Ударная труба Советский патент 1977 года по МПК G01M10/00 

1

Изобретение относится к области строительства, в частности к оборудованию, предназначенному для определения плотности строительного материала осадочных и скальных горных пород путем воздействия на материал ударной волной, имитирующей сейсмическое воздействие.

Известна ударная труба, предназначенная для создания ударной волны в воздушной среде, содержащая камеру высокого давления , поршень со стопорным приспособлением и секционный канал, заполненный, рабочей жидкостью l .

Недостаткся-1 такой ударной трубы является то, что она не может быть использована для подбора плотности жидкости с заданной скоростью распространения ударной волны, икитирующей сейсмическое воздействие.

Наиболее близкой к изобретению из известных является ударная труба,включающая баллон высокого Давления, глушитель, поршень со стопорным механизмом и секционный кангьл, соединенный с глушителем.

Недостатком данной ударной трубы является то, что в ней невозможно определить скорость распространения ударной волны в рабочей жидкости.

Целью изобретения является определение скорости распространения ударной волны в жидкости.

Поставленная цель достигается тем, 5 что ударная труба снабжена элементами из материала с малым коэффициентом передачи ударной волны, установленньвли между секциями канала и оборудованными датчиками давления, стопорный меха0 ниэм выполнен с поршневым приводом, смонтированным, в корпусе баллона высокого давления, а глушитель выполнен в виде цилиндра, внутри которого смонтированы конический рассекатель и пористый фильтр, установленный с зазором между стенками цилиндра, причем глушитель соединен с секинонньм кана лом с помощью ;ильфона

Преимущественным условием является

( выполнение пористого фильтра из ннхромовых проволочек, имеющих при спрессовывании пористость 35 - 40%, что поаволяет более равномерно распределять рабочую жидкость.

5 На фиг.1 изображена предложенная ударная труба, общнй вид на фиг.2 разрез А-А фиг.1 на фиг. 3 - разрея Б-Б фИГ.1.

Ударная Труба содержит секционный

0 канал 1 с секциями 2, осна1ценньв1Ш фланцами 3, между которыми установлены элементы 4 с малым коэффициентом передачи ударной волны, снабженные датчиками 5 давления. Внутренняя полость каждой секции облицована слоем б звукоизоляционного состава - второпластом, обладающим кроме того и малой адгезией. Соединение секций трубы производится, например, болтами 7, установленными с изолирующими втулками В, Нижняя часть грубы 1 представляет собой баллон высокого давления в виде камеры 9 сгорания,, внутри которой установлен пороховой заряд 10 с воспламенителем 11 и пиропатроном 12, смонтированным в крынке 13, Над зарядом 10 в уступах 14 расположен регулируемый поршень 15, состоящий из непосред ственно поршня 16 с фланцем 17 и наружной обоймы 18 с уплотнителями 19 и 20, которая регулирует: длину поршня при помощи резьбы. Наружная, часть обо мы 18 и поршня l&t б&ращенная к жидкости, выполнены среза«ными на кольце вой ус 21 и 22, который обеспечивает возможность получения плоского фронта ударной волны. Ударная волна , идущая в жидкости в районе внутренней образу ющей трубы, несколько отстает от волны, идущей в центре, В одной из секци 2, близко расположенной к камере сгор ния 9, имеется штуцер 23 с обратным клапаном 24, которые служат для запол нения трубы жидкостью. Камера сгорания оснащена клапаном 25 сброса давления, обеспечивающим Поддержание необходимого в ней давле ния. Для обеспечения ударного воздействия поршня йа его фланце 17 имеется Проточка 26, в которую входит штырь . 27 стопорения поршня 15, удерживаемый Пружиной 28. Через штырь 27 прдходит коромысло 29, закрепленное при помощи оси 30 на кронштейне 31. Под.воздействием газов камеры сгорания поршень 32, герметичность которого обеспечивается уплотнителем 33, давит на коройысло 29. Вверху ударной трубы установ лен глушитель 34, соединенный с секцй й канала 2 при помощи сильфона 35. Кроме того, секция канала оснащена упорами 36 и 37, взаимодействуишими с днишем 38 корпуса глушителя 39 в Виде глухого цилиндра, внутри которорого о некоторым зазором от стенки установлен металлический фильтр 40, выполненный, например, из нихромовых проволочек методом прессования с пористостью 35 - 40%. На торца цилиндра имеется конический рассекатель 41, установленный на стерж не 42, который крепится гайкой 43 и проходит сквозь днище пористого фильт ра упираясь в него фланцей 44. Распорная втулка 45 обеспечивает нeoбxoди мй зазор между днищем цилиндра 39 и филь ром 40. При заполнении внутренней пол ти ударной трубы рабочей жидкостью создается воздуцшая подушка 46, улучшающая процесс гашения ударной волны. Ударная труба работает следующим образом. После заполнения рабочей жидкостью внутренней полости ударной трубы, монтажа порохового заряда 10, воспламенителя 11, системы датчиков 5 и регулировки клапана сброса давления 25, производят подрыв пиропатрона 12. Газы, образовавшиеся в камере сгорания 9, давят на поршень 32, который после достижения необходимого давления через коромысло 29 выдергивает штырь 27, сдавив пружину 28. Поршень 15, освободившись от удерживс1ющего его штырья, резко давит на рабочую жидкость, в результате чего в ней образуется ударная волна с плоским фронтом, так как усы 21 и 22 ударят по жидкости одновременно с торцем поршня. Но благодаря тому, что у стенки трубы жидкость тормозится, ударная волна в канале 1 выравйивается воспринимается датчиками 5 давления, .которые подают сигналы на регчстрирующую аппаратуру (на чертеже не показана). Фторопластовые элементы 4 практически исключают одновременное движение ударной волны по металлу. Пройдя весь канал, ударная волна попадает в глушитель 34 на конический рассекатель 41, отражается от него, движется далее по направлению к металлическому фильтру 40, где также частично отражается, а частично гасится, постепенно затухая, В. результате гашения ударной волны в глушителе поднимается давление, которое воспринимается воздушной подушкой и перемещает кор-пус глушителя по секции 2, сжав сильфов 35. Таким образом, описанная ударная труба позволяет производить измерение плотности и прочности строительных элементов в широком диапазоне динами ческих ударных нагрузок за счет изменения плотности рабочей жидкости и возможности определения скорости распространенй ударной волны в жидкости, имитирующей сейсмическое воздействие, например, на строительный элемент или естественные камни. Формула изобретения 1. Ударная труба, включающая баллон высокого давления, глушитель, поршень со стопорным механизмом и секционный канал, соединенный с глушителем, о т л и ч а ю .щ а я с я тем, что, с целью определения скорости распространения ударной волны в жидкости, ударная труг ба снабжена элементами из материала с малым коэффициентом передачи ударной волны, установленными между секциями канала и оборудованными датчиками давления, стопорный механизм выполнен с поршневым приводом, смонтированным в корпусе баллона высокого давления, а глушитель выполнен в виде цилиндра, внутри которого смонтированы конический рассекатель и пористый фильтр, ус тановленный с зазором между стенками цилиндра, причем глушитель соединен с секционным каналом с помощью1сильфона.

J4

J JФиг. 1 ч фи че 5 вн W 10 №

А .А

Фиг. 2 2.Ударная труба по п. 1, отлиающаяся тем, что пористый льтр выполнен из нихромовых проволок и имеет пористость 35-40%. Источники информации принятые во имание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР 200835, кл. G01 М 9/00,1967. 2.Авторское свидетельство СССР 329432, кл. GOl М 9/00,1970.

IS

11