CN114294996B - 一种水下炮口密封装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种水下炮口密封装置及使用方法，通过改变本发明中弹丸飞行通道尺寸，可匹配不同口径的炮管管口。通过控制器控制球阀快速响应，实现射击通道的快速导通和封闭，实现射击过程中密封水的功能。本发明通过在腔体内安装气压探测传感器，实时监测密封舱腔室内的气压，并通过向控制台反馈气压信号，控制外置气源通过气管向密封舱内充入气体，使得密封舱内气压始终保持在一个恒定区间，避免了水进入密封舱内。本发明通过在密封舱前室与后室底部安装单向阀，可及时排出前室与后室内的多余气体，或者排出在球阀开启过程中进入前室和后室内的水。

Description

一种水下炮口密封装置及使用方法

技术领域

本发明属于火炮炮口密封领域，具体涉及一种水下炮口密封装置及使用方法。

背景技术

目前，我国海军已建成几近完善的对抗空中、水面、陆地目标的防御体系，而水下防御能力还十分薄弱，缺乏有效的应对水下威胁的拦截武器。水下超空泡射弹武器发射系统简称水下炮的研制对于提升我军水下打击和防御能力具有重要的现实意义。

水下炮搭载可伸缩炮塔，使用小口径火炮发射动能弹药来完成打击及防御任务，在射击过程中，如果炮口部位未采取有效的密封措施，水会从炮口进入自动机内部，从而影响任务的正常执行。因此，如何解决水下炮在水下射击时，炮口部位的密封，是炮塔密封设计的关键。

近些年我们对水下炮的相关原理及技术进行了积极的探索研究，在水下密封技术的研究上，提出了“等效压差”的概念，并在理论上验证了其合理性；由此设计的一种用于水下火炮的炮口密封装置，用于实现水下炮发射弹药过程中，火炮炮口部位对炮塔外水的阻挡密封，从而保证火炮射击任务的顺利进行。

发明内容

火炮在水下执行射击任务的全过程中，水会从炮口部位进入自动机，从而影响火炮的正常射击；为了解决上述问题，本发明提供一种水下炮口密封装置。

本发明的技术方案是：一种水下炮口密封装置，其特征在于，包括气管3、传感器4、球阀5、单向阀6和密封舱7；

所述密封舱7一端连接外部火炮炮管1，同时该端连接气管3；连接气管3出口端与外部气源连接；

所述球阀5位于密封舱7内，且球阀5数量大于等于2，球阀5轴线与密封舱7轴线和外部火炮炮管1轴线重合；球阀5开启时，弹丸可从球阀5的通孔中穿过；

所述单向阀6用于密封舱7内多余气体或水；

所述传感器4用于实时监测密封舱7内气压。

本发明进一步的技术方案是：所述密封舱7通过若干隔板分为四个腔室，自靠近连接外部火炮炮管1的一端起，分别为第一腔室19、第二腔室23、第三腔室18和第四腔室24，且四个腔室是相互贯通；所述第一腔室19为封闭式腔室，下方安装单向阀6，上方安装传感器4，同时上方插入气管3的分路，用于给该腔室充气；所述第二腔室23为非封闭式腔室，腔室内放置球阀5；所述第三腔室18为非非封闭式腔室，上方安装传感器4，同时插入气管3的分路，用于给该腔室充气；所述第四腔室24为非非封闭式腔室，腔室内放置球阀5。

本发明进一步的技术方案是：所述球阀5上方连有控制器，用于控制球阀5开启闭合。

本发明进一步的技术方案是：所述密封舱7左右两侧的外壁开有通孔，且通孔内径大于弹丸外径；靠近连接外部火炮炮管1的一端下方也开有单向阀6，且该单向阀6轴线与第一腔室19下方安装的单向阀6轴线重合。

本发明进一步的技术方案是：所述球阀5包括阀体20、阀芯21和控制器22；阀体20内开设通孔，阀芯21安装在阀体20中部，阀芯21上开设通孔，与阀体20上通孔导通，通孔轴线重合；阀体20两端为法兰，法兰上开设有若干螺孔，用于与腔室的隔板固连；控制器22安装在阀体顶部，用于控制阀芯21快速旋转，在控制器22作用下，阀芯21可快速实现90°旋转。

本发明进一步的技术方案是：一种水下炮口密封装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将火炮炮管1一端与密封舱后端部15连接，将气管3接通外置气源；

步骤2：无作战任务时，控制台接收传感器4的反馈信号，控制外置气源通过气管3向密封舱7内充入气体，使密封舱7内气压保持在一个恒定的区间；火炮执行射击任务时进行步骤3；

步骤3：控制台控制外置气源通过气管3持续向密封舱7内充入气体，同时向球阀5发送开启信号，球阀5开启到位后，火炮接通击发电路将弹丸击发，弹丸可从球阀5的通孔中穿过；

步骤4：火炮射击完成后，控制台向球阀5发送关闭信号，球阀5关闭弹丸飞行通道；

步骤5：密封舱7内持续补充的气体，将火炮射击期间进入密封舱7内的水通过单向阀6排出密封舱7之外，待排水过程用时达到设定的时间后，控制台控制外置气源停止向密封舱7持续充气，水下炮口密封装置完成一个工作过程。

发明效果

本发明的技术效果在于：

1、本发明水下炮口密封装置解决了火炮在水下进行射击的过程中，水从炮口进入自动机，导致火炮无法正常完成射击任务的问题，可实现水下火炮的射击不受密封因素的影响。

2、根据实际情况，可以通过改变本发明中弹丸飞行通道尺寸，可匹配不同口径的炮管管口。

3、本发明通过控制器控制球阀快速响应，实现射击通道的快速导通和封闭，实现射击过程中密封水的功能。

4、本发明通过在腔体内安装气压探测传感器，实时监测密封舱腔室内的气压，并通过向控制台反馈气压信号，控制外置气源通过气管向密封舱内充入气体，使得密封舱内气压始终保持在一个恒定区间，避免了水进入密封舱内。

5、本发明通过在密封舱前室与后室底部安装单向阀，可及时排出前室与后室内的多余气体，或者排出在球阀开启过程中进入前室和后室内的水。

附图说明

图1是本发明水下炮口密封装置安装在炮管口部示意图

图2是本发明水下炮口密封装置安装在炮管口部内部示意图。

图3是本发明水下炮口密封装置示意图。

图4是图3中本发明密封舱内部示意图。

图5是图3中本发明球阀立体示意图。

图6是图5中本发明球阀结构剖视图。

图7是图3中本发明气管示意图。

图中，1-火炮炮管，2-水下炮口密封装置，3-气管，4-传感器，5-球阀，6-单向阀，7-密封舱，8-密封舱前端板，9-前室前隔层，10-前室上隔层，11-前室后隔层，12-后室前隔层，13-后室上隔层，14-气管安装孔，15-密封舱后端板、16-第一单向阀安装孔、17-第二单向阀安装孔、18-第三腔室、19-第一腔室、20-球阀阀体、21-球阀阀芯、22-控制器、23-第一腔室、24-第四腔室

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

参见图1-图7，本发明一种水下炮口密封装置，包括气管3、传感器4、球阀5、单向阀6、密封舱7；

密封舱7内腔包括前室18和后室19，侧壁上同轴开设通孔，所述通孔为射击时弹丸的飞行通道；火炮炮管1一端与密封舱7一端固连，火炮炮管1轴线与密封舱7内的所述通孔轴线重合；气管3一端位于密封舱7内，分两路分别安装在前室18和后室19的顶壁，气管3另一端位于密封舱7外，与外置气源连接；前室18和后室19的顶壁上分别安装有传感器4，用于实时监测前室18、后室19的腔内气压，当压力低于设定值时，会向控制台发出反馈信号；前室18和后室19的底壁上分别安装有单向阀6，用于排出前室18及后室19内的多余气体，或者排出在球阀5开启过程中进入前室18及后室19内的水；密封舱7侧壁与前室18侧壁之间、前室18另一侧壁与后室19侧壁之间，分别安装有一个球阀5，球阀5开启时，弹丸可从球阀5的通孔中穿过，球阀5关闭时，可阻止水通过球阀5进入密封舱7。

参照图4；所述密封舱7是由多个板焊接而成长方体状；密封舱前端板8与密封舱后端板15中心位置同轴开设通孔，通孔直径大于弹丸直径，所述通孔周围均开有多个螺纹孔，用于与球阀5固连；密封舱7内包括前室18和后室19，前室前隔层9、前室后隔层11、后室前隔层12上均开设有通孔，所述通孔轴线与前端板8与后端板15上通孔轴线重合；密封舱前端板8与前室前隔层9之间、前室后隔层11与后室前隔层12之间，均安装有一个球阀5；前室上隔层10、后室上隔层13上均开设有气管安装孔和传感器安装孔，用于安装气管3与传感器4；密封舱后端板15顶端开设有气管安装孔14，气管3另一端穿过所述安装孔，与外置气源连接；前室18底面开设第一单向阀安装孔16、后室19底面开设第二单向阀安装孔17，安装孔轴线重合，分别用于安装单向阀6；火炮炮管1一端与密封舱后端板15通孔处固连，所述火炮炮管1轴线与密封舱后端板15通孔轴线重合；

参照2及图7；所述气管3由铜管折弯而成，一段位于密封舱7内，一段位于密封舱外；在密封舱7内部的气管3是由两根铜管焊接而成，分别安装在密封舱7内的前室上隔层10和后室上隔层13上，用于同时给前室18、后室19充气；气管3另一端通过密封舱后端板15上的气管安装孔14穿出，连接外置气源。

参照图5、图6；所述球阀5数量为2个，一个安装在密封舱前端板8与前室前隔层9之间，另一个安装在密封舱7内前室后隔层11与密封舱7内后室前隔层12之间，用螺钉及垫圈紧固连接。

所述球阀5包括阀体20、阀芯21和控制器22；阀体20内开设通孔，阀芯21安装在阀体20中部，阀芯21上开设通孔，与阀体20上通孔导通，通孔轴线重合；阀体20两端为法兰，法兰上开设有若干螺孔，用于与前端板8、前室前隔层9、前室后隔层11、内后室前隔层12固连；控制器22安装在阀体顶部，用于控制阀芯21快速旋转，在控制器22作用下，阀芯21可快速实现90°旋转；

射击时，球阀5处于开启状态，控制器22控制阀芯21旋转90°，阀体20通孔与阀芯21通孔导通，弹丸可从球阀5的通孔中穿过；不工作时，球阀5处于关闭状态，控制器22控制阀芯21再次旋转90°，阀体20通孔被阀芯21封闭，阻止水通过球阀5进入密封舱7内。

参照图3、图4；所述传感器4数量为2个，分别安装在密封舱7内前室上隔层10及后室上隔层13上；所述传感器4为气压探测传感器，用于实时监测前室18与后室19的腔内气压，当压力低于设定值时，会向控制台发出反馈信号，控制台控制外置气源通过气管3向密封舱7内充入气体，使密封舱7内气压保持在一个恒定的区间。

所述单向阀6数量为2个，分别安装在密封舱7内前室18底壁的第一单向阀安装孔16及后室19底壁的第二单向阀安装孔17中，安装位置轴线重合；所述单向阀6用于排出前室18、后室19内的多余气体，以及排出在球阀开启过程中进入前室18和后室19内的水。

本发明装置安装步骤为：

1、将气管3一端两路分别安装在密封舱7内的前室上隔层10和后室上隔层13上，气管3另一端穿过密封舱后端面15上气管安装孔14，连接外置气源；

2、在密封舱7内的前室上隔层10及后室上隔层13上分别安装一个传感器4；

3、在密封舱前端板8与前室前隔层9之间安装一个球阀5，球阀5两端法兰上安装垫圈，再通过螺钉分别与密封舱前端板8及前室前隔层9固连；

在密封舱7内前室后隔层11与密封舱7内后室前隔层12之间一个球阀5，球阀5两端法兰上安装垫圈，再通过螺钉分别与前室后隔层11及后室前隔层12固连；

4、在前室18底壁上的第一单向阀安装孔16及后室19底壁上的第二单向阀安装孔17中，分别安装一个单向阀6；

本水下炮口密封装置使用过程如下：

首先将火炮炮管1一端与密封舱后端部15连接，将气管3接通外置气源；无作战任务时，控制台接收传感器4的反馈信号，控制外置气源通过气管3向密封舱7内充入气体，使密封舱7内气压保持在一个恒定的区间；火炮执行射击任务时，控制台控制外置气源通过气管3持续向密封舱7内充入气体，同时向球阀5发送开启信号，球阀5开启到位后，火炮接通击发电路将弹丸击发，弹丸可从球阀5的通孔中穿过。

火炮射击完成后，控制台向球阀5发送关闭信号，球阀5关闭弹丸飞行通道；密封舱7内持续补充的气体，将火炮射击期间进入密封舱7内的水通过单向阀6排出密封舱7之外，待排水过程用时达到设定的时间后，控制台控制外置气源停止向密封舱7持续充气，水下炮口密封装置完成一个工作过程。

Claims (5)

1.一种水下炮口密封装置，其特征在于，包括气管(3)、传感器(4)、球阀(5)、单向阀(6)和密封舱(7)；

所述密封舱(7)一端连接外部火炮炮管(1)，同时该端连接气管(3)；连接气管(3)出口端与外部气源连接；

所述密封舱(7)通过若干隔板分为四个腔室，自靠近连接外部火炮炮管(1)的一端起，分别为第一腔室(19)、第二腔室(23)、第三腔室(18)和第四腔室(24)，且四个腔室是相互贯通；所述第一腔室(19)为封闭式腔室，下方安装单向阀(6)，上方安装传感器(4)，同时上方插入气管(3)的分路，用于给该腔室充气；所述第二腔室(23)为非封闭式腔室，腔室内放置球阀(5)；所述第三腔室(18)为非封闭式腔室，上方安装传感器(4)，同时插入气管(3)的分路，用于给该腔室充气；所述第四腔室(24)为非封闭式腔室，腔室内放置球阀(5)；

所述球阀(5)位于密封舱(7)内，且球阀(5)数量大于等于2，球阀(5)轴线与密封舱(7)轴线和外部火炮炮管(1)轴线重合；球阀(5)开启时，弹丸可从球阀(5)的通孔中穿过；

所述单向阀(6)用于排出密封舱(7)内多余气体或水；

所述传感器(4)用于实时监测密封舱(7)内气压。

2.如权利要求1所述的一种水下炮口密封装置，其特征在于，所述球阀(5)上方连有控制器，用于控制球阀(5)开启闭合。

3.如权利要求1所述的一种水下炮口密封装置，其特征在于，所述密封舱(7)左右两侧的外壁开有通孔，且通孔内径大于弹丸外径；靠近连接外部火炮炮管(1)的一端下方也开有单向阀(6)，且该单向阀(6)轴线与第一腔室(19)下方安装的单向阀(6)轴线重合。

4.如权利要求1所述的一种水下炮口密封装置，其特征在于，所述球阀(5)包括阀体(20)、阀芯(21)和控制器(22)；阀体(20)内开设通孔，阀芯(21)安装在阀体(20)中部，阀芯(21)上开设通孔，与阀体(20)上通孔导通，通孔轴线重合；阀体(20)两端为法兰，法兰上开设有若干螺孔，用于与腔室的隔板固连；控制器(22)安装在阀体顶部，用于控制阀芯(21)快速旋转，在控制器(22)作用下，阀芯(21)可快速实现90°旋转。

5.一种如权利要求1所述水下炮口密封装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将火炮炮管(1)一端与密封舱后端部(15)连接，将气管(3)接通外置气源；

步骤2：无作战任务时，控制台接收传感器(4)的反馈信号，控制外置气源通过气管(3)向密封舱(7)内充入气体，使密封舱(7)内气压保持在一个恒定的区间；火炮执行射击任务时进行步骤(3)；

步骤3：控制台控制外置气源通过气管(3)持续向密封舱(7)内充入气体，同时向球阀(5)发送开启信号，球阀(5)开启到位后，火炮接通击发电路将弹丸击发，弹丸可从球阀(5)的通孔中穿过；

步骤4：火炮射击完成后，控制台向球阀(5)发送关闭信号，球阀(5)关闭弹丸飞行通道；

步骤5：密封舱(7)内持续补充的气体，将火炮射击期间进入密封舱(7)内的水通过单向阀(6)排出密封舱(7)之外，待排水过程用时达到设定的时间后，控制台控制外置气源停止向密封舱(7)持续充气，水下炮口密封装置完成一个工作过程。