Газодинамический источник давления
Владельцы патента RU 2300070:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" (RU)
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для создания высоких механических нагрузок на различные объекты. Задача изобретения состоит в исключении потерь давления из рабочего объема камеры. Задача решена за счет перекрытия отверстия ввода линии инициирования в корпусе камеры после подачи инициирующего импульса на электродетонатор. Технический результат заключается в повышении КПД источника высокого давления. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к газодинамическим устройствам, источником энергии которых являются газогенерирующие заряды, например пороховые, взрывчатого вещества (ВВ), пиротехнические.
Известна баллистическая установка (БУ), содержащая камеру высокого давления с пороховым зарядом и устройством его инициирования, присоединенную к ней трубу разгона, отделенную от камеры диафрагмой. В трубе разгона помещен метаемый объект, который после разрыва диафрагмы давлением пороховых газов приводится в движение с заданной расчетной скоростью, см. A.C. SU 1763923, опубл. БИ №35, 1992 г.
Недостатком камеры высокого давления указанной БУ является необходимость отсоединять ее после производства подрыва и заново организовывать ввод проводов через стенку камеры.
Наиболее близким аналогом заявляемого является газодинамический источник давления по пат. RU №2135927, опубл. БИ №24, 1999 г. Указанный источник содержит корпус, в котором размещен полый цилиндрический пороховой заряд со стержневым осевым воспламенителем и средством воспламенения, в качестве которого использован детонирующий шнур, введенный в полость камеры через отверстие в торце корпуса. В противоположном торце выполнено расходное отверстие, через которое продукты взрыва воздействуют на нагружаемый объект.
Недостаток указанного устройства выражается в снижении коэффициента полезного действия (КПД) за счет значительных потерь давления продуктов взрыва через отверстие для ввода линии инициирования средства воспламенения.
Решаемой технической задачей является исключение потерь давления продуктов взрыва через указанное отверстие. Ожидаемый технический результат состоит в повышении КПД источника давления.
Указанная техническая задача решена газодинамическим источником давления, содержащим камеру высокого давления, помещенный в ней газогенерирующий заряд, устройство его воспламенения и инициирования, в противоположных торцах корпуса камеры выполнены осевые расходное отверстие и отверстие ввода линии инициирования устройства воспламенения заряда. Согласно изобретению соосно с отверстием для ввода линии инициирования выполнено седло для запорного элемента, который установлен в камере с возможностью перемещения под действием давления, и перекрытия указанного отверстия. Запорный элемент при этом выполнен по крайней мере с одним смещенным относительно оси каналом для линии инициирования. Запорный элемент может быть цилиндрической или цилиндроконической формы. Он также может быть выполнен полым. При этом величина смещения канала должна быть не менее диаметра отверстия для ввода линии инициирования в камеру.
Наличие запорного элемента, который под действием давления продуктов взрыва перемещается в седло в торце корпуса, позволяет перекрыть отверстие для ввода линии инициирования и исключить потери давления продуктов взрыва (ПВ) или горения, и усилить их воздействие на нагружаемое тело.
Выполнение запорного элемента со смещенным одним или более каналами для ввода линии инициирования обеспечивает отсекание проводов при соударении запорного элемента с седлом.
Величина смещения канала относительно оси не менее диаметра отверстия в корпусе создает поверхность прижатия проводов запорным элементом к кромке отверстия для их отсекания.
Устройство поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен заявленный газодинамический источник давления в разрезе в положении готовности к работе.
На фиг.2 - то же, устройство после срабатывания заряда.
На фиг.3 - запорный элемент цилиндроконической формы.
На фиг.4 - запорный элемент, выполненный полым.
Газодинамический источник давления состоит из камеры высокого давления 1, в корпусе 2 которой помещен газогенерирующий заряд 3, например из взрывчатого вещества, или пороха. К заряду 3 присоединено воспламенительное устройство, например электродетонатор 5, к которому подведена линия инициирования 6, например подрывной кабель, через отверстие 7 в торце корпуса 2. В противоположном торце выполнено расходное отверстие 8 для вывода газа высокого давления, воздействующего на нагружаемый объект 9, установленный на участке разгона. В полости камеры 1 соосно с отверстием 7 подвижно установлен запорный элемент 10. В нем выполнен один (или более) смещенный относительно оси камеры канал 11 для ввода проводов линии инициирования 6, соединенных с электродетонатором 5. В торце корпуса 2 камеры 1 выполнено седло 4 соответствующей запорному элементу 10 формы. Запорный элемент 10 может быть цилиндрической или цилиндроконической формы. Величина смещения канала или каналов от оси в запорном элементе должна быть не менее диаметра отверстия 7. Каналы могут быть выполнены в виде отверстий в теле запорного элемента или пазов на его образующей поверхности.
Газодинамический источник давления работает следующим образом. Подачей электрического импульса по линии инициирования 6 задействуют электродетонатор 5, который производит подрыв заряда 3 ВВ или воспламенение порохового или пиротехнического заряда. Вследствие этого происходит повышение давления в камере 1 и запорный элемент 10 под действием продуктов взрыва перемещается в седло 4, отсекает провода линии инициирования 6 и перекрывает отверстие 7, исключая выход ПВ из него, а следовательно, и потери давления в камере. После этого вся энергия газа высокого давления воздействует на нагружаемое тело 9 через отверстие 8. Проведенные эксперименты подтвердили существенное повышение КПД газодинамического источника давления.
1. Газодинамический источник давления, содержащий камеру высокого давления, помещенный в ней газогенерирующий заряд и устройство его воспламенения и инициирования, причем в противоположных торцах корпуса камеры выполнены осевые расходное отверстие и отверстие ввода линии инициирования устройства воспламенения заряда, отличающийся тем, что соосно с отверстием для ввода линии инициирования выполнено седло для запорного элемента, установленного в камере с возможностью перемещения в седло под действием давления газа и перекрытия указанного отверстия, причем запорный элемент выполнен по крайней мере с одним смещенным относительно оси камеры каналом для линии инициирования.
2. Газодинамический источник давления по п.1, отличающийся тем, что запорный элемент выполнен цилиндрической формы.
3. Газодинамический источник давления по п.1,отличающийся тем, что запорный элемент выполнен цилиндроконической формы.
4. Газодинамический источник давления по п.1, отличающийся тем, что запорный элемент выполнен полым.
5. Газодинамический источник давления по п.1, отличающийся тем, что величина смещения канала ввода линии инициирования в запорном элементе не менее диаметра отверстия для ее ввода в камеру высокого давления.
