CN105043172A - 一种液相装药战斗部用内应力释放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液相装药战斗部用内应力释放装置，包括液剂和战斗部端盖，其特征在于，还包括泄压端板、环状蝶形弹簧、密封圈、定位螺栓和定位端板，所述战斗部端盖通过螺纹孔与定位端板连接；定位端板的下端带有中心圆形凸台和周向环形凹槽，圆形凸台的圆柱面上带有外螺纹，圆形凸台的中心带有螺纹通孔，环形凹槽中安装有密封圈，定位端板的下端面与战斗部端盖紧密接触；泄压端板为下端带有中心圆形凸台的圆板，凸台上带有螺纹盲孔，螺纹盲孔与螺纹通孔公称直径相同；定位螺栓为细长圆柱体，圆柱面上带有外螺纹。本发明结构简易，安装方便，能够解决战斗部在复杂存储温环境时内应力过大的问题，还不会对战斗部的发射轨迹造成影响。

Description

一种液相装药战斗部用内应力释放装置

技术领域

本发明属于泄压装置技术领域，涉及一种战斗部内应力释放装置，特别涉及一种液相装药战斗部用内应力释放装置。

背景技术

液相装药体爆轰战斗部内部装填高能燃料，通过抛撒机构将燃料与环境空气混合形成可爆轰燃料空气炸药，起爆后形成大范围云雾爆轰，通过冲击波毁伤、热毁伤、缺氧毁伤等毁伤模式对目标进行毁伤，是一种爆轰时间长、释放能量多、波及的范围广的高效面杀伤性武器。

液相装药战斗部内部装填的燃料为液相或固液相，因此，设计战斗部时需采用密封结构，考虑到战斗部需要长时间(超过十年)存储，战斗部需要在各种复杂环境条件下都具有密封性，特别是高温环境时(70℃)，液体材料的膨胀系数(1.24×10^-3)比固体材料(1.22×10^-5)高很多，而液体材料又为不可压缩材料，液体膨胀后战斗部内部应力会很高，设计液相装药体爆轰战斗部的时候，为了不影响抛撒范围，壳体通常采用薄壁结构，过高的内应力会使战斗部在薄弱处破坏，导致液剂的泄露，造成重大事故。

因此，设计液相装药战斗部时，既要保证密封性，又要解决复杂环境下战斗部内部应力过大的问题。刘翌燕在文献“先导式水击泄压阀动作原理和密封机理的分析”(阀门，2010年4月，第18卷第4期18页)中报道了一种对液相材料具有密封性的泄压阀，当内部液体出现超压时，阀门自动开启排放泄压，内部压力降至预订压力时，阀门关闭并保持密封状态。此装置若在液相装药战斗部中应用，可以保证密封性的同时具有泄压功能，但此装置在战斗部应用中会出现以下问题：

(1)战斗部在发射过程中，发射过载使得战斗部内部会有较大的内应力，触发泄压阀工作，战斗部内部液相装药出现外流的现象，导致发射过程中战斗部质心不断变化，对战斗部运动轨迹造成影响。

(2)战斗部存储的环境为高低温交替的复杂环境，该装置只能实现战斗部高温环境时的泄压功能，无法解决低温时内部负压时的问题。

(3)该装置结构复杂，在战斗部内部所占空间较大，与战斗部对接接口也较复杂，增加了战斗部的设计难度。

发明内容

为了克服现有技术的不足和缺陷，本发明提供一种液相装药战斗部用内应力释放装置，该装置结构简易，安装方便，能够解决战斗部在复杂存储温环境时内应力过大的问题，还不会对战斗部的发射轨迹造成影响。

本发明提供的一种液相装药战斗部用内应力释放装置，包括液剂3和战斗部端盖4，其特征在于，还包括泄压端板1、环状蝶形弹簧2、密封圈5、定位螺栓6和定位端板7，所述战斗部端盖4为战斗部壳体端盖板，战斗部端盖4上带有螺纹孔，战斗部端盖4通过螺纹孔与定位端板7连接；定位端板7为上端带有中心圆形凹槽7-2的圆板，定位端板7的下端带有中心圆形凸台7-3和周向环形凹槽7-1，圆形凸台7-3的圆柱面上加工有外螺纹，圆形凸台7-3的中心加工有螺纹通孔7-4，环形凹槽7-1中安装有密封圈5，定位端板7的下端面与战斗部端盖4紧密接触；定位端板7的上端边沿连接有环状蝶形弹簧2，环状蝶形弹簧2外侧有液剂3；环状蝶形弹簧2的上端连接有泄压端板1，泄压端板1为下端带有中心圆形凸台1-1的圆板，凸台上加工有螺纹盲孔1-2，螺纹盲孔1-2与螺纹通孔7-4公称直径相同；定位螺栓6为细长圆柱体，圆柱面上加工有外螺纹，定位螺栓6的圆柱体端面上沿一条直径加工有一字型凹槽。

所述密封圈5的压缩变形量与直径之比为1：4～5。所述环状蝶形弹簧2的长径比为1.5～2：1。所述定位螺栓6的公称直径与泄压端板1的直径之比为1：10～20。

本发明的一种液相装药战斗部用内应力释放装置，带来的技术效果体现为：

(1)在液相装药战斗部用内应力释放装置中设计了定位螺栓，在战斗部发射前，通过定位螺栓限制了该装置各部件的相对运动，使得战斗部在发射过程中，战斗部质心不会发生变化，因此不会对战斗部运动轨迹造成影响。

(2)由于液相装药膨胀导致的战斗部内应力过大时，该装置的环状蝶形弹簧发生压缩变形，增大了液相装药所占的空间，从而减小了战斗部内应力；由于液相装药收缩导致的战斗部内负压过大时，该装置的环状蝶形弹簧发生拉伸变形，缩小了液相装药所占的空间，从而减小了战斗部内应力，高低温环境下，该装置均能解决内应力过大的问题。

(3)该装置结构结构大幅度简化，所占体积可根据实际需要而定，仅需要战斗部端盖设计有一个螺纹孔，即可实现对接，降低了战斗部的设计难度。

附图说明

图1是本发明的一种液相装药战斗部用内应力释放装置结构示意图。

图2是本发明中泄压端板的结构示意图。

图3是本发明中定位端板的结构示意图。

图中的标号分别表示：1、泄压端板，2、环状蝶形弹簧，3、液剂，4、战斗部端盖，5、密封圈，6、定位螺栓，7、定位端板，1-1、圆形凸台，1-2、螺纹盲孔，7-1、环形凹槽，7-2、圆形凹槽，7-3、圆形凸台，7-4、螺纹通孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，需要说明的是本发明不局限于以下具体实施例，凡在本发明技术方案基础上进行的同等变换均在本发明的保护范围内。

如图1-图3所示，本实施例给出一种液相装药战斗部用内应力释放装置，包括液剂3和战斗部端盖4，其特征在于，还包括泄压端板1、环状蝶形弹簧2、密封圈5、定位螺栓6和定位端板7，所述战斗部端盖4为战斗部壳体端盖板，即战斗部前、后端的盖板，考虑到战斗部的轴向质心定位问题，可在战斗部前、后端等数量安装液相装药战斗部用内应力释放装置，而且考虑到战斗部的径向质心定位问题，应沿环向均布安装液相装药战斗部用内应力释放装置，安装的个数以及尺寸根据实际需求而定，即根据战斗部在复杂环境下液相装药体积变化需要的空间而定。每安装一个液相装药战斗部用内应力释放装置，需要在战斗部端盖4上加工一个螺纹孔，螺纹精度为6H。

定位端板7通过螺纹与战斗部端盖4连接，定位端板7为上端带有中心圆形凹槽7-2的不锈钢制圆板，定位端板7的下端带有中心圆形凸台7-3和周向环形凹槽7-1，圆形凸台7-3的圆柱面上加工有外螺纹，螺纹精度为6g，圆形凸台7-3的外螺纹与端盖4的螺纹孔装配。圆形凸台7-3的中心加工有螺纹通孔7-4，螺纹精度为6H。周向环形凹槽7-1为一次加工成型，周向环形凹槽7-1的槽底面和侧面表面粗糙度不大于1.6μm，环形凹槽7-1中安装有密封圈5，密封圈5为液压气动用O型橡胶密封圈(GB/T3452.1-1992)，采用耐酸碱橡胶材料，确保与液相装药具有较好的外相容性，定位端板7与战斗部端盖4装配完成后，定位端板7的下端面与战斗部端盖4紧密接触，使得密封圈5发生压缩变形，确保此处的密封性；定位端板7的上端边沿一周焊接有环状蝶形弹簧2；环状蝶形弹簧2为对合组合型蝶形弹簧，由若干个普通蝶形弹簧(GB/T1972-1992)组成，需确保环状蝶形弹簧2组合后侧面的密封性。环状蝶形弹簧2的上端通过焊接方式与泄压端板1连接，泄压端板1为下端带有中心圆形凸台1-1的不锈钢制圆板，凸台的下表面加工有中心螺纹盲孔1-2，螺纹精度为6H，泄压端板1的螺纹盲孔1-2与定位端板7的螺纹通孔7-4的螺纹公称直径和螺牙规格相同。定位螺栓6为45号钢制细长圆柱体，热处理HRC25-28，圆柱面上加工有外螺纹，螺纹精度为6g，定位螺栓6圆柱侧面的螺纹与定位端板7的螺纹通孔7-4的螺纹公称直径和螺牙规格相同，定位螺栓6的圆柱体端面上加工有过圆心的一字型凹槽。

所述定位螺栓6的长度由短到长加工有多种尺寸，以便环状蝶形弹簧2发生变形后，有合适长度的定位螺栓6来连接定位端板7与泄压端板1，即通过定位螺栓6可以固定定位端板7和泄压端板1的相对位置，而且定位螺栓6带有一字型凹槽的一端不会露出战斗部端盖4的端面。

所述密封圈5的压缩变形量与直径之比为1：4。

所述环状蝶形弹簧2的长径比为1.5：1。

所述定位螺栓6的公称直径与泄压端板1的直径之比为1：10。

所述液剂3为战斗部的液相装药。

所述泄压端板1的圆形凸台1-1直径比定位端板7的圆形凹槽7-2直径小2mm，以确保环状蝶形弹簧2发生压缩变形时，泄压端板1与定位端板7不会发生干涉。

本发明的使用方法及工作原理如下：在战斗部的端板上安装液相装药战斗部用内应力释放装置，战斗部在存储前，拧下定位螺栓6，当环境温度升高时，战斗部内部液相装药发生膨胀变形，导致战斗部内应力升高，此时，泄压端板1靠近液相燃料一端的压力超过另一端的压力，环状叠形弹簧2发生压缩变形，环状叠形弹簧2内腔的空气从定位端板7的螺纹通孔7-4中排出，于此同时，液剂3所占的空间增大，战斗部内应力减小；而当环境温度降低时，战斗部内部液相装药发生收缩变形，导致战斗部内部负压升高，此时，泄压端板1靠近液相燃料一端的压力低于另一端的压力，环状叠形弹簧2发生拉伸变形，环状叠形弹簧2内腔的体积增大，于此同时，液剂3所占的空间减小，战斗部内部负压减小。战斗部在使用时，将定位螺栓6通过定位端板7的螺纹通孔7-4拧入，定位螺栓6的顶端拧入泄压端板1的螺纹盲孔1-2，此时，定位端板7和泄压端板1的相对位置被固定，战斗部在发射时，战斗部内部出现内应力时，泄压端板1也不会发生相对运动，从而保证战斗部质心不会发生变化，因此不会对战斗部运动轨迹造成影响。

本发明的一种液相装药战斗部用内应力释放装置，结构简易，安装方便，能够解决战斗部在高低温环境时的内应力问题，还不会对战斗部的发射轨迹造成影响。

Claims (4)

1.一种液相装药战斗部用内应力释放装置，包括液剂(3)和战斗部端盖(4)，其特征在于，还包括泄压端板(1)、环状蝶形弹簧(2)、密封圈(5)、定位螺栓(6)和定位端板(7)，所述战斗部端盖(4)为战斗部壳体端盖板，战斗部端盖(4)上带有螺纹孔，战斗部端盖(4)通过螺纹孔与定位端板(7)连接；定位端板(7)为上端带有中心圆形凹槽(7-2)的圆板，定位端板(7)的下端带有中心圆形凸台(7-3)和周向环形凹槽(7-1)，圆形凸台(7-3)的圆柱面上带有外螺纹，圆形凸台(7-3)的中心带有螺纹通孔(7-4)，环形凹槽(7-1)中安装有密封圈(5)，定位端板(7)的下端面与战斗部端盖(4)紧密接触；定位端板(7)的上端边沿连接有环状蝶形弹簧(2)，环状蝶形弹簧(2)的外侧有液剂(3)；环状蝶形弹簧(2)的上端连接有泄压端板(1)，泄压端板(1)为下端带有中心圆形凸台(1-1)的圆板，凸台上带有螺纹盲孔(1-2)，螺纹盲孔(1-2)与螺纹通孔(7-4)公称直径相同；定位螺栓(6)为细长圆柱体，圆柱面上带有外螺纹，定位螺栓(6)圆柱的一个端面上带有过圆心的一字型凹槽。

2.如权利要求1所述一种液相装药战斗部用内应力释放装置，其特征在于，所述密封圈(5)的压缩变形量与直径之比为1：4～5。

3.如权利要求1所述一种液相装药战斗部用内应力释放装置，其特征在于，所述环状蝶形弹簧(2)的长径比为1.5～2：1。

4.如权利要求1所述一种液相装药战斗部用内应力释放装置，其特征在于，所述定位螺栓(6)的公称直径与泄压端板(1)的直径之比为1：10～20。