[发明专利]空气炮用可调变容积的高压腔体

权利要求书

1.一种空气炮用可调变容积的高压腔体，特征在于：所述的可调变容积的高压腔体由高压腔体与其一整套容积可调变机构组成。

2.根据权利要求1所述的空气炮用可调变容积的高压腔体，特征在于：所述的高压腔体的一整套容积可调变机构的结构是：可移动螺杆组件安装在螺杆支架上，可移动螺杆组件上安装有手轮组件，可移动螺杆组件前部穿过高压腔体后壁和高压腔体内的活塞连成一体，高压腔体前壁开有高压气体进出口。

3.根据权利要求2所述的空气炮用可调变容积的高压腔体，特征在于：所述的可移动螺杆组件结构是：一个根螺杆的后部设置有一段长度比高压腔体内腔长度长的外螺纹，在外螺纹的前部有一段和外螺纹等长度的键槽，在键槽的两侧，沿着螺杆的轴向母线上安装有钢板尺，钢板尺的长度和键槽等长。

4.根据权利要求2所述的空气炮用可调变容积的高压腔体，特征在于：所述的活塞通过螺杆前端的端轴颈过度配合安装在一起，活塞体的圆环面上开有两个O型环形槽，在每个环形槽内各安装一个O型密封圈，两O型密封圈使活塞体的圆环面和高压腔体内壁构成密封接触面。

5.根据权利要求2所述的空气炮用可调变容积的高压腔体，特征在于：所述的手轮组件结构为：一个圆环体的手轮，手轮的中心是一个圆柱形螺母，由八根圆柱形轮辐杆前端等分均匀地分别连接中心圆柱形螺母、末端等分均匀地分别连接手轮的圆环体，手轮组件由中心圆柱形螺母靠螺杆-螺母安装在螺杆组件上。

6.根据权利要求2所述的空气炮用可调变容积的高压腔体，特征在于：所述的螺杆支架由带底座的两根并排支架构成，两根并排支架垂直地固装在底座上，螺杆后端穿过两根并排支架装置在螺杆支架上，手轮组件夹置在两根并排支架间靠螺杆-螺母安装在螺杆组件上。

7.根据权利要求2所述的空气炮用可调变容积的高压腔体，特征在于：所述的高压腔体为空气炮用外置高压腔体，由圆盘形高压腔体后壁和圆筒形外置高压腔体上的后端法兰盘通过螺栓连接在一起，圆盘形高压腔体后壁的内侧面边缘处开有两个环形槽，每个槽内各放置一个O型圈，把圆盘形高压腔体后壁内侧和外置高压腔体后端法兰盘构成密封接触面，圆盘形高压腔体后壁中心处开有和螺杆等直径的圆孔，并开有和螺杆上的键槽对应的键槽，该键槽中安装有配套的槽键，螺杆靠键-槽结构和圆盘形高压腔体后壁安装一起，外置高压腔体前端法兰盘和空气炮后壁通过螺栓连接一起，圆盘形空气炮后壁的外侧面边缘处开有两个环形槽，每个槽内各放置一个O型密封圈，把外置高压腔体前端法兰盘和空气炮后壁形成密封接触面。

8.根据权利要求2所述的空气炮用可调变容积的高压腔体，特征在于：所述的圆盘形空气炮后壁在径向L的圆周上等分均匀地轴向设置n个圆形通孔，其中，n选择6～18间的整数，在圆盘形后壁前端面边缘处、径向M处各开设有两个相邻环形槽，每个环形槽内置O型密封圈，分别与空气炮筒体、速开腔体形成密封接触面，在与圆形通孔错位的位置，在比径向M小的圆盘形后壁的前端面，设置一个盲孔，在圆盘周边上径向开设有和盲孔相通的径向进出气圆孔。

9.根据权利要求3、或4、或5、或6、或7、或8所述的空气炮用可调变容积的高压腔体，特征在于：

a.所述的螺杆的后部设置的一段长度比高压腔体内腔长度长15～20mm的外螺纹；

b.所述的槽键为导向键，导向键长度与键槽长度相等；螺杆上钢板尺的长度与导向键的长度相等；

c.所述的活塞与螺杆前端的端轴颈过度配合安装在一起，并在活塞安装孔的两侧与轴颈焊接一起；

d.手轮圆环体、圆柱形轮辐杆、圆柱形螺母均采用焊接固连一起；

e.所述的圆盘形空气炮后壁的径向L大于径向M；

f.所述的高压腔体上的前端、后端的法兰盘与高压腔体焊接固连一起。

10.根据权利要求2所述的空气炮用可调变容积的高压腔体，特征在于：按照空气炮工作过程知，气体的状态方程为：

P₀(V₀+V_b)^γ＝P_x(V₀+V_b+Ax)^γ                       (1)

在(1)式中：

P₀——空气炮高压腔内气体压强；

V₀——空气炮高压腔的初始容积；

V_b——外置高压腔内的可调变的容积；

γ——空气绝热指数；

P_x——弹丸运动位移x时，弹丸尾部气体的压强；

A——空气炮炮管内径截面面积；

x——弹丸运动的位移；

根据公式(1)知：在同样的弹丸和高压腔气压P₀的条件下，通过改变外置高压腔的有效容积V_b，则改变弹丸的推力A×P_x，进而改变弹丸的初始加速度，并且气体初始容积增大，使气体推动弹丸做功的距离x更长，能实现弹丸更高的出炮口速度。