[发明专利]一种用于模拟爆炸效应的爆源装置

说明书

本发明公开了一种用于模拟爆炸效应的爆源装置，包括充压装置、活塞缸、第一活塞、弹性件、密封圈、第二活塞、炮管、膜片、罩壳、弹珠、泄压开关、套在炮管外的玻璃罩，与玻璃罩相连的空气压力调节装置；活塞缸与炮管相连；炮管顶端固连有罩壳，罩壳上设有多个发射孔，发射孔内填充有弹珠；第二活塞设置在炮管内；膜片设置在炮管上端；第一活塞位于活塞缸内；第一活塞下端设有弹性件，且第一活塞上端与活塞缸之间设有第一密封圈；第一活塞下端将活塞缸分隔为两个空腔；第一活塞下端设有连通两个空腔的通气孔，且通气孔内设有第一单向阀；充压装置与活塞缸的下空腔连通；活塞缸底部还与泄压开关相连；本装置安全，可用于爆炸模拟试验。

技术领域

本发明属于爆炸与冲击和工程爆破研究领域，特别涉及一种用于模拟爆炸效应的爆源装置。

背景技术

模拟法广泛应用于不同的科学领域，采用相似物理模拟试验的方法可以模拟地下爆炸过程中各种影响因素对弹坑和鼓包形成的影响，使人们更容易全面把握爆破过程中岩体的运动、变形及破坏特性，是研究地下爆破问题的一种有效的方法。

当前，国内外主要的地下爆炸物理模型试验装置主要有离心机爆炸模拟装置和真空室爆炸模拟装置。真空室爆炸模型试验装置可控性强，模拟适用范围广，在大当量大埋深地下爆炸成坑现象模拟时具有明显的优势；而爆源装置是真空室模拟爆炸的关键设备，国外最早由前苏联地球物理研究所的M.A.Sadovskii和V.V.Adushkin等学者报道的真空室地下爆炸模拟装置，其爆源装置是采用球形镍铬丝金属栅格内置薄壁橡胶气囊做成的，通过低压电流加热镍铬丝来烧裂橡胶球达到释放压缩气体的目的。但是，该装置的起爆方式镍铬丝的加热时间不可控，橡胶气囊很可能随机地从某处开一裂口造成气体喷出的不均匀，与地下抛掷爆炸成坑物理过程不相符，对试验模拟结果造成影响。国内最早由陆军工程大学(原解放军理工大学)爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室在文献(徐小辉，邱艳宇，王明洋等.大当量浅埋地下爆炸抛掷成坑效应的缩比模拟试验装置研制(J).爆炸与冲击，DOI:10.11883/bzycj)中报道，其爆源装置采用是柔性导爆索中心传爆破碎玻璃球罩的方法达到释放压缩气体的目的。但是该装置中由于需要使用电雷管、导爆索等危险易爆物品，对试验条件要求高、试验的安全性、操作性不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于模拟爆炸效应的爆源装置，以作为具有安全性和可操作性的真空室爆炸模拟试验装置中的爆源装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种爆炸效应模拟的爆源装置，包括玻璃罩、充压装置、活塞缸、第一活塞、弹性件、第一密封圈、第二活塞、炮管、膜片、罩壳、弹珠、泄压开关、空气压力调节装置；

所述活塞缸顶端设有通孔，通孔与炮管相连，炮管底部与活塞缸内部相连通；所述炮管顶端固连有罩壳，罩壳上设有多个发射孔，发射孔内填充有弹珠；所述玻璃罩套在炮管外部，玻璃罩与炮管之间密封，且玻璃罩与空气压力调节装置相连；所述第二活塞设置在炮管内，可在炮管内上下滑动；所述膜片设置在炮管上端，以对炮管上端进行密封；所述第一活塞设置在活塞缸内，可在活塞缸内上下滑动；所述第一活塞纵剖面为工字型；且下端面面积大于上端面面积；所述第一活塞下端设有弹性件，弹性件向上推动第一活塞上端与活塞缸上端内壁接触，且第一活塞上端与活塞缸之间设有第一密封圈，第一密封圈对活塞缸顶端通孔进行密封；所述第一活塞下端将活塞缸内部空腔分隔为上、下两个空腔；所述第一活塞下端设有通气孔，通气孔将上、下空腔连通，且通气孔内设有第一单向阀，第一单向阀使气体只能从下空腔经通气孔流向上空腔；所述充压装置通过活塞缸底部的管道与活塞缸的下空腔相连通；所述活塞缸底部的管道还与泄压开关相连通，以对活塞缸下空腔气体进行泄压。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

(1)本发明采用二级高压驱动弹珠阵列弹射玻璃罩的方式实现了爆源的精确起爆，不仅爆破效果好，而且重复性好，提高了模拟爆源的真实性和应用性。