CN103342204A - 非金属防爆容器及其制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种非金属防爆容器及其制作工艺，所述非金属防爆容器由内防护层、吸能层、主防护层、外装饰层四个主要部分组成，所述内防护层采用高强纤维材料与胶黏材料缠绕复合而成，所述吸能层采用高分子多孔材料填充制作，所述主防护层采用高强纤维织物剪裁粘接复合而成，呈多棱体结构，所述高强纤维织物纵横交错复合在一起。本发明采用非金属复合材料作为防爆主体的非金属防爆容器，特别是采用本发明恰当的成形制作工艺而制成的非金属防爆容器，充分发挥了高强纤维材料与纤维织物的力学特性，满足了防爆容器底部与四周的防护需求，消除了金属破片产生的可能性，对爆炸冲击波予以有效衰减，降低了防爆容器的重量，提高了产品防护能力。

Description

非金属防爆容器及其制作工艺
技术领域
本发明属于爆炸与防护领域，特别涉及一种用于临时存放或运输爆炸物的非金属防爆容器及其制作工艺。
背景技术
防爆容器是一种能够抑制爆炸物所产生的冲击波和破片对周围环境造成的杀伤效应，用于临时存放或运输爆炸物的专用装具。目前现有的防爆容器大多采用金属材料制作而成，其主体结构、防护材料、制作工艺、抗爆机理等方面还有进一步改善的空间。例如：
申请号为10/467,547美国专利中涉及一种防爆垃圾罐，其为圆筒状，内部填充有爆炸抑制物质。
申请号为0282707.2的专利中涉及一种车载防爆容器，其采用双层圆筒结构，内部填充无缝钢管作为缓冲吸能层。
申请号为200620058510.5的专利涉及一种防爆储运罐，其包括支撑脚，双层罐体，沙土缓冲填料，以及升降机构。
ZL201010151181.X发明专利由顶盖、封口圈、灭火衬、内筒、缓冲层、外筒、发泡材料层、外壳和脚轮组成。
综上所述，现有防爆容器大多采用金属材料制作或者配有金属附件，存在有产生金属破片的潜在危险，且这些防爆容器均存在有体积大、重量重、缺乏机动性等缺点。
发明内容
本发明的目的是，针对现有防爆容器的不足，提供一种使用非金属复合材料作为防爆主体的解决方案，并采用恰当的制作工艺，制作成轻型防爆容器；从而消除金属破片产生的可能性，降低防爆容器的重量，提高产品防护能力，拓展防爆容器的应用范围。
本发明提供的非金属防爆容器由内防护层、吸能层、主防护层、外装饰层四个主要部分组成，所述内防护层采用高强纤维材料与胶黏材料缠绕复合而成，所述吸能层采用高分子多孔材料填充制作，所述主防护层采用高强纤维织物剪裁粘接复合而成，呈多棱体结构，所述高强纤维织物纵横交错复合在一起。
优选地，所述内防护层呈半胶囊形。
优选地，呈多棱体结构的主防护层的相对两个面采用条形纤维织物包底粘接，多条纤维织物完成多棱体的侧面的纵向包裹，所述主防护层的侧面还环向包裹缠绕有与所述多棱体高度相等的纤维织物而形成横行包裹。
优选地，所述纵向包裹和所述横向包裹交替多层。
所述主防护层优选为六棱体结构。
优选地，外装饰层采用便于造型的非金属材料制作，并采用高强纤维材料予以增强，通过发泡材料与主防护层固定连接。
本发明提供的所述的非金属防爆容器的制作工艺主要涉及所述主防护层的制作方法，具体为：将多棱体的相对两个面采用条形纤维织物包底粘接，采用多条纤维织物完成多棱体的所有侧面的包裹，包裹完成后，再采用幅宽与多棱体高度相等的纤维织物将多棱体环向包裹缠绕，上述过程重复多次，完成主防护层的制作。
所述多棱体采用六棱体时，具体制作过程为：将六棱体的相对两个面采用条形纤维织物包底粘接，每隔60°使用一条纤维织物，共采用三条纤维织物完成六棱体的六个侧面的包裹，包裹完成后，再采用幅宽与六棱体高度相等的纤维织物将六棱体环向包裹缠绕，按照上述顺序，每完成三条条形纤维织物的包底粘接，进行一层环向包裹缠绕，如此重复数十次，完成主防护层的制作。
所述内防护层可以按照如下方法制作：高强纤维围绕胶囊形模具逐层缠绕粘接，形成高强度高硬度的半胶囊形的内防护层。
本发明采用非金属复合材料作为防爆主体的非金属防爆容器，特别是采用本发明恰当的成形制作工艺而制成的非金属防爆容器，充分发挥了高强纤维材料与纤维织物的力学特性，满足了防爆容器底部与四周的防护需求，消除了金属破片产生的可能性，对爆炸冲击波予以有效衰减，降低了防爆容器的重量，提高了产品防护能力。
附图说明
图1为本发明的一种非金属防爆容器的纵剖面示意图；
图2为本发明的一种非金属防爆容器的内防护层制作示意图；
图3-1为本发明的一种非金属防爆容器的主防护层的制作方法中纵向包裹示意图；
图3-2为本发明的一种非金属防爆容器的主防护层的制作方法中横向包裹示意图；
图中：1-内防护层，2-吸能层，3-主防护层，4-外装饰层。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供的一种非金属防爆容器，由内防护层1、吸能层2、主防护层3、外装饰层4四个主要部分组成。
内防护层采用高强纤维材料与胶黏材料缠绕复合而成，具有较强的防爆能力，又具有良好的破碎吸能作用。如图2所示，在制作过程中，高强纤维围绕胶囊形模具逐层缠绕粘接，形成高强度高硬度的半胶囊形的内防护层。这种结构与工艺，可以充分发挥高强纤维材料的抗拉特性，对爆炸产生的球面冲击波予以有效卸载与衰减。
吸能层采用高分子多孔材料填充制作，起到吸收爆炸能量的作用。该种材料具有较好的抗压力学特性，能够吸收爆炸冲击波的直接冲击。在制作过程中，通过调整各组份材料之间的配比，可以得到不同吸能特性的材料，满足不同防爆的需要。
主防护层采用高强纤维织物剪裁粘接复合而成，能够充分发挥纤维织物的径向、纬向抗拉特性，使主防护层在各个方向均具有较高的防爆能力。为实现主防护层的制作成形，本发明的主防护组件采用六棱体结构。在制作过程中，将六棱体的相对两个面采用较宽条形纤维织物包底粘接，每隔60°使用一条纤维织物，共采用三条纤维织物完成六棱体的六个侧面的包裹（如图3-1所示）。包裹完成后，再采用幅宽与六棱体高度相等的纤维织物将六棱体环向包裹缠绕（如图3-2所示）。按照上述顺序，每完成三条条形纤维织物的包底粘接，进行一层环向包裹缠绕；如此重复数十次，完成主防护层的制作。制作完成的主防护层，各面具有等同的防护效果，可以耐受爆炸所引起的径向冲击；主防护层的底面因宽条形纤维织物包底粘接，其中心部位厚度得以三倍增强，防冲击性能得以大幅提高，能够耐受爆炸所带来的底部冲击。
外装饰层采用便于造型的非金属材料制作，并采用高强纤维材料予以增强，通过发泡材料与主防护层固定连接。外装饰层具有良好的耐候性和较高的强度，使其能够满足室外各种场合的需求，兼有防爆与美化环境的作用。
将1000g标准TNT炸药置于上述方法制作的非金属防爆容器中，然后引爆炸药。试验完成后，经检查发现防爆容器主体结构完整；爆炸过程中超压测试表明，防爆容器的使用有效衰减了爆炸冲击波。

Claims (9)

1.非金属防爆容器，其特征在于，由内防护层、吸能层、主防护层、外装饰层四个主要部分组成，所述内防护层采用高强纤维材料与胶黏材料缠绕复合而成，所述吸能层采用高分子多孔材料填充制作，所述主防护层采用高强纤维织物剪裁粘接复合而成，呈多棱体结构，所述高强纤维织物纵横交错复合在一起。
2.根据权利要求1所述非金属防爆容器，其特征在于，所述内防护层呈半胶囊形。
3.根据权利要求1所述非金属防爆容器，其特征在于，呈多棱体结构的主防护层的相对两个面采用条形纤维织物包底粘接，多条纤维织物完成多棱体的侧面的纵向包裹，所述主防护层的侧面还环向包裹缠绕有与所述多棱体高度相等的纤维织物而形成横行包裹。
4.根据权利要求3所述非金属防爆容器，其特征在于，所述纵向包裹和所述横向包裹交替多层。
5.根据权利要求3或4所述非金属防爆容器，其特征在于，所述主防护层为六棱体结构。
6.根据权利要求1所述非金属防爆容器，其特征在于，外装饰层采用便于造型的非金属材料制作，并采用高强纤维材料予以增强，通过发泡材料与主防护层固定连接。
7.权利要求1所述的非金属防爆容器的制作工艺，其特征在于，所述主防护层按照如下方法制作：将多棱体的相对两个面采用条形纤维织物包底粘接，采用多条纤维织物完成多棱体的所有侧面的包裹，包裹完成后，再采用幅宽与多棱体高度相等的纤维织物将多棱体环向包裹缠绕，上述过程重复多次，完成主防护层的制作。
8.权利要求7所述的非金属防爆容器的制作工艺，其特征在于，所述多棱体为六棱体，在制作过程中，将六棱体的相对两个面采用条形纤维织物包底粘接，每隔60°使用一条纤维织物，共采用三条纤维织物完成六棱体的六个侧面的包裹，包裹完成后，再采用幅宽与六棱体高度相等的纤维织物将六棱体环向包裹缠绕，按照上述顺序，每完成三条条形纤维织物的包底粘接，进行一层环向包裹缠绕，如此重复数十次，完成主防护层的制作。
9.权利要求7所述的非金属防爆容器的制作工艺，其特征在于，所述内防护层按照如下方法制作：高强纤维围绕胶囊形模具逐层缠绕粘接，形成高强度高硬度的半胶囊形的内防护层。
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