CN110455593A - 一种炸药老化释气采集器及熔封装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种炸药老化释气采集器及熔封装置，所述装置包括采集器装置和熔封装置，所述采集器装置包括玻璃采气管，所述玻璃采气管上端部分连接有两个支口，分别为第一支口和第二支口，所述第一支口与所述玻璃采气管斜插连接，所述第二支口与所述玻璃采气管垂直连接；所述熔封装置包括支架和固定在支架上表面的玻璃熔封防护装置，所述玻璃熔封防护装置为两段式套筒结构，下段套筒与支架上表面固定连接，上段套筒为可替换式套筒，所述上段套筒内径与所述玻璃采气管的外径匹配。该装置有效解决了现有玻璃采气容器长期密封性的问题，同时操作安全且便于后期的取气分析操作。

Description

一种炸药老化释气采集器及熔封装置

技术领域

本发明涉及炸药老化评估检测技术，具体涉及到一种炸药老化释气采集器及熔封装置。

背景技术

炸药在热力学上处于亚稳态，在环境应力(比如温度、辐照或两者的协同)作用和影响下，会发生缓慢的化学变化并释放出气体，同时，还会与气体发生次生反应，形成更复杂的气体产物，故释气组分及含量被认为是炸药老化的重要特征量，准确定性、定量检测炸药在不同环境条件下的释气组分，对于掌握炸药的老化规律、解析其老化机制，进而预估其贮存与使用寿命具有重要意义。

为获知炸药在不同环境下的释气组分，首先需要可靠的老化释气采集器，现有的商业气体采样器如色谱分析用顶空瓶，虽然瓶体是玻璃材质，但瓶口是采用硅胶垫靠压盖器压紧密封，一则不能保证长期老化实验过程中的密封性、二则硅胶垫在相应的环境条件下也会老化而释出气体，进而干扰炸药老化释气组分的分析；另外如真空安定性试验用加热试管，虽然整体均为玻璃材质，但活塞和试管口之间是采用高真空密封脂密封，同样也不能保证长期老化实验过程中的密封性，进而影响对炸药老化释气组分的有效分析。

发明内容

为解决炸药老化释气组分采集缺乏有效手段的问题，本发明提出一种炸药老化释气采集器及熔封装置。本发明的炸药老化释气采集器及熔封装置包括玻璃采气管及相应的熔封支架与防护装置，其最大优点在于所用玻璃采气管是全玻璃材质，可以排除其它材料引入的干扰因素，将其加样支口和采气支口熔封后，在长期温度、辐照或两者协同作用老化实验过程中可以保证整个系统的密封性，同时又便于老化后释气组分的定性、定量分析；配套的熔封支架与防护装置，既便于固定玻璃采气管以进行支口的熔封操作，同时又可直观监控熔封过程中采气管的受热情况，有效控制安全风险，而在熔封过程中万一发生采气管意外爆炸事故时，所设计的防护装置可起到纵向泄爆作用，进一步保证熔封作业的安全性。

为了达到上述技术效果，本发明采用如下技术方案：

一种炸药老化释气采集器及熔封装置，所述装置包括采集器装置和熔封装置，所述采集器装置包括玻璃采气管，所述玻璃采气管上端部分连接有两个支口，分别为第一支口和第二支口，所述第一支口与所述玻璃采气管斜插连接，所述第二支口与所述玻璃采气管垂直连接；所述熔封装置包括支架和固定在支架上表面的玻璃熔封防护装置，所述玻璃熔封防护装置为两段式套筒结构，下段套筒与支架上表面固定连接，上段套筒为可替换式套筒，所述上段套筒内径与所述玻璃采气管的外径匹配。

进一步的技术方案为，所述第一支口为加样支口，为直上直下型，所述第二支口为抽真空支口，为阶梯变径型。

进一步的技术方案为，所述第一支口的开口方向与所述玻璃采气管的上端夹角小于90度。

进一步的技术方案为，所述支架为不锈钢锥台型支架，四个对称的梯形侧面中，一面焊有同面积的不锈钢板作为防护板。

进一步的技术方案为，所述玻璃熔封防护装置为不锈钢材质。

进一步的技术方案为，所述上段套筒上端面沿直径方向开有卡槽，卡槽宽带和深度与玻璃采气管的两个支口外径匹配。

进一步的技术方案为，所述装置还包括六个T型热电偶和无纸记录仪，所述T型热电偶一端贴于玻璃采气管不同部位外壁，另一端与无纸记录仪相连。

进一步的技术方案为，所述装置还包括气体压力传感器、数字压力表、真空泵及配套管路系统，可以实时观测玻璃采气管内抽真空的状态，并外接惰性气体钢瓶，还可以向玻璃采气管内定量充填不同种类的惰性气体。

进一步的技术方案为，采用所述装置进行老化试验包括以下步骤：

S1、以纯净水为介质，采用称量法标定玻璃采气管的容积；

S2、选择满足所需装填炸药量容积要求的对应直径的玻璃采气管，将与所选玻璃采气管直径相匹配的玻璃熔封防护装置套筒置于熔封装置支架上；

S3、将待老化炸药从加样支口定量加入到玻璃采气管中，并将支口上粘附的炸药清理干净，在玻璃采气管主干装药部周围贴六个的T型热电偶，再用湿纱布把玻璃采气管主干包起来，以防所装炸药因温度过高而引起爆炸，再将包有湿纱布的玻璃采气管插入熔封防护装置中，采用气焊方法明火熔封加样支口；

S4、将玻璃采气管抽真空支口接入抽真空管路系统，开启真空泵，抽真空并观察数字压力表数值，待压力值降至0.1kPa及以下后，在继续抽真空的状态下，从支口细端毛细管处明火熔封抽真空支口；或者抽真空至压力降至0.1kPa及以下后，通过钢瓶充入一定压力的所需惰性气体，再抽至真空后再充入该气体，反复置换3次后，待充入惰性气体压力达到拟定值后，关闭充气管路，再从支口细端毛细管处明火熔封抽真空支口；

S5、熔封过程中通过无纸记录仪实时监控玻璃采气管的温度，确保玻璃采气管装药部分温度在安全温度范围内；

S6、熔封完毕，待玻璃采气管支口温度降至室温后，再从熔封防护装置上取下玻璃采气管，并拆除湿纱布和热电偶后，集中放置，待进行不同条件的老化试验。

本发明的炸药老化释气采集器，包括两种直径且不限于该两种直径的玻璃采气管，每种玻璃采气管主干上端部分接有两个支口，一个为加样支口，直径约12mm，为直上直下型，与玻璃采气管主干以一定夹角斜插连接，便于加入粉体试样和直径小于10mm的小试件，同时避免明火熔封加样支口时火舌进入玻璃采气管引燃炸药；另一个支口为抽真空支口，呈阶梯变径型，与玻璃采气管以直角垂直连接，在变径端和细径段各有一段毛细管结构，一则避免在抽真空条件下熔封采气支口时火舌吸入玻璃采气管引燃炸药，二则在后期释气分析时便于折断采气支口进而采样分析。玻璃采气管主干设计为两种直径结构(且不限于本发明所述两种直径尺寸)，是为了便于装填不同量的炸药，既满足不同量炸药的老化释气分析，又保证不同量的炸药装填于玻璃采气管中时，与两个支口保持一定的距离，避免明火熔封引入的危险性。

本发明炸药老化释气采集器，为两种直径且不限于本发明所述两种直径的玻璃管式结构，加入其中的试验材料为粉体材料或固化为块状的最大尺寸小于10mm的试件。所述玻璃采气管具有：抗腐蚀、吸附少、稳定性强不与材料发生反应的优点，是释气分析的最佳选材；同时具有极佳的密闭性，可实现长时间真空保存，同时玻璃材质对辐射的残留少，用于辐照老化后不产生二次污染，有利于操作人员的职业健康。

本发明的炸药老化释气采集器熔封装置，还配备六个的T型热电偶，热电偶一端贴于玻璃采气管不同部位外壁，一端与无纸记录仪相连，可以实时监控熔封过程中玻璃采气管各段的受热温度，并具有超温报警功能，可有效避免过热引爆炸药的危险。

本发明的炸药老化释气采集器熔封装置，同时还配有气体压力传感器、数字压力表、真空泵及配套管路系统，可以实时观测玻璃采气管内抽真空的状态，并外接惰性气体钢瓶，还可以向玻璃采气管内定量充填不同种类的惰性气体，以便于进行不同气氛下的老化试验研究。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：能够有效解决炸药在各种环境(温度、辐照或两者协同作用以及不同气氛)条件下不同周期老化释气的密封保存和取样分析问题，为研究炸药(粉体材料或小试件)在不同条件下释气规律，解析作用机理提供技术支撑，且具备实时监控和防护功能，有效保证熔封操作过程的技术安全性。

附图说明

图1为本发明装置中玻璃采气管的结构示意图；

图2为本发明装置中熔封防护装置的结构示意图；

图3为本发明装置中熔封装置的结构示意图；

图4为本发明装置整体结构示意图。

具体实施方式

如图1～图4所示，本发明提供了一种炸药老化释气采集器及熔封装置，包括采集器装置3和熔封装置，所述采集器装置包括玻璃采气管31，所述玻璃采气管上端部分连接有两个支口，分别为第一支口32和第二支口33，所述第一支口32为加样支口，加样支口直径大且为直上直下型，与玻璃采气管主干斜插连接，既便于加入粉体试样和直径小于10mm的小试件，同时避免明火熔封加样支口时火舌进入玻璃采气管引燃炸药；所述第二支口33为抽真空支口，抽真空支口为阶梯变径型，与玻璃采气管以直角垂直连接，在变径端和细径段各有一段毛细管结构，一则避免在抽真空条件下熔封采气支口时火舌吸入玻璃采气管引燃炸药，二则在后期释气分析时便于在变径毛细管处折断采气支口进而采样分析。为研究炸药在不同环境(温度、辐照或两者协同作用以及不同气氛)条件下老化释气及规律，本发明炸药老化释气采集器为全玻璃材质，并采用明火一次性熔封，确保整个老化试验过程的密封性且不残留射线剂量，同时又便于老化后释气组分的取样分析；老化释气采集器为两种且不限于所述两种直径的玻璃采气管，既可以在真空下使用，也可以在充填不同种类惰性气氛后使用，从而可以获得炸药在不同温度、不同辐照以及不同气氛条件下老化后的释气组分和含量，进而推测老化机理和获得老化规律。本发明所述两种直径的玻璃采气管，便于装填不同量的炸药，既满足不同量炸药的老化释气分析，又保证不同量的炸药装填于玻璃采气管中时，与两个支口保持一定的距离，避免明火熔封引入的危险性。

所述熔封装置包括支架1和固定在支架上表面的玻璃熔封防护装置2，所述玻璃熔封防护装置2为两段式套筒结构，下段套筒21与支架1上表面固定连接，上段套筒22为可替换式套筒，所述上段套筒22内径与所述玻璃采气管的外径匹配。所述支架1为不锈钢锥台型支架，四个对称的梯形侧面中，一面焊有同面积的不锈钢板作为防护板，所述玻璃熔封防护装置为不锈钢材质。所述上段套筒上端面沿直径方向开有卡槽，卡槽宽带和深度与玻璃采气管的两个支口外径匹配。所述装置还包括六个T型热电偶4和无纸记录仪5，所述T型热电偶4一端贴于玻璃采气管31不同部位外壁，另一端与无纸记录仪5相连。所述装置还包括气体压力传感器、数字压力表、真空泵及配套管路系统(图中未视出)，可以实时观测玻璃采气管内抽真空的状态，并外接惰性气体钢瓶，还可以向玻璃采气管内定量充填不同种类的惰性气体，以便于进行不同气氛下的老化试验研究。

其中防护装置为整材切削加工成型，配套热电偶和无纸记录仪(具备实时记录和超温报警功能)，既便于固定玻璃采气管以进行支口的熔封操作，同时又可直观监控熔封过程中采气管的受热情况，有效控制安全风险，而在熔封过程中万一发生采气管意外爆炸事故时，所设计的防护装置可起到纵向泄爆作用，同时操作人员站立在支架挡板一侧，可进一步保证熔封作业的安全性。

采用本发明炸药老化释气采集器及熔封装置进行老化试验，包括以下步骤：

S1、以纯净水为介质，采用称量法标定玻璃采气管的容积；

S2、选择满足所需装填炸药量容积要求的对应直径的玻璃采气管，将与所选玻璃采气管直径相匹配的玻璃熔封防护装置套筒置于熔封装置支架上；

S3、将待老化炸药从加样支口定量加入到玻璃采气管中，并将支口上粘附的炸药清理干净，在玻璃采气管主干装药部周围贴六个的T型热电偶(热电偶另一端均与无纸记录仪相连)，再用湿纱布把玻璃采气管主干包起来，以防所装炸药因温度过高而引起爆炸，再将包有湿纱布的玻璃采气管插入熔封防护装置中，采用气焊方法明火熔封加样支口；

S4、将玻璃采气管抽真空支口接入抽真空管路系统，开启真空泵，抽真空并观察数字压力表数值，待压力值降至0.1kPa及以下后，在继续抽真空的状态下，从支口细端毛细管处明火熔封抽真空支口；或者抽真空至压力降至0.1kPa及以下后，通过钢瓶充入一定压力的所需惰性气体，再抽至真空后再充入该气体，反复置换3次后，待充入惰性气体压力达到拟定值后，关闭充气管路，再从支口细端毛细管处明火熔封抽真空支口；

S5、熔封过程中通过无纸记录仪实时监控玻璃采气管的温度，确保玻璃采气管装药部分温度在安全温度范围内；

S6、熔封完毕，待玻璃采气管支口温度降至室温后，再从熔封防护装置上取下玻璃采气管，并拆除湿纱布和热电偶后，集中放置，待进行不同条件的老化试验。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，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。

Claims (9)

1.一种炸药老化释气采集器及熔封装置，其特征在于，所述装置包括采集器装置和熔封装置，所述采集器装置包括玻璃采气管，所述玻璃采气管上端部分连接有两个支口，分别为第一支口和第二支口，所述第一支口与所述玻璃采气管斜插连接，所述第二支口与所述玻璃采气管垂直连接；所述熔封装置包括支架和固定在支架上表面的玻璃熔封防护装置，所述玻璃熔封防护装置为两段式套筒结构，下段套筒与支架上表面固定连接，上段套筒为可替换式套筒，所述上段套筒内径与所述玻璃采气管的外径匹配。

2.根据权利要求1所述的炸药老化释气采集器及熔封装置，其特征在于，所述第一支口为加样支口，为直上直下型，所述第二支口为抽真空支口，为阶梯变径型。

3.根据权利要求1所述的炸药老化释气采集器及熔封装置，其特征在于，所述第一支口的开口方向与所述玻璃采气管的上端夹角小于90度。

4.根据权利要求1所述的炸药老化释气采集器及熔封装置，其特征在于，所述支架为不锈钢锥台型支架，四个对称的梯形侧面中，一面焊有同面积的不锈钢板作为防护板。

5.根据权利要求1所述的炸药老化释气采集器及熔封装置，其特征在于，所述玻璃熔封防护装置为不锈钢材质。

6.根据权利要求1所述的炸药老化释气采集器及熔封装置，其特征在于，所述上段套筒上端面沿直径方向开有卡槽，卡槽宽带和深度与玻璃采气管的两个支口外径匹配。

7.根据权利要求1所述的炸药老化释气采集器及熔封装置，其特征在于，所述装置还包括六个T型热电偶和无纸记录仪，所述T型热电偶一端贴于玻璃采气管不同部位外壁，另一端与无纸记录仪相连。

8.根据权利要求1所述的炸药老化释气采集器及熔封装置，其特征在于，所述装置还包括气体压力传感器、数字压力表、真空泵及配套管路系统，可以实时观测玻璃采气管内抽真空的状态，并外接惰性气体钢瓶，还可以向玻璃采气管内定量充填不同种类的惰性气体。

9.根据权利要求1所述的炸药老化释气采集器及熔封装置，其特征在于，采用所述装置进行老化试验包括以下步骤：

S1、以纯净水为介质，采用称量法标定玻璃采气管的容积；

S2、选择满足所需装填炸药量容积要求的对应直径的玻璃采气管，将与所选玻璃采气管直径相匹配的玻璃熔封防护装置套筒置于熔封装置支架上；

S3、将待老化炸药从加样支口定量加入到玻璃采气管中，并将支口上粘附的炸药清理干净，在玻璃采气管主干装药部周围贴六个的T型热电偶，再用湿纱布把玻璃采气管主干包起来，以防所装炸药因温度过高而引起爆炸，再将包有湿纱布的玻璃采气管插入熔封防护装置中，采用气焊方法明火熔封加样支口；

S4、将玻璃采气管抽真空支口接入抽真空管路系统，开启真空泵，抽真空并观察数字压力表数值，待压力值降至0.1kPa及以下后，在继续抽真空的状态下，从支口细端毛细管处明火熔封抽真空支口；或者抽真空至压力降至0.1kPa及以下后，通过钢瓶充入一定压力的所需惰性气体，再抽至真空后再充入该气体，反复置换3次后，待充入惰性气体压力达到拟定值后，关闭充气管路，再从支口细端毛细管处明火熔封抽真空支口；

S5、熔封过程中通过无纸记录仪实时监控玻璃采气管的温度，确保玻璃采气管装药部分温度在安全温度范围内；

S6、熔封完毕，待玻璃采气管支口温度降至室温后，再从熔封防护装置上取下玻璃采气管，并拆除湿纱布和热电偶后，集中放置，待进行不同条件的老化试验。