹长度小于所述弹盖连接螺纹长度；弹盖顶部设计阀芯连接螺纹，其螺纹长度略短于弹盖连接螺纹，确保阀芯锥面能与弹盖锥孔形成硬密封。排气通道包括由上而下依次连通的弹盖锥孔22、阀芯气路23和主气路24；所述阀芯气路位于阀芯连接螺纹下方；所述主气路孔径与所述排气嘴连接螺纹底孔孔径相同；该结构功能实现厚弹盖上实现深孔加工，同时气体高压气体由小孔进入大通道能够迅速降低气压。所述阀芯气路孔径小于所述主气路孔径。通过在弹盖锥孔底部设孔径较小的阀芯气路与主气路相连，阀芯的受力面积较小。

进一步的，阀芯气路孔径与主气路孔径的比值小于1/3，大大减小了阀芯的受力面积，形成更好的气密性。

本实施例进一步公开爆热弹气体置换阀的工作流程：

首先装配好爆热弹，底部排气嘴与弹盖紧连接。当进行气体置换时，阀芯与弹盖松连接，阀芯的密封锥面与弹盖的锥孔直径有间隙，气体可以自由进入阀芯的气体进出通道，阀芯通过快速接头连接气体置换装置，阀芯的高压密封螺纹可以确保完成1.5MPa充氮和-0.095MPa抽真空。

气体置换完毕后，采用扭矩扳手拧紧阀芯，确保阀芯与弹盖紧密连接。起爆时，容器内的瞬间压力由于需要经过排气嘴的T型通道才能进入主气路作用于阀芯，因此到达阀芯底部时发射超压已经减弱。同时阀芯受力面积较小，因此阀芯螺纹能够承受住推力。

起爆完毕后，阀芯上部的快速接头与气体排气装置连接，用扭矩扳手将快速接头松开。容器内的气体通过排气嘴侧边小孔进入主气路。阀芯与弹盖密封锥面形成一定间隙，气体通过间隙进入阀芯底部排气口后通过有排气装置排放至室外。阀芯与弹盖的高压密封螺纹确保容腔内的有毒有害气体不泄露至操作间内。

本实施例爆热弹气体置换阀门在确保密封性的前提条件下，提升系统集成度，缩小阀门的体积，从而达到降低系统热容提升测试精度。应用于爆热量热测试仪，经过100MPa水压和10MPa气压测试未发生泄漏。经过100gTNT爆炸测试，未发生泄漏。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一个实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (10)

1.一种爆热弹气体置换阀，其特征在于：它包括阀体、阀芯、排气通道和排气嘴；所述阀体为爆热弹的弹盖；所述阀芯固定在所述弹盖上，所述排气嘴装配在爆炸容腔内，排气嘴连接于所述弹盖下部；所述阀芯与所述排气嘴通过排气通道连通。

2.根据权利要求1所述的爆热弹气体置换阀，其特征在于所述的排气嘴内设置有T型通道，所述爆炸容腔通过T型通道与所述排气通道连通。

3.根据权利要求1所述的爆热弹气体置换阀，其特征在于所述的阀芯包括密封锥面、排气口、弹盖连接螺纹、气体进出通道和快速接头；所述密封锥面设置在所述阀芯底部，所述排气口与所述气体进出通道连通；所述弹盖连接螺纹设置在所述阀芯中部外表面；所述快速接头设置在所述阀芯上部；所述密封锥面与所述弹盖连接螺纹之间留有圆柱体，所述圆柱体直径小于所述弹盖连接螺纹小径。

4.根据权利要求3所述的爆热弹气体置换阀，其特征在于所述的快速接头上设置有外六方结构。

5.根据权利要求3或4所述的爆热弹气体置换阀，其特征在于所述的弹盖连接螺纹为高压密封螺纹。

6.根据权利要求3所述的爆热弹气体置换阀，其特征在于所述的圆柱体侧壁上设置有至少一个口径小于所述排气口口径的第一排气口，所述第一排气口与所述气体进出通道连通。

7.根据权利要求6所述的爆热弹气体置换阀，其特征在于所述的第一排气口为二至六个。

8.根据权利要求3所述的爆热弹气体置换阀，其特征在于所述的排气通道设置在所述弹盖内；所述弹盖底部设置有与所述排气嘴连接的排气嘴连接螺纹；所述弹盖顶部设置有与所述阀芯连接的阀芯连接螺纹，所述阀芯连接螺纹长度小于所述弹盖连接螺纹长度；所述排气通道包括由上而下依次连通的弹盖锥孔、阀芯气路和主气路；所述阀芯气路位于阀芯连接螺纹下方；所述主气路孔径与所述排气嘴连接螺纹底孔孔径相同；所述阀芯气路孔径小于所述主气路孔径。

9.根据权利要求8所述的爆热弹气体置换阀，其特征在于所述的阀芯气路孔径与所述主气路孔径的比值小于1/3。

10.根据权利要求8所述的爆热弹气体置换阀，其特征在于所述的阀芯的密封锥面与所述弹盖锥孔的锥面匹配。