CN106080486A - 一种基于自蔓延技术的夹层玻璃破拆方法 - Google Patents

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温志高
钟时雨
彭明诚
肖亚东
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    • B60R21/02—Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
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Abstract

本发明涉及夹层玻璃破拆技术领域，具体涉及一种基于自蔓延技术的夹层玻璃破拆方法，包括以下步骤：（1）清理夹层玻璃表面附着物；（2）规划并标记夹层玻璃的切割路径；（3）点燃绝热反应温度为1900k‑2400k的药筒，按规划路径移动撩烧夹层玻璃25‑55s；撩烧完成后10‑20s，夹层玻璃自动垮塌或轻击后垮塌。本发明利用化学反应产生的热量破坏夹层玻璃的应力结构并融化夹胶层，达到破拆效果，不局限于现有技术中通过机械结构产生的巨大力量强行破拆。本发明不需任何外部能源供给，不需任何设备支持，破拆速度极快，安全性高，方法可靠，重复性高。

Description

一种基于自蔓延技术的夹层玻璃破拆方法
技术领域
本发明涉及夹层玻璃破拆技术领域，具体涉及一种基于自蔓延技术的夹层玻璃破拆方法。
背景技术
夹层玻璃是指用一种透明可粘合性塑料膜贴在二层或三层玻璃之间，将塑料的强韧性和玻璃的坚硬性结合在一起，增加了玻璃的抗破碎能力。钢化玻璃是指将普通玻璃淬火使内部组织形成一定的内应力，从而使玻璃的强度得到加强，在受到冲击破碎时，玻璃会分裂成带钝边的小碎块，对乘员不易造成伤害。而区域钢化玻璃是钢化玻璃的一种新品种，它经过特殊处理，能够在受到冲击破裂时，其玻璃的裂纹仍可以保持一定的清晰度，保证驾驶者的视野区域不受影响。目前汽车前挡风玻璃以夹层钢化玻璃和夹层区域钢化玻璃为主，能承受较强的冲击力。
然而，夹层钢化玻璃凭借其出众的性能，在给我们带来安全的同时，也带来了一些问题。例如，当事故发生的时候，人们通常需要快速打开车窗来逃生；当军警执行任务时，需要快速的打开车窗制服歹徒。但由于夹层钢化玻璃兼顾强度和韧性，破拆难度太大，破拆过程往往需要较长时间，救援工作中由于无法及时打开夹层钢化玻璃导致人员死亡的事例多次见诸报端。目前，在出现紧急事故时，打开汽车挡风玻璃的常用办法为“车载安全锤”，这种方法的弊端很明显：首先，用安全锤强行锤开夹层钢化玻璃需要很大的力，在车内空间较小，人员又可能负伤的情况下，较难实现；其次，用安全锤破开夹层钢化玻璃需要一定的专业知识，需要敲击特定位置才能成功，在我国，这方面的培训明显不足。
近年来，为了克服这一难题，学者们进行了大量的研究。专利201420653063.2公布了一种汽车挡风玻璃（夹层钢化）破拆装置，该发明利用机械传动结构产生的静压力破开夹层钢化玻璃，但是该装置需要提前与玻璃框安装在一起，相当于一个汽车配件，应用范围较窄；专利201220467907.5公布了一种玻璃破拆器，该发明利用弹簧驱动撞针撞碎玻璃，破拆原理和安全锤相同，但是利用弹簧提供冲击力；专利201520417201.1公布了一种液压驱动的扩张钳，通过液压提供的巨大力量破拆汽车挡风玻璃（夹层钢化玻璃）。这种方法的弊端很明显，液压装备一般都非常沉重，在事故发生在地形较为复杂的地区时，这种方法并不现实。
可以看出，虽然有很多学者着力于夹层钢化玻璃的破拆，但是目前思路基本全部集中于机械手段，即使用外加能源驱动机械设备（撞针、剪等），通过力量强行破拆。用机械手段强行破拆往往会带来以下问题：1.夹层钢化玻璃的强度很大，如果强行破拆就需要提供非常大的力，这就意味着提供力量的机械部件体积庞大、质量沉重；2.需要外加能源驱动机械设备，而在救援过程中，能源供给往往是很难得到的。
基于上述技术的缺陷，本发明提供一种设备简单，操作难度低，成本低廉，速度快，环境适应性强且无须外加能源的夹层玻璃破拆方法。
发明内容
本发明的目的在于解决以上技术问题，提供一种基于自蔓延技术的夹层玻璃破拆方法，该破拆方法操作难度低，成本低廉，速度快，环境适应性强，且无须外加能源即可破拆夹层玻璃。
为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种基于自蔓延技术的夹层玻璃破拆方法，包括以下步骤：
（1）清理夹层玻璃表面附着物；
（2）规划并标记夹层玻璃的切割路径；
（3）点燃绝热反应温度为1900k-2400k的药筒，按规划路径移动撩烧夹层玻璃25-55s；撩烧完成后10-20s，夹层玻璃自动垮塌或轻击后垮塌。
进一步地，所述药筒的反应造气量为0.3-0.6g/g。
进一步地，所述药筒的火焰距夹层玻璃表面1-2.5cm。
进一步地，所述移动撩烧的速度为20-30cm/s。
本发明利用化学反应产生的热量破坏夹层玻璃的应力结构并融化夹层胶，达到破拆效果。夹层玻璃的结构为A1BA2，其中，A1、A2为钢化玻璃层，B为玻璃中间的夹胶层。通过本发明的破拆方法破拆夹层玻璃时，药筒产生的高温火焰作用于A1，使得A1的单侧剧烈受热，压应力松弛，由于玻璃传热慢，A1的另一侧依旧处于压应力状态，在两侧压应力的作用下，A1出现整体应力“弯折”。同时，火焰处于移动状态，使得A1处于高速的热循环中，不断重复“弯折-松弛”过程，直至彻底破坏A1。
在破坏A1的同时，高温融化移动路径附近的B，B的存在阻碍热量传输，融化后依旧粘附于A2，影响A2的破坏；在配制选用药筒时，需要配制选用绝热反应温度为1900k-2400k，反应造气量为0.3-0.6g/g的药筒，在产生热量的同时还会产生大量气体，气压会产生向前的吹力，将融化的夹胶吹离玻璃表面，加快玻璃的破坏过程。
在A1和B都遭到破坏后，热量最终传输到A2，A2的破坏过程和A1的破坏过程相同，通过A2两侧压应力的差值破坏A2。
配制药筒的原料中，氧化剂和还原剂的作用在于发生化学反应产生热量，稀释剂的作用在于吸收部分反应热量，使得反应柔和缓慢便于手持。
本发明一种基于自蔓延技术的夹层玻璃破拆方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1.方法设备简单：本发明利用化学反应完成破拆，无须任何辅助设备，只需提前储备一定量的药粉，即可临时根据玻璃厚度填装不同长度的药筒。
2.破拆速度快：整个过程在75S之内完成，速度远远快于现有破拆技术。
3.环境适应能力强：本方法不需要任何形式的外加能源，可以在恶劣环境进行破拆作业，不受环境限制。
4.重复性强：本发明的破拆方法是从夹层玻璃的基本原理，即应力结构入手进行破拆，适用于任何规格的夹层玻璃，重复性和成功率高。
附图说明
图1为本发明药筒结构图；
图中，1为底座，2为筒，3为引燃药，4为药粉。
具体实施方式
以下通过具体实施方式和附图对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
如图1所示，本发明药筒结构图，包括底座1，筒2，引燃药3，药粉4，所述筒2的一端由底座1封装，另一端由引燃药3封装，所述药粉4封存在药筒2内部。
实施例1
制备药筒，调整氧化剂、还原剂、稀释剂比例，使得A药筒绝热反应温度为2320K，具体原料为以下药粉以质量分数计：14.38%Al、34.74%MnO2、40.34%KNO3、10.54%SiO2，且各组分颗粒度为300目，均匀混合药粉后装入筒2，用引燃药3封装筒2。准备夹层玻璃猎豹汽车前挡风玻璃。清理夹层玻璃表面附着物，并划定切割线路为一条直线，点燃药筒，让火焰距离玻璃1cm左右，火焰沿规划路径平移撩烧，移动速度为20cm/s，撩烧25s。操作结束后10s，夹层玻璃角自动断裂垮塌。
实施例2
制备药筒，调整氧化剂、还原剂、稀释剂比例，使得A药筒绝热反应温度为2180K，具体原料为以下药粉以质量分数计：11%Al、46%SnO2、37.21%V2O5、5.7%CaF2，且各组分颗粒度为200目，均匀混合药粉后装入筒2，用引燃药3封装筒2。准备夹层玻璃猎豹汽车前挡风玻璃。清理夹层玻璃表面附着物，并划定切割线路为长20cm、宽18cm的矩形，点燃药筒，让火焰距离玻璃1.5cm左右，火焰沿规划路径平移撩烧，移动速度为25cm/s，撩烧40s。操作结束后15s，轻击夹层玻璃矩形中部使其掉落。
实施例3
制备药筒，调整氧化剂、还原剂、稀释剂比例，使得A药筒绝热反应温度为1980K，具体原料为以下药粉以质量分数计：7.77%Al、34.55%CuO、52.4%V2O5、5.27%SiO2，且各组分颗粒度为100目，均匀混合药粉后装入筒2，用引燃药3封装筒2。准备夹层玻璃猎豹汽车前挡风玻璃。清理夹层玻璃表面附着物，并划定切割线路为边长25cm的正方形，点燃热反应温度为1980K、反应造气量为0.35g/g的药筒，让火焰距离玻璃2cm左右，火焰沿规划路径平移撩烧，移动速度为30cm/s，撩烧55s。操作结束后20s，轻击夹层玻璃正方形中部使其掉落。
实施例4
制备药筒，调整氧化剂、还原剂、稀释剂比例，使得A药筒绝热反应温度为2180K，具体原料为以下药粉以质量分数计：12%Al、44%SnO2、38.21%V2O5、5.7%CaF2，且各组分颗粒度为200目，均匀混合药粉后装入筒2，用引燃药3封装筒2。清理夹层玻璃表面附着物；在夹层玻璃表面规划并标记一条边长20cm的正方形切割路径；点燃绝热反应温度为1900k、反应造气量为0.3g/g的药筒，按规划路径移动撩烧夹层玻璃55s；撩烧完成后10s，轻击夹层玻璃正方形中部使其掉落。
实施例5
制备药筒，调整氧化剂、还原剂、稀释剂比例，使得A药筒绝热反应温度为2180K，具体原料为以下药粉以质量分数计：11.5%Al、46%SnO2、37.21%V2O5、6.2%CaF2，且各组分颗粒度为200目，均匀混合药粉后装入筒2，用引燃药3封装筒2。清理夹层玻璃表面附着物；在夹层玻璃表面规划并标记一条边长22cm的正方形切割路径；点燃绝热反应温度为2400k、反应造气量为0.6g/g的药筒，按规划路径移动撩烧夹层玻璃25s；撩烧完成后20s，轻击夹层玻璃正方形中部使其掉落。

Claims (4)

1.一种基于自蔓延技术的夹层玻璃破拆方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）清理夹层玻璃表面附着物；
（2）规划并标记夹层玻璃的切割路径；
（3）点燃绝热反应温度为1900k-2400k的药筒，按规划路径移动撩烧夹层玻璃25-55s；撩烧完成后10-20s，夹层玻璃自动垮塌或轻击后垮塌。
2.根据权利要求1所述的一种基于自蔓延技术的夹层玻璃破拆方法，其特征在于，所述药筒的反应造气量为0.3-0.6g/g。
3.根据权利要求1所述的一种基于自蔓延技术的夹层玻璃破拆方法，其特征在于，所述药筒的火焰距夹层玻璃表面1-2.5cm。
4.根据权利要求1所述的一种基于自蔓延技术的夹层玻璃破拆方法，其特征在于，所述移动撩烧的速度为20-30cm/s。
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