一种应用于有轨平衡炮的异形闭气环

本发明属于高压动态密封领域，具体涉及一种应用于有轨平衡炮的异形闭气环。

背景技术：

1、闭气环是火炮中的重要零部件，闭气机理的分析和闭气方式的正确选择是能否实现可靠闭气的关键所在。闭气环的密封原理即在火药气压的作用下，闭气环薄壁处产生径向变形与药室内壁紧密接触实现径向密封，随着压力升高，接触力增大，轴向贴合和径向弹性贴合更加严密，最终达到密封火药燃气的目的。

2、闭气环的性能指标主要为（1）闭气可靠性：闭气环和衬筒是间隙配合，要尽可能减少火药燃气泄漏；（2）闭气环的使用寿命：闭气环受到火药燃气的作用，经过一定发数的射击后会发生闭气性不可靠的情况；（3）闭气环的使用安全性：有可靠的措施保证在工作条件下不受损坏；（4）勤务性：保证保养操作方便，零件更换容易。

3、目前，闭气环类型主要有（1）身管膛内圆锥闭气类：这种闭气环与药室的内壁成一定角度的安装配合，闭气环在膛内的压力下产生径向弹性变形，变形后的闭气环紧贴到药室的内壁，最终实现径向密封；（2）双圆锥面闭气类：此类闭气环具有菱形断面的双圆锥面，前后两个圆锥面分别与火炮身管内膛和身管膛外闩体的相应接触面贴合，利用膛内火药燃气压力使闭气环产生膨胀和校准，实现可靠密封；（3）膛外端面闭气类：此类闭气环连接在闩体上并与闩体一起运动，将膛内压力转化为闭气环与身管端面的贴合力，利用闭气环端面与身管端面的紧密贴合密封膛内火药燃气；（4）膛内径向和膛外端面混合式闭气类：该类闭气环前部设计为圆柱面或具有一定角度的薄壁圆锥面，在火炮发射时，前部薄壁圆柱面圆产生弹性变形与药室内壁紧密贴合，实现径向密封。

4、但是上述的闭气环类型只适用于各类常规的筒式身管火炮射击试验中，而有轨平衡炮的炮管内铺有运行轨道，使得弹丸的发射环境不再为周向对称的筒式，而是变成了符合“炮管+轨道”的一种异形结构，因此对于有轨平衡炮（炮管内铺有轨道，弹丸在轨道上运行）的结构完全不适用，这使得有轨平衡炮的闭气问题更加严峻。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种应用于有轨平衡炮的异形闭气环，针对有轨平衡炮膛内铺有运行轨道的特点，用于有轨平衡炮的异形闭气环，通过合理的结构尺寸优化、形状优化和拓扑优化，解决了在有轨平衡炮中的难以保证良好的闭气效果的问题。

2、实现本发明目的的技术解决方案为：一种用于有轨平衡炮的异形闭气环，闭气环为带凹槽的圆盘状结构，具体包括异形槽、边缘薄壁、加固环、连接部和闭气环底板；闭气环底板上设有异形槽，用于使闭气环和轨道相贴合；边缘薄壁设置在闭气环边缘，用于实现径向密封；加固环连接边缘薄壁和闭气环底板，用于为闭气环底板提供结构支撑；闭气环底板上设有连接部，用于将闭气环固定在弹丸尾部。

3、本发明与现有技术相比，其显著优点是：

4、（1）本发明中的闭气环的外壁面为非圆锥面，闭气环的外径与弹丸的外径相同，因此可以轻松装入等径身管的平衡炮中，以保证良好的闭气效果。

5、（2）本发明中的闭气环的外形非周向对称，而是一种符合“等径炮管+轨道”的异形结构，因此可以更好的贴合新型有轨平衡炮的炮管内壁，以保证良好的闭气效果；

6、（3）本发明中的闭气环有一圈加固环，为了增加其强度，即在火药燃气的作用下，保证其结构完好，实现闭气的功能；

7、（4）本发明中的闭气环的槽尾为向内扣的光滑过渡圆弧，在火药燃气作用下，更贴合到轨道上，向内扣的圆弧更好的包裹住轨道，增加了闭气效果。

技术特征：

1.一种用于有轨平衡炮的异形闭气环，其特征在于，闭气环为带凹槽的圆盘状结构，包括异形槽、边缘薄壁、加固环、连接部和闭气环底板；闭气环底板上设有异形槽，用于使闭气环和轨道相贴合；边缘薄壁设置在闭气环边缘，用于实现闭气环的径向密封；加固环连接过渡边缘薄壁和闭气环底板，用于为闭气环底板提供结构支撑；闭气环底板上设有连接部，用于将闭气环固定在弹丸尾部。

2.根据权利要求1所述的用于有轨平衡炮的异形闭气环，其特征在于，所述边缘薄壁分为圆弧段边缘薄壁和槽口段边缘薄壁。

3.根据权利要求1所述的用于有轨平衡炮的异形闭气环，其特征在于，所述连接部为连接孔。

4.根据权利要求1所述的用于有轨平衡炮的异形闭气环，其特征在于，所述加固环为一圈加厚的光滑锥面。

5.根据权利要求1所述的用于有轨平衡炮的异形闭气环，其特征在于，所述异形槽包括矩形凹槽和槽尾。

6.根据权利要求1所述的用于有轨平衡炮的异形闭气环，其特征在于，所述闭气环的深度满足如下的条件：

7.根据权利要求1所述的用于有轨平衡炮的异形闭气环，其特征在于，所述异形槽包括矩形凹槽和槽尾；矩形凹槽的形状根据平衡炮轨道的集合截面形状一致；槽尾为向内扣的光滑过度圆弧，且与轨道相贴合并向内紧扣轨道。

技术总结
本发明涉及一种用于有轨平衡炮的异形闭气环，闭气环为带凹槽的圆盘状结构，具体包括异形槽、边缘薄壁、加固环、连接部和闭气环底板；闭气环底板上设有异形槽，用于使闭气环和轨道相贴合；边缘薄壁设置在闭气环边缘，用于实现径向密封；加固环连接过渡边缘薄壁和闭气环底板，用于为闭气环底板提供结构支撑；闭气环底板上设有连接部，用于将闭气环固定在弹丸尾部。与现有技术相比，本发明的异形闭气环适用于平衡炮，应用简单的结构实现了较好的闭气效果，且安装方便。

技术研发人员：李子杰,陈常顺,黄勇,王浩,江坤
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13