[發明專利]一種活塞發射裝置

有效

• 申請號: 201611256640.4
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106840586B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 李辰;張冰冰;宋可清;畢志獻;陳星;蔣博;馬雁捷;朱浩;吳健
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 任林沖

本發明公開了一種活塞發射裝置，包括儲氣室罐體、發射管、自由活塞、活塞閥、推拉機構、快開鎖緊機構，儲氣室罐體為中空結構，其一端外壁設有導向臺，另一端外壁上設有凸臺，發射管置于儲氣室罐體中，凸臺根部設置有端面密封調節環，凸臺與儲氣室罐體前端通孔端面配合，壓緊端面密封調節環形成密封。本發明僅使用充入的高壓驅動氣體作為發射機構的驅動氣源，避免了使用其他外界驅動力需要克服的因高壓驅動氣體產生的高背壓，在大型自由活塞激波風洞中，重活塞的打開速度快。

技術領域

本發明涉及一種活塞發射裝置，應用于大型自由活塞激波風洞的活塞發射裝置中，亦適用于其他利用氣體驅動發射活塞類結構體的設備中。

背景技術

自由活塞激波風洞是一種用重活塞壓縮氣體獲得高壓驅動氣體的激波風洞。該類風洞能夠獲得高焓、高速流場，可用于模擬返回器高速再入時的流動等。重活塞是自由活塞激波風洞的核心部件，其質量大，能在風洞啟動前能方便精確的安裝，在發射前能穩定的保持靜定狀態，在發射時能快速的發射出去，是自由活塞激波風洞能夠有效運行保證。

在輕氣炮和霍普金森壓桿等小口徑活塞發射設備上使用的活塞尺寸較小，常用二道膜結構或快開錐閥當做活塞發射機構。大型自由活塞激波風洞的壓縮管尺寸＞500mm，在這種口徑下，使用二道膜片的結構不能用于高壓的驅動氣體，快開錐閥由于閥芯質量過大而不能有效開啟。國外同類型風洞使用液壓快速缸拉動活塞閥桿，打開發射氣口，這種結構需要運動塊、力量大的液壓缸，液壓缸和配套液壓系統的成本較高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對現有技術的不足，提出一種活塞發射裝置，實現了大型自由活塞激波風洞中重活塞的快速、穩定發射。

本發明的技術解決方案：

一種活塞發射裝置，包括儲氣室罐體、發射管、自由活塞、活塞閥、推拉機構、快開鎖緊機構，

儲氣室罐體為中空結構，內部充有帶壓介質，兩端開有同軸通孔，發射管為中空通孔結構，其一端外壁設有導向臺，另一端外壁上設有凸臺，發射管置于儲氣室罐體中，凸臺根部設置有端面密封調節環，凸臺與儲氣室罐體前端通孔端面配合，壓緊端面密封調節環形成密封；儲氣室罐體上設置有泄壓閥和壓力傳感器，

活塞閥包括活塞閥體、活塞閥芯和活塞閥底蓋，活塞閥體外形為異形同軸回轉體結構，包括大徑端和小徑端，小徑端前端設有導向槽，小徑端設置有沿周向分布的腰形通孔；活塞閥體壁面內設置真空抽氣管路，真空抽氣管路一端開口位于第三臺階面前端，另一端開口位于活塞閥底蓋上；

導向臺與導向槽配合實現定位密封；

大徑端和小徑端連接處外部為第一臺階面，第一臺階面上設置有密封機構，內部為第二臺階面，在小徑端內部設有第三臺階面，活塞閥芯置于活塞閥體內，可以自由移動，活塞閥芯的一端可與第三臺階面接觸密封，活塞閥芯的另一端上設置有單向閥，活塞閥底蓋安裝于大徑端端面上，活塞閥底蓋上安裝有充氣閥和放氣閥；

自由活塞安裝于活塞閥前部空腔，外力作用下可進入發射管中并軸向移動；

推拉機構與活塞閥連接，實現活塞閥的軸向移動；

快開鎖緊機構與儲氣室罐體和活塞閥分別連接，可實現活塞閥體第一臺階面與儲氣室罐體的后端面密封與解除。

充氣時，充氣閥向活塞閥內充入高壓氣體，推動活塞閥芯移動并與第三臺階面壓緊密封，當氣體壓力沖開單向閥時，氣體通過腰形孔進入儲氣室罐體內，直到壓力升高至儲氣室罐體的設定壓力，停止充氣；通過真空抽氣管路對自由活塞后部空間抽真空。

發射時，打開放氣閥，活塞閥芯后部壓力迅速下降，在前后壓差作用下，氣體推動活塞閥芯后移，解除第三臺階面的密封，高壓氣體沿腰形孔進入自由活塞后部，推動自由活塞進入發射管，并加速移動；發射后，打開泄壓閥，將儲氣室罐體內氣體釋放。