CN201673095U - 用于霍普金森压杆的子弹发射气缸 - Google Patents

用于霍普金森压杆的子弹发射气缸 Download PDF

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孟祥瑞
高召宁
王向前
程详
潘阳
冯磊
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Abstract

用于霍普金森压杆的子弹发射气缸，属材料动态性能测试装置领域。其目的是提供一种运行效率高、安全性能好的子弹发射气缸。包括由左右端盖，空心阀杆和缸体构成的发射缸，发射缸的缸体内由中间透盖分隔为左右两个发射气腔室；中间透盖上阀孔的一侧轴向连体一气管，气管另一端置于右端盖内开设的圆孔内，并与固定在右端盖上的法兰的气管连通；弹管一端通过螺纹连接在法兰的气管内；缸体左侧发射气腔室与左端盖之间设有由活塞分隔的顶推气室和控制气室，活塞右侧的端面与空心阀杆连体，空心阀杆的另一端可与透盖中间的阀孔密封配合；左端盖上开设有进气口和排气口，控制气室的缸体上开设有进气口。

Description

用于霍普金森压杆的子弹发射气缸
技术领域
本实用新型涉及材料动态性能测试装置领域，具体地说，是用于霍普金森压杆测试***中的子弹发射气缸。
背景技术
大多数材料在强度等力学性质方面都表现出某种程度的加载率或应变率敏感性，高幅值短持续时间脉冲和荷载所引起的材料力学性质的应变率效应，对于抗动载的结构设计与分析是非常重要的。这些动载来自常规武器侵彻与***、偶然***和高速撞击等许多军事和民用事件。霍普金森压杆目前被公认为是最常用最有效的研究脉冲动载作用下材料力学性质的实验设备。其应用领域从最初测量金属的动态力学性能，发展到现场测量岩石、混凝土、陶瓷、高聚物、***、固体推动剂、塑料、复合材料、泡沫材料、减震材料、粘结层、纤维等多种材料的动态力学性能。不仅适用于压缩试验，还能成功地进行拉伸和剪切试验，并且扩展到具有加速度、力与压力传感器标定功能。
子弹发射气缸是霍普金森压杆的重要组成部分。中国专利200910116213.X公开的用于材料动态性能实验的气动子弹发射缸，其通过中间透盖将发射缸内的发射气腔室分隔为左、右两个，根据发射子弹的速度需求，由设置在中间透盖内的球阀进行切换控制，且将阀杆设计成空心结构，减轻了阀杆自身的重量，提高了阀杆滑动的灵活性。但其设置的控制气腔室由于容积较小，且控制气体直接顶推阀杆的面积也较小，致使阀杆关闭和开启中间透盖上阀孔的运行效率低，安全性较差。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种运行效率高、安全性能好的用于霍普金森压杆的子弹发射气缸。
其技术方案是：一种用于霍普金森压杆的子弹发射气缸，包括由左、右端盖，空心阀杆和缸体构成的发射缸，发射缸的缸体内由中间透盖分隔为左、右两个发射气腔室；中间透盖的横切面呈侧倒的“T”型，中间透盖上轴向开设有由球阀控制的通孔，中间透盖上阀孔的一侧轴向连体一气管，气管另一端置于右端盖内开设的圆孔内，并与固定在右端盖上的法兰的气管连通；弹管一端通过螺纹连接在法兰的气管内；其特征在于：所述的缸体左侧发射气腔室与左端盖之间设有由活塞分隔的顶推气室和控制气室，活塞右侧的端面与空心阀杆连体，空心阀杆的另一端可与中间透盖上的阀孔密封配合；左端盖上开设有进气口和排气口，控制气室的缸体上开设有进气口。
上述与中间透盖上的阀孔密封配合的空心阀杆端为锥形。
其技术效果是：由于在缸体左侧发射气腔室与左端盖之间设有由活塞分隔的顶推气室和控制气室，故在向顶推气室注入气体使阀杆密封关闭中间透盖上的阀孔后，向控制气室注入与顶推气室相同气压的气体，确保了阀杆与阀孔的密封关闭，增加了设备的安全性；发射子弹时，打开顶推气室的排气口，在控制气室气压的压力下，顶推气室的气体被快速排挤出去，并推动与活塞连体的阀杆向左快速滑动，使阀杆的锥端迅速脱离中间透盖上的阀孔，储存在发射气腔室内的气体推动弹管内的子弹向外快速发射，阀杆运行的效率高、速度快。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，用于霍普金森压杆的子弹发射气缸，包括由左、右端盖2、14，空心阀杆15和缸体构成的发射缸，发射缸的缸体内由中间透盖11分隔为左、右两个发射气腔室9、13；中间透盖的横切面呈侧倒的“T”型，透盖上轴向开设有由球阀10控制的通孔，中间透盖上阀孔17的一侧轴向连体一气管，气管另一端置于右端盖内开设的圆孔内，并与固定在右端盖上的法兰18的气管连通；弹管19一端通过螺纹连接在法兰的气管内。缸体左侧发射气腔室9与左端盖2之间设有由活塞3分隔的顶推气室5和控制气室6，活塞右侧的端面与空心阀杆15连体，空心阀杆的另一端可与透盖11中间的阀孔17密封配合；左端盖上开设有进气口4和排气口1，控制气室的缸体上开设有进气口20。
上述与中间透盖上的阀孔密封配合的空心阀杆15端为锥形。
上述的左、右端盖，缸体，活塞、阀杆，中间透盖，法兰和弹管的中心线处在同一轴线上。顶推气室，控制气室和左、右两个发射气腔室独立制作，通过密封圈和螺栓、螺母将各部分联接成整一体。
其工作原理与步骤如下：
1、设定霍普金森压杆实验所需的气压，关闭左端盖上的排气孔1，打开高压气瓶气流控制开关，高压气体由进气口4进入顶推气室5，气体推动与活塞3连体的阀杆15向右端滑动，使阀杆的锥形端面与中间透盖11上的阀孔17关闭，关闭进气口4；
2、设定与顶推气室5相同的气压，打开控制气室6的进气口20，气体进入控制气室，由于两气室气压相同，所以控制气室内气体不会推动与活塞连体的阀杆向左滑动而打开中间透盖上的阀孔发射子弹，增加了设备的安全性。
3、设定发射气腔室需要的气压，打开左侧发射气腔室9的进气口8，气体进入发射气室，至设定的气体压力后，关闭进气口；
4、打开顶推气室的排气口，在控制气室气压的压力下，顶推气室的气体被快速排挤出去，并推动与活塞3连体的阀杆向左快速滑动，迅速打开中间透盖上的阀孔，储存在发射气腔室内的气体推动弹管19内的子弹向外发射。
根据弹体的长度和速度要求，决定是否打开发射缸体分割阀(10)来扩充发射气体体积。

Claims (2)

1.一种用于霍普金森压杆的子弹发射气缸，包括由左、右端盖，空心阀杆和缸体构成的发射缸，发射缸的缸体内由中间透盖分隔为左、右两个发射气腔室；中间透盖的横切面呈侧倒的“T”型，中间透盖上轴向开设有由球阀控制的通孔，中间透盖上阀孔的一侧轴向连体一气管，气管另一端置于右端盖内开设的圆孔内，并与固定在右端盖上的法兰的气管连通；弹管一端通过螺纹连接在法兰的气管内；其特征在于：所述的缸体左侧发射气腔室(9)与左端盖(2)之间设有由活塞(3)分隔的顶推气室(5)和控制气室(6)，活塞右侧的端面与空心阀杆(15)连体，空心阀杆的另一端可与透盖(11)中间的阀孔(17)密封配合；左端盖上开设有进气口(4)和排气口(1)，控制气室的缸体上开设有进气口(20)。
2.根据权利要求1所述的用于霍普金森压杆的子弹发射气缸，其特征在于：所述的与中间透盖(11)上的阀孔(17)密封配合的空心阀杆(15)端为锥形。
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