一种炸药颗粒组装成型装置转让专利
申请号 : CN202010298317.3
文献号 : CN111484381B
文献日 : 2021-07-27
发明人 : 席鹏 , 冯晓军 , 陶俊 , 冯博 , 薛乐星 , 封雪松 , 赵娟 , 潘文
申请人 : 西安近代化学研究所
摘要 :
权利要求 :
1.一种炸药颗粒组装成型装置,其特征在于,该装置包括腔体(1)、粒子盒(2)、导管(3)、压杆(4)和橡胶套(5);其中:所述的腔体(1)内设有1个输送通道(1‑1),输送通道(1‑1)底部有一个凹陷的轨道(1‑
2);输送通道(1‑1)上端连通压杆通道A(1‑3),输送通道(1‑1)下端连通粒子通道A(1‑4),粒子通道A(1‑4)下端伸入卡扣(1‑5)中;腔体(1)底部设有两个凸起的链接口A(1‑6),侧面有一个凸起的链接口B(1‑7);链接口A(1‑6)和链接口B(1‑7)用于与炸药固化、成型或真空处理设备链接,在使用时通过链接口A(1‑6)和链接口B(1‑7)的固定,实现本发明装置整体三维运动;
所述的粒子盒(2)安装固定在输送通道(1‑1)中;所述的粒子盒(2)包括粒子轨(2‑1)、预置颗粒(2‑2)、滑杆(2‑3)、弹簧(2‑4);预置颗粒(2‑2)、滑杆(2‑3)、弹簧(2‑4)位于粒子轨(2‑1)内,滑杆(2‑3)在弹簧(2‑4)的预应力作用下带动预置颗粒(2‑2)在粒子轨(2‑1)里面滑动;粒子轨(2‑1)的一端竖直向上与压杆通道B(2‑5)连通,竖直向下与粒子通道B(2‑6)连通;压杆通道B(2‑5)、粒子通道B(2‑6)、粒子通道A(1‑4)、导管(3)同轴;
所述的导管(3)上端与所述的腔体(1)内的粒子通道A(1‑4)连通;所述的导管(3)底端加工成一个斜切面B(3‑3),所述的压杆(4)的底端也加工成一个斜切面A(4‑2),当压杆(4)进入导管(3),压杆(4)的斜切面A(4‑2)与导管(3)的斜切面B(3‑3)平齐,斜切面A(4‑2)与斜切面B(3‑3)的切角都是10~30度;
所述的压杆(4)自上向下依次穿过压杆通道A(1‑3)、压杆通道B(2‑5)、粒子通道B(2‑
6)、粒子通道A(1‑4),进入导管(3);
所述的橡胶套(5)包裹在导管(3)上,可以在导管(3)上滑动,所述的导管(3)下1/2部分有至少一排网孔(3‑4)。
2.如权利要求1所述的一种炸药颗粒组装成型装置,其特征在于:所述的腔体(1)下端固定有一个卡扣(1‑5),用于固定所述的导管(3)。
3.如权利要求2所述的一种炸药颗粒组装成型装置,其特征在于:所述的导管(3)顶部设有一个接头(3‑1);所述的导管(3)通过接头(3‑1)与所述的腔体(1)下端卡扣(1‑5)扣接固定。
4.如权利要求3所述的一种炸药颗粒组装成型装置,其特征在于:所述的导管(3)为金属管(3‑2),所述的金属管(3‑2)下1/2部分有至少一排直径0.1mm~0.3mm的网孔(3‑4)。
5.如权利要求1所述的一种炸药颗粒组装成型装置,其特征在于:所述的粒子盒(2)安装在底部设有一个凸起的滑块(2‑7),粒子盒(2)通过底部滑块与输送通道(1‑1)底部的轨道配合将粒子盒(2)固定在输送通道(1‑1)。
6.如权利要求1所述的一种炸药颗粒组装成型装置,其特征在于:所述的压杆直径0.65~0.08mm,顶部设有一个平扣。
7.如权利要求1所述的一种炸药颗粒组装成型装置,其特征在于:所述的压杆通道A(1‑
3)、压杆通道B(2‑5)、粒子通道B(2‑6)、粒子通道A(1‑4)、导管(3)内径一致,取值在0.65~
0.8mm之间。
8.如权利要求1所述的一种炸药颗粒组装成型装置,其特征在于:橡胶套(5)材质为硅橡胶,长度是导管(3)的一半,内径1.0mm~1.4mm,外径2mm~4mm。
9.一种利用权利要求1至8中任一项所述的一种炸药颗粒组装成型装置的组装成型方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一、装置装配:
将不同的预置颗粒依次排列装入粒子盒中;
通过腔体(1)的链接口A(1‑6)和链接口B(1‑7)将本装置固定到浇注固化设备上;
所述的导管(3)上端与所述的腔体(1)内的粒子通道A(1‑4)连通,橡胶套(5)套在导管(3)上;将粒子盒插入腔体(1)内的输送通道(1‑2);压住粒子盒的弹簧(2‑4),不要输送预置颗粒(2‑2);将压杆(4)自上向下依次穿过压杆通道A(1‑3)、压杆通道B(2‑5)、粒子通道B(2‑
6)、粒子通道A(1‑4)、导管(3),压杆(4)的斜切面A(4‑2)与导管(3)的斜切面B(3‑3)平齐,装备好组装成型装置;
步骤二、将装配好的装置插入药柱坯样的指定位置;将橡胶套(5)缓慢向下移动,盖住导管(3)上裸漏的网孔(3‑4);向上拔出压杆(4)至斜切面A(4‑2)完全进入压杆通道B(2‑5),保持其它装置不动,在导管(3)内形成负压状态,将药柱坯样中未固化的组分通过网孔(3‑
4)吸入到导管(3)内;
步骤三、粒子组装:
步骤3.1:松开粒子盒的弹簧(2‑4),粒子盒中的一种预置颗粒(2‑2)进入粒子通道;推动压杆(4),将一种预置颗粒(2‑2)输送到导管(3)中;向上拔出压杆(4)至斜切面A(4‑2)完全进入压杆通道B(2‑5),保持其它装置不动,粒子盒中的另一种预置颗粒(2‑2)进入粒子通道;推动压杆(4),将另一种预置颗粒(2‑2)输送到导管(3)中;
步骤3.2:重复步骤3.1,直到所有预置颗粒(2‑2)完全进入导管(3)中;推动压杆(4),将预置颗粒(2‑2)输送到距离药柱坯样底端,保持压杆相对于药柱坯样位置不动,退出其余装置;完成第一列粒子组装;
步骤四、粒子排列:
通过浇注固化设备控制本装置移动,每次沿水平方向平移一定距离,重复步骤一至步骤三;完成预定列数预制颗粒组装。
说明书 :
一种炸药颗粒组装成型装置
技术领域
背景技术
被动接受,无法实现颗粒有序组装的目的。文献《双元炸药装药空中爆炸的输出特性》(牛余
雷等,火炸药学报,2009年4期)报道了一种双元炸药装药结构,其工艺过程是先制备不同类
型的炸药,再进行组装,但是该工艺只能实现大尺寸组装,无法实现毫米级炸药组分颗粒有
序组装。
发明内容
应等两个反应。从热力学的角度进行理论分析,炸药输出能量的大小、形式与结构无关。但
是,实际爆炸做功效果不仅仅是热力学行为,还涉及到动力学过程,具体表现为:在杀伤炸
药爆轰过程中,需要燃烧反应与热分解反应速率一致或接近,能量以冲击波的形式快速释
放;在内爆炸药中,需要燃烧反应滞后于热分解反应,这样才能高效利用环境中的氧气,能
量以热量和持续压力的形式释放。本发明的构思就是发明一种装置,服从炸药设计的需要,
将还原剂颗粒或者氧化剂/还原剂组合颗粒有序分布到浇注PBX炸药体系中,调节爆轰反
应。
列到粒子盒中;再从粒子盒中将粒子输送到导管中;将导管插入到炸药中的预定位置;使用
压杆将预置颗粒推入到指定位置;退出导管,完成炸药预置。该过程的难点是:组装后炸药
中出现裂纹、气泡缺陷,影响炸药的安全性。为消除颗粒组装过程中缺陷的产生,设计导管
金属壁部分采用网状结构,网孔直径0.1mm~0.3mm,压杆从导管中取出时,导管内产生负压
状态,炸药中的液相组分从网孔中析出,进入导管内。在预置颗粒进入导管后,液相组分填
充在粒子间隙中,防止气泡缺陷产生。退出导管后,网孔中的液相组分在预置颗粒表面涂
膜,并继续固化,形成连续相聚合物基载体,消除裂纹缺陷。本发明的目的是将预置颗粒组
装到浇注PBX炸药中的特定位置。如果预置颗粒组装时浇注PBX炸药属于流体状态,则预置
颗粒因为密度大,会产生偏移或者沉降,达不到有序组装的目的;如果浇注PBX炸药因为固
化交联反应结束,则药浆里的液相组分小分子不能被导管的网孔析出,无法填充在颗粒间
隙中,则预置颗粒组装后会产生裂纹缺陷。本发明所适用的浇注PBX炸药为热塑性炸药或热
固性炸药,其在凝固或固化过程中邵氏硬度逐渐增大,本发明的使用时机为浇注PBX炸药邵
氏硬度5HA‑40HA。
两个凸起的链接口A,侧面有一个凸起的链接口B;链接口A和链接口B用于与炸药固化、成型
或真空处理设备链接,在使用时通过链接口A和链接口B的固定,实现本发明装置整体三维
运动;
粒子轨里面滑动;粒子轨的一端竖直向上与压杆通道B连通,竖直向下与粒子通道B连通;压
杆通道B、粒子通道B、粒子通道A、导管同轴;
径0.65~0.08mm,表面光滑,顶部有一个平扣,底部是一个斜切面A。
半。
压杆通道A、压杆通道B、粒子通道B、粒子通道A、导管,压杆的斜切面A与导管的斜切面B平
齐,装备好组装成型装置;
金属管内形成负压状态,将药柱坯样中未固化的组分通过网孔吸入到金属管内;
装置不动,粒子盒中的另一种预置颗粒进入粒子通道;推动压杆,将另一种预置颗粒输送到
金属管中;
一列粒子组装;
附图说明
置颗粒,2‑3‑滑杆,2‑4‑弹簧,2‑5‑压杆通道B,2‑6‑粒子通道B,2‑7‑滑块;3‑1‑塑料接头,3‑
2‑金属管,3‑3‑斜切面B,3‑4‑网孔;4‑1‑平扣,4‑2‑斜切面A。
具体实施方式
过程。
道A1‑4,所述的腔体1下端固定有一个卡扣1‑5,粒子通道A1‑4下端伸入卡扣1‑5中;腔体1底
部设有两个凸起的链接口A1‑6,侧面有一个凸起的链接口B1‑7;链接口A1‑6和链接口B1‑7
的用于与炸药固化、成型或真空处理设备链接,在使用时通过链接口A1‑6和链接口B1‑7的
固定,实现本发明装置整体三维运动。
2‑5连通,竖直向下与粒子通道B 2‑6连通;所述的粒子盒2底部设有一个凸起的滑块2‑7。
切角是10~30度。所述的压杆4直径0.68~0.8mm,表面光滑,顶部设有一个平扣4‑1,压杆4
底端加工成一个斜切面A 4‑2,切角是10~30度。所述的橡胶套5内径1.1mm,外径4mm,长度
是所述金属管3‑2的一半,套在金属管外表面,位于塑料接头3‑1下方。
述的压杆4可以自上向下依次穿过压杆通道A1‑3、压杆通道B 2‑5、粒子通道B 2‑6、粒子通
道A1‑4,进入导管3的金属管3;压杆4的斜切面A 4‑2与导管3的斜切面B 3‑3平齐;所述的导
管3通过塑料接头3‑1与所述的腔体1中的卡扣1‑5扣接固定;所述的橡胶套5包裹在金属管
3‑2上,可以在金属管3‑2上滑动。
有至少一排直径0.1mm~0.3mm的网孔3‑4。
为1计量,催化剂为三苯基铋(加入量为总量的0.01%)。将该炸药混合并浇注成直径100mm,
高度100mm的药柱坯样,固化8h,测试邵氏硬度为6HA。制备直径0.7mm,高度0.7mm的圆柱形
AlH3粒子和Al粒子为预置颗粒2‑2。
动。所述的压杆通道A 1‑3、粒子通道A 1‑4、导管3内径0.7mm,同轴。
4、导管3,压杆4的斜切面A 4‑2与导管3的斜切面B 3‑3平齐。
属管3‑2内形成负压状态,将药柱坯样中未固化的HTPB和DOA吸入到网孔3‑4和金属管3‑2
内。
压杆通道B 2‑5,保持其它装置不动,粒子盒中的预置颗粒2‑2Al进入粒子通道;推动压杆4,
将预置颗粒2‑2Al输送到金属管3‑2中。
样位置不动,退出其余装置;完成第一列粒子组装。
程与本发明实施例使用过程1相同。CT检测时,先进行DR检测确定颗粒位置,再进行径向CT
扫描。扫描结果如表1所示:
等同的技术方案也属于本发明的范畴,本发明的专利保护范围应又权利要求限定。