一种惯性锁定复合的约束式隔离机构的制作方法

文档序号:13935077
一种惯性锁定复合的约束式隔离机构的制作方法

本实用新型属于引信保险机构技术领域,具体涉及一种惯性锁定复合的约束式隔离机构。



背景技术:

火工品是装有火药或炸药,受外界刺激后产生燃烧或爆炸,以引燃火药、引爆炸药或做机械功的一次性使用的元器件和装置的总称。在火工品中通常设置有隔离机构,其作用是使传爆序列中的敏感火工元件平时与下一级火工元件隔离,保证引信在其火工品偶然提前作用时不发火,从而避免弹药早炸以致危及人员和设备的安全。

引信的安全性涉及到引信的论证、设计、制造、检验验收、试验、勤务处理、使用和爆炸物处理等全寿命周期。在引信的全寿命安全周期中,隔离机构的作用是保证引信在对目标作用的有效短时期/空间内处于待发状态,其余情况下均为安全状态。

目前,常用的引信隔离机构有滑块机构、杆式机构和隔离转子机构,其中以水平转子式隔离机构较为常见。通常情况下,水平转子式隔离机构利用扭力簧、发条(盘簧)或其它弹簧作为机构运动的原动力,具有较小的轴向尺寸,适应于轴向尺寸要求小的场合,且水平转子式隔离机构具有较大的解除隔离转角,能确保一般情况下的隔爆安全性。但是,现有的水平转子式隔离机构也存在一定的缺陷,其缺陷主要集中为如下几点。首先,当隔离机构保险解除并运动到位后,隔离机构不具有锁定功能,在振动环境下,容易造成隔离机构错位,最终导致爆炸序列对正不完全;其次,水平转子式隔离机构的两级保险件错位排列,会使得机构尺寸较大,对空间利用不合理;再次,水平转子式隔离机构通常没有有效利用弹上的环境信息(如飞行过载、离心力、气动热等),且两级保险件的驱动需要消耗引信或弹上电源,造成能量浪费,且安全性较低。上述缺陷使得水平转子式隔离机构的应用受到一定的限制,对隔离机构的安全性和实用性有一定的影响,无法充分满足引信的安全使用。



技术实现要素:

针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本实用新型提供了一种惯性锁定复合的约束式隔离机构,其中通过采用两级保险的设定,设置有较大的解除隔离转角,确保平时的隔爆安全性,且隔离机构具有运动到位后锁定功能,能确保在振动环境下处于到位状态,保证起爆的可靠性,提升引信机构的安全性和实用性。

为实现上述目的,本实用新型提供一种惯性锁定复合的约束式隔离机构,包括中心开有转子孔的本体,以及同轴套嵌入转子孔中可相对本体转动的转子,其特征在于,

所述本体上对应转子的端面开设有容置惯性保险部件一端的第一盲孔、用于待发状态下锁定部件的插销端容置其中以锁定该待发状态的球销孔,以及用于容置传爆部件的传爆孔;

所述转子上开设有用于容置传火部件的传火孔、用于容置所述锁定部件的第四盲孔、在安全状态下与第一盲孔位置对应的用于惯性保险部件另一端容置其中以锁定该安全状态的第三盲孔、以及在待发状态下与所述第一盲孔对应的用于惯性保险部件的一端嵌入其中以锁定该待发状态的插销孔。

作为本实用新型的进一步改进,所述转子上开设有弧形凹槽,用于为转子转动方向导向并限定转子的转动角度。

作为本实用新型的进一步改进,在横截面上所述弧形凹槽两端与转子孔中心的连线所构成的夹角与转子从安全状态转换为待发状态时需转动的角度相同。

作为本实用新型的进一步改进,在横截面上所述弧形凹槽两端与转子孔中心的连线所构成的夹角为75°~135°。

作为本实用新型的进一步改进,所述锁定部件包括安全状态下处于压缩状态的锁定弹簧和用于在待发状态下插入所述球销孔以锁定该待发状态的球销。

作为本实用新型的进一步改进,所述惯性保险部件包括惯性筒和惯性弹簧,所述惯性筒的一端开设有用于固定所述惯性弹簧一端的凹槽。

总体而言,通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比,具有以下有益效果:

(1)本实用新型的惯性锁定复合的约束式隔离机构中,通过采用惯性保险部件作为保险机构,保证隔离机构的转子在安全状态下不发生转动,减少意外引爆情况的发生,提高隔离机构的安全性;

(2)本实用新型的惯性锁定复合的约束式隔离机构中,当隔离机构处于待发状态时,通过采用锁定部件作为一级锁定机构,惯性保险部件作为另一级锁定机构,两级锁定机构共同作用,保证隔离机构在待发状态下不发生机构错位,尤其是减少振动环境下隔离机构的组件错位,大大避免了爆炸序列对正不完全的问题;

(3)本实用新型的惯性锁定复合的约束式隔离机构中,由弧形凹槽和定位销对转子转动方向及角度进行限定,且设定的隔离转角较大,可以有效保证隔离机构在状态转换时组件对正,并大大提升引信机构日常的隔爆安全性;

(4)本实用新型的惯性锁定复合的约束式隔离机构,安全状态下的保险组件和待发状态下的两级锁定组件优化排列,使惯性保险部件不仅可锁定安全状态,又可锁定待发状态,通过合理设计孔洞位置,充分利用闲置的孔洞,从而可以大大减小隔离机构的空间尺寸;

(5)本实用新型的惯性锁定复合的约束式隔离机构,其保险机构能分别利用弹上的环境信息和控制系统指令,能大幅提升隔离机构的安全性。

附图说明

图1是本实用新型实施例的惯性锁定复合的约束式隔离机构的整体结构示意图;

图2是本实用新型实施例的惯性锁定复合的约束式隔离机构的转子结构侧视图;

图3是本实用新型实施例的惯性锁定复合的约束式隔离机构的转子结构俯视图;

图4是本实用新型实施例的惯性锁定复合的约束式隔离机构的驱动部件剖视图;

图5是本实用新型实施例的惯性锁定复合的约束式隔离机构的驱动部件拆装图;

图6是本实用新型实施例的惯性锁定复合的约束式隔离机构的惯性保险部件机构剖视图;

图7是本实用新型实施例的惯性锁定复合的约束式隔离机构的传火部件结构剖视图;

图8是本实用新型实施例的惯性锁定复合的约束式隔离机构的锁定部件结构剖视图;

图9是本实用新型实施例的惯性锁定复合的约束式隔离机构锁定复合的拔销器初始状态示意图;

图10是本实用新型实施例的惯性锁定复合的约束式隔离机构锁定复合的拔销器到位状态示意图;

图11是本实用新型实施例的惯性锁定复合的约束式隔离机构的本体结构俯视图;

图12是本实用新型实施例的惯性锁定复合的约束式隔离机构的本体结构侧视图。

在所有附图中,同样的附图标记表示相同的技术特征,具体为:1.转子,101.扭簧槽,102.转轴孔,103.传火孔,104.第四盲孔,105.第五盲孔,106.第三盲孔,107.插销孔,108.锁定孔,109.定轴孔,1010.弧形凹槽;2.驱动部件,201.扭簧,202.转轴,203.滚动轴承,204.压板;3.惯性保险部件,301.惯性筒,302.惯性弹簧;4.传火部件,401.火焰雷管,402.管壳,403.减震垫;5.锁定部件,501.球销,502.锁定弹簧,503.压螺;6.导向销,7.传爆部件,8.本体,801.转子孔,802.转轴孔,803.第一盲孔,804.第二盲孔,805.球销孔,806.螺纹孔,807.侧位孔,808.传爆孔;9.热熔合金拔销器,901.易熔合金块,902.发热片,903.销轴,904.限位弹簧,905.壳体,906.压螺。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

此外,下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是本实用新型实施例的惯性锁定复合的约束式隔离机构的整体结构示意图;图2是本实用新型实施例的隔离机构的转子结构侧视图;图3是本实用新型实施例的隔离机构的转子结构正视图;图4是本实用新型实施例的隔离机构的驱动部件结构剖视图;图5是本实用新型实施例的隔离机构的驱动部件结构拆装图;图6是本实用新型实施例的隔离机构的惯性保险部件结构剖视图;图7是本实用新型实施例的隔离机构的传火部件结构剖视图;图8是本实用新型实施例的隔离机构的锁定部件结构剖视图;图9是本实用新型实施例的隔离机构锁定复合的拔销器初始状态示意图;图10是本实用新型实施例的隔离机构锁定复合的拔销器到位状态示意图;图11是本实用新型实施例的隔离机构的本体结构正视图;图12是本实用新型实施例的隔离机构的本体结构侧视图。

如附图1~12所示,本实用新型的一个优选实施例中的隔离机构主要包括转子1、驱动部件2、惯性保险部件3、传火部件4、锁定部件5、导向销6、传爆部件7、本体8和热熔合金拔销器9。

其中,转子1为隔离机构的核心部件,其两端面上开设有容纳隔离机构主要部件的孔洞或槽体;驱动部件2主要用于驱动转子1运动,使转子1能在待发状态和安全状态切换,驱动部件2主要包括提供驱动力的扭簧201、用于传动的转轴202、辅助传动的滚动轴承203以及用于固定驱动部件2的压板204;惯性保险部件3是隔离机构的主要保险部件之一,其主要由惯性筒301和惯性弹簧302组成;传火部件4是引信用于发火的主要部件之一,其主要包括火焰雷管401、管壳402和减震垫403;锁定部件5主要用于在转子1处于待发状态时,对转子1的位置状态进行锁定,保证隔离机构不出现错位的情况;导向销6主要用于控制转子1的旋转角度,保证转子1旋转的角度在一定的控制范围之内,从而使旋转前后相关部件不出现错位;传爆部件7与传火部件4配合作用,主要用于引爆火工品;本体8是隔离机构的主体机构之一,其两端面上开设有容纳隔离机构主要部件的孔洞或槽体;热熔合金拔销器9是隔离机构的主要保险部件之一,主要包括易熔合金块901、发热片902、销轴903、限位弹簧904、壳体905和压螺906。

进一步地,转子1和本体8均呈圆柱形结构,本体8的一端侧面上开设有容纳转子1的转子孔801,转子孔801为圆柱形盲孔,转子1同轴套嵌于转子孔801内,并能相对本体8进行转动,转子1的高度与转子孔801的深度优选为相同。

具体地,如图2~3所示,以转子1背离转子孔801底部的一侧端面为其上端面,在转子1的上端面上,开设有用于放置驱动部件2中扭簧201的扭簧槽101,扭簧槽101为环形槽,其中心位于转子1的中轴线上,扭簧槽101上还开设有与扭簧201上的凸出端匹配的条形凹槽,扭簧槽101的两侧还开设有支耳槽,用于放置压板204的两侧支耳,扭簧槽101的深度优选略低于压板204和扭簧201的厚度之和,保证压板204固定后其上端面能突出转子1的上端面。转子1上还开设有连通转子1两侧端面的通孔,作为布置驱动部件2的转轴202的转轴孔102,转轴孔102的中轴线与转子1的中轴线重合。

进一步地,转子1的上表面上还开设有用于放置导向销6的弧形凹槽1010,弧形凹槽1010为连通转子1两端面的连通孔,凹槽的圆心位于转子1的中轴线上,即弧形凹槽1010每一段距转子1中轴线的距离都相等。在一个优选实施例中,导向销6固定设置于弧形凹槽1010靠近第三盲孔106的一端,导向销6的底部固定在本体8上;转子1在导向销6的限制下,在一个固定角度内转动,这一角度对应于弧形凹槽1010的夹角。弧形凹槽1010两端对应转子1端面圆心的夹角在一个优选实施例中为90°,当然,弧形凹槽1010的角度也能根据具体情况选择别的数值,例如75°、85°、105°、135°等,在一个优选实施例中,弧形凹槽1010的夹角范围为75°~135°。

相应地,以转子1靠近转子孔801底部的一侧端面为其下端面,在转子1的下端面上,开设有传火孔103,传火孔103为阶梯孔,用于固定传火部件4;在转子1的下端面上还开设有第四盲孔104,第四盲孔104也为阶梯孔,用于安装锁定部件5;此外,转子1的下表面上还开设有三个凹孔,三个凹孔优选为内径相同的盲孔,凹孔的直径不做具体限定,可以根据具体情况选择,三个凹孔分别为用于放置惯性保险部件3的第三盲孔106、对应传爆部件7的第五盲孔105,以及用于与热熔合金拔销器9销轴903的插销端对应的插销孔107。上述阶梯孔和凹孔的开设位置不做具体限定,可以根据具体情况优选设计,但是阶梯孔和凹孔的位置关系必须与本体8上对应的孔洞位置对应开设,阶梯孔圆心和凹孔圆心跟转子1圆心的距离与弧形凹槽1010距圆心的距离相同,且传火孔103、第五盲孔105的圆心与转子1圆心连线构成的夹角必须与弧形凹槽1010的夹角相同,第三盲孔106、插销孔107的两圆心与转子1圆心的连线构成的夹角也与弧形凹槽1010的夹角相同。

与转子1相应的,如图11~12所示为一个优选实施例中的本体8,本体8上对应转子1开设有相应的孔槽。具体地,本体8整体优选为圆柱形结构,其上端面对应于转子1的形状设置有与转子1尺寸对应的转子孔801,即转子孔801为具有一定深度和直径的圆柱形凹孔;在转子孔801的底部端面中心对应转子1的下表面上的定轴孔109开设有转轴孔802,转轴孔802大体上为圆柱形盲孔,其一侧开设有竖条形凹槽,用于固定转轴202;在转轴孔802的两侧对应布置有两个盲孔,即第一盲孔803和第二盲孔804。其中,第一盲孔803用于容置惯性保险部件3的一端,第二盲孔804用于容置热熔合金拔销器9,进一步地,两个盲孔圆心对于本体8中轴线的距离与转子1上弧形凹槽1010距中轴线的距离相同,且两个盲孔圆心与转子孔801底面圆心连线所构成的夹角与弧形凹槽1010的夹角相同,即保证引信机构处于安全状态时,第一盲孔803与转子1下表面上的第三盲孔106对正,第二盲孔804与转子1下表面上的插销孔107对正,从而保证隔离机构的两级保险可以在初始时将转子1锁定在安全状态下。

进一步地,转子孔801底面上对应转子1上的第四盲孔104设置有球销孔805,用于保证引信机构处于待发状态时,转子1上的锁定部件5能与之对正;转子孔801的底面上对应于转子1上布置的导向销6设置有螺纹孔806,用于将导向销6的底部螺旋固定在螺纹孔806中,间接将转子1限定在一定的转动范围之内。本体8的侧面上还开设有侧位孔807,其开设位置是保证引信机构处于安全状态时,转子1的锁定孔108与侧位孔807对正;进一步地,在本体8的下端面上开设有用于放置传爆部件7的传爆孔808,传爆孔808的深度优选从本体8的下表面连接转子孔801的底面,传爆孔808的内径不作具体限定,可以根据具体情况优选设计,但必须保证引信机构在待发状态时,转子1上面的传火孔103必须与传爆孔808对正,即保证传火部件4能与传爆部件7对正,从而保证传爆序列能够对正。

进一步地,如图4~5所示为一个优选实施例中的驱动部件2,其主要包括扭簧201、转轴202、滚动轴承203以及压板204,扭簧201主要为转子1的转动提供驱动力,其驱动力不低于转子1转动到位时所需的驱动力;转轴202为阶梯轴,其轴径较小的一端从转子1的下表面穿过并从转子1的上端面上的转轴孔102穿出,连接上一级的部件;进一步优选地,压板204固定在转子1的上端面,防止扭簧201甩出,其上端面突出转子1的上端面,便于转子1转动时,仅压板204的上端面与上一级部件接触,而转子1的上端面不与上一级部件接触,减少摩擦接触面积,使转子1的转动阻力减小;为了进一步减少转子1的转动摩擦阻力,在转轴202与转子1的下端面之间设置有滚动轴承203,滚动轴承203套设在转轴202穿过转子1的一端,并设置在转子1下端面上的定轴孔109中;此外,转轴202的底端固定在本体8中间的转轴孔802之中,为了防止转轴202在转轴孔802中转动,在转轴202底部固定端的一侧设置有一个竖条形凸起,转轴孔802对应设置有一个凹槽,使转轴202放入转轴孔802后,转轴202相对于本体8不发生转动。

如图6所示为一个优选实施例中的惯性保险部件3,其主要由惯性筒301和惯性簧302组成,惯性筒301的一端开设有固定惯性弹簧302一端的凹槽。在安全状态下,惯性筒301容置于转子1一侧端面上的第三盲孔106中,嵌入深度优选为2~3mm,惯性弹簧302的另一端容置于本体8上的第一盲孔803中;转子1从安全状态转动到待发状态过程中,惯性弹簧302处于压缩状态且惯性保险部件3整体嵌入第一盲孔803中;转子1转动到待发状态时,第一盲孔803与转子1上的插销孔107对正,惯性筒301嵌入插销孔107中以锁定该待发状态。

如图7所示为一个优选实施例中的传火部件4,其主要由火焰雷管401、管壳402和减震垫403组成,优选在管壳402上开设有螺纹,并通过螺纹配合固定在转子1的传火孔103中,传火部件4固定后其下端不突出转子1的下表面;进一步地,传火部件4的下部减震垫403优选为紫铜垫,用于缓冲保护火焰雷管401,防止猛烈撞击意外触发火焰雷管401。

如图8所示为一个优选实施例中的锁定部件5,其主要由球销501、锁定弹簧502和压螺503组成,压螺503的外周面上开设有螺纹,用于将锁定部件5安装在转子1下表面上的第四盲孔104中,且压螺503的下端面不突出转子1的下端面;锁定弹簧502的上端放在压螺503内,其下端放置在球销501的上端凹槽内,当引信处于安全状态时,锁定弹簧502处于压缩状态,球销501的下端部与本体8接触。当转子1从安全状态转动到待发状态时,锁定部件5与本体8上的球销孔805对正,处于压缩状态的锁定弹簧502推动球销501嵌入到球销孔805中,将转子1的位置锁定在到位状态。

如图9~10所示为一个优选实施例中锁定复合的拔销器9,其主要由易熔合金块901、发热片902、销轴903、限位弹簧904、壳体905以及压螺906组成。具体地,热熔合金拔销器9固定在第二盲孔804中,发热片902为蜂窝状结构,其两端面间开设有一定数量的通孔,用于易熔合金块901熔化后通过,销轴903优选为T形结构,其轴向端为插销端,用于插入插销孔107进行定位,限位弹簧904套设在插销端上,在初始状态下由易熔合金块901约束处于压缩状态,壳体905的一侧端面上开设有阶梯凹槽,其出口处由中部开设有通孔的压螺906封装,阶梯凹槽在初始状态时自下而上依次容置有发热片902、易熔合金块901、销轴903、限位弹簧904,且发热片902的下方留有容置熔化后易熔合金块901的中空空间。

当隔离机构处于安全状态时,热熔合金拔销器9处于初始状态,如图9所示,此时易熔合金块901位于发热片902的上方,约束限位弹簧904处于压缩状态,销轴903的插销端从压螺906上的通孔伸出,嵌入转子1上的插销孔107中以锁定该安全状态;当隔离机构从安全状态转换为待发状态时,热熔合金拔销器9转换为如图10所示的到位状态,此时热熔合金拔销器9通电,发热片902发热熔化易熔合金块901,继而熔化的易熔合金块901从发热片902上的蜂窝结构通孔中流过进入发热片902下方的中空空间,限位弹簧904的压缩状态解除,依靠恢复弹力将销轴903的插销端从插销孔107中抽离,解除对转子1的锁定。

在一个优选实施例的隔离机构中,当其处于初始安全状态时,本体8上的第一盲孔803与转子1下表面上的第三盲孔106对正,第二盲孔804与转子1下表面上的插销孔107对正,即惯性保险部件3的惯性筒301嵌入第三盲孔106中,另一端的惯性弹簧302嵌入第一盲孔803中,作为隔离机构的一级保险,且热熔合金拔销器9的销轴903插销端嵌入插销孔107中,作为隔离机构的另外一级保险,两级保险共同作用将转子1锁定在安全状态的原始位置,驱动部件2无法驱动转子1转动,此时,传火部件4远离传爆部件7,即使传火部件4意外作用,也不会引爆传爆部件7,充分保证引信机构的安全性;当引信机构由安全状态转换到待发状态时,即隔离机构感受到持续环境过载时,惯性保险部件3的惯性筒301在持续过载作用下,压缩惯性弹簧302运动,惯性筒301从嵌入转子1的第三盲孔106中脱离,惯性保险部件3解除对转子1的约束。同时,控制系统给热熔合金拔销器9下达供电指令,发热片902开始发热,产生热量熔化易熔合金块901,熔化后的易熔合金块901通过发热片902上的蜂窝结构通孔进入发热片902下方的中空空间中,限位弹簧904的压缩状态解除,依靠恢复弹力将销轴903的插销端从插销孔107中抽离,热熔合金拔销器9解除对转子1的约束。此时,转子1在驱动部件2的扭簧201的扭转力驱动下,由安全状态旋转到待发状态,在这一过程中,驱动部件2的扭簧201驱动力要不低于转子1转动到位时所需的驱动力,导向销6在这一过程中起到导向作用和限位作用,保证转子1能够转动到对应位置,并能限定在该位置。当引信机构转换到待发状态时,锁定部件5的球销501嵌入对应的球销孔805中,相应的,热熔合金拔销器9断开电源,第一盲孔803此时与原来转子1的下表面上用于容置热熔合金拔销器9插销端的插销孔107对正,继而惯性保险部件3的惯性筒301嵌入插销孔107中以锁定该待发状态,即此时锁定部件5和惯性保险部件3对待发状态下的隔离机构进行状态锁定。进一步地,待发状态下的传火部件4与传爆部件7对正,当初级火工品作用时,引爆传火部件4,继而引爆传爆部件7,最终完成整个火工品的引爆。

本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

再多了解一些
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