[发明专利]一种气动式水下高压气泡源

说明书

一种气动式水下高压气泡源，属于水下气泡源装置技术领域。本发明通过三个电磁阀控制气泡源的触发与连发，电磁阀连通气源、储压腔、压紧腔及触发腔，在保证气泡源内压力定值的同时，实现连续触发，顶盖和活塞头可按照需求更换，模拟不同的射出口径，达到不同数值模拟的要求。整个气源有三处动密封，可保证稳定的高压气动密封，进气口电磁阀可阻碍再出发时进气端的气量影响装置气压及气量，压紧腔连接的电磁阀负责控制活塞压紧保证储压腔气压，连接储压腔的电磁阀负责触发，整个腔体通过中间法兰分隔，将各个气室分隔独立，又可通过电磁阀实现可控连通。本发明成本低廉，组合式活塞降低控制难度，保证整体联动性，清洁无污染且安全可靠。

技术领域

本发明属于水下气泡源装置技术领域，具体涉及一种气动式水下高压气泡源。

背景技术

水下气泡的数值特性在现代海洋研究中处于尤为重要的位置，在舰船抗爆、石油开采及海洋勘探等领域也有相当广泛的应用。目前国内对于水下气泡的研究虽然已经很多，但由于目前现有的设备做水下气泡实验设备较为局限，因而对于小型气泡的水下数值研究很有限。目前关于水下气泡源应用较为普遍的是电火花式、微量TNT炸药式及气囊加载式等水下气泡源，常用的气泡源产生主要分为两种，一种是依靠一定当量的炸药在不同容积的水槽中进行实药爆炸实现,这种加载方式存在危险性高、加载成本高、实验数据测试精度不足和实验资质要求高无法普及等缺点；另一种是采用高压电的方式形成小规模爆炸，这种方法存在成本较高，形成气泡一般尺寸较小等缺点。因此对于水下气泡源的研究具有一定的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气动式水下高压气泡源，该气动式水下高压气泡源可实现连续触发、可按需更换喷射口径，可循环使用，并且可储存超高压。

本发明的目的是这样实现的：

一种气动式水下高压气泡源主要由气缸外壁和中心活塞两大部分组成；所述的气缸外壁由顶盖1、第一密封圈2、上腔体3、高压管4、电磁阀5、中间法兰11、第三密封圈12、电磁阀13、高压管14、第二密封圈6、下腔体7、电磁阀8、底盖21、第四密封圈15、第一螺钉17、第二螺钉18、螺母19、第三螺钉20组成；所述的中心活塞由活塞头9、中活塞杆10及下活塞16组成，三者间均依靠螺纹连接，第二密封圈6、第四密封圈15、底盖21与下活塞16将下腔体7分隔成压紧腔、触发腔与气泡源下端。所述的顶盖1置于整个装置的顶部，其上有出气口，下部为第一密封圈2，顶盖1与活塞头9相连，活塞头9与顶盖1通过第一密封圈2密封，顶盖1与上腔体3之间通过第一密封圈2密封，第一密封圈2、顶盖1及上腔体3之间通过6个第一螺钉17密封紧固；高压管4与上腔体3之间通过螺纹连接，高压管4与电磁阀5气路连通储压腔与触发腔，高压管4与电磁阀5之间及电磁阀5与中间法兰11之间均通过螺纹连接，上腔体3、中间法兰11与下腔体7通过第二螺钉18与螺母19紧固，第三密封圈12与中间法兰11隔绝储压腔与触发腔；中间法兰11与电磁阀13之间通过螺纹连接，高压管14和电磁阀13连通压紧腔与储压腔，高压管14与下腔体7之间、高压管14与电磁阀13之间均通过螺纹连接，下腔体7与底盖21间通过第三螺钉20紧固，电磁阀8通过螺纹连接在下腔体7的进气口位置。下活塞16和中活塞杆10的内部由空心结构组成，在下活塞16和中活塞杆10的径向分别有小孔，小孔的直径不超过2MM，主要作用是平衡储压腔和压紧腔内的气压，且该小孔由于尺寸小不会影响压紧状态以及释放状态。

此气动式水下高压气泡源，在三个电磁阀的控制下完成水下可控触发，通过易更换的顶盖和活塞头保证装置可完成不同形态的气泡数值研究。中间法兰将气泡源分隔为上下两个腔体，将各个气室分隔独立，又可通过电磁阀实现可控连通。本发明的气泡源有三处动密封，分别保证储压腔、触发腔及压紧腔之间的气密分隔，实现在触发及回弹过程中的高压动密封，进气口电磁阀可以阻碍再出发时进气端的气量影响装置气压及气量，压紧腔连接的电磁阀负责控制活塞压紧保证储压腔气压，连接储压腔的电磁阀负责触发，最终实现高压气源的连续触发。

本发明有益效果在于：