[实用新型]爆炸丝起爆装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种爆炸丝起爆装置，应用于爆炸膨胀环实验。

背景技术

现有的爆炸膨胀环起爆装置采用两端点雷管起爆方式，爆轰波在装药中心位置发生对碰，对碰爆轰波压力急剧升高，如果直接作用于驱动器会造成驱动器内复杂的应力状态及复杂的变形，为了避免这一问题，将炸药与驱动器直接预留了一定的间隙，希望等到爆轰产物压力均匀后再加载驱动器。但随着间隙的增大，爆轰产物的压力越均匀，但同时压力越低。于是，在此实验装置中要实现爆轰产物对驱动器的均匀加载是很困难的。间隙的不均匀性、试样环在轴向上装配的不对称性等均会影响试样环的径向膨胀速度历史，既传统爆炸膨胀环实验存在着试样环加载的不稳定、实验重复性差等问题。

发明内容

为了克服已有技术中试样环加载的不稳定、实验重复性差的不足，本实用新型提供一种爆炸丝起爆装置。本实用新型的爆炸丝起爆装置采用了轴线爆炸丝线起爆替代两端雷管起爆，克服了两端点雷管起爆方式存在的试样环加载的不稳定、实验重复性差等问题。

本实用新型的一种爆炸丝起爆装置，其特点是，所述起爆装置包括膨胀环组件、直流高压电源、储能电容器组、球隙开关、触发器、高压脉冲变压器；其中，膨胀环组件含有爆炸铜丝、绝缘盖板、绝缘塞、粉末炸药、装药筒、驱动器、试样环。所述膨胀环组件外形为筒状；其连接关系是，所述的装药筒固定设置在驱动器内，装药筒的上端、下端分别设置有绝缘塞，绝缘盖板设置在绝缘塞上，粉末炸药填充于装药筒内，驱动器外围横向中心位置设置有试样环，爆炸铜丝穿过膨胀环组件的轴心；所述的装药筒、驱动器、 绝缘盖板、绝缘塞为同轴心设置；所述的膨胀环组件的轴心爆炸铜丝一端通过同轴电缆与球隙开关连接，另一端接地；所述的触发器接高压脉冲变压器初级，经高压脉冲变压器升压，再经过隔离电容C1加在球隙开关的触发极上；球隙开关的上电极直接与储能电容器组的高压端相连，下电极通过爆炸铜丝接地；所述直流高压电源输出端与储能电容器组高压端、球隙开关上端连接。

所述的驱动器试样环为过盈装配。

所述球隙开关为场畸变充气开关，单次工作电压为200kV，电流为100kA。

所述储能电容器组为三只4μF电容并联，储能电容组高压端和接地端分别采用铜板连接。

所述球隙开关触发极一端经电容器C1接高压变压器次级，另一端与两串接电阻中点相连。

所述球隙开关壳体采用尼龙材料。

本实用新型的爆炸丝起爆装置可在10 kV－40 kV范围内可靠工作，为膨胀环实验组件输出脉冲大电流。爆炸铜丝长度可以达到200 mm以上，能够形成较好的柱面爆轰波或柱面冲击波。通过实验研究表明：膨胀环组件的动态重复性较好，对于无氧铜试样环，相同加载条件下径向膨胀速度幅值的最大偏差控制在7％以内，因此在该实验平台上，可以应用于开展一维拉伸加载下、平面应变加载条件下的金属环、柱壳的动态响应实验，研究材料在一维高应变率拉伸加载下的本构关系、金属环的动态破碎规律、金属柱壳膨胀过程中裂纹的扩展规律等。

本实用新型的起爆装置输出高压脉冲大电流通过膨胀环组件轴心爆炸铜丝时，突然产生很高的热量使金属丝熔化、汽化，并最终形成等离子体，以致急剧压缩周围介质而产生冲击波，在热与冲击波的综合作用下起爆太安之类的猛炸药。用爆炸丝起爆，在实验装置中形成柱面爆轰波，均匀加载驱动器，避免了对碰爆轰波加载带来的不稳定性。本实用新型中设置低阻抗材料隔离炸药与金属驱动器，降低加载压力，这样可以提高装配精度，提高实验装置的轴对称性，增加试样环加载的均匀性。本实用新型的爆炸丝起爆装置采用了轴线爆炸丝线起爆，提高了试样环加载的稳定性和实验重复性。

附图说明

图1为本实用新型爆炸丝起爆装置的电原理示意图；

图2为本实用新型爆炸丝起爆装置中的膨胀环组件结构示意图；

图3为本实用新型中的爆炸铜丝的电流波形图；

图4为本实用新型中的有膨胀环组件的爆炸铜丝电流波形图；

图中：1.爆炸铜丝2.绝缘盖板 3.绝缘塞 4.粉末炸药 5.装药筒 6.驱动器 7.试样环。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步的说明。

实施例1

图1为本实用新型爆炸丝起爆装置的电原理示意图，图2为本实用新型爆炸丝起爆装置中的膨胀环组件结构示意图。