用于大型爆炸波模拟装置的多管爆炸驱动器的制造方法
【专利摘要】本发明属于防护工程中爆炸波模拟装置研制【技术领域】，提出一种用于大型爆炸波模拟装置的多管爆炸驱动器。提出的用于大型爆炸波模拟装置的多管爆炸驱动器包括有扶壁式反力墙（1）和高压段（2）；高压段（2）为由半圆拱、曲墙和仰拱构成的预应力钢板钢筋混凝土复合结构；扶壁式反力墙（1）设置在高压段（2）的起始端，扶壁式反力墙（1）由蜂窝式扶壁和端墙构成，所述的端墙为由曲墙和半圆拱组合而成的结构，扶壁式反力墙（1）上固定有多个单驱动器（3）；多个单驱动器（2）的开口端伸入高压段（2）；高压段（2）的出口端连接大型爆炸波模拟装置的过渡段（4）。本发明具有爆炸当量变化范围大、可操控性强、高效安全的特点。
【专利说明】用于大型爆炸波模拟装置的多管爆炸驱动器
【技术领域】
[0001]本发明属于防护工程中爆炸波模拟装置研制【技术领域】，尤其涉及一种用于大型爆炸波模拟装置的多管爆炸驱动器。
【背景技术】
[0002]20世纪90年代以来，由于高技术武器的迅猛发展，对防护工程实验技术和实验条件提出了新的更高的要求，现有激波管设备因受加载环境和实验段尺寸的限制，已不能满足许多领域内日益增长的实验需求。为了应对日新月异的军事变革，提升军用和民用工程及武器装备的防护水平，迫切需要研制大型抗爆激波管。
[0003]目前，国内外现有抗爆激波管几乎无一例外的都是利用膜片将高压段与低压段分隔，当膜片破裂或破碎时，高压气体膨胀就产生了气体的不定常运动。膜片式激波管驱动能源主要有压缩气体和火药两种，其特点是实验技术相对成熟，可操作性强，但因为冲击波正压作用时间较长，故不能很好地模拟常规武器爆炸波环境。多管爆炸驱动器无需膜片结构，爆炸当量可在一定范围内任意选择，且冲击波正压作用时间可从几个ms到几十个ms精确控制，因此，多管爆炸驱动器的设计和研制对提升爆炸波模拟装置的综合性能，以及对高技术常规武器爆炸冲击波的模拟具有十分重要的作用和意义。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种用于大型爆炸波模拟装置的多管爆炸驱动器。
[0005]为实现上述发明目的，本发明采取以下技术方案:
一种用于大型爆炸波模拟装置的多管爆炸驱动器，所述的多管爆炸驱动器包括有扶壁式反力墙和高压段；所述的高压段为由半圆拱、曲墙和仰拱构成的预应力钢板钢筋混凝土复合结构；所述高压段的中心具有高压气室；所述的扶壁式反力墙设置在高压段的起始端，所述的扶壁式反力墙由蜂窝式扶壁和端墙构成，所述的端墙为由曲墙和半圆拱组合而成的结构；所述的扶壁式反力墙上固定有多个用以输出爆炸空气冲击波的单驱动器；所述单驱动器的管腔中设置有用以产生爆炸空气冲击波的高爆炸药；多个所述单驱动器的开口端伸入所述高压段内并与高压段的高压气室相连通，将多个单驱动器所输出的爆炸空气冲击波送入高压气室，并使多个爆炸空气冲击波在高压气室内相互作用；所述高压段的出口端连接大型爆炸波模拟装置的过渡段。
[0006]所述的单驱动器在扶壁式反力墙内为上下设置的多层，每层为多个；所述底层多个单驱动器的中部设置防护密封门；所述的扶壁式反力墙具有多个引线孔和多个进气孔。
[0007]所述扶壁式反力墙的端墙里外均复合有钢板。
[0008]所述高压段的内壁复合有拱形贴板，外壁上箍有多条预应力后张钢带。
[0009]所述的单驱动器包括有驱动管、适配器、缓冲复进机、滚轮支座和缓冲复进机支架；所述的驱动管为前端开口、后端封闭的空腔结构；所述驱动管的空腔内放置高爆炸药；所述驱动管的开口端伸入所述高压段内并与高压段的高压气室相连通，所述驱动管的后部位于滚轮支座上，并能够在滚轮支座上运动；所述的适配器套置在驱动管的前部，且所述适配器的轴线与驱动管的轴线重合；所述的驱动管为能够在滚轮支座的配合下、在适配器内沿轴线方向自由滑动且径向被限位的结构；所述的适配器固定在扶壁式反力墙中；所述的缓冲复进机通过前压盖和后压盖固定在缓冲复进机支架上，且所述缓冲复进机的轴线与所述适配器的轴线、驱动管的轴线重合；缓冲复进机的活塞杆通过缓冲垫与驱动管封闭端接触；所述的缓冲复进机支架与滚轮支座通过底座钢板固定于扶壁式反力墙上。
[0010]所述的适配器包括有作为适配器主体的密封体；所述的密封体为套筒式结构；所述的密封体套置在驱动管上，并固定在扶壁式反力墙中，构成所述的驱动管在密封体内轴向运动而径向被限位的结构；所述密封体的内壁面上具有凹槽；在密封体内壁面所述凹槽与驱动管之间设置有定位套；所述的定位套为环形结构，用于对驱动管进行轴向支撑、定位与减震；所述密封体的两端分别固定有前端盖、后端盖；所述后端盖内设置有多组用于驱动管复位时进行定位的定位机构，每组所述的定位机构包括有顶丝和万向珠。
[0011]所述的滚轮支座主要由多对内装轴承的滚轮和滚轮支架组成，若干个滚轮两两相对、成“V”字型对称排列，滚轮支架连接于底座钢板上；所述滚轮支座支撑驱动管，并保障其高精度、低摩擦轴向运动。
[0012]所述的缓冲复进机包括有外筒、油缸、油腔活塞、气腔活塞、活塞杆、气缸和中心杆；所述的外筒套置在油缸的外部，且所述的外筒与油缸之间具有间隙；所述的油缸安装在驱动管的正后方，并与所述的驱动管同轴设置；所述的气缸位于所述的活塞杆内，并与油缸同轴设置；所述的油缸为油气混合缸，缸内充满油气混合体；活塞杆的一端与所述的油腔活塞固联，活塞杆的另一端伸出油缸缸体并通过缓冲垫与驱动管的封闭端接触；所述的中心杆为空心管状结构，中心杆的一端与气腔活塞连接，且所述的气腔活塞可在气缸腔内相对活塞杆轴向移动；中心杆的另一端固定在后盖上。
[0013]本发明提出的一种用于大型爆炸波模拟装置的多管爆炸驱动器，利用在多个驱动管内使用高爆炸药和燃料空气炸药作为驱动能源，可以根据需要实现多个驱动管内任意多管组合的优势；多管爆炸驱动器无需膜片结构，且冲击波正压作用时间可从几个ms到几十个ms精确控制；并具有爆炸当量变化范围大、可操控性强、高效安全腐乳特点，对工程结构、武器装备抗爆性能和爆炸冲击波特性研究具有非常重要的意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明的结构示意图。
[0015]图2是本发明中单驱动器的结构示意图。
[0016]图3是本发明中扶壁式反力墙的结构示意图。
[0017]图4是本发明中高压段的主视结构示意图。
[0018]图中:1、扶壁式反力墙，2、高压段、3、单驱动器，4、过渡段，5、防护密封门，6、弓丨线孔，7、进气孔，8、预应力后张钢带，11、拱形贴板，100、地脚螺栓，101、缓冲复进机，102、缓冲复进机支架，103、滚轮支座，104、驱动管，105、适配器，113、气缸，114、活塞杆，125、油缸，132、外筒，142、中心杆，144、缓冲垫，161、前压盖，162、后压盖，163、缓冲复进机支架体，164、底座钢板，174、滚轮，177、滚轮支架，184、密封体，187、定位套。【具体实施方式】
[0019]为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
[0020]如图1所示，一种用于大型爆炸波模拟装置的多管爆炸驱动器，所述的多管爆炸驱动器包括有扶壁式反力墙I和高压段2 ;结合图4，所述的高压段2为由半圆拱、曲墙和仰拱构成的预应力钢板钢筋混凝土复合结构，其中半圆拱半径为6000mm,曲墙高IOOOmm ；所述的高压段2长度为10m，半圆拱墙体的厚度为1500mm;所述高压段2的中心具有高压气室；所述高压段的内壁复合有拱形贴板11，外壁上箍有多条预应力后张钢带8 ;所述的扶壁式反力墙I设置在高压段2的起始端，结合图3，所述的扶壁式反力墙I由蜂窝式扶壁和端墙构成，所述的端墙为由曲墙和半圆拱组合而成的结构；所述的扶壁式反力墙上固定有十二个用以输出爆炸空气冲击波的单驱动器3 ;所述的单驱动器3在扶壁式反力墙I内为上下设置的三层，顶层为三个，中间层为五个，底层为四个；所述底层四个单驱动器的中部设置防护密封门5 ;所述的扶壁式反力墙具有四个引线孔6和两个进气孔7 ;所述扶壁式反力墙的端墙里外均复合有钢板。所述单驱动器3的管腔中设置有用以产生爆炸空气冲击波的高爆炸药；十二个所述单驱动器3的开口端伸入所述高压段2内并与高压段2的高压气室相连通，所述高压段接收十二个单驱动器输出的爆炸空气冲击波，并完成多个冲击波的相互作用；所述高压段2的出口端连接大型爆炸波模拟装置的过渡段4。
[0021]如图2所示，所述的单驱动器3包括有驱动管104、适配器105、缓冲复进机101、滚轮支座和缓冲复进机支架102 ;所述的驱动管104为前端开口、后端封闭的空腔结构；所述的驱动管104材质为PCrNi3MoV,外径为680mm，内径为340mm ;所述驱动管104的空腔内放置高爆炸药；所述驱动管104的开口端伸入所述高压段2内并与高压段的高压气室相连通，所述驱动管104的后部位于滚轮支座上，并能够在滚轮支座上运动；所述的滚轮支座103主要由15对滚轮174和2组滚轮支架177组成，30个滚轮174两两相对、成“V”字型对称排列，相邻滚轮174之间距离为85mm，滚轮174法线与铅垂线呈35°角；所述的滚轮支座103支撑驱动管104，并保障其高精度、低摩擦轴向运动；所述的适配器105套置在驱动管104的前部，且所述适配器105的轴线与驱动管104的轴线重合；所述的驱动管104为能够在滚轮支座的配合下、在适配器内沿轴线方向自由滑动且径向被限位的结构；所述的适配器104固定在扶壁式反力墙I中；所述的适配器包括有作为适配器主体的密封体184 ;所述的密封体184为套筒式结构；所述的密封体184套置在驱动管104上，并固定在扶壁式反力墙184中，构成所述的驱动管在密封体内轴向运动而径向被限位的结构；所述密封体184的内壁面上具有凹槽；在密封体内壁面所述凹槽与驱动管104之间设置有定位套187 ;所述的定位套为环形结构，用于对驱动管进行轴向支撑、定位与减震；所述密封体的两端分别固定有前端盖、后端盖；所述后端盖内设置有多组用于驱动管复位时进行定位的定位机构，每组所述的定位机构包括有顶丝和万向珠；所述的缓冲复进机101通过前压盖161和后压盖162固定在缓冲复进机支架102上，且所述缓冲复进机101的轴线与所述适配器104的轴线、驱动管105的轴线重合；所述的缓冲复进机包括有外筒132、油缸125、油腔活塞、气腔活塞、活塞杆114、气缸113和中心杆142 ;所述的外筒132套置在油缸125的外部，且所述的外筒132与油缸125之间具有间隙；所述的油缸125安装在驱动管104的正后方，并与所述的驱动管104同轴设置；所述的气缸113位于所述的活塞杆114内，并与油缸125同轴设置；所述的油缸125为油气混合缸,缸内充满油气混合体；活塞杆的一端与所述的油腔活塞固联，活塞杆的另一端伸出油缸缸体并通过缓冲垫与驱动管的封闭端接触；所述的中心杆142为空心管状结构，中心杆142的一端与气腔活塞连接，且所述的气腔活塞可在气缸113腔内相对活塞杆114轴向移动；中心杆142的另一端固定在后盖上。所述的缓冲复进机101后座与复进时间约为600ms，油压峰值约为2.0Mpa，气缸113常压约为3.0Mpa，后座行程约为500mm ;所述的缓冲复进机支架102与滚轮支座103固定连接于底座钢板164上，底座钢板164通过地脚螺栓100固定于扶壁式反力墙I上；所述的驱动管104、适配器105和缓冲复进机101安装在同一水平轴线上。
【权利要求】
1.一种用于大型爆炸波模拟装置的多管爆炸驱动器，其特征在于:所述的多管爆炸驱动器包括有扶壁式反力墙(I)和高压段(2);所述的高压段(2)为由半圆拱、曲墙和仰拱构成的预应力钢板钢筋混凝土复合结构；所述高压段(2)的中心具有高压气室；所述的扶壁式反力墙(I)设置在高压段(2)的起始端，所述的扶壁式反力墙(I)由蜂窝式扶壁和端墙构成，所述的端墙为由曲墙和半圆拱组合而成的结构，所述的扶壁式反力墙(I)上固定有多个用以输出爆炸空气冲击波的单驱动器(3);所述的单驱动器(2)内设置有用以产生爆炸空气冲击波的高爆炸药；多个所述单驱动器(2)的驱动管的开口端伸入所述高压段(2)内并与高压段(2)的高压气室相连通；所述高压段接收多个单驱动器输出的爆炸空气冲击波，并完成多个冲击波的相互作用；所述高压段(2)的出口端连接大型爆炸波模拟装置的过渡段(4)。
2.根据权利要求1所述的用于大型爆炸波模拟装置的多管爆炸驱动器，其特征在于:所述的单驱动器(3)在扶壁式反力墙(I)内为上下设置的多层，每层为多个；底层多个所述单驱动器(3)的中部设置防护密封门(5);所述的扶壁式反力墙(I)具有多个引线孔(6)和多个进气孔(7)。
3.根据权利要求1所述的用于大型爆炸波模拟装置的多管爆炸驱动器，其特征在于:所述扶壁式反力墙(I)的端墙里外均复合有钢板。
4.根据权利要求1所述的用于大型爆炸波模拟装置的多管爆炸驱动器，其特征在于:所述高压段(2)的内壁复合有拱形贴板(11)，外壁上箍有多条预应力后张钢带(8)。
5.根据权利要求1所述的用于大型爆炸波模拟装置的多管爆炸驱动器，其特征在于:所述的单驱动器(12)包括有驱动管(104)、适配器(105)、缓冲复进机(101 )、滚轮支座和缓冲复进机支架(102);所述的驱动管(104)为前端开口、后端封闭的空腔结构；所述驱动管(104)的空腔内放置高爆 炸药；所述驱动管(104)的开口端伸入所述高压段(2)内并与高压段(2)的高压气室相连通，所述驱动管(104)的后部位于滚轮支座上，并能够在滚轮支座上运动；所述的适配器(105)套置在驱动管(104)的前部，且所述适配器(105)的轴线与驱动管的轴线重合；所述的驱动管(104)为能够在滚轮支座的配合下、在适配器内沿轴线方向自由滑动且径向被限位的结构；所述的适配器(105)固定在扶壁式反力墙(I)中；所述的缓冲复进机(101)通过前压盖(161)和后压盖(162)固定在缓冲复进机支架(102)上，且所述缓冲复进机(101)的轴线与所述适配器(105)的轴线、驱动管(104)的轴线重合；缓冲复进机的活塞杆(114)通过缓冲垫(144)与驱动管(104)封闭端接触；所述的缓冲复进机支架(102)与滚轮支座通过底座钢板(164)固定于扶壁式反力墙(I)上。
6.根据权利要求5所述的用于大型爆炸波模拟装置的多管爆炸驱动器，其特征在于:所述的适配器(105)包括有作为适配器主体的密封体(184);所述的密封体(184)为套筒式结构；所述的密封体(184)套置在驱动管(104)上，并固定在扶壁式反力墙(I)中，构成所述的驱动管(104)在密封体(184)内轴向运动而径向被限位的结构；所述密封体(184)的内壁面上具有凹槽；在密封体内壁面所述凹槽与驱动管之间设置有定位套(187);所述的定位套(187)为环形结构，用于对驱动管进行轴向支撑、定位与减震；所述密封体(184)的两端分别固定有前端盖、后端盖；所述后端盖内设置有多组用于驱动管复位时进行定位的定位机构，每组所述的定位机构包括有顶丝和万向珠。
7.根据权利要求5所述的用于大型爆炸波模拟装置的多管爆炸驱动器，其特征在于:所述的滚轮支座主要由多对内装轴承的滚轮(174)和滚轮支架(177)组成，若干个滚轮两两相对、成“V”字型对称排列，滚轮支架(177)连接于底座钢板(164)上；所述滚轮支座支撑驱动管(104)，并保障其高精度、低摩擦轴向运动。
8.根据权利要求5所述的用于大型爆炸波模拟装置的多管爆炸驱动器，其特征在于:所述的缓冲复进机(101)包括有外筒(132)、油缸(125)、油腔活塞、气腔活塞、活塞杆(114)、气缸(113)和中心杆(142);所述的外筒(132)套置在油缸(125)的外部，且所述的外筒(132)与油缸(125)之间具有间隙；所述的油缸(125)安装在驱动管(104)的正后方，并与所述的驱动管(104)同轴设置；所述的气缸(113)位于所述的活塞杆(114)内，并与油缸(125)同轴设置；所述的油缸(125)为油气混合缸,缸内充满油气混合体；活塞杆的一端与所述的油腔活塞固联，活塞杆的另一端伸出油缸缸体并通过缓冲垫与驱动管的封闭端接触；所述的中心杆(142)为空心管状结构，中心杆(142)的一端与气腔活塞连接，且所述的气腔活塞可在气缸(113 )腔内相对活塞杆(114)轴向移动；中心杆的另一端固定在后盖上。
【文档编号】G01M7/08GK103868804SQ201410101064
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月19日 优先权日:2014年3月19日
【发明者】任辉启, 张守保, 王世合, 周松柏, 黄家蓉, 金栋梁, 姚哲芳, 王幸, 王朝成 申请人:中国人民解放军总参谋部工程兵科研三所