[發明專利]一種用于爆炸合成新材料的爆炸能量緩釋裝置及使用方法

有效

• 申請號: 202110163876.8
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112964752B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 汪泉;徐小猛;李志敏;程揚帆;李瑞;李雪交;張軍;汪鳳祺
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01N25/54
• 分類號: G01N25/54
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 饒富春

本發明公開一種用于爆炸合成新材料的爆炸能量緩釋裝置及使用方法，所述裝置包括爆炸罐體體座和爆炸罐體頂蓋，爆炸罐體頂蓋上部突出有以緩沖彈簧和防火活塞為主體的緩沖延時結構和可自動檢測感應開合的泄壓罩體。緩沖延時結構可在爆炸合成新材料的過程中通過緩沖彈簧的伸縮和罐體頂蓋的體積變化，延長爆炸沖擊作用時間，將爆炸能量緩釋反應控制在10?10supgt;3/supgt;μs量級，且爆炸沖擊作用速度快于爆燃反應的速度，滿足了某些新材料爆炸合成反應的高溫、高壓和時間尺度要求，提高了爆炸合成新材料能量利用效率和產品得率；泄壓罩體可保證在檢測到罐體內的壓力和溫度超過閾值時開啟泄壓，保證罐體的穩定性和使用安全性，防止緩沖彈簧和罐體因高壓高溫而產生變形。

技術領域

本發明涉及爆炸技術領域，具體是一種用于爆炸合成新材料的爆炸能量緩釋裝置及使用方法。

背景技術

近些年來，我國爆炸合成理論和產業技術都得到了長足發展，炸藥爆炸能量被廣泛用于特種材料合成領域，特別是爆炸合成納米材料和爆炸合成復合板等爆炸合成技術的迅猛發展，為炸藥這一特種能源提供了更廣闊的應用空間。

在利用炸藥爆炸合成新材料的過程中，炸藥的爆轟合成反應是微秒量級，爆燃是毫秒量級。所以當反應時間處于微秒量級時，主要依靠炸藥爆轟沖擊作用完成能量轉化，炸藥釋放能量的速度過快，合成新材料的爆炸反應時間過短，有可能導致產品得率不高。而當反應時間處于毫秒量級時，主要依靠物質的燃燒或爆燃反應完成能量轉化，燃料釋放能量的速度過慢，無法達到合成新材料的目的。這就要求需將爆炸能量控制在某一個合適的時間尺度上，如在10-10³μs量級，既不能過快，也不能太慢，緩釋能量控制能夠延長爆炸反應時間，能夠滿足某些新材料爆炸合成反應的高溫高壓和時間尺度要求。針對上述提出的問題，改進普通的爆炸合成反應裝置，提出一種用于爆炸合成新材料的爆炸能量緩釋裝置及使用方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于爆炸合成新材料的爆炸能量緩釋裝置及使用方法，本發明設置有罩體、緩沖彈簧，當罐體內部壓力增大時，壓力使得防火活塞向上運動，緩沖彈簧受到壓力也會相應壓縮，使得爆炸產生的沖擊波能量和氣體膨脹產生的能量轉化為緩沖彈簧的彈性勢能；從而在爆炸反應的后期，罐體壓力減小時，彈簧的彈性勢能再次的推動防火活塞向下運動，將儲存的彈性勢能釋放轉化為對罐體內部的內能，罐體內部得以重新獲得高溫高壓的環境；通過緩沖彈簧的反復伸縮，延長了爆炸沖擊波沖擊作用時間，達到爆炸能量緩慢釋放目的，提高了某些爆炸合成新材料能量利用效率和產品得率；設置有R型熱電偶、PCB耐溫型爆炸壓力傳感器和泄壓電磁閥，在爆轟反應發生后，氣壓急劇增加時，當溫度感應器檢測到罐體內的溫度超過設定的溫度時或PCB耐溫型爆炸壓力傳感器檢測到罐體內的壓力超過閾值，會將信號傳遞給系統控制器，從而使得系統控制器開啟泄壓電磁閥，增強了罐體的穩定性和使用安全性，防止緩沖彈簧和罐體因高壓而產生變形，這樣實現對罐體和實驗裝置的雙重保護，而且自動化精度高，降低人工的勞動強度。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種用于爆炸合成新材料的爆炸能量緩釋裝置，所述能量緩釋裝置包括爆炸罐體體座和爆炸罐體頂蓋，爆炸罐體體座和爆炸罐體頂蓋之間設有陣列分布的外六角螺釘，所述爆炸罐體體座上端面內端部設有密封槽，密封槽內設有密封圈；

所述爆炸罐體頂蓋上設有容置腔室，容置腔室內設有緩沖延時結構，緩沖延時結構包括緩沖彈簧、防火活塞、防爆罩體、防火布料、第一連接卡口和第二連接卡口，第一連接卡口位于容置腔室的內壁，緩沖彈簧的一端通過第一連接卡口固定在容置腔室內，另一端與防火活塞緊固連接，防爆罩體通過第二連接卡口限位固定在容置腔室內，防火布料位于防爆罩體與防火活塞之間；

所述爆炸罐體體座內設有用于放置起爆器材的支撐支架，爆炸罐體頂蓋上設有泄壓窗口。

進一步的，所述爆炸罐體頂蓋通過外六角螺釘與爆炸罐體體座組成拆卸安裝結構，爆炸罐體頂蓋內嵌有兩個點火電極，點火電極延伸至爆炸罐體體座內，將固支架上的起爆器材導線連接在點火電極上。