[发明专利]一种应用于霍普金森压杆的多级子弹自动装填发射装置

说明书

本发明公开了一种应用于霍普金森压杆的多级子弹自动装填发射装置，包括发射装置，发射管道、回流管道、顶推装置、电磁装置、装弹装置。发射装置及发射管通过支座固定在轨道上，发射管道与回流管道连通，顶推装置及电磁装置固定在回流管道内，装弹装置与回流管道相连通，使用时将一定数量的子弹放入装弹装置内，初次使用时利用电磁装置驱动顶推装置将第一颗子弹装入发射管道内，随后当第一颗子弹在发射装置产生的高压推力下发射时，一部分高压气流进入回流管道，并驱动顶推装置将第二颗子弹推入发射管道，如此往复循环，实现多级子弹的自动装填。本装置安全可靠，操作简单，能够根据需要实现对被测试件施加多次冲击，可用来模拟煤矿发生的多次冲击地压、港口工程中海浪的循环冲击等现象。

技术领域

本发明属于霍普金森压杆领域，特别是一种应用于霍普金森压杆的多级子弹自动装填发射装置。

背景技术

随着工程建设领域的不断扩大与发展，许多工程结构在使用过程中需要抵抗诸如地震、爆炸等动态荷载作用。自1949年，Kolsky首先把Hopkinson压杆变成分离式并用来研究材料在高应变率下的动态力学行为后，分离式霍普金森压杆(SHPB)被广泛的应用到材料动态性能的测试实验中。传统的分离式霍普金森压杆测试系统由发射装置、入射杆、透射杆、超动态应变仪等组成，每次进行冲击试验时由发射装置发射一颗子弹对入射杆进行撞击，在入射杆内产生入射波并传播至试件。然而目前使用的常规霍普金森压杆系统一般只适用于对试件进行单次冲击加载，如果需要测试试件在多次冲击下的力学性能，则需要此次子弹发射完毕后手动将子弹沿发射管道推回至发射位置，费时费力，试验效率低下。

目前结构在许多情况下需要承受连续多次的冲击荷载，如煤矿中频繁发生的冲击地压现象，具有多次冲击的特点，港口工程中海岸的构筑物需要经受海浪的多次冲击作用，在钻探工程中冲击器在使用的过程中自身也会收到连续多次的冲击作用。专利文献201610900472.1公开了一种霍普金森杆二次冲击子弹，但该装置只能实现二次冲击，无法实现更高次数的冲击。专利文献201610900475.5公开了一种霍普金森杆多级子弹发射装置，该装置采用连接链连接前后子弹，在重复的使用的过程中极易发生连接链的冲击拉伸断裂，使用寿命较短。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种应用于霍普金森压杆的多级子弹自动装填发射装置，操作简单，使用方便，能够实现多级子弹的自动装填，测试试件在多次冲击加载下的力学性能。为此，本发明采用的技术方案是：

一种应用于霍普金森压杆的多级子弹自动装填发射装置，其特征在于包括发射装置，发射管道、回流管道、顶推装置、电磁装置、装弹装置；发射装置及发射管通过支座固定在轨道上，发射管道与回流管道连通，装弹装置具有装弹管道和连接管道，装弹管道与回流管道连通，连接管道连接回流管道和发射管道相连通，顶推装置设置有顶推弹簧和顶推部件，所述顶推弹簧和顶推部件在回流管道内，用于将子弹推入连接管道，电磁装置设置在顶推装置的后方，用于吸引顶推部件而在顶推子弹前使顶推弹簧蓄能；所述装弹管道具有两发以上子弹的卧放叠置高度。

进一步地，所述的发射管道在子弹发射位置处的侧壁上内嵌有第一橡胶缓冲垫，在发射管道靠近管口附近设有取弹盖及取弹盖连接凸缘。

进一步地，所述的取弹盖包括半圆柱形顶盖及两侧带有螺栓孔的凸缘，取弹盖沿发射管道轴向的长度大于单个子弹的长度，取弹盖两侧凸缘与发射管道两侧的凸缘通过连接螺栓相连，当试验结束时可将取弹盖取下，从而取出发射管道内的子弹。

进一步地，所述的顶推装置包括所述顶推部件和顶推弹簧、密封圈，密封圈套在顶推圆柱尾部的侧壁上，顶推圆柱的直径略小于子弹的直径，顶推圆柱与顶推弹簧相固连，当顶推弹簧处于自由状态时，顶推圆柱前端面正好与子弹在回流管道中的后端面相接触。

进一步地，所述的电磁装置包括圆环状电磁铁及电流控制装置。