(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211026716.X (22)申请日 2022.08.25 (71)申请人 中国工程物理研究院总体 工程研究 所 地址 621908 四川省绵阳市绵山路64 号 (72)发明人 胡宇鹏　廖洋　彭湃　邓志方　 朱长春　黄海莹　王易君　郑星　 薛常斌　胡绍全　李思忠　毛勇建　 周东　欧阳智江 　范宣华　向延华　 岳晓红　 (74)专利代理 机构 北京天奇智新知识产权代理 有限公司 1 1340 专利代理师 肖会 (51)Int.Cl. G01N 3/30(2006.01)G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 大质量件高温高速撞击试验用分离式热加 载装置 (57)摘要 本发明公开了一种大质 量件高温高速撞击 试验用分离式热加载装置， 包括高温热加载装置 内热加载炉膛、 滑动对开门的结构、 试验件与热 加载装置高速状态分离的布局； 高温热加载装置 将试样件加热到高温状态， 以实现试验件高温热 加载与高速状态下的热防护； 热加载装置的门在 高速状态下的关闭与开启通过开门机构实现， 关 门过程， 弹簧压缩蓄能； 开门过程， 通过开门机构 系列联动， 弹簧释能弹开门板， 以实现热加载装 置高速状态下加速阶段门有效紧闭， 匀速阶段门 瞬时有效开启， 使得试验件与热加载装置高速状 态下有效分离， 实现了试验件撞击靶体， 热加载 装置可以有效回 收的功能， 并有效实现了大质量 试件高温高速试验。 权利要求书1页 说明书6页 附图9页 CN 115389347 A 2022.11.25 CN 115389347 A 1.大质量件高温高速撞击试验用分离式热加载装置， 其特 征在于， 包括： 用于试验件加热的热加载装置； 热加载装置包括门、 弹性组件、 卡扣机构、 外 壳、 加热元 件； 加热元件置于外壳内， 试验件置于加热元件内， 热加载装置的一端设置有开口， 门可滑 动的置于开口处， 门的移动部与弹性组件的第一端连接， 弹性组件的第二端与外壳连接， 在 试验件加热时， 滑动门处于关闭状态， 弹性组件为预压紧状态， 卡扣机构安装在外壳上， 卡 扣机构用于卡档门的滑动； 移动平台； 热加载装置安装在移动平台上； 开门栏杆； 开门栏杆安装在热加载装置的移动路径上， 并在一处用于拨动卡扣机构放 开对门的卡档。 2.根据权利要求1所述的大质量件高温高速撞击试验用分离式热加载装置， 其特征在 于， 门包括门框、 门板、 滑轨、 滑块， 滑轨安装在门框上， 滑 块安装在门板上， 滑 块可滑动的套 装在滑轨上。 3.根据权利要求2所述的大质量件高温高速撞击试验用分离式热加载装置， 其特征在 于， 门还包括 弹簧、 弹簧导柱， 弹簧导柱安装在门框上， 弹簧套装在弹簧导柱上， 门板上设置 有滑孔， 弹簧导柱 穿过滑孔设置， 弹簧的第一端与门板连接， 弹簧的第二端与弹簧导柱的一 端连接。 4.根据权利要求3所述的大质量件高温高速撞击试验用分离式热加载装置， 其特征在 于， 卡扣机构包括支撑板、 压板、 限位柱、 挡 块、 套管、 顶针， 支撑板安装在外壳上， 压板的一 端通过转轴与支撑板可转动连接， 压板的转动平面为竖直设置； 压板的另一端底部设置有 凸块， 可伸缩式的 限位柱竖向安装在凸块的下方， 挡块的第一端与限位柱的侧壁抵紧连接， 挡块的第二端与顶针的第一端可转动连接， 顶针可滑动的安装在套管内， 门处于关闭状态 时， 顶针的第二端伸出套管卡档门的滑动。 5.根据权利要求4所述的大质量件高温高速撞击试验用分离式热加载装置， 其特征在 于， 顶针的第二端上设置有凹槽， 挡块的第二端可转动的置 于凹槽内。 6.根据权利要求2所述的大质量件高温高速撞击试验用分离式热加载装置， 其特征在 于， 门板上 竖向设置有 多个风阻板， 多个风阻板相互平行设置 。 7.根据权利要求1 ‑6任一项所述的大质量件高温高速撞击试验用分离式热加载装置， 其特征在于， 热加载装置上的开口包括两个子开口， 两个子开口均竖直设置， 两个子开口的 一侧连接； 对应地， 门、 弹性组件、 卡扣机构均为两个。 8.根据权利要求7所述的大质量件高温高速撞击试验用分离式热加载装置， 其特征在 于， 两个门之间的夹角为120 °。 9.根据权利要求1所述的大质量件高温高速撞击试验用分离式热加载装置， 其特征在 于， 在外壳内还设置有靠柱， 靠柱水平设置， 靠柱的第一端与外壳内壁连接， 靠柱的第二端 与试验件接触连接， 靠柱的长度方向与热加载装置的移动方向一 致。 10.根据权利要求1所述的大质量件高温高速撞击试验用分离式热加载装置， 其特征在 于， 在外壳内还设置有 试验件轨道， 试验件放置在试验件轨道上， 试验件轨道的设置方向与 热加载装置的移动方向一 致。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115389347 A 2大质量件高 温高速撞击试验用分离式热加载装 置 技术领域 [0001]本发明涉及热加载装置技术领域， 尤其涉及一种大质量件高温高速撞击试验用分 离式热加载装置 。 背景技术 [0002]装备在全寿命周期任务剖面下可能会遭受诸如跌落、 碰撞、 火烧、 水浸等异常事故 场景， 特别是威力大、 破坏力强相关装备， 如其异常事故场景下安全性不可评估与控制， 事 故后果严重， 影响往往巨大(社会、 政治、 军事)。 因此， 在装备研制阶段， 往往需对其进行安 全性研究与考核试验， 以有效支撑其 安全性设计与评估。 [0003]在异常事故中， 高速撞击往往伴随着高温发生， 高温效应和高速撞击响应相互耦 合和相互影响， 但在相关安全性试验中， 由于高速撞击极端力载荷与高温极端热载荷在安 全性试验中往往难以在试验中同时模拟加载， 而往往解耦进 行安全性试验。 例如， 对于核电 领域放射性物品运输容器的安全性试验， 在GB11806(放射性物品安全运输规程)通常将高 速撞击和高温作用下的放射性物品运输容器安全性进 行解耦， 即单独开展撞击试验以及高 温试验。 然而， 已有较多研究表明， 解耦开展撞击与极端高温试验不能反映高温和高速的耦 合效应， 因此开展产品高温高速撞击同时作用下的安全性研究显得 尤为重要。 [0004]深空探测领域， 相关装备可能会遭遇异常高空返回场景， 此时装备异常再入大气 层所经历的高温气动热载荷以及高速撞击地面高速撞击力载荷完全耦合， 装备同时经历高 温高速撞击严苛载荷， 因此， 该场景下 的装备安全性研究不能将热、 力载荷解耦， 需对其进 行高温高速撞击试验的安全性研究。 经全面调研， 关于热、 力载荷同时模拟加载的高温 高速 撞击安全性试验技术及相关装置极少， 仅有美 国和中国相关研究单位针对同位素热/电源 开展过相应试验技 术以及试验 装置研制工作， 具体如下。 [0005]美国基于空气炮研制了同位素热/电源撞击试验机， 旨在实现高温和高速同时作 用时， 防止放射性物质的泄漏对环 境造成破坏， 其结构非常 复杂， 包含空气 炮、 激发设备、 试 验件、 撞击室和回收装置， 每个部件又 由许多小结构构成， 但其结构复杂、 操作测试不便和 扩展性差， 工程 实现的成本较高、 周期 长。 中国工程物理研究院总体工程研究所针对同位素 热源(百W级)高温高速撞击试验安全性研究， 以空气炮为基础， 结合次口径发射技术和加 热/保温技术， 研制了适用于同位素热源的高温条件下高速撞击试验装置， 如图1A和1B所 示， 其试验原理为： 利用空气 炮快速释放压缩到指 定压力的空气， 驱动已加热至试验温度的 试验件， 以设定姿态高速撞击靶体。 其中， 试验件组件主要起着弹托和加热的作用， 碰靶姿 态和碰靶速度分别由高速摄影和测速系统检测。 该装置可实现小尺寸小质量(同位素热源 类质量结构尺寸)薄壁圆柱筒试验 件高温(1 100℃)， 高速(90m/s)撞击试验。 [0006]综上， 现有高温高速撞击试验装置主要针对的是同位素热源这种质量小(小于 100g)， 结构尺寸小(最大包络尺寸小于100mm)的薄壁圆柱筒试验件， 而对于质量较大(t级 以上)， 结构尺寸较大(最大包络尺寸 不小于600mm)的相关装备， 完全不 适用。 [0007]上述传统技 术存在的不足有:说　明　书 1/6 页 3 CN 115389347 A 3