[发明专利]一种用于爆炸合成新材料的爆炸能量缓释装置及使用方法

说明书

本发明公开一种用于爆炸合成新材料的爆炸能量缓释装置及使用方法，所述装置包括爆炸罐体体座和爆炸罐体顶盖，爆炸罐体顶盖上部突出有以缓冲弹簧和防火活塞为主体的缓冲延时结构和可自动检测感应开合的泄压罩体。缓冲延时结构可在爆炸合成新材料的过程中通过缓冲弹簧的伸缩和罐体顶盖的体积变化，延长爆炸冲击作用时间，将爆炸能量缓释反应控制在10‑10supgt;3/supgt;μs量级，且爆炸冲击作用速度快于爆燃反应的速度，满足了某些新材料爆炸合成反应的高温、高压和时间尺度要求，提高了爆炸合成新材料能量利用效率和产品得率；泄压罩体可保证在检测到罐体内的压力和温度超过阈值时开启泄压，保证罐体的稳定性和使用安全性，防止缓冲弹簧和罐体因高压高温而产生变形。

技术领域

本发明涉及爆炸技术领域，具体是一种用于爆炸合成新材料的爆炸能量缓释装置及使用方法。

背景技术

近些年来，我国爆炸合成理论和产业技术都得到了长足发展，炸药爆炸能量被广泛用于特种材料合成领域，特别是爆炸合成纳米材料和爆炸合成复合板等爆炸合成技术的迅猛发展，为炸药这一特种能源提供了更广阔的应用空间。

在利用炸药爆炸合成新材料的过程中，炸药的爆轰合成反应是微秒量级，爆燃是毫秒量级。所以当反应时间处于微秒量级时，主要依靠炸药爆轰冲击作用完成能量转化，炸药释放能量的速度过快，合成新材料的爆炸反应时间过短，有可能导致产品得率不高。而当反应时间处于毫秒量级时，主要依靠物质的燃烧或爆燃反应完成能量转化，燃料释放能量的速度过慢，无法达到合成新材料的目的。这就要求需将爆炸能量控制在某一个合适的时间尺度上，如在10-10³μs量级，既不能过快，也不能太慢，缓释能量控制能够延长爆炸反应时间，能够满足某些新材料爆炸合成反应的高温高压和时间尺度要求。针对上述提出的问题，改进普通的爆炸合成反应装置，提出一种用于爆炸合成新材料的爆炸能量缓释装置及使用方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于爆炸合成新材料的爆炸能量缓释装置及使用方法，本发明设置有罩体、缓冲弹簧，当罐体内部压力增大时，压力使得防火活塞向上运动，缓冲弹簧受到压力也会相应压缩，使得爆炸产生的冲击波能量和气体膨胀产生的能量转化为缓冲弹簧的弹性势能；从而在爆炸反应的后期，罐体压力减小时，弹簧的弹性势能再次的推动防火活塞向下运动，将储存的弹性势能释放转化为对罐体内部的内能，罐体内部得以重新获得高温高压的环境；通过缓冲弹簧的反复伸缩，延长了爆炸冲击波冲击作用时间，达到爆炸能量缓慢释放目的，提高了某些爆炸合成新材料能量利用效率和产品得率；设置有R型热电偶、PCB耐温型爆炸压力传感器和泄压电磁阀，在爆轰反应发生后，气压急剧增加时，当温度感应器检测到罐体内的温度超过设定的温度时或PCB耐温型爆炸压力传感器检测到罐体内的压力超过阈值，会将信号传递给系统控制器，从而使得系统控制器开启泄压电磁阀，增强了罐体的稳定性和使用安全性，防止缓冲弹簧和罐体因高压而产生变形，这样实现对罐体和实验装置的双重保护，而且自动化精度高，降低人工的劳动强度。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于爆炸合成新材料的爆炸能量缓释装置，所述能量缓释装置包括爆炸罐体体座和爆炸罐体顶盖，爆炸罐体体座和爆炸罐体顶盖之间设有阵列分布的外六角螺钉，所述爆炸罐体体座上端面内端部设有密封槽，密封槽内设有密封圈；

所述爆炸罐体顶盖上设有容置腔室，容置腔室内设有缓冲延时结构，缓冲延时结构包括缓冲弹簧、防火活塞、防爆罩体、防火布料、第一连接卡口和第二连接卡口，第一连接卡口位于容置腔室的内壁，缓冲弹簧的一端通过第一连接卡口固定在容置腔室内，另一端与防火活塞紧固连接，防爆罩体通过第二连接卡口限位固定在容置腔室内，防火布料位于防爆罩体与防火活塞之间；

所述爆炸罐体体座内设有用于放置起爆器材的支撑支架，爆炸罐体顶盖上设有泄压窗口。

进一步的，所述爆炸罐体顶盖通过外六角螺钉与爆炸罐体体座组成拆卸安装结构，爆炸罐体顶盖内嵌有两个点火电极，点火电极延伸至爆炸罐体体座内，将固支架上的起爆器材导线连接在点火电极上。