CN108917460A - 气动便携式炮膛擦膛机及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了气动便携式炮膛擦膛机及使用方法，属于军工辅助装备技术领域；外筒的筒壁上设有前排气孔和后排气孔，前堵头机构上安装有气源接头和导向轴，导向轴伸入外筒中，导向轴设有与气源接头相贯通的盲孔，导向轴相对应盲孔的后端设有环形凹槽，环形凹槽上设有与盲孔相贯通的出气孔；动力机构的塞头套在导向轴上，塞头上设有通孔，塞头的中心孔通过连接孔与通孔的中部相贯通；通孔的前后两端均插设有空心轴、中部设有用于封堵对应空心轴的钢球；后堵头机构的后堵头上安装有炮刷，炮刷的刷毛呈螺旋状。本发明采用压缩气体推动塞头在短行程冲击振动的工作原理并配合呈螺旋状的炮刷，擦膛机可在炮管内边旋转、边振动前进或后退完成擦膛任务。

Description

气动便携式炮膛擦膛机及使用方法

技术领域

本发明涉及军工辅助装备技术领域，尤其涉及气动便携式炮膛擦膛机及使用方法。

背景技术

火炮在射击之后，由于炮管处于高温高压的环境中，火药发射燃烧生成的残留物会粘附于炮管内壁，形成积炭。而上述残留物如不及时擦洗，将影响弹丸在炮膛内的正常运动，炮膛将会受到磨损，进而降低火炮的射击精度；因此，火炮内膛的清洁保养极为重要。而小口径火炮炮管的内部空间狭小且内表面较复杂，在狭小的细长管道内实现对复杂内表面的清洗较为困难。目前在我国及世界各国军队中，火炮内膛的清洁保养主要靠人工完成，近期出现了一些半自动和自动的擦拭装置。

人工手动擦拭需反复从炮膛内取出洗把刷，反复沾取擦试剂，费时费力，通常需要5-7人花几个小时才能完成，降低炮手的工作效率，增加劳动强度，还增加了危险性，对于小口径炮管较长的火炮炮膛中部和深处不能有效彻底的清洁；半自动擦拭装置自动化低且使用范围不广泛；自动化擦拭装置清洁不彻底，携带不方便，适用口径单一，不适应较为恶劣环境，对能源动力要求较高，在军队中数量有限，使用不广泛。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供气动便携式炮膛擦膛机及使用方法。

为实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供一种气动便携式炮膛擦膛机，包括：

外筒，所述外筒的筒壁上设有前排气孔和后排气孔；

前堵头机构，所述前堵头机构包括安装在所述外筒前端的前堵头，所述前堵头上安装有气源接头和导向轴，所述导向轴伸入所述外筒中，所述导向轴的前端沿轴线方向设有与所述气源接头相贯通的盲孔，所述导向轴相对应所述盲孔的后端设有环形凹槽，所述环形凹槽上设有多个与所述盲孔相贯通的出气孔；

动力机构，所述动力机构包括贴合所述外筒内壁的塞头，所述塞头套在所述导向轴上且所述塞头长度不小于所述前排气孔与后排气孔的间距，所述塞头沿轴线方向设有至少一个通孔，所述塞头的中心孔通过连接孔与所述通孔的中部相贯通；所述通孔的前后两端均插设有空心轴、中部设有用于封堵对应空心轴的钢球；

后堵头机构，所述后堵头机构包括安装在所述外筒后端的后堵头，所述后堵头上可拆卸式安装有炮刷，所述炮刷的刷毛呈螺旋状。

作为本发明的进一步改进，所述前排气孔和后排气孔均由环布在外筒圆周上的多个孔构成。

作为本发明的进一步改进，所述前堵头包括第一堵头和第二堵头，所述第一堵头和第二堵头均沿轴线方向设有中心孔，所述气源接头螺接在所述第一堵头的前端，所述第一堵头的后端螺接在所述第二堵头的前端，所述第二堵头的后端螺接在所述外筒的前端；所述导向轴穿设在所述第二堵头的中心孔中且通过螺接在第二堵头中心孔上的铜堵进行前端定位。

作为本发明的进一步改进，所述第二堵头与所述外筒的连接处设有用于密封的第一O型圈，所述导向轴与所述第二堵头的连接处设有用于密封的第二O型圈。

作为本发明的进一步改进，所述导向轴的轴线与所述外筒的轴线相重合，所述出气孔沿所述导向轴的轴线方向均布，所述出气孔的数量为3个。

作为本发明的进一步改进，所述环形凹槽的长度不大于所述连接孔至塞头端部的最短距离。

作为本发明的进一步改进，所述塞头的前后两端均安装有活塞环，所述塞头上设有用于卡紧所述空心轴的销孔和用于制备所述连接孔的螺孔。

作为本发明的进一步改进，所述钢球的直径介于所述空心轴的内径与外径之间。

作为本发明的进一步改进，所述空心轴包括前空心轴和后空心轴，所述前空心轴与后空心轴相对应的一端构成用于容纳所述钢球的球形腔，所述钢球与所述球形腔的间隙不大于1mm。

本发明还提供一种气动便携式炮膛擦膛机的使用方法，包括：

抬起擦膛机的后端，将塞头滑动至外筒的前端，塞头封堵前排气孔且解封后排气孔；

空气压缩机通过气管与气源接头相连接，打开空气压缩机，气体经气源接头、导向轴的盲孔、导向轴的出气孔、环形凹槽、连接孔后进入外筒的前腔室和后腔室，前腔室的气压大于后腔室的气压，从而推动钢球堵住后空心轴，使气体从前空心轴的孔流至前腔室，形成向后的作用力，推动塞头向后运动；

塞头运动至封堵后排气孔且解封前排气孔时，后腔室的气压大于前腔室的气压，钢球堵住前空心轴，使气体从后空心轴的孔流至后腔室且塞头在惯性作用下继续向后运动，通过后腔室气压带动擦膛机在炮膛中向后运动；塞头在后腔室气压的反作用下向前运动，当塞头运动至封堵前排气孔且解封后排气孔时，前腔室的气压大于后腔室的气压，钢球堵住后空心轴，使气体从前空心轴的孔流至前腔室且塞头在惯性作用下继续向前运动，通过前腔室气压降低擦膛机在炮膛中向后运动的速度；

塞头的前后运动带动擦膛机在炮膛中向后运动，呈螺旋状刷毛的炮刷将擦膛机的直线向后运动转化为旋转向后运动，清理炮膛；

炮刷运动至炮膛最后端时，向前拉动气管，给塞头向前的作用力，使擦膛机的初始运动方向为向前运动，塞头的前后运动带动擦膛机在炮膛中向前运动，擦膛机退出炮膛；如此反复操作，擦膛机在炮膛中往复运动，直至炮膛清理干净。与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明可实现气动擦膛机在炮管内边旋转、边振动前进或后退完成擦膛任务，清洁彻底；

本发明擦膛机的动力源气压为5-8公斤，可采用后勤车辆或装甲等车辆轮胎充气系统；同时可以在空气压缩机或室内空气供应站上使用，重量较轻，可车载，携带方便；

本发明通过安装不同直径的炮刷，实现刷除25～120mm不同小口径各种类型炮管(如防卫炮，舰炮，火箭炮等)内膛的顽固附着物、挂铜、火药残渣、油垢，防止炮膛阻塞、锈蚀和磨损，提高弹丸射击精度；

本发明采用拼插模块式组装，操作简便，维护简单；大大提高了工作效率快速清洗中小口径滑膛炮炮管(3-6m/min)，适用于任何场合条件下工作。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的气动便携式炮膛擦膛机的剖视图；

图2为图1中外筒的结构图；

图3为本发明一种实施例公开的气动便携式炮膛擦膛机去掉外筒和后堵头后的结构图；

图4为图3中A-A的剖视图；

图5为本发明一种实施例公开的气动便携式炮膛擦膛机的炮刷结构图；

图6为图5的剖视图；

图7为本发明一种实施例公开的气动便携式炮膛擦膛机的第一工作状态图；

图8为本发明一种实施例公开的气动便携式炮膛擦膛机的第二工作状态图。

图中：

10、外筒；11、前排气孔；12、后排气孔；13、前腔室；14、后腔室；20、前堵头；21、第一堵头；22、第二堵头；23、铜堵；24、第一O型圈；25、第二O型圈；30、气源接头；40、导向轴；41、盲孔；42、出气孔；43、环形凹槽；50、塞头；51、连接孔；52、活塞环；53、销孔；54、螺孔；55、通孔；56、中心孔；60、前空心轴；61、后空心轴；62、球形腔；70、钢球；80、后堵头；90、炮刷；91、刷毛。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1-6所示，本发明提供一种气动便携式炮膛擦膛机，包括：外筒、前堵头机构、动力机构和后堵头机构；其中：

如图1、2所示，本发明的外筒10的筒壁上设有前排气孔11和后排气孔12，前排气孔11和后排气孔12均由环布在外筒10圆周上的多个孔构成，孔的数量可设为18个；塞头50可滑动在外筒10内并将外筒10分为前腔室13和后腔室14。外筒10的直径小于炮膛的直径，在使用时依据不同尺寸的炮膛来选择不同尺寸的炮刷，使炮刷的刷毛可紧贴炮膛的内壁；本发明外筒的直径设计为41mm。

如图1、3所示，本发明的前堵头机构封堵在外筒10的前端开口上；前堵头机构包括前堵头20、气源接头30和导向轴40，前堵头20包括第一堵头21和第二堵头22，第一堵头21与第二堵头22的中心孔的轴线与外筒的轴线相重合且第一堵头21与第二堵头22中心孔的孔径一致；第二堵头22的中心孔为为如图1所示的T型孔，导向轴40的前端为与T型孔相配合的T型头。气源接头30螺接在第一堵头21的前端，气源接头30用于通过气管与空气压缩机、车辆轮胎充气系统或室内空气供应站上；第一堵头21的后端螺接在第二堵头22的前端，第二堵头22的后端螺接在外筒10的前端；导向轴40穿设在第二堵头22的T型中心孔中且通过螺接在第二堵头22中心孔上的铜堵23实现导向轴40的前端定位，配合T型中心孔的结构将导向轴40固定在前堵头20上，导向轴40的轴线与外筒10的轴线相重合，铜堵23上设有与外筒10的轴线相重合的中心孔，从而使气源接头30、前堵头20、导向轴40之间形成通路。进一步，本发明在第二堵头22与外筒10的连接处设有用于密封的第一O型圈24，导向轴40与第二堵头22的连接处设有用于密封的第二O型圈25。本发明的导向轴40伸入外筒中，导向轴40的前端沿轴线方向设有与气源接头30相贯通的盲孔41，导向轴40相对应盲孔41的后端设有环形凹槽43，环形凹槽43上设有多个与盲孔41相贯通的出气孔42；进一步，出气孔42沿导向轴40的轴线方向均布，出气孔42的数量为3个；环形凹槽43与套在导向轴40上的塞头50的中心孔内壁相配合形成气路，即空气压缩机中的气体可依次通过气源接头30、前堵头20、盲孔31、出气孔42后进入环形凹槽43中。

如图1、3、4所示，本发明的动力机构包括塞头50，塞头50为圆柱状结构，塞头50套在导向轴40上且可在外筒10内沿着导向轴40前后运动；塞头50的外径与外筒10的内径相配合且塞头50的长度不小于前排气孔11与后排气孔12的间距，优选塞头50上活塞环52所在位置的的长度等于前排气孔11与后排气孔12的间距，用于保证塞头50在运动的过程中保证始终封堵一个排气孔。本发明的塞头50沿轴线方向设有2个通孔55，塞头50的中心孔56通过连接孔51与通孔55的中部相贯通，从而保证将进入环形凹槽43中的气体可通过连接孔51进入通孔55中，进而进入前腔室13或后腔室14中；通孔55的前端插设有前空心轴60、后端插设有后空心轴61、中部设有用于封堵对应空心轴的钢球70，钢球70在通过气源时起到气体流动方向的换向作用。进一步，环形凹槽43的长度不小于连接孔51至塞头50端部的最短距离，用于保证环形凹槽43的气体与连接孔51相贯通或直接与前后腔室相贯通。进一步，钢球70的直径介于空心轴的内径与外径之间，前空心轴60与后空心轴61相对应的一端构成用于容纳钢球70的球形腔62，钢球70与球形腔62的间隙不大于1mm，保证钢球可在前腔室13与后腔室14不同的气压下封堵前空心轴60的后端或后空心轴61的前端。进一步，塞头50的前后两端均安装有活塞环52，塞头50上设有用于卡紧空心轴的销孔53，空心轴插入后，在销孔53中拍入销，销的外端面低于塞头圆周面；塞头50上设有用于制备连接孔51的螺孔54，螺钉拧入螺孔54时需挂胶，螺钉头外端面低于塞头圆周面。

如图1、5、6所示，本发明的后堵头机构包括后堵头80和炮刷90，后堵头80为封闭堵头，其螺接在外筒10的后端开口上，炮刷90螺接在后堵头80的内螺纹孔上，不同直径的炮刷90上均具有相同外螺纹尺寸的安装部，保证在后堵头80上可安装不同尺寸的炮刷。如图5、6所示，炮刷90的刷毛91呈螺旋状，螺旋状的刷毛91可将边震动边直线的前后运动转换为边震动边旋转的前后运动。

本发明的工作原理为：采用压缩气体推动塞头在短行程冲击振动的工作原理，气体通过塞头上空心轴的孔和外筒上的前后排气孔共同作用，气体推动塞头在外筒内振动带动整个擦膛机前进或后退；炮刷90上刷毛91采用螺旋式排列，在擦膛机振动时可带动机器旋转，这样气动擦膛机就可在炮管内边旋转、边振动前进或后退完成擦膛任务。

如图7、8所示，本发明的具体使用方法为：

在工作之前，抬起擦膛机的后端，将塞头50滑动至外筒10的前端，塞头50封堵前排气孔11且解封后排气孔12，即图7所示的位置；然后，空气压缩机通过气管与气源接头相连接；

工作时，将擦膛机放入炮膛口处，打开空气压缩机，气体经气源接头30、导向轴40的盲孔41、导向轴40的出气孔42、气路(环形凹槽43与塞头中心孔56的内壁所形成的气路)、连接孔51后吹动钢球70转动并分别经前空心轴60和后空心轴61进入外筒10的前腔室13和后腔室14，由于前腔室13在此状态下是封闭的，而后腔室14是连通大气的；因此，随着气体的进入，前腔室的气压大于后腔室的气压(钢球70前端的气压大于后端的气压)，从而推动钢球70堵住后空心轴61的前端，使气体完全从前空心轴60的孔流至前腔室13，形成向后的作用力，推动塞头50向后运动；

塞头50运动至封堵后排气孔12且解封前排气孔11时(如图8所示的状态)，后腔室14在此状态下是封闭的，而前腔室13是连通大气的，塞头50在惯性作用下继续向后运动压缩后腔室14的空气，使后腔室14的气压大于前腔室13的气压(钢球70后端的气压大于前端的气压)，钢球70堵住前空心轴60的后端，从而使气体从后空心轴61的孔流至后腔室14且塞头50在惯性作用下继续向后运动，通过后腔室14气压带动擦膛机在炮膛中向后运动；当塞头50运动到后堵头80位置时，塞头50在后腔室气压的反作用下向前运动，当塞头50运动至封堵前排气孔11且解封后排气孔12时(如图7所示的状态)，前腔室13的气压大于后腔室14的气压，钢球70堵住后空心轴61，使气体从前空心轴60的孔流至前腔室13且塞头50在惯性作用下继续向前运动，通过前腔室气压降低擦膛机在炮膛中向后运动的速度，但不会驱动擦膛机向前运动；

上述塞头50的前后运动带动擦膛机在炮膛中向后运动，呈螺旋状刷毛的炮刷将擦膛机的直线向后运动转化为旋转向后运动，清理炮膛；

炮刷运动至炮膛最后端时，向前拉动气管，给塞头向前的作用力，使擦膛机的初始运动方向为向前运动，塞头的前后运动带动擦膛机在炮膛中向前运动，擦膛机退出炮膛；其原理与炮膛向后运动的原理一致。如此反复操作，擦膛机在炮膛中往复运动，直至炮膛清理干净满意为止。

更换不同直径的炮刷90可以实现刷除25～120mm不同小口径各种类型炮管(如防卫炮，舰炮，火箭炮等)内膛的顽固附着物、挂铜、火药残渣、油垢。炮刷90上的刷毛采用螺旋式排列，进而在机器振动时形成沿刷毛螺旋方向的力，带动机器旋转，这样气动擦膛机就可在炮管内边旋转、边振动前进或后退完成擦膛任务。

本发明采用模块化设计，操作简便，维护简单。采用压缩空气为动力源(5-8Kg)可采用后勤车辆或装甲车等车辆轮胎充气系统。同时可以在空气压缩机或室内空气供应站上使用。采用气源震动、螺旋式排列刷毛带动旋转，实现气动擦膛机在炮管内边旋转、边振动前进或后退完成擦膛任务。体积小：长度130mm直径23mm，重量轻：1.5Kg(对比国内外其他产品最小长度180mm直径46mm重量:3.5Kg)，可车载，便携，单兵可操作。快速清洗中小口径滑膛炮炮管(3-6m/min)。炮刷可更换设计，炮刷多规格多样化(可个性化定制)，一个装备更换不同规格炮刷可实现清洁不同口径炮管(25-120mm)的功能，并且适用各种类型炮管(如防卫炮，舰炮，火箭炮等)，气动驱动运行，适用温度范围广，适用温度：-40℃-+65℃。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气动便携式炮膛擦膛机，其特征在于，包括：

外筒，所述外筒的筒壁上设有前排气孔和后排气孔；

前堵头机构，所述前堵头机构包括安装在所述外筒前端的前堵头，所述前堵头上安装有气源接头和导向轴，所述导向轴伸入所述外筒中，所述导向轴的前端沿轴线方向设有与所述气源接头相贯通的盲孔，所述导向轴相对应所述盲孔的后端设有环形凹槽，所述环形凹槽上设有多个与所述盲孔相贯通的出气孔；

动力机构，所述动力机构包括贴合所述外筒内壁的塞头，所述塞头套在所述导向轴上且所述塞头长度不小于所述前排气孔与后排气孔的间距，所述塞头沿轴线方向设有至少一个通孔，所述塞头的中心孔通过连接孔与所述通孔的中部相贯通；所述通孔的前后两端均插设有空心轴、中部设有用于封堵对应空心轴的钢球；

后堵头机构，所述后堵头机构包括安装在所述外筒后端的后堵头，所述后堵头上可拆卸式安装有炮刷，所述炮刷的刷毛呈螺旋状。

2.如权利要求1所述的气动便携式炮膛擦膛机，其特征在于，所述前排气孔和后排气孔均由环布在外筒圆周上的多个孔构成。

3.如权利要求1所述的气动便携式炮膛擦膛机，其特征在于，所述前堵头包括第一堵头和第二堵头，所述第一堵头和第二堵头均沿轴线方向设有中心孔，所述气源接头螺接在所述第一堵头的前端，所述第一堵头的后端螺接在所述第二堵头的前端，所述第二堵头的后端螺接在所述外筒的前端；所述导向轴穿设在所述第二堵头的中心孔中且通过螺接在第二堵头中心孔上的铜堵进行前端定位。

4.如权利要求3所述的气动便携式炮膛擦膛机，其特征在于，所述第二堵头与所述外筒的连接处设有用于密封的第一O型圈，所述导向轴与所述第二堵头的连接处设有用于密封的第二O型圈。

5.如权利要求1所述的气动便携式炮膛擦膛机，其特征在于，所述导向轴的轴线与所述外筒的轴线相重合，所述出气孔沿所述导向轴的轴线方向均布，所述出气孔的数量为3个。

6.如权利要求1所述的气动便携式炮膛擦膛机，其特征在于，所述环形凹槽的长度不大于所述连接孔至塞头端部的最短距离。

7.如权利要求1所述的气动便携式炮膛擦膛机，其特征在于，所述塞头的前后两端均安装有活塞环，所述塞头上设有用于卡紧所述空心轴的销孔和用于制备所述连接孔的螺孔。

8.如权利要求1所述的气动便携式炮膛擦膛机，其特征在于，所述钢球的直径介于所述空心轴的内径与外径之间。

9.如权利要求1所述的气动便携式炮膛擦膛机，其特征在于，所述空心轴包括前空心轴和后空心轴，所述前空心轴与后空心轴相对应的一端构成用于容纳所述钢球的球形腔，所述钢球与所述球形腔的间隙不大于1mm。

10.一种如权利要求1-9中任一项所述的气动便携式炮膛擦膛机的使用方法，其特征在于，包括：

抬起擦膛机的后端，将塞头滑动至外筒的前端，塞头封堵前排气孔且解封后排气孔；

空气压缩机通过气管与气源接头相连接，打开空气压缩机，气体经气源接头、导向轴的盲孔、导向轴的出气孔、环形凹槽、连接孔后进入外筒的前腔室和后腔室，前腔室的气压大于后腔室的气压，从而推动钢球堵住后空心轴，使气体从前空心轴的孔流至前腔室，形成向后的作用力，推动塞头向后运动；

塞头运动至封堵后排气孔且解封前排气孔时，后腔室的气压大于前腔室的气压，钢球堵住前空心轴，使气体从后空心轴的孔流至后腔室且塞头在惯性作用下继续向后运动，通过后腔室气压带动擦膛机在炮膛中向后运动；塞头在后腔室气压的反作用下向前运动，当塞头运动至封堵前排气孔且解封后排气孔时，前腔室的气压大于后腔室的气压，钢球堵住后空心轴，使气体从前空心轴的孔流至前腔室且塞头在惯性作用下继续向前运动，通过前腔室气压降低擦膛机在炮膛中向后运动的速度；塞头的前后运动带动擦膛机在炮膛中向后运动，呈螺旋状刷毛的炮刷将擦膛机的直线向后运动转化为旋转向后运动，清理炮膛；

炮刷运动至炮膛最后端时，向前拉动气管，给塞头向前的作用力，使擦膛机的初始运动方向为向前运动，塞头的前后运动带动擦膛机在炮膛中向前运动，擦膛机退出炮膛；如此反复操作，擦膛机在炮膛中往复运动，直至炮膛清理干净。