[發(fā)明專利]一種真空爆炸罐及其工程應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810481552.7
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108746313A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程揚(yáng)帆;汪泉;張陽;李雪交;何志偉;吳紅波;繆廣紅;方華;王尹軍
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽理工大學(xué)
• 主分類號: B21D26/08
• 分類號: B21D26/08;F42D5/04
• 代理公司: 北京科家知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

本發(fā)明公開了一種真空爆炸罐，包括球型罐主體，所述球型罐主體的頂部設(shè)有排氣口、底部設(shè)有支座，所述球型罐主體的一側(cè)設(shè)有密封門，所述球型罐主體上與密封門對應(yīng)的一側(cè)設(shè)有觀察窗，所述球型罐主體內(nèi)設(shè)有壓力傳感器、溫度傳感器、光敏傳感器，所述壓力傳感器、溫度傳感器、光敏傳感器均與控制系統(tǒng)電性連接。本發(fā)明提供一種在人為創(chuàng)設(shè)的真空環(huán)境下，利用炸藥在真空中爆炸由于與空氣隔絕和負(fù)壓等條件而產(chǎn)生的熱力學(xué)、沖擊動力學(xué)等方面的特殊效應(yīng)，使物料快速變形、切斷、復(fù)合、相變或發(fā)生化學(xué)變化等的一種方法，實(shí)現(xiàn)常規(guī)爆炸無法達(dá)到的效果，同時(shí)大幅減少了現(xiàn)有技術(shù)中爆炸產(chǎn)生的噪聲和振動危害以及對環(huán)境產(chǎn)生的污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及真空爆炸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種真空爆炸罐及其工程應(yīng)用。

背景技術(shù)

真空爆炸是指在真空環(huán)境下發(fā)生的爆炸，所謂的真空是指在給定的空間內(nèi)形成低于一個大氣壓力的氣體狀態(tài)。由于真空環(huán)境中沒有空氣的存在，因此爆炸產(chǎn)生的沖擊波和噪聲因失去傳播介質(zhì)而無法傳播，而且爆炸過程中不與空氣接觸，避免了空氣的阻力和氧化等的影響?，F(xiàn)代許多高精密的產(chǎn)品在制造過程中的某些階段必須使用不同真空度的真空環(huán)境才能達(dá)到要求的效果，如半導(dǎo)體、硬盤、鏡片等。而且許多產(chǎn)品的加工合成需要借助于爆炸來實(shí)現(xiàn)。爆炸在極短時(shí)間內(nèi)能釋放出大量能量、產(chǎn)生高溫，同時(shí)對周圍介質(zhì)造成強(qiáng)烈的壓縮作用，利用爆炸的這種特點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)方法不能完成的加工或操作。真空爆炸同時(shí)結(jié)合了真空環(huán)境和爆炸的雙重特點(diǎn)，可以開展一系列的工程應(yīng)用和理論研究。

傳統(tǒng)非真空狀態(tài)的爆炸在工程實(shí)踐中會存在一些問題，如：在傳統(tǒng)爆炸焊接過程中，由于基覆板間隙中空氣的存在，經(jīng)常會導(dǎo)致爆炸焊接的復(fù)合板內(nèi)部出現(xiàn)鼓包、結(jié)合強(qiáng)度低甚至復(fù)合失敗等情況，并且，因炸藥爆炸而造成的振動和噪聲災(zāi)害，對周圍的環(huán)境和建(構(gòu))筑物造成嚴(yán)重影響，從而限制了爆炸復(fù)合產(chǎn)地的選址。傳統(tǒng)非真空狀態(tài)條件下含有的空氣不僅是機(jī)械波的傳播介質(zhì)，同時(shí)由于空氣中含有氧氣、氮?dú)狻⒍趸己推渌∮袣怏w，可能會參與研究對象的化學(xué)反應(yīng)過程。如果要排除外界空氣的影響，則需要人為制造一種真空環(huán)境，從而可以開展真空爆炸理論和試驗(yàn)、爆炸產(chǎn)物分析、爆炸有害效應(yīng)防控等相關(guān)研究。

在實(shí)驗(yàn)室和工廠中制造真空的方法是利用真空泵在密閉的空間中抽出空氣以達(dá)到某種程度的真空，而關(guān)于真空爆炸的相關(guān)基礎(chǔ)理論研究還嚴(yán)重不足，特別是有關(guān)真空爆炸作用下加工材料在高溫、高速、高壓等作用下性態(tài)變化的研究，作用部位的微觀變化和性能研究，以及真空爆炸機(jī)理等。因此，需要設(shè)計(jì)一種可快速建立真空環(huán)境，能反復(fù)承受負(fù)壓條件下進(jìn)行爆炸試驗(yàn)的裝備系統(tǒng)及方法，以便開展真空爆炸理論和相關(guān)試驗(yàn)研究。

CN200810190904.X公開了一種局部真空爆炸焊接的方法，使基復(fù)板間隙中形成局部真空的爆炸焊接環(huán)境來生產(chǎn)復(fù)合板，該發(fā)明的效果與益處是經(jīng)濟(jì)、簡單的一次性密封形式構(gòu)成包含基板與復(fù)板間隙的密閉空間，對該空間進(jìn)行抽空，降低和阻止了爆炸焊接射流微粒與空氣反應(yīng)，提高了焊接質(zhì)量并增大了爆炸焊接窗口，實(shí)現(xiàn)了大板面穩(wěn)定爆炸焊接。但是該方法只是提供了局部的真空環(huán)境，爆炸加工過程中還是會受到周圍空氣的影響，不能完全達(dá)到預(yù)期的爆炸效果。

CN201621118154.1公布了一種真空態(tài)金屬復(fù)合材料爆炸焊接裝置，通過該裝置無需到遠(yuǎn)離居民居住點(diǎn)的露天爆場進(jìn)行爆炸加工，在本單位的采礦爆場即可進(jìn)行，不會對周圍居民造成干擾，但是該方法僅適用于少量金屬板材的爆炸復(fù)合，且不能快速建立真空環(huán)境，也不能實(shí)現(xiàn)真空度可調(diào)，無法長期反復(fù)使用。

文獻(xiàn)《真空環(huán)境下鋁粉粒度與形狀對RDX基炸藥爆炸場壓力和溫度的影響》(黃亞峰，含能材料，2016)研究了真空環(huán)境對含鋁RDX爆炸性能的影響，但是上述對真空環(huán)境下的爆轟機(jī)理和爆轟波傳播規(guī)律的理論研究未涉及。

發(fā)明內(nèi)容