CN111811353A - 一种应用于圆柱形爆炸容器的吸能防护结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于圆柱形爆炸容器的吸能防护结构，包括沿其径向由内至外依次设置的迎爆面层、夹芯吸能层以及背板层，迎爆面层为网状结构，夹芯吸能层包括波纹结构的内撑管，背板层、迎爆面层以及内撑管的轴线均在同一条直线上。本发明利用迎爆面层的网状结构与破片作用，使得较为大块的破片进一步碎裂成若干较小的破片，以降低破片的侵彻能力，从而提高圆柱形爆炸容器的抗破片能力，设置的夹芯吸能层用于吸收爆炸产生冲击波能量，能够提高迎爆面层整体的抗冲击能力，同时，夹芯吸能层的内撑管采用金属材质的波纹结构，不仅提高夹芯吸能层整体的强度，同时压缩变形时能够吸收一部分能量，从而提高了圆柱形爆炸容器的抗爆炸冲击能力。

Description

一种应用于圆柱形爆炸容器的吸能防护结构

技术领域

本发明涉及防爆装置技术领域，具体涉及一种应用于圆柱形爆炸容器的吸能防护结构。

背景技术

圆柱形爆炸容器具有加工方便、较容易实现更大的内部使用空间、造价相对较低等优点，因此被广泛地用于国防、工业、科研和公共安全等领域，如用于储运武器弹药、作为爆炸焊接加工场所、作为爆轰科学实验的场所、以及用于车站、机场和重要场馆等公共场所重要的防爆装备。

圆柱形爆炸容器的设计加工已经相对成熟，但是，新的实际需求给圆柱形爆炸容器提出了轻量化、多功能化和高性能化的新目标，这就要求在圆柱形爆炸容器内设计定制化的高性能轻质吸能防护结构，以实现轻量化、多功能化和高性能化的目标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，目的在于提供一种应用于圆柱形爆炸容器的吸能防护结构，能够显著降低圆柱形爆炸容器的重量，同时能有效抵抗爆炸冲击波和破片群诱发的容器主体的破坏，大大提升圆柱形爆炸容器的抗爆性能，且具有安装快速方便优点。

本发明通过下述技术方案实现：

一种应用于圆柱形爆炸容器的吸能防护结构，包括沿其径向由内至外依次设置的迎爆面层、夹芯吸能层以及背板层，所述迎爆面层为网状结构，所述夹芯吸能层包括波纹结构的内撑管，所述背板层、迎爆面层以及内撑管的轴线均在同一条直线上。

本技术方案中的吸能防护结构包括迎爆面层、夹芯吸能层以及背板层，所述迎爆面层设置在吸能防护结构的最里面，其次是夹芯吸能层，最外层是背板层，即迎爆面层、夹芯吸能层以及背板层沿着吸能防护结构的径向由内至外依次设置，爆炸产生的破片首先与迎爆面层接触，本技术方案中利用迎爆面层的网状结构与破片作用，使得较为大块的破片进一步碎裂成若干较小的破片，以降低破片的侵彻能力，从而提高圆柱形爆炸容器的抗破片能力；设置的夹芯吸能层用于吸收爆炸产生冲击波能量，它一方面为迎爆面层提供支撑，能够提高迎爆面层整体的抗冲击能力，另一方面吸收传递至迎爆面层冲击波能量，本技术方案中的夹芯吸能层的内撑管采用金属材质的波纹结构，其主要起支撑作用，也有一些变形吸能作用，不仅提高夹芯吸能层整体的强度，同时压缩变形时能够吸收一部分能量，从而提高了圆柱形爆炸容器的抗爆炸冲击能力。

进一步地，所述迎爆面层为金属孔板或金属网，所述内撑管套设在迎爆面层的圆周外壁上。

迎爆面层金属孔板或金属网结构，整体呈网状结构，爆炸产生的破片作用在迎爆面层的内壁上，将大块的破片充分碎裂成较小破片，从而降低了破片的毁伤能力。

进一步地，所述内撑管的圆周外壁上设有若干第一凹槽，所述内撑管的内壁上设有若干第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽均沿内撑管的轴向设置，并且第一凹槽和第二凹槽的两端均与内撑管的两端连通，所述第一凹槽和第二凹槽均沿内撑管的轴向呈圆环阵列分布，形成波纹结构的内撑管，并且相邻两个第一凹槽和第二凹槽交错设置。

本技术方案的内撑管其外壁和内壁分别设有第一凹槽和第二凹槽，设置的第一凹槽和第二凹槽均沿着内撑管的轴向分布，并且第一凹槽和第二凹槽的两端均与内撑管的两端连通，使得内撑管的整体结构呈波纹结构，内撑管能够沿其径向变形，具有一定的缓冲性能，内撑管内连迎爆面，一方面可以为其提供支撑，另一方面将迎爆面承受的冲击作用分散传递并通过局部变形吸收能力吸收，从而提高圆柱形爆炸容器的抗冲击波能力。

进一步地，所述第一凹槽和第二凹槽的横截面为半圆形、圆弧形、椭圆形、四边形、梯形或三角形。

设置的第一凹槽和第二凹槽的横截面可以为任意的形状，不局限为半圆形、圆弧形、椭圆形、四边形、梯形或三角形，只要保证内撑管形成波纹结构均可以。

进一步地，所述夹芯吸能层还包括金属泡沫层，所述金属泡沫层填充在第二凹槽与迎爆面层之间的间隙内。

为了进一步提高夹芯吸能层对爆炸产生冲击波能量的吸能效果，故在第二凹槽和迎爆面层之间的间隙内填充了金属泡沫层，金属泡沫层为具有一定强度和刚度的多孔金属，当迎爆面层收到爆炸产生的冲击波能量时，位于内撑管与迎爆面层之间的金属泡沫层能够吸收一部分冲击波能量，从而达到削弱爆炸冲击波能量的目的。

进一步地，所述夹芯吸能层还包括聚氨酯泡沫层，所述聚氨酯泡沫层填充在第一凹槽与背板层之间的间隙内。

为了进一步提高夹芯吸能层对爆炸产生冲击波能量的吸能效果，故在第一凹槽与背板层之间的间隙内填充了聚氨酯泡沫层，聚氨酯泡沫层为聚氨酯泡沫，具有吸能、减震的特点，爆炸产生的冲击能量传递至聚氨酯泡沫层，利用设置的聚氨酯泡沫层能够进一步对爆炸产生的冲击波能量进行吸收，提高夹芯吸能层的吸能效果；同时，聚氨酯泡沫层的密度低于金属泡沫层，使得内外层泡沫构成密度梯度变化结构，能够更有效的吸收爆炸产生的冲击能量。

进一步地，还包括锁紧结构，所述锁紧结构包括若干楔台和若干卡块，楔台和卡块均为梯形结构，所述楔台沿背板层的轴线呈圆环阵列分布在背板层的圆周外壁上，所述卡块沿圆柱形爆炸容器的轴线呈圆环阵列分布在圆柱形爆炸容器的内壁上，并且位于圆柱形爆炸容器内的梯形楔台与位于背板层上的卡块错位排列。

设置的锁紧结构用于将本吸能防护结构与圆柱形爆炸容器快速连接，锁紧结构的楔台为梯形结构，分布在背板层的圆周外壁上，锁紧结构的卡块也为梯形结构，分布在圆柱形爆炸容器内壁上，并且同一轴向上的相邻两个卡块形成与楔台匹配的固定槽，使用时，将吸能防护结构放置于至圆柱形爆炸容器内，然后将吸能防护结构旋转一定的角度，使得位于背板层上的楔台卡紧在卡块形成的固定槽内，由于楔台为梯形结构，使得吸能防护结构能够固定在圆柱形爆炸容器内。本技术方案采用楔台与卡块配合的连接方式，能够快速实现圆柱形爆炸容器与吸能防护结构之间的组装，待使用完之后，也便于将吸能防护结构快速从圆柱形爆炸容器拆卸下来，以便搬运周转，同时，由于楔台与卡块均为梯形结构，能够实现对吸能防护结构的分块安装，可以满足容器口较小的情况下安装。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明利用迎爆面层的网状结构与破片作用，使得较为大块的破片进一步碎裂成若干较小的破片，以降低破片的侵彻能力，从而提高圆柱形爆炸容器的抗破片能力；

2、本发明设置的夹芯吸能层用于吸收爆炸产生冲击波能量，它一方面为迎爆面层提供支撑，能够提高迎爆面层整体的抗冲击能力，另一方面能够吸收传递至迎爆面层冲击波能量，同时，夹芯吸能层的内撑管采用金属材质的波纹结构，不仅提高夹芯吸能层整体的强度，同时压缩变形时能够吸收一部分能量，从而提高了圆柱形爆炸容器的抗爆炸冲击能力；

3、本发明设置的吸能防护结构采用金属网迎爆面层、夹芯吸能层组成，具有较轻的重量，便于周转搬运，并且吸能防护结构与圆柱形爆炸容器能够通过锁紧结构能够快速连接，方便安装，且可以实现分块组装，大大增强本结构的实用性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明圆柱形爆炸容器的结构示意图；

图3为本发明吸能防护结构的结构示意图；

图4为本发明吸能防护结构的截面示意图；

图5为本发明内撑管与迎爆面层的结构示意图；

图6为本发明内撑管的结构示意图；

图7为本发明内撑管的端面结构示意图；

图8为本发明迎爆面层的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-圆柱形爆炸容器，2-背板层，3-楔台，4-迎爆面层，5-内撑管，6-卡块，8-聚氨酯泡沫层，9-金属泡沫层，10-第一凹槽，11-第二凹槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1至图8所示，本发明包括沿其径向由内至外依次设置的迎爆面层4、夹芯吸能层以及背板层2，所述迎爆面层4为网状结构，所述夹芯吸能层包括波纹结构的内撑管5，所述背板层2、迎爆面层4以及内撑管5的轴线均在同一条直线上。

本技术方案中的吸能防护结构包括迎爆面层4、夹芯吸能层以及背板层2，所述迎爆面层4设置在吸能防护结构的最里面，其次是夹芯吸能层，最外层是背板层2，即迎爆面层4、夹芯吸能层以及背板层2沿着吸能防护结构的径向由内至外依次设置，爆炸产生的破片与迎爆面层接触，本技术方案中利用迎爆面层的网状结构与破片作用，使得较为大块的破片进一步碎裂成若干较小的破片，以降低破片的侵彻能力，从而提高圆柱形爆炸容器的抗破片能力；设置的夹芯吸能层用于吸收爆炸产生冲击波能量，它一方面为迎爆面层提供支撑，能够提高迎爆面层整体的抗冲击能力，另一方面吸收传递至迎爆面层冲击波能量，本技术方案中的夹芯吸能层的内撑管采用金属材质的波纹结构，其主要起支撑作用，也有一些变形吸能作用，不仅提高夹芯吸能层整体的强度，同时压缩变形时能够吸收一部分能量，从而提高了圆柱形爆炸容器的抗爆炸冲击能力。

实施例2

在实施例1的基础上，所述迎爆面层4金属孔板或金属网，所述内撑管5套设在迎爆面层4的圆周外壁上。

迎爆面层4采用金属孔板或金属网，使其整体呈网状结构，爆炸产生的破片作用在迎爆面层4的内壁上，将大块的破片充分碎裂成较小破片，从而降低了破片的毁伤能力。

实施例3

在实施例2的基础上，所述内撑管5的圆周外壁上设有若干第一凹槽10，所述内撑管5的内壁上设有若干第二凹槽11，第一凹槽10和第二凹槽11均沿内撑管5的轴向设置，并且第一凹槽10和第二凹槽11的两端均与内撑管5的两端连通，所述第一凹槽10和第二凹槽11均沿内撑管5的轴向呈圆环阵列分布，形成波纹结构的内撑管5，并且相邻两个第一凹槽10和第二凹槽11交错设置。

本技术方案的内撑管5其外壁和内壁分别设有第一凹槽10和第二凹槽11，设置的第一凹槽10和第二凹槽11均沿着内撑管5的轴向分布，并且第一凹槽10和第二凹槽11的两端均与内撑管5的两端连通，使得内撑管5的整体结构呈波纹结构，内撑管5能够沿其径向变形，具有一定的缓冲性能，内撑管5内连迎爆面，一方面可以为其提供支撑，另一方面将迎爆面承受的冲击作用分散传递并通过局部变形吸收能力吸收，从而提高圆柱形爆炸容器的抗冲击波能力。

实施例4

在实施例3的基础上，所述第一凹槽10和第二凹槽11的横截面为半圆形、圆弧形、椭圆形、四边形、梯形或三角形。

设置的第一凹槽10和第二凹槽11的横截面可以为任意的形状，不局限为半圆形、圆弧形、椭圆形、四边形、梯形或三角形，只要保证内撑管6形成波纹结构均可以。

实施例5

在实施例3的基础上，所述夹芯吸能层还包括金属泡沫层9，所述金属泡沫层9填充在第二凹槽11与迎爆面层4之间的间隙内。

为了进一步提高夹芯吸能层对爆炸时产生的冲击波能量的吸能效果，故在第二凹槽11和迎爆面层4之间的间隙内填充了金属泡沫层9，金属泡沫层具有一定强度和刚度的多孔金属，当迎爆面4层收到爆炸产生的冲击波时，位于内撑管与迎爆面层之间的金属泡沫层能够吸收一部分冲击波能量，从而达到削弱爆炸冲击波能量的目的。

实施例6

在实施例3的基础上，所述夹芯吸能层还包括聚氨酯泡沫层8，所述聚氨酯泡沫层8填充在第一凹槽10与背板层2之间的间隙内。

为了进一步提高夹芯吸能层对爆炸是产生的冲击波的吸能效果，故在第一凹槽10与背板层2之间的间隙内填充了聚氨酯泡沫层8，聚氨酯泡沫层8为聚氨酯泡沫，具有吸能、减震的特点，爆炸产生的冲击能量传递至聚氨酯泡沫层8，利用设置的聚氨酯泡沫层8能够进一步对爆炸产生的冲击能量进行吸收，提高夹芯吸能层的吸能效果；同时，聚氨酯泡沫层8的密度低于金属泡沫层9，使得内外层泡沫构成密度梯度变化结构，能够更有效的吸收爆炸产生的冲击能量。

实施例7

在实施例1的基础上，还包括锁紧结构，所述锁紧结构包括若干楔台3和若干卡块6，楔台3和卡块6均为梯形结构，所述楔台3沿背板层2的轴线呈圆环阵列分布在背板层2的圆周外壁上，所述卡块6沿圆柱形爆炸容器1的轴线呈圆环阵列分布在圆柱形爆炸容器1的内壁上。设置的锁紧结构用于将本吸能防护结构与圆柱形爆炸容器快速连接，锁紧结构的楔台3为梯形结构，锁紧结构的卡块6也为梯形结构，均匀地分布在圆柱形爆炸容器的内壁上，并且同一轴向上的相邻两个卡块6形成与楔台3匹配的固定槽，使用时，将吸能防护结构放置于至圆柱形爆炸容器内，然后将吸能防护结构旋转一定的角度，使得位于背板层2上的楔台卡紧在卡块6形成的固定槽内，由于楔台3与卡块6均为梯形结构，使得吸能防护结构能够固定在圆柱形爆炸容器内。本技术方案采用楔台与卡块配合的连接方式能够快速实现圆柱形爆炸容器与吸能防护结构之间的组装，待使用完之后，也便于将吸能防护结构快速从圆柱形爆炸容器拆卸下来，以便搬运周转，同时，由于楔台与卡块6均为梯形结构，能够实现对吸能防护结构的分块安装，可以满足容器口较小的情况下安装。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种应用于圆柱形爆炸容器的吸能防护结构，其特征在于，包括沿其径向由内至外依次设置的迎爆面层(4)、夹芯吸能层以及背板层(2)，所述迎爆面层(4)为网状结构，所述夹芯吸能层包括波纹结构的内撑管(5)，所述背板层(2)、迎爆面层(4)以及内撑管(5)的轴线均在同一条直线上。

2.根据权利要求1所述的一种应用于圆柱形爆炸容器的吸能防护结构，其特征在于，所述迎爆面层(4)为金属孔板或金属网，所述内撑管(5)套设在迎爆面层(4)的圆周外壁上。

3.根据权利要求1所述的一种应用于圆柱形爆炸容器的吸能防护结构，其特征在于，所述内撑管(5)的圆周外壁上设有若干第一凹槽(10)，所述内撑管(5)的内壁上设有若干第二凹槽(11)，第一凹槽(10)和第二凹槽(11)均沿内撑管(5)的轴向设置，并且第一凹槽(10)和第二凹槽(11)的两端均与内撑管(5)的两端连通，所述第一凹槽(10)和第二凹槽(11)均沿内撑管(5)的轴向呈圆环阵列分布，形成波纹结构的内撑管(5)，并且相邻两个第一凹槽(10)和第二凹槽(11)交错设置。

4.根据权利要求3所述的一种应用于圆柱形爆炸容器的吸能防护结构，其特征在于，所述第一凹槽(10)和第二凹槽(11)的横截面为半圆形、圆弧形、椭圆形、四边形、梯形或三角形。

5.根据权利要求3所述的一种应用于圆柱形爆炸容器的吸能防护结构，其特征在于，所述夹芯吸能层还包括金属泡沫层(9)，所述金属泡沫层(9)填充在第二凹槽(11)与迎爆面层(4)之间的间隙内。

6.根据权利要求3所述的一种应用于圆柱形爆炸容器的吸能防护结构，其特征在于，所述夹芯吸能层还包括聚氨酯泡沫层(8)，所述聚氨酯泡沫层(8)填充在第一凹槽(10)与背板层(2)之间的间隙内。

7.根据权利要求1所述的一种应用于圆柱形爆炸容器的吸能防护结构，其特征在于，还包括锁紧结构，所述锁紧结构包括若干楔台(3)和若干卡块(6)，卡块(6)和楔台(3)均为梯形结构，所述楔台(3)沿背板层(2)的轴线呈圆环阵列分布在背板层(2)的圆周外壁上，所述卡块(6)沿圆柱形爆炸容器(1)的轴线呈圆环阵列分布在圆柱形爆炸容器(1)的内壁上，并且圆柱形爆炸容器(1)上的卡块(6)与背板层(2)上的楔台(3)错位排列。

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