一种瞬发高压气体炮的制作方法

本发明属于机械领域，具体涉及一种瞬发高压气体炮，能够用于模拟火工作动装置（如电爆阀）中火工品输出高压燃气。

背景技术：

火工作动装置（如电爆阀）利用火工品输出高压燃气作为动力源完成特定功能，因其高可靠性、小体积、长时贮存稳定性等特点在航空航天、国防和工业得到了广泛的应用。瞬发高压气体炮是用于准确模拟火工品输出燃气压力的纯机械气体装置，取代火工品用于火工作动装置做功能量精细化定量研究，其研制的难点在于具有较高重复性瞬发高压的获得技术。目前，已有瞬发高压气体炮不能同时满足瞬发、高压的要求。其中，高压快速气源采用双活塞快速增压装置获得40MPa高压气体，采用双膜阀快速释压装置（两个爆破片与双活塞增压杆配合）用于高压气体快速释放，其输出气体压力可达40MPa，压力上升时间为数ms量级；激波管动压校准装置采用爆破片分隔高压室和低压室，利用爆破片爆破获得低于数μs的压力上升时间，但是压力上限只能达到约100MPa；快开阀装置利用快速开启阀门打开大容器与小容器间气路，其输出压力上限可达500MPa，但是压力上升时间为数ms量级；膛压模拟装置利用火工品输出燃气获得瞬发高压气体，其输出压力可达数百兆帕，但是压力上升时间为数ms量级，且采用火工品试验成本相对较高。

技术实现要素：

为了克服已有技术中瞬发高压气体炮不能同时满足瞬发、高压要求的不足，本发明提供一种瞬发高压气体炮。尤其是一种输出气体压力最高为200MPa、上升时间为数十μs、输出重复性低于10%的气体炮。

本发明采用的技术方案是：

本发明的瞬发高压气体炮，其特点是，所述的瞬发高压气体炮，所述的瞬发高压气体炮，包括增压泵、压力表、高压管、电控扳机阀、预压管、爆破片组件、放气阀、气瓶和空气压缩机；其中，空气压缩机为增压泵的驱动源；其连接关系是，所述的增压泵通过管路的输入端与空气压缩机固定连接；增压泵的输出端通过管路分别与气瓶的输出管路、高压管的一端固定连接，高压管的另一端通过电控扳机阀与预压管的一端连接，预压管的另一端与爆破片组件连接；所述的高压管通过管路连接有压力表、放气阀。所述的增压泵对气瓶输出气体进行高压压缩并在高压管和预压管中蓄积，当高压管上连接的压力表的指示值达到设定压力数值一时，关闭连接在高压管与预压管之间的电控扳机阀，高压压缩气体继续在高压管中蓄积，当压力表的指示值达到设定压力数值二时，开启电控扳机阀，高压管、预压管中压缩气体混合并作用于爆破片组件，使爆破片组件爆破产生瞬发高压气体。

所述的爆破片组件采用爆破压力小于等于200MPa的爆破片，通过更换不同爆破压力的爆破片组件实现不同压力量级的瞬发高压气体输出。

所述的气瓶气体采用分子量较小的氢气或氦气。

增压泵为采用两级增压方式的增压泵；其中，第一级增压以空气压缩机驱动，为气-液增压方式，第二级增压泵以第一级增压泵输出液压驱动，为液-气增压方式，实现气瓶输出气体高压压缩，依据压力表指示值，通过开启或关闭电控扳机阀控制压缩气体在高压管与低压管中蓄积，通过爆破片组件爆破获得瞬发高压气体。

气瓶输出气体采用分子量小的氢气或氦气。

采用电控扳机阀及爆破片组件，通过电控扳机阀控制高压管与预压管间气路连通状态，同时实现爆破片组件预压及爆破压力加载，通过爆破片组件爆破获得瞬发高压气体。

本发明具有的有益效果是：

本发明的瞬发高压气体炮具备瞬发、高压气体输出能力，输出压力最高为200MPa，压力上升时间可达数十μs，输出压力重复性低于10%，能用于较为准确模拟火工作动装置中火工品输出燃气压力，进而取代火工品为火工作动装置做功能量精细化定量研究提供技术途径，同时采用廉价的瞬发高压气源替代昂贵的火工品输出燃气进行试验，使得试验变得方便易行，能够节约火工作动装置研制经费。

附图说明

图1为本发明的瞬发高压气体炮结构示意图；

图中：1.增压泵 2.压力表 3.高压管 4.电控扳机阀 5.预压管 6.爆破片组件 7.放气阀 8.气瓶 9.空气压缩机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

图1为本发明的瞬发高压气体炮结构示意图，图1中，本发明的瞬发高压气体炮包括增压泵1、压力表2、高压管3、电控扳机阀4、预压管5、爆破片组件6、放气阀7、气瓶8和空气压缩机9；其中，空气压缩机9为增压泵1的驱动源；其连接关系是，所述的增压泵1通过管路的输入端与空气压缩机9固定连接；增压泵1的输出端通过管路分别与气瓶8的输出管路、高压管3的一端固定连接，高压管3的另一端通过电控扳机阀4与预压管5的一端连接，预压管5的另一端与爆破片组件6连接；所述的高压管3通过管路分别与压力表2、放气阀7连接，压力表2与放气阀7之间为连通状态。增压泵1对气瓶8输出气体进行高压压缩并在高压管3和预压管5中蓄积，当高压管3上设置的压力表2的指示值达到爆破片组件6爆破压力的80%后，关闭连接在高压管3与预压管5之间的电控扳机阀4，高压压缩气体继续在高压管3中蓄积，当压力表2的指示值达到爆破片组件6爆破压力的120%后，开启电控扳机阀4，高压管3、预压管5中压缩气体混合并作用于爆破片组件6，使爆破片组件6爆破产生瞬发高压气体。

所述的爆破片组件6采用爆破压力为200MPa的爆破片，通过更换不同爆破压力的爆破片组件6实现不同压力量级的瞬发高压气体输出。

所述的气瓶8中气体采用分子量较小的氢气。

如图1所示，增压泵1的输入端接空气压缩机9，输出端接接气瓶8及高压管3，通过增压泵自带的单向阀控制气瓶8输出气体输入及被压缩工作气体向高压管3输出；电控扳机阀4置于高压管3、预压管5之间，根据压力表2指示值开启或关闭电控扳机阀4，完成爆破片组件6预压加载及爆破压力加载，放气阀7用于快速释放高压管3、预压管5中压缩气体。

增压泵1依次采用气-液、液-气两级增压方式，实现气瓶8输出气体高压压缩，本实施例中的增压泵为市售产品。

爆破片组件6的预压及爆破压力加载通过开启或关闭电控扳机阀4控制。

本发明的工作原理是：

空气压缩机9驱动增压泵1压缩气瓶8输出气体，初始时，电控扳机阀4为开启状态，压缩气体在高压管3和预压管5中蓄积；当压力表2指示值低于设定压力数值一时，关闭电控扳机阀4，压缩气体继续在高压管3中蓄积直至压力表2指示值高于设定压力数值二时，开启电控扳机阀4，爆破片组件6爆破输出瞬发高压气体。需要时，放气阀7开启用于快速释放高压管3、预压管5中压缩气体。

实施例2

本实施例与实施例1的结构相同，不同之处是，所述的气瓶8中气体采用分子量较小的氦气；所述的爆破片组件6采用爆破压力为50MPa的爆破片。

实施例3

本实施例与实施例1的结构相同，不同之处是，所述的气瓶8中气体采用分子量较小的氦气；所述的爆破片组件6采用爆破压力为100MPa的爆破片。

实施例4

本实施例与实施例1的结构相同，不同之处是，所述的气瓶8中气体采用分子量较小的氦气；所述的爆破片组件6采用爆破压力为150MPa的爆破片。