CN115355757A - 击发机构及做功喷射装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种击发机构及做功喷射装置，适用于对击发件击发，包括：第一管形件，第一管形件的轴向一端设置有开口，开口内限定用于容纳流体介质的介质腔；第二管形件，第二管形件内限定沿第二管形件的轴向方向贯通的击发腔，击发腔的一端与开口连通；截止组件，安装于介质腔及击发腔之间，适用于将介质腔封闭或将介质腔与击发腔导通；以及触发组件，安装于介质腔内，适用于激励流体介质，以使流体介质达到超临界状态；其中，流体介质处于超临界状态后，截止组件将介质腔与击发腔导通，流体介质由超临界状态变为气相并通过截止组件进入击发腔，适用于对填装于击发腔内的击发件施加远离介质腔的压力，以将击发件击发。做功喷射装置包括击发机构及击发件。

Description

击发机构及做功喷射装置

技术领域

本发明涉及击发装置技术领域，更具体地，涉及一种基于相变做功的击发装置。

背景技术

当前在应急、抢险、救灾等场合，常常需要非接触式的投射、破障、排险作业，这种情况下，距离一般会达到几十甚至几百米以上。

目前，做功喷射装置所用的击发机构一般通过化学能或势能击发击发件。其中，采用化学能的击发装置中，多通过引燃可燃的轻质气体或化学药进行燃烧膨胀以击发击发件，但这样的击发方式安全性较低且容易产生污染物质；采用势能的击发装置中，多通过释放压缩空气的方式击发击发件，但压缩空气一般只能被加压到几兆帕至十几兆帕，对击发件的做功能力有限。

发明内容

为解决现有技术中的技术问题，本发明提供一种击击发机构及做功喷射装置，通过触发组件激励流体介质的方式，将流体介质达到由液相向气相转变的超临界状态，再通过截止组件将介质腔及击发腔导通，以使处于超临界状态的流体介质由于击发腔与介质腔的压差快速变成气态形式喷射、并向击发件做功，以将击发件由击发腔内击发。

为了实现上述目的，作为本发明的一方面提供一种击发机构，适用于对击发件击发，包括：第一管形件，所述第一管形件的轴向一端设置有开口，开口内限定用于容纳流体介质的介质腔；第二管形件，所述第二管形件内限定沿所述第二管形件的轴向方向贯通的击发腔，所述击发腔的一端与所述开口连通；截止组件，安装于所述介质腔及所述击发腔之间，适用于将所述介质腔封闭或将所述介质腔与所述击发腔导通；以及触发组件，安装于所述介质腔内，适用于激励所述流体介质，以使所述流体介质达到超临界状态；其中，所述流体接触处于超临界状态时，所述截止组件将所述介质腔与所述击发腔导通，所述流体介质由液相变为气相并通过所述截止组件进入所述击发腔，适用于对填装于所述击发腔内的击发件施加远离所述介质腔的压力，以将所述击发件击发。

在一种示意性的实施例中，还包括检测组件，安装于所述介质腔内，适用于检测所述介质腔内的压力。

在一种示意性的实施例中，还包括控制组件，分别和所述检测组件及截止组件通讯连接，适用于依据所述检测组件所采集的压力信号向所述截止组件输出控制信号，以在所述介质腔内的压力达到超临界状态时控制所述截止组件将所述介质腔与所述击发腔导通。

在一种示意性的实施例中，所述控制组件还与所述触发组件通讯连接，适用于控制所述触发组件向所述流体介质输出的能量。

在一种示意性的实施例中，所述截止组件包括：壳体，所述壳体内限定介质通道，所述介质通道的两端分别与所述介质腔及所述击发腔连通，所述介质腔、介质通道及击发腔的轴线的延伸方向相重合；作动件，沿与所述介质通道的轴向方向、相正交的方向可移动地安装在所述介质通道内，被构造成在将所述介质通道封闭的封闭位置及将所述介质通道导通的导通位置之间移动；以及驱动部，安装于所述壳体内，适用于驱动所述作动件在所述封闭位置及导通位置之间移动。

在一种示意性的实施例中，所述触发组件包括加热部，所述加热部安装于所述第一管形件的与所述开口相面对的轴向端部，适用于对所述流体介质加热，以使所述流体介质达到超临界状态。

在一种示意性的实施例中，还包括和所述介质腔连通的、用于向所述介质腔加注流体介质的加注阀。

在一种示意性的实施例中，还包括和所述介质腔连通的、用于泄出所述介质腔内的至少一部分压力的泄压阀。

本发明的一方面还提供一种做功喷射装置，包括击发机构；以及可脱离地填装于所述击发机构的击发腔内的击发件。

在一种示意性的实施例中，所述击发件被构造成圆柱形结构，所述击发件的直径与所述击发机构的第二管形件的内径大致相同。

根据本发明所公开的击发机构及做功喷射装置，通过触发组件用于激励流体介质的方式，将流体介质达到由液相向超临界状态转变，再通过截止组件将介质腔及击发腔导通，以使处于超临界状态的流体介质由于击发腔与介质腔的压差快速变成气态形式、并向击发件做功，以将击发件由击发腔内击发。由于击发过程中流体介质只发生物理变化，因此不会产生污染物质也具有较高的安全性，并且由于在流体介质气化的过程中会发生体积突变，因此可向击发件施加很大的作用力及加速度，以使击发件被高速射出第二管形件。

附图说明

图1是根据本发明的一种示意性实施例的击发机构的侧视图；

图2是图1所示的示意性实施例的击发机构的截止组件部分的局部剖视图，图中未示出驱动部；以及

图3是根据本发明的一种示意性实施例的做功喷射装置的侧视图。

上述附图中，附图标记含义具体如下：

1、检测组件；

2、截止组件；

21、介质通道；

22、壳体；

23、作动件；

3、触发组件；

4、加注阀；

5、第一管形件；

6、消音器；

7、第二管形件；

8、泄压阀；

9、击发件；

10、控制组件；

101、触发组件控制单元；

102、检测组件采集单元；以及

103、截止组件控制单元。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。

在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。在此使用的所有术语包括技术和科学术语具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在本文中，除非另有特别说明，诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等方向性术语用于表示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，而不是指示或暗示所指的装置、元件或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作。需要理解的是，当被描述对象的绝对位置改变后，则它们表示的相对位置关系也可能相应地改变。因此，这些方向性术语不能理解为对本发明的限制。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。

图1是根据本发明的一种示意性实施例的击发机构的侧视图。

本发明的示意性实施例提供一种击发机构，如图1所示，包括第一管形件5、第二管形件7、截止组件2及触发组件3。第一管形件5的轴向一端设置有开口，开口内限定用于容纳流体介质的介质腔。第二管形件7内限定沿第二管形件7的轴向方向贯通的击发腔，击发腔的一端与开口连通。截止组件2安装于介质腔及击发腔之间，适用于将介质腔封闭或将介质腔与击发腔导通。触发组件3安装于介质腔内，适用于激励流体介质，以使流体介质达到超临界状态。流体接触处于超临界状态下，截止组件2将介质腔与击发腔导通，流体介质由液相变为气相并通过截止组件2进入击发腔，适用于对填装于击发腔内的击发件9施加远离介质腔的压力，以将击发件9击发。

在一种示意性的实施例中，第一管形件5包括但不限于被构造成圆柱形的中空的管状结构。

详细地，第一管形件5包括但不限于采用高强度结构钢制成。

进一步的，截止组件2在将介质腔密封的状态下，介质腔包括但不限于可满足小于或等于1秒钟的500MPa压力级别及以下的介质腔内工质压力的动态加载。

在一种示意性的实施例中，第二管形件7包括但不限于被构造成圆柱形的中空的管状结构。

在一种示意性的实施例中，第一管形件5及第二管形件7的内径被构造成大致相同。

在另一种示意性的实施例中，第一管形件5及第二管形件7的内径被构造成不同。

在一种示意性的实施例中，第一管形件5及第二管形件7的相面对的轴向端部分别固定于截止组件2向背的两侧端面上。

详细地，第一管形件5及第二管形件7与截止组件2包括但不限于采用铆接、焊接、法兰连接、一体制成及其他连接方式中的任一一种，以满足介质腔的密封性和承压性为宜。

在一种示意性的实施例中，流体介质包括但不限于采用水、氮、二氧化碳或其他混合流体介质中的任一一种。

这样的实施方式中，通过触发组件3用于激励流体介质的方式，将流体介质达到由液相向超临界状态转变，再通过截止组件2将介质腔及击发腔导通，以使处于超临界状态的流体介质由于击发腔与介质腔的压差快速变成气态形式、并向击发件9做功，以将击发件9由击发腔内击发。由于击发过程中流体介质只发生物理变化，因此不会产生污染物质也具有较高的安全性，并且由于在流体介质气化的过程中会发生体积突变，因此可向击发件9施加很大的作用力及加速度，相较于压缩空气做功的击发装置可产生高一个到两个数量级的压力、具有更好的做功能力，以使击发件9被高速射出第二管形件7。

根据本公开的实施例，如图1所示，击发机构还包括安装于介质腔内的、适用于检测介质腔内的压力的检测组件1。

在一种示意性的实施例中，检测组件1包括但不限于采用动态压力传感器。

详细地，动态压力传感器安装于介质腔的内壁面上。

进一步的，动态压力传感器的工作频率包括但不限于大于3000赫兹。

更进一步的，检测组件1还包括显示单元，与动态压力传感器的信号输出端通讯连接，并设置于介质腔的外部，适用于显示动态压力传感器所输出的压力信号。

在一种示意性的实施例中，动态压力传感器的量程大于流体介质达到超临界状态下的介质腔内的压力的极限值。

详细地，动态压力传感器可测量的压力小于或等于600兆帕。

进一步的，工作频率包括但不限于5000赫兹。

根据本公开的实施例，如图1所示，击发机构还包括控制组件10。控制组件10分别和检测组件1及截止组件2通讯连接，适用于依据检测组件1所采集的压力信号向截止组件2输出控制信号，以在介质腔内超临界状态的压力达到所设定的压力值时控制截止组件2将介质腔与击发腔导通。

根据本公开的实施例，如图1所示，控制组件10还与触发组件3通讯连接，适用于控制触发组件3向流体介质输出的能量。

在一种示意性的实施例中，如图1所示，控制组件10包括触发组件控制单元101、检测组件采集单元102及截止组件控制单元103。

详细地，触发组件控制单元101和供电电路导通，适用于为触发组件3供电，并调节触发组件3的输出功率。检测组件采集单元102适用于采集检测组件1输出的压力信号，并将压力信号转换输出至截止组件控制单元103，截止组件控制单元103依据所接收的压力信号转换为控制信号输出至截止组件2，以使截止组件2执行与控制信号相对应的动作。

这样的实施方式中，检测组件1、控制组件10及截止组件2形成控制闭环，以通过介质腔内的压力反应流体介质的状态，并在流体介质达到设定的超临界状态压力时，通过驱动截止组件2使介质腔与击发腔导通。

图2是图1所示的示意性实施例的击发机构的截止组件部分的局部剖视图，图中未示出驱动部。

根据本公开的实施例，如图2所示，截止组件2包括壳体22、作动件23及驱动部。壳体22内限定介质通道21，介质通道21的两端分别与介质腔及击发腔连通，介质腔、介质通道21及击发腔的轴线的延伸方向相重合。作动件23沿与介质通道21的轴向方向(如图2所示的左、右方向)、相正交的方向(如图2所示的上、下方向)可移动地安装在介质通道21内，被构造成在将介质通道21封闭的封闭位置及将介质通道21导通的导通位置之间移动。驱动部安装于壳体22内，适用于驱动作动件23在封闭位置及导通位置之间移动。

在一种示意性的实施例中，介质通道21被构造成圆柱形的通道。

详细地，介质通道21的两端(如图2所示的左端及右端)分别与介质腔及击发腔连通。

在一种示意性的实施例中，作动件23采用隔板。

详细地，隔板的尺寸大于或等于介质通道21的内径，以在封闭位置的状态下能沿介质通道21的径向方向将介质通道21封闭为宜。

进一步的，驱动部包括但不限于气动装置、机械装置、电磁装置或其他适用于驱动隔板沿竖直方向往复移动的装置中的任一一种。

例如，驱动部采用气缸，隔板的上端或下端和气缸的活塞杆连接，适用于通过活塞杆的出程动作及回程动作驱动隔板沿竖直方向移动。

再如，隔板采用磁性材质制成，驱动部采用电磁铁，电磁铁设置于隔板的上方，在电磁铁带电的状态下吸附隔板上移至导通位置，在电磁铁失电的状态下，隔板通过自重复位至封闭位置。应当理解，本公开的实施例不限于此。

例如，作动件23包括但不限于采用膜片、爆破片及阀体中的任一一种。

详细地，在作动件23采用膜片或爆破片的状态下，膜片或爆破面应满足在介质腔内的压力达到所设定的超临界状态的流体介质压力之前不会破裂，并在达到该压力后主动或被动破裂为宜。

根据本公开的实施例，如图1所示，触发组件3包括加热部。加热部安装于第一管形件5的与开口相面对的轴向端部，适用于对流体介质加热，以使流体介质达到超临界状态。

在一种示意性的实施例中，加热部包括但不限于加热丝、盘管、电离及其他具有加热或换热功能的其他装置中的任一一种。

这样的实施方式中，控制组件10适用于控制加热部的功率，以达到对流体介质的进行加热的技术效果，以使流体介质处于超临界状态。

根据本公开的实施例，如图1所示，击发机构还包括和介质腔连通的用于向介质腔加注流体介质的加注阀4。

根据本公开的实施例，如图1所示，击发机构还包括和介质腔连通的用于泄出介质腔内的至少一部分压力的泄压阀8。

在一种示意性的实施例中，加注阀4和/或泄压阀8包括但不限于采用手调阀或电磁阀。

这样的实施方式中，加注阀4适用于对介质腔内的流体介质进行补充，泄压阀8适用于将介质腔内的至少一部分气体泄出，以快速的补充或泄出流体介质，以使击发机构在较短的时间内可重复使用。

在一种示意性的实施例中，击发机构还包括消音器6。

详细地，消音器6包括但不限于采用阻性消音器、抗性消音器、阻抗复合式消音器、微穿孔板消音器、小孔消音器及有源消音器中的任一一种。

进一步的，依据消音器的种类，消音器6安装于第二管形件7的出口位置或第二管形件7的壁面上，以降低击发件9通过击发腔所产生的声音。

更进一步的，第一管形件5、第二管形件7、截止组件2的介质通道21及消音器6的轴线的延伸方向相重合。

图3是根据本发明的一种示意性实施例的做功喷射装置的侧视图。

本发明的示意性实施例还提供一种做功喷射装置，如图3所示，包括击发机构及可脱离地填装于击发机构的击发腔内的击发件9。

根据本公开的实施例，如图3所示，击发件9被构造成圆柱形结构，击发件9的直径与击发机构的第二管形件7的内径大致相同。

在一种示意性的实施例中，击发件9的直径与第二管形件7的内径相同。

详细地，击发件9由第二管形件7的出口位置装填至与截止组件2靠近的位置，以待截止组件2处于导通位置的状态下将击发件9击发。

这样的实施方式中，做功喷射装置适用于将击发件9沿平射方向至目标位置。

在另一种示意性的实施例中，击发件9的至少一部分的直径略大于第二管形件7的内径。

详细地，击发件9与第二管形件7略过盈配合。

这样的实施方式中，做功喷射装置适用于沿一一定的俯角方向发射至目标位置。有利于提升做功喷射装置的适用性，但会降低击发件9由第二管形件7出射时的初速度。

本领域技术人员可以理解，本发明的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行若干种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本发明中。特别地，在不脱离本发明精神和教导的情况下，本发明的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行若干种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本发明的范围。

以上具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种击发机构，适用于对击发件(9)击发，其特征在于，包括：

第一管形件(5)，所述第一管形件(5)的轴向一端设置有开口，开口内限定用于容纳流体介质的介质腔；

第二管形件(7)，所述第二管形件(7)内限定沿所述第二管形件(7)的轴向方向贯通的击发腔，所述击发腔的一端与所述开口连通；

截止组件(2)，安装于所述介质腔及所述击发腔之间，适用于将所述介质腔封闭或将所述介质腔与所述击发腔导通；以及

触发组件(3)，安装于所述介质腔内，适用于激励所述流体介质，以使所述流体介质达到超临界状态；

其中，所述流体接触处于超临界状态时，所述截止组件(2)将所述介质腔与所述击发腔导通，所述流体介质由超临界状态变为气相并通过所述截止组件(2)进入所述击发腔，适用于对填装于所述击发腔内的击发件(9)施加远离所述介质腔的压力，以将所述击发件(9)击发。

2.根据权利要求1所述的击发机构，其特征在于，还包括检测组件(1)，安装于所述介质腔内，适用于检测所述介质腔内的压力。

3.根据权利要求2所述的击发机构，其特征在于，还包括控制组件(10)，分别和所述检测组件(1)及截止组件(2)通讯连接，适用于依据所述检测组件(1)所采集的压力信号向所述截止组件(2)输出控制信号，以在所述介质腔内的压力达到超临界压力的状态下、控制所述截止组件(2)将所述介质腔与所述击发腔导通。

4.根据权利要求3所述的击发机构，其特征在于，所述控制组件(10)还与所述触发组件(3)通讯连接，适用于控制所述触发组件(3)向所述流体介质输出的能量。

5.根据权利要求1至4中任一所述的击发机构，其特征在于，所述截止组件(2)包括：

壳体(22)，所述壳体(22)内限定介质通道(21)，所述介质通道(21)的两端分别与所述介质腔及所述击发腔连通，所述介质腔、介质通道(21)及击发腔的轴线的延伸方向相重合；

作动件(23)，沿与所述介质通道(21)的轴向方向、相正交的方向可移动地安装在所述介质通道(21)内，被构造成在将所述介质通道(21)封闭的封闭位置及将所述介质通道(21)导通的导通位置之间移动；以及

驱动部，安装于所述壳体(22)内，适用于驱动所述作动件(23)在所述封闭位置及导通位置之间移动。

6.根据权利要求1至4中任一所述的击发机构，其特征在于，所述触发组件(3)包括加热部，所述加热部安装于所述第一管形件(5)的与所述开口相面对的轴向端部，适用于对所述流体介质加热，以使所述流体介质达到超临界状态。

7.根据权利要求1至4中任一所述的击发机构，其特征在于，还包括和所述介质腔连通的、用于向所述介质腔加注流体介质的加注阀(4)。

8.根据权利要求1至4中任一所述的击发机构，其特征在于，还包括和所述介质腔连通的、用于泄出所述介质腔内的至少一部分压力的泄压阀(8)。

9.一种做功喷射装置，其特征在于，包括：

如权利要求1至8中任一所述的击发机构；以及

可脱离地填装于所述击发机构的击发腔内的击发件(9)。

10.根据权利要求9所述的做功喷射装置，其特征在于，所述击发件(9)被构造成圆柱形结构，所述击发件(9)的直径与所述击发机构的第二管形件(7)的内径大致相同。

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