Результат интеллектуальной деятельности: ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ

Изобретение относится к испытательной технике, в частности, к установкам для испытаний на ударные воздействия конструкций различного назначения, материалов, приборов и т.п.

Известна установка для ударных испытаний (см. Ващенко А.П. Механические свойства сталей разного уровня прочности при высокоскоростном растяжении. АН УССР; Институт проблем прочности. Препр. Киев, 1989, с.7-10, рис.6), содержащая ствол, размещенный в нем ударник, ресивер со сжатым газом, отделенный от ствола диафрагмой, взрывной узел разрушения диафрагмы в виде размещенного в ресивере подрываемого заряда, соединенного проведенной через уплотнитель в корпусе ресивера линией подрыва с размещенным вне ресивера формирователем импульса подрыва.

Принцип действия установки основан на том, что после разрыва диафрагмы продуктами взрыва подрываемого заряда сжатый газ воздействует на ударник.

К недостаткам данной установки относится пониженная стабильность скорости метания, поскольку трудно осуществить хорошую повторяемость процесса открытия диафрагмы.

Известна установка, принятая за прототип, предназначенная для исследования прочностных свойств материалов при ударном нагружении (см. пат. RU 2023246 с приоритетом от 03.05.1990 г, опубл. 15.11.1994 г.), содержащая ствол, размещенный в нем ударник, ресивер со сжатым газом, отделенный от ствола диафрагмой, вдоль радиусов которой размещен взрывной узел ее разрушения, выполненный в виде полос пленочного взрывчатого вещества (ВВ), детонация в которых возбуждается с помощью электродетонатора, закрепленного на держателе в центре диафрагмы.

К недостаткам данной установки относится непрогнозируемое влияние энергии продуктов взрыва ВВ на энергию сжатого в ресивере газа, что приводит к пониженной стабильности скорости метания, в том числе за счет непрогнозируемого разогрева сжатого газа в ресивере продуктами взрыва, и наличие фрагментов диафрагмы в потоке газа, выходящего из ресивера.

Решаемая техническая задача состоит в обеспечении стабильности характеристик потока газа, истекаемого из ресивера, удержании фрагментов разрушенной диафрагмы и удалении их из указанного потока.

Указанная техническая задача решена за счет того, что пневматическая установка для испытаний, содержащая ресивер со сжатым газом, полость которого отделена от внешнего пространства диафрагмой, средство разрушения диафрагмы и устройство его запуска, дополнена рабочим отсеком, соединяющимся с ресивером посредством отверстий, выполненных в стенке отсека, а устройство запуска средства разрушения диафрагмы выполнено в виде размещенного внутри рабочего отсека генератора давления газов, в корпусе которого выполнены отверстия для их прохода. При этом средство разрушения диафрагмы выполнено в виде расположенного вне полости ресивера ножа, жестко соединенного с корпусом генератора давления газов и установленного с возможностью перемещения внутри полости рабочего отсека под действием газов генератора давления до положения, обеспечивающего сообщение полости ресивера с внешним пространством.

Такое перемещение обеспечивается за счет того, что давление газов, вырабатываемых генератором, например, за счет подрыва заряда ВВ, быстрого сгорания пиротехнических составов и т.п., существенно превышает давление газа, находящегося в ресивере. При этом газы, вырабатываемые генератором давления и совершающие работу по перемещению корпуса генератора и соединенного с ним ножа, разрушающего диафрагму, остаются внутри полости рабочего отсека и практически не влияют на энергию сжатого газа в ресивере. Удержание фрагментов разрушения диафрагмы и их удаление из потока газа, истекаемого из ресивера, осуществляется за счет размещения ножа за диафрагмой и перемещения его совместно с генератором до положения, обеспечивающего сообщение полости ресивера с внешним пространством.

На фиг.1 изображена заявляемая установка в исходном состоянии, на фиг.2 - то же, в сработанном состоянии.

Установка содержит ресивер 1 с находящимся внутри него рабочим газом 2, диафрагму 3, отделяющую полость ресивера 1 от внешнего пространства, нож 4, расположенный вне полости ресивера 1, и рабочий отсек, в корпусе 5 которого выполнены отверстия 6, обеспечивающие сообщение полости рабочего отсека и полости ресивера 1. На внутренней поверхности корпуса 5 выполнен выступ А, являющийся ограничителем перемещения ножа 4 совместно с генератором.

Внутри рабочего отсека размещен генератор давления газов, корпус 7 которого жестко соединен с ножом 4 и имеет на торце расширение 8, выполняющее роль поршня для обеспечения возможности перемещения ножа 4 внутри полости рабочего отсека под действием газов генератора давления.

В полости рабочего отсека сформирован ограниченный выступом А и расширением 8 рабочий объем 9, соединенный с внутренней полостью 10 генератора давления с помощью отверстий 11, выполненных в корпусе 7. Во внутренней полости 10 генератора давления размещен источник 12 газов высокого давления, например заряд ВВ, подрываемый с помощью электродетонатора 13, соединенного проведенной через уплотнитель 14 заглушки 15 генератора давления линией подрыва 17 с размещенным вне установки формирователем импульса подрыва (не показан).

Установка работает следующим образом. После задействования источника 12 газов высокого давления продукты взрыва заряда ВВ из внутренней полости 10 генератора через отверстия 11 проходят в рабочий объем 9 и, воздействуя на расширение 8, преодолевая внутреннее давление газа 2, находящегося в ресивере 1, перемещают генератор давления в полости рабочего отсека в направлении внутрь ресивера до ограничителя А (фиг.2). Одновременно с генератором давления перемещается жестко соединенный с его корпусом 7 нож 4, который режущей кромкой 16 разрезает диафрагму 3 и, перемещаясь далее вместе с фрагментами 18 диафрагмы 3, освобождает выход рабочего газа 2 через отверстия 6 во внешнее пространство.

Применение заявляемой установки позволяет локализовать газы высокого давления в рабочем объеме 9 и внутренней полости 10 генератора давления и практически исключить их влияние на давление рабочего газа 2, т.е. обеспечить стабильность его характеристик.

Перемещение ножа 4 совместно с генератором давления до ограничителя А позволяет удалить вырезанные фрагменты 18 диафрагмы 3 (фиг.2) из потоков газа, выходящего из ресивера 1.

Эксперименты, проведенные с применением заявляемой установки, подтвердили решение поставленной технической задачи.