CN110307960B - 一种激波管主动破膜装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于激波管领域，涉及一种激波管主动破膜装置，特别涉及一种基于弹簧—电磁铁式的激波管主动破膜装置。本发明的一种激波管主动破膜装置，利用激波管动态压力校准装置每次实验需要将高低压室分开更换膜片的特点，实验前保证电磁铁处于通电状态，手动将吸合滑块与电磁铁吸合，使动力弹簧处于压缩状态，安装膜片，在高低压室达到指定压力时，电磁铁断电，动力弹簧恢复，带动运动单元运动，顶针刺破膜片，当吸合滑块运动至接触缓冲弹簧时，缓冲弹簧压缩，使运动单元逐渐停止运动。本发明所述装置利用弹簧和电磁铁组合的方式实现主动破膜动作，适用于各种膜片、不会受到高压室压力的限制且在管壁上没有运动元件提高了密封性。

Description

一种激波管主动破膜装置

技术领域

本发明属于激波管领域，涉及一种激波管主动破膜装置，特别涉及一种基于弹簧—电磁铁式的激波管主动破膜装置。

背景技术

随着科学技术的发展，动态参数的测量越来越重要，动态压力作为工程实践和科学应用领域中非常重要的一个物理量随时可以碰到，激波管是目前最常用的动态压力校准装置，可对压力传感器动态性能如上升时间、谐振频率及传递函数等进行校准，激波管动态压力校准装置的破膜方式可分为自然破膜及主动破膜两种，自然破膜即利用膜片两侧压差使膜片破裂，主动破膜是在高低压室达到既定压力时，通过人工干预的方法使膜片破裂。相比较自然破膜，主动破膜具有可以提高实验重复性、精确控制膜压比等优点。现有主动破膜方法有L型连接杆破膜法、电加热主动破膜法、气体主动破膜法等，L型连接杆破膜法通过手动击打安装于激波管侧壁上的圆杆，并通过L型连接杆将垂直于激波管轴线的运动转化为平行于激波管轴线的运动，实现破膜，该方法在击打的过程中，会使激波管管体振动，振动在管体中传播速度比压力波在管路中传播速度快，会导致被校压力传感器误触发，使试验失败；电加热主动破膜法会受到膜片材料的限制；气体主动破膜法会受到高压室压力的限制。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有装置破膜过程中存在误触发的问题，提供一种激波管主动破膜装置。该装置在试验前保证电磁铁闭合、弹簧压缩状态，在高、低压室达到指定压力时，电磁铁断电，弹簧恢复，带动顶针直线运动刺破膜片。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种激波管主动破膜装置，包括高压室管体、高压破膜端、安装法兰和主动破膜执行机构；

所述高压室管体是将激波管的高压管体内壁加工成两级阶梯形式；

所述主动破膜执行机构包括：吸合滑块、连接杆、连接座、顶针、导向筒、动力弹簧、弹簧安装座、吸合滑块套筒、缓冲弹簧、电磁铁、电磁铁安装座和固定支架；连接杆与吸合滑块固定连接；连接杆的一部分置于吸合滑块套筒中，另一部分置于导向筒中；吸合滑块套筒中安装有缓冲弹簧，缓冲弹簧的一端固定在弹簧安装座的一侧，另一端处于自由状态；连接杆的顶端固定安装有连接座，连接座用于安装顶针；动力弹簧位于导向筒外部，动力弹簧的一端固定在弹簧安装座上，另一端固定在连接座上；电磁铁固定在电磁铁安装座上，且与吸合滑块套筒接触；吸合滑块套筒通过支架固定在高压室管体的中心位置；电磁铁的引线引出时需保证激波管的密封性；

高压破膜端包括螺纹头和膜片夹紧座；螺纹头与位于高压室管体外端部的安装法兰固定连接；膜片夹紧座固定安装在螺纹头的另一端，即靠近低压室的一端，用于固定膜片和支架。

还包括安装座，所述安装座包括：电磁铁导线连接杆、安装座基体、压盖和密封压块；电磁铁的引线通过电磁铁导线连接杆与外部连接；密封压块为柔性材料，通过挤压变形达到密封效果；密封压块通过安装座基体和压盖固定在高压室管体侧壁上。

有益效果

1、本发明的一种激波管主动破膜装置，利用激波管动态压力校准装置每次实验需要将高低压室分开更换膜片的特点，实验前保证电磁铁处于通电状态，手动将吸合滑块与电磁铁吸合，使动力弹簧处于压缩状态，安装膜片，在高低压室达到指定压力时，电磁铁断电，动力弹簧恢复，带动运动单元运动，顶针刺破膜片，当吸合滑块运动至接触缓冲弹簧时，缓冲弹簧压缩，使运动单元逐渐停止运动。

2、激波管管壁无运动结构，提高了整体的密封性；运动元件整体处于相同的压力下，无压力差，使用条件不受高压室压力的限制；利用电磁铁断电、弹簧复位的方式实现主动破膜动作，可以利用程序控制电磁铁的通断实现自动化控制。

3、本发明所述装置利用弹簧和电磁铁组合的方式实现主动破膜动作，适用于各种膜片、不会受到高压室压力的限制且在管壁上没有运动元件提高了密封性。

附图说明

图1是本发明装置结构原理示意图。

1—高压室管体、2—电磁铁安装环、3—电磁铁导线连接杆、4—安装座基体、5—压盖、6—密封压块、7—密封垫、8—吸合滑块、9—套筒支架、10—连接杆、11—安装法兰、12—O型圈、13—填充套筒、14—螺纹头、15—夹紧座密封环、16—膜片夹紧座、17—连接座、18—顶针、19—导向筒、20—动力弹簧、21—弹簧安装座、22—安装座支架、23—吸合滑块套筒、24—缓冲弹簧、25—圆柱环、26—电磁铁、27—电磁铁安装座。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

一种激波管主动破膜装置，原理结构如图1所示，该实施例的主要组成包括高压室管体1、高压破膜端、安装法兰11和主动破膜执行机构。

高压室管体1是将激波管的高压管体内壁加工成两级阶梯形式，阶梯形式用于放置固定支架和填充套筒，确保主动破膜执行机构的安装和固定。

所述主动破膜执行机构包括：吸合滑块8、连接杆10、连接座17、顶针18、导向筒19、动力弹簧20、弹簧安装座21、吸合滑块套筒23、缓冲弹簧24、电磁铁26、电磁铁安装座27和固定支架；连接杆10与吸合滑块8固定连接；连接杆10的一部分置于吸合滑块套筒23中，另一部分置于导向筒19中；吸合滑块套筒23中安装有缓冲弹簧24，缓冲弹簧24的一端固定在弹簧安装座21的一侧，另一端处于自由状态，所述缓冲弹簧24用于减小或/和避免振动、冲击对实验结果的影响；连接杆10的顶端固定安装有连接座17，连接座17用于安装顶针18；动力弹簧20位于导向筒19外部，动力弹簧20的一端固定在弹簧安装座21上，另一端固定在连接座17上；电磁铁26固定在电磁铁安装座27上，且与吸合滑块套筒23接触；电磁铁安装座27通过电磁铁安装环2固定在高压室管体1阶梯孔内壁；吸合滑块套筒23通过支架固定在高压室管体1的中心位置；电磁铁26的引线引出时需保证激波管的密封性；所述固定支架由电磁铁安装环2、套筒支架9、电磁铁安装座27、圆柱环25和安装座支架22组成，用于固定电磁铁26、吸合滑块套筒23和弹簧安装座21；

高压破膜端包括螺纹头14、夹紧座密封环15和膜片夹紧座16；螺纹头14与位于高压室管体1外端部的安装法兰11固定连接，螺纹头14与安装法兰11之间通过O型圈12密封；膜片夹紧座16固定安装在螺纹头14的另一端，即靠近低压室的一端，用于固定膜片和支架，夹膜位置有圆环凸起，用于增加夹膜力，膜片夹紧座16和螺纹头14之间通过夹紧座密封环15密封；

还包括安装座，所述安装座包括：电磁铁导线连接杆3、安装座基体4、压盖5、密封压块6和密封垫7；电磁铁26的引线通过电磁铁导线连接杆3与外部连接；密封压块6为柔性材料，通过挤压变形达到密封效果；密封压块6通过安装座基体4和压盖5固定在高压室管体1侧壁上，密封压块6与安装座基体4之间通过密封垫7密封，密封垫7为柔性材料，且比密封压块6容易变形。

具体实施过程为：膜片安装前，电磁铁26通电，使吸合滑块8与电磁铁26处于吸合状态，此时，动力弹簧20处于压缩状态。将膜片安装至适当位置，移动激波管高压段，使高压破膜端的膜片夹紧座16与低压段共同作用夹紧膜片。在高低压室充入高压气体或抽出高低压室气体至指定压力值，待压力稳定后，电磁铁26断电，动力弹簧20恢复，此时，动力弹簧20的弹性势能转化为运动单元的动能，运动单元沿着轨道运动，在顶针接触到膜片后，刺破膜片，高压室气体快速充入低压室，产生激波。当吸合滑块8运动至与缓冲弹簧24接触时，逐渐压缩缓冲弹簧24，动能转化为弹性势能，使运动单元逐渐停止运动，避免冲击对压力传感器校准的影响。

以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种激波管主动破膜装置，其特征在于：包括高压室管体、高压破膜端、安装法兰和主动破膜执行机构；

所述高压室管体是将激波管的高压管体内壁加工成两级阶梯形式；

所述主动破膜执行机构包括：吸合滑块、连接杆、连接座、顶针、导向筒、动力弹簧、弹簧安装座、吸合滑块套筒、缓冲弹簧、电磁铁、电磁铁安装座和固定支架；连接杆与吸合滑块固定连接；连接杆的一部分置于吸合滑块套筒中，另一部分置于导向筒中；吸合滑块套筒中安装有缓冲弹簧，缓冲弹簧的一端固定在弹簧安装座的一侧，另一端处于自由状态；连接杆的顶端固定安装有连接座，连接座用于安装顶针；动力弹簧位于导向筒外部，动力弹簧的一端固定在弹簧安装座上，另一端固定在连接座上；电磁铁固定在电磁铁安装座上，且与吸合滑块套筒接触；吸合滑块套筒通过支架固定在高压室管体的中心位置；电磁铁的引线引出时需保证激波管的密封性；

高压破膜端包括螺纹头和膜片夹紧座；螺纹头与位于高压室管体外端部的安装法兰固定连接；膜片夹紧座固定安装在螺纹头的另一端，即靠近低压室的一端，用于固定膜片和支架。

2.如权利要求1所述的一种激波管主动破膜装置，其特征在于：还包括安装座，所述安装座包括：电磁铁导线连接杆、安装座基体、压盖和密封压块；电磁铁的引线通过电磁铁导线连接杆与外部连接；密封压块为柔性材料，通过挤压变形达到密封效果；密封压块通过安装座基体和压盖固定在高压室管体侧壁上。

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