CN110081770A - 一种基于螺旋叶片的密闭回流式枪炮身管冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于螺旋叶片的密闭回流式枪炮身管冷却系统，包括内部的身管、固连在身管上成对出现的螺旋叶片、固连在螺旋叶片上的外筒、开在外筒基部的入流口和出流口、通过螺钉固定在身管基部的密封圈和盖板、稳定流体压力的稳压盒、制冷机、流体泵、电源；所述螺旋叶片将身管与外筒之间的空间分隔为成对出现且位置交替分布的入流槽和出流槽，入流槽和出流槽在身管出射端交汇形成连通空间；本发明能够解决传统炮管/枪管冷却技术冷却慢、冷却不均、体积过大、结构强度低、造价昂贵、容易松动、可靠性差等问题。

Description

一种基于螺旋叶片的密闭回流式枪炮身管冷却系统

技术领域

本发明属于炮管、枪管冷却技术领域，特别涉及一种基于螺旋叶片的密闭回流式枪炮身管冷却系统。

背景技术

枪炮作为最主要的打击武器之一，在战争中发挥着重要作用，随着科技的进步，枪炮管的制造技术有了一定提升，但在打击的精准度和使用寿命方面仍然有很多不足。

持续高速的射击使得枪炮管的内膛烧蚀磨损严重，重力导致的不均匀磨损、火药和摩擦导致的枪炮管高温和温度不均匀，造成材料的力学性能下降,由于枪炮管自身重力的作用就会直接造成高温的枪炮管软化弯曲，不仅影响发射枪炮管发射的弹丸初速大小和飞行姿态，而且会使枪炮管的使用寿命难以提升,严重时甚至会引起火药自燃和炸膛现象的发生。

现代战争要求速射枪炮具有更高的精度和更长久的寿命,因此必须寻找有效措施来加快枪炮管散热速度,解决高温软化弯曲问题和温度分布不均的问题。

目前常用的方法有回流式水套冷却法，即在枪炮管上加上套筒，水在套筒上流动，这种方法使得枪炮管在经向冷却不均匀，而且套筒固定困难容易由于振动而损坏。有非回流式储水式冷却法，即在枪炮管上加上套筒在套筒和管壁的空腔里注水，但是该方法要经常加水，而且水消耗一部分时，枪炮管倾斜会使枪炮管内接触不到水的位置无法冷却。

还有非闭合式冷却方法，例如为申请号201520910648.2专利，采用喷出气体使炮管壁冷却的方法，该方法要求高速的气体，不仅增加技术难度，炮管口喷出的高速气流也容易使炮弹在出膛时偏移，而且强筋板与防护筒形成空腔的方式会造成炮管经向的不均匀冷却。

总而言之，尽管枪炮管的冷却方法层出不穷，但这些方法具有冷却慢、冷却不均、体积过大、造价昂贵、容易松动、可靠性差等缺点。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于螺旋叶片的密闭回流式枪炮身管冷却系统。

一种基于螺旋叶片的密闭回流式枪炮身管冷却系统，包括内部的身管、固连在身管上的成对出现的螺旋叶片、固连在螺旋叶片上的外筒、开在外筒基部的入流口和出流口、对冷却流体进行冷却的制冷机、让冷却流体流动的流体泵、稳定冷却流体压力的稳压盒、为制冷机和流体泵供电的电源；所述螺旋叶片为偶数条，并将身管与外筒之间的空间分隔为成对出现且交替间隔分布的入流槽和出流槽，螺旋状的入流槽和出流槽在身管出射端交汇形成连通空间，所述入流槽与入流口连通，且数量相对应，所述出流槽与出流口连通，且数量相对应，所述身管和外筒在身管基部通过盖板、螺钉和密封圈固定密封，所述制冷机一端通过导管与出流口相连，另一端通过导管与流体泵相连，所述流体泵另一端通过导管与入流口相连，所述稳压盒置于制冷机和流体泵之间。

优选地，所述入流口与出流口为柱状管，且与外筒为一体，所述柱状管外壁上有外螺纹，通过外螺纹分别使导管与入流口和出流口相连。

优选地，所述螺旋叶片为两条，所述入流口和出流口各一个，所述入流口与出流口位置相对，冷却流体从入流口流入，从出流口流出。

优选地，所述螺旋叶片为四条，所述入流口和出流口各二个，并且交替间隔分布。

优选地，所述盖板、密封圈和螺钉位于身管基部，所述密封圈夹于盖板和身管、外筒之间，通过螺钉使盖板、密封圈与身管、外筒压紧，从而使入流槽和出流槽在身管基部分隔和密封。

优选地，所述冷却流体为气体或液体，所述气体包括空气、惰性气体、氮气其中一种或两种及其以上混合气体；液体包括水、乙二醇、乙醇、甘油的其中一种或两种及其以上的混合液体。

有益效果

与现有技术相比，本发明一种基于螺旋叶片的密闭回流式枪炮身管冷却系统，能够让使冷却流体与管壁充分接触，及时进行热量交换，均匀冷却，解决了传统炮管冷却技术冷却慢、冷却不均、体积过大、结构强度低、造价昂贵、容易松动、可靠性差等问题，弥补了普通非冷却炮管高温软化变弯缺点，有效提高了炮管的打击精度和使用寿命。

附图说明

图1为本发明的整体运行示意框图；

图2为实施例一中身管冷却装置的整体结构示意图；

图3为实施例一中去掉外筒的身管冷却装置的结构示意图；

图4为实施例一螺旋叶片结构示意图；

图5为实施例一盖板、螺钉、密封圈与外筒、螺旋叶片、身管的装配示意图；

图6为实施例一中身管冷却装置的正面剖视图。

图7为实施例二中身管冷却装置的整体结构示意图；

图8为实施例二中去掉外筒的身管冷却装置的结构示意图。

图9为实施例二螺旋叶片结构示意图；

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域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。

需要注意的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。

另外，在本发明的描述中，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，也可以是电连接；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。

实施例一

如图2、图3、图4和图5所示的一种基于螺旋叶片的密闭回流式枪炮身管冷却系统，包括内部的身管20、固连在身管20上的成对出现的螺旋叶片21、固连在螺旋叶片上的外筒10、开在外筒10基部的入流口11和出流口12，所述入流口11与出流口12为柱状管，且与外筒10为一体，所述柱状管外壁上有外螺纹，通过外螺纹分别使导管与入流口和出流口相连；所述螺旋叶片21为偶数条，并将身管20与外筒10之间的空间分隔为成对出现且位置交替间隔分布的入流槽22和出流槽23，螺旋状的入流槽22和出流槽23在身管20出射端交汇形成连通空间24，冷却流体从入流槽22流入连通空间24，再从连通空间24流进出流槽23，所述入流槽22与入流口11连通，且数量相对应，所述出流槽23与出流口12连通，且数量相对应，所述身管20和外筒10在身管20基部通过盖板13、螺钉14和密封圈15固定密封。

螺旋叶片21为两条，所述入流口11和出流口12各一个，入流口11与出流口12位置相对。

如图1所示的一种基于螺旋叶片的密闭回流式枪炮身管冷却系统，还包括对冷却流体进行冷却的制冷机100、让冷却流体流动的流体泵102和稳定冷却流体压力的稳压盒101、为制冷机100和流体泵102供电的电源103、以及用于冷却的冷却流体，所述制冷机100一端通过导管与出流口12相连，另一端通过导管与流体泵102相连，所述流体泵102另一端通过导管与入流口11相连，所述稳压盒101置于制冷机100和流体泵102之间用于稳定冷却流体的内部压力，所述电源103用于给制冷机100、流体泵102供电。

所述冷却流体为气体或液体，所述气体包括空气、惰性气体、氮气等其中一种或两种及其以上混合气体；液体包括水、乙二醇、乙醇、甘油等其中的一种或两种及其以上的混合液体。即当冷却流体选用空气、惰性气体、氮气等一种或多种气体时流体泵102选用对应的气泵，当冷却流体选用水、乙二醇、乙醇、甘油等其中一种或多种液体时，流体泵102选用对应的低压液压泵、水泵。

制冷机100用于把从出流口12中回流后热的冷却流体进行冷却，流体泵102用于把制冷机100流出的冷却流体泵到身管20外壁进行冷却，稳压盒101用于稳定冷却流体的内压力。所述稳压盒可以为9稳压装置，用于冷却流体加热后会膨胀和气化，防止导管会炸裂。

本发明的系统冷却流体的流动方向如下：流体泵102——入流口11——入流槽22——连通空间24——出流槽23——出流口12——制冷机100——流体泵102。从而实现冷却流体的循环。

由于子弹/炮弹发射时与身管20内壁下侧摩擦大于上侧，使得身管20下半部分比上半部分温度高；由于子弹/炮弹是从身管20基部靠火药推出，使得身管20基部温度高于身管20出射端。因此，利用本发明能够把热量从下侧带到上侧、上侧带到下侧、从基部带到出射端、从出射端带到基部；并且由于金属的导热性比水好，使得身管20的热量很快传向螺旋叶片21和外筒10，螺旋叶片21、外筒10和身管20的温度相差就不是很大了，这就相当于加大了身管20与冷却流体的接触面积，让散热更快，此外本设计还加固了身管20与外筒10连接的机械机构强度；通过该方法就实现了热量在整条身管20的均匀分布，也就实现了均匀冷却、同步冷却、快速冷却、循环冷却。

实施例二

与实施例一不同之处在于，如图4和图5所示的本实施例螺旋叶片21为四条，所述入流口11和出流口12各二个，相应的入流槽22与出流槽23数量各是二条，且交替布置。

此外，值得说明的是，螺旋叶片还可以是六条、八条等，虽然本实施例不予列举，但都在本发明的保护范围内。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于螺旋叶片的密闭回流式枪炮身管冷却系统，其特征在于，包括内部的身管、固连在身管上的成对出现的螺旋叶片、固连在螺旋叶片上的外筒、开在外筒基部的入流口和出流口、对冷却流体进行冷却的制冷机、让冷却流体流动的流体泵、稳定冷却流体压力的稳压盒、为制冷机和流体泵供电的电源；所述螺旋叶片为偶数条，并将身管与外筒之间的空间分隔为成对出现且交替间隔分布的入流槽和出流槽，螺旋状的入流槽和出流槽在身管出射端交汇形成连通空间，所述入流槽与入流口连通，且数量相对应，所述出流槽与出流口连通，且数量相对应，所述身管和外筒在身管基部通过盖板、螺钉和密封圈固定密封，所述制冷机一端通过导管与出流口相连，另一端通过导管与流体泵相连，所述流体泵另一端通过导管与入流口相连，所述稳压盒置于制冷机和流体泵之间。

2.根据权利要求1所述的一种基于螺旋叶片的密闭回流式枪炮身管冷却系统，其特征在于，所述入流口与出流口为柱状管，且与外筒为一体，所述柱状管外壁上有外螺纹，通过外螺纹分别使导管与入流口和出流口相连。

3.根据权利要求1所述的一种基于螺旋叶片的密闭回流式枪炮身管冷却系统，其特征在于，所述螺旋叶片为两条，所述入流口和出流口各一个，所述入流口与出流口位置相对，冷却流体从入流口流入，从出流口流出。

4.根据权利要求1所述的一种基于螺旋叶片的密闭回流式枪炮身管冷却系统，其特征在于，所述螺旋叶片为四条，所述入流口和出流口各二个，并且交替间隔分布。

5.根据权利要求1所述的一种基于螺旋叶片的密闭回流式枪炮身管冷却系统，其特征在于，所述盖板、密封圈和螺钉位于身管基部，所述密封圈夹于盖板和身管、外筒之间，通过螺钉使盖板、密封圈与身管、外筒压紧，从而使入流槽和出流槽在身管基部分隔和密封。

6.根据权利要求1所述的一种基于螺旋叶片的密闭回流式枪炮身管冷却系统，其特征在于，所述冷却流体为气体或液体，所述气体包括空气、惰性气体、氮气其中一种或两种及其以上混合气体；液体包括水、乙二醇、乙醇、甘油的其中一种或两种及其以上的混合液体。