一种营造低温负压环境的爆炸容器
阅读说明：本技术 一种营造低温负压环境的爆炸容器 (Explosion container for creating low-temperature negative-pressure environment ) 是由 汪泉 杨礼澳 李志敏 王尹军 李�瑞 程扬帆 吴红波 李雪交 汪凤祺 李孝臣 于 2021-07-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种营造低温负压环境的爆炸容器,属于爆破容器技术领域,包括罐体、安装在罐体一侧的水冷式真空泵、安装在罐体另一侧的液冷机以及安装在罐体顶部的抽烟风机,液冷机的另一侧安装有冷却水塔,水冷式真空泵的一侧设有真空泵操作箱,罐体的罐壁由内至外依次设有罐体内壁、罐体中间层和罐体外壁,罐体的上设有防爆真空门。本发明采用热传导的方式降温,无需与内部进行空气交换,降温过程能够与抽真空过程同时进行,大大的降低了实验所需要的准备时间,也减少的多次操作所带来的实验误差,此外本发明能够方便的改变变量,研究不同压力下的爆炸参数,恒温设计使其只需改变真空度便能够快速进行下一次实验。(The invention discloses an explosion container for creating a low-temperature negative-pressure environment, which belongs to the technical field of explosion containers and comprises a tank body, a water-cooled vacuum pump arranged on one side of the tank body, a liquid cooling machine arranged on the other side of the tank body and a smoke exhaust fan arranged at the top of the tank body, wherein a cooling water tower is arranged on the other side of the liquid cooling machine, a vacuum pump operation box is arranged on one side of the water-cooled vacuum pump, the inner wall of the tank body, the middle layer of the tank body and the outer wall of the tank body are sequentially arranged on the wall of the tank body from inside to outside, and an explosion-proof vacuum door is arranged on the tank body. The invention adopts a heat conduction mode for cooling, does not need to exchange air with the interior, can simultaneously carry out the cooling process and the vacuumizing process, greatly reduces the preparation time required by the experiment, and also reduces the experimental error caused by multiple operations.)
技术领域
本发明涉及爆破容器，特别是涉及一种营造低温负压环境的爆炸容器，属于爆破容器技术领域。
背景技术
随着国民经济发展水平的攀升，对工业化生产的需求也日益增加，我国西部地区，如西藏、新疆等地各类资源丰富，因此需要在这些高海拔地区进行铁路修建、开发矿产等用以促进西部地区经济发展，也为当地人民的生活带来便利，这些工程项目很多都需要爆破作业，当地人口密度较低的特点也适合爆破作业的开展，但是这些地区海拔较高，导致大气压力以及环境温度都比较低，因此对爆破器材的选择以及爆破技术的调整有了全新的要求，就目前而已，对低温低压环境下爆炸实验的研究较少，通过使用营造低温负压环境的爆炸容器能够有效的模拟高原条件下的爆破作业，对研究高原环境下炸药的性能等参数以及爆破器材的选择具有重要的参考与实践价值，并对高海拔低温低压环境弹药毁伤性能测试有着较高的指导意义。
发明内容
本发明的主要目的是为了解决现有技术的不足，而提供一种营造低温负压环境的爆炸容器。
本发明的目的能够通过采用如下技术方案达到：
一种营造低温负压环境的爆炸容器，包括罐体、安装在所述罐体一侧的水冷式真空泵、安装在所述罐体另一侧的液冷机以及安装在所述罐体顶部的抽烟风机，所述液冷机的另一侧安装有冷却水塔，所述水冷式真空泵的一侧设有真空泵操作箱，所述罐体的罐壁由内至外依次设有罐体内壁、罐体中间层和罐体外壁，所述罐体的上设有防爆真空门，所述罐体靠近所述水冷式真空泵的一侧设有内部起爆线A和内部起爆线B，所述内部起爆线A的一侧设有位于所述罐体外壁上的起爆线接口A和起爆线接口B，所述罐体靠近所述液冷机的一侧设有通过冷却液出口连接的冷却液储存罐，所述冷却液出口的上方设有冷却液入口，所述罐体的顶部设有吸烟口。
优选的，所述抽烟风机包括插入所述罐体内部的所述吸烟口、通过输烟管连通伸出所述罐体的排烟口，所述排烟口的一侧设有球形阀。
优选的，所述水冷式真空泵的一端设有真空泵冷却水入口，所述水冷式真空泵的另一端设有真空泵冷却水储存箱，所述真空泵冷却水储存箱的另一端设有真空泵冷却水出口，所述水冷式真空泵的底部安装有真空泵固定基座，所述水冷式真空泵的顶部开设有真空泵进气口，所述真空泵进气口上通过输水管连通所述罐体。
优选的，所述内部起爆线A和所述起爆线接口B位于所述输水管的顶部，所述内部起爆线B和所述起爆线接口A位于所述输水管的底部。
优选的，所述冷却液入口与所述液冷机连通，所述液冷机的顶部设有冷却系统操作箱，所述液冷机通过管道与所述冷却水塔上的冷却水入口连通。
优选的，所述真空泵操作箱包括多个真空泵操作按钮以及安在所述真空泵操作按钮上方的真空示数显示窗。
优选的，所述罐体部分呈蒙古包型，所述罐体下方地基设有减振层，下方圆柱形罐体直径为4～5m，高度为3～3.5m，壁厚度为50～60mm，所述下方圆柱形罐体后方设有两个圆形孔槽，用于连接传感器，两个孔槽与圆柱形罐体圆心呈85～90°
优选的，所述罐体内壁为25～30mm厚2507铁素体—奥氏体双相不锈钢，所述罐体中间层设有多层蛇管状液冷管道用以流通电子氟化液以及约为20～25mm厚的玻璃丝绵填充层，所述罐体外壁为5～8mm厚304奥氏体不锈钢外罩。
优选的，所述下方圆柱形罐体右侧水冷式真空泵接口两侧各设有一根细长金属棒，朝向罐内的部分连接导线，朝向罐外的部分设有凹型卡槽与起爆器线路相连。
优选的，所述罐体右侧设有槽口，连接齿轮式防爆电接点双金属温度计。
本发明的有益技术效果：
(1)该爆炸容器能够同时提供低温、负压环境，能够模拟真实高海拔环境，采用氟化液环绕罐体内壁，能够长时间使罐体内温度保持恒定，且环保无污染，内部设有齿轮式防爆电接点双金属温度计，能够精确控制内部温度，并能够抽芯拆卸，爆炸开始前温度基本不变，使得所使用的爆破器材充分改性，大大的提高了实验精度，使得实验误差降到最低，罐体壁内填充玻璃丝绵，能够有效的隔绝外界温度对内部的影响，并吸收爆炸产生的噪声以及振动，使其能够在人口密集的地方进行实验；
(2)采用热传导的方式降温，无需与内部进行空气交换，降温过程能够与抽真空过程同时进行，大大的降低了实验所需要的准备时间，也减少的多次操作所带来的实验误差，此外本发明能够方便的改变变量，研究不同压力下的爆炸参数，恒温设计使其只需改变真空度便能够快速进行下一次实验；
(3)内壁采用2507铁素体—奥氏体双相不锈钢，具有良好的热传导性和极低的热膨胀系数，能够使冷却系统快速内部降温，且降低因降温引起的材料收缩导致的气密性下降问题，以及降温导致的材料强度下降问题，在-20°下δ0.2/MPa：≥550，具有极好的抗爆性，对外壁采用热传导性较差的304奥氏体不锈钢，用以降低外界干扰并减少能力损耗，接口处采用硫化硅橡胶密封，有极好的低温耐性与气密性，保证在低温环境下不会影响罐体气密性，容器在-30°～常温环境下容器的气密性不会发生改变，真空度能够达到<5Pa。
附图说明
图1为按照本发明的营造低温负压环境的爆炸容器的一优选实施例的整体结构示意图；
图2为按照本发明的营造低温负压环境的爆炸容器的一优选实施例的罐体部分示意图；
图3为按照本发明的营造低温负压环境的爆炸容器的一优选实施例的冷却系统部分示意图；
图4为按照本发明的营造低温负压环境的爆炸容器的抽烟风机部分正视图；
图5为按照本发明的营造低温负压环境的爆炸容器的一优选实施例的抽真空系统部分正视图；
图6为按照本发明的营造低温负压环境的爆炸容器的一优选实施例的抽真空接口部分侧视图。
图中：图中：1-防爆真空门，2-罐体内壁，3-罐体中间层，4-罐体外壁，5-起爆线接口A，6-起爆线接口B，7-内部起爆线A，8-内部起爆线B，9-冷却液入口，10-冷却液出口，11-抽烟风机，12-吸烟口，13-球形阀，14-排烟口，15-冷却液储存罐，16-液冷机，17-冷却系统操作箱，18-冷却水塔，19-冷却水入口，20-水冷式真空泵，21-真空泵进气口，22-真空泵冷却水入口，23-真空泵冷却水出口，24-真空泵冷却水储存箱，25-真空泵固定基座，26-真空泵接口，27-器材线路与温度计接口，28-真空泵操作箱，29-真空泵操作按钮，30-真空示数显示窗，31-罐体。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1-图6所示，本实施例提供的营造低温负压环境的爆炸容器，营造低温负压环境的爆炸容器，包括罐体31、安装在罐体31一侧的水冷式真空泵20、安装在罐体31另一侧的液冷机16以及安装在罐体31顶部的抽烟风机11，液冷机16的另一侧安装有冷却水塔18，水冷式真空泵20的一侧设有真空泵操作箱28，罐体31的罐壁由内至外依次设有罐体内壁2、罐体中间层3和罐体外壁4，罐体31的上设有防爆真空门1，罐体31靠近水冷式真空泵20的一侧设有内部起爆线A7和内部起爆线B8，内部起爆线A7的一侧设有位于罐体外壁4上的起爆线接口A5和起爆线接口B6，罐体31靠近液冷机16的一侧设有通过冷却液出口10连接的冷却液储存罐15，冷却液出口10的上方设有冷却液入口9，罐体31的顶部设有吸烟口12。
在本实施例中，如图1和图4所示，抽烟风机11包括插入罐体31内部的吸烟口12、通过输烟管连通伸出罐体31的排烟口14，排烟口14的一侧设有球形阀13。水冷式真空泵20的一端设有真空泵冷却水入口22，水冷式真空泵20的另一端设有真空泵冷却水储存箱24，真空泵冷却水储存箱24的另一端设有真空泵冷却水出口23，水冷式真空泵20的底部安装有真空泵固定基座25，水冷式真空泵20的顶部开设有真空泵进气口21，真空泵进气口21上通过输水管连通罐体31。
在本实施例中，如图1和图2所示，内部起爆线A7和起爆线接口B6位于输水管的顶部，内部起爆线B8和起爆线接口A5位于输水管的底部。冷却液入口9与液冷机16连通，液冷机16的顶部设有冷却系统操作箱17，液冷机16通过管道与冷却水塔18上的冷却水入口19连通。真空泵操作箱28包括多个真空泵操作按钮29以及安在真空泵操作按钮29上方的真空示数显示窗30。罐体31部分呈蒙古包型，罐体31下方地基设有减振层，罐体内部在-30°下最高可承受>3kgTNT当量爆炸，下方圆柱形罐体直径为4～5m，高度为3～3.5m，壁厚度为50～60mm，下方圆柱形罐体后方设有两个圆形孔槽，用于连接传感器，两个孔槽与圆柱形罐体圆心呈85～90°
在本实施例中，如图1和图6所示，罐体内壁2为25～30mm厚2507铁素体—奥氏体双相不锈钢，罐体中间层3设有多层蛇管状液冷管道用以流通电子氟化液以及约为20～25mm厚的玻璃丝绵填充层，罐体外壁4为5～8mm厚304奥氏体不锈钢外罩。下方圆柱形罐体右侧水冷式真空泵接口两侧各设有一根细长金属棒，朝向罐内的部分连接导线，朝向罐外的部分设有凹型卡槽与起爆器线路相连。罐体31右侧设有槽口，连接齿轮式防爆电接点双金属温度计。
如图1-图6所示，一种营造低温负压环境的爆炸容器的工作原理如下：
步骤1：开启爆炸容器入口，打开罐体上方的排烟风机，将内部空气与外界充分循环后关闭排烟风机；
步骤2：操作人员进入爆炸容器内部，将炸药、雷管等装置放置完善，外部导线短接后将雷管与内部导线相连接；
步骤3：如果需要插入传感器或测试仪器线路，将罐体右侧的圆形孔槽开启放置传感器或线路，测试传感器或测试仪器正常工作后用真空泥封死接口；
步骤4：确认无误后操作人员离开爆炸容器并关闭入口，确保爆炸容器的气密性达到要求；
步骤5：连接水冷式真空泵水冷管道后打开真空泵，观察真空表的数值变化，真空泵正常运行且数值平稳变化时打开液冷机，并设定需要的温度；
步骤6：等待真空度达到要求后关闭真空泵，等待温度达到预设值后将液冷机调整至恒温模式；
步骤7：待到温度与真空度均达到要求后静置一个小时，使炸药充分改性以降低实验误差；
步骤8：连接起爆器并起爆炸药；
步骤9：爆炸结束后关闭液冷机，开启爆炸容器入口并打开罐体上方的排烟风机，待到罐体内有毒有害气体基本排进后方可进入；
步骤10：观察实验结果并清理罐体内部爆炸残留物后关闭爆炸容器入口。
实验过程仅为低温爆炸实验、负压爆炸实验、低温负压爆炸实验。
实施例1
一种营造低温负压环境的爆炸容器，包含以下步骤：
步骤1：开启爆炸容器入口1，打开罐体上方的排烟风机11，将内部空气与外界充分循环后关闭排烟风机；
步骤2：操作人员进入爆炸容器内部，将炸药、雷管等装置放置完善，外部导线短接后将雷管与内部起爆线B8和内部起爆线A7相连接；
步骤3：爆速仪线路接入器材线路与温度计接口，测试爆速仪正常工作后扭紧旋钮并用真空泥封死接口；
步骤4：确认无误后操作人员离开爆炸容器并关闭入口，确保爆炸容器的气密性达到要求；
步骤5：连接水冷式真空泵水冷管道22后打开真空泵20，观察真空表的数值变化，真空泵正常运行且数值平稳变化时打开液冷机16，并通过冷却系统操作箱17设定需要的温度；
步骤6：等待真空度达到要求后关闭真空泵20，等待温度达到预设值后将液冷机16调整至恒温模式；
步骤7：待到温度与真空度均达到要求后静置一个小时，使炸药充分改性以降低实验误差；
步骤8：起爆器连接起爆线接口5、6并起爆炸药；
步骤9：爆炸结束后关闭液冷机16，开启爆炸容器入口1并打开罐体上方的排烟风机11，待到罐体内有毒有害气体基本排进后方可进入；
步骤10：观察实验结果并清理罐体内部爆炸残留物后关闭爆炸容器入口；
实施例2
一种营造低温负压环境的爆炸容器的操作步骤大致和实施例1步骤相同，不同之处在于例2测试炸药在低温负压环境下的爆轰波曲线，连接的仪器改用传感器与示波器。
步骤1：开启爆炸容器入口，打开罐体上方的排烟风机11，将内部空气与外界充分循环后关闭排烟风机。
步骤2：操作人员进入爆炸容器内部，将炸药、雷管等装置放置完善，外部导线短接后将雷管与内部起爆线B8和内部起爆线A7相连接相连接。
步骤3：将传感器接入器材线路与温度计接口，并将传感器与示波器相连后测试传感器是否正常工作，测试示波器能观察到波形后扭紧旋钮并用真空泥封死接口。
步骤4：确认无误后操作人员离开爆炸容器并关闭入口，确保爆炸容器的气密性达到要求。
步骤5：连接水冷式真空泵水冷管道22后打开真空泵20，观察真空表的数值变化，真空泵正常运行且数值平稳变化时打开液冷机16，并通过冷却系统操作箱17设定需要的温度。
步骤6：等待真空度达到要求后关闭真空泵20，等待温度达到预设值后将液冷机16调整至恒温模式。
步骤7：待到温度与真空度均达到要求后静置一个小时，使炸药充分改性以降低实验误差。
步骤8：起爆器连接起爆线接口5、6并起爆炸药。
步骤9：爆炸结束后关闭液冷机16，开启爆炸容器入口1并打开罐体上方的排烟风机11，待到罐体内有毒有害气体基本排进后方可进入。
步骤10：观察实验结果并清理罐体内部爆炸残留物后关闭爆炸容器入口。
实施例3
一种营造低温负压环境的爆炸容器的操作步骤大致和实施例1步骤相同，不同之处在于例3测试炸药在低温负压环境下的猛度，无需连接仪器。
步骤1：开启爆炸容器入口，打开罐体上方的排烟风机11，将内部空气与外界充分循环后关闭排烟风机；
步骤2：操作人员进入爆炸容器内部，将炸药、雷管、测试铅柱等装置放置完善，外部导线短接后将雷管与内部起爆线B8和内部起爆线A7相连接相连接；
步骤3：确认无误后操作人员离开爆炸容器并关闭入口，确保爆炸容器的气密性达到要求；
步骤4：连接水冷式真空泵水冷管道22后打开真空泵20，观察真空表的数值变化，真空泵正常运行且数值平稳变化时打开液冷机16，并通过冷却系统操作箱17设定需要的温度；
步骤5：等待真空度达到要求后关闭真空泵20，等待温度达到预设值后将液冷机16调整至恒温模式；
步骤6：待到温度与真空度均达到要求后静置一个小时，使炸药充分改性以降低实验误差；
步骤7：起爆器连接起爆线接口5、6并起爆炸药；
步骤8：爆炸结束后关闭液冷机16，开启爆炸容器入口1并打开罐体上方的排烟风机11，待到罐体内有毒有害气体基本排进后方可进入；
步骤9：观察实验结果并清理罐体内部爆炸残留物后关闭爆炸容器入口。
综上所述，在本实施例中，按照本实施例的营造低温负压环境的爆炸容器，采用热传导的方式降温，无需与内部进行空气交换，降温过程能够与抽真空过程同时进行，大大的降低了实验所需要的准备时间，也减少的多次操作所带来的实验误差，此外本发明能够方便的改变变量，研究不同压力下的爆炸参数，恒温设计使其只需改变真空度便能够快速进行下一次实验。
以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。
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