CN105891241B - 爆炸容器的x光照相窗口防护结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种爆炸容器的X光照相窗口防护结构,该结构应用在窗口通道上；包括空气冲击波防护单元、破片防护单元和密封单元；所述空气冲击波防护单元固定在所述窗口通道内侧；所述破片防护单元固定在所述窗口通道内；所述密封单元固定在所述窗口通道外侧，且位于所述破片防护单元外侧。该结构既能有效衰减空气冲击波又能提高结构的抗侵彻能力，有效发挥各防护单元的优势；同时面密度低于铝合金防护结构，有利于X光的透过性。

Description

爆炸容器的X光照相窗口防护结构
技术领域
本发明涉及爆炸容器的X光照相窗口防护技术领域，具体涉及一种能抵抗空气冲击波和高速破片群联合作用的陶瓷/铝合金复合防护结构。
背景技术
利用爆炸容器进行X光照相实验，是武器设计及研究中的一种有效诊断手段。为了保护闪光机和底片免遭空气冲击波和高速破片群破坏，爆炸容器的照相窗口需要有特殊防护结构。照相窗口的防护结构首先要满足X光的透过性要求，即面密度要低，材料的原子序数要尽可能小；其次要能抵抗空气冲击波和高速破片群的联合毁伤作用。目前，法国、英国和我国采用的是纯铝合金防护结构，而美国则采用的是陶瓷和铍合金的复合装甲防护结构。铝合金有质轻、塑性好及易于加工的优点，能很好满足X光的透过性和对空气冲击波的防护，但是由于其硬度较低，因此对高密度破片群的防护效果不好。基于此原因，我们在铝合金的表面增加了陶瓷片用来提高其抗侵彻性能。然而，陶瓷/轻金属组成的破片防护单元虽然增强了抗侵彻能力，但是没有考虑空气冲击波对于陶瓷生存时间的影响，同时也没有考虑破片群对陶瓷不同步打击对其抗侵彻性能的影响。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，在陶瓷前面增加一个铝合金锥体，作为空气冲击波防护单元，实现空气冲击波与破片群联合作用的解耦，既可以衰减空气冲击波，延长陶瓷的生存时间，又可以减小破片群各破片到达陶瓷面板的时间差，增强结构的抗侵彻能力。在综合考虑以上各种因素的基础上，提出一种爆炸容器的X光照相窗口防护结构。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种爆炸容器的X光照相窗口防护结构,该结构应用在窗口通道上；包括空气冲击波防护单元、破片防护单元和密封单元；所述空气冲击波防护单元固定在所述窗口通道内侧；所述破片防护单元固定在所述窗口通道内；所述密封单元固定在所述窗口通道外侧，且位于所述破片防护单元外侧。
更进一步的技术方案是所述空气冲击波防护单元包括铝合金锥体，所述铝合金锥体通过第一压环固定在所述窗口通道上。
更进一步的技术方案是所述铝合金锥体的锥角为120度。
更进一步的技术方案是所述破片防护单元包括陶瓷面板和铝合金背板；所述铝合金背板固定在所述窗口通道内，所述陶瓷面板贴合在所述铝合金背板内侧；所述陶瓷面板通过第二压环固定在所述窗口通道上。
更进一步的技术方案是所述陶瓷面板表面设置有铝合金止裂层，所述铝合金止裂层与所述陶瓷面板均通过第二压环固定在所述窗口通道上。
更进一步的技术方案是所述陶瓷面板是碳化硼陶瓷面板。
更进一步的技术方案是所述密封单元包括铝合金密封板和密封圈，所述铝合金密封板通过可拆卸方式固定在所述窗口通道外侧；所述密封圈固定在所述铝合金密封板与所述窗口通道之间。
更进一步的技术方案是所述窗口通道是直径由内向外向外依次增大的喇叭状结构。
更进一步的技术方案是所述铝合金背板是锥台体结构。
更进一步的技术方案是所述窗口通道由内向外倾斜的角度为3度。
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果之一是：该结构既能有效衰减空气冲击波又能提高结构的抗侵彻能力，有效发挥各防护单元的优势；同时面密度低于铝合金防护结构，有利于X光的透过性。
铝合金锥体还有调节破片群速度的功能，可以减小破片群打击破片防护单元的时间差，最大限度发挥陶瓷的抗侵彻性能。
高硬度的陶瓷面板可以充分破坏侵蚀破片，降低破片冲击铝合金背板的速度，同时陶瓷面板破碎形成的破碎锥体可以增加破片作用到铝合金背板的面积。而铝合金背板具有良好的塑性，可以通过塑性变形吸收空气冲击波和破片群的能量。另外，陶瓷面板前面放置铝合金止裂层，防止破片侵彻过程中陶瓷面板的反向喷射，增强陶瓷面板的抗侵彻性能。
密封单元，由一层很薄的铝板和橡胶圈组成，主要作用是密封爆炸产生的有害气体，防止其未经处理扩散到大气。密封效果好，防止有害气体的渗出。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图。
附图标记说明：1、窗口通道 2、铝合金锥体 3、陶瓷面板 4、铝合金背板 5、铝合金密封板 6、密封圈 7、铝合金止裂层 8、陶瓷钢压环 9、铝锥体钢压环。
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，根据本发明的一个实施例，本实施例公开一种爆炸容器的X光照相窗口防护结构,该结构应用在窗口通道1上；具体的，该结构可以应用在爆炸容器的X光照相窗口钢通道上。
本实施例中该防护结构由三部分组成。第一部分是空气冲击波防护单元，由铝合金锥体2组成，根据研究，当铝合金锥体2的锥角为120°时对空气冲击波衰减效果最佳；此外铝合金锥体还有调节破片群速度的功能，可以减小破片群打击破片防护单元的时间差，最大限度发挥陶瓷的抗侵彻性能。
第二部分是破片防护单元，是由陶瓷面板3和铝合金背板4组成的陶瓷复合结构，优选的，陶瓷面板3是碳化硼陶瓷面板。破片防护单元主要作用是抵御破片群的高速冲击侵彻。高硬度的陶瓷面板可以充分破坏侵蚀破片，降低破片冲击铝合金背板的速度，同时陶瓷面板破碎形成的破碎锥体可以增加破片作用到铝合金背板的面积。而铝合金背板具有良好的塑性，可以通过塑性变形吸收空气冲击波和破片群的能量。
进一步的，陶瓷面板3前面放置铝合金止裂层7，防止破片侵彻过程中陶瓷面板的反向喷射，增强陶瓷面板的抗侵彻性能。
第三部分是密封单元，由一层很薄的铝合金密封板5和橡胶材料的密封圈6组成，主要作用是密封爆炸产生的有害气体，防止其未经处理扩散到大气。
具体的，如图1所示，本实施例中该防护结构安装时首先把铝合金背板4放入爆炸容器的X光照相窗口钢通道内。优选的，窗口通道1有一个3°的倾斜角成喇叭口状，左边直径大，右边直径小。铝合金背板4是一个侧面为3°的锥台体，左边直径大，右边直径小，尺寸正好放入窗口通道1的中部。然后在铝合金背板4的左边放置陶瓷面板3，具体的，陶瓷面板为碳化硼陶瓷面板。陶瓷面板3和铝合金背板4之间紧密贴合。碳化硼陶瓷面板前面放置铝合金止裂层7，铝合金止裂层7及陶瓷面板3均由陶瓷钢压环8固定于窗口通道1内。铝合金锥体2通过锥体钢压环9与窗口通道1的法兰固定在一起。铝合金密封板5通过螺栓与窗口通道1连接在一起，而橡胶材料的密封圈6压在窗口通道1和铝合金密封板5中间。
进行爆炸容器内的X光照相实验时，按照图1安装结构。空气冲击波和高速破片群经过铝合金锥体2衰减后到达破片防护单元，空气冲击波和破片群经过陶瓷面板3和铝合金背板4的抵御，动能逐渐减为零，而密封单元则能够密封产生的有害气体。
本实施例既能有效防护爆炸产生的空气冲击波又具有优异的抗高速破片群侵彻性能，而且光学密度低，可很好的应用于爆炸容器的X光照相窗口的防护。
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 (7)

1.一种爆炸容器的X光照相窗口防护结构,该结构应用在窗口通道(1)上；其特征在于：包括空气冲击波防护单元、破片防护单元和密封单元；所述空气冲击波防护单元固定在所述窗口通道(1)内侧；所述破片防护单元固定在所述窗口通道(1)内；所述密封单元固定在所述窗口通道(1)外侧，且位于所述破片防护单元外侧；所述的空气冲击波防护单元包括铝合金锥体(2)，所述铝合金锥体(2)通过第一压环固定在所述窗口通道(1)上；所述的铝合金锥体(2)的锥角为120度。
2.根据权利要求1所述的爆炸容器的X光照相窗口防护结构，其特征在于所述的破片防护单元包括陶瓷面板(3)和铝合金背板(4)；所述铝合金背板(4)固定在所述窗口通道(1)内，所述陶瓷面板(3)贴合在所述铝合金背板(4)内侧；所述陶瓷面板通过第二压环固定在所述窗口通道(1)上。
3.根据权利要求2所述的爆炸容器的X光照相窗口防护结构，其特征在于所述的陶瓷面板(3)表面设置有铝合金止裂层(7)，所述铝合金止裂层(7)与所述陶瓷面板(3)均通过第二压环固定在所述窗口通道(1)上。
4.根据权利要求2或3所述的爆炸容器的X光照相窗口防护结构，其特征在于所述的陶瓷面板(3)是碳化硼陶瓷面板。
5.根据权利要求1所述的爆炸容器的X光照相窗口防护结构，其特征在于所述的密封单元包括铝合金密封板(5)和密封圈(6)，所述铝合金密封板(5)通过可拆卸方式固定在所述窗口通道外侧；所述密封圈(6)固定在所述铝合金密封板(5)与所述窗口通道(1)之间。
6.根据权利要求1所述的爆炸容器的X光照相窗口防护结构，其特征在于所述的窗口通道(1)是直径由内向外依次减小的喇叭状结构。
7.根据权利要求2所述的爆炸容器的X光照相窗口防护结构，其特征在于所述的铝合金背板(4)是锥台体结构。
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