专利名称:液压阻尼火工驱动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于火工品技术领域：
，涉及一种火工驱动装置，尤其涉及一种依靠液 压阻尼结构实现降低冲击过载的火工驱动装置。
背景技术：
通常，火工驱动装置的驱动部分采用活塞、活塞筒结构形式，动力部分则采用燃气 发生器，且三者构成一个密闭的空间。火工驱动装置具体作用过程是燃气发生器产生高温 高压气体，推动活塞在活塞筒内运动，需要做功的部件连接在活塞上，随着活塞一起运动完 成作动功能，直至活塞运动到位。在上述作用过程中，活塞在启动、运动过程以及到位停止 这几个环节中，都会使火工驱动装置产生比较大的冲击载荷。由于传统的火工驱动装置未 设阻尼机构，因此，火工驱动装置本身以及与之相连或相邻设备就会在较大冲击过载下失 效甚至发生严重的故障。
1993 年 Kuo. J. H.和 S. Goldstern 在 AIAA/ASME/SAE/ASEE 联合举办的第 29 届推 进器会议上发表的题为 Dynamics Analysis of the NASA StandardInitiator Driven Pin Puller的文章中，介绍了一种应用金属变形阻尼机构的火工驱动装置即NASA拔销器。在该 装置中，其活塞上朝着运动方向一面设有可以变形的金属结构件——吸能装置，当活塞运 行至行程末端时，吸能装置与拔销器壳体端面发生碰撞，依靠吸能装置的变形吸收部分多 于能量，来减缓冲击过载。这种阻尼方式的缺点是无法降低火工驱动装置在启动时以及工 作过程中的冲击过载，同时活塞的运动行程也较难保证。
2004年3月，应申瞬在中国期刊《航空计算技术》第一期上发表了题为“导弹弹射 装置作动筒的建模与仿真”的论文，文中介绍了一种应用气体压缩阻尼的火工驱动装置。该 装置在其密闭空间中增加了一个多功能阀，将原来由活塞分隔成的两个相对密闭的容腔通 过阀孔导通，通过控制多功能阀的打开与关闭，实现火工驱动装置的充气、排气以及缓冲等 功能。针对缓冲功能而言，增加阀孔相当于增加了一个缓冲腔，利用压缩缓冲腔中的气体来 实降低冲击过载。由于，这种阻尼或缓冲方式在活塞刚刚启动时，缓冲腔中的气体处于自由 状态，可压缩量比较大，活塞压缩气体受到的阻尼力就会比较小，导致这种阻尼方式无法解 决火工驱动装置启动时的冲击过载问题。
王雪松等人在中国期刊《液压与气动》2008年第1期上发表的题为“一种新型液 体阻尼式火工作动机构的阻尼特性分析”的论文中，介绍了一种由浮动活塞和活塞杆分隔 为三个并列容腔(即爆燃腔、阻尼腔和动力腔)的液体压缩阻尼火工作动装置，其动力腔和 阻尼腔充满液体并通过阻尼孔相连。该火工作动装置存在以下问题(1)并列的三个容腔 增加了装置的长度；(2)带有浮动活塞，使装置结构变得复杂；(3)用于连接负载的活塞杆 穿过爆燃腔，比通常的作动装置多用了 一套密封结构，降低了装置的可靠性。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术存在的问题，提供一种结构简单
3且可靠性和安全性高的液压阻尼火工驱动装置，具体地说，该火工驱动装置在启动、运动过 程及到位停止这些环节上均能有效降低冲击过载，并最终可靠驱动负载如导弹弹翼、卫星 天线或太阳能帆板等完成展开功能。
为解决上述技术问题，本实用新型的火工驱动装置包括燃气发生器、壳体、活塞、 堵塞、密封接头、弹簧、调节螺帽、三组密封圈和阻尼液；所述活塞为T型圆柱体，其活塞杆 沿轴向设有盲孔且盲孔中带有定位台阶面，在接近活塞头处的活塞杆外壁上还设有与盲孔 相通的阻尼孔且阻尼孔位于盲孔底部至定位台阶面之间；所述壳体的一端安装所述燃气发 生器，所述活塞头安装第一组密封圈之后装入壳体中且燃气发生器与活塞头之间构成燃烧 室；所述堵塞上安装第二组密封圈后定位于所述活塞盲孔中的定位台阶面并与盲孔底部构 成排液室；所述活塞的盲孔端口安装调节螺帽并与堵塞之间形成自由室；所述弹簧位于所 述自由室中且两端分别顶在所述堵塞和所述调节螺帽的端面上；所述壳体的另一端与装有 第三组密封圈的密封接头连接，所述活塞杆的外壁与壳体的内壁之间构成阻尼室且阻尼室 与所述排液室通过所述阻尼孔导通；在所述阻尼室和所述排液室中充满阻尼液。
根据本实用新型，所述阻尼液选用二甲基硅油。
根据本实用新型，所述阻尼孔3. 2的直径彡1mm。
本实用新型的有益效果体现在以下几个方面。
(一)本实用新型在壳体和活塞之间形成了一个环形的阻尼室，通过堵塞和活塞 上的盲孔形成排液室，阻尼室和排液室中均充满阻尼液，并且在阻尼室和排液室之间的活 塞杆壁上设置直径很小的阻尼孔，当活塞头在高温高压燃气作用下使活塞推动负载运动 时，阻尼室中的液压与排液室中的液压形成压差，该压差对活塞运动形成阻尼，使得活塞的 运动速度逐渐降低，且到位时速度降到较低程度，这样就大大减小了活塞在到位停止时的 冲击过载。
( 二)本实用新型通过堵塞和调节螺帽在活塞的盲孔中形成了一个与排液室密封 隔离的自由室，并将弹簧放置在该自由室中，依靠调节螺帽的旋入深度，可以调节和控制弹 簧的预压缩力，这样，弹簧就起到了定位销的作用，当高温高压气体作用于活塞头时，首先 要克服弹簧的预压缩力才能使活塞运动，因而，既可以防止活塞在运输振动中的误动作，又 大大减小了本实用新型活塞正常启动时的冲击过载；而且，这种弹性阻尼方式还可以避免 定位销被剪断瞬间所带来的振动冲击。
图1是液压阻尼火工驱动装置结构示意图。
图2是图1中所示的活塞结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及优选实施例对本发明作进一步的详述。
正如图1所示，本发明液压阻尼火工驱动装置的优选实施例包括燃气发生器1、壳 体2、活塞3、堵塞6、密封接头9、弹簧10、调节螺帽11、铜垫圈7、三组密封圈4、5、8和阻尼 液。燃气发生器1为制式产品。壳体2外壁带有连接法兰，其内孔中带有定位台阶面且一 端设有内螺纹，另一端设有外螺纹且外螺纹一端的内壁上设有环形调节台。活塞3为T型圆柱体(参见图2)，其活塞头3. 1上设有两个密封槽，活塞杆3.3上沿轴向设有盲孔且盲孔 带有定位台阶面，活塞杆3. 3的端头设有内、外螺纹，在接近活塞头3. 1处的活塞杆3. 3的 外壁上还设有与盲孔相通的阻尼孔3. 2且阻尼孔3. 2位于盲孔底部至定位台阶面之间，阻 尼孔3. 2的直径比较小，通常只有Imm甚至更小。堵塞6为金属材料制作的圆盘且圆盘外 壁设有一圈密封槽。密封接头9带有阶梯中心孔，阶梯小孔壁上开有两个密封槽，阶梯大孔 中设有内螺纹。弹簧10为压缩弹簧。
再参见图1，在活塞头3. 1安装第一组密封圈4之后将活塞3装入壳体2中，活塞 头3. 1的端面与壳体2的定位台阶面接触；堵塞6上安装第二组密封圈5并定位于活塞3 盲孔中的定位台阶面，从而与盲孔底部构成排液室C ；活塞3盲孔的端口安装调节螺帽11 并与堵塞6之间形成一个与排液室C密封隔离的自由室D，弹簧10位于自由室D中且两端 分别顶在堵塞6和调节螺帽11的端面上。依靠调节螺帽11的旋入深度来调节弹簧10的 预压缩力，此预压缩力可使火工驱动装置克服运输过程中的振动，防止活塞3的误动作；同 时，还可以为活塞3提供一定的启动压力；此启动压力可调、可控，且远远小于常用定位销 的剪断力，可避免采用定位销启动时所带来的振动冲击，在一定程度上降低了冲击。壳体2 的内螺纹端安装燃气发生器1，外螺纹端与密封接头9连接，环形调节台上安装铜垫圈7，密 封接头9的密封圈内装有第三组密封圈8且第三组密封圈8与从壳体2伸出的活塞杆3. 3 接触。这样，在燃气发生器1、壳体2与活塞3之间形成了两个容腔，一个是燃气发生器1、 活塞头3. 1及壳体2内壁形成的密闭容腔即燃烧室A，另一个是活塞杆3. 3的外壁与壳体2 的内壁之间形成的环形腔体即阻尼室B且阻尼室B与排液室C通过阻尼孔3. 2导通。在阻 尼室B和排液室C中充满阻尼液，本优选实施例的阻尼液选用二甲基硅油，其对压力变化敏 感性强，传递压力稳定、易于控制且有较宽的温域和较低的粘温系数。
下面结合本优选实施例，叙述本实用新型的作用过程。
应用本实用新型时，可通过壳体2上的连接法兰与相应的武器系统相连，并使活 塞3的外螺纹端与负载相连。当武器系统控制燃气发生器1作用时，燃气发生器1在燃烧 室A中产生高温燃气，当高温燃气达到一定压力时就推动活塞3运动，活塞头3. 1挤压阻尼 室B中的阻尼液并通过阻尼孔3. 2流入排液室C中，使排液室C中的液压升高，当排液室C 中的液压大于弹簧10的预压缩力时，活塞3开始运动；在运动过程中，活塞3的速度不断增 大，由于阻尼孔3. 2的直径比较小，使得阻尼室B中的阻尼液不能及时泄放到排液室C中， 由此在阻尼室B与排液室C之间就产生了一个压力差，这个压力差作用于活塞头3. 1上，就 产生了一个阻止活塞3运动的阻尼力，这个阻尼力的大小与活塞3运动速度有关，活塞3速 度越大阻尼力越大，速度越小阻尼力越小，在这个动态变化的阻尼力的调节下，活塞3速度 不断降低，使得活塞3到位时具有比较低的速度，这样就大大减小了活塞3启动时、运动过 程和到位停止这些环节中的冲击过载。此外，随着活塞3的运动，排液室C的阻尼液不断增 多，由此推动堵塞6运动，导致弹簧10不断被压缩并使弹簧10的弹力不断增加，这在一定 程度上也增大了阻尼力，降低了活塞3运动的冲击过载。
权利要求
一种液压阻尼火工驱动装置，包括燃气发生器[1]、壳体[2]、活塞[3]、密封接头[9]、三组密封圈[4、5、8]和阻尼液，其特征在于还包括堵塞[6]、弹簧[10]和调节螺帽[11]；所述活塞[3]为T型圆柱体，其活塞杆[3.3]沿轴向设有盲孔且盲孔中带有定位台阶面，在接近活塞头[3.1]处的活塞杆[3.3]外壁上还设有与盲孔相通的阻尼孔[3.2]且阻尼孔[3.2]位于盲孔底部至定位台阶面之间；所述壳体[2]的一端安装所述燃气发生器[1]，所述活塞头[3.1]安装第一组密封圈[4]之后装入壳体[2]中且燃气发生器[1]与活塞头[3.1]之间构成燃烧室[A]；所述堵塞[6]上安装第二组密封圈[5]后定位于所述活塞[3]盲孔中的定位台阶面并与盲孔底部构成排液室[C]；所述活塞[3]的盲孔端口安装调节螺帽[11]并与堵塞[6]之间形成自由室[D]；所述弹簧[10]位于所述自由室[D]中且两端分别顶在所述堵塞[6]和所述调节螺帽[11]的端面上；所述壳体[2]的另一端与装有第三组密封圈[8]的密封接头[9]连接，所述活塞杆[3.3]的外壁与壳体[2]的内壁之间构成阻尼室[B]且阻尼室[B]与所述排液室[C]通过所述阻尼孔[3.2]导通；在所述阻尼室[B]和所述排液室[C]中充满阻尼液。
2.根据权利要求
1所述的液压阻尼火工驱动装置，其特征在于所述阻尼液选用二甲 基硅油。
3.根据权利要求
1或2所述的液压阻尼火工驱动装置，其特征在于所述阻尼孔[3.2] 的直径彡1mm。
专利摘要
本实用新型公开了一种液压阻尼火工驱动装置，可为卫星天线或太阳能帆板等实现展开功能提供所需动力。该装置包括燃气发生器、壳体、活塞、密封接头、堵塞、弹簧、调节螺帽、三组密封圈和阻尼液；壳体、活塞与密封接头之间构成阻尼室，堵塞和活塞杆的盲孔构成排液室，阻尼室和排液室之间设置阻尼孔，堵塞和调节螺帽在活塞杆的盲孔中构成自由室，弹簧以一定的预压缩力放置在自由室中。本实用新型有效地降低了火工驱动装置在活塞启动、运动过程和到位停止几个环节中的冲击过载，具有结构简单、工作可靠等优点。
文档编号F41F7/00GKCN201653273SQ201020137516
公开日2010年11月24日 申请日期2010年3月22日
发明者吴瑞德, 文冲, 杨安民, 杨树彬, 陈文龙 申请人:中国兵器工业第二一三研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan