RU2249805C2

RU2249805C2 - Device for breaking diaphragm for single-pulse shock tube

Info

Publication number: RU2249805C2
Application number: RU2001119897/28A
Authority: RU
Inventors: П.А. Аверичкин (RU); П.А. Аверичкин; И.Г. Зайнулин (RU); И.Г. Зайнулин; Д.Н. Храмцов (RU); Д.Н. Храмцов; И.Н. Зайнулина (RU); И.Н. Зайнулина; А.И. Зароченцев (RU); А.И. Зароченцев
Priority date: 2001-07-17
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2005-04-10

Abstract

FIELD: testing engineering.

SUBSTANCE: device comprises housing connected with the inlet and outlet branch pipes via flanges, diaphragm clamped in the outlet branch pipe between the flanges, cut for breaking the diaphragm, and cut actuator made of a spring hollow piston with a ball lock. The outer side of the cut actuator is provided with an arrester of axial stroke, which is made of a ring stop mounted inside the housing. The device has pad secured to the diaphragm, rod secured to the pad, pipe set inside the cut actuator and secured to the inlet branch pipe, locking device, which is mounted on the pipe and locks the pad against movements with the use of the rod, and two flat comb-pushers, which are mounted on the inner side of the cut actuator and co-operate with the locking device. The cut for breaking the diaphragm is cylindrical.

EFFECT: enhanced reliability of testing.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области испытаний материалов на ударное воздействие, а именно к устройствам для разрушения мембраны и удержания метаемого тела, при исследовании характеристик моделей в свободном полете.The invention relates to the field of impact testing of materials, and in particular to devices for destroying the membrane and retaining a missile body, while studying the characteristics of models in free flight.

Известно устройство, описанное в А.С.№ 1774205, кл. G 01 M 9/04, опубл. 07.11.92 г., предназначенное для разрыва мембраны в одноимпульсной ударной трубе, состоящее из полого корпуса, между фланцем которого и фланцем патрубка защемлена мембрана. Нож для разрыва мембраны состоит из секторов, шарнирно закрепленных на конце полого поршня привода, подпружиненного упругим элементом. Шариковый замок выполнен в виде стопора, который, попадая в кольцевую проточку на поршне, двигающемся под действием давления в камере, освобождает полый поршень привода, и нож врезается в мембрану.A device is known, described in A.S. No. 1774205, class. G 01 M 9/04, publ. 11/07/92, designed to rupture the membrane in a single-pulse shock tube, consisting of a hollow body, between the flange of which and the flange of the nozzle the membrane is clamped. The membrane rupture knife consists of sectors pivotally attached to the end of the hollow drive piston, spring-loaded with an elastic element. The ball lock is made in the form of a stopper, which, falling into the annular groove on the piston moving under the action of pressure in the chamber, releases the hollow piston of the drive, and the knife cuts into the membrane.

Данное устройство, принятое за прототип, имеет недостатки, связанные с тем, что созданию плоского фронта ударной волны мешают секторы ножа, остающиеся в области движения ударной волны, а также наличие кольцевого упора, создающего нежелательное сопротивление, а также необходимость увеличения прочности мембраны с увеличением давления в камере высокого давления, что затрудняет разрыв мембраны.This device, taken as a prototype, has the disadvantages that the knife sectors remaining in the region of the shock wave movement, as well as the presence of an annular stop creating undesirable resistance, as well as the need to increase the strength of the membrane with increasing pressure, interfere with the creation of a flat front of the shock wave in the high-pressure chamber, which complicates the rupture of the membrane.

Технической задачей изобретения является повышение достоверности опытных данных путем уменьшения возмущений потока, создаваемого устройством, стабильности задаваемых значений скорости и расширение эксплуатационных возможностей путем увеличения скорости ударной волны при создании ею плоского фронта за счет обеспечения безостаточного разрыва мембраны и уменьшения потерь давления.An object of the invention is to increase the reliability of experimental data by reducing perturbations in the flow generated by the device, the stability of the set speed values and expanding operational capabilities by increasing the speed of the shock wave when it creates a flat front by ensuring residual rupture of the membrane and reducing pressure losses.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для разрыва мембраны в одноимпульсной ударной трубе, содержащее корпус, соединенный посредством фланцев с входным и выходным патрубками, защемленную между двух фланцев мембрану, и привод ножа, выполненный в виде подпружиненного полого поршня с шариковым замком, ограничитель осевого хода, выполненный в виде кольцевого упора, расположенного внутри полости корпуса, дополнительно содержит закрепленный на мембране поддон, торцевая часть которого предназначена для размещения метаемого тела и имеет его конфигурацию, прикрепленный к поддону шток, установленную внутри привода ножа и укрепленную на входном патрубке трубу, установленное на данной трубе замковое устройство для удержания с помощью штока поддона от перемещения, и два ножа, установленных на внутренней поверхности привода, плоские гребни-толкатели, взаимодействующие с данным замковым устройством, причем нож для разрыва мембраны выполнен цилиндрическим.The essence of the invention lies in the fact that the device for rupturing the membrane in a single-pulse shock tube, comprising a housing connected by means of flanges to the inlet and outlet nozzles, a membrane clamped between the two flanges, and a knife drive made in the form of a spring-loaded hollow piston with a ball lock, axial limiter the stroke, made in the form of an annular stop located inside the cavity of the housing, further comprises a pallet fixed to the membrane, the end part of which is designed to accommodate a missile body and has its configuration, a rod attached to the pallet, installed inside the knife drive and a pipe fixed to the inlet pipe, a locking device installed on this pipe to hold the pallet from moving with the rod, and two knives mounted on the inner surface of the drive; pushers interacting with this locking device, and the knife for breaking the membrane is made cylindrical.

Технический результат изобретения достигается за счет наличия замкового устройства, воспринимающего основное усилие от давления в камере высокого давления и позволяющего использовать более тонкую мембрану 4, что обеспечивает надежное ее срезание. Мембрана удерживается в неподвижном состоянии закрепленным на ней поддоном со штоком до тех пор, пока не произойдет ее разрез ножом. Затем гребень-толкатель открывает замок и мембрана вместе с поддоном начинает движение. При этом канал не “затеняется” ножом и мембраной, что создает условия сохранения плоского фронта ударной волны, который обеспечивает стабильную максимальную начальную скорость V₀ и соответственно максимальную задаваемую скорость V метаемого тела при меньших давлениях (V=V₀+at.). Необходимо отметить, что срезанная мембрана в данном случае является дополнительным уплотнением в канале, предотвращающим перетекание воздуха в зону низкого давления.The technical result of the invention is achieved due to the presence of a locking device that receives the main force from the pressure in the high-pressure chamber and allows the use of a thinner membrane 4, which ensures reliable cutting. The membrane is held stationary by a pallet with a rod fixed on it until it is cut with a knife. Then the pusher comb opens the lock and the membrane begins to move together with the pan. In this case, the channel is not “obscured” by the knife and the membrane, which creates the conditions for the conservation of a flat front of the shock wave, which provides a stable maximum initial velocity V ₀ and, accordingly, the maximum set speed V of the propelled body at lower pressures (V = V ₀ + at.). It should be noted that the cut membrane in this case is an additional seal in the channel, which prevents air from flowing into the low pressure zone.

Существенными отличительными признаками изобретения являются следующие элементы устройства:Salient features of the invention are the following elements of the device:

- закрепленный на мембране поддон, торцевая часть которого предназначена для размещения метаемого тела;- a pallet fixed to the membrane, the end part of which is designed to accommodate a missile body;

- шток, закрепленный на поддоне;- a rod mounted on a pallet;

- труба, установленная внутри привода ножа и укрепленная на входном патрубке;- a pipe mounted inside the knife drive and mounted on the inlet pipe;

- замковое устройство, установленное на трубе и предназначенное для удержания с помощью штока поддона от перемещения;- a locking device mounted on the pipe and designed to hold with the rod of the pallet from movement;

- два плоских гребня-толкателя, установленных на внутренней поверхности, взаимодействующих с замковым устройством;- two flat ridge-pusher mounted on the inner surface, interacting with the locking device;

- цилиндрическая форма ножа.- the cylindrical shape of the knife.

Перечисленные элементы в совокупности с существующими элементами прототипа необходимы и достаточны для достижения технического результата изобретения и обеспечивают соответствие его критерию “новизна”.These elements in conjunction with the existing elements of the prototype are necessary and sufficient to achieve the technical result of the invention and ensure compliance with its criterion of "novelty."

На чертеже показан общий вид устройства в исходном положении.The drawing shows a General view of the device in its original position.

Описание устройства.Description of the device.

Устройство для разрыва мембраны и метания тела в одноимпульсной ударной трубе состоит из корпуса 1, соединенного фланцами с входным 2 и выходным 3 патрубками. В выходном патрубке 3 установлена мембрана 4, защемленная по периферийной части между фланцами 5 и 6. По нормали к поверхности мембраны 4 размещена режущая кромка цилиндрического ножа 7, подпружиненная в сторону мембраны 4 с помощью упругих элементов 8 и зафиксированная от перемещения шариковым замком, стопорящие элементы 9 которого размещены в пазах гильзы 10 и введены в контакт с поверхностью канавки 11, выполненной на наружной поверхности поршня привода 12 цилиндрического ножа 7, и ограничены от осевого перемещения упором в фиксирующий элемент шарикового замка, выполненного в виде кольцевого поршня 13, имеющего чувствительную торцевую поверхность 14. На наружной поверхности гильзы 10 выполнена кольцевая проточка, образующая с внутренней поверхностью корпуса 1 камеру 15, в которой размещен подпружиненный упругим элементом 16 в сторону чувствительной торцевой поверхности 14 кольцевой поршень 13 шарикового замка. Пружинная полость камеры 15 сообщена с атмосферой через отверстие 17 корпуса 1. Поддон 20 цилиндрической формы, изготовленный из полимерного материала или дерева, закреплен на мембране 4. Он установлен в выходном патрубке 3 и имеет углубление в торцевой части для установки в нем метаемого тела (не показано). На внутренней поверхности привода 12 ножа 7 имеются два гребня-толкателя 23, взаимодействующих с замковым устройством 19, а на внешней - ограничитель 24 осевого хода, выполненный в виде подпружиненного полого поршня с шариковым замком. На входном патрубке 2, внутри привода ножа, неподвижно закреплена труба 18, на которой установлено замковое устройство 19. К поддону 20 прикреплен шток 21, удерживающий поддон от перемещения с помощью замкового устройства 19 после разрезания мембраны 4 до момента взаимодействия плоских гребней-толкателей 23 с замковым устройством 19.A device for rupturing the membrane and throwing the body in a single-pulse shock tube consists of a housing 1 connected by flanges to the input 2 and output 3 nozzles. A membrane 4 is installed in the outlet pipe 3, which is clamped along the peripheral part between the flanges 5 and 6. The cutting edge of the cylindrical knife 7 is placed normal to the surface of the membrane 4, spring-loaded towards the membrane 4 with elastic elements 8 and fixed against movement with a ball lock, locking elements 9 of which are placed in the grooves of the sleeve 10 and brought into contact with the surface of the groove 11, made on the outer surface of the piston of the drive 12 of the cylindrical knife 7, and limited from axial movement by the stop in the locking element t of a ball lock made in the form of an annular piston 13 having a sensitive end surface 14. An annular groove is formed on the outer surface of the sleeve 10, forming a chamber 15 with the inner surface of the housing 1, in which the annular piston spring-loaded by the elastic element 16 is placed 13 ball locks. The spring cavity of the chamber 15 is in communication with the atmosphere through the opening 17 of the housing 1. A cylindrical pallet 20 made of polymer material or wood is mounted on the membrane 4. It is installed in the outlet pipe 3 and has a recess in the end part for installation of a missile body (not shown). On the inner surface of the drive 12 of the knife 7 there are two ridge-pusher 23, interacting with the locking device 19, and on the outer - an axial stroke limiter 24, made in the form of a spring-loaded hollow piston with a ball lock. On the inlet pipe 2, inside the knife drive, a pipe 18 is fixedly mounted on which the locking device 19 is mounted. A rod 21 is attached to the pallet 20, which holds the pallet from moving with the locking device 19 after cutting the membrane 4 until the interaction of the flat pusher ridges 23 s locking device 19.

Гребни-толкатели 23 выполнены в виде тонких металлических пластин, неподвижно закрепленных на внутренней поверхности привода 12, и при контакте с замковым устройством 19 обеспечивают его открытие.Pusher ridges 23 are made in the form of thin metal plates fixedly mounted on the inner surface of the actuator 12, and upon contact with the locking device 19 provide its opening.

Описание работы устройства.Description of the operation of the device.

В исходном положении от перемещения в сторону мембраны привод ножа 12 удерживается шариковым замком. При подаче давления в камеру 15 поршень 13, преодолевая сопротивление упругого элемента 16, сдвигается влево до совпадения выполненной на нем кольцевой канавки с шариковым замком, который после раскрытия высвобождает подпружиненный упругим элементом 8 полый поршень привода 12, который в свою очередь двигает нож 7 и врезает его в мембрану 4. После разрезания мембраны плоские гребни-толкатели 23 воздействуют на замковое устройство 19, тем самым освобождая шток 21, а следовательно, и поддон с метаемым телом, который, после разгона тормозится в дульном тормозе, а метаемое тело продолжает движение.In the initial position, from moving towards the membrane, the knife drive 12 is held by a ball lock. When pressure is applied to the chamber 15, the piston 13, overcoming the resistance of the elastic element 16, moves to the left until the ring groove made on it coincides with the ball lock, which, after opening, releases the hollow piston of the actuator 12, which is spring-loaded, which in turn moves the knife 7 and cuts it into the membrane 4. After cutting the membrane, the flat pusher ridges 23 act on the locking device 19, thereby releasing the rod 21, and therefore the pan with the propelled body, which, after acceleration, is decelerated into the muzzle m brake, and the propelled body continues to move.

Claims

A device for rupturing the membrane in a single pulse shock tube, comprising a housing connected by means of flanges to the inlet and outlet nozzles, a membrane clamped in the outlet pipe between the two flanges, a membrane rupture knife and a knife drive made in the form of a spring-loaded hollow piston with a ball lock, the drive knife from the side of its outer surface is equipped with an axial stroke limiter made in the form of an annular stop located inside the cavity of the housing, characterized in that the device further comprises it means a pallet fixed to the membrane, the end part of which is designed to accommodate the missile body and has its configuration, a rod attached to the pallet, installed inside the knife drive and a pipe fixed to the inlet pipe, a locking device installed on the pipe to hold the pallet from movement, and two flat ridge-pusher mounted on the inner surface of the knife drive, interacting with this locking device, and the knife for breaking the membrane is made cylindrical.