一種液氣相變煙花發射裝置及組合裝置的製作方法
2023-07-25 04:25:26
本實用新型屬於煙花發射技術領域，特別是涉及一種液氣相變煙花發射裝置及組合裝置。
背景技術：
現有技術中，傳統煙花所使用的發射升空藥劑均為黑火藥類發射藥劑，而黑火藥主要是由硫磺、硝酸鉀和木炭組成，使用黑火藥類發射藥劑，燃放時會產生大量煙霧、粉塵及刺激性氣體，影響觀賞效果也汙染空氣，燃放後的殘渣物也對環境產生破壞。近年來隨著環境保護意識的不斷提高，人們對空氣品質的要求越來越高，煙花生產和燃放環節注重環保是必然趨勢。另一方面，黑火藥類發射藥機械敏感度高，其在生產、運輸過程中容易因摩擦、碰撞而發生危險事故，造成重大財產損失或人員傷亡。
當前，研發無煙藥劑成為煙花行業熱點問題，無煙/微煙藥劑組合物主要成分為硝化纖維素/硝化棉/退役軍火藥單雙基粉和高氯酸鉀、高硫酸銨等，這些無煙藥劑售價高，加工工藝較複雜，且燃放效果有限，燃放後仍有殘藥集於發射藥筒，影響經濟效益及社會效益。
技術實現要素：
為解決上述技術問題，本實用新型提出了一種液氣相變煙花發射裝置，能夠根據發射高度、發射時間要求實現煙花的安全發射，發射環節不產生煙霧、粉塵、有害氣體，發射時能量洩放方向可調不產生傳統的「炸筒」現象。具體技術方案如下：
一種液氣相變煙花發射裝置，包括激發電源、加熱裝置、發射腔體、連接裝置、洩能裝置和發射筒體；所述連接裝置連接發射腔體與發射筒體，所述發射腔體上開設一個氣體灌裝孔與內腔相通，並對應設置有密封塞；所述激發電源連接加熱裝置，所述洩能裝置設置在發射筒體與發射腔體連接處，用於隔絕發射腔體的內腔與發射筒體的內腔。
優選地，所述加熱裝置為發熱電阻，設置在發射腔體內部。
優選地，所述加熱裝置為電磁感應圈，纏繞在發射腔體外側。
優選地，所述連接部件為螺紋旋緊套筒或卡口緊固釘。
優選地，所述洩能裝置為金屬片。
優選地，所述洩能裝置為複合材料片。
本實用新型還提供了一種液氣相變煙花發射組合裝置，包括激發電源、加熱裝置、發射腔體、連接裝置、洩能裝置、發射筒體和密閉空間體；所述連接裝置連接發射腔體與密閉空間體；所述洩能裝置設置在發射腔體與密閉空間體連接處，用於隔絕發射腔體的內腔與密閉空間體內腔；所述密閉空間體引出若干個通氣管道，通氣管道連接發射筒體，所述發射筒體的數量為2個或2個以上，通氣管道數量與發射筒體數量相同；所述發射腔體上開設一個氣體灌裝孔與內腔相通，並對應設置有密封塞；所述激發電源連接加熱裝置。
採用本實用新型獲得的有益效果：本實用新型提供的液氣相變煙花發射裝置，做功過程涉及氣體的狀態改變，屬於物理變化，不同於煙火藥爆炸、燃燒的化學變化，瞬間產生高壓氣體對外做功。(1)避免利用煙火藥涉及到的安全問題、管控問題；(2)氣體如二氧化碳氣體源於大自然，原材料充分，壓縮成液態成本低，灌裝作業方便，不產生汙染，總耗費低於煙火藥；(3)壓縮氣體處於低溫狀態，激發過程不會產生火光、火花，可在具有粉塵、瓦斯等危爆危險的環境中使用；(4)在綠色環保、可持續發展的理念下，可廣泛推廣使用，社會效益、經濟效益均顯著。
附圖說明
圖1為本實用新型液氣相變煙花發射裝置結構示意圖；
圖2為煙花點火裝置結構示意圖；
圖3為本實用新型中發射筒體數量為3個的結構示意圖。
具體實施方式
下面，結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
如圖1所示，本實用新型液氣相變煙花發射裝置結果示意圖；包括激發電源1、加熱裝置2、發射腔體3、連接裝置4、洩能裝置5和發射筒體6；所述連接裝置連接發射腔體與發射筒體，所述發射腔體上開設一個氣體灌裝孔7與內腔相通，並對應設置有密封塞8；所述激發電源連接加熱裝置，所述洩能裝置設置在發射筒體與發射腔體連接處，用於隔絕發射腔體的內腔與發射筒體的內腔。
激發電源：主要用於加熱裝置可靠、快速獲得熱能，可採用移動電源、照明電源。
加熱裝置：主要用於對發射腔體內的液態氣體快速加熱。加熱裝置的加熱原理可採用電磁感應加熱、電阻加熱及微波加熱。如採用電磁感應加熱，激發電源產生的交變電流通過感應器(即線圈)產生交變磁場，導磁性物體置於其中切割交變磁力線，從而在物體內部產生交變的電流(即渦流)，渦流使物體內部的原子高速無規則運動，原子互相碰撞、摩擦而產生熱能，從而起到加熱物品(即液態氣體)的效果。
發射腔體：用於儲存液態氣體9，實施例中發射腔體內置液態氣體為液態二氧化碳。二氧化碳在20℃、5.6×106Pa環境下呈液體，液態二氧化碳轉變為氣態，體積膨脹約為初始狀態的600餘倍，在密閉容器形成高壓狀態，壓強可達300MPa。
連接裝置：主要用於加熱裝置與發射筒體的可靠、快速連接，實施例中採用螺紋旋緊或卡口緊固形式連接。
洩能裝置：快速加熱的液態氣體如液態二氧化碳，瞬間發生液氣相變，體積快速膨脹，當壓力達到某設定值後，洩能裝置打開或自行破裂，高壓氣體瞬間洩出，進入發射筒體並作用於待發射煙花製品。
發射筒體：主要用於內置待發射煙花10，保證煙花按照導向可靠射出，達到設計高度、角度。
實施例中發射筒體、發射腔體、連接裝置均可以選用金屬材料或者碳纖維材料或者玻璃鋼材料製作而成。洩能裝置可選用碳纖維材料製作而成。
圖2為煙花點火裝置結構示意圖；當不採用黑火藥、煙火藥類發射藥劑，採用本實用新型裝置產生的高壓氣體發射煙花時，其待發射煙花的延期藥柱點燃方式採用下列方法：
(1)採用電引火裝置點燃，結構如圖2(a)所示，延期藥柱101，電引火裝置102，電引火裝置腳線103，電引火裝置的數量可以是1個或數個。電引火裝置點燃電路與加熱裝置激發電源電路可設置成同一條線路，即加熱裝置激發電源電路通電的同時，電引火裝置點燃電路也通電；可也設置成獨立的兩條線路，即電引火裝置點燃電路先通電，加熱裝置激發電源電路後通電。實施例中，選用現有技術中的電引火頭。
(2)採用摩擦引火裝置點燃，結構如圖2(b)所示，摩擦引火裝置的數量可以是1個或數個，摩擦引火裝置引火端104與延期藥柱底端連接，摩擦引火裝置激發端105與筒體連接。實施例中，選用現有技術中的拉火管，摩擦引火裝置引火端即拉火管的噴火端，摩擦引火裝置激發端即拉火管的拉發端。
本實用新型的使用方法，其發射原理為：激發電源輸入→加熱裝置快速、持續加熱→內置液態氣體(如液態二氧化碳)被快速加熱，產生液氣相變，形成高壓狀態→達到某設定值，高壓氣體從洩能裝置瞬間洩出→高壓氣體作用於煙花底部並推動煙花運動→煙花沿發射筒體射出。「→」表示流程的意思。
煙花點火裝置→點燃煙花延期藥柱→延期藥柱在煙花升空的過程中繼續燃燒以延期→延期藥柱延期完畢，煙花燃放。
具體步驟如下：
(1)將液態二氧化碳通過灌裝孔加壓裝入發射腔體的內腔，並對灌裝孔用密封塞進行密封；
(2)將待發射煙花放置於發射筒體內；
(3)打開激發電源開關，加熱裝置給發射腔體內的液態二氧化碳加熱，同時，煙花點火裝置點火，點燃待發射煙花的延期藥柱。
液態二氧化碳轉變為氣態，體積膨脹約為初始狀態的600餘倍，壓強達300MPa，利用高壓二氧化碳氣體瞬間釋放的能量，洩能裝置打開或自行破裂，高壓氣體瞬間洩出，推動煙花快速升空，升空過程中延期藥柱延期完畢，煙花燃放。
本發射裝置具有獨立發射功能，可以單個使用，也可根據需要組成網路，本實用新型還提供了一種液氣相變煙花發射組合裝置，包括激發電源1、加熱裝置2、發射腔體3、連接裝置4、洩能裝置5、發射筒體6和密閉空間體11；所述連接裝置4連接發射腔體3與密閉空間體11；所述洩能裝置5設置在發射腔體3與密閉空間體11連接處，用於隔絕發射腔體的內腔與密閉空間體內腔；所述密閉空間體引出若干個通氣管道12，通氣管道12連接發射筒體6，所述發射筒體的數量為2個或2個以上，通氣管道數量與發射筒體數量相同；所述發射腔體上開設一個氣體灌裝孔與內腔相通，並對應設置有密封塞；所述激發電源連接加熱裝置。實施例中發射筒體、發射腔體、連接裝置、密閉空間體均可以選用金屬材料或者碳纖維材料或者玻璃鋼材料製作而成。通過上述結構設計，實現多個煙花的同時燃放，按照預設構形、圖案同時燃放，或控制好時間間隔實現多種延時燃放。所述發射組合裝置的功能示意如圖3所示。
以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。