[发明专利]一种电磁式颗粒发射装置

说明书

一种电磁式颗粒发射装置，主要包括壳体、颗粒装填夹、送弹拨片、电磁发射模块、飞车、导轨、挡块、靶材、保护罩和支座。在进行颗粒发射时，先断开电磁发射模块开关，调节靶材角度，推动飞车上的永磁铁吸住铁芯，此时送弹拨片将颗粒推入凹槽；然后调节滑动变阻器并接通开关，飞车在同名磁极的斥力作用下沿导轨运动，在导轨末端遇到挡块停止，颗粒飞出撞击靶材，颗粒撞击过程结束。本发明具有连续发射颗粒、精度高、操作简单、安全可靠等优点。

技术领域:

本发明公开一种电磁式颗粒发射装置，特别是一种用于研究颗粒撞击材料表面过程的颗粒发射装置。

背景技术:

颗粒撞击材料表面的过程在科学研究和工业生产及日常生活中是一种十分常见的现象。研究颗粒撞击材料表面的过程不仅对颗粒动力学、材料学等学科的研究具有很高的学术价值，同时对指导喷砂、磨料加工、设备冲蚀等方面有很好的工程价值。

颗粒发射装置是研究颗粒冲击材料表面过程和冲蚀磨损产生机理的一种有效工具。颗粒发射装置可以发射不同速度大小、不同冲击角度和不同形状的颗粒撞击材料表面，以研究颗粒速度、冲击角度等参数对材料表面特性的影响。目前国内外常用的颗粒发射装置主要有以下几种：

(1)气枪式：颗粒位于导管中，导管后方依次连接阀门和高压气瓶，开启阀门，高压气体会推动颗粒高速运动撞击材料表面。这种装置能够使颗粒加速到很高的速度(200m/s以上)，但是颗粒出射速度单一，且高压气瓶和高速运动的颗粒对操作人员具有较高的危险性。

(2)弹簧式：兰州大学叶晓燕等人公开的实用新型专利(专利号：CN207618458U)提出了一种可控速度角度及可变粒径的颗粒发射装置。该装置通过限位柱将弹簧卡在不同位置，使颗粒获得大小不同的出射速度；通过旋转支架上的转轴获得不同的颗粒发射角度；通过四氟垫筛选不同粒径的颗粒。该装置的四氟垫放置于颗粒出射口，对出射颗粒的速度大小和方向均有影响，装置精度不高。该装置每次发射颗粒需要手动调节弹簧装置，对于劲度系数较大的弹簧，操作者难以实现精确卡位，且颗粒发射装置未设置保护罩，飞出的高速颗粒可能对附近人员造成安全威胁。

(3)杠杆式：中国石油大学(华东)杜明超等人公开的实用新型专利(专利号：CN207133120U)提出了一种用于冲蚀机理研究的新型弹射装置。该装置主要由杠杆和弹簧组成，可将杠杆一端弹簧的弹性势能转化为杠杆另一端颗粒的动能。该装置发射颗粒需要操作者每次将杠杆的一端压到指定位置用制止棒卡住；对于劲度系数较大的弹簧，按压过程费力，且制止棒卡的拔出存在卡顿，操作很不方便。装置侧面安装了保护罩，虽然可以防止颗粒从侧面飞出，但无法防止颗粒从除侧面以外的其他方向飞出对人员造成伤害。此外，该装置杠杆支点和试验台基座之间存在空隙，在发射颗粒过程中，杠杆会产生晃动，造成试验不精确。

为了克服现有颗粒发射装置中存在的不连续、操作不便、安全性低等缺点，本发明提出一种电磁式颗粒发射装置。可实现连续装填发射颗粒、操作便捷、安全可靠，此外本发明具有体积小、结构紧凑等优点。

发明内容：

本发明涉及一种电磁式颗粒发射装置，主要包括壳体、颗粒装填夹、送弹拨片、电磁发射模块、飞车、导轨、挡块、靶材、保护罩和支座，颗粒装填夹可插入壳体中并通过卡锁机构固定，送弹拨片位于壳体内部颗粒装填夹出弹口上方，电磁发射模块位于壳体外部靠近送弹拨片的两侧，两个电磁发射模块之间的距离约为送弹拨片宽度的1.2倍，电磁发射模块正对飞车，且飞车运动至壳体时，电磁发射模块上的铁芯可以恰好吸住飞车上的永磁铁，飞车位于壳体外部靠近颗粒装填夹出弹口下方，导轨放置于飞车两侧，导轨末端安装有挡块，靶材位于导轨末端外侧飞车运动方向的正前方，保护罩位于飞车、导轨和靶材的外侧并将飞车、导轨和靶材包含在内，壳体、导轨、靶材和保护罩放置于支座上形成一个完整的装置。

所述的颗粒装填夹包括弹夹壳、弹簧、隔板、颗粒，弹夹壳靠近壳体一侧中部开有半球形凹槽，颗粒装填夹可装填若干颗粒。