本发明属于防护工程中爆炸波模拟装置研制技术领域，提出一种用于大型爆炸波模拟装置的大气室多膜片驱动器。大气室多膜片驱动器的高压段（2）的两端分别设置扶壁式反力墙（1）、膜片及高压封隔结构（4）；高压段（2）的中心具有高压气室（3）；高压气室（3）与高压气站相连通；膜片及高压封隔结构（4）的主体由圈梁（14）、立柱（11）和横梁（13）连接而成；横梁（13）、立柱（11）以及圈梁（14）之间所形成的若干个框架上分别安装相对应的面板（15）；若干个面板（15）中的多个面板上安装固定有线性切割装药的膜片（16）。本发明具有高压气室容积大、膜片数量多、膜片打开数量和位置可控的优势。
1.一种用于大型爆炸波模拟装置的大气室多膜片驱动器，其特征在于：所述的大气室多膜片驱动器包括有扶壁式反力墙（1）、高压段（2）和膜片及高压封隔结构（4）；所述的扶壁式反力墙（1）位于高压段（2）起始端，所述的膜片及高压封隔结构（4）位于高压段（2）的出口端；所述高压段（2）的中心具有高压气室（3）；所述的高压气室（3）为由高压段（2）、膜片及高压封隔结构（4）和扶壁式反力墙（1）构成的一个密封的高压容器；所述的高压气室（3）通过扶壁式反力墙上的进气孔与安装在大型爆炸波模拟装置外的高压气站相连通，利用高压气站向高压气室内充入压缩空气，从而获得用以形成冲击波的高压气体，实现大型爆炸波环境的模拟；所述膜片及高压封隔结构（4）的主体包括有若干段圈梁（14）、若干根立柱（11）和若干根横梁（13）；若干段所述的圈梁（14）构成膜片及高压封隔结构的外围钢结构，且所述的外围钢结构为半圆拱和仰拱组合而成的结构；所述立柱（11）的两端分别位于所对应两段圈梁的间隙内；相邻两个立柱（11）之间设置有若干根用以将相邻两个立柱连为一体的横梁（13），所述的横梁（13）垂直与立柱（11）设置；若干根所述的横梁（13）、立柱（11）以及圈梁（14）之间形成若干个框架；在所述横梁（13）、立柱（11）以及圈梁（14）之间所形成的若干个框架上分别安装相对应的面板（15）；若干个所述的面板（15）中的多个面板上安装膜片（16）；所述的膜片（16）由软钢制成；所述的膜片（16）上设置有用以使膜片打开的线性切割装药，当线性切割装药使得膜片打开后，高压气室中的高压气体向外膨胀形成冲击波从而实现爆炸冲击波环境的模拟；所述膜片及高压封隔结构（4）上、膜片及高压封隔结构（4）与高压段连接处分别设置有密封件，用于高压气室的密封；所述的膜片及高压封隔结构用以高压气室的充压密封和打开膜片时释放压缩气体。
2.根据权利要求1所述的用于大型爆炸波模拟装置的大气室多膜片驱动器，其特征在
于：所述高压气室（3）的截面为具有仰拱的半圆拱结构，其容积为410m。
3.根据权利要求1所述的用于大型爆炸波模拟装置的大气室多膜片驱动器，其特征在于：所述膜片及高压封隔结构（4）通过拉杆（41）与扶壁式反力墙连接；所述的拉杆（41）有多根，每根所述的拉杆由三段通过拉杆连接法兰（42）连接而成。
4.根据权利要求1所述的用于大型爆炸波模拟装置的大气室多膜片驱动器，其特征在于：所述的面板（15）通过螺栓安装在膜片及高压封隔结构近高压气室（3）的一侧；所述的膜片（16）夹在膜片法兰（47）和膜片压板（43）之间，并通过定位销（45）定位；所述的膜片法兰（47）和膜片压板（43）通过螺栓固定安装在面板（15）上。
5.根据权利要求1所述的用于大型爆炸波模拟装置的大气室多膜片驱动器，其特征在于：在所述立柱（11）、横梁（13）与圈梁（14）的拐角连接处通过拐角加强筋（46）进行连接与加固。
6.根据权利要求1所述的用于大型爆炸波模拟装置的大气室多膜片驱动器，其特征在于：单个或多个膜片（16）上所述的线性切割装药与多点非电起爆系统连接，通过起爆不同位置处、不同数量膜片上的线性切割装药，模拟各种长持时爆炸冲击波环境。
7.根据权利要求1所述的用于大型爆炸波模拟装置的大气室多膜片驱动器，其特征在于：所述的膜片及高压封隔结构（4）通过面板加强板（31）、面板加强筋板（33）、圈梁（14）固定于高压段（2）出口端的内壁上；所述的膜片及高压封隔结构（4）后端具有用以连接喷管的外接法兰（48）和用以膜片及高压封隔结构（4）定位的挡圈（49）。
用于大型爆炸波模拟装置的大气室多膜片驱动器
技术领域
[0001] 本发明属于防护工程中爆炸波模拟装置研制技术领域，尤其涉及一种通过精确控制高压气室中压力大小和膜片及高压封隔结构上打开膜片的数量、位置来模拟不同当量装药爆炸所产生冲击波环境的大气室多膜片驱动器。
背景技术
[0002] 20世纪90年代以来，由于高技术武器的迅猛发展，对防护工程实验技术和实验条件提出了新的更高的要求，现有激波管设备因受加载环境和实验段尺寸的限制，已不能满足许多领域内日益增长的实验需求。为了应对日新月异的军事变革，提升军用和民用工程及武器装备的防护水平，迫切需要研制大型抗爆激波管。大气室多膜片驱动器作为产生冲击波的设备是爆炸波模拟装置的关键部件，因此大气室多膜片驱动器的设计和研究也是整个大型爆炸波模拟装置研发过程中的重中之重。
[0003] 目前，爆炸波模拟装置驱动器大多利用钢制驱动管以及安装在收敛喷管喉部段的膜片将高压段与低压段分隔，在膜片上先刻出一定深度的凹槽，当膜片打开后，气体向外膨胀就产生了气体的不定向运动。这种驱动系统相对复杂、造价高昂、对场地条件要求也很高，且驱动管内气体排空所需的时间不易控制。
发明内容
[0004] 为解决上述技术问题，本发明的目的是提出了一种用于大型爆炸波模拟装置的大气室多膜片驱动器。
[0005] 为实现上述发明的目的，本发明采取以下技术方案：
[0006] 一种用于大型爆炸波模拟装置的大气室多膜片驱动器，所述的大气室多膜片驱动器包括有扶壁式反力墙、高压段和膜片及高压封隔结构；所述的扶壁式反力墙位于高压段起始端，所述的膜片及高压封隔结构位于高压段的出口端；所述高压段的中心具有高压气室；所述的高压气室为由高压段、膜片及高压封隔结构和扶壁式反力墙构成的一个密封的高压容器；所述的高压气室通过扶壁式反力墙上的进气孔与安装在大型爆炸波模拟装置外的高压气站相连通，利用高压气站向高压气室内充入压缩空气，从而获得用以形成冲击波的高压气体，实现大型爆炸波环境的模拟；所述膜片及高压封隔结构的主体包括有若干段圈梁、若干根立柱和若干根横梁；若干段所述的圈梁构成膜片及高压封隔结构的外围钢结构，且所述的外围钢结构为半圆拱和仰拱组合而成的结构；所述立柱的两端分别位于所对应两段圈梁的间隙内；相邻两个立柱之间设置有若干根用以将相邻两个立柱连为一体的横梁，所述的横梁垂直与立柱设所述的横梁垂直与立柱设置；所述的横梁与立柱垂直设置；若干根所述的横梁、立柱以及圈梁之间形成若干个框架；在所述横梁、立柱以及圈梁之间所形成的若干个框架上分别安装相对应的面板；若干个所述的面板中的多个面板上安装膜片；所述的膜片为由软钢制成；所述的膜片上设置有用以使膜片打开的线性切割装药，当线性切割装药使得膜片打开后，高压气室中的高压气体向外膨胀形成冲击波从而实现大型爆炸波环境的模拟；所述膜片及高压封隔结构上、膜片及高压封隔结构与高压段连接处设置有密封件，用于高压气室的密封；所述的膜片及高压封隔结构用于高压气室的充压密封和打开膜片时释放压缩气体。
[0007] 所述高压气室的截面为具有仰拱的半圆拱结构，其容积为410m3。
[0008] 所述膜片及高压封隔结构通过拉杆与扶壁式反力墙连接；所述的拉杆有多根，每根所述的拉杆由三段通过拉杆连接法兰连接而成。
[0009] 所述的面板通过螺栓安装在膜片及高压封隔结构近高压气室的一侧；所述的膜片夹在膜片法兰和膜片压板之间，并通过定位销定位；所述的膜片法兰和膜片压板通过螺栓固定安装在面板上。
[0010] 单个或多个膜片上所述的线性切割装药与多点非电起爆系统连接，通过起爆不同位置处、不同数量膜片上的线性切割装药，模拟各种长持时爆炸冲击波环境。
[0011] 在所述立柱、横梁与圈梁的拐角连接处通过拐角加强筋进行连接与加固。
[0012] 所述的膜片及高压封隔结构通过面板加强板、面板加强筋板和圈梁固定于高压段出口端的内壁上；所述的膜片及高压封隔结构后端具有用以连接喷管的外接法兰和用以膜片及高压封隔结构定位的挡圈。
[0013] 本发明提出的一种用于大型爆炸波模拟装置的大气室多膜片驱动器，采用以上技术方案，通过精确控制高压气室中压力大小和膜片及高压封隔结构上打开膜片的数量、位置来模拟不同当量装药爆炸所产生冲击波环境，具有高压气室容积大、膜片数量多、膜片打开数量和位置可控等优势，且具有运行精确可控、重复性好、实验费用低廉、安全环保的特点，对爆炸冲击波特性、工程结构和武器装备抗爆性能等研究具有非常重要的意义。
附图说明
[0014] 图1是大气室多膜片驱动器纵向剖面结构示意图。
[0015] 图2是本发明外部结构图。
[0016] 图3是本发明高压气室结构示意图。
[0017] 图4是本发明膜片及高压封隔结构示意图。
[0018] 图5是本发明膜片及高压封隔结构中膜片安装结构示意图。
[0019] 图6a是本发明膜片及高压封隔结构中拐角加强筋分布示意图。
[0020] 图6b是本发明膜片及高压封隔结构中拐角加强筋结构示意图。
[0021] 图7是本发明膜片及高压封隔结构中圈梁结构示意图。
[0022] 图中：1、扶壁式反力墙，2、高压段，3、高压气室，4、膜片及高压封隔结构，11、立柱，12、面板加强筋，13、横梁，14、圈梁，15、面板，16、膜片，31、面板加强板，33、面板加强筋板，
41、拉杆，42、拉杆连接法兰，43、膜片压板，44、拉杆法兰，45、定位销，46、拐角加强筋，47、膜片法兰，48、外接法兰，49、挡圈。
具体实施方式
[0023] 为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
[0024] 如图1、图2所示，一种用于大型爆炸波模拟装置的大气室多膜片驱动器，所述的大气室多膜片驱动器包括有扶壁式反力墙1、高压段2和膜片及高压封隔结构4；所述的扶壁式反力墙1位于高压段2起始端，所述的膜片及高压封隔结构4位于高压段2的出口端；所述的高压气室3为由高压段2、膜片及高压封隔结构4和扶壁式反力墙1构成的一个密封的高压容器；如图3所示，所述的高压段2的截面为具有仰拱的半圆拱结构，所述的高压气室3为高压段2中心所具有空腔的结构；所述的高压气室3通过扶壁式反力墙上的进气孔与安装在大型爆炸波模拟装置外的高压气站相连通，利用高压气站向高压气室内充入压缩空气，从而获得用以形成冲击波的高压气体，实现大型爆炸波环境的模拟；所述膜片及高压封隔结构4的主体包括有14段圈梁14、6根立柱11和20根横梁13；结合图7，14段所述的圈梁14构成膜片及高压封隔结构4的外围钢结构，且所述的外围钢结构为半圆拱和仰拱组合而成的结构；圈梁与圈梁之间具有间隙，所述立柱11的两端分别位于所对应两段圈梁14的间隙内；相邻两个立柱11之间设置有若干根用以将相邻两个立柱连为一体的横梁13，所述的横梁13垂直与立柱11设置；结合图6a、图6b，所述的圈梁14、立柱11和横梁13通过拐角加强筋46连接为一体并加强；所述的横梁13、立柱11以及圈梁14之间形成27个框架；框架结构的中间构成九宫格结构；位于九宫格结构的9块面板15上开有圆孔，用于安装膜片16，同时在九宫格结构中的面板15上还安装有多根面板加强筋12；所述的膜片16由软钢加工成型，膜片16上可固定线性切割装药，通过多点非电起爆系统能够任意可控的起爆不同数量、不同位置处切割装药，从而，瞬间可将软钢制成的膜片16打开；所述膜片16的厚度可根据设计要求选取；当线性切割装药爆炸使得膜片打开后，高压气室中的高压气体向外膨胀形成冲击波从而实现大型爆炸波环境的模拟；所述膜片及高压封隔结构4上、膜片及高压封隔结构4与高压段连接处设置有密封件，用于高压气室的密封；该实施例中，所述的密封件为密封垫与密封槽；所述的膜片及高压封隔结构用于高压气室的充压密封和打开膜片时释放压缩气体。
[0025] 如图5所示，所述的面板15通过螺栓安装在膜片及高压封隔结构4近高压气室3的一侧；所述的膜片16夹在膜片法兰47和膜片压板43之间，并通过定位销45定位；所述的膜片法兰47和膜片压板43通过螺栓固定安装在面板15上。
[0026] 如图1所示，所述的膜片及高压封隔结构4通过面板加强板31、面板加强筋板33、圈梁14、密封结构等固定于高压段2出口端的内壁上；所述的面板加强筋板33一边与高压段2的内壁固定连接，另一边与膜片及高压封隔结构4固定连接；所述的膜片及高压封隔结构4后端具有用以连接喷管的外接法兰48和用以膜片及高压封隔结构4定位的挡圈49；所述的膜片及高压封隔结构4通过8根拉杆41与扶壁式反力墙1连接；所述的拉杆41通过拉杆法兰44固定在扶壁式反力墙1和膜片及高压封隔结构4上，拉杆41分为3段，并通过拉杆连接法兰42进行连接和紧固。
