CN214122119U - 一种用于激波管的可控破膜装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于激波管的可控破膜装置，包括中空的中间段，所述中间段的一侧密封连接有中空的低压段，所述低压段与中间段之间设置有膜片，所述膜片通过膜片组件连接在所述中间段上；所述中间段的另一侧密封连接有中空的高压段，所述高压段的空腔中设置有储能破膜组件；所述中间段的顶部设置有用于控制所述储能破膜组件击破所述膜片的击发装置。本实用新型的刺针、膜片更换方便，中间段与低压段、高压段连接密封可靠，储能破膜组件位于高压段内，通过击发装置便可实现刺针破膜动作，有效的解决了传统手推杆针刺破膜装置中推杆与高压端法兰连接处的密封问题。

Description

一种用于激波管的可控破膜装置

技术领域

本实用新型涉及激波管领域，尤其涉及一种用于激波管的可控破膜装置。

背景技术

激波管是一种通过突然破膜产生平面激波的实验装置，通过入射基波和反射基波对介质进行一维均匀绝热非等熵压缩的实验设备。由于激波管结构简单, 使用方便而且价格低廉，能提供范围宽广的实验参量，因此在物理、化学等的基础研究中有着广泛的应用。

破膜办法主要包括双膜法、针刺破膜、电热破膜，其中针刺破膜使用较为广泛。针刺破膜的膜片破膜压力应大于高、低压段压差，充气完成后，通过针刺使膜片破裂。

传统的针刺破膜装置出针速度不高，只能对塑料破膜进行较好的破膜，但是当工况需要使用铝膜及钢膜时，传统的针刺破膜往往无法实现较好的破膜；并且人工手动出针不好控制出针的速度和压力，容易出现误操作；更为重要的是，在传统手动推动刺针的过程中，刺针杆穿过和高压段端盖连接处的橡胶密封垫，在移动过程中，很难保证高压段绝对密封，都会造成一部分气体泄漏，对实验结果造成一定影响，且实验过程中需要不断更换橡胶密封垫，过程繁琐，影响实验准确性以及实验进度。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于激波管的可控破膜装置，解决传统手推杆针刺破膜装置中推杆与高压段端盖法兰连接处的密封问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型一种用于激波管的可控破膜装置，包括中空的中间段，所述中间段的一侧密封连接有中空的低压段，所述低压段与中间段之间设置有膜片，所述膜片通过膜片组件连接在所述中间段上；所述中间段的另一侧密封连接有中空的高压段，所述高压段的空腔中设置有储能破膜组件；所述中间段的顶部设置有用于控制所述储能破膜组件击破所述膜片的击发装置。

进一步的，所述中间段在与所述低压段相对的一侧壁上设置有第一凹槽，所述膜片组件放置在所述第一凹槽中，所述膜片组件包括挤压贴合在一起的膜片压板和膜片底板；

所述膜片底板在与所述膜片的相对面上设置有第二凹槽，所述膜片放置在所述第二凹槽中；

所述膜片压板在与所述膜片的相对面上设置有第一环形凸起，所述第一环形凸起挤压在所述膜片上；所述膜片压板在与所述膜片的背离面上设置有第三凹槽，所述低压段的连接面上设置有第二环形凸起，所述第二环形凸起抵在所述第三凹槽的底部。

进一步的，所述第一环形凸起的挤压面上设置有第一密封圈；

所述第一环形凸起的外侧套设有第二密封圈，所述第二密封圈的两侧分别抵在所述膜片压板和膜片压板上；

所述第二环形凸起的挤压面上设置有第三密封圈。

进一步的，所述储能破膜组件包括筒体，所述筒体的前端设置有支架，所述支架连接在所述中间段的中空内壁上，所述筒体中设置有刺针，所述刺针的尖端朝向所述膜片，所述刺针本体的后端连接有端帽，所述端帽通过储能弹簧与所述筒体连接，所述筒体的上方设置有活动的扳机，所述扳机的卡接端抵在所述筒体与端帽的相对面上，所述扳机的触发端延伸到所述中间段的空腔中，并与上方的所述击发装置配合。

进一步的，所述支架包括钢圈，所述钢圈固定在所述中间段的中空内壁上，所述钢圈的中部设置有连接座，所述连接座通过多个呈环形布置的支杆与所述钢圈连接，所述连接座的后端与所述筒体连接，所述连接座的中部设置有朝向所述膜片的导向孔，所述刺针的本体从所述导向孔中穿过。

进一步的，所述击发装置包括击发孔、空心圆管和实心不锈钢块，所述击发孔开设在所述中间段的外圆壁上并朝向所述扳机，所述击发孔的外端设置有底座，所述底座焊接在所述中间段的外圆壁上，所述击发孔中设置有撞针，所述撞针的下端延伸至所述扳机的上方，所述撞针的上端贯穿所述底座上的预留孔后与撞板连接，所述撞板的下方设置有弹性复位件，所述弹性复位件的上端抵在所述撞板的下表面，所述弹性复位件的下端抵在所述底座的顶面；

所述空心圆管的下端套设在所述弹性复位件，并与外侧的连接套螺纹连接，所述连接套通过螺栓连接在所述底座上，所述实心不锈钢块设置在所述空心圆管中，并被设置在所述空心圆管顶端的可控磁性元件吸引。

进一步的，所述可控磁性元件包括电磁铁和控制所述电磁铁的电磁开关。

进一步的，所述空心圆管的内壁沿竖直方向上设置有导向滑槽，所述实心不锈钢块的侧壁上设置有凸起，所述凸起沿所述导向滑槽滑动。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果：

本实用新型的刺针、膜片更换方便，中间段与低压段、高压段连接密封可靠，储能破膜组件位于高压段内，通过击发装置便可实现刺针破膜动作，有效的解决了传统手推杆针刺破膜装置中推杆与高压端法兰连接处的密封问题。

附图说明

下面结合附图说明对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型用于激波管的可控破膜装置的结构示意图；

图2为本实用新型膜片组件的结构示意图；

图3为本实用新型各密封圈的布置示意图；

图4为本实用新型储能破膜组件的结构示意图；

图5为本实用新型支架的主视结构示意图；

图6为本实用新型击发装置的结构示意图。

附图标记说明：1、中间段；101、第一凹槽；2、低压段；201、第二环形凸起；3、高压段；4、膜片组件；401、膜片压板；401-1、第一环形凸起；401-2、第三凹槽；402、膜片；403、膜片底板；403-1、第二凹槽；5、储能破膜组件； 501、筒体；502、支架；502-1、钢圈；502-2、连接座；502-3、支杆；502-4、导向孔；503、刺针；504、端帽；505、储能弹簧；506、扳机；6、击发装置； 601、击发孔；602、底座；603、撞针；604、撞板；605、弹性复位件；606、空心圆管；607、连接套；608、可控磁性元件；608-1、电磁铁；608-2、电磁开关；609、导向滑槽；610、实心不锈钢块；7、第一密封圈；8、第二密封圈； 9、第三密封圈。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本实施例中公开了一种用于激波管的可控破膜装置，包括中空的中间段1，中间段1的一侧密封连接有中空的低压段2，低压段2与中间段 1之间设置有膜片402，膜片402通过膜片组件4连接在中间段1上。

中间段1的另一侧密封连接有中空的高压段3，高压段3的空腔中设置有储能破膜组件5；中间段1的顶部设置有用于控制储能破膜组件5击破膜片402的击发装置6。中间段1、高压段3的连接端上焊接有法兰盘，法兰盘与低压段2 的两侧壁通过螺栓组件连接。

如图2至3所示，中间段1在与低压段2相对的一侧壁上开设有第一凹槽 101，膜片组件4放置在第一凹槽101中，膜片组件4包括挤压贴合在一起的膜片压板401和膜片底板403；

膜片底板403在与膜片402的相对面上设置有第二凹槽403-1，膜片402放置在第二凹槽403-1中；膜片压板401在与膜片402的相对面上设置有第一环形凸起401-1，第一环形凸起401-1挤压在膜片402上；膜片压板401在与膜片 402的背离面上设置有第三凹槽401-2，低压段2的连接面上设置有第二环形凸起201，第二环形凸起201抵在第三凹槽401-2的底部。

为保证膜片压板401低压段2、膜片402、膜片底板403和中间段1连接的密封性，在第一环形凸起401-1的挤压面上设置有第一密封圈7。第一环形凸起 401-1的外侧套设有第二密封圈8，第二密封圈的两侧分别抵在膜片压板401和膜片压板401上。第二环形凸起201的挤压面上设置有第三密封圈9。

如图4所示，储能破膜组件5包括筒体501，筒体501的前端设置有支架 502，支架502连接在中间段1的中空内壁上，筒体501中设置有刺针503，刺针503的尖端朝向膜片402，刺针503本体的后端焊接有端帽504，端帽504通过储能弹簧505与筒体501连接，筒体501的上方设置有活动的扳机506，扳机 506的卡接端抵在筒体501与端帽504的相对面上，扳机506的触发端延伸到中间段1的空腔中，并与上方的击发装置6配合。

如图5所示，支架502包括钢圈502-1，钢圈502-1焊接在中间段1的中空内壁上，钢圈502-1的中部设置有连接座502-2，连接座502-2通过多个呈环形布置的支杆502-3与钢圈502-1连接，支杆502-3的两端部分别焊接在连接座502-2、钢圈502-1的内壁上。连接座502-2的后端与筒体501连接，二者可采用螺纹旋紧在一起，连接座502-2的中部设置有朝向膜片402的导向孔502-4，刺针503的本体从导向孔502-4中穿过。

如图6所示，击发装置6包括击发孔601和空心圆管606，击发孔601开设在中间段1的外圆壁上并朝向扳机506，击发孔601的外端设置有底座602，底座602焊接在中间段1的外圆壁上，击发孔601中设置有撞针603，撞针603的下端延伸至扳机506的上方，撞针603的上端贯穿底座602上的预留孔后与撞板604焊接固定，撞板604的下方设置有弹性复位件605，弹性复位件605可选用弹簧，弹性复位件605的上端抵在撞板604的下表面，弹性复位件605的下端抵在底座602的顶面。

空心圆管606的下端套设在弹性复位件605，并与外侧的连接套607螺纹连接，连接套607通过螺栓连接在底座602上，实心不锈钢块610设置在空心圆管606中，并被设置在空心圆管606顶端的可控磁性元件608吸引。连接套607 与底座602的连接位置均通过法兰盘对接，两个法兰之间设置有密封垫，两个法兰通过螺栓组件连接。空心圆管606与底座602的接触端面上也设置有密封垫，保证装置密封。

可控磁性元件608包括电磁铁608-1和控制电磁铁608-1的电磁开关608-2，电磁铁608-1放置在空心圆管606中，并与电磁开关608-2的壳体连接，电磁开关608-2的壳体与空心圆管606的顶部密封连接。

空心圆管606的内壁沿竖直方向上设置有导向滑槽609，实心不锈钢块610 的侧壁上设置有凸起，凸起沿导向滑槽609上下滑动。

动作过程：控制电磁开关608-2切断电源，此时电磁铁608-1磁性消失，实心不锈钢块610在空心圆管604内下落，通过击中撞板604带动撞针603动作，从而触发扳机506，刺针503在储能弹簧505的拉力作用下发射出去从而刺穿膜片402。控制电磁开关608-2接通电源，实心不锈钢块610在电磁铁608-1 的吸引下上升，撞针603在弹性复位件605的作用下复位，等待下次破膜操作。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于激波管的可控破膜装置，其特征在于：包括中空的中间段(1)，所述中间段(1)的一侧密封连接有中空的低压段(2)，所述低压段(2)与中间段(1)之间设置有膜片(402)，所述膜片(402)通过膜片组件(4)连接在所述中间段(1)上；所述中间段(1)的另一侧密封连接有中空的高压段(3)，所述高压段(3)的空腔中设置有储能破膜组件(5)；所述中间段(1)的顶部设置有用于控制所述储能破膜组件(5)击破所述膜片(402)的击发装置(6)。

2.根据权利要求1所述的用于激波管的可控破膜装置，其特征在于：所述中间段(1)在与所述低压段(2)相对的一侧壁上设置有第一凹槽(101)，所述膜片组件(4)放置在所述第一凹槽(101)中，所述膜片组件(4)包括挤压贴合在一起的膜片压板(401)和膜片底板(403)；

所述膜片底板(403)在与所述膜片(402)的相对面上设置有第二凹槽(403-1)，所述膜片(402)放置在所述第二凹槽(403-1)中；

所述膜片压板(401)在与所述膜片(402)的相对面上设置有第一环形凸起(401-1)，所述第一环形凸起(401-1)挤压在所述膜片(402)上；所述膜片压板(401)在与所述膜片(402)的背离面上设置有第三凹槽(401-2)，所述低压段(2)的连接面上设置有第二环形凸起(201)，所述第二环形凸起(201)抵在所述第三凹槽(401-2)的底部。

3.根据权利要求2所述的用于激波管的可控破膜装置，其特征在于：所述第一环形凸起(401-1)的挤压面上设置有第一密封圈(7)；

所述第一环形凸起(401-1)的外侧套设有第二密封圈(8)，所述第二密封圈(8)的两侧分别抵在所述膜片压板(401)和膜片压板(401)上；

所述第二环形凸起(201)的挤压面上设置有第三密封圈(9)。

4.根据权利要求1所述的用于激波管的可控破膜装置，其特征在于：所述储能破膜组件(5)包括筒体(501)，所述筒体(501)的前端设置有支架(502)，所述支架(502)连接在所述中间段(1)的中空内壁上，所述筒体(501)中设置有刺针(503)，所述刺针(503)的尖端朝向所述膜片(402)，所述刺针(503)本体的后端连接有端帽(504)，所述端帽(504)通过储能弹簧(505)与所述筒体(501)连接，所述筒体(501)的上方设置有活动的扳机(506)，所述扳机(506)的卡接端抵在所述筒体(501)与端帽(504)的相对面上，所述扳机(506)的触发端延伸到所述中间段(1)的空腔中，并与上方的所述击发装置(6)配合。

5.根据权利要求4所述的用于激波管的可控破膜装置，其特征在于：所述支架(502)包括钢圈(502-1)，所述钢圈(502-1)固定在所述中间段(1)的中空内壁上，所述钢圈(502-1)的中部设置有连接座(502-2)，所述连接座(502-2)通过多个呈环形布置的支杆(502-3)与所述钢圈(502-1)连接，所述连接座(502-2)的后端与所述筒体(501)连接，所述连接座(502-2)的中部设置有朝向所述膜片(402)的导向孔(502-4)，所述刺针(503)的本体从所述导向孔(502-4)中穿过。

6.根据权利要求4所述的用于激波管的可控破膜装置，其特征在于：所述击发装置(6)包括击发孔(601)、空心圆管(606)和实心不锈钢块(610)，所述击发孔(601)开设在所述中间段(1)的外圆壁上并朝向所述扳机(506)，所述击发孔(601)的外端设置有底座(602)，所述底座(602)焊接在所述中间段(1)的外圆壁上，所述击发孔(601)中设置有撞针(603)，所述撞针(603)的下端延伸至所述扳机(506)的上方，所述撞针(603)的上端贯穿所述底座(602)上的预留孔后与撞板(604)连接，所述撞板(604)的下方设置有弹性复位件(605)，所述弹性复位件(605)的上端抵在所述撞板(604)的下表面，所述弹性复位件(605)的下端抵在所述底座(602)的顶面；

所述空心圆管(606)的下端套设在所述弹性复位件(605)，并与外侧的连接套(607)螺纹连接，所述连接套(607)通过螺栓连接在所述底座(602)上，所述实心不锈钢块(610)设置在所述空心圆管(606)中，并被设置在所述空心圆管(606)顶端的可控磁性元件(608)吸引。

7.根据权利要求6所述的用于激波管的可控破膜装置，其特征在于：所述可控磁性元件(608)包括电磁铁(608-1)和控制所述电磁铁(608-1)的电磁开关(608-2)。

8.根据权利要求6所述的用于激波管的可控破膜装置，其特征在于：所述空心圆管(606)的内壁沿竖直方向上设置有导向滑槽(609)，所述实心不锈钢块(610)的侧壁上设置有凸起，所述凸起沿所述导向滑槽(609)滑动。

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