一种能够实现熔态炸药恒温凝固成型的熔铸炸药温控成型装置,由温控、保温容器、熔态炸药成型模具三部分组成。其特征是:通过将注入熔态炸药的成型模具放入保温容器中达到保温的目的,通过电加热棒工作使保温容器内胆中硅油加热升温,通过恒温控制部分控制硅油温度,使炸药成型过程中周围环境温度恒定,保证炸药内部温度不产生梯度分布,达到炸药结晶成型后密度均匀。其有益效果是:可使熔铸炸药在恒温冷却条件下成型,保证熔铸炸药球成型后密度均匀,实现爆炸测试系统灵敏度标定准确度提高、炸药爆炸威力评估准确、试验可重复性提高的较高科学意义。
1.一种熔铸炸药的温控成型装置,包括三部分:分别是由温控仪(4)、热电偶温度传感器(5)、继电器开关(2)组成的恒温控制部分,由药球熔铸模具方形容器(9)及保温容器上盖(7)组成的药球保温容器部分及熔铸炸药成型模具(11)部分;其连接关系是:通过将已注入熔态炸药的成型模具(11)放入保温容器中实现保温的目的,通过恒温控制部分实现保温容器的恒温控制,通过以上技术方案实现熔铸炸药恒温成型;其特征是:熔态炸药成型过程中炸药内部温度保持恒定。
2.根据权利要求1所述的熔铸炸药温控成型装置中药球保温容器部分的结构特征及连接关系,其特征是:方形容器(9)从内向外分别由装有硅油的黄铜内胆层(12)、石英棉保温层(13)及外壳(14)组成;方形容器(9)内部下半部为半球形,上半部为圆柱形;保温容器上盖(7)从内向外分别由石英棉保温层及黄铜外壳(17)层组成;其中两个上沿分别有连接内胆层的注液孔(8)及电加热棒(1);另两个上沿有四个与保温容器上盖(7)配合的锁钩(15);保温容器上盖(7)上端两侧有与容器配合的四个锁扣(17),上部为方形与方形容器(9)上沿的凹槽配合用于密封容器,下部为圆柱形与方形容器的上半部配合,圆柱形的内侧为半球形与容器内部半球形组合成为圆球形;两个半球形内壁均采用传热性能良好的黄铜材料。
3.根据权利要求1所述的熔铸炸药温控成型装置中恒温控制部分的结构特征及连接关系,其特征是:热电偶温度传感器(5)、继电器开关(2)与温控仪(4)并联,电加热棒(1)与继电器开关(2)串联,温控仪(4)与蓄电池(3)相连;工作时,热电偶温度传感器(5)从方形容器(9)的注液孔(8)中插入,电加热棒(1)通过继电器开关(2)与温控仪(4)相连,开通温控仪(4)并按炸药的结晶温度设定药球成型温度,容器内胆中硅油(10)被加热到预设温度,温度传感器(5)将温度信息传到温控仪(4),温控仪(4)向继电器开关(2)传发电信号,继电器开关(2)断开加热电路;当硅油(10)中温度降低时,热电偶温度传感器(5)、温控仪(4)、继电器开关(2)会自动连通加热电路使电加热棒(1)工作至设定温度止。
4.根据权利要求1所述熔铸炸药的温控成型装置的工作机制,其特征是:实施过程中,向容器内胆中注入硅油(10),待硅油(10)注满后,将热电偶温度传感器(5)插入注液孔(8)中,电加热棒(1)通过继电器开关(2)与温控仪(4)相连,开通温控仪(4)并按炸药的结晶温度设定药球成型温度,容器内胆中硅油(10)被加热至预设温度,热电偶温度传感器(5)将温度信息传到温控仪(4),温控仪(4)向继电器开关(2)传发电信号,继电器开关(2)断开加热电路;将融化的液态炸药注入药球成型模具(11)内,将成型模具(11)放入保温容器内,盖紧保温容器上盖(7)并扣上锁扣(17);由于保温容器上盖(7)及保温容器与模具(11)接触处均由传热性较好的黄铜材料制作,保证了两部分内侧的温度能够很短时间保持一致;当硅油(10)中温度降低时,热电偶温度传感器(5)、温控仪(4)、继电器开关(2)会重新连通加热电路使电加热棒(1)工作至设定温度止;由于模具内液态炸药的温度高于环境中硅油的温度,根据热力学第二定律知道,势必存在着液态炸药中热量自动逐渐向周围释放的过程,导致硅油(10)的温度出现微小扰动,当热电偶温度传感器(5)监测到温度趋于恒值时,说明成型过程结束,达到能够恒温成型的目的。技术领域
本发明涉及一种液固相材料熔铸后的恒温成型装置,尤其是能完成炸药熔铸恒温成型的温控成型装置。
背景技术
炸药熔铸技术是现今国内外普遍采用的炸药成型技术,主要适用于TNT炸药或以TNT为液相载体的混合炸药。熔铸装药技术是将炸药加热熔化后,将熔融态炸药注入模具中冷却、凝固成具有一定形状固体炸药的方法【含能材料,2010,18(1):93-96】。熔铸炸药成型较佳的工艺条件是将熔态炸药注入预热的模具内,然后在室温条件下冷却成型【南京理工大学学报,xa01996,20(2):xa0120-123】。炸药熔铸过程伴随着复杂的物理变化过程,而温度梯度对炸药熔铸过程中的物态变化影响较大。由于炸药的导热性较差,熔态药浆内部的热量释放缓慢。采用室温条件成型时,由于内部温度较高而外表面温度较低导致内外部温度梯度差别较大,导致炸药结晶时对其交联缩孔影响较大,进而导致凝固后炸药内部的密度产生差别【含能材料,2009,17(2):173-177】。因此,采用室温自然冷却条件成型后的炸药球内外密度势必产生一定的梯度差别。中国兵器工业集团重庆嘉陵益民特种装备有限公司通过在武器战斗部弹体口部外加冒口漏斗,对冒口漏斗和弹体口部采取保温改善了熔铸炸药凝固过程中的温度梯度影响,但这种方式仍无法保证全部弹体的恒温凝固成型【兵工自动化,2013,32(1):91-92】。炸药密度对炸药爆炸产生的爆压有一定的影响,进而对其爆炸威力产生影响【含能材料,2010,18(5):563-567,水下爆炸,国防工业出版社,1960,p144】,导致爆炸威力设计准确度的误差增大。尤其进行爆炸试验评估时,非均匀密度炸药爆炸数据难以评判。
发明内容
为了克服冷却条件对熔铸炸药成型后密度的影响,国内外部分炸药熔铸成型生产线采用恒温水冷方式,但待冷却成型炸药的上表面仍置于空气环境中,密度均匀的熔铸炸药球成型未得到实现。本发明提供一种温控炸药球成型装置,该装置能够将熔铸后的炸药球模具完全包覆,使熔铸炸药球在结晶温度的恒温冷却条件下成型,实现熔铸的炸药球成型后密度均匀。本发明解决其技术问题所采用的技术方案,其特征在于:本装置由三部分组成。分别是由温控仪、热电偶温度传感器、继电器开关组成的恒温控制部分;由药球熔铸模具方形容器及嵌入式上盖组成的药球保温容器部分及熔铸炸药成型模具部分。本发明所述的一种熔铸炸药的温控成型装置中药球保温容器部分,其特征在于:方形容器从内向外分别由装有硅油的黄铜内胆层、石英棉保温层及外壳组成。方形容器内部下半部为半球形,上半部为圆柱形。上盖从内向外分别由石英棉保温层及黄铜外壳层组成。其中两个上沿分别有连接内胆层的注液孔及电热棒。另两个上沿有四个与上盖配合的锁钩。上盖上端两侧有与容器配合的四个锁扣,上部为方形与容器上沿的凹槽配合用于密封容器,下部为圆柱形与方形容器的上半部配合,圆柱形的内侧为半球形与容器内部半球形组合成为圆球形。两个半球形内壁均采用传热性能良好的黄铜材料。本发明所述的一种熔铸炸药的温控成型装置中恒温控制部分,其特征在于:热电偶温度传感器、继电器开关与温控仪并联,电加热棒与继电器开关串联,温控仪与蓄电池相连。工作时,热电偶温度传感器从方形容器的注液孔中插入,加热棒通过继电器开关与温控仪相连,开通温控仪并按炸药的结晶温度设定药球成型温度,容器内胆中硅油被加热到预设温度,温度传感器将温度信息传到温控仪,温控仪向继电器传发电信号,继电器断开加热电路;当硅油中温度降低时,热电偶传感器、温控仪、继电器会自动连通加热电路使加热棒工作至设定温度止。本发明所述的一种熔铸炸药的温控成型装置能够实现熔铸炸药的恒温成型,其特征在于:通过将已注入熔态炸药的模具放入保温容器中实现保温的目的,通过恒温控制部分实现保温容器的恒温控制。通过以上技术方案形成熔铸炸药恒温成型的技术路线。本发明的有益效果是,可使熔铸炸药在恒温冷却条件下成型,保证熔铸炸药球成型后密度均匀,实现爆炸测试系统灵敏度标定准确度提高、炸药爆炸威力评估准确、试验可重复性提高的较高科学意义。
附图说明
图1是本发明的炸药恒温成型工作原理图。图2是保温容器中方形容器的纵剖面构造图。图3是图2的俯视图。图4是保温容器中上盖的纵剖面构造图。图5是保温容器中上盖的俯视图。图1中:1.电加热棒,2.继电器开关,3.蓄电池,4.温控仪,5.热电偶温度传感器,6.锁扣,7.保温容器上盖,8.注液孔,9.方形容器,10.硅油,11.注入熔态炸药的成型模具;图2中:12.黄铜内胆层,13.石英棉保温层,14.外壳,15.锁钩。图4中:16.石英棉保温层,17.黄铜外壳。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。实施例1熔铸炸药的温控成型装置的组成及连接关系。图1、图2、图4中,本发明的熔铸炸药的温控成型装置,包括三部分。分别是由温控仪(4)、热电偶温度传感器(5)、继电器开关(2)组成的恒温控制部分;由药球熔铸模具方形容器(9)及保温容器上盖(7)组成的药球保温容器部分及熔铸炸药成型模具(11)部分。其连接关系是:通过将已注入熔态炸药的成型模具(11)放入保温容器中实现保温的目的,通过恒温控制部分实现保温容器的恒温控制。通过以上技术方案形成熔铸炸药恒温成型的技术路线。实施例2熔铸炸药的温控成型装置中药球保温容器部分的结构特征及连接关系。图1、图2、图药球保温容器部分中,方形容器(9)从内向外分别由装有硅油的黄铜内胆层(12)、石英棉保温层(13)及外壳(14)组成。方形容器(9)内部下半部为半球形,上半部为圆柱形。保温容器上盖(7)从内向外分别由石英棉保温层及黄铜外壳(17)层组成。其中两个上沿分别有连接内胆层的注液孔(8)及电加热棒(1)。另两个上沿有四个与保温容器上盖(7)配合的锁钩(15)。保温容器上盖(7)上端两侧有与容器配合的四个锁扣(17),上部为方形与方形容器(9)上沿的凹槽配合用于密封容器,下部为圆柱形与方形容器的上半部配合,圆柱形的内侧为半球形与容器内部半球形组合成为圆球形。两个半球形内壁均采用传热性能良好的黄铜材料。实施例3熔铸炸药的温控成型装置中恒温控制部分的结构特征及连接关系。图1恒温控制部分中,热电偶温度传感器(5)、继电器开关(2)与温控仪(4)并联,电加热棒(1)与继电器开关(2)串联,温控仪(4)与蓄电池(3)相连。工作时,热电偶温度传感器(5)从方形容器(9)的注液孔(8)中插入,电加热棒(1)通过继电器开关(2)与温控仪(4)相连,开通温控仪(4)并按炸药的结晶温度设定药球成型温度,容器内胆中硅油(10)被加热到预设温度,温度传感器(5)将温度信息传到温控仪(4),温控仪(4)向继电器开关(2)传发电信号,继电器开关(2)断开加热电路;当硅油(10)中温度降低时,热电偶温度传感器(5)、温控仪(4)、继电器开关(2)会自动连通加热电路使电加热棒(1)工作至设定温度止。实施例4熔铸炸药的温控成型装置的工作机制。图1、图4实施过程中,向容器内胆中注入硅油(10),待硅油(10)注满后,将热电偶温度传感器(5)插入注液孔(8)中,电加热棒(1)通过继电器开关(2)与温控仪(4)相连,开通温控仪(4)并按炸药的结晶温度设定药球成型温度,容器内胆中硅油(10)被加热至预设温度,热电偶温度传感器(5)将温度信息传到温控仪(4),温控仪(4)向继电器开关(2)传发电信号,继电器开关(2)断开加热电路;将融化的液态炸药注入药球成型模具(11)内,将成型模具(11)放入保温容器内,盖紧保温容器上盖(7)并扣上锁扣(17)。由于保温容器上盖(7)及保温容器与模具(11)接触处均由传热性较好的黄铜材料制作,保证了两部分内侧的温度能够很短时间保持一致。当硅油(10)中温度降低时,热电偶温度传感器(5)、温控仪(4)、继电器开关(2)会重新连通加热电路使电加热棒(1)工作至设定温度止。由于模具内液态炸药的温度高于环境中硅油的温度,根据热力学第二定律知道,势必存在着液态炸药中热量自动逐渐向周围释放的过程,导致硅油(10)的温度出现微小扰动,当热电偶温度传感器(5)监测到温度趋于恒值时,说明成型过程结束,达到能够恒温成型的目的。