[发明专利]水冲击水柱发射装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种瞬态水压冲击试验中的水柱发射装置，尤其涉及一种水冲击水柱发射装置。 

背景技术

结构件的瞬态水压冲击试验中：要求将指定体积的水以较高的速度和规则的柱状水柱形式发射，利用高速的水柱产生一个瞬态高脉冲的冲击力，从而完成对结构件各部位的耐冲击试验；该试验传统的装置是采用活塞推射的原理，将一定体积的水首先注入管子内，在管子底部放置活塞，用于推动水柱在管子内运动，在管子顶部设置阻挡限位装置，用于阻挡活塞飞出管口，然而正是由于阻挡限位装置的存在，使得水柱出管口后水头被削尖，同时由于水柱体积的限制，后续水量无法有效补充，通常在试验中无法获得规则的柱状水柱。 

因此，传统的活塞推射装置虽然简易、操作方便，但由于存在活塞阻挡机构，水柱在发出射口时形状发生严重变形，无法获得规则的柱状水柱，满足不了结构件的瞬态水压冲击试验中对水柱形状的要求。 

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种利用惯性抛射原理且采用气炮为动力源的水冲击水柱发射装置。 

本发明通过以下技术方案来实现上述目的： 

本发明包括抛射筒、炮管、气室和设备支架，所述气室安装在所述设备支架内，所述炮管的下端与所述气室的上端连接，所述抛射筒置于所述炮管内。本发明采用气炮原理设计，通过气室内瞬间释放出来的高压气体，推动装有水柱的抛射筒在炮管内高速向上运动，运动至炮管头时通过缓冲垫对抛射筒进行 缓冲回收，水柱在惯性作用下抛射出去，从而实现高速的规则形状水柱的发射。 

具体地，所述炮管包括炮管头、缓冲垫和炮管基座，所述炮管头、所述缓冲垫和所述炮管基座均为管状结构，所述炮管头的下端面与所述炮管基座的上端面连接并通过螺栓固定，所述炮管头与所述炮管基座的连接端面的圆周上均匀分布有多个内外相通的通气孔，所述炮管头的轴向方向设置有多个内外相通的通气槽并沿圆周均匀分布，所述缓冲垫安装于所述炮管头内部的上段；所述抛射筒包括筒管和筒座，所述筒管和筒座为分离式结构，所述筒管安装于所述筒座的上端并通过密封圈密封，所述筒座的外径略小于所述缓冲垫的外径。 

所述设备支架包括上法兰盘、加强筋、过渡圆筒和下法兰盘，所述上法兰盘的下表面与所述过渡圆筒的上端连接，所述过渡圆筒的下端与所述下法兰盘的上表面连接，所述加强筋连接在所述上法兰盘、所述过渡圆筒和所述下法兰盘之间。 

所述炮管头与所述炮管基座的连接端面间的通气孔为：所述炮管头下端面的半圆凹槽与所述炮管基座上端面的半圆凹槽对应连接组成的内外相通的通气孔。 

本发明的有益效果在于： 

本发明是利用惯性抛射的原理实现规则水柱的发射，首先将一定体积的水装在抛射筒内，利用空气炮的原理推动抛射筒以及筒内的水在炮管内高速运动，从而获得需要的初速度，然后抛射筒遇到阻挡装置突然停止运动，抛射筒内的水在惯性的作用下飞出，实现规则柱状水柱发射的过程。 

由于水是装在抛射筒中实现的水柱发射过程，因此水柱形状被抛射筒有效的约束，从而保证发射过程中水柱的形状；同时由于空气是廉价的清洁能源，因此，本发明采用空气为动力，利用气炮的原理实现水柱的发射，从而降低成 本，并使设备具有操作方便，安全系数高等特点。 

附图说明

图1是本发明水冲击水柱发射装置的设备主体结构示意图； 

图2是本发明水冲击水柱发射装置的设备支架结构示意图； 

图3是本发明水冲击水柱发射装置的炮管结构示意图； 

图4是本发明水冲击水柱发射装置的抛射筒结构示意图； 

图5是本发明水冲击水柱发射装置的设备支架安装示意图。 

图中：1-抛射筒、2-炮管、3-气室、4-设备支架、5-上法兰盘、6-加强筋、7-过渡圆筒、8-下法兰盘、9-炮管头、10-缓冲垫、11-通气槽、12-通气孔、13-炮管基座、14-筒管、15-筒座、16-安装螺钉、17-金属垫板、18-缓冲橡胶、19-过渡金属块、20-钢筋混泥土地基。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：