專利名稱：水沖擊水柱發(fā)射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種瞬態(tài)水壓沖擊試驗中的水柱發(fā)射裝置，尤其涉及一種水沖擊水柱發(fā)射裝置。
背景技術(shù)：
結(jié)構(gòu)件的瞬態(tài)水壓沖擊試驗中要求將指定體積的水以較高的速度和規(guī)則的柱狀水柱形式發(fā)射，利用高速的水柱產(chǎn)生一個瞬態(tài)高脈沖的沖擊力，從而完成對結(jié)構(gòu)件各部位的耐沖擊試驗；該試驗傳統(tǒng)的裝置是采用活塞推射的原理，將一定體積的水首先注入管子內(nèi)，在管子底部放置活塞，用于推動水柱在管子內(nèi)運動，在管子頂部設(shè)置阻擋限位裝置，用于阻擋活塞飛出管口，然而正是由于阻擋限位裝置的存在，使得水柱出管口后水頭被削尖，同時由于水柱體積的限制，后續(xù)水量無法有效補充，通常在試驗中無法獲得規(guī)則的柱狀水柱。 因此，傳統(tǒng)的活塞推射裝置雖然簡易、操作方便，但由于存在活塞阻擋機(jī)構(gòu)，水柱在發(fā)出射口時形狀發(fā)生嚴(yán)重變形，無法獲得規(guī)則的柱狀水柱，滿足不了結(jié)構(gòu)件的瞬態(tài)水壓沖擊試驗中對水柱形狀的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種利用慣性拋射原理且采用氣炮為動力源的水沖擊水柱發(fā)射裝置。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的本發(fā)明包括拋射筒、炮管、氣室和設(shè)備支架，所述氣室安裝在所述設(shè)備支架內(nèi)，所述炮管的下端與所述氣室的上端連接，所述拋射筒置于所述炮管內(nèi)。本發(fā)明采用氣炮原理設(shè)計，通過氣室內(nèi)瞬間釋放出來的高壓氣體，推動裝有水柱的拋射筒在炮管內(nèi)高速向上運動，運動至炮管頭時通過緩沖墊對拋射筒進(jìn)行緩沖回收，水柱在慣性作用下拋射出去，從而實現(xiàn)高速的規(guī)則形狀水柱的發(fā)射。具體地，所述炮管包括炮管頭、緩沖墊和炮管基座，所述炮管頭、所述緩沖墊和所述炮管基座均為管狀結(jié)構(gòu)，所述炮管頭的下端面與所述炮管基座的上端面連接并通過螺栓固定，所述炮管頭與所述炮管基座的連接端面的圓周上均勻分布有多個內(nèi)外相通的通氣孔，所述炮管頭的軸向方向設(shè)置有多個內(nèi)外相通的通氣槽并沿圓周均勻分布，所述緩沖墊安裝于所述炮管頭內(nèi)部的上段；所述拋射筒包括筒管和筒座，所述筒管和筒座為分離式結(jié)構(gòu)，所述筒管安裝于所述筒座的上端并通過密封圈密封，所述筒座的外徑略小于所述緩沖墊的外徑。所述設(shè)備支架包括上法蘭盤、加強筋、過渡圓筒和下法蘭盤，所述上法蘭盤的下表面與所述過渡圓筒的上端連接，所述過渡圓筒的下端與所述下法蘭盤的上表面連接，所述加強筋連接在所述上法蘭盤、所述過渡圓筒和所述下法蘭盤之間。所述炮管頭與所述炮管基座的連接端面間的通氣孔為所述炮管頭下端面的半圓凹槽與所述炮管基座上端面的半圓凹槽對應(yīng)連接組成的內(nèi)外相通的通氣孔。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明是利用慣性拋射的原理實現(xiàn)規(guī)則水柱的發(fā)射，首先將一定體積的水裝在拋射筒內(nèi)，利用空氣炮的原理推動拋射筒以及筒內(nèi)的水在炮管內(nèi)高速運動，從而獲得需要的初速度，然后拋射筒遇到阻擋裝置突然停止運動，拋射筒內(nèi)的水在慣性的作用下飛出，實現(xiàn)規(guī)則柱狀水柱發(fā)射的過程。由于水是裝在拋射筒中實現(xiàn)的水柱發(fā)射過程，因此水柱形狀被拋射筒有效的約束，從而保證發(fā)射過程中水柱的形狀；同時由于空氣是廉價的清潔能源，因此，本發(fā)明采用空氣為動力，利用氣炮的原理實現(xiàn)水柱的發(fā)射，從而降低成本，并使設(shè)備具有操作方便，安全系數(shù)聞等特點。


圖I是本發(fā)明水沖擊水柱發(fā)射裝置的設(shè)備主體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明水沖擊水柱發(fā)射裝置的設(shè)備支架結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明水沖擊水柱發(fā)射裝置的炮管結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明水沖擊水柱發(fā)射裝置的拋射筒結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明水沖擊水柱發(fā)射裝置的設(shè)備支架安裝示意圖。圖中1-拋射筒、2-炮管、3-氣室、4-設(shè)備支架、5-上法蘭盤、6-加強筋、7-過渡圓筒、8-下法蘭盤、9-炮管頭、10-緩沖墊、11-通氣槽、12-通氣孔、13-炮管基座、14-筒管、15-筒座、16-安裝螺釘、17-金屬墊板、18-緩沖橡膠、19-過渡金屬塊、20-鋼筋混泥土地基。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明如圖I所示本發(fā)明包括拋射筒I、炮管2、氣室3和設(shè)備支架4，氣室3安裝在設(shè)備支架4內(nèi)，炮管2的下端與氣室3的上端連接，拋射筒I置于炮管2內(nèi)。本發(fā)明采用氣炮原理設(shè)計，通過氣室3內(nèi)瞬間釋放出來的高壓氣體，推動裝有水柱的拋射筒I在炮管2內(nèi)高速向上運動，運動至炮管頭9時通過緩沖墊10對拋射筒I進(jìn)行緩沖回收，水柱在慣性作用下拋射出去，從而實現(xiàn)高速的規(guī)則形狀水柱的發(fā)射；氣室3和設(shè)備支架4通過螺栓進(jìn)行連接固定，主要用于存儲高壓氣體，通過氣室3內(nèi)部的快開閥將高壓氣體瞬間釋放出去，從而為水柱的發(fā)射提供動力源；炮管2與氣室3通過螺栓進(jìn)行連接，用于對拋射筒I運動軌跡的約束，同時給拋射筒I提供一定的加速距離，使拋射筒I以及拋射筒I內(nèi)的水在炮管2內(nèi)獲得需要的初始速度。如圖3所示炮管2包括炮管頭9、緩沖墊10和炮管基座13，炮管頭9、緩沖墊10和炮管基座13均為管狀結(jié)構(gòu)，炮管頭9的下端面與炮管基座13的上端面連接并通過螺栓固定，炮管頭9與炮管基座13的連接端面的圓周上均勻分布有多個內(nèi)外相通的通氣孔12，炮管頭的軸向方向設(shè)置有多個內(nèi)外相通的通氣槽11并沿圓周均勻分布，緩沖墊10安裝于炮管頭9內(nèi)部的上段。拋射筒I包括筒管14和筒座15，筒管14和筒座15為分離式結(jié)構(gòu)，筒管14安裝于筒座15的上端并通過密封圈密封(圖中未示出)，筒座15的外徑略小于緩沖墊10的外徑；緩沖墊10通過螺栓連接固定在炮管頭9內(nèi)側(cè)。炮管座13與炮管頭9之間設(shè)計有對接法蘭，通過螺栓進(jìn)行連接；炮管座13和炮管頭9連接面之間設(shè)計有若干個通氣孔12，同時在炮管頭9的側(cè)壁上也設(shè)計有若干長條形的通氣槽11，通氣孔12和通氣槽11均內(nèi)外相通，用來疏導(dǎo)釋放的高壓氣體。拋射筒I安裝在炮管2內(nèi)，拋射筒I筒座15和筒管14內(nèi)部空間里裝待拋射的水，筒座15側(cè)面與炮管2內(nèi)壁之間間隙配合，在高壓氣體的推動下，拋射筒I在炮管2內(nèi)豎直向上運動，當(dāng)拋射筒I運動到炮管頭9處時，拋射筒I筒座15上端面撞擊炮管2內(nèi)的緩沖墊10，拋射筒I整體緩沖減速，拋射筒I內(nèi)的水在慣性的作用下繼續(xù)向上運動，直至全部飛出拋射筒I。如圖2所示設(shè)備支架4采用焊接式結(jié)構(gòu)，包括上法蘭盤5、加強筋6、過渡圓筒7和下法蘭盤8，上法蘭盤5的下表面與過渡圓筒7的上端連接，過渡圓筒7的下端與下法蘭盤8的上表面連接，上法蘭盤5、過渡圓筒7和下法蘭盤8之間通過焊接的方式連接，加強筋6連接在上法蘭盤5、過渡圓筒7和下法蘭盤8之間并分別與上法蘭盤5下端面、過渡圓筒7的側(cè)面外壁以及下法蘭盤8的上端面之間焊接。如圖I、圖3和圖5所示炮管頭9與炮管基座13的連接端面間的通氣孔12為 炮管頭9下端面的半圓凹槽與炮管基座13上端面的半圓凹槽對應(yīng)連接組成的內(nèi)外相通的通氣孔12 ;上法蘭盤5通過螺栓與氣室3固定，下法蘭盤8通過螺栓與地面之間固定。設(shè)備支架4與地面之間固定時，需在地面基礎(chǔ)上預(yù)置帶有內(nèi)螺紋的過渡金屬塊19，然后將設(shè)備支架4的下法蘭盤8直接放置在過渡金屬塊19上，再在下法蘭盤8上端面連接處依次放置圓形的緩沖橡膠18、金屬墊板17，最后通過安裝螺釘16和螺母與地面之間固定，該固定連接方式可有效吸收拋射筒I發(fā)射過程中產(chǎn)生的巨大沖擊能量，設(shè)備支架4與地面之間連接結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。
權(quán)利要求
1.一種水沖擊水柱發(fā)射裝置，其特征在于包括拋射筒、炮管、氣室和設(shè)備支架，所述氣室安裝在所述設(shè)備支架內(nèi)，所述炮管的下端與所述氣室的上端連接，所述拋射筒置于所述炮管內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種水沖擊水柱發(fā)射裝置，其特征在于所述炮管包括炮管頭、緩沖墊和炮管基座，所述炮管頭、所述緩沖墊和所述炮管基座均為管狀結(jié)構(gòu)，所述炮管頭的下端面與所述炮管基座的上端面連接并通過螺栓固定，所述炮管頭與所述炮管基座的連接端面的圓周上均勻分布有多個內(nèi)外相通的通氣孔，所述炮管頭的軸向方向設(shè)置有多個內(nèi)外相通的通氣槽并沿圓周均勻分布，所述緩沖墊安裝于所述炮管頭內(nèi)部的上段；所述拋射筒包括筒管和筒座，所述筒管和筒座為分離式結(jié)構(gòu)，所述筒管安裝于所述筒座的上端并通過密封圈密封，所述筒座的外徑略小于所述緩沖墊的外徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種水沖擊水柱發(fā)射裝置，其特征在于所述設(shè)備支架包括上法蘭盤、加強筋、過渡圓筒和下法蘭盤，所述上法蘭盤的下表面與所述過渡圓筒的上端連接，所述過渡圓筒的下端與所述下法蘭盤的上表面連接，所述加強筋連接在所述上法蘭盤、所述過渡圓筒和所述下法蘭盤之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水沖擊水柱發(fā)射裝置，其特征在于所述炮管頭與所述炮管基座的連接端面間的通氣孔為所述炮管頭下端面的半圓凹槽與所述炮管基座上端面的半圓凹槽對應(yīng)連接組成的內(nèi)外相通的通氣孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水沖擊水柱發(fā)射裝置，拋射筒、炮管、氣室和設(shè)備支架，所述氣室安裝在所述設(shè)備支架內(nèi)，所述炮管的下端與所述氣室的上端連接，所述拋射筒置于所述炮管內(nèi)。本發(fā)明是利用慣性拋射的原理實現(xiàn)規(guī)則水柱的發(fā)射，首先將一定體積的水裝在拋射筒內(nèi)，利用空氣炮的原理推動拋射筒以及筒內(nèi)的水在炮管內(nèi)高速運動，從而獲得需要的初速度，然后拋射筒遇到阻擋裝置突然停止運動，拋射筒內(nèi)的水在慣性的作用下飛出，實現(xiàn)規(guī)則柱狀水柱發(fā)射的過程；由于空氣是廉價的清潔能源，因此，本發(fā)明采用空氣為動力，利用氣炮的原理實現(xiàn)水柱的發(fā)射，從而降低成本，并使設(shè)備具有操作方便，安全系數(shù)高等特點。
文檔編號G01M7/08GK102809475SQ201210223580
公開日2012年12月5日 申請日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者黎啟勝, 王小龍, 李思忠, 胡紹全, 劉偉, 陳剛, 劉顯軍, 陳練, 王祎偉, 侯建軍 申請人:中國工程物理研究院總體工程研究所