用于大型爆炸波模擬裝置的大氣室多膜片驅(qū)動器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于防護工程中爆炸波模擬裝置研制【技術(shù)領(lǐng)域】，提出一種用于大型爆炸波模擬裝置的大氣室多膜片驅(qū)動器。大氣室多膜片驅(qū)動器的高壓段（2）的兩端分別設(shè)置扶壁式反力墻（1）、膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)（4）；高壓段（2）的中心具有高壓氣室（3）；高壓氣室（3）與高壓氣站相連通；膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)（4）的主體由圈梁（14）、立柱（11）和橫梁（13）連接而成；橫梁（13）、立柱（11）以及圈梁（14）之間所形成的若干個框架上分別安裝相對應(yīng)的面板（15）；若干個面板（15）中的多個面板上安裝固定有線性切割裝藥的膜片（16）。本發(fā)明具有高壓氣室容積大、膜片數(shù)量多、膜片打開數(shù)量和位置可控的優(yōu)勢。
【專利說明】用于大型爆炸波模擬裝置的大氣室多膜片驅(qū)動器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于防護工程中爆炸波模擬裝置研制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種通過精確控制高壓氣室中壓力大小和膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)上打開膜片的數(shù)量、位置來模擬不同當(dāng)量裝藥爆炸所產(chǎn)生沖擊波環(huán)境的大氣室多膜片驅(qū)動器。
【背景技術(shù)】
[0002]20世紀90年代以來，由于高技術(shù)武器的迅猛發(fā)展，對防護工程實驗技術(shù)和實驗條件提出了新的更高的要求，現(xiàn)有激波管設(shè)備因受加載環(huán)境和實驗段尺寸的限制，已不能滿足許多領(lǐng)域內(nèi)日益增長的實驗需求。為了應(yīng)對日新月異的軍事變革，提升軍用和民用工程及武器裝備的防護水平，迫切需要研制大型抗爆激波管。大氣室多膜片驅(qū)動器作為產(chǎn)生沖擊波的設(shè)備是爆炸波模擬裝置的關(guān)鍵部件，因此大氣室多膜片驅(qū)動器的設(shè)計和研究也是整個大型爆炸波模擬裝置研發(fā)過程中的重中之重。
[0003]目前，爆炸波模擬裝置驅(qū)動器大多利用鋼制驅(qū)動管以及安裝在收斂噴管喉部段的膜片將高壓段與低壓段分隔，在膜片上先刻出一定深度的凹槽，當(dāng)膜片打開后，氣體向外膨脹就產(chǎn)生了氣體的不定向運動。這種驅(qū)動系統(tǒng)相對復(fù)雜、造價高昂、對場地條件要求也很高，且驅(qū)動管內(nèi)氣體排空所需的時間不易控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提出了一種用于大型爆炸波模擬裝置的大氣室多膜片驅(qū)動器。
[0005]為實現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
一種用于大型爆炸波模擬裝置的大氣室多膜片驅(qū)動器，所述的大氣室多膜片驅(qū)動器包括有扶壁式反力墻、高壓段和膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)；所述的扶壁式反力墻位于高壓段起始端，所述的膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)位于高壓段的出口端；所述高壓段的中心具有高壓氣室；所述的高壓氣室為由高壓段、膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)和扶壁式反力墻構(gòu)成的一個密封的高壓容器；所述的高壓氣室通過扶壁式反力墻上的進氣孔與安裝在大型爆炸波模擬裝置外的高壓氣站相連通，利用高壓氣站向高壓氣室內(nèi)充入壓縮空氣，從而獲得用以形成沖擊波的高壓氣體，實現(xiàn)大型爆炸波環(huán)境的模擬；所述膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)的主體包括有若干段圈梁、若干根立柱和若干根橫梁；若干段所述的圈梁構(gòu)成膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)的外圍鋼結(jié)構(gòu)，且所述的外圍鋼結(jié)構(gòu)為半圓拱和仰拱組合而成的結(jié)構(gòu)；所述立柱的兩端分別位于所對應(yīng)兩段圈梁的間隙內(nèi)；相鄰兩個立柱之間設(shè)置有若干根用以將相鄰兩個立柱連為一體的橫梁，所述的橫梁垂直與立柱設(shè)所述的橫梁垂直與立柱設(shè)置；所述的橫梁與立柱垂直設(shè)置；若干根所述的橫梁、立柱以及圈梁之間形成若干個框架；在所述橫梁、立柱以及圈梁之間所形成的若干個框架上分別安裝相對應(yīng)的面板；若干個所述的面板中的多個面板上安裝膜片；所述的膜片為由軟鋼制成；所述的膜片上設(shè)置有用以使膜片打開的線性切割裝藥，當(dāng)線性切割裝藥使得膜片打開后，高壓氣室中的高壓氣體向外膨脹形成沖擊波從而實現(xiàn)大型爆炸波環(huán)境的模擬；所述膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)上、膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)與高壓段連接處設(shè)置有密封件，用于高壓氣室的密封；所述的膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)用于高壓氣室的充壓密封和打開膜片時釋放壓縮氣體。
[0006]所述高壓氣室的截面為具有仰拱的半圓拱結(jié)構(gòu)，其容積為410m3。
[0007]所述膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)通過拉桿與扶壁式反力墻連接；所述的拉桿有多根，每根所述的拉桿由三段通過拉桿連接法蘭連接而成。
[0008]所述的面板通過螺栓安裝在膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)近高壓氣室的一側(cè)；所述的膜片夾在膜片法蘭和膜片壓板之間，并通過定位銷定位；所述的膜片法蘭和膜片壓板通過螺栓固定安裝在面板上。
[0009]單個或多個膜片上所述的線性切割裝藥與多點非電起爆系統(tǒng)連接，通過起爆不同位置處、不同數(shù)量膜片上的線性切割裝藥，模擬各種長持時爆炸沖擊波環(huán)境。
[0010]在所述立柱、橫梁與圈梁的拐角連接處通過拐角加強筋進行連接與加固。
[0011]所述的膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)通過面板加強板、面板加強筋板和圈梁固定于高壓段出口端的內(nèi)壁上；所述的膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)后端具有用以連接噴管的外接法蘭和用以膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)定位的擋圈。
[0012]本發(fā)明提出的一種用于大型爆炸波模擬裝置的大氣室多膜片驅(qū)動器，采用以上技術(shù)方案，通過精確控制高壓氣室中壓力大小和膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)上打開膜片的數(shù)量、位置來模擬不同當(dāng)量裝藥爆炸所產(chǎn)生沖擊波環(huán)境，具有高壓氣室容積大、膜片數(shù)量多、膜片打開數(shù)量和位置可控等優(yōu)勢，且具有運行精確可控、重復(fù)性好、實驗費用低廉、安全環(huán)保的特點，對爆炸沖擊波特性、工程結(jié)構(gòu)和武器裝備抗爆性能等研究具有非常重要的意義。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是大氣室多膜片驅(qū)動器縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明外部結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖3是本發(fā)明聞壓氣室結(jié)構(gòu)不意圖。
[0016]圖4是本發(fā)明膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖5是本發(fā)明膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)中膜片安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖6a是本發(fā)明膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)中拐角加強筋分布示意圖。
[0019]圖6b是本發(fā)明膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)中拐角加強筋結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖7是本發(fā)明膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)中圈梁結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中:1、扶壁式反力墻，2、高壓段，3、高壓氣室，4、膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)，11、立柱，12、面板加強筋，13、橫梁，14、圈梁，15、面板，16、膜片，31、面板加強板，33、面板加強筋板，41、拉桿，42、拉桿連接法蘭，43、膜片壓板，44、拉桿法蘭，45、定位銷，46、拐角加強筋，47、膜片法蘭，48、外接法蘭，49、擋圈。
【具體實施方式】
[0022]為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實施本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0023]如圖1、圖2所示，一種用于大型爆炸波模擬裝置的大氣室多膜片驅(qū)動器，所述的大氣室多膜片驅(qū)動器包括有扶壁式反力墻1、高壓段2和膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)4 ;所述的扶壁式反力墻I位于高壓段2起始端，所述的膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)4位于高壓段2的出口端；所述的高壓氣室3為由高壓段2、膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)4和扶壁式反力墻I構(gòu)成的一個密封的高壓容器；如圖3所示，所述的高壓段2的截面為具有仰拱的半圓拱結(jié)構(gòu)，所述的高壓氣室3為高壓段2中心所具有空腔的結(jié)構(gòu)；所述的高壓氣室3通過扶壁式反力墻上的進氣孔與安裝在大型爆炸波模擬裝置外的高壓氣站相連通，利用高壓氣站向高壓氣室內(nèi)充入壓縮空氣，從而獲得用以形成沖擊波的高壓氣體，實現(xiàn)大型爆炸波環(huán)境的模擬；所述膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)4的主體包括有14段圈梁14、6根立柱11和20根橫梁13 ;結(jié)合圖7，14段所述的圈梁14構(gòu)成膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)4的外圍鋼結(jié)構(gòu)，且所述的外圍鋼結(jié)構(gòu)為半圓拱和仰拱組合而成的結(jié)構(gòu)；圈梁與圈梁之間具有間隙，所述立柱11的兩端分別位于所對應(yīng)兩段圈梁14的間隙內(nèi)；相鄰兩個立柱33之間設(shè)置有若干根用以將相鄰兩個立柱連為一體的橫梁35，所述的橫梁13垂直與立柱11設(shè)置；結(jié)合圖6a、圖6b，所述的圈梁14、立柱11和橫梁13通過拐角加強筋46連接為一體并加強；所述的橫梁13、立柱11以及圈梁14之間形成27個框架；框架結(jié)構(gòu)的中間構(gòu)成九宮格結(jié)構(gòu)；位于九宮格結(jié)構(gòu)的9塊面板15上開有圓孔，用于安裝膜片16，同時在九宮格結(jié)構(gòu)中的面板15上還安裝有多根面板加強筋12 ;所述的膜片16由軟鋼加工成型，膜片16上可固定線性切割裝藥，通過多點非電起爆系統(tǒng)能夠任意可控的起爆不同數(shù)量、不同位置處切割裝藥，從而，瞬間可將軟鋼制成的膜片16打開；所述膜片16的厚度可根據(jù)設(shè)計要求選??；當(dāng)線性切割裝藥爆炸使得膜片打開后，高壓氣室中的高壓氣體向外膨脹形成沖擊波從而實現(xiàn)大型爆炸波環(huán)境的模擬；所述膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)4上、膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)4與高壓段連接處設(shè)置有密封件，用于高壓氣室的密封；該實施例中，所述的密封件為密封墊與密封槽；所述的膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)用于高壓氣室的充壓密封和打開膜片時釋放壓縮氣體。
[0024]如圖5所示，所述的面板15通過螺栓安裝在膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)4近高壓氣室3的一側(cè)；所述的膜片16夾在膜片法蘭47和膜片壓板43之間，并通過定位銷45定位；所述的膜片法蘭47和膜片壓板43通過螺栓固定安裝在面板15上。
[0025]如圖1所示，所述的膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)4通過面板加強板31、面板加強筋板33、圈梁14、密封結(jié)構(gòu)等固定于高壓段2出口端的內(nèi)壁上；所述的面板加強筋板33 —邊與高壓段2的內(nèi)壁固定連接，另一邊與膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)4固定連接；所述的膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)4后端具有用以連接噴管的外接法蘭48和用以膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)4定位的擋圈49 ；所述的膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)4通過8根拉桿41與扶壁式反力墻I連接；所述的拉桿41通過拉桿法蘭44固定在扶壁式反力墻I和膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)4上，拉桿41分為3段，并通過拉桿連接法蘭42進行連接和緊固。
【權(quán)利要求】
1.一種用于大型爆炸波模擬裝置的大氣室多膜片驅(qū)動器，其特征在于:所述的大氣室多膜片驅(qū)動器包括有扶壁式反力墻(I)、高壓段(2)和膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)(4);所述的扶壁式反力墻(I)位于高壓段(2)起始端，所述的膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)(4)位于高壓段(2)的出口端；所述高壓段(2)的中心具有高壓氣室(3);所述的高壓氣室(3)為由高壓段(2)、膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)(4)和扶壁式反力墻(I)構(gòu)成的一個密封的高壓容器；所述的高壓氣室(3)通過扶壁式反力墻上的進氣孔與安裝在大型爆炸波模擬裝置外的高壓氣站相連通，利用高壓氣站向高壓氣室內(nèi)充入壓縮空氣，從而獲得用以形成沖擊波的高壓氣體，實現(xiàn)大型爆炸波環(huán)境的模擬；所述膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)(4)的主體包括有若干段圈梁(14)、若干根立柱(11)和若干根橫梁(13);若干段所述的圈梁(14)構(gòu)成膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)的外圍鋼結(jié)構(gòu)，且所述的外圍鋼結(jié)構(gòu)為半圓拱和仰拱組合而成的結(jié)構(gòu)；所述立柱(11)的兩端分別位于所對應(yīng)兩段圈梁的間隙內(nèi)；相鄰兩個立柱(33)之間設(shè)置有若干根用以將相鄰兩個立柱連為一體的橫梁(35)，所述的橫梁(35)垂直與立柱(11)設(shè)置；若干根所述的橫梁(13)、立柱(11)以及圈梁(14)之間形成若干個框架；在所述橫梁(13)、立柱(11)以及圈梁(14)之間所形成的若干個框架上分別安裝相對應(yīng)的面板(15);若干個所述的面板(15)中的多個面板上安裝膜片(16);所述的膜片(16)由軟鋼制成；所述的膜片(16)上設(shè)置有用以使膜片打開的線性切割裝藥，當(dāng)線性切割裝藥使得膜片打開后，高壓氣室中的高壓氣體向外膨脹形成沖擊波從而實現(xiàn)爆炸沖擊波環(huán)境的模擬；所述膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)(4)上、膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)(4)與高壓段連接處分別設(shè)置有密封件，用于高壓氣室的密封；所述的膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)用以高壓氣室的充壓密封和打開膜片時釋放壓縮氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大型爆炸波模擬裝置的大氣室多膜片驅(qū)動器，其特征在于:所述高壓氣室(3)的截面為具有仰拱的半圓拱結(jié)構(gòu)，其容積為410m3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大型爆炸波模擬裝置的大氣室多膜片驅(qū)動器，其特征在于:所述膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)(4)通過拉桿(41)與扶壁式反力墻連接；所述的拉桿(41)有多根，每根所述的拉桿由三段通過拉桿連接法蘭(42 )連接而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大型爆炸波模擬裝置的大氣室多膜片驅(qū)動器，其特征在于:所述的面板(15)通過螺栓安裝在膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)近高壓氣室(3)的一側(cè)；所述的膜片(16)夾在膜片法蘭(47)和膜片壓板(43)之間，并通過定位銷(45)定位；所述的膜片法蘭(47 )和膜片壓板(43 )通過螺栓固定安裝在面板(15 )上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大型爆炸波模擬裝置的大氣室多膜片驅(qū)動器，其特征在于:在所述立柱(11)、橫梁(13)與圈梁(14)的拐角連接處通過拐角加強筋(46)進行連接與加固。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大型爆炸波模擬裝置的大氣室多膜片驅(qū)動器，其特征在于:單個或多個膜片(16)上所述的線性切割裝藥與多點非電起爆系統(tǒng)連接，通過起爆不同位置處、不同數(shù)量膜片上的線性切割裝藥，模擬各種長持時爆炸沖擊波環(huán)境。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大型爆炸波模擬裝置的大氣室多膜片驅(qū)動器，其特征在于:所述的膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)(4)通過面板加強板(31)、面板加強筋板(33)、圈梁(14)固定于高壓段(2)出口端的內(nèi)壁上；所述的膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)(4)后端具有用以連接噴管的外接法蘭(48)和用以膜片及高壓封隔結(jié)構(gòu)(4)定位的擋圈(49)。
【文檔編號】G01N3/313GK103926161SQ201410101031
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】任輝啟, 翟金明, 周松柏, 王世合, 汪維, 康冬麗, 金棟梁, 孫桂娟, 姚哲芳 申請人:中國人民解放軍總參謀部工程兵科研三所