CN1238256A - 可破裂式板及其可控的破裂方法 - Google Patents

Abstract

一种可破裂式板(2)，它构成位于通常封闭的内部环境与外部环境之间的隔离结构，例如汽车的多层窗，其体内包含有至少一块可爆炸的炸药(7)，炸药(7)与引燃装置和/或引爆装置有效地相连，以便引爆可爆炸的炸药，从而使板基本在其所处的平面内得到可控制地碎裂。

Description

可破裂式板及其可控的破裂方法

本发明总体涉及构成位于通常封闭的内部环境与一个外部环境之间的一个隔离结构的各种板。

在本发明及其所附的权利要求中，“板”这个词意指的是任一平面或者甚至曲面的基本为薄板状的构件，它用于建筑及公路和铁路车辆领域中用做内外部环境之间的隔离构件。因此，此处用到的“板”这个词包括墙壁、隔板、挡板、建筑门面、玻璃板、窗、风挡等等之类，它们都紧固于其支座之上，从而提供抵御外界的安全保护，即防止人、物体、空气媒质等的侵入。

然而这些板在紧急情况下却会变成对人员和物品撤离时的障碍，如在发生火灾、公路或铁路事故、气体泄露、门意外锁上、在恐慌情况下没有足够的逃离通道的情况时。当板由装甲车的窗组成时，通常这种窗包括两块或多块通过粘合剂互相连接在一起的坚固玻璃板，在发生事故或车门和可移动窗锁上的情况下就会存在严重问题，乘客可能会被关在车里面而无法逃离。就铁路车辆如高速火车而言，窗板固定住而出入门位于危险区域即车体的端部，而车体端部最容易出现事故从而导致堵塞的危险。这种情况下发生事故时堵塞的危险显然要更高。

为了解决上述问题，过去已经提出了板可控自破除系统(panelcontrolled self-elimination system)提供了利用爆炸性微型炸药使板破裂的方法。现在已知的提议一般具体参照车辆窗提出，基本上提出了以下三种解决方法：

-可爆炸的炸药，其置于窗的外部或内部，控制着碰击构件，而碰击构件又使窗产生脆裂(美国专利US-A-5318145；欧洲专利EP-A-13529；法国专利FR-A2096188；法国专利FR-A-2051580)；

-窗或其一部分被环状的可爆炸的绳索所包围，绳索的爆炸使窗切开或断开。运种解决办法特别适用于带有飞行员可弹出式座位的飞行器的透明顶盖上(美国专利US-4,301,707；法国专利FR-A-2140605；法国专利FR-A-2125588；法国专利FR-A-2077846；美国专利US-A-3670998)；

-烟火炸药施加于板的支座结构、如飞行器紧急门的支座结构中，以便使其从支座上分离下来并向外弹出(美国专利US-A-4407468)。

以上列出的解决方法全都受到一个同样的严重缺陷的影响：可爆炸炸药的爆炸会使板基本上无法控制地炸开，因而板整体、或者部分及其碎片会射出，其通常向着板本身所限定的环境外侧射出。板脆裂时碎片的射出非常危险，它是难以接受的，因此由于这个原因，以上公开的已知的解决方案至今无法得到有效地使用。

本发明的目的就是克服上述缺陷，并提供一种可破裂式板(collapsible panel)及其可控的破裂方法，这种方法操作安全并且基本上不会有板碎片部分朝向外部环境或内部环境射出的危险。

根据本发明，这一目的主要通过上面提出的这种型式的可破裂式板来实现，其特征在于至少部分的板体之中包括有至少一块可爆炸的炸药，引燃装置和/或引爆装置与其有效地相连，以便引爆可爆炸的炸药从而使板基本上在其平面内可控地碎裂。

可爆炸的炸药可以分布于板的平面内，或者也可集中设置于其较弱部位，特别是角落处。

无论哪种情况，在将可爆炸炸药引燃后板的碎裂快速有效地在内外部环境之间提供了一条逃离通道口，因为板已被分解为非常小的支离的小碎片。在板构成建筑结构的一个部件的情况下，这会立即产生一个甚至很大尺寸的通道，这不仅可以在如超级市场、银行或公众场所处消除人流向外逃出的障碍，而且在需要时可以使警察和消防队更快捷更便捷地紧急介入，还可以使一旦进入以后可能会使用这些诸如路障之类的“障碍物”的任何入侵者暴露无遗。另外当可破裂式板由很大尺寸的建筑构件如玻璃墙构成时，本发明同时还在板上提供了一种保持纤维结构，用于在可爆炸炸药爆炸后将板自身的碎片保持住。实际使用时，运使得可破裂式板变成了一种松散的屏障，它可防止玻璃碎片和碎屑堆积在地面上并可方便地通过。

本发明的板的其它有利的应用场合还可包括如由处于各层的大量房屋组成的建筑大厦中或路廊中的防火障碍物。如果发生火灾，通过遥控并同时使这类防火障碍物从多处位置破碎，可以使火灾快速地得到抑制，从而在短时间内将人群保护在目标区域内并确保使他们安全救出。

本发明的可破裂式板的另一个特别有利的应用场合包括汽车特别是装甲车的车窗(侧窗、风挡和后窗)。我们已经知道装甲车车窗通常由两块或多块互相粘接在一起的坚固玻璃板构成：一旦发生事故或车门被锁，这些车窗将会把乘客密封于车内。与此相反，在车内可能装有的惯性安全系统启动的同时、可爆炸的炸药可能发生的爆炸之后，根据本发明的原理，窗产生破裂，立即为车内乘客向外逃出提供了通道，即为救助者进入车内提供了通道。在这种应用场合中，窗通常为多层结构，至少有一对玻璃板利用透明的粘合剂连接在一起。在这种情况下，根据本发明，可爆炸的炸药作为一透明薄层方便地置入在各玻璃板之间并包含在粘结剂中。显然，如果窗由多层相互连接在一起的薄板构成，可爆炸层可以相应地包含在每对相邻薄板之间的粘结区域中。可爆炸炸药在由相关的引燃装置和/或引爆装置引爆时会立即在各窗薄板层之间蔓延，使其发生爆裂。

在装甲钢化窗的情况下，使其破碎的冲击波可由集中置于板最弱部位的一块可爆炸微型炸药所产生，如同前面已指出，板的最弱部位即其两边缘汇合处的角落处。在运种情况下，碎片的射出将通过设置于面朝车内部的玻璃表面上的普通聚碳酸酯或聚酯膜来得以避免。

本发明的可破裂式板可使用的爆炸物甚至可以仅包括常用的火药。在窗子和透明板的情况下，一般说来合适的爆炸物简便地为“水-凝胶”(“water-gel”)型即可，这种类型的爆炸物不仅能够在没有空气的环境中、甚至潮湿的和水下的环境中也能引爆，而且是透明的且能抗温度变化，换句话说，它不存在因绝缘、温室效应和意外冲击而发生不稳定的问题。而且运种类型的爆炸物既不会因过期而失效也不会因对其冲击而产生的火花所引爆。

本发明由所附权利要求中的基本要素所限定，不仅包括可破裂式板，而且包括其可控的拆卸方法。

现在将参照附图借助非限制性的例子对本发明的实施方案进行公开，其中：

-图1是一个示意性透视图，示出了一辆装甲车的乘客室，装甲车的风挡由本发明的可破裂式板构成，

-图2是沿图1中Ⅱ-Ⅱ线的放大剖面图；

-图3是一辆装甲车的侧窗的示意性正视图，其也是由本发明的可破裂式板构成；

-图4是沿图3的Ⅳ-Ⅳ线的放大剖面图；

-图5是一种建筑结构组件，更具体而言是一种玻璃墙壁的示意性透视图，其也是由本发明的可破裂式板构成；

-图6与图5相似，示出了破裂后的玻璃窗，以及；

-图7是另一种也是由本发明的可破裂式板组成的建筑结构组件的局部剖开的透视图。

首先参照图1和图2，标号数字1指的是一种装甲车的乘客室，装甲车具有由两块通过一层粘合剂中间层5以常规方式连接在一起的坚固玻璃薄板3、4所构成的风挡2。透明的聚碳酸酯或聚酯薄膜6通常贴在朝向乘客室1的内玻璃薄板3的表面上。

根据本发明，风挡2内包含一种可爆炸的炸药：在所示实施例的情况下，即在两块互相连接的玻璃薄板的情况下，这种可爆炸的炸药7由一均匀透明的薄层构成，它包含在粘合剂5中且由“水-凝胶”型爆炸物制成，如由“NITROCHIMIE”或“SARDA ESPLOSIVI INDUSTRIALISPA”公司生产销售的这种类型的爆炸物。

在多层板的情况下，即在窗或玻璃隔板由多块相互连接在一起的薄板构成的情况下，可爆炸的炸药7可介于各相邻层的每层之间。

为引爆可爆炸的炸药7，提供了一种引燃装置，它控制着一根如图1中标号8所示的常见类型的引爆导火线，导火线与人工操作的控制装置9相连，控制装置9上带有防止意外操作的适当的安全保护机构(由于在专业人员的技术范围内，所以图中未示出)。

如果车内装有惯性安全装置(空气囊；安全带预拉伸装置)，引燃装置8可在这些惯性装置启动的同时自动操作。在这种情况下，可带有一种适当的延迟装置以便可以通过手动控制机构10使引燃装置8失效。

在发生事故或者车门锁上的情况下，随着可爆炸的炸药7一引爆，风挡2就会发生可控的自动破裂，本发明的风挡2提供了一条直接的逃离通道。在这种情况下，实际上可爆炸炸药的爆炸迅速在两块薄板3、4之间蔓延，使其基本上在窗2的平面内发生微型碎裂，如图1中风挡2的右侧顶部局部所示。内膜6可防止玻璃碎屑或碎片向乘客室1内部飞射。

可爆炸的炸药7可由常用的火药组成，我们已经知道，它甚至可以在没有空气的情况下引爆，且因而也可以潮湿环境中或水下引爆。可爆炸炸药的燃爆所引起的体积变化以及燃烧速度都是随所选爆炸物而定的：就此而言，此处认为“水-凝胶”型爆炸物为优选，特别是在可破裂式板构成车窗的情况下更是如此，因为这种爆炸物透明且耐温度变化，而不存在因绝缘、温室效应和意外冲击所引起的不稳定问题。而且这种爆炸物不会因过期而失效并且也不会因冲击产生的火花而引爆。

当然在不透明板的情况下，可以使用更常用更易获得的爆炸物，如火药、叠层塑性炸药等等。

图3和图4示出了另一个实施例，其中本发明的可破裂式板为透明的。在这种情况下，板为汽车的装甲侧窗11，其由三块通过两个粘合剂中间层15、16相互连接在一起的坚固玻璃薄板12、13、14构成，粘合剂中间层中包含有透明的爆炸物薄层17、18，它们可以由图中未示出的引燃装置和/或引爆装置同时引爆。在这个实施方案中，在薄板12、13和13、14之间可设有周边环形槽19、20，分别用于容纳相应的可爆炸炸药21、22。炸药17、18一发生爆炸，环形炸药21、22的引爆就会将窗11松脱从而使其从车辆结构上掉落下来，以便提供一条从乘客室内向外及从外向内的完全开放的通道。

通过增加沿窗11周边的可爆炸爆炸物17、18的厚度可以更方便地达到同样的效果，它不仅可以将破裂的窗从其支座上拆下，而且可以使爆炸的蔓延速度更加恒定且迅速。

应当指出在装甲钢化玻璃板的情况下，将其破坏所需的冲击波可由集中置于结构中的最弱部位即其两边缘汇合区域处的微型炸药所产生，而并非由分布于整个平面的板厚度中的可爆炸炸药产生。

图5和图6示出了本发明的另一个示范性实施方案，其中可破裂式板为建筑结构如公众建筑的玻璃墙壁23。同样在这种情况下，玻璃墙壁23的破裂可通过分布(在多层结构的情况下)或集中置于一角(在单层钢化结构的情况下)的可爆炸的炸药方便地进行操作，其中炸药为透明的并可通过引燃装置和/或引爆装置24引爆，引燃装置和/或引爆装置又可利用控制机构25手动操作。

为方便起见玻璃墙壁23包括一种纤维状结构，它由上面与玻璃墙壁23的框架27相连的竖直丝线26构成，并能够在可爆炸的炸药引爆后保持住玻璃碎片，如图6所示意性地示出，以便形成一种松散的屏障从而防止玻璃碎渣堆积在地面上。

图7示出了本发明另一种应用于建筑结构中的加固的不透明板，其由标号28总体标出。这种板28包括一个内部承载结构29以及固定于承载结构29上的两块薄板31、32，该承载结构29可为二维结构或者象所示实例这样为三维结构并带有结构结点30。甚至在这种情况下，爆炸物也还是置于板28体内，并且更具体而言由集中置于结构结点30处的炸药33构成。可爆炸的炸药33同样可通过一个或多个引燃装置/引爆装置引爆，而引燃装置/引爆装置又利用一个或多个手动控制机构控制。

这种板可以有利地使用于可破裂式墙壁结构、门、隔板等的生产中，以便在需要时能提供一个大型通道，从而能够便于安全地保证从内部环境中向外部环境逃离并能够保证从外部直接进入内部环境中。

应当指出根据附图所公开的实施方案仅是本发明数量有限的几种应用，本发明的实际用途可以扩展至任何两个环境之间的隔离结构。

在集体交通车辆如公共汽车或铁路车辆的应用场合中，各窗均包括本发明的透明式板，它们预先安装于相应的金属或塑料框架中，该框架又固定到车辆结构中，每个框架上均带有置于各窗中的可爆炸炸药所用的引燃装置。这些引燃装置可以同时启动，且既可以从车辆内部又可以从车辆外部利用一种合适的能插入可见并可置入的控制插孔中的钥匙工具来启动。因此，乘客就可直接同时通过多个通道向外逃走并且救援人员能由此进入车辆内部。

本发明的有利实施方案的其它实施例还包括水下旋转门和挡板，它们因受到压力载荷作用而不能打开，将其设计成可以破裂的以便完成快速打开安全阀门的目的以防止异常超压情况下水力设备(如水电站)遭到损坏。其它实施方案可包括具有防恐慌破裂之导向功能的墙壁或窗或大型门。

当然，结构细节及实施方案可以根据所公开和图示的内容进行广泛的变化，而并不偏离如所附权利要求中限定的本发明的范围。

Claims (31)

1．用于破除构成位于通常封闭的内部环境与外部环境之间的隔离结构的可破裂式板(2、11、23、28)的方法，其特征在于它包括以下两步骤：在所述板体(2、11、22、28)的至少部分内置入至少一块可爆炸的炸药(7、17-18、33)，控制引爆所述可爆炸的炸药以便使该板基本在其所处平面内碎裂。

2．权利要求1的方法，其特征在于该可爆炸的炸药分布在板的整个平面内。

3．权利要求1的方法，其特征在于该可爆炸的炸药集中置于板的一个较弱部位。

4．权利要求1的方法，其中该板(2、11)具有多层结构，至少有一对薄板(3、4；12、13、14)相互连接在一起，其特征在于该可爆炸的炸药(7；17、18)为置入所述各薄板之间的薄层。

5．权利要求4的方法，其中该薄板(3、4；12、13、14)通过一种粘合剂(5；15、16)连接在一起，其特征在于爆炸物层(7；17、18)置入所述粘合剂(5；15、16)内。

6．以上权利要求中任一权利要求的方法，其特征在于它还包括一个步骤，即：在板(23)内置入一种纤维状保持结构(26)，用于在该可爆炸的炸药引爆后保持住板碎片。

7．权利要求4至6中任一权利要求的方法，其中该板为透明的，其特征在于该爆炸物层(7；17、18)也是透明的。

8．权利要求7的方法，其特征在于所述透明板为车窗(2、11)。

9．权利要求8的方法，其中该车装有惯性安全装置，其特征在于该可爆炸炸药的引爆与所述惯性安全装置的启动同时进行。

10．权利要求9的方法，其特征在于该可爆炸炸药的引爆相对于该惯性安全装置的启动有一个延迟，以便能人工使该可爆炸的炸药失效。

11．以上权利要求中任一权利要求的方法，其特征在于该板为一种建筑结构的部件(23、28)。

12．以上权利要求中任一权利要求的方法，其特征在于该可爆炸的炸药分布不均匀，即就其厚度而言是不均匀的。

13．权利要求1至11中任一权利要求的方法，其特征在于该可爆炸的炸药为“水-凝胶”型。

14．以上权利要求中任一权利要求的方法，其特征在于它还包括一个步骤，即：在板(11)体内设置至少一条用于容纳可爆炸炸药(21、22)的周边环形槽(19、20)。

15．可破裂式板(2、11、23、28)，它构成位于通常封闭的内部环境与外部环境之间的隔离结构，其特征在于板体的至少部分之中包括有至少一块可爆炸的炸药(7、17、18、33)，该炸药与引燃装置和/或引爆装置有效地相连，以便引爆所述可爆炸的炸药，从而使所述板基本上在其所处的平面内可控制地碎裂。

16．权利要求15的可破裂式板，其特征在于该可爆炸的炸药分布在板的整个平面内。

17．权利要求15的可破裂式板，其特征在于该可爆炸的炸药集中置于板的一个较弱部位。

18．权利要求15的可破裂式板，它具有多层结构，至少有一对薄板(3、4；12、13、14)相互连接在一起，其特征在于该可爆炸的炸药(7；17、18)为置入所述薄板(3、4；12、13、14)之间的一个薄层。

19．权利要求18的可破裂式板，其中该薄板(3、4；12、13、14)通过一种粘合剂(5；15、16 )连接在一起，其特征在于该爆炸物层(7；17、18)置于所述粘合剂(5；15、16)内。

20．以上权利要求中任一权利要求的可破裂式板，其特征在于它还包括一种包含在板(23)体内的纤维状保持结构(26)，用于在该可爆炸的炸药引爆后保持住板的碎片。

21．权利要求18至20中任一权利要求的可破裂式板，其中该板为透明的，其特征在于该爆炸物层(7；17、18)也是透明的。

22．权利要求21所述的可破裂式板，其特征在于它为一车窗(2、11)。

23．权利要求22所述的可破裂式板，其中该车装有惯性安全装置，其特征在于所述引燃装置和/或引爆装置(8)的启动与所述惯性安全装置的启动同时进行。

24．权利要求23的可破裂式板，其特征在于该引燃装置和/或引爆装置(8)的启动相对于该惯性安全装置的启动有一个延迟，以便能够人工使该可爆炸的炸药(7)失效。

25．权利要求15至24中任一权利要求的可破裂式板，其特征在于它是一种建筑结构部件。

26．权利要求18的可破裂式板，其特征在于该可爆炸炸药层的厚度不均匀。

27．权利要求18的可破裂式板，其特征在于该爆炸物层的厚度是变化的。

28．权利要求27的可破裂式板，其特征在于该爆炸物层在该板的环形边界区域中更厚。

29．权利要求15～28中任一权利要求的可破裂式板，其特征在于该可爆炸的炸药为“水-凝胶”型。

30．权利要求15～29中任一权利要求的可破裂式板，其特征在于该板体内还包括至少一条用于容纳可爆炸炸药(21、22)的周边环形槽(19、20)。

31．车辆，其特征在于它设有至少一块如权利要求15～24和26～30中一项或多项所述的可破裂式板。

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