[發明專利]一種滿足爆破應力波模擬的變頻慢速擾動桿機構

有效

• 申請號: 201911257769.0
• 申請日: 2019-12-10
• 公開（公告）號: CN111006940B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 田冕;馮夏庭;張鳳鵬;田軍;楊成祥;彭建宇;趙曰茂;蔣劍青
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

1.一種滿足爆破應力波模擬的變頻慢速擾動桿機構，其特征在于：包括發射臺、氣缸、炮管、子彈及入射桿；所述炮管水平架設在發射臺后側，氣缸安裝在炮管后部，子彈位于炮管內，且炮管內的子彈上套裝有聚乙烯減摩套；所述入射桿通過入射桿支撐座水平架設在發射臺前側；所述子彈與入射桿之間具有兩種配合方式；在第一種配合方式下，所述子彈與入射桿彼此分離設置，在入射桿的桿體前端面安裝PVDF壓電薄膜傳感器，入射桿的桿體前端面通過PVDF壓電薄膜傳感器頂靠接觸在巖石試樣上，在入射桿的桿體后端面安裝整形片；在第二種配合方式下，所述子彈的前端面與入射桿的后端面頂靠接觸對接在一起，且對接在一起的子彈和入射桿共同構成加長型子彈，在子彈與入射桿的對接處外部套裝有拼接套管，拼接套管相對于子彈和入射桿具有軸向滑移自由度，入射桿的前端面與巖石試樣彼此分離設置，在入射桿的前端面安裝整形片，在整形片外表面安裝PVDF壓電薄膜傳感器；在所述入射桿的桿體外套裝有單次脈沖質量塊，單次脈沖質量塊采用分體組合式結構，在單次脈沖質量塊的入射桿穿裝孔內孔壁開設有環形凹槽，在入射桿的桿體上設置有環形凸臺，環形凸臺位于環形凹槽內，環形凸臺的軸向厚度小于環形凹槽的軸向寬度，使環形凸臺與環形凹槽之間形成入射桿軸向微動間隙；在所述單次脈沖質量塊下方的發射臺上安裝有滑軌，滑軌采用平行雙軌結構，滑軌與入射桿相平行，在滑軌上設置有滑塊，在滑塊上水平固連有滑臺，所述單次脈沖質量塊固連在滑臺上表面，單次脈沖質量塊相對于滑軌具有直線移動自由度。

2.根據權利要求1所述的一種滿足爆破應力波模擬的變頻慢速擾動桿機構，其特征在于：在所述發射臺側方的地面上設置有空壓機和控制臺，在控制臺上設置有第一按鈕開關和第二按鈕開關，在所述炮管下方的發射臺內設置有氣瓶、第一氣控閥和第二氣控閥；所述氣缸水平設置，在氣缸內部設有前腔室和后腔室，活塞桿密封穿過前腔室與后腔室的隔板，位于前腔室的活塞桿端部安裝有炮管密封堵頭，在前腔室的軸向缸壁上開設有發射出氣口，所述炮管后部的進氣端管口與發射出氣口密封連通，在前腔室的徑向缸壁上開設有發射進氣口，發射進氣口通過發射進氣管與氣瓶的出氣口密封連通；位于所述后腔室的活塞桿端部安裝有活塞盤，活塞盤將后腔室分隔成有桿腔和無桿腔，活塞盤的直徑大于炮管密封堵頭的直徑；所述第一按鈕開關和第二按鈕開關結構相同，其上均包括進氣口、常開出氣口、常閉出氣口及泄壓口，泄壓口直接與大氣連通；所述空壓機的供氣口以三路輸出，第一路與第一按鈕開關的進氣口相連通，第二路與第一氣控閥的進氣口相連通，第三路與氣瓶的進氣口相連通；所述第一按鈕開關的常開出氣口與氣缸后腔室的無桿腔相連通，第一按鈕開關的常閉出氣口與第二按鈕開關的進氣口相連通，第二按鈕開關的常開出氣口以兩路輸出，第一路與第一氣控閥的閉閥氣控口相連通，第二路與第二氣控閥的開閥氣控口相連通；所述第二按鈕開關的常閉出氣口以兩路輸出，第一路與第一氣控閥的開閥氣控口相連通，第二路與第二氣控閥的閉閥氣控口相連通；所述第一氣控閥的出氣口以兩路輸出，第一路與第二氣控閥的進氣口相連通，第二路與氣缸后腔室的有桿腔相連通；所述第二氣控閥的出氣口與大氣相連通。

3.根據權利要求1所述的一種滿足爆破應力波模擬的變頻慢速擾動桿機構，其特征在于：在所述發射臺側方的地面上設置有真空泵，在所述炮管后端管體上以及拼接套管中部管體上均開設有抽氣口，兩處抽氣口均與真空泵相連，通過真空泵對炮管和拼接套管的管腔進行抽真空，通過抽真空使炮管內的子彈在負壓作用下自動后退至發射位置，通過抽真空使拼接套管內的子彈與入射桿自動頂靠接觸對接在一起。

4.根據權利要求1所述的一種滿足爆破應力波模擬的變頻慢速擾動桿機構，其特征在于：與所述炮管出口相鄰的發射臺上安裝有子彈測速儀，在單次脈沖質量塊前側的發射臺上安裝有入射桿測速儀；在所述發射臺側方的地面上設置有電荷放大器，所述PVDF壓電薄膜傳感器的信號輸出端與電荷放大器相連，電荷放大器的電壓信號接入示波器或計算機。

5.根據權利要求1所述的一種滿足爆破應力波模擬的變頻慢速擾動桿機構，其特征在于：在所述發射臺側方安裝有入射桿承放臺，通過入射桿承放臺放置暫未使用的入射桿；在所述發射臺上方設置有龍門吊，通過龍門吊對入射桿進行安裝和拆卸。