專利名稱:一種用于激光火工品的光纖傳能密封組件的制作方法
一種用于激光火工品的光纖傳能密封組件技術領域：
[0001]本發(fā)明的實施方式涉及火工品技術領域：
，更具體地，本發(fā)明的實施方式涉及一種用于激光火工品的光纖傳能密封組件。
背景技術：
[0002]火工品是裝有火工藥劑，在很小的外界沖能激發(fā)下一次性燃燒和爆炸后，釋放出大功率能量，起引燃、引爆或特種效應作用的元件或裝置?；鸸て肥且磺形淦鲝椝帯⑷紵ㄑb置的初發(fā)能源，其體積小、結構簡單、使用方便，能在較小的外界沖能(如熱、火焰、機械、電能、激光、輻射等)作用下被激發(fā)，產生足夠的輸出，實現(xiàn)預定的作功效果?；鸸て分饕赏鈿ぁl(fā)火件和火工藥劑等組成。[0003]激光火工品是現(xiàn)有火工品中比較先進的一種，且使用廣泛，它是通過光纖將激光能量傳輸?shù)窖b藥(火工藥劑的儲存裝置)，實現(xiàn)裝藥的點火和燃燒，徹底擺脫了傳統(tǒng)電火工品所受的電磁干擾問題。裝藥點火、燃燒需要約束才能成長和傳播，因此激光火工品需要一個密閉的環(huán)境。對于一般密封壓力較低的情況，激光火工品采用透窗或光纖腳來實現(xiàn)裝藥燃燒的密封約束。但對于密封壓力達到數(shù)百兆帕甚至上吉帕的情況，國內外還沒有很好的解決方法。
發(fā)明內容
[0004]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術的不足，提供一種用于激光火工品的光纖傳能密封組件的實施方式，以期望解決當密封壓力達到數(shù)百兆帕甚至上吉帕時激光火工品的密封約束問題。[0005]為解決上述的技術問題，本發(fā)明的一種實施方式采用以下技術方案:[0006]一種用于激光火工品的光纖傳能密封組件，包括金屬外殼、光纖塞、保護墊片和陶瓷套管，所述光纖塞一端內嵌于陶瓷套管，另一端的端面被保護墊片覆蓋，所述金屬外殼以收口的方式包裹在光纖塞、保護墊片和陶瓷套管的外面，形成一個與標準FC光纖跳線直接對接的接口 ；所述光纖塞由瓷棒、內嵌于瓷棒的光纖和包裹瓷棒一端的金屬內殼組成。[0007]金屬外殼容易變形吸收能量，通過與金屬內殼配合，保護光纖塞中的瓷棒避免碎裂而造成密封失效，保護墊片進一步保護瓷棒免遭碎裂，且不妨礙激光的傳輸，陶瓷套管、 金屬外殼和光纖塞一起組成可與標準FC光纖跳線直接對接的接口。[0008]更進一步的技術方案是，所述瓷棒分為兩段，所述金屬內殼包裹在兩段瓷棒的斷口處。[0009]更進一步的技術方案是，所述瓷棒和所述光纖通過膠水粘連在一起。[0010]更進一步的技術方案是，所述保護墊片為便于金屬外殼收口的凸臺結構，其厚度為0.8mm-l.2mm,且所述凸臺結構中間設置一個便于激光能量傳輸?shù)男】?，所述小孔的直徑?0.2mm-Q.8mm。[0011]更進一 步的技術方案是,所述光纖的長度為8mm-15mm。[0012]更進一步的技術方案是，所述金屬外殼為鋁殼，所述鋁殼兩端設置收口結構，一端收口結構緊扣于陶瓷套管口，另一端收口結構緊扣于保護墊片上。[0013]更進一步的技術方案是，所述金屬內殼為不銹鋼殼。[0014]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果之一是:該組件通過延長設計，避免了燃氣沿光纖泄漏；通過結構優(yōu)化設計，避免了薄弱結構在高壓下失效碎裂而漏氣；通過標準化接口設計，可以實現(xiàn)激光火工品與標準FC光纖跳線的直接對接，當密封壓力達到數(shù)百兆帕甚至上吉帕的時候，激光火工品能夠順利實現(xiàn)裝藥的點火和燃燒。


[0015]圖1為本發(fā)明一種用于激光火工品的光纖傳能密封組件的結構剖視圖。[0016]圖2為本發(fā)明一種用于激光火工品的光纖傳能密封組件的光纖塞的結構剖視圖。
具體實施方式
[0017]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。[0018]如圖1、圖2所示，用于激光火工品的光纖傳能密封組件包括金屬外殼1、光纖塞2、保護墊片3和陶瓷套管4，金屬外殼I需要選擇硬度低的金屬材料制成，例如銅、鋁等，優(yōu)選使用鋁材，鋁質的金屬外殼I強度低，在激光火工品燃氣壓力作用下，容易變形而吸收能量，可以顯著降低光纖傳能密封組件結構薄弱環(huán)節(jié)瓷棒6的受力，避免瓷棒6碎裂而造成密封失效。金屬外殼I兩端設置收口結構，一端的收口結構扣于保護墊片3上,另一端收口結構扣于陶瓷套管4 一端，這種收口方式使光纖傳能密封組件形成一個緊密的整體。金屬外殼1、光纖塞2和陶瓷套管4 一起組成可與標準FC光纖跳線直接對接的接口。[0019]光纖塞2包含金屬內殼8、瓷棒6和光纖7，光纖塞2 —端內嵌于陶瓷套管4，另一端的端面被保護墊片3覆蓋。瓷棒6分為兩段，光纖7內嵌于瓷棒6中，金屬內殼8包裹在瓷棒6的斷口處。瓷棒6被分成兩段的主要作用在于，前段瓷棒可以得到金屬內殼8的有效支撐，從而避免在高壓燃氣作用下瓷棒6被整體推出，如果瓷棒6不分成兩段，那么瓷棒6 則沒有任何支撐，很容易被高壓燃氣整體推出，導致漏氣。金屬內殼8要選擇硬度大的金屬制成，優(yōu)先選用不銹鋼殼，不銹鋼的金屬內殼8硬度大，強度高，受力時變形小，可以有效避免金屬外殼I變形后產生的應力傳遞到瓷棒6。瓷棒6主要用于構建與標準FC光纖跳線直接對接的接口，金屬內殼8可對兩段瓷棒6進行支撐，避免激光火工品燃氣壓力過大，將瓷棒6整體推出而造成激光火工品密封失效。光纖7主要用于傳輸激光能量，為了避免激光火工品燃氣沿光纖7泄漏，光纖7長度達到8mm-15mm，優(yōu)選的，光纖7的長度為IOmm左右，并通過膠水與瓷棒6粘接在一起。膠水優(yōu)先選用高強度膠，高強度膠的作用在于，一方面可以填充光纖7和瓷棒6之間的縫隙，避免高壓燃氣沿兩者界面之間的縫隙泄漏，另一方面也可以固定光纖7的位置，避免在高壓燃氣作用下光纖7錯動 導致光纖7碎裂而漏氣；高強度膠其本身連接性能好，具有足夠的連接強度，能夠使光纖7在高壓燃氣作用下避免發(fā)生錯動。 光纖7的長度設計主要是為了保證光纖7與瓷棒6之間具有足夠的粘結強度，進一步避免光纖7錯動造成漏氣。本處所列出的光纖7的長度范圍并不是絕對的，也可以進一步增加光纖7的長度，但此時，瓷棒6的長度也應當隨著光纖7長度的增加而增加，從結構小型化和滿足強度的要求來看，光纖7的長度設置為8mm-15mm就足夠了，特別是IOmm左右最優(yōu)， 這個長度能夠將結構大小和強度大小協(xié)調到最能滿足實際需要的范圍。[0020]保護墊片3覆蓋在光纖塞2 —端的端面，可以顯著降低激光火工品燃氣壓力對瓷棒6的作用，進一步避免瓷棒6碎裂而造成密封失效。保護墊片3為便于金屬外殼I收口的凸臺結構，金屬外殼I收口部分與保護墊片3的端面位于同一平面。保護墊片3的厚度為0.Smm-L 2_，這種特殊的厚度設計，既能顯著降低瓷棒6的受力，又能避免激光傳輸距離過大而照成光斑直徑增大影響激光火工品的發(fā)火；計算和實驗結果表明，只有厚度大于等于此范圍，才可能顯著降低瓷棒6的受力，但由于激光束存在一定發(fā)散角，保護墊片3的厚度越大則光束越發(fā)散，光束發(fā)散會導致照射到裝藥表面的光斑直徑增大，光斑直徑的增大可能導致能量密度不足，造成不能點火，因此，在滿足強度要求的前提下，應當盡量選取厚度較小的凸臺。保護墊片3中間設置一個小孔5，以便于激光能量的傳輸，小孔5的直徑經過特殊的設計，其直徑大小控制在0.2mm-0.8mm范圍內，即不妨礙激光的傳輸，又不致使保護墊片3對對瓷棒6的保護失效。小孔5的直徑越小，瓷棒6受高壓燃氣直接作用的面積越小，越有利于保護瓷棒，但由于光纖7直徑為0.105mm左右，考慮到裝配尺寸偏差(如果小孔5太小，一部分光纖7可能被凸臺非小孔部分阻擋)，為了保證從光纖7發(fā)出的激光無阻擋地通過小孔5，因此小孔5的直徑需要稍微大一點，但又不能太大，否則不利于保護瓷棒6,綜合考慮，小孔5的直徑控制在0.2mm-0.8mm最為合適。[0021]將本發(fā)明的光纖傳能密封組件和傳統(tǒng)的光纖傳能密封組件分別裝入一定容積的密閉容器中，通過黑索今炸藥產生約600MP的高壓進行密封性能考核，試驗后，本發(fā)明的光纖傳能密封組件密封住了高壓燃氣，而傳統(tǒng)的光纖傳能密封組件發(fā)生了燃氣泄漏。[0022]采用上述實驗相同的方法，通過黑索今炸藥產生約IGP的高壓進行密封性能考核，實驗后，本發(fā)明的光纖傳能密封組件密封住了高壓燃氣，光纖傳能密封組件完好，特別是其內部瓷棒的薄弱環(huán)節(jié)并沒有被損壞，而傳統(tǒng)的光纖傳能密封組件依然發(fā)生了燃氣泄漏，且其內部薄弱環(huán)節(jié)破壞較大。[0023]盡管這里 參照本發(fā)明的解釋性實施例對本發(fā)明進行了描述，但是，應該理解，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內。更具體地說，在本申請公開、附圖和權利要求
的范圍內，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對于本領域技術人員來說，其他的用途也將是明顯的。
權利要求
1.一種用于激光火工品的光纖傳能密封組件，其特征在于包括金屬外殼、光纖塞、保護墊片和陶瓷套管，所述光纖塞一端內嵌于陶瓷套管，另一端的端面被保護墊片覆蓋，所述金屬外殼以收口的方式包裹在光纖塞、保護墊片和陶瓷套管的外面，形成一個與標準FC光纖跳線直接對接的接口 ；所述光纖塞由瓷棒、內嵌于瓷棒的光纖和包裹瓷棒一端的金屬內殼組成。
2.根據(jù)權利要求
I所述的用于激光火工品的光纖傳能密封組件，其特征在于所述瓷棒分為兩段，所述金屬內殼包裹在兩段瓷棒的斷口處。
3.根據(jù)權利要求
I所述的用于激光火工品的光纖傳能密封組件，其特征在于所述瓷棒和所述光纖通過膠水粘連在一起。
4.根據(jù)權利要求
I所述的用于激光火工品的光纖傳能密封組件，其特征在于所述保護墊片為便于金屬外殼收口的凸臺結構，其厚度為O. 8mm-1. 2mm,且所述凸臺結構中間設置一個便于激光能量傳輸?shù)男】?，所述小孔的直徑為O. 2mm-0. 8mm。
5.根據(jù)權利要求
I所述的用于激光火工品的光纖傳能密封組件，其特征在于所述光纖的長度為8mm-15mm。
6.根據(jù)權利要求
I所述的用于激光火工品的光纖傳能密封組件，其特征在于所述金屬外殼為鋁殼，所述鋁殼兩端設置收口結構，一端收口結構緊扣于陶瓷套管口，另一端收口結構緊扣于保護墊片上。
7.根據(jù)權利要求
I所述的用于激光火工品的光纖傳能密封組件，其特征在于所述金屬內殼為不銹鋼殼。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種用于激光火工品的光纖傳能密封組件，其特征在于包括金屬外殼、光纖塞、保護墊片和陶瓷套管，所述光纖塞一端內嵌于陶瓷套管，另一端的端面被保護墊片覆蓋，所述金屬外殼以收口的方式包裹在光纖塞、保護墊片和陶瓷套管的外面，形成一個與標準FC光纖跳線直接對接的接口；所述光纖塞由瓷棒、內嵌于瓷棒的光纖和包裹瓷棒一端的金屬內殼組成。本發(fā)明通過對光纖傳能密封組件的延長設計，避免了燃氣沿光纖泄漏；通過結構優(yōu)化設計，避免了薄弱結構在高壓下失效碎裂而漏氣；通過標準化接口設計，可以實現(xiàn)激光火工品與標準FC光纖跳線的直接對接，當密封壓力達到數(shù)百兆帕甚至上吉帕的時候，激光火工品能夠順利實現(xiàn)裝藥的點火和燃燒。
文檔編號F42B14/00GKCN103256865SQ201310152911
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月27日
發(fā)明者祝明水, 蔣明, 蔣小華, 只永發(fā), 李振峰, 邢宗仁, 任鋼 申請人:中國工程物理研究院化工材料研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan