一种蜂窝结构柔性防爆罐及复合防爆结构的制备方法

专利名称：一种蜂窝结构柔性防爆罐及复合防爆结构的制备方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202111341639.2

专利申请（专利权）人：三门峡市天康成套设备有限责任公司
权利人地址：河南省三门峡市春秋路北段

专利发明（设计）人：王恩

专利摘要：本发明公开了一种蜂窝结构柔性防爆罐，一种蜂窝结构柔性防爆罐，包括复合防爆结构，所述复合防爆结构包括第一复合防爆单元、柔性蜂窝结构和卸爆单元，所述柔性蜂窝结构层设置于第一复合防爆单元和卸爆单元之间，所述第一复合防爆单元包括第一柔性防爆层和第二柔性防爆层，第一柔性防爆层和第二柔性防爆层由内向外紧贴设置。本发明通过内、外波阻抗不同的第一防爆结构单元、柔性蜂窝结构层、卸爆结构单元和第二复合防爆单元，按照柔相、吸收相、卸爆层间及防弹材料的顺序排列而成复合防爆结构。结构内侧第一柔性防爆层为防弹层，采用防弹材料，主要吸收爆炸破片，抵抗冲击波对防爆罐内膨胀作用引起对防弹材料的撕裂。

主权利要求：
1.一种蜂窝结构柔性防爆罐的制备方法，所述蜂窝结构柔性防爆罐包括复合防爆结构，所述复合防爆结构包括第一复合防爆单元、柔性蜂窝结构(1)和卸爆单元，所述柔性蜂窝结构层设置于第一复合防爆单元和卸爆单元之间，所述第一复合防爆单元包括第一柔性防爆层和第二柔性防爆层，第一柔性防爆层和第二柔性防爆层由内向外紧贴设置；其特征在于，包括以下步骤：步骤S01：制备第一柔性防爆层材料，将超分子聚乙烯纤维改性制成厚度为0.08‑
2 2
0.2mm，面密度为100‑160g/m的无纺布，在无纺布表面涂覆PVB胶液，制成含2‑10g/mPVB胶液的无纺布，干燥后备用；
步骤S02：制备第二柔性防爆层材料，将芳纶1414与芳纶1313混纺后织成厚度1.5‑
2 2
2.5mm，面密度为300‑400g/m的平纹布，并侵PVB胶液，制成含10‑50g/m PVB胶液的芳纶布，干燥后备用，步骤S03：在防爆罐内模上缠绕20～70层的第一柔性防爆层材料，作为第一柔性防爆层，步骤S04：缠绕3～8层的第二柔性防爆层材料于所述第一柔性防爆层上，作为第二柔性防爆层，步骤S05：按照固化温度为110‑145℃，固化时间为20‑50min的条件，固化处理缠绕于防爆罐内模上的第一柔性防爆层材料、第二柔性防爆层材料；
步骤S06：在第二柔性防爆层表面覆盖柔性蜂窝结构；
步骤S07：在柔性蜂窝结构上缠绕厚度为1‑4mm的SMC软片作为卸爆单元；
步骤S08：在卸爆单元上依次缠绕10～80层的第一柔性防爆层材料、2～11层的第二柔性防爆层材料，得到复合防爆结构。
2.根据权利要求1所述的蜂窝结构柔性防爆罐的制备方法，其特征在于，所述复合防爆结构还包括第二复合防爆单元，所述卸爆单元设置于第二复合防爆单元和柔性蜂窝结构之间，所述第二复合防爆单元包括由内向外胶贴设置的第一柔性防爆层和第二柔性防爆层。 说明书 : 一种蜂窝结构柔性防爆罐及复合防爆结构的制备方法技术领域[0001] 本发明涉及一种蜂窝结构柔性防爆罐及制备方法，属于防爆技术领域。背景技术[0002] 防爆罐是一类可防范并减弱爆炸物品爆炸时对周边人员或设施造成损伤的一种器材装置。防爆罐主要用于爆炸物安全运输、转移、临时储存，其形状有箱型、圆桶型、T型、球型和手提微型等五种防爆罐，通常有固定式、移动式便携式之分，也可配装牵引车用于野外爆炸物收集；爆炸物的主要来源于战争残留爆炸遗留物和恐怖袭击爆炸犯罪爆炸物，爆炸物一旦爆炸，爆炸自身的威力对现场将产生极大的破坏，而爆炸产生的冲击波、爆炸飞溅物等将对爆炸周围极大的二次杀伤和破坏。无论是来自渠道不同的爆炸物，均已成为严重威胁全球社会公共安全的重大隐患，因此便捷高效安全处置爆炸物的装置及方法，是全球社会公共安全亟需解决的重要研究任务之一。[0003] 在此之前，防爆罐均由高强度金属材料加工而成，以阻抗炸药爆炸时反射大部分冲击波及爆炸碎片的飞溅，中国专利ZL201320048175.0和ZL201120226519.3及ZL201310035735.3分别公布了不同用途的防爆罐；而CN202022928958.0、CN202020963497.8、CN202022918455.5也分别公布了不同性能不同用途的防爆罐，上述诸多刚性防爆结构主要针对爆炸产生的强冲击波，利用自身的高波阻抗反射大部分冲击波，将爆炸能量进行分散转移，在具备较强的防护能力的同时，存在自重大、机动性差的缺点，且自身作为破片可能产生二次破片伤害，因而对简易爆炸物的处置装置逐步呈现轻质化、不产生二次伤害，已成为亟需替代传统的防爆罐的发展趋势。中国发明专利CN202110643589.7公开了一种蜂窝式防爆罐，包括底板、柱形桶壁一、柱形桶壁二、柱形桶壁三、网兜、通孔，底板为一块直径1.4m、厚1cm的圆形防弹钢板，底板上焊接有柱形桶壁一，柱形桶壁一内设有柱形桶壁二，柱形桶壁二内设有柱形桶壁三，柱形桶壁一、柱形桶壁二和柱形桶壁二均焊接在底板上，顶端呈开放式无顶盖设计，柱形桶壁三内设有网兜，网兜边缘处挂持在柱形桶壁三顶部桶壁边缘上的挂钩上，用于放置爆炸物在罐体的中部；北京理工大学黄广炎公开了《一种空心环形柔性防爆罐结构及其设计方法(202010996794.7)》，对空心环形柔性防爆结构的对内爆炸冲击波与破片的联合作用规律进行了深入理解与全面分析，进而基于该种防爆结构的防爆机理，给出了防爆结构的设计过程和设计结果，该设计过程既考虑了联合作用效应，又把握了每个参数的主控因素；同时还公开了《一种基于聚氨酯/液体的复合防爆结构及其制备方法(202010456600.4)》，复合防爆结构包括一组以上依次层叠的复合防爆单元，复合防爆单元包括填充液体的聚氨酯层和液体层，所形成的复合防爆结构中填充液体的聚氨酯层和液体层间隔设置；使用时距离爆炸物最近的一层为复合防爆结构的填充液体的聚氨酯层，复合防爆结构防爆能力强、结构重量小、不产生二次附带伤害且制备方法制备效率高。上述诸种技术中，前者均为金属结构，防爆效果优良，但体积庞大，重量大，显得笨重；后者需然使用高分子材料，具有空心环形柔性结构的防爆罐，炸药爆炸后明显减弱了冲击波的破坏效应，起到了一定的防爆能力，但爆炸时防爆罐本体全部成为炸碎片飞溅于爆炸点的周围。[0004] 针对上述问题的技术难题，本发明与上述不同的特点在于：从防爆概念上，置于防爆罐内的炸药爆炸后，防爆罐的基本结构仍然存在，碎片被高分子材料吸收，无碎片飞溅；爆炸从结构上，防弹高分子结构材料实现结构全柔性；材料用防弹、防割材料与SMC材料及阻燃材料结合，实现材料性能互补，达到性能最佳化；制造工艺上，将经过特殊处理的超分子聚乙烯先制备成纤维，再制成有一定密度的无纺布，在该无纺布表面侵有胶液，将芳纶1414与芳纶1313混纺后织成一定克重的平纹布并侵胶，上述两种在模具上缠绕后再缠绕SMC片材，经一定温度预固化后，在模具上注入具有高阻燃性能的高分子量的聚氨酯硬泡剂，冷却后退模，在发泡材料表面继续缠绕超分子聚乙烯无纺布与芳纶布及SMC片材，固化定型后带上产品外观材料和防爆罐盖。与现有技术相比的优点在于：炸药在防爆罐内爆炸后，保持防爆罐的基本结构；性能方面，实现了柔性化、无毒，安全环保；整体结构简单实用，零部件选择、连接和整体工作方式合理，大幅度降低了制作成本，使用安全性得到了提高，成本低廉，制作方式和使用方式便捷，适用好，便于推广。发明内容[0005] 本发明的目的在于，提供一种蜂窝结构柔性防爆罐及复合防爆结构的制备方法，炸药在防爆罐内爆炸后，保持防爆罐的基本结构，防爆罐重量小、不产生二次附带伤害且制备方法制备效率高，防爆能力强，实现了柔性化、无毒，安全环保可靠。[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种蜂窝结构柔性防爆罐，包括复合防爆结构，所述复合防爆结构包括第一复合防爆单元、柔性蜂窝结构和卸爆单元，所述柔性蜂窝结构层设置于第一复合防爆单元和卸爆单元之间，所述第一复合防爆单元包括第一柔性防爆层和第二柔性防爆层，第一柔性防爆层和第二柔性防爆层由内向外紧贴设置。[0007] 前述的这种蜂窝结构柔性防爆罐中，所述复合防爆结构还包括第二复合防爆单元，所述卸爆单元设置于第二复合防爆单元和柔性蜂窝结构之间，所述第二复合防爆单元包括由内向外胶贴设置的第一柔性防爆层和第二柔性防爆层。[0008] 一种复合防爆结构的制备方法，包括以下步骤：[0009] 步骤S01：制备第一柔性防爆层材料，将超分子聚乙烯纤维改性制成厚度为0.08‑0.2mm，面密度为100‑160g/m2的无纺布，在无纺布表面涂覆PVB胶液，制成含2‑10g/m2PVB胶液的无纺布，干燥后备用；[0010] 步骤S02：制备第二柔性防爆层材料，将芳纶1414与芳纶1313混纺后织成厚度1.5‑2.5mm，面密度为300‑400g/m2的平纹布，并侵PVB胶液，制成含10‑50g/m2PVB胶液的芳纶布，干燥后备用，[0011] 步骤S03:在防爆罐内模上缠绕20～70层的第一柔性防爆层材料，作为第一柔性防爆层，[0012] 步骤S04：缠绕3～8层的第二柔性防爆层材料于所述第一柔性防爆层上，作为第二柔性防爆层，[0013] 步骤S05：按照固化温度为110‑145℃，固化时间为20‑50min的条件，固化处理缠绕于防爆罐内模上的第一柔性防爆层材料、第二柔性防爆层材料。[0014] 步骤S06：在第二柔性防爆层表面覆盖柔性蜂窝结构；[0015] 步骤S07：在柔性蜂窝结构上缠绕厚度为1‑4mm的SMC软片作为卸爆单元；[0016] 步骤S08：在卸爆单元上依次缠绕10～80层的第一柔性防爆层材料、2～11层的第二柔性防爆层材料，得到复合防爆结构。[0017] 与现有技术相比，本发明通过内、外波阻抗不同的第一防爆结构单元、柔性蜂窝结构层、卸爆结构单元和第二复合防爆单元，按照柔相、吸收相、卸爆层间及防弹材料的顺序排列而成复合防爆结构。结构内侧第一柔性防爆层为防弹层，采用防弹材料，主要吸收爆炸破片，抵抗冲击波对防爆罐内膨胀作用引起对防弹材料的撕裂；[0018] 卸爆结构单元采用多孔材料中稀疏波与冲击波的传播速度之比大于相应的密实介质，使得冲击波在聚氨酯多孔泡沫中的衰减速度较密实介质更快，利用柔性蜂窝结构和卸爆结构单元来达到降低冲击波传播强度的目的；本发明解决了对外界造成附带伤害的威胁，第一防爆结构单元、柔性蜂窝结构层、卸爆结构单元和第二复合防爆单元之间的相互作用可延长冲击波能量的吸收时长，有效提高了防爆罐的防护效率。[0019] 炸药在防爆罐内爆炸后，能够保持防爆罐的基本结构；实现了防爆罐体的柔性化、无毒，安全环保；本发明整体结构简单实用，降低了制作成本，安全性高，制作方式简单、使用便捷，便于推广。附图说明[0020] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限制。在附图中：[0021] 图1是本发明的柔性蜂窝结构层实物展示图(为展示其柔性，图1中是折叠状态)。[0022] 附图标记：1‑柔性蜂窝结构。[0023] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。具体实施方式[0024] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面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。[0025] 本发明的实施例1：一种蜂窝结构柔性防爆罐，包括复合防爆结构，所述复合防爆结构包括第一复合防爆单元、柔性蜂窝结构1和卸爆单元，所述柔性蜂窝结构层设置于第一复合防爆单元和卸爆单元之间，所述第一复合防爆单元包括第一柔性防爆层和第二柔性防爆层，第一柔性防爆层和第二柔性防爆层由内向外紧贴设置。[0026] 本发明的实施例2：一种蜂窝结构柔性防爆罐，包括复合防爆结构，所述复合防爆结构包括第一复合防爆单元、柔性蜂窝结构1和卸爆单元，所述柔性蜂窝结构层设置于第一复合防爆单元和卸爆单元之间，所述第一复合防爆单元包括第一柔性防爆层和第二柔性防爆层，第一柔性防爆层和第二柔性防爆层由内向外紧贴设置。复合防爆结构还包括第二复合防爆单元，所述卸爆单元设置于第二复合防爆单元和柔性蜂窝结构之间，所述第二复合防爆单元包括由内向外胶贴设置的第一柔性防爆层和第二柔性防爆层。[0027] 本发明的实施例3：一种复合防爆结构的制备方法，包括以下步骤：[0028] 步骤S01：制备第一柔性防爆层材料，将超分子聚乙烯纤维改性制成厚度为2 20.08mm，面密度为100g/m的无纺布，在无纺布表面涂覆PVB胶液，制成含2g/m PVB胶液的无纺布，干燥后备用；[0029] 步骤S02：制备第二柔性防爆层材料，将芳纶1414与芳纶1313混纺后织成厚度2 21.5mm，面密度为300g/m的平纹布，并侵PVB胶液，制成含10g/mPVB胶液的芳纶布，干燥后备用，[0030] 步骤S03:在防爆罐内模上缠绕20层的第一柔性防爆层材料，作为第一柔性防爆层，[0031] 步骤S04：缠绕3层的第二柔性防爆层材料于所述第一柔性防爆层上，作为第二柔性防爆层，[0032] 步骤S05：按照固化温度为110℃，固化时间为20min的条件，固化处理缠绕于防爆罐内模上的第一柔性防爆层材料、第二柔性防爆层材料。[0033] 步骤S06：在第二柔性防爆层表面覆盖柔性蜂窝结构；[0034] 步骤S07：在柔性蜂窝结构上缠绕厚度为1mm的SMC软片作为卸爆单元；[0035] 步骤S08：在卸爆单元上依次缠绕10层的第一柔性防爆层材料、2层的第二柔性防爆层材料，得到复合防爆结构。[0036] 本发明的实施例4：一种复合防爆结构的制备方法，包括以下步骤：[0037] 步骤S01：制备第一柔性防爆层材料，将超分子聚乙烯纤维改性制成厚度为0.2mm，2 2面密度为160g/m的无纺布，在无纺布表面涂覆PVB胶液，制成含10g/m PVB胶液的无纺布，干燥后备用；[0038] 步骤S02：制备第二柔性防爆层材料，将芳纶1414与芳纶1313混纺后织成厚度2 22.5mm，面密度为400g/m的平纹布，并侵PVB胶液，制成含50g/mPVB胶液的芳纶布，干燥后备用，[0039] 步骤S03:在防爆罐内模上缠绕70层的第一柔性防爆层材料，作为第一柔性防爆层，[0040] 步骤S04：缠绕8层的第二柔性防爆层材料于所述第一柔性防爆层上，作为第二柔性防爆层，[0041] 步骤S05：按照固化温度为145℃，固化时间为50min的条件，固化处理缠绕于防爆罐内模上的第一柔性防爆层材料、第二柔性防爆层材料。[0042] 步骤S06：在第二柔性防爆层表面覆盖柔性蜂窝结构；[0043] 步骤S07：在柔性蜂窝结构上缠绕厚度为4mm的SMC软片作为卸爆单元；[0044] 步骤S08：在卸爆单元上依次缠绕80层的第一柔性防爆层材料、11层的第二柔性防爆层材料，得到复合防爆结构。[0045] 炸药爆炸后，本发明防爆罐的基本结构仍然存在，碎片被复合防爆结构吸收，无碎片飞溅；防弹高分子结构材料实现结构全柔性；[0046] 本发明复合防爆结构材料用防弹、防割材料与SMC软片材料及阻燃材料结合，实现材料性能互补，达到性能最佳化；[0047] 经过特殊处理的超分子聚乙烯先制备成纤维，再制成有一定密度的无纺布，在该无纺布表面浸有胶液，将芳纶1414与芳纶1313混纺后织成一定克重的平纹布并浸胶，上述两种在内套模上缠绕后再缠绕柔性蜂窝结构、SMC软片，经一定温度预固化后，冷却后退模，在卸爆单元表面继续缠绕超分子聚乙烯无纺布与芳纶布，固化定型后套上圆柱形罐体套袋和盖子。

专利地区：河南

专利申请日期：2021-11-12

专利公开日期：2024-07-02

专利公告号：CN114234751B