CN107165298B - 高波阻抗双重反射爆炸冲击防护装置 - Google Patents

高波阻抗双重反射爆炸冲击防护装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高波阻抗双重反射爆炸冲击防护装置，包括一体成型的高波阻底层和多个高波阻锥体反射结构；高波阻底层的表面为凸弧面，高波阻锥体反射结构的形状为棱锥，高波阻锥体反射结构分布于高波阻底层的表面，每个高波阻锥体反射结构的底面弧度均与高波阻底层的表面弧度吻合，高波阻底层的表面上的未被高波阻锥体反射结构覆盖的部分形成多个高波阻弧面反射结构；高波阻底层底部设有高波阻底座；高波阻底层、高波阻锥体反射结构采用密度为4.0‑8.0 g/cm3的材料制成，高波阻底座采用密度为0.5‑3g/cm3的材料制成，并且所述高波阻底层、高波阻锥体反射结构采用同一种材料制作。本发明装置具有能够有效反射爆炸冲击波，并且反射效率高，结构成本低。

Description

高波阻抗双重反射爆炸冲击防护装置
技术领域
本发明属于防爆领域，具体的说是一种高波阻抗双重反射爆炸冲击防护装置。
背景技术
近年来世界恐怖爆炸层出不穷，针对民用设施及无辜民众并造成严重人身伤害及财产损失的无疑也属于灾害的范畴。从众多的恐怖爆炸事件分析得知，自杀式汽车炸弹和人体炸弹是恐怖分子选择爆炸袭击的主要方式，他们选择的袭击目标多为大使馆，地铁车站、地铁车站、汽车站和运动场馆等人口聚集或具有特殊重要性的建筑。资料显示，汽车炸弹在街道爆炸时，“沟谷效应”会使冲击波压力和冲量增大数倍，对街区附近的人群或建筑物造成极大伤害。提高建筑的防护能力已成为国际社会的共识。
目前，增强建筑物防护能力，减轻炸弹对其伤害的方法主要是防爆墙。现有装置成型工艺复杂，成本高，制成的碰撞吸能结构重量大。
现有的防护技术，主要是消能防护，只能用于大型结构的爆炸冲击防护，无法对脆弱结构或人员等进行防护。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种效果好，效率高，成本低的反射结构。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种高波阻抗双重反射爆炸冲击防护装置，包括高波阻底层和多个高波阻锥体反射结构，所述高波阻底层与多个高波阻锥体反射结构一体成型；
所述高波阻底层的表面为凸弧面，所述多个高波阻锥体反射结构的形状均为棱锥，所述多个高波阻锥体反射结构分布于高波阻底层的表面，每个高波阻锥体反射结构的底面弧度均与高波阻底层的表面弧度吻合，高波阻底层的表面上的未被高波阻锥体反射结构覆盖的部分形成多个高波阻弧面反射结构；
所述高波阻底层底部设有高波阻底座；
所述多个高波阻锥体反射结构的尺寸均为厘米级，高波阻底层的尺寸为米级；
所述高波阻底层、多个高波阻锥体反射结构采用密度为4.0-8.0 g/cm3的材料制成，高波阻底座采用密度为0.5-3.0 g/cm3的材料制成，并且所述高波阻底层、多个高波阻锥体反射结构采用同一种材料制作。
作为优选， 所述高波阻底层与多个高波阻锥体反射结构由铸铁、合金钢和钢纤维混凝土中的任一种材料制成；所述高波阻底座由塑料、橡胶中的任一种材料制成。
作为优选，所述多个高波阻锥体反射结构中每一个选自正棱锥或斜棱锥。
作为优选，所述正棱锥包括正三棱锥、正四棱锥和正五棱锥。
作为优选，所述斜棱锥包括斜三棱锥、斜四棱锥和斜五棱锥。
本发明具有如下优点：
1.高波阻弧面反射结构对主要冲击波（爆炸所产生的冲击波中波长较长的冲击波）进行一次多方向反射，高波阻椎体反射结构对次要冲击波（爆炸所产生的冲击波中波长较短的冲击波）进行一次多方向反射，余下的爆炸冲击波由高波阻底座进行二次反射，弧面反射、椎体反射与二次反射相结合，大大提高了装置结构对爆炸冲击波的反射效率。
2.本装置利用反射结构的形体以达到增强反射效率的目的，相对已有防护结构的复杂度较低，制作简单，成本低廉。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构示意图；
图2为本发明实施例的高波阻锥体反射结构工作示意图；
图3为本发明实施例的高波阻底层和高波阻底座示意图；
图4为本发明实施例的整体结构工作示意图。
附图标记：高波阻锥体反射结构1；高波阻弧面反射结构2；入射冲击波3；反射冲击波4；高波阻底层5；高波阻底座6；
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图1-4，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例一
一种高波阻抗双重反射爆炸冲击防护装置，包括高波阻底层5和多个高波阻锥体反射结构1，所述高波阻底层5与多个高波阻锥体反射结构1一体成型；所述高波阻底层5的表面为凸弧面，所述多个高波阻锥体反射结构1的形状均为棱锥，所述多个高波阻锥体反射结构1分布于高波阻底层5的表面，每个高波阻锥体反射结构1的底面弧度均与高波阻底层5的表面弧度吻合，高波阻底层5的表面上的未被高波阻锥体反射结构1覆盖的部分形成多个高波阻弧面反射结构2；所述高波阻底层5底部设有高波阻底座6；所述多个高波阻锥体反射结构1的尺寸均为厘米级（1-10cm），高波阻底层5的尺寸为米级（1-10m）；所述高波阻底层5、多个高波阻锥体反射结构1采用密度为4.0-8.0 g/cm3的材料制成，高波阻底座6采用密度为0.5g/cm3-3g/cm3的材料制成，并且所述高波阻底层5、多个高波阻锥体反射结构1采用同一种材料制作。
本实施例中高波阻底层5与多个高波阻锥体反射结构1由铸铁制成；高波阻底座6由塑料制成。所述多个高波阻锥体反射结构1中每一个选自正棱锥或斜棱锥，所述正棱锥包括但不限于正三棱锥、正四棱锥和正五棱锥，所述斜棱锥包括但不限于斜三棱锥、斜四棱锥和斜五棱锥。 高波阻锥体反射结构1大小不一，用于反射不同波长的冲击波。高波阻弧面反射结构2，用于对主要的冲击波产生多方向的反射。
实施例二
一种高波阻抗双重反射爆炸冲击防护装置，包括高波阻底层5和多个高波阻锥体反射结构1，所述高波阻底层5与多个高波阻锥体反射结构1一体成型；所述高波阻底层5的表面为凸弧面，所述多个高波阻锥体反射结构1的形状均为棱锥，所述多个高波阻锥体反射结构1分布于高波阻底层5的表面，每个高波阻锥体反射结构1的底面弧度均与高波阻底层5的表面弧度吻合，高波阻底层5的表面上的未被高波阻锥体反射结构1覆盖的部分形成多个高波阻弧面反射结构2；所述多个高波阻锥体反射结构1的尺寸均为厘米级（1-10cm），高波阻底层5的尺寸为米级（1-10m）；所述高波阻底层5底部设有高波阻底座6；所述高波阻底层5、多个高波阻锥体反射结构1采用密度为4.0-8.0 g/cm3的材料制成，高波阻底座6采用密度为0.5g/cm3-3g/cm3的材料制成，并且所述高波阻底层5、多个高波阻锥体反射结构1采用同一种材料制作。
本实施例中高波阻底层5与多个高波阻锥体反射结构1由合金钢制成；高波阻底座6由橡胶制成。。所述多个高波阻锥体反射结构1中每一个选自正棱锥，所述正棱锥包括但不限于正三棱锥、正四棱锥和正五棱锥。高波阻锥体反射结构1大小不一，用于反射不同波长的冲击波。高波阻弧面反射结构2，用于对主要的冲击波产生多方向的反射。
实施例三
一种高波阻抗双重反射爆炸冲击防护装置，包括高波阻底层5和多个高波阻锥体反射结构1，所述高波阻底层5与多个高波阻锥体反射结构1一体成型；所述高波阻底层5的表面为凸弧面，所述多个高波阻锥体反射结构1的形状均为棱锥，所述多个高波阻锥体反射结构1分布于高波阻底层5的表面，每个高波阻锥体反射结构1的底面弧度均与高波阻底层5的表面弧度吻合，高波阻底层5的表面上的未被高波阻锥体反射结构1覆盖的部分形成多个高波阻弧面反射结构2；所述高波阻底层5底部设有高波阻底座6；所述多个高波阻锥体反射结构1的尺寸均为厘米级（1-10cm），高波阻底层5的尺寸为米级（1-10m）；所述高波阻底层5、多个高波阻锥体反射结构1采用密度为4.0-8.0 g/cm3的材料制成，高波阻底座6采用密度为0.5g/cm3-3g/cm3的材料制成，并且所述高波阻底层5、多个高波阻锥体反射结构1采用同一种材料制作。
本实施例中高波阻底层5与多个高波阻锥体反射结构1由钢纤维混凝土制成；高波阻底座6由橡胶制成。所述多个高波阻锥体反射结构1中每一个选自正棱锥，所述正棱锥包括但不限于正三棱锥、正四棱锥和正五棱锥。高波阻锥体反射结构1大小不一，用于反射不同波长的冲击波。高波阻弧面反射结构2，用于对主要的冲击波产生多方向的反射。
上述实施例的具体工作方式为：如图4所示，由于爆炸冲击波所含波波长范围变化较大从厘米级到米级，较短波长的范围为1cm-10cm，较长波长为10cm-1000cm故高波阻锥体反射结构1的尺寸为厘米级相对于米级波长的波可忽略不计，故本防护装置的表面主要由高波阻弧面反射结构2对较长波长起反射作用。当冲击波从空气或水体等介质传播到高波阻锥体反射结构1上时，由于传播介质的密度突然增大，锥体表面对部分波长较小冲击波产生第一次多方向反射，以达到耗散冲击波从而避免产生冲击波能量二次集中的现象的目的；与此同时，波长较长的冲击波传播到高波阻弧面反射结构2上，弧面对波长较长的冲击波进行第一次多方向反射削弱冲击波的能量。经过上述第一次多方向反射作用，部分冲击波反射进入空气或是水体等介质中，剩余的冲击波穿过经过高波阻锥体反射结构1、高波阻弧面反射结构2到达高波阻底座6，因高波阻底座6与外界的密度不同，故剩余冲击波在高波阻底座6发生第二次反射，进一步削弱冲击波的能量，达到防护重要结构的目的。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了高波阻锥体反射结构1、高波阻弧面反射结构2、入射冲击波3、反射冲击波4、高波阻底层5、高波阻底座6等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (5)

1.一种高波阻抗双重反射爆炸冲击防护装置，其特征在于：
包括高波阻底层和多个高波阻锥体反射结构，所述高波阻底层与多个高波阻锥体反射结构一体成型；
所述高波阻底层的表面为凸弧面，所述多个高波阻锥体反射结构的形状均为棱锥，所述多个高波阻锥体反射结构分布于高波阻底层的表面，每个高波阻锥体反射结构的底面弧度均与高波阻底层的表面弧度吻合，高波阻底层的表面上的未被高波阻锥体反射结构覆盖的部分形成多个高波阻弧面反射结构；
所述高波阻底层底部设有高波阻底座；
所述多个高波阻锥体反射结构的尺寸均为厘米级，高波阻底层的尺寸为米级；
所述高波阻底层、多个高波阻锥体反射结构采用密度为4.0-8.0 g/cm3的材料制成，高波阻底座采用密度为0.5-3.0 g/cm3的材料制成，并且所述高波阻底层、多个高波阻锥体反射结构采用同一种材料制作。
2.根据权利要求1所述的一种高波阻抗双重反射爆炸冲击防护装置，其特征在于：
所述高波阻底层与多个高波阻锥体反射结构由铸铁、合金钢和钢纤维混凝土中的任一种材料制成；所述高波阻底座由塑料、橡胶中的任一种材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种高波阻抗双重反射爆炸冲击防护装置，其特征在于：
所述多个高波阻锥体反射结构中每一个选自正棱锥或斜棱锥。
4.根据权利要求3所述的一种高波阻抗双重反射爆炸冲击防护装置，其特征在于：
所述正棱锥包括正三棱锥、正四棱锥和正五棱锥。
5.根据权利要求3所述的一种高波阻抗双重反射爆炸冲击防护装置，其特征在于：
所述斜棱锥包括斜三棱锥、斜四棱锥和斜五棱锥。
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