一种电磁发射装置的制作方法

1.本实用新型涉及电磁发射技术领域，尤其涉及一种电磁发射装置。


背景技术：

2.随着社会经济的发展，火灾的危险性日益增加。为了减少火灾损失，减少人员伤亡，需要进行先进灭火装置的研发，灭火工作面临许多新问题有待于尽快解决。灭火弹发射方式因灭火环境的不同而有所区别。有的配有专用灭火炮，采用榴弹炮发射平台能够进行远程灭火，但灭火炮结构较为复杂，成本高，远距离发射弹道曲率大，发射精度低；也有用直升机投掷灭火弹的方式，相对较为简单，但造价太高；此外，远程红外自动寻的灭火导弹能准确捕捉到着火点并适时灭火，发射精度相对较高，但造价成本很高，不能大规模使用。
3.驱动线圈发射是一种利用交变或脉冲电流产生磁场行波来驱动带有线圈或电枢的弹丸或磁性材料弹丸的发射方式，其本质是利用驱动线圈和电枢之间的磁场耦合机制工作。驱动线圈发射拥有诸多优点：出口速度高、无火药发射、安全性高、精确性和可控性好、发射成本低等。且电磁发射的性能有利于根据灭火弹的使用场合进行不同速度和射程的设计，实现高速、远距离发射，用于摩天大楼、森林灭火、化学危险品等大规模危险高的情况。
4.但是，现有的电磁发射装置在发射过程中会产生涡流损耗，影响发射精度；且发射电枢的结构强度不够影响发射速度。


技术实现要素：

5.鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种电磁发射装置，用以解决现有电磁发射器的涡流损耗大、发射速度低的问题。
6.本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：
7.一种电磁发射装置，包括：导引段和加速段；所述加速段包括：驱动线圈、加强骨架和发射电枢；所述加强骨架罩设在所述驱动线圈的外部；所述驱动线圈内部设置发射电枢，所述发射电枢能够在所述驱动线圈产生的电磁力的作用下沿所述驱动线圈的轴线方向直线位移；所述发射电枢用于提供负载发射的推动力；所述导引段用于导向所述负载的出筒姿态。
8.进一步地，所述加速段还设置定位筒，所述定位筒与所述发射电枢并列设置，且所述定位筒与所述加强骨架固定连接。
9.进一步地，所述加强骨架包括：前绝缘挡圈、第一紧固钢骨、后绝缘挡圈、第二紧固钢骨和螺栓组件；所述第一紧固钢骨和第二紧固钢骨之间通过螺栓组件紧固连接，并拼合为环形钢骨；所述环形钢骨的两端分别固定安装前绝缘挡圈和后绝缘挡圈。
10.进一步地，所述第一紧固钢骨和第二紧固钢骨之间设置绝缘垫板。
11.进一步地，所述螺栓组件包括：螺栓、螺母、第一绝缘套和第二绝缘套；所述螺栓依次穿过第一紧固钢骨、第二紧固钢骨和绝缘垫板与螺母紧固连接；所述螺栓的螺栓头的外部罩设第一绝缘套；所述螺母的外部罩设第二绝缘套。
12.进一步地，所述发射电枢包括：电枢外筒、电枢衬套和电枢挡圈；所述电枢衬套和电枢挡圈并列设置在所述电枢外筒内部；所述电枢衬套的强度大于所述电枢外筒，所述电枢外筒的导电率大于所述电枢衬套；所述电枢挡圈与所述电枢外筒固定连接。
13.进一步地，所述定位筒与所述发射电枢接触的一端设置到位传感器；所述到位传感器用于监测所述负载是否装载到位。
14.进一步地，所述导引段包括：导向筒和前连接法兰；所述导向筒通过所述前连接法兰与所述加速段固定连接。
15.进一步地，所述电磁发射装置还包括：后坐段；所述后坐段包括：后连接法兰、后坐连接管和后坐连接板；所述后坐连接管一端通过后连接法兰与加速段固定连接，另一端固定安装后坐连接板；所述后坐连接板与反后坐装置固定连接。
16.进一步地，所述导向段上设有前支承组件，所述后坐段上设置后支承组件；所述前支承组件和后支承组件用于与支撑结构滑动配合；所述支撑结构用于支撑整个电磁发射装置。
17.本实用新型技术方案至少能够实现以下效果之一：
18.1.本实用新型的驱动线圈发射装置可以实现对负载的发射并保证负载具有一定的出筒姿态和出口速度。
19.2.本实用新型的电磁发射装置，通过设置绝缘垫板和绝缘套，提高了加速段的绝缘耐压等级，能够有效降低涡流损耗。
20.3.本实用新型的电磁发射装置，具有前支承组件和后支承组件，通过前后支承组件与支撑装置滑动配合，且后坐段与反后坐装置连接；在负载发射时，本实用新型的电磁发射装置能够相对于支撑结构反向滑移，并通过反后坐装置缓冲后坐力，防止后坐力对发射装置的损耗。
21.本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
22.附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
23.图1为本实用新型的一种电磁发射装置的立体图；
24.图2为导引段主视图；
25.图3为导引段侧视图；
26.图4为加速段；
27.图5为加速段剖视图；
28.图6为加速段工作原理图；
29.图7为发射电枢；
30.图8为后坐段侧视图；
31.图9为后坐段主视图；
32.图10为本实用新型的电磁发射装置的主视图。
33.附图标记：
34.1-导引段；2-加速段；3-后坐段；4-前盖；5-防水罩；6-防水接头；7-后盖；8-负载；
35.11-导向筒；12-前支承组件；13-前连接法兰；
36.201-前绝缘挡圈；202-第一紧固钢骨；203-后绝缘挡圈；204-第二紧固钢骨；205-驱动线圈；206-螺栓组件；207-绝缘垫板；208-连接接头；209-定位筒；210-到位传感器；211-发射电枢；211a-电枢外筒；211b-电枢衬套；211c-电枢挡圈；
37.31-后连接法兰；32-后支承组件；33-后坐连接管；34-后坐连接板；35-电缆固定夹。
具体实施方式
38.下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本实用新型一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
39.实施例1
40.本实用新型的一个具体实施例，公开了一种电磁发射装置，如图1所示包括：导引段1、加速段2和后坐段3。
41.所述加速段2包括：驱动线圈205、加强骨架和发射电枢211；所述加强骨架罩设在所述驱动线圈205的外部；所述驱动线圈205内部设置发射电枢211，所述发射电枢211能够在所述驱动线圈205产生的电磁力的作用下沿所述驱动线圈205的轴线方向直线位移；所述发射电枢211用于提供负载8发射的推动力；所述导引段1用于导向所述负载8的出筒姿态。
42.导引段1：
43.本实用新型的一种具体实施方式中，如图2、图3所示，所述导引段1包括：导向筒11、前支承组件12和前连接法兰13。
44.其中，导向筒11为圆筒式结构，用于保证负载8(例如：灭火弹)出筒时的姿态；导向筒11材料选用高强度非金属材料，在发射时的强磁场环境下，保证导向筒11中不产生感应涡流。
45.前支承组件12对整个电磁发射装置起支撑作用。为了保证强度，支承组件选用金属材料，为便于与导向筒11配合，前支承组件12是由上下两半式结构通过螺栓装配组成，并将导向筒11夹紧固定。
46.前连接法兰13用于连接导引段1与加速段2，前连接法兰13上设置连接所需要的螺栓和销钉。所述导向筒11通过所述前连接法兰13与所述加速段2固定连接。
47.加速段：
48.本实用新型的一种具体实施方式中，如图4、图5所示，加速段2包括加强骨架、驱动线圈205、电缆连接接头208、定位筒209以及到位传感器210。
49.具体地，驱动线圈205是产生电磁力的基础，根据实际需要驱动线圈205的个数可能变化，各级驱动线圈205轴向固定连接。
50.本实用新型的一种具体实施方式中，所述驱动线圈205设有五级，即五个驱动线圈205并列设置，提供电磁发射所需的驱动力。
51.进一步地，驱动线圈205的外部设置电缆连接接头208，每一级驱动线圈205均设有一个电缆连接接头208，所述电缆连接接头208与电源通过同轴电缆进行连接；进一步地，在电缆连接接头208处应做好绝缘处理，电缆连接接头208的个数与驱动线圈205的个数对应。
52.具体地，加强骨架用于对驱动线圈205进行径向的约束。
53.根据驱动线圈的发射原理，驱动线圈205用于产生电磁涡流，并通过电磁力驱动内部的发射电枢211沿驱动线圈205的轴线方向运动。驱动线圈205与脉冲电容器相连，利用独立的触发开关控制电路中电容器的放电。驱动线圈205中流过的瞬变电流会在内膛感生出瞬变磁场，进而在发射电枢211的表面以及内部感生出涡流，由于涡流在变化的磁场中受到洛伦兹力的作用，发射211电枢获得向前的加速度，推动负载8进行加速。
54.发射时，驱动线圈205将受到很大的径向向外的电磁力，为了约束驱动线圈205防止径向变形，需要在驱动线圈205外使用刚度、强度较高的加强骨架进行固定。为了减少感应涡流，加强骨架采用的是镂空骨架型结构，并分割为两个半圆形的第一紧固钢骨202和第二紧固钢骨204，且第一紧固钢骨202和第二紧固钢骨204通过螺栓组件206进行紧固连接。
55.所述加强骨架包括：前绝缘挡圈201、后绝缘挡圈203、第二紧固钢骨204和螺栓组件206；所述第一紧固钢骨202和第二紧固钢骨204之间通过螺栓组件206紧固连接，并拼合为环形钢骨；环形钢骨的两端分别固定安装前绝缘挡圈201和后绝缘挡圈203。进一步地，前连接法兰13和前绝缘挡圈201通过第一螺栓与环形钢骨进行连接，后连接法兰31和后连接法兰301通过第二螺栓与环形钢骨进行连接。
56.具体地，所述前绝缘挡圈201和后绝缘挡圈203用于对加速段2的两端进行定位。进一步地，前绝缘挡圈201、后绝缘挡圈203由绝缘材料制成，以阻断加强骨架上产生的感应涡流传导到电磁发射装置上的其他金属结构中。
57.具体地，所述第一紧固钢骨202和第二紧固钢骨204之间设置绝缘垫板207，防止爬电。
58.进一步地，所述螺栓组件206包括：螺栓、螺母、第一绝缘套和第二绝缘套；所述螺栓依次穿过第一紧固钢骨202、第二紧固钢骨204和绝缘垫板207与螺母紧固连接；所述螺栓的螺栓头的外部罩设第一绝缘套；所述螺母的外部罩设第二绝缘套。通过设置绝缘套，能够阻断第一紧固钢骨202和第二紧固钢骨204之间的电传导，有效减少涡流损耗。
59.具体地，定位筒209设置在加速段2的尾部，作用是限制载荷装填的初始位置。定位筒209采用非金属材料制成，定位筒209与后绝缘挡圈203之间通过螺纹连接，且装配时用螺纹胶加固，以保证初始轴向定位准确。具体地，所述定位筒209与所述发射电枢211并列设置，且所述定位筒209与所述加强骨架固定连接。
60.具体地，到位传感器210主要用于检测载荷是否装填到位，保证发射的安全性。
61.如图6所示，负载8、定位筒209和发射电枢211并列设置在驱动线圈205的内部。所述定位筒209与所述发射电枢211接触的一端设置到位传感器210；所述到位传感器210用于监测所述负载8是否装载到位。当负载8装载到位时，负载8与发射电枢211的一端接触，到位传感器210与发射电枢211的另一端接触。
62.如图7所示，所述发射电枢211包括：电枢外筒211a、电枢衬套211b和电枢挡圈211c；所述电枢衬套211b和电枢挡圈211c并列设置在所述电枢外筒211a内部。
63.具体地，所述电枢衬套211b的强度大于所述电枢外筒211a，用于保证发射电枢211
的强度和刚度。所述电枢外筒211a的导电率大于所述电枢衬套211b；用于保证发射电枢211的电磁感应，使其能够在驱动线圈205的电磁力驱动下快速运动。
64.具体地，所述电枢挡圈211c与所述电枢外筒211a固定连接。电枢外筒211a的内侧设置环形凸台，所述环形凸台用于限制所述电枢衬套211b的轴向位置，所述电枢挡圈211c将电枢衬套211b卡紧在所述环形凸台和电枢挡圈211c之间。
65.后坐段3：
66.本实用新型的一种具体实施方式中，所述电磁发射装置还包括：后坐段3。如图8、图9所示，所述后坐段3包括：后连接法兰31、后支承组件32、后坐连接管33、后坐连接板34和电缆固定夹35。
67.具体地，后连接法兰31用于连接加速段2与后坐段3，后连接法兰31上设置用于与加速段2固定连接的连接螺栓，且开有电缆孔；所述电缆孔用于布置各级驱动线圈205与电源之间连接的电缆，电缆孔的数量和位置与实际电缆个数和空间分布对应。
68.具体地，后支承组件32用于支承整个电磁发射装置，并随动电磁发射装置的后坐运动。
69.具体地，后坐连接管33用于连接后连接法兰31和后坐连接板34；所述后坐连接管33一端通过后连接法兰31与加速段2固定连接，另一端固定安装后坐连接板34；所述后坐连接板34与反后坐装置固定连接。后坐连接管33采用金属材料制作，周向布置有加强筋，增加结构强度。
70.具体地，后坐连接板34用于将本实用新型的电磁发射装置与反后坐装置连接。后坐连接板34与反后坐装置的连接方式包括：螺栓连接、焊接、粘接等。
71.具体地，电缆固定夹35固定安装在后坐连接板34的边沿，用于固定驱动线圈205和电源之间的电缆；能够防止后坐运动时电缆挤压或者交叉。电缆固定夹35的数量和位置与电缆的数量和空间分布对应。
72.进一步地，本实用新型的电磁发射装置不需要与反后坐装置配合使用时，整体结构中可以不设置后坐连接管13、后坐连接板14和电缆固定夹15。
73.进一步地，所述导向段1上设有前支承组件12，所述后坐段3上设置后支承组件32；所述前支承组件12和后支承组件32用于与支撑结构滑动配合；所述支撑结构用于支撑整个电磁发射装置。本实用新型的电磁发射装置，在电磁发射装置的轴向方向上，共设置两组支承组件，即前支承组件12和后支承组件32。当整个发射装置受到反冲力作用时，可由支承组件带动发射装置在支撑结构的滑动平面上产生后坐运动。
74.密封装置：
75.进一步地，如图10所示，本实用新型的电磁发射装置还设有密封装置；所述密封装置包括前盖4、后盖7、防水罩5和防水接头6；密封装置在电磁发射装置上的安装位置如图10所示。
76.具体地，前盖4和后盖7的主要功能是在电磁发射装置的储存和运输时进行防雨防尘，执行发射任务前，需要将前盖4、后盖7打开。
77.具体地，防水罩5罩设在加速段2的外层；由于，电磁发射装置的加速段2设有电缆连接接头208，需要进行整体防水处理。防水罩5由两半薄壁圆柱形组成，中间通过螺栓连接，连接处设置橡胶条，进行严格密封处理。防水罩5与前连接法兰13和后连接法兰31之间
也设置橡胶条密封。
78.具体地，防水接头6设置在后连接法兰31的电缆孔位置上，保证电缆穿过后连接法兰31时不会影响加速段2内的密封性能。
79.与现有技术相比，本实施例提供的技术方案至少具有如下有益效果：
80.本实用新型提供了一种驱动线圈发射装置，可以通过电磁方式将负载8(例如：灭火弹)以一定的速度发射出去，并能够保证负载8的出筒姿态，整个发射装置具有防雨性能和绝缘性能，发射装置的后坐段3留有结构接口，可与反后坐装置或支撑结构/转塔装置配合使用，实现调转及方位控制和低后坐力发射。本实用新型提供的发射装置中没有火工品，发射时无烟无火光，安全性高，可以重复使用，经济性好。
81.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。