МАНОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСУД Российский патент 2006 года по МПК F42B35/00 G01N33/22 F23R7/00 

Изобретение относится к аппаратам высокого давления, предназначенным для исследования процессов горения порохов и взрывчатых веществ в замкнутом объеме.

Известно устройство - манометрическая бомба (МБ), описанное в А.И.Гольбиндер. Лабораторные работы по курсу теории взрывчатых веществ. Росвузиздат, 1963. 142, стр.42, состоящая из толстостенной трубы - корпуса с двумя крышками. Обтюрация крышек осуществляется с помощью плоских стальных и резиновых колец. В одной из крышек смонтировано измерительное устройство, в другую крышку вворачивается датчик давления. Недостатком этой МБ является то, что в ней нельзя испытывать при давлениях 500 МПа, что обусловлено конструкцией корпуса и узла уплотнения запорных крышек.

Наиболее близкой по технической сущности является МБ по патенту RU 2236003 кл. МПК 7 G 01 N 33/22. Эта манометрическая бомба состоит из корпуса, выполненного из двух с натягом вставленных один в другой цилиндров, крышки с воспламенительной проставкой, снабженной изолированным электродом и узлом выпуска газа, крышки с проставкой замера давления, обтюрирующих колец, имеющих в поперечном сечении форму треугольника, медных экранов, защищающих торцевые поверхности проставок.

Недостатком данной МБ является сложность изготовления посадки под датчик давления, недостаточная надежность работы этого соединения, разгар канала узла выпуска газов воспламенительной проставки, отсутствие разгрузки от сил, возникающих в случае дефектов обтюраторов или их некачественной сборки.

Цель изобретения - увеличение срока службы манометрического сосуда, увеличение числа циклов нагружения при высоких значениях рабочего давления в камере сгорания манометрического сосуда и улучшение его эксплуатационных характеристик.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом манометрическом сосуде, выполненном в виде двухслойного металлического цилиндра, образованного из корпуса и запрессованной вставки, имеющей внешнюю коническую поверхность, сопрягаемую с корпусом по ответной конической поверхности и предварительно напряженной за счет запрессовки, полости за уплотнениями, в качестве которых используются расположенные по торцам пороховой камеры обтюраторы, соединены с атмосферой разгрузочными каналами. Это предотвращает возникновение дополнительного усилия на торцевые стенки манометрического сосуда и, как следствие, разрушение составляющих их деталей при образовании негерметичности по уплотняющим поверхностям обтюраторов в случае некачественной сборки.

Устройство измерения давления в камере сгорания выполнено как единый узел - крышка с измерительным цилиндром. Измерение давления в камере сгорания осуществляется по величине деформации измерительного цилиндра с помощью тензометрических датчиков, укрепленных на его наружной поверхности. Это устраняет стык между крышкой и устройством измерения давления, обеспечивает повышение надежности конструкции манометрического сосуда, упрощает его сборку, улучшает условия его работы и облегчает замену тензометрических датчиков.

Кроме того, на входе в канал выпуска газов в запальной проставке и на входе в устройство измерения давления со стороны камеры сгорания установлены сменные втулки из обладающего высокой температуропроводностью материала, например из меди, что предотвращает разгорание каналов.

Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемый манометрический сосуд обеспечивает увеличение срока службы и числа циклов нагружения при высоких значениях рабочего давления в камере сгорания и существенно улучшает его эксплуатационные характеристики.

На чертеже представлена конструктивная схема манометрического сосуда. Манометрический сосуд содержит камеру сгорания 1, корпус 2, вставку 3, обтюраторы 4, 5, запальную проставку 6 с воспламенительным устройством 7, каналом сброса давления 8 и клапанным механизмом 9, крышку 10 с устройством измерения давления 21 с тензометрами 11, 12, сменные экраны 13, 14, пробки 15, 16, разгрузочные каналы 17, 18, втулки 19, 20.

Работа манометрического сосуда определяется совокупностью и последовательностью операций, выполнение которых обеспечивает исследование горения пороха, сжигаемого в камере сгорания.

По заданному максимальному давлению рассчитывается масса воспламенителя и пороха и производится навесок воспламенителя и пороха. На крышку 10 устанавливается экран 13 и закрывается втулкой 19. В вертикально расположенный корпус 2 с запрессованной вставкой 3 устанавливается обтюратор 4, вставляется крышка 10 и затягивается пробкой 15. Затем корпус 2 устанавливается вторым торцом вверх, в камеру сгорания 1 закладывается навеска пороха, устанавливается обтюратор 5. На запальную проставку 6 устанавливается защитный экран 14 и бумажный пакетик с навеской воспламенителя располагается между электровводами воспламенительного устройства 7, к которым присоединяется проходящая через пакетик проволочка накаливания.

После этого запальную проставку устанавливают в корпус 2 и затягивают пробкой 16. С помощью клапанного механизма 9 закрывается канал выпуска газов 8. Собранный манометрический сосуд устанавливается на стапель в испытательном боксе. На ворот клапанного механизма 9 наматывается трос, который выводится за пределы испытательного бокса. Подключаются электрические линии тензометров 11, 12 и электровводов воспламенительного устройства 7.

Для испытания подается напряжение на электровводы воспламенителя 7 с предварительным включением измерительной аппаратуры, соединенной с тензометрами 11, 12. От проволочки накаливания загорается навеска воспламенителя и затем воспламеняется и сгорает навеска пороха.

После испытания с помощью клапанного механизма 9 за счет вращения его ворота, осуществляемого с помощью выведенного за пределы испытательного бокса троса, производится выпуск газа из камеры сгорания.

Изобретение относится к области испытаний порохов и взрывчатых веществ. Устройство включает двухслойный металлический корпус, стальные обтюраторные кольца, устройство измерения давления в камере сгорания, выполненное в виде крышки с измерительным цилиндром, имеющим не менее двух тензометров, при этом на входе в канал выпуска газа в запальной проставке и на входе в устройство измерения давления со стороны камеры сгорания установлены втулки, выполненные из материала с высокой температуропроводностью, а полости за обтюраторными кольцами соединены с атмосферой разгрузочными каналами. Использование изобретения обеспечивает увеличение срока службы манометрического сосуда. 1 ил.

Манометрический сосуд, включающий камеру сгорания с торцевыми защитными экранами, выполненную в виде двухслойного металлического цилиндра, образованного из корпуса и запрессованной вставки, имеющей внешнюю коническую поверхность, сопрягаемую с корпусом по ответной конической поверхности, с расположенными по его торцам обтюраторами, ограниченного с одной стороны запальной проставкой с встроенным воспламенительным устройством и каналом выпуска газов с клапанным механизмом и удерживаемой пробкой, с другой стороны - крышкой, устройством измерения давления и пробкой, отличающийся тем, что полости за обтюраторами соединены с атмосферой разгрузочными каналами, устройство измерения давления выполнено в крышке в виде измерительного цилиндра, имеющего не менее двух тензометров, а на входе в канал выпуска газа в запальной проставке и на входе в устройство измерения давления со стороны камеры сгорания установлены втулки, выполненные из материала с высокой температуропроводностью.