CN112611658A - 一种玻璃冲击试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种玻璃冲击试验装置，涉及玻璃冲击试验技术领域。包括气压平衡罐，气压平衡罐的外罐体与储气罐连接，内罐体与加速管的始发端连接，试验炮弹放置在加速管的始发端，在高压气体的压力作用下沿加速管内部进行加速运动；在加速管的末端连接出弹缓冲装置，在出弹缓冲装置后面依次设有炮弹净化装置和测速装置，试验炮弹经过测速装置后最终打在待试验的玻璃上面。本装置利用高速炮弹对玻璃的冲击来模拟鸟类或是碎石等外力对玻璃的撞击，可以有效检验玻璃的抗冲击性能，预防外力撞击导致安全事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃冲击试验技术领域，具体是指一种玻璃冲击试验装置。
背景技术
玻璃是非晶无机非金属材料，一般是用多种无机矿物（如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等）为主要原料，另外加入少量辅助原料制成的。玻璃简单分类主要分为平板玻璃和深加工玻璃，其中深加工玻璃是人们为达到生产生活中的各种需求，对普通平板玻璃进行深加工处理而形成的玻璃。高速运行的火车、汽车及飞机容易遇到鸟类或是碎石或是其他飞溅的杂物，鸟类或碎石会对的玻璃产生巨大的冲击力，若玻璃的抗冲击力不足以抵抗这些外力的冲击，很容易发生交通事故，造成不可挽回的生命及财产损失。因此，应用到这些交通工具上的玻璃都需要进行抗冲击性能试验。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种玻璃冲击试验装置，本装置利用高速炮弹对玻璃的冲击来模拟鸟类或是碎石等外力对玻璃的撞击，可以有效检验玻璃的抗冲击性能，预防外力撞击导致安全事故的发生。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种玻璃冲击试验装置，包括：
气压平衡罐，所述气压平衡罐设有至少三个进气管，每个所述进气管上均设有一进气阀，所述进气阀均连接控制阀，所述进气管围绕所述气压平衡罐的中心沿径向均匀布置；所述气压平衡罐与储气罐连接，所述储气罐与气泵连接；
试验炮弹，包括弹壳，所述弹壳为一端封闭的筒体结构，所述弹壳内填充有泡沫，弹体的尾部嵌接在所述泡沫内，所述弹体的头部为自由端；
加速管，两端均设有法兰，一端与所述气压平衡罐连接；所述试验炮弹放置在所述加速管的始发端，在高压气体的压力作用下沿所述加速管内部进行加速运动；
出弹缓冲装置，包括筒状的固定件，所述固定件的一端设有法兰，所述法兰与所述加速管连接，所述固定件的另一端设有限位部，所述限位部上套设有四个导柱，所述四个导柱穿过并滑动连接连接件后朝所述试验炮弹的运动方向延伸，每个所述导柱的延伸末端均设有螺纹并旋接螺母，所述导柱的延伸端在所述螺母与所述连接件间套设有弹簧，在所述连接件上还设有阻挡件，所述阻挡件套设在所述固定件内并与所述固定件滑动连接；
至少两个炮弹净化装置，两个所述炮弹净化装置沿所述试验炮弹的运动方向依次设置，可以阻挡弹体表面附着的小型泡沫或是泡沫颗粒进入后面的测速装置；
所述测速装置沿所述试验炮弹的运动方向依次设有至少两个，每个所述测速装置包括第二支架，在所述第二支架的两侧分别设置一个测速仪，所述试验炮弹经过所述测速装置后最终打在待试验的玻璃上面。
优选地，所述气压平衡罐包括外罐体和内罐体，至少三个所述进气管与所述外罐体连接，所述内罐体设在所述外罐体的内部，所述内罐体的一端延伸至所述外罐体的外部并与所述加速管的始发端通过法兰连接。
优选地，所述内罐体为筒形，所述内罐体位于所述外罐体的内部的部分设有至少三个进气孔，所述进气孔围绕所述内罐体的中心沿径向均匀分布。
优选地，所述进气管的数量为四个，所述进气孔的数量为四个。
优选地，所述加速管的内径为200mm，所述弹壳的外径为198mm。
优选地，所述炮弹净化装置包括第一支架，在所述第一支架的前侧面和后侧面分别设有一硅胶板。
优选地，所述硅胶板上设有净化孔，所述净化孔的中心线与所述加速管的中心线重合。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
1、本装置的气压平衡罐设有内外两层罐体，切采用绕中心均匀布置四个进气管，高压气体从储气罐进入气压平衡罐的外罐体后，外罐体内的瞬间气压基本保持均衡，为使试验炮弹受力均匀打下良好基础。
2、在内罐体上围绕中心均匀设置四个进气孔，进入气压平衡罐内的高压气体先在内罐体外缓冲、融合，气压进一步均衡，气压均衡的高压气体从四个进气孔内同时进入加速管道，加速管内的试验炮弹受到均衡的瞬间高压压力，沿加速管做加速运动，有效的防止了试验炮弹在加速管内卡壳影响试验的问题。
3、采用至少两道炮弹净化装置对炮弹脱壳后带出的一些小块泡沫或细小的泡沫颗粒进行阻挡，每道炮弹净化装置设有两层硅胶板进行阻隔，可有效防止泡沫飞溅对炮弹的测试速度的影响，保证冲击试验的准确性。
附图说明
图1是本发明的整体布置示意图；
图2是本发明的气压平衡罐的剖面结构示意图；
图3是本发明的出弹缓冲装置的剖面结构示意图；
图4是本发明的炮弹净化装置的剖面结构示意图；
图5是本发明的测速装置的结构示意图；
图中：1、储气罐；2、进气管；3、气压平衡罐；4、加速管；5、出弹缓冲装置；6、炮弹净化装置；7、测速装置；8、玻璃放置室；9、外罐体；10、进气孔；11、内罐体；12、泡沫；13、弹体；14、弹壳；15、法兰；16、固定件；17、限位部；18、导柱；19、第一导向套；20、弹簧；21、第二导向套；22、通孔；23、连接件；24、阻挡件；25、硅胶板；26、第一支架；27、净化孔；28、第二支架；29、测速仪；30、试验炮弹。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1-5所示，一种玻璃冲击试验装置，包括一个气压平衡罐3，气压平衡罐3设有至少三个进气管2，最好设置四个或更多个。每个进气管2上均设有一进气阀，进气阀均连接控制阀，进气管2围绕气压平衡罐3的中心沿径向均匀布置；气压平衡罐3与储气罐1连接，储气罐1与气泵连接；储气罐1上有压力计，当压力计达到一定压力值时，传信号给控制阀，控制阀控制进气阀开启，储气罐1内的高压气体通过各个进气管2进入气压平衡罐3。
具体地，如图2所示，气压平衡罐3包括外罐体9和内罐体11，各个进气管2与外罐体9连接，内罐体11为一端封闭的筒形，封闭端设在外罐体9的内部，内罐体11的开放端延伸至外罐体9的外部并与加速管4的始发端通过法兰连接。内罐体11位于外罐体9的内部的部分设有至与进气管2数量相匹配的进气孔10，同样的，进气孔10围绕内罐体11的中心沿径向均匀分布。进入气压平衡罐3的高压气体通过进气孔10进入加速管4的始发端，推动放置在管内的试验炮弹30前进。
加速管4的两端均设有法兰，其始发端与内罐体11通过法兰连接，其终端通过法兰与出弹缓冲装置5连接。试验炮弹30放置在加速管4的始发端，在高压气体的压力作用下沿加速管4内部进行加速运动。试验炮弹30包括弹壳14，弹壳14为一端封闭的筒体结构，弹壳14的封闭端朝向气压平衡罐3，高压气体推动封闭端的端面向前运动。弹壳14内填充有泡沫，弹体13的尾部嵌接在泡沫内，弹体13的头部为自由端。加速管4的内径为200mm时，弹壳14的外径为198mm。弹壳14的外径与加速管4的内径尺寸要相匹配。当弹壳14的外径相比加速管4的内径过小时，在加速过程中，炮弹容易偏斜从而卡壳；当弹壳14的外径相比加速管4的内径过大时，在加速过程中炮弹运行不顺畅也容易卡壳。
试验炮弹30冲出加速管4的终端后进入出弹缓冲装置5。如图3所示，出弹缓冲装置5包括筒状的固定件16，固定件16的一端设有法兰15，法兰15与加速管4的终端连接，固定件16的另一端设有限位部17，限位部17上套设有四个导柱18，四个导柱18穿过并滑动连接连接件23后朝试验炮弹30的运动方向延伸，每个导柱18的延伸末端均设有螺纹并旋接螺母，导柱18的延伸端在螺母与连接件间套设有弹簧20，弹簧20的两端分别嵌接在第一导向套19和第二导向套21的凹槽内，第一导向套19和第二导向套21均套设在导柱18上。在连接件23上还设有筒形的阻挡件24，阻挡件24套设在固定件16内并与固定件16滑动连接。试验炮弹30运行至阻挡件24处时，阻挡件24的端面将弹壳14和弹壳14内填充的大部分泡沫阻挡住，在惯性力作用下，弹壳14推动阻挡件24，阻挡件24推动连接件23沿导柱18滑动对弹簧20进行压缩，实现缓冲作用。嵌在泡沫内的弹体13脱出泡沫后继续向前运动，由于泡沫对弹体13的阻力很小，因此其对弹体13的速度的影响可以忽略不计。
脱出的弹体13随后经过两道炮弹净化装置6。具体地，如图4所示，炮弹净化装置6包括第一支架26，在第一支架26的前侧面和后侧面分别设有一硅胶板25。硅胶板25上设有净化孔27，净化孔27的中心线与加速管4的中心线重合。弹体13从净化孔27内通过，飞溅的小型泡沫或是泡沫颗粒被硅胶板挡住。
接着，弹体13通过两道测速装置7进行测速。具体地，如图5所示，每个测速装置7包括第二支架28，在第二支架28的两侧分别设置一个测速仪，测速仪将数据传送至出控制台进行记录。试验炮弹30经过测速装置7后最终打在待试验的玻璃上面。玻璃可放置在玻璃放置室8内，玻璃放置室8的温度环境可模拟实际使用温度环境，以便得到更准确的测试结果。
因为试验炮弹30的最终测试速度受环境及温度影响，因此每次试验之前，需要试打，以便确定储气罐1的压力，确保炮弹的试验速度符合玻璃的设计要求。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种玻璃冲击试验装置，其特征在于，包括：
气压平衡罐（3），所述气压平衡罐（3）设有至少三个进气管（2），每个所述进气管（2）上均设有一进气阀，所述进气阀均连接控制阀，所述进气管（2）围绕所述气压平衡罐（3）的中心沿径向均匀布置；所述气压平衡罐（3）与储气罐（1）连接，所述储气罐（1）与气泵连接；
试验炮弹（30），包括弹壳（14），所述弹壳（14）为一端封闭的筒体结构，所述弹壳（14）内填充有泡沫，弹体（13）的尾部嵌接在所述泡沫内，所述弹体（13）的头部为自由端；
加速管（4），两端均设有法兰，一端与所述气压平衡罐（3）连接；所述试验炮弹（30）放置在所述加速管（4）的始发端，在高压气体的压力作用下沿所述加速管（4）内部进行加速运动；
出弹缓冲装置（5），包括筒状的固定件（16），所述固定件（16）的一端设有法兰（15），所述法兰（15）与所述加速管（4）连接，所述固定件（16）的另一端设有限位部（17），所述限位部（17）上套设有四个导柱（18），所述四个导柱（18）穿过并滑动连接连接件（23）后朝所述试验炮弹（30）的运动方向延伸，每个所述导柱（18）的延伸末端均设有螺纹并旋接螺母，所述导柱（18）的延伸端在所述螺母与所述连接件间套设有弹簧（20），在所述连接件（23）上还设有阻挡件（24），所述阻挡件（24）套设在所述固定件（16）内并与所述固定件（16）滑动连接；
至少两个炮弹净化装置（6），两个所述炮弹净化装置沿所述试验炮弹（30）的运动方向依次设置，可以阻挡弹体表面附着的小型泡沫或是泡沫颗粒进入后面的测速装置（7）；
所述测速装置（7）沿所述试验炮弹（30）的运动方向依次设有至少两个，每个所述测速装置（7）包括第二支架（28），在所述第二支架（28）的两侧分别设置一个测速仪，所述试验炮弹（30）经过所述测速装置（7）后最终打在待试验的玻璃上面。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃冲击试验装置，其特征在于，所述气压平衡罐（3）包括外罐体（9）和内罐体（11），至少三个所述进气管（2）与所述外罐体（9）连接，所述内罐体（11）设在所述外罐体（9）的内部，所述内罐体（11）的一端延伸至所述外罐体（9）的外部并与所述加速管（4）的始发端通过法兰连接。
3.根据权利要求2所述的一种玻璃冲击试验装置，其特征在于，所述内罐体（11）为筒形，所述内罐体（11）位于所述外罐体（9）的内部的部分设有至少三个进气孔（10），所述进气孔（10）围绕所述内罐体（11）的中心沿径向均匀分布。
4.根据权利要求3所述的一种玻璃冲击试验装置，其特征在于，所述进气管（2）的数量为四个，所述进气孔（10）的数量为四个。
5.根据权利要求1所述的一种玻璃冲击试验装置，其特征在于，所述加速管（4）的内径为200mm，所述弹壳（14）的外径为198mm。
6.根据权利要求1所述的一种玻璃冲击试验装置，其特征在于，所述炮弹净化装置（6）包括第一支架（26），在所述第一支架（26）的前侧面和后侧面分别设有一硅胶板（25）。
7.根据权利要求6所述的一种玻璃冲击试验装置，其特征在于，所述硅胶板（25）上设有净化孔（27），所述净化孔（27）的中心线与所述加速管（4）的中心线重合。
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