CN111503110B - 一种泄爆螺栓及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种泄爆螺栓及安装方法，包括螺栓本体、螺栓套管以及泄爆垫片，所述螺栓本体包括螺杆以及连接在螺杆一端的螺帽，所述螺栓套管套设于所述螺杆外部且二者之间具有间隙，所述螺杆长度大于所述螺栓套管的长度，所述泄爆垫片套设在所述螺杆上且位于所述螺帽与所述螺栓套管之间，所述泄爆垫片外径不大于所述螺栓套管外径且大于所述螺栓套管内径，所述螺栓套管的硬度大于所述泄爆垫片的硬度。本发明通过螺栓套管向泄爆垫片提供变形力，因此，可以根据实际需求，将螺栓套管设置为更高的硬度、强度，以保证在爆炸发生时，泄爆垫片能够快速变形或损坏，从而使门、窗、板迅速开启，进而高效的完成泄爆功能。

Description

一种泄爆螺栓及安装方法

技术领域

本发明涉及紧固件领域，特别是涉及一种泄爆螺栓及安装方法。

背景技术

泄爆墙体以及屋盖、泄爆门、窗通常安装于工业甲类厂房、锅炉房、动力站。在建筑物室内发生爆炸或者燃烧时，屋内气体压力随之急剧上升。泄爆墙体及屋盖，泄爆门、窗通过使用泄爆螺栓及其配件使墙体及屋盖、门、窗开启，并释放压力，从而有效控制爆炸的产生和控制爆炸所产生的最小破坏程度。

泄爆配件通常由泄爆螺栓和牵引绞索两部分组成，其中泄爆螺栓的作用是量化并动态释放控制泄爆压力值。

中国专利CN201982746U公开了泄爆螺栓连接装置，包括丝杆和螺帽，螺帽与丝杆螺接，丝杆的一端设有端盖，丝杆的外表面设有至少一个凹槽，凹槽的截面为三角形或四边形或半圆形，采用该专利披露的技术方案后，泄压螺栓连接装置通过丝杆表面设置凹槽，当意外发生，内部压力急剧上升，至大于丝杆承受能力时，丝杆断裂失效，使得该螺栓连接装置所连接的人孔盖等自动打开，提供较大面积的泄压口释放压力，从而避免爆炸。但是，该专利披露的泄压螺栓连接装置，其在安装过程中同样容易断裂，因此，破坏率高，增加了报废率。

中国专利CN101749463A公开了用于泄压设施的泄爆螺栓紧固件，包括螺杆和套设在螺杆头部的金属垫片，金属垫片下还有一套设在螺杆上的弹性垫片，其中，金属垫片为向外凸出的弧形结构，弹性垫片具有与金属垫片相同的弧形结构，并紧贴在金属垫片下。其中，弧形结构为球面结构，弹性垫片为橡胶垫片，螺杆的端部具有自攻丝头，金属垫片的材质为铝质。该发明专利公开的技术方案，由于金属垫片采用弧形结构，能够起到一定的预紧力作用，因此，在安装时，只要稍微拧紧即可，大大减少了对金属垫片的破坏力。爆炸发生时，当室内压强达到预定值时，金属垫片及弹性垫片会一起自动翘曲、变形，从而造成泄压设施外墙及门、窗脱落，形成一个敞开的空间，使室内的压力迅速外导到室外，避免建筑物内部材物以及建筑物机构本身的破坏。但是，在爆炸发生时，板材受到巨大的冲击波，极易发生爆裂现象，而采用该发明披露的泄压设施的泄爆螺栓紧固件，有时难以迅速达到泄压作用。

又如中国专利CN106151197A公开了用于泄压设施的泄爆螺栓紧固件，其螺杆外套设有金属套管，金属套管具有防溃能作用，能够减少板材、门、窗能量的吸收。爆炸时，板材、门、窗等对金属垫片施加力，使金属垫片首先被破坏，然后金属套管发生变形，使金属门、窗、板连接处脱落，保护了金属门、窗、板降低了二次伤害。通过板材、门、窗等对金属垫片施加力，受限于板材、门、窗等的材质，在使金属垫片发生变形时，板材、门、窗等也可能同时在变形，从而不能及时的保证金属垫片产生有效的形变，进而无法达到及时、迅速的泄压。同时金属套管的形变极易影响泄爆螺栓上的金属垫片的泄爆效果，金属套管的形变、弯曲容易造成泄爆螺栓整体变形，影响泄爆功能，极易失效。

另一方面，该公开发明专利中，金属垫片及弹性垫片采用球面机构，能够起到一定的预紧力作用，在安装时，拧紧即可，降低了对金属垫片的破坏，加强泄爆螺栓的强度，具有一定的防水作用。金属垫片与螺帽之间设有防水垫片，同时配合螺帽的环形台阶，由此，环形台阶与防水垫片的结构相配合，但是该发明防水胶垫设在金属套管内部，对于金属套管外部的防水无任何作用。该产品安装至屋顶泄爆时，金属套管与板材之间的孔隙无任何防水设施。所以该发明虽然避免防水垫片与螺帽间存在孔隙，起到一定防水性能，但是由于螺丝杆顶端缺乏扣帽，进行遮挡雨水，仅凭顶端的防水垫根本无法有效阻隔防水垫片与螺帽之间的孔隙。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种泄爆螺栓及安装方法，解决现有技术中泄爆不及时以及泄爆效果不理想的问题；另一个目的还在于，解决现有技术中泄爆螺栓防水效果差的问题。

为实现上述主要目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种泄爆螺栓，包括螺栓本体、螺栓套管以及泄爆垫片，所述螺栓本体包括螺杆以及连接在螺杆一端的螺帽，所述螺栓套管套设于所述螺杆外部且二者之间具有间隙，所述螺杆长度大于所述螺栓套管的长度，所述泄爆垫片套设在所述螺杆上且位于所述螺帽与所述螺栓套管之间，所述泄爆垫片外径不大于所述螺栓套管外径且大于所述螺栓套管内径，所述螺栓套管的硬度大于所述泄爆垫片的硬度。

优选地，所述泄爆垫片的材质为铝质，所述螺栓套管的材质为钛、铬、镍、铁或含有钛、铬、镍、铁其中一种或几种的合金。

优选地，所述泄爆垫片为花瓣式伞状结构。

为实现上述另一个目的，优选地，还包括用于防止从安装通孔和螺栓套管之间间隙进水的防水套和防止螺栓套管内部进水的防水帽，所述防水套安装在所述螺栓套管外壁上，所述防水帽将所述螺帽和所述泄爆垫片罩在内部且与所述螺栓套管连接。

优选地，所述防水帽通过螺纹与所述螺栓套管的外壁连接。

优选地，所述防水套为梭形，所述防水套的内侧和外侧均设置有螺旋凸起。

优选地，还包括套管底座，所述套管底座安装在所述螺栓套管的一端，且与所述防水帽相对设置，所述套管底座通过外螺纹与所述螺栓套管连接，所述螺杆从所述套管底座中穿过。

优选地，所述套管底座远离所述螺栓套管的一端设置有凸台，所述凸台的直径大于所述螺栓套管的外径；所述防水套的一端设置有外沿，所述防水套有两个，分别设置在所述螺栓套管的两端且所述防水套的外沿相背设置；所述外沿端面与所述防水帽端面或所述凸台端面贴合。

优选地，所述泄爆垫片与所述螺栓套管之间还设置有弹性胶垫，所述弹性胶垫与所述泄爆垫片粘接为一体。

本发明还提供一种泄爆螺栓的安装方法，包括如下步骤，

a、在待连接的两处结构的其中一处开设安装通孔；

b、根据安装通孔的长度调节套管底座与螺栓套管之间的连接长度；

c、将所述螺栓套管和所述套管底座设置在所述安装通孔内，所述螺栓套管和所述安装通孔内壁固定连接；

d、在所述螺栓套管外壁的两端分别设置防水套，通过防水套填充所述螺栓套管与所述安装通孔之间的缝隙，防止水从所述螺栓套管与所述安装通孔之间的缝隙进入；

e、螺杆穿过所述螺栓套管与所述套管底座拧入另一结构，使两处结构紧密结合，泄爆垫片通过螺帽压设在所述螺栓套管端部；

f、安装防水帽，所述防水帽将所述螺帽与所述泄爆垫片罩在内部，并与所述螺栓套管连接。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、本发明通过将泄爆垫片的外径设置为不大于螺栓套管的外径且大于螺栓套管的内径的形式，使爆炸发生时，通过螺栓套管向泄爆垫片提供变形力，因此，可以根据实际需求，将螺栓套管设置为更高的硬度、强度，以保证在爆炸发生时，泄爆垫片能够快速变形或损坏，从而使门、窗、板迅速开启，进而高效的完成泄爆功能。

2、通过将泄爆垫片的形状设置为花瓣式伞状结构的形式，通过伞状的弧形结构使泄爆垫片在安装紧固过程中有一定的预紧力，同时花瓣式的结构，使得底部与螺栓套管接触面积减小，更容易发生变形脱落，泄爆值更低、效果更佳。

3、通过在螺栓套管外壁设置防水套，保证了螺栓套管和安装通孔之间的间隙被密封，通过设置与螺栓套管连接的防水帽，将螺帽、泄爆垫片罩在防水帽内部，避免了从上述两处结构引发漏水、浸水的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为泄爆螺栓整体结构示意图；

图2为螺栓本体结构示意图；

图3为防水套结构示意图；

图4为泄爆螺栓用于岩棉夹芯钢板泄爆墙体及屋盖的安装示意图；

图5为图4中A部分的放大图；

图6为泄爆螺栓用于单层彩钢板泄爆墙的安装示意图；

图7为图6中B部分的放大意图；

图8为泄爆螺栓用于泄爆窗的安装示意图；

图9为图8中C部分的内部安装结构示意图；

其中，1为螺栓本体，1.1为螺杆，1.2为螺帽，2为螺栓套管，3为泄爆垫片，4为防水套，4.1为螺旋凸起，5为防水帽，6为套管底座，10为泄爆螺栓，11为岩棉夹芯钢板泄爆墙，12为墙梁一，13为单层彩钢板泄爆墙，14为保温棉层，15为墙梁二，16为阶梯状收边板，17为泄爆窗框，18为泄爆窗扇，19为窗框内部挡边。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的主要目的是提供一种泄爆螺栓及安装方法，解决现有技术中泄爆不及时以及泄爆效果不理想的问题；另一个目的还在于，解决现有技术中泄爆螺栓防水效果差的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-图2所示，本实施例提供一种泄爆螺栓，包括螺栓本体1、螺栓套管2以及泄爆垫片3，螺栓本体1包括螺杆1.1以及连接在螺杆一端的螺帽1.2，螺栓套管2套设于螺杆1.1的外部，并且螺栓套管2和螺杆1.1之间具有间隙，该间隙可以使泄爆垫片3发生变形后能够从该间隙脱出。螺杆1.1的长度大于螺栓套管2的长度，泄爆垫片3套设在螺杆1.1上且位于螺帽1.2与螺栓套管2之间，泄爆垫片3的外径不大于螺栓套管2的外径，同时需满足大于螺栓套管2的内径，螺栓套管2的硬度大于泄爆垫片3的硬度。本实施例中的泄爆螺栓在使用时，螺栓套管2与墙体、门、窗等结构上开设的安装通孔之间固定连接，成为一体，在爆炸发生时，由螺栓套管2向泄爆垫片3提供变形力，通过将螺栓套管2的硬度设置为更大，使得在受到爆炸提供的冲击力时，泄爆垫片3能够首先、迅速的发生变形，从而使泄爆更加迅速，避免建筑物内部以及建筑物本身发生损坏。

进一步的，作为一个优选的实施方式，本实施例中，泄爆垫片3的材质为铝质，铝质的泄爆垫片3能够保证安装时的紧固性，同时在爆炸发生时，能够及时发生变形。螺栓套管2的材质为钛、铬、镍、铁或含有钛、铬、镍、铁其中一种或几种的合金，通过选用上述硬质金属，能为泄爆垫片3提供足够的变形力的同时，保证螺栓套管不易发生变形，保护内部螺栓本体1能够顺利脱出，避免泄爆螺栓失效。

进一步的，本实施例中，泄爆垫片3为花瓣式伞状结构。通过伞状的弧形结构使泄爆垫片3在安装紧固过程中有一定的预紧力，同时花瓣式的结构，使得泄爆垫片3底部与螺栓套管2端面的接触面积减小，更容易发生变形脱落，泄爆值更低、效果更佳。

实施例二

如图1-图3所示，本实施例提供一种泄爆螺栓，进一步解决现有技术中泄爆螺栓防水效果差的问题。在实施例一的基础上，本实施例中泄爆螺栓还包括防水套4和防水帽5。防水套4安装在螺栓套管2的外壁上，用于防止从安装通孔和螺栓套管2之间间隙进水，防水帽5将螺帽1.2和泄爆垫片3罩在内部，并且与螺栓套管2连接，用于防止螺栓套管2的内部进水。

作为一个优选的实施方式，泄爆垫片3的外径尺寸小于螺栓套管2的外径尺寸，防水帽5设置内螺纹，螺栓套管2设置外螺纹，防水帽5与螺栓套管2外壁之间通过螺纹连接。

进一步的，本实施例中将防水套4设置为中间鼓起的梭形，防水套4的内侧和外侧均设置螺旋凸起4.1。优选的，防水套4外侧设置的螺旋凸起4.1不少于4圈，内侧设置的螺旋凸起4.1不少于15圈。通过设置螺旋凸起4.1，使防水套4与安装通孔之间、防水套4与螺栓套管2之间的预紧效果更好，从而进一步避免了从上述两处位置进水，阻水效果好。

作为一个优选实施方式，防水套4的材质选用三元乙丙材质。防水帽5采用顶端为半圆弧形的结构，使防水帽上的水更容易滑落，不会存水。

进一步的，本实施例中的泄爆螺栓还包括套管底座6，套管底座6安装在螺栓套管2的一端，与防水帽5相对设置，套管底座6上设置有外螺纹，螺栓套管2的一端设置有内螺纹，套管底座6通过螺纹与螺栓套管2连接。套管底座6上设置有通孔，螺杆1.1从通孔中穿过，且该通孔与螺杆1.1之间具有间隙，保证螺杆1.1与螺栓套管2分离时不会受到阻力。

进一步的，本实施例中，套管底座6在远离螺栓套管2的一端设置有凸台，凸台的直径大于螺栓套管2的外径。在防水套4的一端设置有外沿，防水套设置有两个，分别设置在螺栓套管2的两端，并且防水套4端部的外沿相背设置。其中一个防水套4的外沿端面与防水帽的端面贴合，另一个防水套4的外沿端面与套管底座6的凸台端面贴合。当泄爆螺栓安装时，防水帽位于安装通孔外部、墙面之外，防水套4上的外沿形成了防水帽5和墙体结构之间的防水垫。套管底座6的凸台卡设在安装通孔另一端外侧，将螺栓套管2更好的固定在安装通孔内，防水套4上的外沿形成了套管底座6与墙体另一面之间的防水垫，从而起到了进一步防水的效果。

进一步的，泄爆垫片3与螺栓套管2之间还设置有弹性胶垫，弹性胶垫与泄爆垫片粘接为一体，弹性胶垫与泄爆垫片同时提供安装时的预紧力，以及爆炸发生时同时发生变形、脱落。

实施例三

请参考图4-图5，本实施例提供一种泄爆螺栓用于岩棉夹芯钢板泄爆墙体及屋盖的安装方法，本实施例中选用螺栓套管外径为Φ25mm的规格，安装时，在岩棉夹芯钢板泄爆墙11上开设Φ25mm的安装通孔，根据岩棉夹芯钢板泄爆墙11的墙体厚度调节套管底座6与螺栓套管2之间的连接长度，从而使螺栓套管2与套管底座6的整体长度与安装通孔长度相适应。将螺栓套管2和套管底座6设置在安装通孔内，螺栓套管2和安装通孔内壁之间通过过盈配合固定连接，使螺栓套管2和岩棉夹芯钢板泄爆墙11连接为一个整体，从而使螺栓套管2通过螺栓本体1固定于墙梁一12时，进一步的也将岩棉夹芯钢板泄爆墙11固定于墙梁一12上。作为一个优选的实施方式，本实施例中，在螺栓套管2外壁的两端分别设置防水套4，通过防水套4填充螺栓套管2与安装通孔之间的微小间隙，通过摩擦力、阻尼作用，使螺栓套管2和岩棉夹芯钢板泄爆墙11之间的连接更加紧密，并有效的防止了水从螺栓套管2与安装通孔之间的微小间隙进入。螺栓套管2的一端与岩棉夹芯钢板泄爆墙11的一侧墙面平齐，紧抵墙梁一12，螺杆1.1从螺栓套管2中穿过，通过螺杆1.1端部的自攻头结构，拧入墙梁一12，泄爆垫片3通过螺帽1.2压设在螺栓套管2的另一端，泄爆垫片3具有一定的预紧力。最后安装防水帽5，螺栓套管2的端部设置有外螺纹，泄爆垫片3压设在螺栓套管2的端部，其外径设置为Φ23mm，小于螺栓套管外径2mm，以便使防水帽5与螺栓套管2连接过程中更加方便、顺利。安装好的防水帽5，其端面抵在岩棉夹芯钢板泄爆墙11的另一侧墙面上。

安装好后，泄爆螺栓10顶端的防水帽5可将螺栓套管2的顶端封闭，将螺帽1.2和泄爆垫片3罩在防水帽5的内部，起到防水保护作用，位于螺栓套管2和安装通孔内壁之间的防水套4则防止了从螺栓套管2和安装通孔之间的间隙进水，从而使整体泄爆螺栓10的防水效果好。

爆炸发生时，室内压强迅速增大，泄爆垫片3自动向岩棉夹芯钢板泄爆墙11外侧翘曲、变形，螺栓本体1通过泄爆垫片3的变形，失去与螺栓套管2的连接，从而脱离螺栓套管2，由于螺栓套管2与岩棉夹芯钢板泄爆墙11连接为一体，即螺栓本体1与岩棉夹芯钢板泄爆墙11分离，从而及时形成一个敞开的空间，使得室内的压力迅速导至室外，避免建筑物内部财物以及建筑物本身的破坏。在泄爆过程中，螺栓套管2不易发生变形，保护了内部的螺栓本体1，能够使螺栓本体1顺利的与螺栓套管2分离，同时及时有效的将力传递给泄爆垫片3，从而使泄爆垫片3及时发生变形，迅速泄爆。

实施例四

请参考图6-图7，本实施例提供一种通过泄爆螺栓10将单层彩钢板泄爆墙13固定于墙梁二15的安装方法。本实施例中，单层彩钢板泄爆墙13与墙梁二15之间贴设有保温棉层14，保温棉层14起到保温及隔音作用。单层彩钢板泄爆墙13与保温棉层14之间还设有阶梯状收边板16，阶梯状收边板16的一端位于一块单层彩钢板泄爆墙13与保温棉层14之间，另一边位于相邻的另一块单层彩钢板泄爆墙13外侧，如图6所示。安装时，在单层彩钢板泄爆墙13和保温棉层14上开设安装通孔，位于单层彩钢板泄爆墙13与保温棉层14之间的阶梯状收边板16的相应位置也开设安装通孔，螺栓套管2依次穿过单层彩钢板泄爆墙13、阶梯状收边板16和保温棉层14，螺杆1.1穿过螺栓套管2拧入墙梁二15中，其余的安装过程与实施例三类似，在此不做赘述。

实施例五

请参考图8-图9，本实施例中，本发明的泄爆螺栓10应用于泄爆窗的安装。泄爆窗扇18底端通过泄爆螺栓10与泄爆窗框17的窗框内部挡边19连接。安装时，在窗框内部挡边19上开设安装通孔，螺栓套管2安装于安装通孔内，螺杆1.1穿过螺栓套管2拧入泄爆窗扇18中，其余安装过程与实施例三、实施例四类似，在此不做赘述。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种泄爆螺栓，其特征在于：包括螺栓本体、螺栓套管以及泄爆垫片，所述螺栓本体包括螺杆以及连接在螺杆一端的螺帽，所述螺栓套管套设于所述螺杆外部且二者之间具有间隙，所述螺杆长度大于所述螺栓套管的长度，所述泄爆垫片套设在所述螺杆上且位于所述螺帽与所述螺栓套管之间，所述泄爆垫片外径不大于所述螺栓套管外径且大于所述螺栓套管内径，所述螺栓套管的硬度大于所述泄爆垫片的硬度；

还包括用于防止从安装通孔和螺栓套管之间间隙进水的防水套和防止螺栓套管内部进水的防水帽；

还包括套管底座，所述套管底座安装在所述螺栓套管的一端，且与所述防水帽相对设置，所述套管底座通过外螺纹与所述螺栓套管连接，所述螺杆从所述套管底座中穿过；

所述套管底座远离所述螺栓套管的一端设置有凸台，所述凸台的直径大于所述螺栓套管的外径；所述防水套的一端设置有外沿，所述防水套有两个，分别设置在所述螺栓套管的两端且所述防水套的外沿相背设置；所述外沿端面与所述防水帽端面或所述凸台端面贴合。

2.根据权利要求1所述的一种泄爆螺栓，其特征在于：所述泄爆垫片的材质为铝质，所述螺栓套管的材质为钛、铬、镍、铁或含有钛、铬、镍、铁其中一种或几种的合金。

3.根据权利要求1所述的一种泄爆螺栓，其特征在于：所述泄爆垫片为花瓣式伞状结构。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种泄爆螺栓，其特征在于：所述防水套安装在所述螺栓套管外壁上，所述防水帽将所述螺帽和所述泄爆垫片罩在内部且与所述螺栓套管连接。

5.根据权利要求4所述的一种泄爆螺栓，其特征在于：所述防水帽通过螺纹与所述螺栓套管的外壁连接。

6.根据权利要求4所述的一种泄爆螺栓，其特征在于：所述防水套为梭形，所述防水套的内侧和外侧均设置有螺旋凸起。

7.根据权利要求1所述的一种泄爆螺栓，其特征在于：所述泄爆垫片与所述螺栓套管之间还设置有弹性胶垫，所述弹性胶垫与所述泄爆垫片粘接为一体。

8.一种采用如权利要求1所述的泄爆螺栓的泄爆螺栓的安装方法，其特征在于：包括如下步骤，

a、在待连接的两处结构的其中一处开设安装通孔；

b、根据安装通孔的长度调节套管底座与螺栓套管之间的连接长度；

c、将所述螺栓套管和所述套管底座设置在所述安装通孔内，所述螺栓套管和所述安装通孔内壁固定连接；

d、在所述螺栓套管外壁的两端分别设置防水套，通过防水套填充所述螺栓套管与所述安装通孔之间的缝隙，防止水从所述螺栓套管与所述安装通孔之间的缝隙进入；

e、螺杆穿过所述螺栓套管与所述套管底座拧入另一结构，使两处结构紧密结合，泄爆垫片通过螺帽压设在所述螺栓套管端部；

f、安装防水帽，所述防水帽将所述螺帽与所述泄爆垫片罩在内部，并与所述螺栓套管连接。

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