[发明专利]气液混合多级高速弹射装置

说明书

技术领域

本发明属于弹射装置技术领域，特别是一种气液混合多级高速弹射装置。

背景技术

现有弹射装置，主要包含炮式、燃气式、蒸汽式、压缩空气式、液压式、液压气动式、电磁式等。炮式弹射机构弹射速度很高，但是冲击过载大，且弹射过程不可控制；燃气式弹射能将化学能高效地转化为弹射负载的动能，但是存在高温烧蚀现象。上述两种方式较少采用。被广为应用的弹射方式是压缩空气、蒸汽式、液压式，但蒸汽式弹射所需消耗蒸汽量极大，气体密封问题始终难以被有效克服，能量利用率极低，弹射加速距离较长；压缩空气式弹射，设备笨重，弹射性能依赖于气瓶压力和容积，并同样存在气体密封性问题；液压式弹射，精度高快速性好，但是对于以很高弹射速度弹射重型负载时，则出现需要超大流量且高速响应的液压控制阀、现有密封技术难以保证缸体与活塞杆密封的难题。目前，具有应用前景的电磁弹射方式，采用直线电机，不受弹射负载、弹射距离、弹射速度限制，且能可控性强，但是存在强磁场干扰，且耗能巨大、所需能源装置庞大，尚且仅适用于大型核动力航母。

此外，近几年出现的气液混合式动力弹射缸，弹射性能好，有效地融合了气动弹射和液压弹射的优点，但是专利201010524849.0以超高速弹射重型负载时，由于是单级缸，构件间相对运动速度过高，无法克服超高速密封问题，而专利200910166299.7虽然采用多级弹射装置，但是纯粹采用高压气源，气体具有的可压缩性使得系统刚度低，使得弹射过程难以通过阀门对输入进行精确控制以达到期望的弹射输出效果，可控性能低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种密封性好，弹射效率高，系统可控性高的气液混合多级高速弹射装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种气液混合多级高速弹射装置，包括液压油源、控制阀、大流量开关阀、普通开关阀、蓄能器、控制器、多级弹射缸和负载，多级弹射缸内设置有多级套筒式活塞缸，多级套筒式活塞缸的底部与多级弹射缸的滑动密封配合，多级弹射缸的开有与多级套筒式活塞缸滑动密封配合，多级弹射缸被多级套筒式活塞缸的底部分隔为下腔和上腔，上腔内填充有油液，多级套筒式活塞缸为多层套筒式结构，多层套筒式结构内的腔体均连通，并与上腔连通，多级弹射缸上腔设有充油口，液压油源与控制阀的进油口相连，控制阀的出油口与蓄能器液体部分相连，并与大流量开关阀的进油口相连，大流量开关阀的出油口与多级弹射缸的下腔连接，多级弹射缸的下腔与普通开关阀的进油口相连接，多级弹射缸的最内层活塞套筒与负载固连，控制阀的控制端、大流量开关阀的控制端、普通开关阀的控制端均与控制器相连接，普通开关阀的出油端与液压油源的油箱连接。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

(1)本发明能在有限的安装空间内有效利用多级缸的行程进行加速弹射。

(2)本发明弹射时利用蓄能器气体的弹性势能，具备了气动弹射系统存储和传递能量密度大的特点，且重复弹射时只需要向蓄能器内注入压力油即可。

(3)本发明采用多级缸在可靠保证最高弹射速度的同时，相较于已有弹射方式，有效地减小了执行元件之间的相对运动速度，采用现有的密封技术即可实现可靠密封。

(4)本发明多级缸有杆腔为始终充满油液的封闭油腔，改善了执行元件之间的润滑，易于设置液压缓冲器，最重要的是封闭油腔内部油液在无杆腔推力下，能自适应流动而推动活塞杆伸出，不需补充油液，极大地减小了外部油源所需要供给的油液流量。

(5)本发明的工作介质为不可压缩的液压油，具有刚度大和固有频率高的特点，易于通过液压阀对输入油液进行精确控制，从而对弹射过程实现精确控制。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明气液混合多级高速弹射装置的总体结构示意图。

具体实施方式

结合图1：