本發(fā)明涉及防爆技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)度復(fù)合材料的抗爆容器。

背景技術(shù)：

抗爆容器在火工品儲(chǔ)運(yùn)、公共安全應(yīng)急等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，但以往的抗爆容器設(shè)計(jì)多為金屬材質(zhì)，存在質(zhì)量大的問(wèn)題?；谝陨蠁?wèn)題，并伴隨著先進(jìn)復(fù)合材料的普及推廣，復(fù)合材料在抗爆容器領(lǐng)域中的應(yīng)用得到了越來(lái)越多的關(guān)注，現(xiàn)有的復(fù)合材料抗爆容器在設(shè)計(jì)時(shí)，沒(méi)有考慮對(duì)其薄弱部位進(jìn)行加強(qiáng)及對(duì)內(nèi)部爆炸流場(chǎng)進(jìn)行衰減設(shè)計(jì)，因此在試驗(yàn)中存在容器薄弱部位破壞嚴(yán)重，其余部位抗爆能力富余的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種復(fù)合材料抗爆容器，旨在不增加容器質(zhì)量的前提下，提高容器薄弱部位的強(qiáng)度，改善流場(chǎng)，提升容器整體的抗爆性能。

考慮到現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明公開(kāi)的一個(gè)方面，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種復(fù)合材料抗爆容器，包括容器主體，所述容器主體主要由金屬內(nèi)襯殼體、橢球封頭和纖維層組成，所述橢球封頭焊接在金屬內(nèi)襯殼體的兩端，所述金屬內(nèi)襯殼體和橢球封頭外側(cè)設(shè)置所述纖維層；所述金屬內(nèi)襯殼體的內(nèi)壁設(shè)置兩個(gè)擋流環(huán)，兩個(gè)所述擋流環(huán)之間用筋板連接，且所述筋板還與所述金屬內(nèi)襯殼體內(nèi)壁連接。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步的技術(shù)方案是：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，兩個(gè)所述擋流環(huán)之間的所述金屬內(nèi)襯殼體設(shè)置為增厚的加強(qiáng)段。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述金屬內(nèi)襯殼體的加強(qiáng)段位于占整個(gè)復(fù)合材料抗爆容器三分之一長(zhǎng)度的中間部位。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述金屬內(nèi)襯殼體的加強(qiáng)段外側(cè)的一段纖維層加厚。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述加厚的一段纖維的纖維纏繞方式為環(huán)向纏繞。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述金屬內(nèi)襯殼體內(nèi)設(shè)置的設(shè)置兩個(gè)擋流環(huán)均呈錐形，且錐角指向爆心方向。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，還包括緩沖防護(hù)層，所述緩沖防護(hù)層由泡沫鋁和面板組成，所述面板設(shè)置于所述金屬內(nèi)襯殼體兩端，所述泡沫鋁設(shè)置于所述面板與橢球封頭之間。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，還包括端蓋組件，所述端蓋組件包括壓塊、楔環(huán)和端蓋，所述橢球封頭上設(shè)置法蘭，所述壓塊、楔環(huán)和端蓋組成與所述法蘭配合固定的全楔結(jié)構(gòu)端蓋。

本發(fā)明還可以是：

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述法蘭上設(shè)置帶錐角的楔槽，所述楔環(huán)安裝于所述楔槽上并通過(guò)壓塊及螺釘固定，所述端蓋設(shè)置于所述楔環(huán)內(nèi)側(cè)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果之一是：

本發(fā)明的一種復(fù)合材料抗爆容器，對(duì)容器薄弱的正對(duì)爆心處及端部進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)及擾流設(shè)計(jì)，相較于以往的設(shè)計(jì)，在不增加容器質(zhì)量的前提下，可顯著提高容器薄弱部位的強(qiáng)度，改善流場(chǎng)，提升了容器整體的抗爆性能。

附圖說(shuō)明

為了更清楚的說(shuō)明本申請(qǐng)文件實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅是對(duì)本申請(qǐng)文件中一些實(shí)施例的參考，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的情況下，還可以根據(jù)這些附圖得到其它的附圖。

圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的復(fù)合材料抗爆容器沿軸線方向的剖面示意圖。

圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的復(fù)合材料抗爆容器沿垂直于軸線方向的剖面示意圖。

圖3為圖1的ⅰ處放大示意圖。

其中，附圖中的附圖標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的名稱(chēng)為：

1－纖維層，2－金屬內(nèi)襯殼體，3－爆炸物，4－筋板，5－擋流環(huán)，6－面板，7－泡沫鋁，8－法蘭，9－壓塊，10－螺釘，11－楔環(huán)，12－端蓋，13－橢球封頭，14－外凸加厚段。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

如圖1和圖2所示，圖1和圖2分別示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的復(fù)合材料抗爆容器的軸向和徑向的剖面結(jié)構(gòu)示，具體地，一種復(fù)合材料抗爆容器，包括容器主體，所述容器主體主要由金屬內(nèi)襯殼體2、橢球封頭13和纖維層1組成，所述橢球封頭13焊接在金屬內(nèi)襯殼體2的兩端，所述金屬內(nèi)襯殼體2和橢球封頭13外側(cè)設(shè)置所述纖維層1；所述金屬內(nèi)襯殼體2的內(nèi)壁設(shè)置兩個(gè)擋流環(huán)5，兩個(gè)所述擋流環(huán)5中心為孔洞，兩個(gè)所述擋流環(huán)5之間用筋板4連接，且所述筋板4還與所述金屬內(nèi)襯殼體2內(nèi)壁連接。

兩個(gè)所述擋流環(huán)5之間的所述金屬內(nèi)襯殼體2設(shè)置為增厚的加強(qiáng)段，其余部位為薄柱段，該加強(qiáng)段可位于占整個(gè)復(fù)合材料抗爆容器三分之一長(zhǎng)度的中間部位(即金屬內(nèi)襯殼體2在中間部位占整個(gè)容器三分之一的長(zhǎng)度范圍進(jìn)行加厚補(bǔ)強(qiáng))，并在補(bǔ)強(qiáng)段的兩端設(shè)計(jì)了擋流環(huán)5，擋流環(huán)5呈錐形，且錐角指向爆心方向。爆炸物3置于抗爆容器的中央，爆炸物3爆炸以后產(chǎn)生的沖擊波往四面八方傳播，能直接從擋流環(huán)5中間的孔洞透過(guò)，但從該孔洞透過(guò)沖擊波占比很小，大部分沖擊波會(huì)直接作用在金屬內(nèi)襯殼體2的補(bǔ)強(qiáng)段及擋流板5上，且作用在金屬內(nèi)襯2補(bǔ)強(qiáng)段的沖擊波會(huì)沿著筒壁往兩邊傳播，當(dāng)遇到錐形的擋流板5時(shí)，沖擊波則會(huì)被反射回來(lái)，如此一來(lái)到達(dá)兩端的沖擊波則被大幅削減，間接提升了端部的抗爆能力。

本發(fā)明還可包括緩沖防護(hù)層，所述緩沖防護(hù)層由泡沫鋁7和面板6組成，所述面板6設(shè)置于所述金屬內(nèi)襯殼體2兩端，所述泡沫鋁7設(shè)置于所述面板6與橢球封頭13之間，面板6、泡沫鋁7和橢球封頭13共同組成類(lèi)似于三明治的夾心結(jié)構(gòu)，從而可對(duì)爆炸沖擊波進(jìn)行有效衰減。

如圖3所示，其示出了一種放大的端蓋組件的結(jié)構(gòu)，所述端蓋組件包括壓塊9、楔環(huán)11和端蓋12，所述橢球封頭13上設(shè)置法蘭8，所述壓塊9、楔環(huán)11和端蓋12三者共同組成與所述法蘭8配合固定的全楔結(jié)構(gòu)端蓋，該全楔結(jié)構(gòu)端蓋的方案可為：法蘭8上設(shè)置帶錐角的楔槽，所述楔環(huán)11安裝于所述楔槽上并通過(guò)壓塊9及螺釘10固定，所述端蓋12設(shè)置于所述楔環(huán)11內(nèi)側(cè)。或者采用專(zhuān)利cn201710004311.9公開(kāi)的方案。

容器主體的外層由纖維進(jìn)行包覆，內(nèi)襯補(bǔ)強(qiáng)段對(duì)應(yīng)的纖維層也額外加厚補(bǔ)強(qiáng)，金屬內(nèi)襯殼體2的加強(qiáng)段外側(cè)的一段纖維層1加厚，即如圖1所示的外凸加厚段14，該外凸加厚段14的纖維纏繞方式為環(huán)向纏繞，復(fù)合材料抗爆容器其余部分的纖維層1采用斜向纏繞。通過(guò)對(duì)金屬內(nèi)襯2及纖維層1正對(duì)爆心段的加厚補(bǔ)強(qiáng)，可有針對(duì)性的對(duì)容器主體薄弱部位進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，提升了容器主體的抗爆性能。

綜上所述，本發(fā)明的復(fù)合材料抗爆容器，具有以下特點(diǎn)：

1、容器主體的間部位的金屬內(nèi)襯和外層纖維均進(jìn)行了有效加強(qiáng)。金屬內(nèi)襯除尺寸進(jìn)行適當(dāng)加厚以外，還設(shè)計(jì)了錐形擋流環(huán)，并利用筋板將其聯(lián)接。外層纖維則進(jìn)行環(huán)向纏繞加厚，以便更好的承受環(huán)向爆炸載荷。

2、錐形擋流環(huán)的錐角均朝向爆心，并利用橫向筋板與金屬內(nèi)襯聯(lián)接，從而具備較高的強(qiáng)度，可有效阻擋沖擊波往兩側(cè)蓋板進(jìn)行匯聚，降低蓋板處所受的沖量。

3、橢球封頭的外圍均被纖維層層纏繞，蓋板受力時(shí)，依次通過(guò)楔塊和法蘭最終傳遞到纖維層上，可充分發(fā)揮纖維的承載能力，另外由于復(fù)合材料纖維具有輕質(zhì)高強(qiáng)的特征，故可在降低裝置質(zhì)量的同時(shí)，有效提升端蓋部位的抗爆性能。

本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其它實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分相互參見(jiàn)即可。

在本說(shuō)明書(shū)中所談到的“一個(gè)實(shí)施例”、“另一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、等，指的是結(jié)合該實(shí)施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)包括在本申請(qǐng)概括性描述的至少一個(gè)實(shí)施例中。在說(shuō)明書(shū)中多個(gè)地方出現(xiàn)同種表述不是一定指的是同一個(gè)實(shí)施例。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，結(jié)合任一實(shí)施例描述一個(gè)具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)時(shí)，所要主張的是結(jié)合其他實(shí)施例來(lái)實(shí)現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

盡管這里參照本發(fā)明的多個(gè)解釋性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將落在本申請(qǐng)公開(kāi)的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說(shuō)，在本申請(qǐng)公開(kāi)和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對(duì)主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對(duì)組成部件和/或布局進(jìn)行的變型和改進(jìn)外，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其他的用途也將是明顯的。