CN203123391U - 中空栅格状球形填充体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种中空栅格状球形填充体，包括：大管状体、小管状体、弓形体、圆形体、环形体、桥连结构、十字圆形体和支架状体构成中空栅格状球体；大管状体和小管状体共轴设置于球体两端，围绕两个管状体周围对称设置若干个弓形体；圆形体平行于球体轴线；环形体设置于球体中间位置；桥连结构位于小管状体一端并设置于由弓形体和圆形体构成空间的外侧；十字圆形体设置于小管状体下端并与小管状体垂直连接；支架结构设置于由弓形体、圆形体和大管状体构成空间内。该填充体由具有高耐溶剂性的功能聚合物制成，具有寿命长、稳定性高、占有率低、抑爆性能优良等优点，且制作简单，成本低，可用于易燃易爆液、气体的阻燃抑爆。

Description

中空栅格状球形填充体

技术领域

本实用新型专利涉及到一种用于易燃易爆的液、气体的阻燃抑爆装置，特别涉及到一种用于易挥发易燃易爆的液、气体的中空栅格状球形填充体。

背景技术

目前汽柴油、液化气、天然气易挥发易燃易爆等液/气体，以及其他液气态危险化学品（如甲烷、苯等化工原料）的储存、运输、使用过程中的阻燃防爆问题，一直是世界各国防爆研究的重大课题。

阻隔抑爆技术是一种可以有效防止易燃易爆的气态和液态危险化学品在储运中因意外事故（静电、焊接、枪击、碰撞、错误操作等）引发的爆炸，使用具有优良化学惰性（好的油品相容性）和优良填充性能（基本不影响用油设备的原有参数）的防爆材料，从根本上解决易燃易爆液、气态危险化学品的储运过程中的安全问题的专有技术。

美国在上世纪60年代在军事油品的安全和储运上开始使用聚氨酯泡沫抑爆材料；该材料在油料中的化学稳定性差，很快被铝合金抑爆材料所替代。铝合金抑爆材料被广泛应用至今。国外主要的铝合金抑爆材料主要有Explosafe、Ex-Co、ExploControl、eEess等，国内主要有LF21、JFJ、HFJ等。

蜂窝状的阻隔抑爆材料将油箱内腔分为若干个“小室”或“腔体”，这些“小室”或“腔体”可以有效遏制火焰的传播，使爆炸压力波急剧衰减；同时这种蜂窝结构的材料在单位体积内具有较高的表面效能，从而具有良好的吸热性，可以迅速地将燃烧释放出来的热量吸收，使燃烧反应后的温度降低，反应气体的膨胀程度缩小，容器内的压力值增高不大，使燃烧速度达不到爆炸的极限速度，从而达到抑爆的目的。

目前应用于制备阻隔防爆材料的基体材料主要分为金属合金类和非金属类材料。金属合金类阻隔防爆材料应用的基材主要是铝合金材料，其具有优良的导电、导热功能，并且加工制备工艺便捷；然而，金属材料存在着诸多缺陷，主要表现在：金属合金类抑爆材料内部结晶大，可导致材料脆性大、延展率低，防锈性能差等缺点，容易断裂掉渣；严重时甚至造成油路堵塞，导致油路点火不着，长期浸泡过程中材料对油品的稳定性指标（诱导其、实际胶质）、洁净指标（固体颗粒物）和水溶性酸碱等指标产生显著影响，影响油品质量；金属合金类阻隔抑爆材料在使用中产生的碎渣可堵塞油表导致其不能转动，无法准确测量优良；另外，金属合金类材料加工成蜂窝状薄壁结构，材料整体无较强的结构强度，无法在较大空间中使用，并且金属合金材料孔隙边缘可能开裂，影响材料的抑爆性能；且金属类抑爆材料的装填、拆卸、清洗维护过程繁琐并且成本较高，尤其是内部结构复杂的装置更加难以安装。非金属材料主要是聚氨酯发泡材料，相比其他的阻隔防爆材料，聚氨酯泡沫具有更轻的重量和较小的占有率，然而，聚氨酯泡沫在复杂环境中（如油料）的稳定性，在高温高湿的环境导致该类材料缺乏水解稳定性（抗湿度性差），从而水解严重导致故障频生，燃油系统被污染，过滤器被阻塞等，而且该种材料在使用过程中自身发生塌陷情况较为严重，使用寿命较短。

美国专利US4613054和中国专利CN202376651U分别报道了两种不同的球形抑爆材料，但是两种球体材料存在体积较大，有效容积率低，且加工工艺和模具复杂，寿命低，使用成本高。中国专利CN101583402A公开的一种球形填充体采用相互交错的层状圆片结构构成，然而在其结构中存在着死角，即其套状体、圆形垂直面和水平平面构成死角，在液体的油箱或储罐中造成油料被死角留存而不能够完全使用，从而造成浪费。

发明内容

为解决传统金属阻隔抑爆材料和聚氨酯泡沫寿命低、稳定性低，以及现有非金属阻隔防爆材料的结构缺陷和占有率过高等技术问题，本实用新型提供了一种中空栅格状球形填充体，该填充体具有优良的力学性能、化学稳定性、抑爆性能及较低的占有率，可以克服现有抑爆材料中的缺陷。

本发明提供的以一种具有新型结构且加工方便的中空栅格状球形填充体是通过以下技术方案实现的。

所述中空栅格状球形填充体包括：大管状体、小管状体、弓形体、圆形体、环形体、桥连结构、十字圆形体和支架状体；大管状体、小管状体、弓形体、圆形体、环形体、桥连结构、十字圆形体和支架状体构成中空栅格状球体；

中空栅格状球形填充体，两端设置同轴的大管状体和小管状体，小管状体的外径不大于大管状体的内径，围绕两个管状体周围对称设置若干个弓形体均匀设置于球体轴线周围，弓形体的弧线构成球体的经线；所述的圆形体平行于球体轴线且垂直于相连接的弓形体，圆形体在靠近大管状体四周向内折叠一个圆形体厚度；所述的环形体设置于球体中间位置且垂直于弓形体、圆形体及球体轴线；所述的桥连结构位于小管状体一端并设置于由弓形体和圆形体构成空间的外侧并与弓形体和圆形体相连接；所述的十字圆形体设置于小管状体下端并与小管状体垂直连接；所述的支架结构设置于由弓形体、圆形体和大管状体构成空间内并垂直连接于大管状体底端。

进一步的设计是，所述的圆形体被弓形体和相邻的圆形体分割的区域内设置有矩形的通孔。

进一步的设计是，所述的环形体与圆形体构成的区域的直角处设置通透的直角扇形孔。

更进一步的设计是，所述的环形体与圆形体、弓形体构成的区域内，环形体内壁到圆形体的距离大于桥连结构的高度；且由环形体与圆形体、弓形体构成的区域内，靠近弓形体的环形体内壁可具有一定弧度。

进一步的设计是，所述的中空栅格状球形填充体所用基材为具有高耐溶剂性的导静电、导热或阻燃功能的聚合物树脂材料。

进一步的设计是，所述的中空栅格状球形填充体厚度均匀统一，材料厚度为0.2-0.8mm。

进一步的设计是，所述的中空栅格状球形填充体半径范围是：R=10-30mm。

本实用新型中的中空栅格状球形填充体，具有优良的力学性能、化学稳定性、抑爆性能及较低的占有率，可以解决传统金属阻隔抑爆材料和聚氨酯泡沫寿命低、稳定性低，以及现有非金属阻隔防爆材料的结构缺陷和占有率过高等技术问题；具有拆卸简单方便、易于清洗维护等特点。对于内部结构形状复杂的装置，优势更为明显。

本实用新型具有相互贯通的结构，在液体的燃料的储罐等容器中能够快速填装和卸载，不存在结构上的死角而造成残存以致浪费。

本实用新型的中空栅格状球形填充体的板层交错的栅格状结构保证了类似蜂窝状的高孔隙结构，可有效降低危险液、气化学品在存储设备中的挥发性液、汽燃料的汽化与挥发。并可有效阻止浪涌现象，减小大型燃料储运设备（罐车、油气运输船舶）由于浪涌效应引起的不稳定性，减小罐体在弯道或颠簸时发生翻到或颠覆的危险。

本实用新型的中空栅格状球形填充体可具有良好的阻燃性能，可有效防止填充体在易燃易爆液气体燃烧爆炸时的二次燃烧，从而有效阻止由于材料的燃烧引起其他安全区域的危险化学品的燃烧或爆炸。

本实用新型的中空栅格状球形填充体可具有良好的导电性能能防止罐体内由于液、气态危险化学品的流动、摩擦冲击等因素产生静电，避免因静电引发的燃爆事故，并可保证危险化学品的储运容器不受雷电和电磁干扰。

本实用新型的中空栅格状球形填充体由于采用了上述方案，具有较好的抑爆性能，可以实现在容器中不变形，占有率低，制造加工工艺简单，单位体积的填装密度在45～70kg/m³范围内，在容器中的占有率最高不超过6%。本发明的中空栅格状球形填充体在行业标准（AQ3001-2005）条件下进行抑爆性能测试，可将丙烷空气混合气体的压力控制到不大于0.213MPa（爆炸压力极限为0.814MPa），可显著降低燃烧速度和爆炸压力。

本实用新型的中空栅格状球形填充体技术应用范围广泛，产品市场前景极为广阔。可应用于大型客车、小汽车、加油站、运油车、油轮、民航客机、直升飞机等民用领域中，并可广泛应用于油库、汽库，各种油气管道，热交换器、阻火器等工业领域中。在军用领域中更适于军用车辆、飞行器油箱和军用油料的储运和使用的安全性保障。对提高油料储运、使用中的安全性，具有重要的现实意义，高性能非金属材料的生产成本将大幅度降低，加之非金属阻隔抑爆材料本身具有的诸多优势，性价比的提高将更凸显其竞争优势，更具有显著的社会效益、经济效益和军事效益。

附图说明

图1是本实用新型所述中空栅格状球形填充体的立体结构图。

图2是本实用新型所述中空栅格状球形填充体的俯视结构图。

图3是本实用新型所述中空栅格状球形填充体的正视结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的阐述：

如附图所述，所述中空栅格状球形填充体包括：大管状体1、小管状体2、弓形体3、圆形体4、环形体5、桥连结构6、十字圆形体7和支架状体8；大管状体1、小管状体2、弓形体3、圆形体4、环形体5、桥连结构6、十字圆形体7和支架状体8构成中空栅格状球体；

中空栅格状球形填充体，两端设置同轴的大管状体1和小管状体2，小管状体2的外径等于大管状体1的内径，围绕两个管状体周围对称设置四个弓形体3，相邻的弓形体3相互垂直，弓形体3的弧线构成球形填充体的经线；所述的圆形体4平行于球体轴线且相邻圆形体4相互垂直并垂直于相连接的弓形体3，圆形体4在靠近大管状体1四周向内折叠一个圆形体厚度；环形体5设置于球体中间位置且垂直于弓形体3、圆形体4及球体轴线；桥连结构6分别位于小管状体2一端并设置于由弓形体3和圆形体4构成空间的外侧并与弓形体3和圆形体4相连接；所述的十字圆形体7设置于小管状体2下端并与小管状体2垂直连接；所述的支架结构8设置于由弓形体3、圆形体4和大管状体1构成空间内并垂直连接于大管状体底端。

所述的圆形体4被弓形体3和相邻的圆形体4分割的区域内设置有矩形的通孔。

所述的环形体5与圆形体4构成的区域的直角处设置通透的扇形孔。

所述的环形体5与圆形体4、弓形体构成的区域内，环形体5内壁到圆形体4的距离大于桥连结构6的高度；且由环形体5与圆形体4、弓形体3构成的区域内，靠近弓形体3的环形体5内壁可具有一定弧度。

所涉及的大管状体1的内径为8mm，相互平行的圆形体之间的距离为15mm，大管状体1的长度等于小管状体长度的两倍，为8mm。

所述的中空栅格状球形填充体厚度均匀统一，材料厚度为0.5mm。

所述的中空栅格状球形填充体半径范围是：R=15mm。

所述的中空栅栏球形填充体采用整体注塑一次成型工艺，产品加工工艺简单且结构强度较高，且非金属基体材料可以提高产品的抗腐蚀能力，具有较高的使用寿命。

所述的中空栅格状球形填充体所用基材为具有高耐溶剂性的导静电、导热或阻燃功能的聚合物树脂材料。

所述的中空栅格状球形填充体根据行业标准《汽车加油（气）站、轻质燃油和液化石油气汽车罐车用阻隔防爆储罐技术要求》（AQ3001-2005）规定的测试方法和测试装置测得中空栅格状球形填充体可显著降低燃烧和燃爆增压值。

中空栅格状球形填充体具有优良的阻隔抑爆性能，并且具有优良的化学稳定性、力学性能、寿命长、加工成本低，适合应用于易燃易爆液、气危险化学品中。它将明显改善与避免现有的金属与非金属阻隔防爆材料的缺陷和不足，具有显著的社会、经济和军事意义。

Claims (8)

1.一种中空栅格状球形填充体，其特征在于：

所述中空栅格状球形填充体包括：大管状体、小管状体、弓形体、圆形体、环形体、桥连结构、十字圆形体和支架状体；大管状体、小管状体、弓形体、圆形体、环形体、桥连结构、十字圆形体和支架状体构成中空栅格状球体；

所述大管状体和小管状体共轴设置于球体两端，围绕两个管状体周围对称设置若干个弓形体均匀设置于球体轴线周围，弓形体的弧线构成球体的经线；所述的圆形体平行于球体轴线且垂直于相连接的弓形体，圆形体在靠近大管状体四周向内折叠一个圆形体厚度；所述的环形体设置于球体中间位置且垂直于弓形体、圆形体及球体轴线；所述的桥连结构位于小管状体一端并设置于由弓形体和圆形体构成空间的外侧并与弓形体和圆形体相连接；所述的十字圆形体设置于小管状体下端并与小管状体垂直连接；所述的支架结构设置于由弓形体、圆形体和大管状体构成空间内并垂直连接于大管状体底端。

2.根据权利要求1所述的中空栅格状球形填充体，其特征在于，所述的圆形体被弓形体和相邻的圆形体分割的区域内设置有矩形的通孔。

3.根据权利要求1所述的中空栅格状球形填充体，其特征在于，所述的小管状体外径不大于大管状体内径。

4.根据权利要求1所述的中空栅格状球形填充体，其特征在于，在环形体与圆形体构成的区域的直角处设置通透的直角扇形孔。

5.根据权利要求1所述的中空栅格状球形填充体，其特征在于，在环形体与圆形体、弓形体构成的区域内，环形体内壁到圆形体的距离大于桥连结构的高度；且由环形体与圆形体、弓形体构成的区域靠近弓形体的环形体内壁可具有一定弧度。

6.根据权利要求1所述的中空栅格状球形填充体，其特征在于，该中空栅格状球形填充体所用基材为具有高耐溶剂性的导静电或阻燃功能的聚合物树脂材料。

7.根据权利要求1所述的中空栅格状球形填充体，其特征在于，该中空栅格状球形填充体厚度均匀统一，材料厚度为0.2-0.8mm。

8.根据权利要求1所述的中空栅格状球形填充体，其特征在于，该中空栅格状球形填充体半径范围是：R=10-30mm。

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