本发明涉及爆炸品鉴定检测领域，更具体地，本发明涉及一种爆炸品材料撞击及碎渣回收装置。
背景技术：
未知材料在撞击时粉碎产生的粉末是否容易被火焰点燃迅速燃烧，是判断材料是否具有爆炸危险的重要指标。脆性试验是爆炸品危险性鉴定项目之一，脆性试验就是将被试样品以一定的速度撞击破碎，然后收集撞击粉碎的残渣粉末进行燃爆性点火试验检测是否容易发生点火爆燃，以此鉴定其爆炸危险性等级。因此，将样品加速到一定速度下撞击撞碎，收集其撞碎的粉末残渣是进行爆炸品危险性鉴定的脆性试验的主要工序，爆炸品材料撞击及回收装置是脆性试验的主要设施。目前，被试样品的加速方式一般使用高压气体驱动加速弹托和弹丸，但炮阀机构操作较为复杂，样品碎渣混入样品托分离收集困难、样品托不能重复使用等技术缺陷，因此，有必要开发一种新的爆炸品材料撞击及碎渣回收装置。
技术实现要素：
本发明克服了现有技术的不足，提供一种爆炸品材料撞击及碎渣回收装置，以期望可以简化操作、解决样品碎渣收集困难、样品托难以重复使用等技术问题。
为解决上述的技术问题，本发明的一种实施方式采用以下技术方案：
一种爆炸品材料撞击及碎渣回收装置，其主体结构包括气缸、炮阀、发射管、靶板和回收箱；所述气缸包括气缸体、中部都具有穿孔的气缸前盖和气缸后盖，所述气缸体上设置气压表和调压阀；所述炮阀置于气缸内部，炮阀包括被气缸后盖穿孔固定的炮阀套管、被气缸前盖穿孔固定的炮阀喉管，以及置于炮阀套管内的能水平运动的炮阀活塞，所述炮阀喉管一端插入炮阀套管内，炮阀套管上与炮阀喉管相邻的地方开设通气阀口，该通气阀口在炮阀套管充入气体过程中逐渐被水平运动的炮阀活塞封闭，炮阀套管的进气端连接充气阀和泄压阀，所述炮阀套管上还设置气孔，在炮阀活塞封闭所述通气阀口时该气孔将炮阀套管与气缸体连通；所述发射管一端固定在气缸前盖中部并通过所述通气阀口与气缸内部形成气体交换通道，发射管内置活动的样品托，发射管的另一端设置挡帽进行收口阻挡样品托射出；回收箱固定在靶板上，回收箱的侧面设置穿孔，试验样品脱离样品托从发射管射出时穿过回收箱侧面的穿孔撞击到靶板上。
上述爆炸品材料撞击及碎渣回收装置还包括一个基座和靶座，所述靶座固定在基座上，所述气缸和发射管通过支架固定在基座上，所述靶板固定在靶座上。
上述爆炸品材料撞击及碎渣回收装置中，所述挡帽与发射管用螺纹固定，所述发射管与气缸前盖用螺纹密封固定。
上述爆炸品材料撞击及碎渣回收装置中，所述炮阀喉管主体为管状，其管状主体外部设置凸环，管状主体两端分别嵌入气缸前盖和炮阀套管中，凸环卡在气缸前盖和炮阀套管之间。
上述爆炸品材料撞击及碎渣回收装置中，所述炮阀活塞包括较大端和较小端，所述较大端的直径与炮阀套管的内径匹配，所述较小端的直径与炮阀喉管的内径匹配。
上述爆炸品材料撞击及碎渣回收装置中，在所述发射管内设置紧靠挡帽的橡胶圈缓冲样品托受到的冲击力。
上述爆炸品材料撞击及碎渣回收装置中，所述发射管上在挡帽附近设计了泄压孔。
上述爆炸品材料撞击及碎渣回收装置中，所述样品托由聚四氟乙烯材料制成。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本装置结构简单，建设费用低，便于加工安装和操作；本装置可直接使用普通氮气瓶作为气源，方便、清洁、快速；本装置设计的样品托的脱弹方式避免了样品与发射管的摩擦，并避免高压气体进入回收箱吹出样品碎渣，同时样品托可重复多次使用。
附图说明
图1为本发明爆炸品材料撞击及碎渣回收装置结构示意图；
其中1-靶座，2-靶板，3-回收箱，4-挡帽，5-样品腔，6-样品托，7-发射管，8-气缸前盖，9-炮阀喉管，10-炮阀活塞，11-炮阀套管，12-气压表，13-调压阀，14-气缸体，15-气缸后盖，16-泄压阀，17-充气阀，18-气缸支架，19-发射管支架，20-基座，21-通气阀口，22-气孔，23-穿孔，24-试验样品，25-泄压孔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明所述的撞击及碎渣回收装置如图1所示，其较大的部件包括气缸、炮阀、发射管7、靶板2、回收箱3以及基座20。气缸包括气缸体14、中部具有穿孔的气缸前盖8和中部具有穿孔的气缸后盖15、气压表12和调压阀13，气缸前盖和气缸后盖中部的穿孔用于安装和固定炮阀，气压表12设置在气缸体14上可检测气缸体内部的压力，调压阀13设置在气缸体14上可用于释放气缸体内的气体以降低气缸体14内的压力，通常在气压表检测到气缸体内压力高于实际需要的压力时可以使用调压阀来调节气缸体内的压力到需要的值。气缸体、前盖、后盖之间的连接关系是密封而固定的，并且方便拆卸，螺栓、螺钉等固定方式可供选择使用。炮阀是使气缸内形成高压气体作为驱动力并自动打开通气阀口21驱动样品托6运动的关键结构。炮阀位于气缸内部，包括炮阀套管11、炮阀活塞10和炮阀喉管9，炮阀套管11被气缸后盖中部的穿孔固定，其进气端凸出于气缸后盖，炮阀喉管9被气缸前盖中部的穿孔固定，炮阀活塞10置于炮阀套管11的空腔内，在受到压力时，能在该空腔内水平运动。炮阀喉管9未被气缸前盖固定的这一端插入炮阀套管11内从而被固定，在炮阀套管11上开设了通气阀口21，该通气阀口21与炮阀喉管9临近，通气阀口21的大小应当满足能够被水平运动的炮阀活塞10完全封闭并且在打开时能快速将气体释放到发射管中形成冲击力，所述完全封闭的动作是在向炮阀套管11内充入气体时压力增大使炮阀活塞水平运动而快速完成的。炮阀套管11的进气端连接充气阀17和泄压阀16，充气阀17用于向炮阀套管乃至气缸内充入气体使装置内形成高压，泄压阀16用于释放炮阀套管内的气体从而使气缸与炮阀套管能够形成压力差，要向气缸内充入气体形成高压以及在释放气体过程中使气缸与炮阀套管形成压力差还需要在炮阀套管11上设置气孔22，气孔22能够将炮阀套管和气缸体连通，在连通时即可进行气体流通，但是气孔22并不是随时都能连通炮阀套管和气缸体，因为气孔22靠近通气阀口21，在炮阀活塞10封闭通气阀口21时才会连通炮阀套管和气缸体，未封闭通气阀口时炮阀活塞10所处的位置截断了炮阀套管与气缸体的连通路径。发射管7一端固定在气缸前盖8中部，其端口与气缸前盖上的穿孔对齐，使得发射管7可以通过通气阀口21与气缸内部形成气体交换通道，在通气阀口21处于打开状态时，气缸内的高压气体可以冲进发射管7中。发射管7的空腔中放置样品托6，样品托是活动的，因此在受到气体冲击时能够迅速运动，带动试验样品进行发射。发射管7的另一端即试验样品的射出端(炮口)设置了挡帽4，挡帽4对发射管7起到末端收口作用，从而在装置作业过程中阻挡样品托6随试验样品一同射出，实现样品托的再利用。挡帽4可以与发射管7螺纹固定，因此挡帽4方便拆卸，简化了装入试验样品的操作，样品及样品托从发射管端口推入至发射管底部后再安装上挡帽。同样地，发射管7与气缸前盖8也可以螺纹固定，方便拆卸，并且二者的固定使得接口处具有气密性。由于要收集试验样品撞击到靶板后的碎渣，因此设计了回收箱3，将回收箱3固定在靶板2上，回收箱3的侧面设计一个穿孔23，当试验样品24脱离样品托6从发射管7中射出时，试验样品24穿过回收箱侧面的穿孔23撞击到靶板2上，撞击后的碎渣绝大多数被回收箱收集，然后可用于燃爆性点火试验检测。为了固定撞击及碎渣回收装置，通过支架将发射管7和气缸固定在基座20上，支架包括发射管支架19和气缸支架18，同时设计一个固定在基座上的靶座1，将靶板2固定到靶座1上。
样品托6的大小应当根据发射管7的管径进行合理设计，既要使气体不从样品托与发射管之间的空隙中泄漏太多，保证高压气体具有足够的冲击力，又要降低发射管对样品托的摩擦力，从而保证试验样品的在150m/s的速度下撞击靶板，因此样品托6的直径微小于发射管7的内径。为了承载试验样品24，并且保证试验样品24能够从样品托中脱离，样品托设计侧面槽作为样品腔5承载试验样品。
为了对炮阀喉管9进行固定，将炮阀喉管的主体设计为管状，在管状主体外部设置一个凸环，管状主体两端分别嵌入气缸前盖8和炮阀套管11从而实现固定，凸环卡在气缸前盖8和炮阀套管11之间进一步对炮阀喉管9进行固定，因此当炮阀活塞10受到高压气体冲击而运动至关闭通气阀口21处时，炮阀活塞10撞击炮阀喉管9不会导致炮阀喉管9移位。如图1所示，当炮阀活塞10运动至通气阀口21处时受到炮阀喉管9阻挡而停止移动，同时关闭通气阀口。为了具有更好的密封性，炮阀活塞设计成一端较大，一端较小的形状，较大端直径与炮阀套管的内径匹配在炮阀套管内实现密封及移动，较小端直径与炮阀喉管的内径匹配在炮阀喉管内实现密封及部分移动。
进一步地，为了减小高压气体对样品托的冲击，实现样品托再利用，在发射管内设置橡胶圈(图中未示出)，橡胶圈紧靠挡帽，样品托撞击到橡胶圈后受到缓冲逐渐停止运动。
发射管上在挡帽附近设计了泄压孔25，样品托运动至临近炮口时，发射管内的高压气体完成了驱动作用，从泄压孔泄压消除气缸高压气体，并减小样品托尾部的压力，减小样品托与挡帽的撞击压力，有利于提高样品托重复使用次数。一个具体的实施例是在炮口附近设置4个泄压孔加速泄压。
所述样品托由聚四氟乙烯材料制成，重量轻，摩擦力小，易加速，可使用较小的压力获得预定速度。易燃爆的试验样品与样品托之间摩擦力小，不会产生摩擦点火反应，使用安全。
本撞击实验装置利用气体压差驱动打开炮阀，然后高压气体驱动装有试验样品的样品托在发射管内加速运动，当样品托到达炮口时，挡帽阻止样品托向前运动，试验样品滑出样品托自由飞行，试验样品进入回收箱撞击到靶板上，碎片飞散，大部分样品渣被回收箱壁阻挡约束在回收箱内，这样可以收集到样品碎渣，以便进行样品燃爆性能点火试验检测、鉴定是否为爆炸品。
使用上述装置的步骤如下：
1、安装样品：将裸体试验样品安装在样品托上，然后放入发射管中推送到底部，拧上挡帽。
2、充气：打开充气阀，高压气体进入炮阀套管，驱动炮阀活塞向前运动封闭通气阀口后停止运动，同时打开了炮阀套管与气缸的气体通道即气孔，气体从炮阀套管上的气孔进入到气缸中，待气压表上显示至所需压力时，关闭充气阀，如果压力过高则用调压阀调节至所需压力值。
3、发射试验样品撞击靶板：启动泄压阀，炮阀套管中的高压气体流出，压力降低，气缸中的高压气体从气孔进入炮阀套管，气缸中的压力也逐渐降低，但是由于炮阀套管上的气孔较小(比泄压阀处的管道直径小)，限制了气体的流量，因此形成了气缸与炮阀套管的压力差，气缸内气压高于炮阀套管，驱使炮阀活塞运动打开通气阀口，同时关闭炮阀套管上的气孔，使得气缸内的高压气体从通气阀口处进入发射管驱动发射管底部的样品托加速运动。当样品托运动至挡帽处受阻，试验样品凭借惯性力克服与样品托之间的摩擦力飞出发射管，经回收箱上的穿孔进入回收箱中撞击到靶板上，碎片被回收箱回收。
4、取下回收箱收集碎渣，获得易爆性点火试验用样品。
本装置利用压差驱动原理，可快速打开高压气体进入发射管驱动试验样品的通道。同时关闭通气阀口和充气的操作一步完成：炮阀套管上的气孔设计在通气阀口附近，其设计位置使得炮阀活塞处于闭锁位置时高压气体才能进入气缸充气，在打开炮阀时，炮阀活塞又会同时封闭充气通道。这种设计将关闭炮阀和充气简化为一个动作，并且在打开炮阀时防止高压气体通过充气口泄漏。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。