Манометрическая бомба

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к аппаратам высокого давления, предназначенным для исследования процессов горения порохов и взрывчатых веществ в замкнутом объеме.
Уровень техники
Известна выбранная в качестве прототипа манометрическая бомба (МБ), включающая толстостенный цилиндрический корпус, на котором смонтирован, по меньшей мере, один датчик измерения давления, запальную пробку с двумя электродами, один из которых электроизолирован от корпуса, и пробку с узлом выпуска газов, в полости корпуса размещена втулка с отверстиями и мембраной на торце, обращенном к запальной пробке (патент RU 182995, G01N 33/22, F42B 35/00, F23R 7/00, опубл. 07.09.2018).
Однако в известном решении предлагается использовать датчик давления только с одной стороны металлической мембраны - в области втулки, но не раскрывается использования датчика давления в области камеры сгорания, что не позволяет осуществлять замер давления продуктов горения испытуемой навески пороха перед прорывом мембраны.
Раскрытие полезной модели
В одном аспекте заявленного решения предложена манометрическая бомба, содержащая толстостенный цилиндрический корпус, в котором смонтированы два датчика измерения давления, запальную пробку с электродами и пробку с узлом выпуска газов, в полости корпуса размещена втулка с отверстиями, одно из которых совмещено с местом установки одного из датчиков, и мембраной на торце, обращенном к запальной пробке, характеризующийся тем, что один датчик измерения давления установлен за мембраной, другой датчик установлен перед мембраной.
Основными задачами, решаемыми заявленной полезной моделью, являются воспроизведение служебных условий воспламенения пороха (т.е. плотностям, близким к условиям внутри гильзы при выстреле) при определении баллистических характеристик и описание параметров воспламенения в зависимости от плотности заряжания, а также измерение изменения интенсивности газообразования при горении пороховых элементов до прорыва и после прорыва мембраны.
Сущность полезной модели заключается в том, что в заявленном устройстве обеспечиваются условия воспламенения, близкие к тем, которые имеют место в реальных условиях (в патроне), и измеряются параметры воспламенения в созданных условиях как до прорыва мембраны, ограничивающей пороховой элемент, так и после прорыва.
Технический результат заключается в измерении параметров воспламенения в течение всего процесса воспламенения при обеспечении условий воспламенения, приближенным к рабочим для патрона или подобного изделия.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 показывает чертеж манометрической бомбы.
Осуществление полезной модели
Предлагаемый манометрический сосуд отличается от прототипа наличием двух датчиков измерения давления: 1) первый датчик измеряет давление внутри втулки после прорыва мембраны; 2) второй датчик находится за втулкой и измеряет давление до и после прорыва мембраны. Сравнивая показания обоих датчиков, можно определить время прорыва мембраны, так как после прорыва мембраны показания датчиков будут совпадать, а до - различаться. Зная время прорыва мембраны, можно определить показатели давления до и после прорыва.
Благодаря особенностям конструкции заявленного устройства обеспечивается соответствие баллистических характеристик пороха его свойствам в условиях выстрела и обеспечивается точный расчет характеристик по опытной зависимости роста давления продуктов сгорания от времени.
МБ состоит из стального толстостенного цилиндрического корпуса 1, в который заворачиваются запальная пробка 2 и пробка 3 с узлом выпуска газов. В корпусе МБ выполнены два гнезда 4.1 и 4.2 под датчики измерения давления. В запальную пробку 2 вставлен электроизолированный стержень 5 с электродом 6 для осуществления запала. Второй электрод 7 соединен с корпусом пробки 2. В пробке 3 выполнен канал сброса давления с запорным клапаном в виде шарика 8. Шарик прижимается болтом 9. Обтюрация пробок осуществлена уплотнительными кольцами 10. В полости корпуса 1 размещены втулки 11 с отверстиями 12. На торце втулки 11, обращенном к запальной пробке 2 закреплена металлическая мембрана 13. Материал и толщина мембраны 13 подбираются опытным путем такими, чтобы ее разрушение происходило при давлении равном, давлению форсирования. Втулка 10 первоначально ограничивает объем камеры сгорания 14 мембраной 13.
МБ работает следующим образом.
В гнездах 4.1 и 4.2 толстостенного цилиндра-корпуса 1 устанавливают датчики измерения давления. Установка осуществляется посредством резьбового соединения.
На электродах 6 и 7 запальной пробки 2 монтируют проволочку с большим сопротивлением, продетую через пакетик с воспламенителем.
Запальную пробку 2 с уплотнительным кольцом 10 вворачивают в толстостенный цилиндр-корпус 1, и МБ устанавливают вертикально запальной пробкой 2 вниз.
В полость МБ помещают навеску испытуемого пороха, затем без усилия, исключая подпрессовку навески, устанавливают втулку 11 с мембраной 12. Втулка 11 на цилиндрической поверхности имеет отверстия 12 для выравнивания давления продуктов сгорания, благодаря которым предотвращается ее деформация внутренним давлением.
Для корректного замера одно из отверстий 12 втулки 11 должно совмещаться с гнездом 4.2 корпуса 1.
Втулки 11 с мембраной 13 ограничивают свободный объем W, в котором будет гореть порох до нарушения целостности мембраны 13.
Заворачивают пробку 3 с уплотнительным кольцом 10. В седло канала 3.5 для выпуска продуктов сгорания устанавливают шарик 8 и поджимают болтом 9.
Во время испытания после подачи напряжения на электроды 6 через электроизолированный стержень 5 и электрод 7 корпуса пробки 2 сначала воспламеняется воспламенитель, а затем навеска испытываемого пороха. По достижении давления форсирования целостность мембраны 13 нарушается, и продукты горения распространяются по всему объему МБ. К концу горения давление не превышает максимального для конструкции МБ.
Таким образом, предлагаемая манометрическая бомба позволяет воспроизводить служебные условия воспламенения пороха, определять баллистические характеристики и описывать параметры воспламенения в зависимости от плотности заряжания.
До прорыва мембраны 13 давление измеряется датчиком, вкрученным в гнездо 1, а после - датчиком, вкрученным в гнездо 4.2. Такое решение позволяет получить больше информации о давлении, возникающем в процессе горения, то есть повысить точность измерений параметров воспламенения испытываемого пороха, а также выявить время прорыва мембраны. Расположение датчиков под разными углами к оси обеспечивает прочность конструкции.
Варианты осуществления не ограничиваются описанными здесь вышеуказанными вариантами специалисту в области техники на основе информации, изложенной в описании, и знаний уровня техники станут очевидны и другие варианты осуществления полезной модели, не выходящие за пределы сущности и объема данной полезной модели.
Элементы, упомянутые в единственном числе, не исключают множественности элементов, если отдельно не указано иное.
Несмотря на то, что примерные варианты осуществления были подробно описаны и показаны на сопроводительном чертеже, следует понимать, что такие варианты осуществления являются лишь иллюстративными и не предназначены ограничивать более широкую полезную модель, и что данная полезная модель не должна ограничиваться конкретными показанными и описанными компоновками и конструкциями, поскольку различные другие модификации могут быть очевидны специалистам в соответствующей области.
Признаки, упомянутые в формуле, а также реализации, раскрытые в различных частях описания, могут быть скомбинированы с достижением полезных эффектов, даже если возможность такого комбинирования не раскрыта явно.