CN110593615B - 真空环保爆炸焊接工房 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空环保爆炸焊接工房，包括工房主体、真空泵、爆炸焊接台，工房主体上端的房顶梁上开设有真空抽气口，真空泵通过真空抽管与真空抽气口连通，真空抽气口处还安装有真空阀，工房主体内侧底端安装爆炸焊接台。本发明通过真空泵将密闭的工房主体内部抽成真空状态，降低爆炸产生的冲击波和噪声，并且炸药产生的能量不与空气接触而散失，提高炸药复合板的有效能量；炸药选用抗水型低爆速乳化炸药，炸药爆炸瞬间水柱覆盖层破裂，水柱覆盖层破裂，溅起的飞雾衰减爆炸冲击波、噪声，同时，稀释部分废气、附着部分粉尘；剩余的废气、粉尘，在密闭的工房内，经静置，通过喷淋水雾和抽排气系统可以进行回收处理，避免污染环境。

Description

真空环保爆炸焊接工房

技术领域

本发明涉及爆炸焊接技术领域，尤其涉及一种真空环保爆炸焊接工房。

背景技术

随着全球经济的发展，国际和国内市场对爆炸复合材料的需求都逐年增加。目前，从市场调查可以看到，我国爆炸焊接复合板产品几乎占了世界复合板市场的一半，这需要我们的爆炸焊接企业进行技术创新，才能应对激烈的市场竞争，在满足国家环保要求前提下，生产出更多更好的爆炸复合产品。

目前常规爆炸焊接法制备复合板时，起爆前基复板间隙中存有空气，因而在爆炸复合过程中，可能会出现因间隙气体引起鼓包、结合率低和焊接失效等问题，严重影响了爆炸焊接的效率和成本；同时常规爆炸焊接过程中需要使用大量的炸药，而实际上只有少量的炸药起到爆炸驱动复板的作用，大部分的炸药能量以冲击波的形式在空中耗散掉了，并且爆炸产生的噪声在5公里之外仍能达到80-90分贝，对周围环境和人员的身心健康造成了严重危害；炸药爆炸造成的振动也会对周围的建(构)筑物的结构造成损伤。为了减小以上不利影响，当前的爆炸焊接工地大多在偏远山区，交通极为不便，这就需要投入大量的物料运输成本。另外，爆炸过后产生的大量废气，若在开阔环境下作业，会对周围大气环境造成严重污染。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种真空环保爆炸焊接工房，减弱冲击波和噪音、防止爆炸焊接过程中因空气而导致的鼓包，提高炸药复合板的有效能量，通过喷洒水雾和抽排气操作对爆炸废烟气进行回收处理。

根据本发明实施例的一种真空环保爆炸焊接工房，包括工房主体、真空泵、爆炸焊接台，所述工房主体上端的房顶梁上开设有真空抽气口，所述真空泵通过真空抽管与所述真空抽气口连通，所述真空抽气口处还安装有真空阀，所述工房主体内侧底端安装所述爆炸焊接台，所述工房主体侧壁开设有进出口，所述进出口由外到内依次安装有外门与内门。

优选的，所述爆炸焊接台包括基板、复板、缓冲层、低爆速乳化炸药药包、起爆雷管配猛炸药，所述基板安装在所述工房主体内侧底端，所述复板安装在所述基板上端，所述基板与所述复板之间形成隔层，所述缓冲层安装在所述复板上端，所述低爆速乳化炸药药包安装在所述缓冲层上部，所述起爆雷管配猛炸药安装在所述低爆速乳化炸药药包上端一侧，所述起爆雷管配猛炸药还通过起爆导线连接有发爆器。

优选的，所述炸药包上端还铺设有水柱覆盖层。

优选的，所述爆炸焊接台下方铺设有沙土地基，所述沙土地基与所述爆炸焊接台之间还铺设有塑料密封膜，所述塑料密封膜两端通过设置密封钢垫密封。

优选的，所述房顶梁上部内侧安装有抗爆喷淋花洒，所述抗爆喷淋花洒通过管道与外界水源连通，所述抗爆喷淋花洒与外界水源连通的管道上安装有进水阀。

优选的，所述房顶梁上开设四个所述真空抽气口，四个所述真空抽气口中一个兼具排废气功能。

优选的，兼具排废气功能的所述真空抽气口通过真空抽管连通有废气回收处理组件，兼具排废气功能的所述真空抽气口与所述废气回收处理组件连通的真空抽管上安装有真空泵，靠近兼具排废气功能的所述真空抽气口一端的真空抽管上安装有真空阀与数显式真空表。

优选的，所述工房主体内侧底端四周开设有排污孔，所述排污孔通过管道连通有污水处理组件，所述排污孔与所述污水处理组件连通的管道上安装有污水阀。

优选的，所述内门以搭接啮合为关闭方式的双扇门，所述内门为不锈钢材质。

优选的，所述外门为单扇升降式气密性门，所述外门材质为防弹玻璃。

本发明中：

(1)通过真空泵将密闭的工房主体内部抽成真空状态，爆炸焊接过程中，爆炸噪声降低至70dB以下，爆炸冲击波控制在工房内，10米范围爆炸振动速度小于2cm/s，提高复合板炸药爆炸能量的利用率。

(2)真空状态的环境下，起爆前基复板间隙没有空气和氧气，避免了爆炸焊接过程中因空气而导致的鼓包、结合强度低甚至复合失败的情况，提高爆炸复合板质量和效率。

(3)爆炸瞬间，水柱覆盖层破裂，溅起的飞雾衰减爆炸冲击波、噪声等，同时，稀释部分废气、附着部分粉尘；剩余的废气、粉尘，在密闭的工房内，经静置，通过喷淋水雾和抽排气系统可以进行回收处理，避免污染环境。

(4)工房主体采用“钢板-钢筋混凝土”复合结构，内外壁用密集铆杆固结，保证工房的强度、稳定性和气密性。

(5)工房顶面设喷淋系统，底面有排污水通道，降解98％以上爆炸粉尘和稀释95％以上溶水爆炸废气，且经污水回收组件，可进行环保处理。

(6)工房主体顶面设有四个具有抽真空功能的接口，其中一个兼具抽排废气功能，能抽排工房内剩余99％以上废气。废气最后接入回收组件，进行环保处理。

(7)爆炸焊接工作台下设“大片石-砂石-砂土”复合地基，抽气时表面覆以高强度塑料密封膜，既可以保证抽真空的气密性，又能保证基复板的焊接刚度要求，还能减缓爆炸振动传播强度。

(8)工房主体正面设有双层防护门，内层由不锈钢制成，外层由防弹玻璃制成，所有接口处做好气密性防护，既保证工房抽气时不漏气又保证爆炸时满足强度防护要求。

(9)工房内进行真空爆炸焊接操作时，低爆速乳化炸药由纱布包裹，加之水柱覆盖层压实，确保工房抽真空操作时，炸药不飞散，水柱覆盖层由多个等间隔横向布置的单层水柱组成，单个水柱厚度1-2cm、水柱宽4-6cm，平铺在药包上，保证爆炸后水雾均匀达到除尘降噪作用。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提出的一种真空环保爆炸焊接工房的结构示意图；

图2为本发明提出的一种真空环保爆炸焊接工房内部俯视图；

图3为本发明提出的一种真空环保爆炸焊接工房内部仰视图；

图4为本发明提出的一种真空环保爆炸焊接工房内实施真空爆炸焊接物料布置图；

图5为本发明提出的一种防护水袋的结构示意图。

图中：1-工房主体、2-真空阀、3-数显式真空表、4-真空抽管、5-真空泵、6-废气回收处理组件、7-进水阀、8-污水阀、9-污水处理组件、10-外门、11-发爆器、12-爆炸焊接台、13-起爆导线、14-排污孔、15-内门、16-房顶梁、17-真空抽气口、18-抗爆喷淋花洒、19-沙土地基、20-塑料密封膜、21-密封钢垫、22-基板、23-隔层、24-复板、25-缓冲层、26-低爆速乳化炸药药包、27-水柱覆盖层、28-起爆雷管配猛炸药、29-起爆导线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在真空环境下，实施爆炸焊接作业，起爆前基复板间隙几乎不存在气体，避免了爆炸焊接过程中因空气而导致的鼓包、结合强度低甚至复合失败的情况，提高爆炸复合板质量和效率；波的传播需要介质，真空环境下实施爆炸焊接作业，爆炸产生的声波和冲击波仅能以爆后气体产物作为传播介质，这就会大大降低爆炸噪声和冲击波强度，从而大幅度地降低噪声污染，同时大幅度减少炸药爆炸能量以冲击波形式的耗散和冲击波对周围所及物的破坏，提高炸药复合板的能量，还可以从使用总量上节约炸药。

设计建造真空爆炸焊接工房，可以为爆炸焊接作业提供真空环境，具有上述真空环境下爆炸焊接的强劲优势；并且密闭环境下的爆炸焊接工房可以处理回收爆炸有害气体和粉尘，避免污染大气环境；同时真空爆炸工房选址灵活，能够省去到偏远山区的物料运输成本。

因此，设计一种真空环保爆炸焊接工房，能够使爆炸焊接工程实现工厂化、城市化、环保化，在爆炸焊接领域具有广阔应用前景。

参照图1-5，一种真空环保爆炸焊接工房，包括工房主体1、真空泵5、爆炸焊接台12，工房主体1上端的房顶梁16上开设有真空抽气口17，真空泵5通过真空抽管4与真空抽气口17连通，真空抽气口17处还安装有真空阀2，工房主体1内侧底端安装爆炸焊接台12，工房主体1侧壁开设有进出口，进出口由外到内依次安装有外门10与内门15；爆炸焊接台12包括基板22、复板24、缓冲层25、低爆速乳化炸药药包26、起爆雷管配猛炸药28，基板22安装在工房主体1内侧底端，复板24安装在基板22上端，基板22与复板24之间形成隔层23，缓冲层25安装在复板24上端，低爆速乳化炸药药包26安装在缓冲层25上部，起爆雷管配猛炸药28安装在低爆速乳化炸药药包26上端一侧，起爆雷管配猛炸药28还通过起爆导线29连接有发爆器11；低爆速乳化炸药药包26上端还铺设有水柱覆盖层27；爆炸焊接台12下方铺设有沙土地基19，沙土地基19与爆炸焊接台12之间还铺设有塑料密封膜20，塑料密封膜20两端通过设置密封钢垫21密封；房顶梁16上部内侧安装有抗爆喷淋花洒18，抗爆喷淋花洒18通过管道与外界水源连通，抗爆喷淋花洒18与外界水源连通的管道上安装有进水阀7；房顶梁16上开设四个真空抽气口17，四个真空抽气口17中一个兼具排废气功能；兼具排废气功能的真空抽气口17通过真空抽管4连通有废气回收处理组件6，兼具排废气功能的真空抽气口17与废气回收处理组件6连通的真空抽管4上安装有真空泵5，靠近兼具排废气功能的真空抽气口17一端的真空抽管4上安装有真空阀2与数显式真空表3；工房主体1内侧底端四周开设有排污孔14，排污孔14通过管道连通有污水处理组件9，排污孔14与污水处理组件9连通的管道上安装有污水阀8；内门15以搭接啮合为关闭方式的双扇门，内门为不锈钢材质；外门10为单扇升降式气密性门，外门10材质为防弹玻璃。

工房主体1上部为拱形房顶，下部为长方体房身，工房主体1顶面设有四个具有抽真空功能的接口，其中一个兼具排废气功能，工房主体1采用“钢板-钢筋混凝土”复合结构，内壁采用20mm不锈钢钢板，外壁采用280mm厚钢筋混凝土浇筑，内外壁在混凝土浇筑同时用密集锚杆固结。工房墙壁下采用刚性条形扩展基础，工房主体1底面中心设有“大片石-砂石-砂土”复合地基，大片石厚度2m，砂石厚度1m，砂土厚度1m，铺设时层层夯实，与四周墙下条形基础连成整体。表层设塑料密封膜20，采用强度高、不透气塑料，覆盖于爆炸焊接台12底部，四周用钢锭压密，确保抽真空时不漏气。工房主体1正面设有双层防护门，内门为50mm不锈钢制成的双扇外开门，外门由20mm防弹玻璃制成单扇升降式移门。工房主体内顶面设有抗爆喷淋花洒18，底面设有排污管道，低爆速乳化炸药药包26由透气性好的小空隙纱布包裹炸药组成，水柱覆盖层27由设多个等间隔横向布置的单层水柱组成，单个水柱厚度1-2cm、水柱宽4-6cm，低爆速乳化炸药药包26平铺于复板24上，水袋平铺于低爆速乳化炸药药包26上。

工房内实施真空爆炸焊接，首先将爆炸焊接台12处砂土地基处理平整，粒度、强度满足爆炸焊接要求，表面喷水，微湿润即可，用一张强度高、不透气塑料密封膜20平铺于整个爆炸焊接台12底端，且四周用钢锭压实密封于工房底面。其次将进水管内和污水管内的水排空，关闭进水阀7、污水阀8，确保气密性。然后用专用车将物料经敞开房门运入工房，爆炸焊接台12上从下至上依次布置基板22、复板24、缓冲层25、低爆速乳化炸药药包26、水柱覆盖层27，为防止工房抽真空时炸药飞散，将低爆速乳化炸药药包26用透气纱布袋包装，且处理平整、用水柱覆盖层27压实，保证沿复板24表面布药均匀，在药包近门端一边角处内置起爆雷管配猛炸药28，外接起爆导线29，起爆导线29通过真空插座与工房外发爆器11连接。接着关闭工房内门15、外门10，注意确保气密性。下面进行抽真空操作，打开四个抽口的真空阀2，接通真空泵5电源，开始对工房内抽气，真空泵5出气口对着大气即可，用数显式真空表3显示真空度，当真空度在-85kPa以下时，可关闭真空阀2。再用ZXL-830型氦质谱检漏仪检漏。当气密性达要求时，可以准备起爆。起爆前，确保所有阀门紧闭，人员撤离到安全距离以外。然后爆破工程技术人员或爆破员按爆破安全规程起爆炸药，在近似真空环境下利用炸药爆炸能量复合基、复板。

真空爆炸焊接完成后，除爆炸瞬间水袋覆盖层破裂成水雾降解的爆炸粉尘、有害气体，剩余的粉尘、有害气可经喷淋系统和抽废气系统进行环保回收处理。起爆结束，工房静置30分钟后，打开进水阀7，通过抗爆喷淋花洒18喷洒水雾，消除爆炸粉尘，稀释可溶废气，根据使用药量计算喷洒水量，喷洒水达计量后，再次关闭进水阀7。然后打开一个可抽废气的真空泵5，抽排工房内不溶水的废气，出气口接入废气回收处理组件中，工房内真空度在-90kPa以下时，关闭真空阀2。最后开启其他三个真空阀2门，将大气放入工房，使内外气压一致；开启污水阀8，将污水排入污水处理组件9；开启工房外门10、内门15，进行爆后验收处理。

关于在爆炸前对工房的密封性检测来说，采用的是ZXL-830型氦质谱检漏仪，氦气本身噪声低，分子量小粘滞系数小，很容易通过漏孔并进行扩散，将氦气喷到接有气体分析仪的被检容器上，若有氦气逸出，则分析仪会立刻有反应，从而知道漏气所在即漏气量大小。

综上所述，真空环保爆炸焊接工房本发明通过真空泵将密闭的工房主体内部抽成真空状态，降低爆炸产生的噪声，并且炸药产生的能量不与空气接触而散失，提高炸药复合板的有效能量，爆炸瞬间水柱覆盖层破裂，溅起的飞雾稀释部分废气、粘附部分粉尘，同时减小噪声、减弱冲击波；剩余的废气、粉尘，在密闭的工房内，经静置，通过喷淋水雾和抽排气系统可以进行回收处理，避免污染环境。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种真空环保爆炸焊接工房，其特征在于：包括工房主体、真空泵、爆炸焊接台，所述工房主体上端的房顶梁上开设有真空抽气口，所述真空泵通过真空抽管与所述真空抽气口连通，所述真空抽气口处还安装有真空阀，所述工房主体内侧底端安装所述爆炸焊接台，所述工房主体侧壁开设有进出口，所述进出口由外到内依次安装有外门与内门；所述爆炸焊接台包括基板、复板、缓冲层、低爆速乳化炸药药包、起爆雷管配猛炸药，所述基板安装在所述工房主体内侧底端，所述复板安装在所述基板上端，所述基板与所述复板之间形成隔层，所述缓冲层安装在所述复板上端，所述低爆速乳化炸药药包安装在所述缓冲层上部，所述起爆雷管配猛炸药安装在所述低爆速乳化炸药药包上端一侧，所述起爆雷管配猛炸药还通过起爆导线连接有发爆器；所述炸药包上端还铺设有水柱覆盖层。

2.根据权利要求1所述的真空环保爆炸焊接工房，其特征在于：所述爆炸焊接台下方铺设有沙土地基，所述沙土地基与所述爆炸焊接台之间还铺设有塑料密封膜，所述塑料密封膜两端通过设置密封钢垫密封。

3.根据权利要求1所述的真空环保爆炸焊接工房，其特征在于：所述房顶梁上部内侧安装有抗爆喷淋花洒，所述抗爆喷淋花洒通过管道与外界水源连通，所述抗爆喷淋花洒与外界水源连通的管道上安装有进水阀。

4.根据权利要求1所述的真空环保爆炸焊接工房，其特征在于：所述房顶梁上开设四个所述真空抽气口，四个所述真空抽气口中一个兼具排废气功能。

5.根据权利要求4所述的真空环保爆炸焊接工房，其特征在于：兼具排废气功能的所述真空抽气口通过真空抽管连通有废气回收处理组件，兼具排废气功能的所述真空抽气口与所述废气回收处理组件连通的真空抽管上安装有真空泵，靠近兼具排废气功能的所述真空抽气口一端的真空抽管上安装有真空阀与数显式真空表。

6.根据权利要求1所述的真空环保爆炸焊接工房，其特征在于：所述工房主体内侧底端四周开设有排污孔，所述排污孔通过管道连通有污水处理组件，所述排污孔与所述污水处理组件连通的管道上安装有污水阀。

7.根据权利要求1所述的真空环保爆炸焊接工房，其特征在于：所述内门以搭接啮合为关闭方式的双扇门，所述内门为不锈钢材质。

8.根据权利要求1所述的真空环保爆炸焊接工房，其特征在于：所述外门为单扇升降式气密性门，所述外门材质为防弹玻璃。

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