[实用新型]电破膜式激波管的破膜装置

说明书

一、技术领域

本实用新型属于流体力学研究领域，具体涉及一种电破膜式激波管的破膜装置。

二、背景技术

激波管能够产生激波，并利用该超声速的压力波模拟所需的实验工况，在很多物理和化学的基础研究中(如燃烧、爆炸和非定常波运动等)有着广泛的应用。

激波管破膜方式主要有被动式和主动式两种。被动式破膜是当高、低压段之间的压差达到一定值时压破膜片，破膜压力可通过膜片厚度或开槽深度等控制，这种方式主要应用于高、低压段压差较大的情况，优点是结构简单，缺点是稳定性和控制性较差。

电破膜方式属于主动式破膜方式，具有可靠性高、控制性好的优点，特别是在激波管高、低压段压差较小的情况下优势更加明显。目前，电破膜方式的膜片通常采用双层聚酯膜片，两层膜片之间绕“十”字型电阻丝，通过破膜系统的电源组件瞬间放电，使电阻丝瞬间加热，聚酯膜片与电阻丝接触处被热熔，从而破膜并产生激波。

现有电破膜系统中的电阻丝普遍采用手工缠绕的方式制作成“十”字型后夹在双层聚酯膜片中或贴在单层聚酯膜片上，每做一发实验就需要缠绕一根“十”字型的电阻丝，重复劳动的工作量较大。另外，由于只是简单地在高压段和低压段之间夹住聚酯膜片，高压段和低压段之间的压差使得膜片向低压段突出形成鼓包，造成电阻丝与聚酯膜片接触不良，造成破膜的不对称，从而影响生成激波的品质。

三、发明内容

本实用新型的目的是解决电破膜系统的上述缺点，提供一种安装方便、电阻丝能多次重复使用、膜片破裂对称性好的电破膜装置。

本实用新型的基本思路是：在高压段和低压段之间增加一个可拆卸的硬质绝缘材料(如聚四氟乙烯)制成的隔板，隔板中心(隔板内径比激波管内径略大)整体加工出一个“十”字型支架，用于支撑电阻丝和膜片。为了方便缠绕电阻丝，在隔板上根据电阻丝折转的需要布置了若干个可以伸缩的固线柱。缠绕电阻丝前把所有固线柱拧松，其内部的弹簧会自动将固线柱顶起漏出线槽。然后将电阻丝的起始端在固线螺钉上缠绕几圈，拧紧螺钉压住线头。接着将电阻丝按照绕线顺序依次经过固线柱，并将电阻丝嵌入线槽中，绕线过程中需要略为用力将电阻丝基本拉直。电阻丝的末端同样在另一个固线螺钉上缠绕几圈，拧紧螺钉压住线头。最后将所有固线柱拧紧，一来使电阻丝绷紧拉直、紧贴“十”字型支架表面；二来确保固线柱不突出隔板表面，以免影响隔板与高压段和低压段之间的密封。

电阻丝缠绕完毕后，将易熔膜片(如聚酯膜片)铺平、粘贴在隔板上(建议用少许高真空硅脂粘贴)，确保聚酯膜片与电阻丝接触良好。

最后将隔板安装在高压段和低压段之间，确保隔板上的电极与电源接线柱对齐连通后，用螺栓固定并拧紧。

本实用新型采用的具体技术方案是：一种电破膜式激波管的破膜装置，包括高压段和低压段，在高压段与低压段的连接端分别设有高压段法兰和低压段法兰，高压段法兰和低压段法兰之间通过螺栓连接，在高压段和低压段之间装有破膜装置，破膜装置与高压段之间装有高压段密封圈，破膜装置与低压段之间装有低压段密封圈，其特征在于破膜装置的构成是：

一个由硬质绝缘材料制成的圆形隔板；

圆形隔板的周边为环形板，圆形隔板的中心留有中心柱，中心柱与环形板之间均布有多根肋条，相邻肋条之间形成扇形空腔；

环形板面向低压段一侧装有一对电源接线柱；

中心柱面向高压段一侧装有中心导电柱；

环形板面向高压段一侧并位于每根肋条径向处装有固线柱；

每个固线柱与中心导电柱之间缠绕有电阻丝，每根肋条构成电阻丝的桥架，电阻丝通过电连接件与电源接线柱连接构成电源回路；

圆形隔板面向高压段一侧粘贴有易熔膜片，且易熔膜片背面紧贴位于桥架上的电阻丝。

实践中，非位于桥架上的电阻丝部分应尽量避免与易熔膜片直接接触；电源回路及其电阻丝的缠绕方法可以有多种具体设计方式，但无论采取哪种方式都应该尽量保证每个桥架上的电阻丝同步均匀受热，以便电阻丝各处同步熔化易熔膜片。

进一步的方案是：肋条为4根，该4根肋条构成十字型桥架。当然，肋条也可以为3根或5根以上，但为了既保证膜片不鼓包，又便于装配电阻丝等部件，以4根为宜。

更进一步的方案是：

环形板上开有通孔，固线柱装于通孔中，固线柱面向高压段一侧的端部周边开有环形绕线槽，固线柱的另一端端头开有内螺纹螺孔，通孔中装有弹簧圈，从通孔的低压段侧向通孔中装有螺钉，螺钉穿过弹簧圈后与固线柱的内螺纹螺孔配合；