破片發射裝置及基於該發射裝置發射破片的方法
2023-12-05 03:20:21
破片發射裝置及基於該發射裝置發射破片的方法
【專利摘要】本發明公開一種破片發射裝置，缸體的兩個埠分別被對應的左封口板和右封口板封住，左封口板上開有與缸體內腔相通的進氣口和點火口，其中進氣口的外部接有一根進氣管道，點火口中裝有點火裝置；右封口板上開有一個左小右大的兩階式階梯孔，該階梯孔的大孔徑段裝有一個薄鋁片，發射管呈水平設置，發射管的左部與右封口板階梯孔的大孔徑段螺紋連接，且發射管的左端將所述薄鋁片壓緊。本發明通過可燃氣體燃燒產生的高壓氣體來衝破所述薄鋁片，然後推動破片射出發射管，以便進一步進行爆炸損傷實驗，且本發明結構簡單、緊湊，重量較輕，易實現便攜，並能很好地滿足發射破片的要求。
【專利說明】破片發射裝置及基於該發射裝置發射破片的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種破片發射裝置，該裝置能夠發射破片，並通過該破片模擬爆炸時產生的破片，以便進一步進行爆炸損傷實驗。
【背景技術】
[0002]在爆炸損傷實驗中，常常需要模擬爆炸時產生的破片，而目前尚無辦法滿足上述需求，為此急需解決這個技術難題。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題之一在於提供一種破片發射裝置，欲發射破片。
[0004]本發明的技術方案如下:
[0005]一種破片發射裝置，其特徵在於:包括缸體(I)和發射管(7)，其中缸體(I)的兩個埠分別被對應的左封口板(2 )和右封口板(3 )封住，其中:所述左封口板(2 )上開有與缸體(I)內腔相通的進氣口(2a)和點火口(2b)，其中進氣口(2a)的外部接有一根進氣管道
(4)，所述點火口(2b)中裝有點火裝置(5)；
[0006]所述右封口板(3)上開有一個左小右大的兩階式階梯孔，該階梯孔的大孔徑段裝有一個薄鋁片(6)，所述發射管(7)呈水平設置，該發射管(7)的左部與右封口板(3)階梯孔的大孔徑段螺紋連接，且發射管(7)的左端將所述薄鋁片(6)壓緊。
[0007]採用以上技術方案，本發明通過進氣管道(4)向缸體(I)的內腔注入可燃氣體和空氣，然後通過點火裝置(5)將注入的混合氣體點燃；上述混合氣體燃燒時產生高壓氣體，並通過高壓氣體衝破所述薄鋁片(6)，然後推動破片射出發射管(7)，以便進一步進行爆炸損傷實驗。
[0008]綜上所述，本發明通過可燃氣體燃燒產生的高壓氣體來衝破所述薄鋁片(6)，然後推動破片射出發射管(7)，以便進一步進行爆炸損傷實驗，且本發明結構簡單、緊湊，重量較輕，易實現便攜，並能很好地滿足發射破片的要求，保證爆炸損傷實驗的順利進行。
[0009]在本發明中，所述點火裝置(5 )優選為電火花塞。
[0010]作為優選，所述左封口板(2)和右封口板(3)由一組拉緊螺栓(8)連接在一起。
[0011]本發明所要解決的技術問題之二在於提供一種基於破片發射裝置發射破片的方法，其步驟在於:
[0012]a、採用權利要求3所述的破片發射裝置，先在所述發射管(7)內放置破片；
[0013]b、通過進氣管道(4)向缸體(I)的內腔中注入可燃氣體和空氣；
[0014]C、通過點火裝置(5)點燃混合氣體，混合氣體燃燒時產生高壓氣體，並通過高壓氣體衝破所述薄鋁片(6)，然後推動破片射出發射管(7)。
[0015]採用本方法，可以通過破片發射裝置來發射破片，以便進一步進行爆炸損傷試驗。
[0016]有益效果:本發明通過可燃氣體燃燒產生的高壓氣體來衝破所述薄鋁片(6)，然後推動破片射出發射管(7)，以便進一步進行爆炸損傷實驗，且本發明結構簡單、緊湊，重量較輕，易實現便攜，井能很好地滿足發射破片的要求，保證爆炸損傷實驗的順利進行。【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和實施例對本發明作進ー步說明:
[0019]如圖1所示，ー種破片發射裝置，主要由缸體1、左封ロ板2、右封ロ板3、進氣管道
4、點火裝置5、薄鋁片6和發射管7構成。其中，所述缸體I的左端ロ被左封ロ板2封住，該缸體I的右端ロ被左封ロ板2封住。並且，上述左封ロ板2和右封ロ板3由ー組拉緊螺栓8連接在一起，該拉緊螺栓8與所述缸體I的軸心線平行，且拉緊螺栓8的數目至少為四根，在本實施例中為六根。
[0020]所述左封ロ板2上開有進氣ロ 2a和點火ロ 2b，這兩個ロ子均與所述缸體I的內腔相通。其中，所述進氣ロ 2a的外部接有一根進氣管道4，使用時可通過該進氣管道4向缸體I的內腔注入可燃氣體和空氣。所述點火ロ 2b中裝有點火裝置5，該點火裝置5的作用是點燃混合氣體，且點火裝置5優選為電火花塞，但也可以根據需要採用其他結構，如底火加撞針的結構形式。
[0021]從圖1可看出，所述右封ロ板3上開有ー個左小右大的兩階式階梯孔，該階梯孔的大孔徑段裝有ー個薄鋁片6。所述發射管7呈水平設置，該發射管7的左部與右封ロ板3階梯孔的大孔徑段螺紋連接，且發射管7的左端將所述薄鋁片6壓緊。使用時，可在發射管7中裝破片，該破片的直徑與發射管7的內徑相適應。
[0022]本發明所要解決的技術問題之ニ在於提供一種基於破片發射裝置發射破片的方法，其步驟在於:
[0023]a、採用權利要求3所述的破片發射裝置，先在所述發射管7內放置破片；
[0024]b、通過進氣管道4向缸體I的內腔中注入可燃氣體和空氣；
[0025]C、通過點火裝置5點燃混合氣體，混合氣體燃燒時產生高壓氣體,並通過高壓氣體衝破所述薄鋁片6，然後推動破片射出發射管7。
[0026]在本發明中，破片的發射速度與充入可燃氣體有密切關係，具體如下:
[0027](A)缸體峰值氣壓的計算
[0028]根據氣體狀態方程PV=nRT和燃燒前後理論氣體體積不變(水以汽態方式存在)的定律，可燃性氣態完全燃燒後(足量氧氣)，固定體積缸體內壓カ有關係式:
[0029]p1/t1=p2/t2 (1)
[0030]式中Pl為燃燒前的壓力，Tl為燃燒前的溫度，P2為燃燒後的壓力，T2為燃燒後的
溫度，
[0031]則壓力值為:
[0032]P2 = p1/p2 (2)
[0033]在實驗室進行實驗時，缸體內氣體燃燒前Tl為室溫，為298k (25°C)，T2可根據可燃性氣體燃燒產生的熱量進行計算，其理論依據如下:
[0034]化學反應中，在參加反應的物質發生化學變化的同時，反應系統和外界之間還有功和熱的交換，根據熱力學第一定律，化學反應過程中能量轉化的關係可表示為
[0035]Q= (Up-Ur) +W (3)
[0036]式中Q為化學反應過程中反應系統和外界交換的熱量,成為反應熱；W為反應系統對外所做功的總和；Up為生成物的內能，Ur為反應物的內能。
[0037]若反應過程中系統的容積保持不變，則系統和外界沒有功的交換，則反應過程中的能量轉換關係式可表示為:
[0038]Q=Up-Ur (4)
[0039]在絕熱條件下進行的定容燃燒過程，Q=O,即可得到
[0040]Up=Ur (5)
[0041]也就是說，在絕熱條件下進行定容燃燒時，隨著系統中反應物本身發生化學變化而全部轉變成生成物,反應物的內能也全部轉變成生成物的內能。根據內能和溫度的關係，就可以按照生成物的內能和數值，確定固定容積缸體內氣體燃燒的理論燃燒溫度，進而計算出缸體內的壓力峰值。
[0042](B)計算
[0043]根據牛頓運動定律，破片的發射速度可通過以下公式進行計算
[0044]
【權利要求】
1.ー種破片發射裝置，其特徵在於:包括缸體(I)和發射管(7)，其中缸體(I)的兩個端ロ分別被對應的左封ロ板(2)和右封ロ板(3)封住，其中:所述左封ロ板(2)上開有與缸體(I)內腔相通的進氣ロ(2a)和點火ロ(2b)，其中進氣ロ(2a)的外部接有一根進氣管道(4)，所述點火ロ(2b)中裝有點火裝置(5)； 所述右封ロ板(3)上開有ー個左小右大的兩階式階梯孔，該階梯孔的大孔徑段裝有一個薄鋁片(6)，所述發射管(7)呈水平設置，該發射管(7)的左部與右封ロ板(3)階梯孔的大孔徑段螺紋連接，且發射管(7)的左端將所述薄鋁片(6)壓緊。
2.根據權利要求1所述的破片發射裝置，其特徵在於:所述點火裝置(5)為電火花塞。
3.根據權利要求2所述的破片發射裝置，其特徵在於:所述左封ロ板(2)和右封ロ板(3)由ー組拉緊螺栓(8)連接在一起。
4.一種基於破片發射裝置發射破片的方法，其步驟在幹: a、採用權利要求3所述的破片發射裝置，先在所述發射管(7)內放置破片； b、通過進氣管道(4)向缸體(I)的內腔中注入可燃氣體和空氣； C、通過點火裝置(5)點燃混合氣體，混合氣體燃燒時產生高壓氣體，並通過高壓氣體衝破所述薄鋁片(6 )，然後推動破片射出發射管(7 )。
【文檔編號】G09B23/24GK103456219SQ201310408037
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月10日 優先權日:2013年9月10日
【發明者】趙輝, 尹志勇, 寧心, 李曉炎, 楊光瑜, 賴西南, 王正國 申請人:中國人民解放軍第三軍醫大學第三附屬醫院