CN203464850U - 一种双密封破膜器 - Google Patents

Abstract

一种双密封破膜器，它涉及一种破膜器，以解决现有的破膜器存在的无法对高压气体破膜过程进行密封进而无法提高弹丸的发射速度、以及因此导致的发射成本高的问题，它包括本体、第一密封圈、第二密封圈、第一金属密封环和第二金属密封环；位于第一圆柱形孔外侧的本体的端面上设置有一圈用于放置膜片的凹槽，凹槽的底端面上安装有第一密封圈，位于凹槽外侧的本体的端面上安装有第一金属密封环，且凹槽、第一密封圈和第一金属密封环三者同轴设置；位于第二圆柱形孔的外侧的本体的端面上分别安装有第二密封圈和第二金属密封环，且第二密封圈和第二金属密封环同轴设置。本实用新型用于轻气炮破膜用。

Description

一种双密封破膜器

技术领域

本实用新型涉及一种破膜器，具体涉及一种用于轻气炮的双密封破膜器。

背景技术

超高速轻气炮发射系统是“航天器空间防护”及“弹体侵蚀及典型目标防护”研究领域中进行高速及超高速撞击模拟实验的主要实验设备，该设备可将一定质量的弹丸发射到0～7km/s。轻气炮发射弹丸时，主要依靠气体的压力对弹丸进行驱动，因超高速轻气炮一般采用两级供气，通过破膜对发射管中的弹丸加压，气室中所充的气体压力的多少决定了破膜的压力，进而决定了弹丸的发射速度。破膜器的作用在于确保活塞压缩锥段中的氢气直到破膜过程完成而不发生氢气泄露，避免因压力泄露而导致的破膜不完全，进而避免因此导致的弹丸速度不达标，同时也可避免高温高压气体对发射管的烧蚀。普通破膜器因只有一个橡胶O型圈使得在高压状态下出现O型圈烧蚀，无法完成高压充气破膜对弹丸进行超高速驱动，也无法进行高压(100-500Mpa)充气而导致的无法进行超高速弹丸发射，发射成本也较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是为解决现有的破膜器存在的无法对高压气体破膜过程进行密封进而无法提高弹丸的发射速度、以及因此导致的发射成本高的问题，进而提供一种双密封破膜器。

本实用新型为解决上述问题采取的技术方案是：本实用新型的一种双密封破膜器包括本体、第一密封圈、第二密封圈、第一金属密封环和第二金属密封环，所述第一金属密封环和第二金属密封环的截面均为三角形，所述第一密封圈和第二密封圈的截面均为圆形；

本体的与轻气炮锥段连接的端面的中部设置有第一圆柱形孔，位于第一圆柱形孔外侧的本体的端面上设置有一圈用于放置膜片的凹槽，凹槽的底端面上安装有第一密封圈，位于凹槽外侧的本体的端面上安装有第一金属密封环，且凹槽、第一密封圈和第一金属密封环三者同轴设置；

本体的与发射管连接的端面的中部设置有与第二圆柱形孔，第一圆柱形孔和第二圆柱形孔之间设置有与二者同轴且连通的锥形孔，锥形孔的大直径端与第一圆柱形孔连通，锥形孔的小直径端与第二圆柱形孔连通，位于第二圆柱形孔的外侧的本体的端面上分别安装有第二密封圈和第二金属密封环，且第二密封圈和第二金属密封环同轴设置。

本实用新型的有益效果是：一、本实用新型结构简单，设计合理，本实用新型与高压轻气炮锥段相连，采用金属环和O型密封圈的双重密封方式，密封性良好，能使甭管内的氢气充分压缩，使得破膜压力更高；本实用新型与发射管相连，也采用金属环和O型密封圈的双重密封方式，能使破膜后的气体全部作用于弹体，使弹体达到超高速，本实用新型的本体的两端面的第一圆柱形孔和第二圆柱形孔的孔径不同，既能增加破膜效果，还能防止发射管烧蚀，降低了成本；二、本实用新型解决了高压轻气炮锥段和膜片接触处的超高压密封性及破膜器与发射管接触处的超高压密封性问题，本实用新型发射前泵管抽真空及二级锥段充氢气时都需要良好的密封，在破膜器上加装金属环(截面为三角形)及O型密封圈即可实现密封效果；在发射过程中，当想要发射较低速度，即破膜前氢气压力较小时，O型密封圈自身便能起到很好的密封效果。但是当想要发射高速时，破膜前高压锥段内会达到五百兆帕的超高压力，这时O型密封圈会在超高压氢气的作用下发生损坏，泄露氢气，造成能源浪费，弹速不达标，无法完成超高速发射。加装金属环(截面为三角形)可承受住超高的氢气压力，但金属三角环无法和接触位置保持高度的无缝隙接触，在抽真空或者充入氢气时会发生泄漏，无法实现密封。本实用新型结合了O型密封圈和金属环(截面为三角形)的优点，设计出了一种全新的密封方式，即采用金属环和O型密封圈共同使用，达到高压或超高压密封的效果；三、本实用新型具有在保持原有实验条件下，不增加任何装置提高使锥段中氢气的充气量，使得破膜压力增高，从而有效提高弹丸发射的极限速度，可使轻气炮锥段内的瞬时气压在达到100-500Mpa高压时，破膜过程不漏气，使一定质量的弹丸加速到7km/s，有效地解决了现有破膜器，无法完成7km/s的超高速发射，提高了轻气炮的发射效率，降低了发射成本，发射成本相比现有的成本0.5万降低了10％-30％。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图，图2是图1的左视图，图3是本实用新型用于轻气炮的安装使用示意图(6、轻气炮锥段，7、发射管，8、膜片；9、轻气炮锥段上的橡胶密封圈)，图4是本实用新型第一密封圈和第一金属密封环在自然状态的工作示意图，图5是本实用新型的第一密封圈和第一金属密封环在真空状态下的工作示意图，图6是本实用新型的第一密封圈和第一金属密封环在低压状态下的工作示意图，图7是本实用新型的第一密封圈和第一金属密封环在高压状态下的工作示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图3说明本实施方式，本实施方式的一种双密封破膜器包括本体1、第一密封圈2、第二密封圈3、第一金属密封环4和第二金属密封环5，所述第一金属密封环2和第二金属密封环4的截面均为三角形，所述第一密封圈3和第二密封圈5的截面均为圆形；

本体1的与轻气炮锥段6连接的端面的中部设置有第一圆柱形孔1-2，位于第一圆柱形孔1-2外侧的本体1的端面上设置有一圈用于放置膜片的凹槽1-4，凹槽1-4的底端面上安装有第一密封圈3，位于凹槽1-2外侧的本体1的端面上安装有第一金属密封环4，且凹槽1-4、第一密封圈2和第一金属密封环4三者同轴设置；

本体1的与发射管7连接的端面的中部设置有与第二圆柱形孔1-3，第一圆柱形孔1-2和第二圆柱形孔1-3之间设置有与二者同轴且连通的锥形孔1-5，锥形孔1-5的大直径端与第一圆柱形孔1-2连通，锥形孔1-5的小直径端与第二圆柱形孔1-3连通，位于第二圆柱形孔1-3的外侧的本体1的端面上分别安装有第二密封圈3和第二金属密封环5，且第二密封圈3和第二金属密封环5同轴设置。

本实施方式的本体为圆柱体，轻气炮锥段6是指轻气炮的空腔的锥形段。

具体实施方式二：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式所述第一金属密封环4的截面为等边三角形，其中一条边与本体1的中心线平行设置，且所述其中一条边与第一密封圈2相邻设置；所述第二金属密封环5的截面为等边三角形，其中一条边与本体1的中心线平行设置，且所述其中一条边与第二密封圈3相邻设置；如此设置，金属环密封效果好，密封可靠安全。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式的第二密封圈3的外径小于第二金属密封环5的内径。如此设置，金属环密封效果好，密封可靠安全。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式所述第一金属密封环4为不锈钢金属密封环。如此设置，强度大，密封可靠安全。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式五：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式所述第二金属密封环5为不锈钢金属密封环。如此设置，强度大，密封可靠安全。其它与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式所述本体1为42CrMo钢本体。如此设置，强度高和韧性大，满足实际工作需要。其它与具体实施方式一、二或五相同。

具体实施方式七：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式所述第一密封圈2和第二密封圈3均为橡胶密封圈。如此设置，密封安全，效果好，满足实际工作需要。其它与具体实施方式一、二或五相同。

具体实施方式八：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式所述第一密封圈2为氟橡胶或硅橡胶密封圈。如此设置，强度大，耐酸耐碱耐高压，密封安全，效果好，满足实际工作需要。其它与具体实施方式七相同。

具体实施方式九：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式所述第二密封圈3为氟橡胶或硅橡胶密封圈。如此设置，强度大，耐酸耐碱耐高压，密封安全，效果好，满足实际工作需要。其它与具体实施方式七相同。

工作过程

结合图1-图7说明，本实用新型的第一密封圈和第一金属密封环，在自然状态时，均不发生形变；在真空状态时，第一密封圈受到挤压，向本体的中心线发生形变(箭头方向)，起到了一定的本体1和轻气炮锥段6密封；在低压状态时，第一密封圈受到挤压，背离本体的中心线发生形变(箭头方向)，也起到了一定的本体1和轻气炮锥段6密封；但，在高压状态时，第一密封圈和第一金属密封环同时发生形变，均向背离本体1的中心线发生形变(箭头方向)，二者共同对本体1和轻气炮锥段6起到了良好的密封，有效地提高弹丸的发射速度。

Claims (9)

1.一种双密封破膜器，其特征在于：所述破膜器包括本体(1)、第一密封圈(2)、第二密封圈(3)、第一金属密封环(4)和第二金属密封环(5)，所述第一金属密封环(4)和第二金属密封环(5)的截面均为三角形，所述第一密封圈(3)和第二密封圈(5)的截面均为圆形；本体(1)的与轻气炮锥段(6)连接的端面的中部设置有第一圆柱形孔(1-2)，位于第一圆柱形孔(1-2)外侧的本体(1)的端面上设置有一圈用于放置膜片的凹槽(1-4)，凹槽(1-4)的底端面上安装有第一密封圈(3)，位于凹槽(1-2)外侧的本体(1)的端面上安装有第一金属密封环(4)，且凹槽(1-4)、第一密封圈(2)和第一金属密封环(4)三者同轴设置；

本体(1)的与发射管(7)连接的端面的中部设置有与第二圆柱形孔(1-3)，第一圆柱形孔(1-2)和第二圆柱形孔(1-3)之间设置有与二者同轴且连通的锥形孔(1-5)，锥形孔(1-5)的大直径端与第一圆柱形孔(1-2)连通，锥形孔(1-5)的小直径端与第二圆柱形孔(1-3)连通，位于第二圆柱形孔(1-3)的外侧的本体(1)的端面上分别安装有第二密封圈(3)和第二金属密封环(5)，且第二密封圈(3)和第二金属密封环(5)同轴设置。

2.根据权利要求1所述的一种双密封破膜器，其特征在于：所述第一金属密封环(4)的截面为等边三角形，其中一条边与本体(1)的中心线平行设置，且所述其中一条边与第一密封圈(2)相邻设置；所述第二金属密封环(5)的截面为等边三角形，其中一条边与本体(1)的中心线平行设置，且所述其中一条边与第二密封圈(3)相邻设置。

3.根据权利要求1或2所述的一种双密封破膜器，其特征在于：第二密封圈(3)的外径小于第二金属密封环(5)的内径。

4.根据权利要求1或2所述的一种双密封破膜器，其特征在于：所述第一金属密封环(4)为不锈钢金属密封环。

5.根据权利要求4所述的一种双密封破膜器，其特征在于：所述第二金属密封环(5)为不锈钢金属密封环。

6.根据权利要求1、2或5所述的一种双密封破膜器，其特征在于：所述本体(1)为42CrMo钢本体。

7.根据权利要求1、2或5所述的一种双密封破膜器，其特征在于：所述第一密封圈(2)和第二密封圈(3)均为橡胶密封圈。

8.根据权利要求7所述的一种双密封破膜器，其特征在于：所述第一密封圈(2)为氟橡胶或硅橡胶密封圈。

9.根据权利要求7所述的一种双密封破膜器，其特征在于：所述第二密封圈(3)为氟橡胶或硅橡胶密封圈。

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