[发明专利]用于产生爆炸的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的用于产生爆炸的方法和设备，具体用于产生高强度压力脉冲。

背景技术

产生用于清洗锅炉的压力波和压力脉冲的各种设备是公知的。WO2007/028264描述了一种这类设备。利用其中所示设备，可以重复性很好地产生爆炸。因而，本发明的目的是形成这类爆炸发生器的特殊设计。

发明内容

该目的通过权利要求所限定的设备和方法实现。

该设备包括耐压容器，其具有用于压力脉冲的排放口和关闭排放口的闭合装置，例如活塞或滑块。可通过辅助爆炸使闭合装置移动到其暴露排放口的位置。用于打开排放口的延迟后，引发耐压容器中的主爆炸腔中的爆炸，由此产生的压力脉冲通过现在至少部分打开的排放口释放出来。优选地，主爆炸腔和辅助爆炸腔设置在耐压容器中。

首先，引发辅助爆炸。这通过辅助爆炸腔之内或之上的点火装置实现。引发辅助爆炸后经延迟引发主爆炸。优选地，通过闭合装置自身把辅助爆炸腔和主爆炸腔隔开。可以通过连接到主爆炸腔之内或之上的点火装置来实现主爆炸延迟，通过例如延迟开关时间延迟后引发。然而，也可以通过安装在辅助爆炸腔和主爆炸腔之间的延迟导管来导引该辅助爆炸。这样，辅助爆炸腔包括一个点火装置，不需要主爆炸腔之内或之上的点火装置。

通过闭合装置保持耐压容器的排放口关闭。优选地，这通过弹簧元件实现。弹簧元件可以是普通螺旋弹簧，但是，优选地由气体弹簧构成。这种弹簧元件还在爆炸后使闭合装置返回并且使得该方法具有可重复性。

把可流动的爆炸性物质或通过混合自身不能爆炸的成分形成的可流动的爆炸性混合物引入爆炸腔中。可流动物质和/或物质混合物例如为气态的、液态的、粉末状的或者粉状的，或者是这些成分物质的混合物，优选地，是包括两种压缩气体的混合物。此处，把物质和混合物的所有变化和可能组合称为可流动的爆炸性材料，不能将此视为限于一种物质或者特定的混合物。

通过引发主爆炸腔中的可流动的爆炸性材料，产生气压非常高的爆炸，通过在引发爆炸材料之前和在很短时间之前仍关闭的排放口排出该气压。因而，排放口限定排放压力波的方向。

优选地，闭合装置打开得如此之快，从而主爆炸腔中实际引发之前，最多为部分的压缩气体混合物可以通过已经由闭合装置部分打开的排放口散逸而出。也就是说，经引发后，气体混合物继续被压缩，因而所产生的爆炸压力很高。例如使用化学计算配比的乙烯和氧气，出现比引发那一刻的压力高约25倍的爆炸压力。本方法的目的是产生具有尽可能高的峰值的压力脉冲。为此，优选地，闭合装置最快速地运动，这样，在引发主爆炸的那一刻，虽然排放口打开，但是气压继续保持尽可能高。为了产生这种高的闭合装置的速度，优选地在辅助腔中使压缩的气体混合物爆炸。这样，非常高的辅助爆炸压力作用于闭合装置，并且使其加速很大。随后可通过弹簧元件制动闭合装置的运动。

为此采用以下手段：闭合装置关闭排放口，所述设备布置成通过引发辅助爆炸而使闭合装置移动，这样直接暴露排放口，从而可以非常简单的方式构造整个设备。特别是，设备可由很少的部件构成。除了闭合装置外，优选地不使用其他移动部件。随着产生如此高强度的爆炸而形成的极端载荷，这些部件会承受非常高的材料应力。为了形成可重复产生爆炸的装置，具有尽可能沿直线运动同时最优地保护特别受应力的部件的方法是必须的或者特别优选的。根据本发明的方法和相应的装置就是这样的。

该设备的优选实施例中，主爆炸腔和闭合装置在耐压容器中设置的方式使得主爆炸腔的填充压力，即触发引发之前向爆炸腔填充可流动的爆炸性材料的气压垂直作用于闭合装置的运动方向。这样的好处在于，在所述设备完全闭合的状况下，弹簧元件不需要克服上述填充压力，而是只需克服辅助爆炸腔中的填充压力，因而该主爆炸腔的填充压力既不能用于排放口关闭，也不会克服该弹力而暴露排放口。

本发明的一个实施例中，闭合装置在初始位移并且暴露排放口后，通过主爆炸腔的爆炸压力被进一步加速，并且被向后推。

将两个独立的点火装置用于辅助爆炸腔和主爆炸腔，辅助爆炸腔和主爆炸腔的填充压力以及其中的可流动爆炸性材料可以彼此不同。因而，同一系统中，可产生用于驱动和用于压力脉冲的不同爆炸压力，这样，可以用同一设备就能实现结构布置和被装入的装置的高度灵活性。

通过耐压容器以及其中用作排放口阀门的闭合装置的设计而适当地设置辅助爆炸腔和主爆炸腔以及气体弹簧腔，可通过一个闭合装置把这些腔隔开，优选地，闭合装置设计成活塞，最好是还通过该闭合装置使这些腔密封。