CN112229744A - 爆炸荷载发生器用组合式多管爆炸驱动器及缓冲结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及爆炸荷载发生器的驱动器研制技术领域，提供一种爆炸荷载发生器用组合式多管爆炸驱动器及缓冲结构。提出的爆炸荷载发生器用组合式多管爆炸驱动器及缓冲结构具有多个位于爆腔筒体内的爆炸驱动管；爆炸驱动管内的空腔具有圆弧形顶面；多个爆炸驱动管对称分布于驱动管固定面板的下端面；驱动器固定面板位于顶盖内侧，并架置于爆炸荷载发生器爆腔筒体上端面，且伸入爆腔筒体内部；在驱动器固定面板与爆腔筒体内壁之间设置密封圈；在驱动器固定面板与顶盖内壁之间设置减摩金属环；荷载均布件上连顶盖下接缓冲元件。本发明缓冲能力强、密封减震效果好；还具有爆炸当量变化范围大、可操控性强、可重复使用、高效安全等特点。
Description
技术领域
本发明涉及爆炸荷载发生器研制技术领域，尤其涉及一种爆炸荷载发生器用组合式多管爆炸驱动器及缓冲结构。
背景技术
爆炸驱动器作为产生爆炸波的设备是爆炸荷载发生器的关键部件，爆炸驱动器的研究和设计是整个爆炸荷载发生器研制过程中的重中之重。本发明中的组合式多管爆炸驱动器可根据试验模拟武器的类型，选择使用的驱动管数量，实现爆炸当量和冲击波正压作用时间在一定范围内的精确调控。
爆炸驱动器在工作过程中会产生巨大的后坐力，为保障爆炸荷载发生器的平稳可控，必须设计出缓冲能力强、消能效果好的缓冲装置消减反作用力对发生器各构件的冲击。
发明内容
本发明的目的在于提供一种爆炸荷载发生器用组合式多管爆炸驱动器及缓冲结构，使其能保证爆炸驱动器在爆炸波反作用力的作用下，沿顶盖内壁向上进行有限小幅位移，从而保证发生器始终处于自平衡状态。
为实现上述发明目的，本发明采取以下技术方案：
一种爆炸荷载发生器用组合式多管爆炸驱动器及缓冲结构，组合式多管爆炸驱动器及缓冲结构具有多个位于爆腔筒体内的爆炸驱动管；所述的爆炸驱动管为下端开口、上端封闭的空腔结构；所述爆炸驱动管的内壁面的顶部为圆弧形顶面，用以在爆炸冲击荷载到达驱动管顶部时，避免驱动管顶面因出现应力集中而失效；所述爆炸驱动管的封闭端具有定位环；多个爆炸驱动管均通过其定位环均匀内嵌于驱动管固定面板下端面，并通过驱动管法兰固定；所述的驱动器固定面板位于顶盖内侧，并架置于爆炸荷载发生器爆腔筒体上端面，且伸入爆腔筒体内部；在驱动器固定面板与爆腔筒体内壁之间设置高压密封圈；在驱动器固定面板与顶盖内壁之间设置减摩金属环；所述的缓冲元件位于驱动器固定面板上端；所述的荷载均布件上连顶盖下接缓冲元件；顶盖底端通过卡箍啮齿式结构与爆腔筒体连接；顶盖外围与爆炸荷载发生器自平衡结构固连；爆炸荷载发生器自平衡结构下端锚固于地基中。在爆炸冲击发生时，爆炸冲击荷载最先到达驱动管顶部和驱动管固定面板，使其向上运动，随后荷载先后经缓冲元件、荷载均布件、顶盖传递至自平衡结构及爆腔筒体中，通过驱动器固定面板的上下平动、缓冲元件的缓冲和延时，同时配合自平衡结构即可实现爆炸荷载发生器的整体自平衡。
所述的爆炸驱动管内可固定炸药；装药直径、装药长度以及驱动管内径、驱动管长度均根据装药量进行匹配设计；驱动管的壁厚根据爆轰理论及第二强度理论进行合理确定。
根据实验需求，可对多个爆炸驱动管进行任意组合起爆。
所述的驱动管固定面板具有导向定位肩，多管爆炸驱动器被爆炸冲击波顶起后，驱动管固定面板可在导向定位肩限定范围内做上下平移。
所述的缓冲元件为可压缩高弹力缓冲件；在受到爆炸冲击荷载时，所述缓冲元件自平衡的时间大于爆炸波由动压变为静压的时间。
所述的荷载均布件由横向筋板及纵向筋板正交焊接于底板之上而成。
所述的顶盖表面有环向筋板和纵向筋板加强，顶盖下边缘的顶盖卡箍沿周向均匀分布有顶盖卡箍齿，可通过卡箍齿与爆腔上法兰齿卡箍啮合，实现顶盖的启闭。
本发明提出的一种爆炸荷载发生器用组合式多管爆炸驱动器及缓冲结构具有以下发明点：
1. 提出了一种用多管小爆室取代单一大爆室的技术方案，该方案不仅解决了大型中高压爆炸荷载发生器设计的难题，而且通过对多管小爆室的任意组合，可满足不同试验对不同爆炸当量的需求。
2. 针对驱动管内装药直径、驱动管内径、驱动管壁厚、驱动管形状的匹配设计要求，给出了驱动管的合理计算方法，在结构上统筹考虑了驱动管与面板之间的稳定啮合、驱动管顶端的圆弧过渡等设计要求。
3. 考虑到爆炸冲击荷载将最先到达驱动管顶部和驱动管固定面板，巨大的爆炸冲击力将使其向上运动，为此将驱动管固定面板设计成可沿爆腔管体内壁作平动的运动部件，同时配合位于顶盖中的缓冲组件，实现缓冲和延时，最终满足爆炸荷载发生器结构整体自平衡要求。
4. 为了保证爆炸驱动器在偏载条件下仍可沿爆腔管体内壁作平动，在驱动器固定面板上设计了导向肩和减摩金属环等部件。
附图说明
图1是本发明组合式多管爆炸驱动器及其缓冲结构位置示意图。
图2是图1中I部分的放大图。
图3是本发明爆炸驱动管结构示意图。
图4是本发明驱动管固定面板结构示意图。
图5是本发明荷载均布件结构示意图。
图6是本发明顶盖结构示意图。
图中：1、爆炸驱动管；2、驱动管固定面板；3、驱动管法兰；4、高压密封圈；5、减摩金属环；6、缓冲元件；7、荷载均布件；8、顶盖；9、定位环；10、爆腔筒体；11、自平衡结构；12、圆弧形顶面；13、导向定位肩；14、底板；15、横向筋板；16、纵向筋板Ⅰ；17、环向筋板；18、纵向筋板Ⅱ；19、顶盖卡箍齿。
具体实施方式
结合附图和具体实施例对发明加以说明。
如图1、图2所示，一种爆炸荷载发生器用组合式多管爆炸驱动器及缓冲结构主要包括多个爆炸驱动管1、驱动管固定面板2、驱动管法兰3、高压密封圈4、减摩金属环5、缓冲元件6、荷载均布件7、顶盖8。所述的爆炸驱动管1为一端开口、一端封闭的空腔结构，在其封闭端具有定位环9，如图2所示；爆炸驱动管1通过定位环9内嵌于驱动管固定面板2下端面，并通过驱动管法兰3固定；所述的驱动器固定面板2位于顶盖8内侧，并架置于爆炸荷载发生器爆腔筒体10上端面，且伸入爆腔筒体10内部；在驱动器固定面板2与爆腔筒体10内壁之间设置高压密封圈4；在驱动器固定面板2与顶盖8内壁之间设置减摩金属环5；所述的缓冲元件6位于驱动器固定面板2上端；所述的荷载均布件7上连顶盖8下接缓冲元件6。顶盖8底端通过卡箍啮齿式结构与爆腔筒体10连接；顶盖8外围与爆炸荷载发生器自平衡结构11固连，自平衡结构11下端锚固在地基中。
如图3所示，所述的爆炸驱动管1内部具有圆弧形顶面12，在爆炸冲击荷载到达驱动管1顶面时，可避免驱动管1顶面因出现应力集中而失效；爆炸驱动管1空腔内可固定炸药；驱动管1内装药直径、装药长度、驱动管1内径及驱动管1柱形长度均根据装药量进行匹配设计；驱动管1的壁厚根据爆轰理论及第二强度理论进行合理确定。
所述的多个爆炸驱动管1在驱动管固定面板2下方呈对称分布。
如图4所示，所述的驱动管固定面板2具有导向定位肩13，驱动管固定面板2通过导向定位肩13架置于爆腔筒体10上端面，并伸入爆腔筒体内部；当多管爆炸驱动器被爆炸冲击波顶起后，驱动管固定面板2可在导向定位肩13限定范围内沿爆腔筒体10内壁作上下平移。
如图5所示，所述的荷载均布件7由底板14、横向筋板Ⅰ15及纵向筋板Ⅰ16正交焊接而成。
如图6所示，所述的顶盖8外表面有环向筋板Ⅰ17和纵向筋板Ⅱ18加强，顶盖下边缘沿周向均匀分布有顶盖卡箍齿19，可通过卡箍齿19与爆腔上法兰齿啮齿配合，实现顶盖8的固定。
Claims (6)
1.一种爆炸荷载发生器用组合式多管爆炸驱动器及缓冲结构，其特征在于：组合式多管爆炸驱动器及缓冲结构具有多个位于爆腔筒体内的爆炸驱动管；所述的爆炸驱动管为下端开口、上端封闭的空腔结构；所述爆炸驱动管内的空腔具有圆弧形顶面，用以在爆炸冲击荷载到达驱动管顶部时，避免驱动管顶面因出现应力集中而失效；所述爆炸驱动管的封闭端具有定位环；多个爆炸驱动管均通过其定位环均匀内嵌于驱动管固定面板下端面，并通过驱动管法兰固定；所述的驱动器固定面板位于顶盖内侧，并架置于爆炸荷载发生器爆腔筒体上端面，且伸入爆腔筒体内部；在驱动器固定面板与爆腔筒体内壁之间设置高压密封圈；在驱动器固定面板与顶盖内壁之间设置减摩金属环；所述的缓冲元件位于驱动器固定面板上端；所述的荷载均布件上连顶盖下接缓冲元件；顶盖底端通过卡箍啮齿式结构与爆腔筒体连接；顶盖外围与爆炸荷载发生器自平衡结构固连；爆炸荷载发生器自平衡结构下端锚固于地基中。在爆炸冲击发生时，爆炸冲击荷载最先到达驱动管顶部和驱动管固定面板，使其向上运动，随后荷载先后经缓冲元件、荷载均布件、顶盖传递至自平衡结构及爆腔筒体中，通过驱动器固定面板的上下平动、缓冲元件的缓冲和延时，同时配合自平衡结构即可实现爆炸荷载发生器的整体自平衡。
2.如权利要求1所述的一种爆炸荷载发生器用组合式多管爆炸驱动器及缓冲结构，其特征在于：所述的爆炸驱动管空腔内可固定炸药。
3.如权利要求1所述的一种爆炸荷载发生器用组合式多管爆炸驱动器及缓冲结构，其特征在于：所述的驱动管固定面板具有导向定位肩，多管爆炸驱动器被爆炸冲击波顶起后，驱动管固定面板可在导向定位肩限定范围内做上下平移。
4.如权利要求1所述的一种爆炸荷载发生器用组合式多管爆炸驱动器及缓冲结构，其特征在于：所述的缓冲元件为可压缩高弹力缓冲件；在受到爆炸冲击荷载时，所述缓冲元件自平衡的时间大于爆炸波由动压变为静压的时间。
5.如权利要求1所述的一种爆炸荷载发生器用组合式多管爆炸驱动器及缓冲结构，其特征在于：所述的荷载均布件由横向筋板及纵向筋板正交焊接于底板之上而成。
6.如权利要求1所述的一种爆炸荷载发生器用组合式多管爆炸驱动器及缓冲结构，其特征在于：所述的顶盖外表面有环向筋板和纵向筋板加强，顶盖下边缘的顶盖卡箍沿周向均匀分布有顶盖卡箍齿，可通过卡箍齿与爆腔上法兰齿卡箍啮合，实现顶盖的启闭。
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