CN113639584B - 一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置 - Google Patents

一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置，包括深管、炮闩、药室管和液压千斤顶，液压千斤顶与油路连通，药室管的后端与液压千斤顶连接，前端与炮闩连通，深管与炮闩连接且与药室管的前端连通，药室管与炮闩之间设有泄压通道；未发射二氧化碳炮时，泄压通道关闭；发射二氧化碳炮时，药室管内压力升高推动炮弹在深管内移动，当药室管内压力升高至药室管向后推力超过液压千斤顶设定推力时，药室管向液压千斤顶侧移动，打开泄压通道，药室管内压力卸荷，与此同时，深管内压力从炮闩处向炮口方向卸荷，到炮弹出膛时，压力卸荷到深管端口处。本发明能有效抑制二氧化碳炮发射时后坐力对装置产生的影响，减小二氧化碳炮的体积和重量，机动性能强。

Description

一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置
技术领域
本发明属于排障抢险领域，尤其是涉及一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置。
背景技术
在一些自然灾害如山体滑坡发生后，有时有巨石卡在半山腰，对山下道路行人和车辆构成严重威胁，需要对其进行排除，利用二氧化碳炮进行远距离破除是一种有效的方法。但是在二氧化碳炮发射时会有很大的后坐力，需要很大的反后坐装置，造成炮身笨拙，机动性能受到很大影响。为了减小二氧化碳炮的后坐力，针对二氧化碳炮的结构特点，设计一种后坐力抑制发射装置变得尤为重要。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置，可以有效抑制二氧化碳炮发射时后坐力对装置产生的影响，从而可以大大减小二氧化碳炮的体积和重量，增强其机动性能。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置，包括深管、炮闩、药室管和液压千斤顶，所述的液压千斤顶与油路连通，所述的药室管的后端与液压千斤顶的输出端连接，前端与炮闩的后侧连通，所述的深管与炮闩的前侧连接且与药室管的前端连通，所述的药室管与炮闩之间设有泄压通道；
未发射二氧化碳炮时，药室管的前端与炮闩密封，泄压通道关闭；发射二氧化碳炮时，药室管内压力升高推动炮弹在深管内向炮口方向移动，当药室管内压力升高至药室管向后推力超过液压千斤顶设定的推力时，药室管向液压千斤顶侧移动，打开药室管与炮闩间的泄压通道，药室管内压力卸荷，与此同时，深管内压力从炮闩向炮口方向逐渐卸荷，到炮弹出膛时，压力卸荷到深管端口处，完成炮弹发射。
进一步的，所述液压千斤顶固定在底座上，所述的底座转动连接在支撑座上，所述炮闩通过竖杆固定在地面上，在炮闩与底座之间设有若干与药室管平行的拉杆，且拉杆的一端与底座固定连接，拉杆的另一端与炮闩的外壳固定连接，所述的药室管通过连接机构与拉杆连接，药室管向液压千斤顶侧移动脱离炮闩时，药室管带动连接机构在拉杆上移动。
进一步的，所述炮闩内设有阶梯通孔，药室管外壁与阶梯通孔的大径处内壁之间围成泄压通道，在药室管的前端固定设有密封圈，密封圈的外圆尺寸大于药室管的外径且小于阶梯通孔的大径，且未发射二氧化碳炮时，密封圈紧贴在阶梯通孔的限位台阶上。
进一步的，所述拉杆设置四根，且两两一组布置，四根拉杆对称布置在药室管的左右两侧形成支撑框架。
进一步的，所述连接结构包括中部连接体和四个连接爪，四个连接爪设置在中部连接体的四周，所述药室管固定在中部连接体上，每个连接爪包括上爪、连接板和下爪，四个连接爪的上爪和下爪分别卡接在相应的拉杆的位置处，连接爪与拉杆之间活动连接。
进一步的，药室管的后端通过法兰与液压千斤顶的输出端固定连接，药室管的前端支撑限位在另一法兰中，且另一法兰固定在炮闩的外壳上。
进一步的，拉杆与炮闩的外壳之间螺纹连接。
进一步的，所述底座通过销轴与支撑座连接。
进一步的，在深管内靠近炮闩处设有爆破片。
相对于现有技术，本发明所述的一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置具有以下优势：
本发明所述的一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置，可以有效抑制二氧化碳炮发射时后坐力对装置产生的影响，从而可以大大减小二氧化碳炮的体积和重量，增强其机动性能，可以轻便运输至地形复杂的山区进行排障。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置的原理示意图；
图2为本发明实施例所述的一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置的结构主视图；
图3为本发明实施例所述的一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置的结构俯视图；
图4为本发明实施例所述的一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置的立体结构示意图；
图5为药室管前端与炮闩的连接示意图。
附图标记说明：
1-深管，2-炮闩，3-拉杆，4-药室管，5-液压千斤顶，6-底座，7-支撑座，8-密封圈，9-限位台阶，10-中部连接体，11-连接爪，12-销轴，13-竖杆，14-油路，15-泄压通道，16-炮弹，17-溢流阀。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-图5所示，一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置，包括深管1、炮闩2、药室管4和液压千斤顶5，所述的液压千斤顶5与油路14连通，所述的药室管4的后端与液压千斤顶5的输出端连接，前端与炮闩2的后侧连通，所述的深管1与炮闩2的前侧连接且与药室管4的前端连通，所述的药室管4与炮闩2之间设有泄压通道15；液压千斤顶5可以通过设置相关结构提供设定压力P3，具体可以为：在油路14上设有溢流阀17，通过溢流阀17设定溢流压力；
未发射二氧化碳炮时，药室管4的前端与炮闩2密封，泄压通道14关闭；发射二氧化碳炮时，药室管4内压力升高推动炮弹16在深管1内向炮口方向移动，当药室管4内压力升高至药室管向后推力超过液压千斤顶5设定溢流压力所具有的推力时，药室管4 向液压千斤顶侧移动，打开药室管4与炮闩2间的泄压通道，药室管4内压力卸荷，与此同时，由于膨胀波原理，深管1内压力从炮闩2开始向炮口逐渐卸荷，最后达到炮弹出膛时，压力卸荷到深管1端口处，完成炮弹16发射。这样使得炮弹的初速度既不受影响，药室管内的压力又得以卸荷，因此可以大大降低炮弹发射时对炮体的后坐力。
液压千斤顶5固定在底座6上，所述的底座6转动连接在支撑座7上，所述炮闩2 通过竖杆13固定在地面上，在炮闩2与底座6之间设有若干与药室管4平行的拉杆3，且拉杆3的一端与底座6固定连接，拉杆3的另一端与炮闩2的外壳固定连接，所述的药室管4通过连接机构与拉杆3连接，药室管4向液压千斤顶侧移动脱离炮闩2时，药室管4带动连接机构在拉杆3上移动。
炮闩2内设有阶梯通孔，药室管4外壁与阶梯通孔的大径处内壁之间围成泄压通道14，在药室管4的前端固定设有密封圈8，密封圈8的外圆尺寸大于药室管4的外径且小于阶梯通孔的大径，且未发射二氧化碳炮时，密封圈8紧贴在阶梯通孔的限位台阶9上。
拉杆3设置四根，且两两一组布置，四根拉杆3对称布置在药室管4的左右两侧形成支撑框架。
连接结构包括中部连接体10和四个连接爪11，四个连接爪11设置在中部连接体10的四周，所述药室管4固定在中部连接体10上，每个连接爪11包括上爪、连接板和下爪，四个连接爪11的上爪和下爪分别卡接在相应的拉杆3的位置处，连接爪11与拉杆3 之间活动连接。
药室管4的后端通过法兰与液压千斤顶5的输出端固定连接，药室管4的前端支撑限位在另一法兰中，且另一法兰固定在炮闩2的外壳上。
拉杆3与炮闩2的外壳之间螺纹连接。底座6通过销轴12与支撑座7连接。在深管 1内靠近炮闩2处设有爆破片。
一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置的工作原理为：
通过现有起爆设备控制药室管4中液态二氧化碳起爆后，液态二氧化碳变为气态二氧化碳，药室管4内气体迅速膨胀，药室管4内压力升高，当压力升高到一定值P1时，深管1内的爆破片破碎，压力推动炮弹16前进，压力继续升高，当升高到压力值P2时，药室管4压力向后推药室管4的力大于液压千斤顶5的液压力(即P2与其作用面积的乘积大于P3与其作用面积乘积)时，液压千斤顶5在药室管4的向后的推力作用下后退，药室管4端部的密封圈8向后移动，药室管4与炮闩2之间的泄压通道15打通，气体泄出，将药室管4内压力卸荷；与此同时，由于膨胀波原理，由于膨胀波原理(流体力学的基本概念之一，即指流体中扰动区与未扰动区之间存在分界面，流体通过此界面时压力会降低。膨胀波问题中一个典型例子是超音速气流绕凸角的定常流动，这种流动称为普朗特-迈耶尔流动。在这种流动中，气流逐渐从一个方向转到另一个方向，同时不断加速)，深管1里的压力也从炮闩2开始向炮口逐渐卸荷，最后达到炮弹16出膛时，压力卸荷到深管1端口处，炮弹初速度不受影响，而药室管4内压力进行很大程度卸荷，后坐力很大程度上被卸荷掉，使发射炮弹时的后坐力大大减小。
本发明采用膨胀波原理，提出一种新型原理的二氧化碳炮发射装置，实现对爆破装置后坐力的有效抑制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置，其特征在于：包括深管(1)、炮闩(2)、药室管(4)和液压千斤顶(5)，所述的液压千斤顶(5)与油路(14)连通，所述的药室管(4)的后端与液压千斤顶(5)的输出端连接，前端与炮闩(2)的后侧连通，所述的深管(1)与炮闩(2)的前侧连接且与药室管(4)的前端连通，所述的药室管(4)与炮闩(2)之间设有泄压通道(15)；
未发射二氧化碳炮时，药室管(4)的前端与炮闩(2)密封，泄压通道(15)关闭；发射二氧化碳炮时，药室管(4)内压力升高推动炮弹(16)在深管(1)内向炮口方向移动，当药室管(4)内压力升高至药室管向后推力超过液压千斤顶(5)设定的推力时，药室管(4)向液压千斤顶侧移动，打开药室管(4)与炮闩(2)间的泄压通道，药室管(4)内压力卸荷，与此同时，深管(1)内压力从炮闩(2)向炮口方向逐渐卸荷，到炮弹出膛时，压力卸荷到深管(1)端口处，完成炮弹(16)发射；
所述炮闩(2)内设有阶梯通孔，药室管(4)外壁与阶梯通孔的大径处内壁之间围成泄压通道(15)，在药室管(4)的前端固定设有密封圈(8)，密封圈(8)的外圆尺寸大于药室管(4)的外径且小于阶梯通孔的大径，且未发射二氧化碳炮时，密封圈(8)紧贴在阶梯通孔的限位台阶(9)上。
2.根据权利要求1所述的一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置，其特征在于：所述液压千斤顶(5)固定在底座(6)上，所述的底座(6)转动连接在支撑座(7)上，所述炮闩(2)通过竖杆(13)固定在地面上，在炮闩(2)与底座(6)之间设有若干与药室管(4)平行的拉杆(3)，且拉杆(3)的一端与底座(6)固定连接，拉杆(3)的另一端与炮闩(2)的外壳固定连接，所述的药室管(4)通过连接机构与拉杆(3)连接，药室管(4)向液压千斤顶侧移动脱离炮闩(2)时，药室管(4)带动连接机构在拉杆(3)上移动。
3.根据权利要求2所述的一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置，其特征在于：所述拉杆(3)设置四根，且两两一组布置，四根拉杆(3)对称布置在药室管(4)的左右两侧形成支撑框架。
4.根据权利要求3所述的一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置，其特征在于：所述连接机构包括中部连接体(10)和四个连接爪(11)，四个连接爪(11)设置在中部连接体(10)的四周，所述药室管(4)固定在中部连接体(10)上，每个连接爪(11)包括上爪、连接板和下爪，四个连接爪(11)的上爪和下爪分别卡接在相应的拉杆(3)的位置处，连接爪(11)与拉杆(3)之间活动连接。
5.根据权利要求1所述的一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置，其特征在于：药室管(4)的后端通过法兰与液压千斤顶(5)的输出端固定连接，药室管(4)的前端支撑限位在另一法兰中，且另一法兰固定在炮闩(2)的外壳上。
6.根据权利要求3所述的一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置，其特征在于：拉杆(3)与炮闩(2)的外壳之间螺纹连接。
7.根据权利要求2所述的一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置，其特征在于：所述底座(6)通过销轴(12)与支撑座(7)连接。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种后坐力抑制二氧化碳炮发射装置，其特征在于：在深管(1)内靠近炮闩(2)处设有爆破片。
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