破片發(fā)射裝置及基于該發(fā)射裝置發(fā)射破片的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種破片發(fā)射裝置，缸體的兩個(gè)端口分別被對(duì)應(yīng)的左封口板和右封口板封住，左封口板上開有與缸體內(nèi)腔相通的進(jìn)氣口和點(diǎn)火口，其中進(jìn)氣口的外部接有一根進(jìn)氣管道，點(diǎn)火口中裝有點(diǎn)火裝置；右封口板上開有一個(gè)左小右大的兩階式階梯孔，該階梯孔的大孔徑段裝有一個(gè)薄鋁片，發(fā)射管呈水平設(shè)置，發(fā)射管的左部與右封口板階梯孔的大孔徑段螺紋連接，且發(fā)射管的左端將所述薄鋁片壓緊。本發(fā)明通過可燃?xì)怏w燃燒產(chǎn)生的高壓氣體來沖破所述薄鋁片，然后推動(dòng)破片射出發(fā)射管，以便進(jìn)一步進(jìn)行爆炸損傷實(shí)驗(yàn)，且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，重量較輕，易實(shí)現(xiàn)便攜，并能很好地滿足發(fā)射破片的要求。
【專利說明】破片發(fā)射裝置及基于該發(fā)射裝置發(fā)射破片的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種破片發(fā)射裝置，該裝置能夠發(fā)射破片，并通過該破片模擬爆炸時(shí)產(chǎn)生的破片，以便進(jìn)一步進(jìn)行爆炸損傷實(shí)驗(yàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]在爆炸損傷實(shí)驗(yàn)中，常常需要模擬爆炸時(shí)產(chǎn)生的破片，而目前尚無辦法滿足上述需求，為此急需解決這個(gè)技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一在于提供一種破片發(fā)射裝置，欲發(fā)射破片。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]一種破片發(fā)射裝置，其特征在于:包括缸體(I)和發(fā)射管(7)，其中缸體(I)的兩個(gè)端口分別被對(duì)應(yīng)的左封口板(2 )和右封口板(3 )封住，其中:所述左封口板(2 )上開有與缸體(I)內(nèi)腔相通的進(jìn)氣口(2a)和點(diǎn)火口(2b)，其中進(jìn)氣口(2a)的外部接有一根進(jìn)氣管道
(4)，所述點(diǎn)火口(2b)中裝有點(diǎn)火裝置(5)；
[0006]所述右封口板(3)上開有一個(gè)左小右大的兩階式階梯孔，該階梯孔的大孔徑段裝有一個(gè)薄鋁片(6)，所述發(fā)射管(7)呈水平設(shè)置，該發(fā)射管(7)的左部與右封口板(3)階梯孔的大孔徑段螺紋連接，且發(fā)射管(7)的左端將所述薄鋁片(6)壓緊。
[0007]采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明通過進(jìn)氣管道(4)向缸體(I)的內(nèi)腔注入可燃?xì)怏w和空氣，然后通過點(diǎn)火裝置(5)將注入的混合氣體點(diǎn)燃；上述混合氣體燃燒時(shí)產(chǎn)生高壓氣體，并通過高壓氣體沖破所述薄鋁片(6)，然后推動(dòng)破片射出發(fā)射管(7)，以便進(jìn)一步進(jìn)行爆炸損傷實(shí)驗(yàn)。
[0008]綜上所述，本發(fā)明通過可燃?xì)怏w燃燒產(chǎn)生的高壓氣體來沖破所述薄鋁片(6)，然后推動(dòng)破片射出發(fā)射管(7)，以便進(jìn)一步進(jìn)行爆炸損傷實(shí)驗(yàn)，且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，重量較輕，易實(shí)現(xiàn)便攜，并能很好地滿足發(fā)射破片的要求，保證爆炸損傷實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。
[0009]在本發(fā)明中，所述點(diǎn)火裝置(5 )優(yōu)選為電火花塞。
[0010]作為優(yōu)選，所述左封口板(2)和右封口板(3)由一組拉緊螺栓(8)連接在一起。
[0011]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二在于提供一種基于破片發(fā)射裝置發(fā)射破片的方法，其步驟在于:
[0012]a、采用權(quán)利要求3所述的破片發(fā)射裝置，先在所述發(fā)射管(7)內(nèi)放置破片；
[0013]b、通過進(jìn)氣管道(4)向缸體(I)的內(nèi)腔中注入可燃?xì)怏w和空氣；
[0014]C、通過點(diǎn)火裝置(5)點(diǎn)燃混合氣體，混合氣體燃燒時(shí)產(chǎn)生高壓氣體，并通過高壓氣體沖破所述薄鋁片(6)，然后推動(dòng)破片射出發(fā)射管(7)。
[0015]采用本方法，可以通過破片發(fā)射裝置來發(fā)射破片，以便進(jìn)一步進(jìn)行爆炸損傷試驗(yàn)。
[0016]有益效果:本發(fā)明通過可燃?xì)怏w燃燒產(chǎn)生的高壓氣體來沖破所述薄鋁片(6)，然后推動(dòng)破片射出發(fā)射管(7)，以便進(jìn)一步進(jìn)行爆炸損傷實(shí)驗(yàn)，且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，重量較輕，易實(shí)現(xiàn)便攜，井能很好地滿足發(fā)射破片的要求，保證爆炸損傷實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步說明:
[0019]如圖1所示，ー種破片發(fā)射裝置，主要由缸體1、左封ロ板2、右封ロ板3、進(jìn)氣管道
4、點(diǎn)火裝置5、薄鋁片6和發(fā)射管7構(gòu)成。其中，所述缸體I的左端ロ被左封ロ板2封住，該缸體I的右端ロ被左封ロ板2封住。并且，上述左封ロ板2和右封ロ板3由ー組拉緊螺栓8連接在一起，該拉緊螺栓8與所述缸體I的軸心線平行，且拉緊螺栓8的數(shù)目至少為四根，在本實(shí)施例中為六根。
[0020]所述左封ロ板2上開有進(jìn)氣ロ 2a和點(diǎn)火ロ 2b，這兩個(gè)ロ子均與所述缸體I的內(nèi)腔相通。其中，所述進(jìn)氣ロ 2a的外部接有一根進(jìn)氣管道4，使用時(shí)可通過該進(jìn)氣管道4向缸體I的內(nèi)腔注入可燃?xì)怏w和空氣。所述點(diǎn)火ロ 2b中裝有點(diǎn)火裝置5，該點(diǎn)火裝置5的作用是點(diǎn)燃混合氣體，且點(diǎn)火裝置5優(yōu)選為電火花塞，但也可以根據(jù)需要采用其他結(jié)構(gòu)，如底火加撞針的結(jié)構(gòu)形式。
[0021]從圖1可看出，所述右封ロ板3上開有ー個(gè)左小右大的兩階式階梯孔，該階梯孔的大孔徑段裝有ー個(gè)薄鋁片6。所述發(fā)射管7呈水平設(shè)置，該發(fā)射管7的左部與右封ロ板3階梯孔的大孔徑段螺紋連接，且發(fā)射管7的左端將所述薄鋁片6壓緊。使用時(shí)，可在發(fā)射管7中裝破片，該破片的直徑與發(fā)射管7的內(nèi)徑相適應(yīng)。
[0022]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之ニ在于提供一種基于破片發(fā)射裝置發(fā)射破片的方法，其步驟在于:
[0023]a、采用權(quán)利要求3所述的破片發(fā)射裝置，先在所述發(fā)射管7內(nèi)放置破片；
[0024]b、通過進(jìn)氣管道4向缸體I的內(nèi)腔中注入可燃?xì)怏w和空氣；
[0025]C、通過點(diǎn)火裝置5點(diǎn)燃混合氣體，混合氣體燃燒時(shí)產(chǎn)生高壓氣體,并通過高壓氣體沖破所述薄鋁片6，然后推動(dòng)破片射出發(fā)射管7。
[0026]在本發(fā)明中，破片的發(fā)射速度與充入可燃?xì)怏w有密切關(guān)系，具體如下:
[0027](A)缸體峰值氣壓的計(jì)算
[0028]根據(jù)氣體狀態(tài)方程PV=nRT和燃燒前后理論氣體體積不變(水以汽態(tài)方式存在)的定律，可燃性氣態(tài)完全燃燒后(足量氧氣)，固定體積缸體內(nèi)壓カ有關(guān)系式:
[0029]p1/t1=p2/t2 (1)
[0030]式中Pl為燃燒前的壓力，Tl為燃燒前的溫度，P2為燃燒后的壓力，T2為燃燒后的
溫度，
[0031]則壓力值為:
[0032]P2 = p1/p2 (2)
[0033]在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，缸體內(nèi)氣體燃燒前Tl為室溫，為298k (25°C)，T2可根據(jù)可燃性氣體燃燒產(chǎn)生的熱量進(jìn)行計(jì)算，其理論依據(jù)如下:
[0034]化學(xué)反應(yīng)中，在參加反應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的同時(shí)，反應(yīng)系統(tǒng)和外界之間還有功和熱的交換，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，化學(xué)反應(yīng)過程中能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系可表示為
[0035]Q= (Up-Ur) +W (3)
[0036]式中Q為化學(xué)反應(yīng)過程中反應(yīng)系統(tǒng)和外界交換的熱量,成為反應(yīng)熱；W為反應(yīng)系統(tǒng)對(duì)外所做功的總和；Up為生成物的內(nèi)能，Ur為反應(yīng)物的內(nèi)能。
[0037]若反應(yīng)過程中系統(tǒng)的容積保持不變，則系統(tǒng)和外界沒有功的交換，則反應(yīng)過程中的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系式可表示為:
[0038]Q=Up-Ur (4)
[0039]在絕熱條件下進(jìn)行的定容燃燒過程，Q=O,即可得到
[0040]Up=Ur (5)
[0041]也就是說，在絕熱條件下進(jìn)行定容燃燒時(shí)，隨著系統(tǒng)中反應(yīng)物本身發(fā)生化學(xué)變化而全部轉(zhuǎn)變成生成物,反應(yīng)物的內(nèi)能也全部轉(zhuǎn)變成生成物的內(nèi)能。根據(jù)內(nèi)能和溫度的關(guān)系，就可以按照生成物的內(nèi)能和數(shù)值，確定固定容積缸體內(nèi)氣體燃燒的理論燃燒溫度，進(jìn)而計(jì)算出缸體內(nèi)的壓力峰值。
[0042](B)計(jì)算
[0043]根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，破片的發(fā)射速度可通過以下公式進(jìn)行計(jì)算
[0044]
【權(quán)利要求】
1.ー種破片發(fā)射裝置，其特征在于:包括缸體(I)和發(fā)射管(7)，其中缸體(I)的兩個(gè)端ロ分別被對(duì)應(yīng)的左封ロ板(2)和右封ロ板(3)封住，其中:所述左封ロ板(2)上開有與缸體(I)內(nèi)腔相通的進(jìn)氣ロ(2a)和點(diǎn)火ロ(2b)，其中進(jìn)氣ロ(2a)的外部接有一根進(jìn)氣管道(4)，所述點(diǎn)火ロ(2b)中裝有點(diǎn)火裝置(5)； 所述右封ロ板(3)上開有ー個(gè)左小右大的兩階式階梯孔，該階梯孔的大孔徑段裝有一個(gè)薄鋁片(6)，所述發(fā)射管(7)呈水平設(shè)置，該發(fā)射管(7)的左部與右封ロ板(3)階梯孔的大孔徑段螺紋連接，且發(fā)射管(7)的左端將所述薄鋁片(6)壓緊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的破片發(fā)射裝置，其特征在于:所述點(diǎn)火裝置(5)為電火花塞。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的破片發(fā)射裝置，其特征在于:所述左封ロ板(2)和右封ロ板(3)由ー組拉緊螺栓(8)連接在一起。
4.一種基于破片發(fā)射裝置發(fā)射破片的方法，其步驟在干: a、采用權(quán)利要求3所述的破片發(fā)射裝置，先在所述發(fā)射管(7)內(nèi)放置破片； b、通過進(jìn)氣管道(4)向缸體(I)的內(nèi)腔中注入可燃?xì)怏w和空氣； C、通過點(diǎn)火裝置(5)點(diǎn)燃混合氣體，混合氣體燃燒時(shí)產(chǎn)生高壓氣體，并通過高壓氣體沖破所述薄鋁片(6 )，然后推動(dòng)破片射出發(fā)射管(7 )。
【文檔編號(hào)】G09B23/24GK103456219SQ201310408037
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】趙輝, 尹志勇, 寧心, 李曉炎, 楊光瑜, 賴西南, 王正國 申請(qǐng)人:中國人民解放軍第三軍醫(yī)大學(xué)第三附屬醫(yī)院