[实用新型]一种动水状态下深水爆破模拟实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于爆破模拟实验装置技术领域。具体涉及一种动水状态下深水爆破模拟实验装置。

背景技术

随着爆破技术的发展，水下工程爆破越来越广泛地用于爆破礁石、疏通航道、开挖水工建筑物基坑、开挖运河、水底管道、水下爆破夯实以及对石油工程深海开采后废弃物的爆破拆除等等。

水下工程爆破是指在极短时间内，在水下的有限体积内发生极大能量转换的过程。水下爆破大体可分为三个阶段：炸药的爆轰、冲击波的产生和传播、气泡的形成和脉动。炸药在水下爆破输出能量随着炸药周围介质和环境的不同，输出的能量也不同；作用在被爆物体上能量的不同，爆破效果也不同。水下爆破还包含很多不确定因素，如水下爆破的炸药类型、药量大小、炸药到结构物的距离、水下环境等等，以上所有这些特点使水下爆破问题的研究变得相当复杂和困难。

为此，开展水下工程爆破技术的研究已引起相关科技人员的重视，水下爆破的模拟实验装置虽已问世，但与实际环境的相似度较低，尤其是能够模拟动水状态下深水环境的实验装置未见报道。

发明内容

本实用新型的任务是提供一种设计合理、制造方便、与实际环境相似度高的动水状态下深水爆破模拟实验装置，以得到装药的冲击波能、气泡能和总能量参数。

为实现上述任务，本发明所采用的技术方案是：该装置为A3钢制成的空心球罐，内径为1500～2500mm，壁厚为5～15mm；空心球罐的底部固定在底座支架上。

空心球罐的罐体上对称地设有两个观测窗口，两个观测窗口的中心连线穿过罐体的中心，观测窗口的直径均为200～400mm，观测窗口均装有有机玻璃。

空心球罐的顶部开有工作孔，工作孔装有安装盖，安装盖上设置有三个穿入孔和一个高压气管接头，三个穿入孔和高压气管接头均用法兰密封；空心球罐的底部设置有水管接头。

连接炸药的引线穿过三个穿入孔中的一个孔；压力传感器通过吊钩吊挂在空心球罐内的一侧，连接压力传感器的防水屏蔽电缆穿过三个穿入孔中的另一个孔，防水屏蔽电缆与数据采集仪连接；电动搅拌器安装在空心球罐的底部内壁上，连接电动搅拌器的导线穿过三个穿入孔中的第三个孔，连接电动搅拌器的导线外接电源控制装置。

所述的有机玻璃厚度为100～200mm，有机玻璃与空心球罐间设置有橡皮垫圈，橡皮垫圈的厚度为2～4mm；三个穿入孔的直径为5～8mm。

由于采用上述技术方案，本实用新型在空心球罐内安装了电动搅拌器，通过电动搅拌器产生速度可调的水流，从而模拟动水状态。在水的静压保持不变的情况下，通过高压管接头给空心球罐内的水施加一定的高压气体，通过改变静水表面的外加气压以改变水中药包所承受的压力，从而模拟不同水深所产生的压力环境。

本模拟装置在空心球罐内安装传感器并通过测试仪器进行信号的采集。炸药在水下爆破后，在水中产生冲击波和气泡脉动波，利用置于水下的爆破压力传感器测试出这两个波随时间变化的历程，经信号采集、转换、放大、分析和计算处理，可得到装药的冲击波能、气泡能和总能量参数。

因此，本实用新型通过外加压力模拟深水环境，并通过电动搅拌器产生速度可调的水流，模拟动水状态，可用于模拟动水状态下深水爆破实验研究。故本模拟装置具有设计合理、制造方便和与实际环境相似度高的特点。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述，并非对保护范围的限制：

实施例1

一种动水状态下深水爆破模拟实验装置。如图1所示：该装置为A3钢制成的空心球罐6，内径为1500～2000mm，壁厚为5～10mm；空心球罐6的底部固定在底座支架10上。

空心球罐6的罐体上对称地设有两个观测窗口7，两个观测窗口7的中心连线穿过罐体6的中心，观测窗口7的直径均为200～300mm，观测窗口7均装有有机玻璃。

空心球罐6的顶部开有工作孔，工作孔孔口装有安装盖5，安装盖5上设置有三个直径为5～7mm的穿入孔3和一个高压气管接头2，三个穿入孔3和高压气管接头2均用法兰密封；空心球罐6的底部设置有水管接头12。

连接炸药的引线9穿过三个穿入孔3中的一个孔；压力传感器8通过吊钩吊挂在空心球罐6内的一侧，连接压力传感器8的防水屏蔽电缆穿过三个穿入孔3中的另一个孔，防水屏蔽电缆与数据采集仪1连接；电动搅拌器11安装在空心球罐6的底部内壁上，连接电动搅拌器11的导线穿过三个穿入孔3中的第三个孔，连接电动搅拌器11的导线外接电源控制装置。