一种测量二级轻气炮膜片破膜压力的装置的制作方法

1.本实用新型涉及高速撞击测试装置，具体涉及一种测量二级轻气炮膜片破膜压力的装置。


背景技术：

2.二级轻气炮是重要的且广泛应用的超高速发射装置，其工作原理是：泵管抽真空后注入一定轻质气体，当高压气室的气压超过膜片承受能力时，膜片发生破裂，所产生的高温、高压气体推动弹丸向前运动，弹丸以较高的速度飞出炮口。二级轻气炮中金属膜片是连接并隔离泵管与发射管的关键部件，其破裂压力对活塞与弹丸的运动历程有明显影响，是二级轻气炮内弹道的核心参数。为了对轻气炮内弹道过程进一步研究，需要对膜片破裂压力进行测量。
3.目前，关于膜片破裂动态压力的测量装置以及方法还鲜见于公开文献报道，多限于数值模拟。而直接在二级轻气炮高压锥段开孔测量存在一定安全风险，测量结果也难以保证精准度，对于二级轻气炮体本身来说也会有一定程度的损伤，使测量成本比较高。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是解决二级轻气炮膜片破裂压力的测量过程中直接在二级轻气炮体上开孔测量具有一定安全风险、测量结果不够准确、测量成本偏高的问题，而提供了一种测量二级轻气炮膜片破膜压力的装置。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术解决方案如下：
6.一种测量二级轻气炮膜片破膜压力的装置，包括轻气炮锥段、轻气炮发射管，其特殊之处在于：还包括压力传感器、锥段延长段、膜片以及加长烧蚀环；
7.所述锥段延长段的轴心位置设置有通孔，通孔直径与轻气炮发射管的孔径一致；
8.所述锥段延长段左端设有一个与其同轴心的凸起，该凸起与轻气炮锥段出口端凹槽相适配，且使得锥段延长段的通孔与轻气炮锥段出口端出口连通；
9.所述锥段延长段右端有一个与其同轴心的凹槽，凹槽直径与膜片直径一致；
10.所述锥段延长段上开设有沿径向的安装孔，用于安装第一压力传感器；
11.所述加长烧蚀环的长度为58mm-70mm，该通孔直径与轻气炮发射管的孔径一致；
12.所述加长烧蚀环左端设置有与其同轴心的凹槽，凹槽直径与膜片直径一致，该凹槽与锥段延长段右端凹槽相互配合用于夹持膜片；
13.所述加长烧蚀环右端设置有与其同轴心的凸起部位，该凸起部位与轻气炮发射管左侧凹槽相适配，使得加长烧蚀环右端的通孔与轻气炮发射管入口连通；
14.所述加长烧蚀环上开设有沿径向的安装孔，用于安装第二压力传感器。
15.所述轻气炮发射管的尾部法兰盘通过连接螺栓与轻气炮锥段连接。
16.进一步地，所述锥段延长段右端凹槽深度为膜片厚度的一半；所述加长烧蚀环左端凹槽深度为膜片厚度的一半。
17.进一步地，所述锥段延长段上开设的所述安装孔为多个，多个安装孔在锥段延长段上沿周向均布；所述第一压力传感器为多个，多个第一压力传感器分别安装在安装孔中。
18.进一步地，所述加长烧蚀环上开设的所述安装孔为多个，多个安装孔在加长烧蚀环上沿周向均布；所述第二压力传感器为多个，多个第二压力传感器分别安装在安装孔中。
19.进一步地，所述锥段延长段上开设的所述安装孔为两个，所述第一压力传感器为两个；所述加长烧蚀环上开设的所述安装孔为两个，所述第二压力传感器为两个。
20.进一步地，所述加长烧蚀环的长度为60mm-64mm。加长烧蚀环的长度必须能够满足第二压力传感器的安装需求以及其两端的连接要求。
21.进一步地，为了确保密封效果，锥段延长段左端与轻气炮锥段出口端之间通过o型圈实现密封连接；所述加长烧蚀环右端与轻气炮发射管左端通过o型圈实现密封连接。
22.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
23.(1)本实用新型在轻气炮锥段与轻气炮发射管之间设置了锥段延长段和加长烧蚀环，能够在不破坏二级轻气炮原有结构的基础上，为传感器提供测试位置，结构简单安全，避免直接在高压锥段开孔测量的危险。
24.(2)本实用新型在锥段延长段和加长烧蚀环结构上开设安装孔孔，分别安装第一压力传感器和第二压力传感器，得到的膜片破裂动态压力准确度高于一般静态压力试验，成本也比在二级轻气炮原有结构的基础上测量低得多，可复制性强。
附图说明
25.图1为本实用新型测量二级轻气炮膜片破膜压力的装置一个实施例的结构剖示图；
26.图2为本实用新型实施例中的锥段延长段剖示图；
27.图3为本实用新型实施例中的加长烧蚀环剖示图；
28.附图标号如下：
29.1-轻气炮锥段，2-第一压力传感器，3-锥段延长段，4-膜片，5
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第二压力传感器，6-加长烧蚀环，7-轻气炮发射管。
具体实施方式
30.以下结合附图1和具体实施例对本实用新型的内容作进一步的详细描述：
31.本实施例如图1所示：一种测量二级轻气炮膜片破膜压力的装置，包括轻气炮锥段1、第一压力传感器2、锥段延长段3、膜片4、第二压力传感器5、加长烧蚀环6以及轻气炮发射管7。
32.其中，锥段延长段3的轴心位置设置有通孔，通孔直径与轻气炮发射管7的孔径一致，其左端设有一个与其同轴心的凸起与轻气炮锥段1出口端凹槽通过o型圈密封连接，使得锥段延长段3与轻气炮锥段1出口端连通。
33.锥段延长段3上开设有沿径向的安装孔，安装第一压力传感器2，其右端有一个与其同轴心的凹槽，凹槽直径与膜片4直径一致。
34.加长烧蚀环6的长度为60mm-64mm，在其轴心位置有通孔，该通孔直径与轻气炮发射管7的孔径一致，其左端设置有与其同轴心的凹槽，凹槽直径与膜片4直径一致，该凹槽与
锥段延长段3右端凹槽相互配合夹持膜片4。
35.加长烧蚀环6右端设置有与其同轴心的凸起部位，该凸起部位与轻气炮发射管7左侧凹槽相适配，使得加长烧蚀环6右端与轻气炮发射管7连通。加长烧蚀环6上开设有沿径向的安装孔，安装第二压力传感器5。
36.轻气炮发射管7的尾部法兰盘通过连接螺栓与轻气炮锥段1连接。
37.本实用新型测量二级轻气炮膜片破膜压力的装置使用方式如下：在二级轻气炮泵管抽真空后注入一定轻质气体，使高压气室内气体膨胀，从而推动活塞向前运动绝热压缩泵管内的轻质气体，使其在泵管末端形成一个新的高压气室，第一压力传感器2测量轻气炮锥段1压力p1变化，利用示波器等设备记录第一压力传感器2波形变化；第二压力传感器5用来测量膜片4破裂后的压力p2变化，当轻气炮锥段1压力p1积累到一定强度后膜片4破裂，p2开始升高，以p2压力起跳点时间为膜片4破裂时间，在p1中可以得到膜片4破裂压力。
38.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，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公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换方案，这些修改或替换方案都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种测量二级轻气炮膜片破膜压力的装置，包括轻气炮锥段(1)和轻气炮发射管(7)，其特征在于：还包括第一压力传感器(2)、锥段延长段(3)、膜片(4)、第二压力传感器(5)以及加长烧蚀环(6)；所述锥段延长段(3)轴心位置设置有通孔，通孔直径与轻气炮发射管(7)的孔径一致；所述锥段延长段(3)左端设置有一个与其同轴心的凸起，该凸起与轻气炮锥段(1)出口端凹槽相适配，且使得锥段延长段(3)的通孔与轻气炮锥段(1)出口端出口连通；所述锥段延长段(3)右端设置有一个与其同轴心的凹槽，凹槽直径与膜片(4)直径一致；所述锥段延长段(3)上开设有沿径向的安装孔，用于安装第一压力传感器(2)；所述加长烧蚀环(6)的长度为58mm-70mm，其轴心位置设置有通孔，通孔直径与轻气炮发射管(7)的孔径一致；所述加长烧蚀环(6)左端设置有与其同轴心的凹槽，凹槽直径与膜片(4)直径一致，该凹槽与锥段延长段(3)右端凹槽相互配合用于夹持膜片(4)；所述加长烧蚀环(6)右端设置有与其同轴心的凸起部位，该凸起部位与轻气炮发射管(7)左侧凹槽相适配，使得加长烧蚀环(6)右端与轻气炮发射管(7)入口连通；所述加长烧蚀环(6)上开设有沿径向的安装孔，用于安装第二压力传感器(5)；所述轻气炮发射管(7)的尾部法兰盘通过连接螺栓与轻气炮锥段(1)连接。2.根据权利要求1所述的测量二级轻气炮膜片破膜压力的装置，其特征在于：所述锥段延长段(3)右端凹槽深度为膜片(4)厚度的一半；所述加长烧蚀环(6)左端凹槽深度为膜片(4)厚度的一半。3.根据权利要求1或2所述的测量二级轻气炮膜片破膜压力的装置，其特征在于：所述锥段延长段(3)上开设的所述安装孔为多个，多个安装孔在锥段延长段(3)上沿周向均布；所述第一压力传感器(2)为多个，多个第一压力传感器(2)分别安装在安装孔中。4.根据权利要求3所述的测量二级轻气炮膜片破膜压力的装置，其特征在于：所述加长烧蚀环(6)上开设的所述安装孔为多个，多个安装孔在加长烧蚀环(6)上沿周向均布；所述第二压力传感器(5)为多个，多个第二压力传感器(5)分别安装在安装孔中。5.根据权利要求4所述的测量二级轻气炮膜片破膜压力的装置，其特征在于：所述锥段延长段(3)上开设的所述安装孔为两个，所述第一压力传感器(2)为两个；所述加长烧蚀环(6)上开设的所述安装孔为两个，所述第二压力传感器(5)为两个。6.根据权利要求1所述的测量二级轻气炮膜片破膜压力的装置，其特征在于：所述加长烧蚀环(6)的长度为60mm-64mm。7.根据权利要求6所述的测量二级轻气炮膜片破膜压力的装置，其特征在于：所述锥段延长段(3)左端与轻气炮锥段(1)出口端通过o型圈实现密封连接；所述加长烧蚀环(6)右端与轻气炮发射管(7)左端通过o型圈实现密封连接。

技术总结
本实用新型提供了一种测量二级轻气炮膜片破膜压力的装置，以解决现有技术所存在的具有一定安全风险、测量结果不够准确和测量成本偏高的问题。该装置包括轻气炮锥段、轻气炮发射管、压力传感器、锥段延长段、膜片以及加长烧蚀环；锥段延长段的轴心位置设置有通孔，左端设有凸起且与轻气炮锥段出口端凹槽相适配，右端设有凹槽，在锥段延长段的径向位置安装有压力传感器；加长烧蚀环的长度为58mm-70mm，在轴心位置有通孔，左端设置凹槽，且该凹槽与锥段延长段右端凹槽相互配合用于夹持膜片，右端设置凸起部位使其能够与轻气炮发射管左侧凹槽相适配，加长烧蚀环的径向位置安装有压力传感器；轻气炮发射管的尾部法兰盘通过连接螺栓与轻气炮锥段连接。轻气炮锥段连接。轻气炮锥段连接。


技术研发人员：赵奇峰 朱玉荣 谭书舜 李进 张向荣 李运良 肖遥
受保护的技术使用者：西北核技术研究所
技术研发日：2022.04.15
技术公布日：2022/9/22