一种可控冲击波的试验装置的制作方法

1.本发明涉及冲击波试验设备的技术领域，尤其涉及一种可控冲击波的试验装置。


背景技术：

2.在高低压瞬间释放的场合都会产生冲击波，比如爆炸和爆炸后均会产生不同压力的冲击波。目前产生冲击波的装置都是采用tnt炸药爆炸，爆轰型激波管或高压激波管爆破片泄放产生。
3.冲击波是气流中一个重要的物理现象，冲击波管则为产生冲击波的实验装置，通过利用高低段的压差来产生冲击波。冲击波管设计的关键在于瞬间卸压装置，其设计的基本要求是密封性好，气体的排放流量大以及操作方便。在其他条件相同的情况下，卸压的快慢直接影响到冲击波形成的强度，卸压越快，产生的冲击波越强。常见的瞬间卸压装置为爆破片式卸压装置，当压力达到破膜压力时，爆破片瞬间破裂，从而瞬间释放出气流，产生冲击波。
4.目前大多数的产生冲击波的试验装置，基本上是采用爆破片爆炸产生冲击波，但这类冲击波瞬间卸压装置的破碎膜片会干扰实验流场，且需要频繁更换爆破片，造成实验效率低下，且该类实验装置不能调节冲击波的作用时间，对冲击波压力控制也很不方便。


技术实现要素：

5.针对现有的产生冲击波的装置存在的上述问题，现旨在提供一种可控冲击波的试验装置，结构简单，实验效率高，可根据试验需求对冲击波的作用时长进行调节，且方便调节冲击波的压力和作用时间。
6.具体技术方案如下：
7.一种可控冲击波的试验装置，包括依次连接的储气罐、快开阀、缓冲组件和安装罐，所述储气罐上设有进气阀和卸压阀，所述安装罐内安装有试验件，所述储气罐上设有至少一压力传感器，所述安装罐内位于所述试验件的两端均设有至少一冲击波传感器；
8.所述缓冲组件包括依次连接的过渡管、至少一限流板和缓冲管，所述过渡管与所述快开阀连接，所述缓冲管与所述安装罐连接。
9.上述的可控冲击波的试验装置，其中，所述快开阀为快开蝶阀或电磁阀，所述快开阀的进气面与所述储气罐连接，所述快开阀的出气面与所述过渡管的一端连接，所述过渡管的另一端与所述限流板连接，所述限流板与所述缓冲管的一端连接，所述缓冲管的另一端与所述安装罐连接。
10.上述的可控冲击波的试验装置，其中，所述限流板为孔板。
11.上述的可控冲击波的试验装置，其中，还包括：出风管，所述出风管与所述安装罐连接，所述出风管与所述缓冲管同轴设置。
12.上述的可控冲击波的试验装置，其中，所述储气罐、所述过渡管和所述缓冲管同轴设置。
13.上述的可控冲击波的试验装置，其中，所述储气罐的底部设有固定基座，所述储气罐远离所述快开阀的一端设有缓冲座，所述缓冲座与所述储气罐之间设有缓冲块。
14.上述的可控冲击波的试验装置，其中，所述安装罐内设有安装架，所述试验件安装于所述安装架上。
15.上述的可控冲击波的试验装置，其中，所述安装罐或所述出风管的底部设有活动支撑装置，所述活动支撑装置为若干滚轮或移动车。
16.上述的可控冲击波的试验装置，其中，所述试验件朝向所述快开阀。
17.上述技术方案与现有技术相比具有的积极效果是：
18.本发明结构简单，实验效率高，可根据试验需求对冲击波的作用时长进行调节，且方便调节冲击波的压力和作用时间，可以实现快速调节冲击波压力和作用时间，避免更换爆破片，加快试验进度，节约人工工时，一个试验室年节约人工工时大于4000小时/年以上。
附图说明
19.图1为本发明一种可控冲击波的试验装置的第一实施例的整体结构示意图；
20.图2为本发明一种可控冲击波的试验装置的第二实施例的整体结构示意图；
21.附图中：1、储气罐；2、快开阀；3、缓冲组件；4、安装罐；5、试验件；6、地面；7、过渡管；8、限流板；9、缓冲管；10、出风管；11、进气阀；12、卸压阀；13、压力传感器；14、冲击波传感器；15、固定基座；16、缓冲座；17、缓冲块；18、安装架；19、滚轮；20、移动车；21、罐体；22、罐盖。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
23.第一实施例：
24.图1为本发明一种可控冲击波的试验装置的第一实施例的整体结构示意图，如图1所示，示出了一种较佳实施例的可控冲击波的试验装置，包括依次连接的储气罐1、快开阀2、缓冲组件3和安装罐4，储气罐1上设有进气阀11和卸压阀12，安装罐4内安装有试验件5，储气罐1上设有至少一压力传感器13，安装罐4内位于试验件5的两端均设有至少一冲击波传感器14。
25.进一步，作为一种较佳的实施例，缓冲组件3包括依次连接的过渡管7、至少一限流板8和缓冲管9，过渡管7与快开阀2连接，缓冲管9与安装罐4连接。
26.进一步，作为一种较佳的实施例，快开阀2为快开蝶阀或电磁阀，快开阀2的进气面与储气罐1连接，快开阀2的出气面与过渡管7的一端连接，过渡管7的另一端与限流板8连接，限流板8与缓冲管9的一端连接，缓冲管9的另一端与安装罐4连接。
27.以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围。
28.本发明在上述基础上还具有如下实施方式：
29.本发明的进一步实施例中，请继续参见图1至图2所示，限流板8为孔板。优选的，限流板8为可根据需要配置不同孔大小、数量和排布的限流板8。
30.本发明的进一步实施例中，可控冲击波的试验装置还包括：出风管10，出风管10与安装罐4连接，出风管10与缓冲管9同轴设置。
31.本发明的进一步实施例中，储气罐1、过渡管7和缓冲管9同轴设置。
32.优选的，进气阀11和卸压阀12位于储气罐1的侧壁。
33.本发明的进一步实施例中，储气罐1的底部设有固定基座15，储气罐1远离快开阀2的一端设有缓冲座16，缓冲座16与储气罐1之间设有缓冲块17。
34.优选的，缓冲座16和缓冲块17能有效减小冲击波作用下对整个装置的冲击，储气罐1的底部的两端均设有固定基座15，固定基座15用于将储气罐1与地面6固定，缓冲座16也与地面6固定。
35.本发明的进一步实施例中，安装罐4内设有安装架18，试验件5安装于安装架18上。
36.本发明的进一步实施例中，安装罐4或出风管10的底部设有活动支撑装置，活动支撑装置为移动车20。优选的，移动车20设于出风管10的底部。
37.本发明的出风管10底部设有移动车20，方便试验件5。
38.本发明的进一步实施例中，试验件5朝向快开阀。
39.优选的，快开阀2将高压气体阻挡在储气罐1内，并在需要的时候快开阀瞬间打开，保证气流从瞬间高压到低压空间，产生冲击波。
40.优选的，限流板8可以阻碍冲击波，延迟冲击波作用的时间，通过设置不同限流板8，来模拟不同种类爆炸冲击波作用到试验件5上的时间。
41.优选的，两个冲击波传感器14位于试验件5的前后两端。
42.本发明的实验使用方法：
43.步骤s1：确定所需的冲击波压力，确定储气罐1的压力和试验件5的前作用面的压力；
44.步骤s2：向储气罐1输气，当储气罐1上的压力传感器13检测到储气罐1内的压力达到目标值后，输气结束；
45.步骤s3：控制快开阀2瞬间打开，储气罐1内高压气体迅速从高压储气罐到达低压区的过渡管7，形成冲击波，冲击波通过过渡管7到达限流板8，经过限流板8的限流缓冲后，再通过缓冲管9，到达安装罐4内的试验件5；
46.步骤s4：试验件5动作，迅速关闭，试件关闭前的气流通过出风管10排出；
47.步骤s5：安装罐4内的两冲击波传感器14收集到试验件5关闭前后压力，用于判定试验件5的泄漏压力和泄漏率。
48.本发明可通过气压机给储气罐1的进气阀11输气。
49.本发明利用快开阀2代替了常见的爆破片，开关动作更快，实验能获得更强的冲击波，同时避免了爆破式冲击波管的弊端。
50.本发明可通过安装不同种类和个数的限流板8来模拟不同冲击波作用在试验件5上时间，实验条件控制方便，产生可控冲击波，满足各种实验条件，大大降低了各大学和科研机构配置实验室的成本，同时，节约了实验时间，加快了实验进度，为各科研部门快速完成国家科研任务创造了条件。
51.本发明设有缓冲部件，有效缓解了实验过程中装置的冲量，使装置安全可靠。
52.第二实施例：
53.如图2所示，图2为本发明一种可控冲击波的试验装置的第二实施例的整体结构示意图，本实施例的主体结构与第一实施例的大体相同，不同之处在于：活动支撑装置为若干
滚轮19。
54.优选的，安装罐4包括：罐体21和罐盖22，可通过打开罐盖22，将试验件5安装在安装架18上。
55.优选的，滚轮19设于安装罐4的底部。
56.本实施例的安装罐4包括：罐体21和罐盖22，里面设置安装架18和底部设置滚轮19，安装试验件5时，先打开安装罐盖22，然后将试验件5从安装罐4顶部吊入，操作者在罐体21体内将试验件5安装到安装架18上，安装好试件5的安装罐4，在通过滚轮19移动和前面缓冲管9对接安装。
57.优选的，本发明可以根据扩大试件的测量范围，更换安装罐4的体积。
58.本发明整个装置用到的各种设备比其他产生冲击波的结构更简单，免除了进口爆破膜，加大了国产部件的替代率，同时对冲击波的作用时间和压力实现可控，大大加快了试验进度，对于一个标准的冲击波室验室，可减少70％以上试验所需人工，单个实验室节约人工工时大于4000小时/年以上，可为全社会同类型实验室每年节约2亿元人民币以上的成本。
59.以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。