CN1298543A - 保护壳 - Google Patents
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Abstract
一种用来对装在壳体内的物品进行保护的壳体,所述保护壳包括:至少两个可以组装起来而构成一壳体的壳体构件,所述壳体具有一容放所述物品的内部容积,所述至少两个壳体构件中的每一构件均包括:一由纤维增强塑料材料制成、具有在塑料材料基体内的多层增强纤维的外表皮;一由纤维增强塑料材料制成、具有在塑料材料基体内的多层增强纤维的内表皮;位于所述内、外表皮构件之间的空间内的低密度内芯材料填料;设置在所述至少两个壳体构件之间的分型面内的密封装置;以及用来将所述至少两个壳体构件保持在一起的紧固装置。
Description
本发明涉及一种用来在贮存和/或运输过程中对沉重且可能较危险的物品进行保护的可拆卸式保护壳。所述保护壳适于对装有气态物质的重型缸体进行保护，特别(但不限于)适于在运输作业中对六氟化铀的缸体进行保护。
气态的六氟化铀是制造核燃料的主要原料，并且都是装在目前由所谓的“外包装”加以保护的高压缸体内来进行运输的。目前的防护性外包装包括不锈钢内表皮和外表皮，在所述内、外表皮之间的空间内有一种由酚醛树脂或聚氨酯泡沫材料制成的填料。由于所需运输的材料具有较危险的特性，因此外包装必须要能够经受住由管理机构规定的严格测试，以便在例如搬运过程中它们自一高度处落下时保证仍具有完整性，此外还必须能提供一热障，以及为所容纳的缸体提供不透水的保护。直径为30″、装满六氟化铀且具有上述外包装的缸体可能重达4000千克。所述外包装和缸体在自9米高的高处落下时必须能够安然无恙且缸体无任何损伤。但是，在最近的一些测试中，发生了这样一些情况，即，缸体的裙板发生变形，由此而使通过它进行装满和排放六氟化铀的缸体阀受到损坏。这样就需要将较为复杂、成本较高和安装起来比较困难的阀保护件加装到现有的包装中去。这些问题还会因外包装金属表皮的腐蚀而加剧，由于包装件保持在外时要几乎经受所有各种各样的气候条件，所述腐蚀现象加上因酚醛树脂其本身所引起的腐蚀，会使得内部泡沫材料变得浸透了水，从而使得外包装更加沉重，并且吸收的水会进一步增大腐蚀速率。为了进一步增强现有外包装的强度，在外包装中加进了更多的金属构件，但是由于它们增大了导热性，因此降低了耐火的性能。
本发明的一目的在于提供一种比目前已知的外包装重量较轻、较耐用且维修较方便的保护壳。本发明的另一目的在于提供一种不需要任何辅助构件来保护所容纳的缸体的阀的保护壳。本发明的又一目的在于提供一种其耐腐蚀性和耐风蚀性有所提高的保护壳。本发明的再一目的在于提供一种其耐火性能有所增强的保护壳。
根据本发明，提供了一种用来对装在壳体内的物品进行保护的壳体，所述保护壳包括：至少两个可以组装起来而构成一壳体的壳体构件，所述壳体具有一个容放所述物品的内部容积，所述至少两个壳体构件中的每一构件均包括：一由纤维增强塑料材料制成、具有多层在塑料材料基体内的增强纤维的外表皮；一由纤维增强塑料材料制成、具有多层在塑料材料基体内的增强纤维的内表皮；位于所述内、外表皮构件之间的空间内的低密度内芯填料；设置在所述至少两个壳体构件之间的分型面内的密封装置；以及用来将所述至少两个壳体构件保持在一起的紧固装置。
低密度内芯材料的充填可以增大截面模数，并且如果发生撞击可以提供一供挤压的区域。
较佳的是，设置有两个大体上呈半圆筒形的保护壳构件，装配好的保护壳大体上呈圆筒形。
所述两个壳体构件的形状或构造不必是完全相等的。
较佳的是，外壳体表皮包括多层非织造的玻璃布以及可任选的芳族聚酰胺纤维层，它具有一由聚氨酯丙烯酸酯、乙烯基酯树脂和/或聚酯树脂形成的基体。
较佳的是，所述内壳表皮包括多层非织造玻璃布层，所述非织造玻璃布层具有由例如聚酯树脂或用在外壳体表皮中的树脂形成的基体。
但是，在一些应用情况中，也可以使用诸如环氧树脂或酚醛树脂之类的其它树脂材料。
所述非织造布可以是0°/90°或者45°/45°，或者可以是例如以上两者的混合物。
在一些应用情况中，还可以使用机织布、长丝或短绞合纤维编织物(strandmat)。
不同的纤维层可以交错地或者成组地设置，例如两组。
所述内、外表皮可以均具有一大约从2毫米至大约25毫米的总厚度。
所述外表皮还可以具有外凸肋或肋材，以增强所述保护壳构件的强度和刚度。所述外凸肋内的诸凹部还可以很方便地为那些用来将所述保护壳构件锁在一起的紧固件提供保护作用。
所述内、外表皮之间的所述低密度内芯材料可以是一种PVC泡沫材料或聚氨酯泡沫材料，或者例如软木或轻木之类的木料。如果是泡沫材料，所述内芯可以具有诸如例如玻璃珠之类的填料，以降低泡沫材料的密度。
所述两保护壳构件之间的各分型面区域内的泡沫材料内芯可以例如是一种高密度的复合泡沫材料，以增大该区域内的强度。或者，如果需要，在该区域内，可以采用诸如木材之类的其它材料。
泡沫材料本身可以用各种填料来增强，诸如，粘土、玻璃或陶瓷。玻璃填料还可以具有中子或辐射屏蔽材料。
所述泡沫材料可以以液体的形式导入并就地发泡，或者可以呈片材的形式，藉助施加热量而形成曲面，藉助粘接剂粘附于所述内、外表皮的对置表面上。或者，所述泡沫材料内芯可以是从块状材料上切下来的材料。
所述泡沫材料内芯的厚度可以在大约10毫米至大约200毫米的范围内。
所述外表皮的内表面可以具有一些粘附上去或用其他方法加上去的增强物，从而可以例如藉助栓接将一些零部件加于所述保护壳的外侧。这些增强物可以包括诸如木材之类的材料，或者例如钢之类的金属。这些零部件可以包括支架构件，以便在运输和贮存过程中便于将所述保护壳和所容纳的缸体进行堆叠和搬运。
所述保护壳的转角处还可以包括一些增强构件，诸如添加一些纤维和树脂层，和/或嵌设的金属构件。但是，为了使本发明保护壳具有最大的耐火性能，最好将金属构件的使用减至最少。
在其间形成连接的所述各保护壳构件的表面处可以设置有密封件，以防止水的进入。
分型面还可以设置有一些受热膨胀的膨胀密封件，以进一步保护所封装的物品。
在例如所述分型区内的所述保护壳的外侧可以设置一辅助保护层，它例如包括：一橡皮覆层，以进一步提高耐磨性和抗撞击性能。
业已发现，本发明保护壳的强度足够大，足以符合所有用于例如六氟化铀缸体的测试规定，与目前所使用的外包装相比，本发明的总重量明显地轻得多。
本发明保护壳的制造方法可以藉助树脂传递模制法或树脂灌注法来进行。树脂灌注和树脂传递模制法(RTM)是将树脂注入一位于两模具表面之间由纤维填充的空腔内。
或者，本发明保护壳的制造方法可以按这样的方法来进行，即像传统的那样将增强纤维层依序地铺叠在一模具内，然后用适当的树脂来浸渍，最后加以固化。
与已知的外包装不同，对本发明的保护壳可以很方便地进行维修。
为了更好地理解本发明，下面将结合附图，对用来保护六氟化铀缸体的保护壳的几个例子进行描述，所举的例子只是为了举例说明本发明的目的。本发明不限于所述的例子。
图1是本发明的保护壳的侧视图；
图2是图1所示保护壳的纵向剖视图；
图3是沿图1中线3-3截取的剖视图；
图4是图2的转角区域的具体结构图；
图5是一具有一系固件的区域的剖视图，所述系固件将保护壳的两个半体连接起来；
图6示出了转过90°之后的图5所示区域；
图7是一用来运送和贮存六氟化铀的缸体的局部剖视图；
图8是本发明保护壳的第二实施例的侧视图，图中所示的两个保护壳半体是彼此分开示出的；
图9是图8所示保护壳的局部端视图，其中两个保护壳半体已连接在一起；
图10是沿一垂直平面截取的图8所示保护壳的剖视图，其中两个半体连接在一起；
图11是沿图10中线11-11截取的剖视图；
图12是沿图10中线12-12截取的剖视图；以及
图13是图12的具体结构图。
现请参阅附图，其中相同的特征构件由相同的编号来标示。图中以数字10总的表示本发明的保护壳。壳体10大体上呈圆筒形形状，并包括两个大体上呈半圆筒形形状的保护壳半壳12、14；它们的外表上设置有多个沿圆周向的、模制成一体的加强肋16；矩形叠置/稳定支架20形成两个半体22、24；以及多个紧固锁扣26，图1中仅示出了所述紧固锁扣的位置，所述紧固锁扣沿着一分型线28将两个保护壳半体12、14固定在一起，从而形成一可容纳待保护物品的内部空间(参见图7)。图2示出了图1所示保护壳的纵向剖视图。每一保护壳半体均包括一外表皮30和一内表皮32，所述两保护壳半体在分型面区域34内、在分型线28处藉助几层用树脂浸渍的纤维布而粘接在一起。表皮30、32均包括多层彼此相互叠置且用塑料材料树脂浸渍的纤维布。在如图所示的实施例中，外表皮30包括：
一种凝胶漆和450csm；
8层0°/90°非织造的玻璃纤维加强物，每一层彼此相互交错；
8层±45°非织造的芳族聚酰胺加强物；
具有一聚酯树脂基体。内表皮32包括：
5层0°/90°非织造的玻璃纤维加强物，每一层彼此相互交错；
5层±45°非织造的玻璃纤维加强物；以及一聚酯树脂基体；以及
450csm和凝胶漆。
在所述内、外表皮之间的是由PVC泡沫材料制成的内芯40，它在所述保护壳的主区域上延伸，并且在所述分型区域附近有一由聚氨酯复合泡沫材料42制成的内芯。粘接于其中一个加强肋16的外表皮30的内表面上的是一些金属板44，这些金属板钻有孔并攻有螺纹，以便承接螺栓(未示)，从而可将支架构件22、24与之连接。两个保护壳半体的转角区域46设置有几层增强纤维层50，以增强该区域抵抗跌落撞击的强度。图3示出了本发明保护壳的端视图和局部剖视图，它清楚地示出了一些也是由纤维增强塑料构造成的支承支架20。正如可以从图5和图6中可以更详细看到的那样，两个保护壳半体在分型线28处、藉助匹配面上的相互协作特征而连接在一起。一凹槽60形成在两分型面的周缘周围，以便容纳一可防止水从所述保护壳中泄漏出去的密封焊道62。在所述分型区周围的一外部64处，有一膨胀密封件66，它可以在着火或过热情况下膨胀以保护所述保护壳的内部。所述两保护壳半体在所述分型面周缘周围的多个位置26处、藉助过中心(over-centre)紧固件70而固定在一起，所述紧固件本体72被保持在边缘处的纤维增强树脂模制物内部。紧固件70的柄部74设置在加强肋16的表面下方，以便在运输过程中起到加以保护的作用。在所述分型面区域内的、较强的高密度复合泡沫材料42提高了刚性和强度。
图7示出了一六氟化铀缸体100的正视图。所述缸体包括：一焊接的金属外壳102；位于每一端部的封闭件104、106，以及两个金属裙板108、110，裙板108能够让所述缸体立稳在端部上，并且还可以保护一塞头112。裙板110主要是对一阀114加以保护，所述缸体100是通过该阀来装满六氟化铀和通过该阀将六氟化铀排放出来的。如果阀114损坏或撞掉，所述缸体内的物品就会泄漏出来。对现有技术的保护壳，最近有情况表明在壳体内的缸体掉落之后，裙板110变了形，变形的裙板110撞击在阀114上，从而使其变形并导致出现一种潜在的危险情况。因此，当采用现有技术的外包装时，为了防止阀受损，就需要用结构较复杂，成本较高，而且难以安装的阀保护件(未示)装配到这些缸体上。
现请参阅图8至图13，图中示出了保护壳的第二实施例，它以编号200总的标示。该第二实施例设有带凸肋的外表面，它的外表面呈一个光滑的表面202。保护壳200具有两个保护壳半体构件204、206。每一保护壳半体构件均具有与之粘接的纤维增强塑料材料支架构件210、212。空间218设置在保护壳表面202和支架构件210、212之间，用来供插入例如升降叉(未示)之用。外表皮220和内表皮222包括多层以与上文所述第一实施例相同的方式用塑料树脂材料浸渍的玻璃增强布。但是，在这个实施例中，所述保护壳表皮是通过树脂传递模制法来进行制造的。在所述第二实施例中，由于加设了玻璃增强层，外保护壳表皮220的端部230、232和内保护壳表皮222的端部236、238分别要厚于中心部240、242。内表皮222的径向端面250、252具有凹部256、258，以便能为一所容纳的缸体(未示)提供进一步的保护作用，与图7下方所示的相同。内芯260包括一种CNC切割、高密度的聚氨酯泡沫材料。弹性环270设置在内表皮222的内周缘周围，用来安置所容纳的缸体。如图13更具体示出的那样，在所述分型面区域内，设置有一弹性密封件274，在保护壳构件204、206的唇部282、284的外表面280周围设置有一膨胀密封件276和橡皮缓冲件278。锁扣290沿着保护壳构件的边缘设置，并且位于其端部。锁扣290包括过中心或螺纹式夹紧机构。
本发明的保护壳可以符合所有管理机构的测试，并且不要求使用阀保护构件，因此可以节省成本和资源。
Claims (21)
1．一种用来对装在壳体内的物品进行保护的壳体，所述保护壳体包括：至少两个可以组装起来而构成一壳体的壳体构件，所述壳体具有一个容放所述物品的内部容积，所述至少两个壳体构件中的每一构件均包括：一由纤维增强塑料材料制成、在塑料材料基体内具有多层增强纤维的外表皮；一由纤维增强塑料材料制成、在塑料材料基体内具有多层增强纤维的内表皮；位于所述内、外表皮构件之间的空间内的低密度内芯填料；设置在所述至少两个壳体构件之间的分型面内的密封装置；以及用来将所述至少两个壳体构件保持在一起的紧固装置。
2．如权利要求1所述的保护壳，其特征在于，所述外壳体表皮包括多层从以下材料组中选择出来的纤维增强物：织造的玻璃布；非织造的玻璃布；玻璃纤维切短的绞合编织物(strand mat)；以及芳族聚酰胺纤维。
3．如权利要求1或2所述的保护壳，其特征在于，所述内壳表皮包括多层具有塑料材料基体的非织造玻璃布层。
4．如前述任一权利要求所述的保护壳，其特征在于，所述外表皮还具有模制成一体的、圆周向的外凸肋。
5．如权利要求4所述的保护壳，其特征在于，所述外凸肋内的内凹部具有粘接在其内的金属板，以便接纳紧固螺钉。
6．如前述任一权利要求所述的保护壳，其特征在于，所述内、外表皮之间的所述低密度内芯材料从以下材料中选择出来：PVC泡沫材料、聚氨酯泡沫材料、轻木和软木。
7．如权利要求6所述的保护壳，其特征在于，所述泡沫内芯材料还具有从以下材料中选择出来的填料：粒状矿物、陶瓷和玻璃。
8．如权利要求6或7所述的保护壳，其特征在于，所述泡沫材料是一种高密度的复合泡沫材料。
9．如前述任一权利要求所述的保护壳，其特征在于，它还包括支架构件，以便在运输和贮存过程中可以对壳体和所容纳的缸体进行方便地叠置和搬动。
10．如前述任一权利要求所述的保护壳，其特征在于，有两个壳体构件。
11．如前述任一权利要求所述的保护壳，其特征在于，在所述至少两个壳体构件的那些构件分型面之间的表面设置有密封件。
12．如权利要求11所述的保护壳，其特征在于，所述分型面设置有一些膨胀密封件。
13．如前述任一权利要求所述的保护壳，其特征在于，它还包括一具有一聚氨酯涂层的辅助外防护层。
14．如权利要求10所述的保护壳，其特征在于，所述保护壳构件大体上呈半圆筒形，并且装配好的保护壳大体上呈圆筒形。
15．如前述任一权利要求所述的保护壳，其特征在于，它适于保护一装有六氟化铀的缸体。
16．如权利要求9所述的保护壳，其特征在于，所述支架构件借助机械固定构件而固定于所述保护壳。
17．如权利要求9所述的保护壳，其特征在于，所述支架构件粘结于所述保护壳。
18．如前述任一权利要求所述的保护壳，其特征在于，所述内表皮的内表面设置有弹性的供安装的底座件。
19．如前述任一权利要求所述的保护壳，其特征在于，所述外表皮和内表皮形成一将低密度内芯材料密闭起来的连续表面。
20．如权利要求3所述的保护壳，其特征在于，所述内保护壳表皮还包括一些用芳族聚酰胺纤维增强的局部区域。
21．如权利要求3或20所述的保护壳，其特征在于，所述内表皮还具有一些增强金属板。
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