專利名稱：復(fù)合結(jié)構(gòu)抑爆填充材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可廣泛用于易燃易爆液(氣)體容器的抑爆填充材料，尤其適合危險品運輸罐車，可填補危險品運輸罐車的防爆材料空白。
背景技術(shù)：
易燃易爆危險品液(氣)體容器按一定技術(shù)要求裝入抑爆填充材料，可有效抑燃防爆，防止因明火、槍擊、雷擊、撞擊、靜電等意外事故引發(fā)的容器爆炸和火災(zāi)，并可帶液帶火補焊作業(yè)。
目前國內(nèi)外的抑爆填充材料基本上都是由單一材質(zhì)、單一結(jié)構(gòu)以及單一網(wǎng)孔規(guī)格的鋁合金箔網(wǎng)制成的，普遍存在易變形塌陷、易斷裂產(chǎn)生碎屑的問題。
變形塌陷容易導(dǎo)致液(氣)體容器內(nèi)上部形成無效空間，使阻隔防爆功能失效，非常危險。為了解決塌陷問題，常用的方法是在容器內(nèi)設(shè)置角鋼架支撐或圍設(shè)鋼絲網(wǎng)，但這些方法減小了容器的有效容積，制造成本加大，安裝施工復(fù)雜，且不適合動荷載運輸罐車及立式儲罐，因此此類容器的相應(yīng)用戶不得不棄用報廢其運輸罐車和儲罐。而產(chǎn)生碎屑則容易使關(guān)聯(lián)的泵、表、閥及管路等卡塞，嚴(yán)重影響工藝管路系統(tǒng)的正常工作和對容器的正常定期檢查、清洗，檢修成本高，且抑爆材料只能一次性使用，使用成本也很高。發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種復(fù)合結(jié)構(gòu)抑爆填充材料，該填充材料結(jié)構(gòu)合理，支撐受力均勻，塌陷變形小，碎屑產(chǎn)生少，節(jié)約安裝成本，方便清洗，材料可重復(fù)使用， 便于安裝和取出，綜合性能好。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種復(fù)合結(jié)構(gòu)抑爆填充材料，由多層金屬箔網(wǎng)層層纏繞或疊置組合而成，其特征在于相鄰層的金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔不同。
優(yōu)選將相鄰層的金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向設(shè)置為不相同。
進(jìn)一步地，相鄰層的金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向垂直，隔層的金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向相同或不同?；蛘?，兩層或多于兩層的所述金屬箔網(wǎng)構(gòu)成一組，一組中的各金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向依次錯開一定角度，當(dāng)兩層所述金屬箔網(wǎng)構(gòu)成一組時，同一組中的兩層金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向垂直，不同組金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向呈任何一種或多種角度。
所述網(wǎng)孔可以是在金屬箔上切縫后拉伸形成的。
對于上述任一一種復(fù)合結(jié)構(gòu)抑爆填充材料，所述多層金屬箔網(wǎng)中優(yōu)選包含不同材質(zhì)的金屬箔網(wǎng)。
優(yōu)選地，所述不同材質(zhì)的金屬箔網(wǎng)中至少包括鋁合金材質(zhì)的金屬箔網(wǎng)和/或不銹鋼合金材質(zhì)的金屬箔網(wǎng)。
進(jìn)一步優(yōu)選地，不同材質(zhì)的金屬箔網(wǎng)按填充材料的強度要求規(guī)則分布。
所述金屬箔網(wǎng)的厚度通?？梢詾?. 02mm-0. 1mm。
所述金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔形狀可以為多邊形、圓形或橢圓形等任意適宜的形狀。
本發(fā)明的有益效果由于采用網(wǎng)孔不同(即網(wǎng)孔的大小、形狀、疏密、規(guī)格等不同)的金屬箔網(wǎng)交替設(shè)置形成所述填充材料，避免了現(xiàn)有技術(shù)下通常采用的單一結(jié)構(gòu)、單一網(wǎng)孔規(guī)格的填充材料的結(jié)構(gòu)缺陷，通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)獲得更高、更均勻一致的結(jié)構(gòu)強度，有效避免短板效應(yīng)，減少所述填充材料的塌陷和變形，提高其抑爆性能；由于采用相鄰層網(wǎng)孔方向不一致的分布結(jié)構(gòu)后，特別是采用相鄰層的網(wǎng)孔方向相互垂直、隔層的網(wǎng)孔方向相同的結(jié)構(gòu)，在不改變原材料、不增加其他結(jié)構(gòu)件的情況下，利用金屬箔網(wǎng)自身的特性，使各層箔網(wǎng)在不同方向上相互支撐，制成的填充材料在各方向上都具有良好的強度，有效地避免了變形塌陷；由于采用多種不同材質(zhì)的金屬箔網(wǎng)，特別是依據(jù)強度要求實現(xiàn)不同材質(zhì)的規(guī)則分布， 可很好地發(fā)揮不同金屬箔材質(zhì)的特性(如發(fā)揮不銹鋼合金材料的優(yōu)良的強度、剛性和韌性和鋁合金材料的低密度特性等)，實現(xiàn)材質(zhì)特性的互補和優(yōu)化，使本發(fā)明的填充材料整體各處的支撐強度、剛性、韌性、彈性得以提高并且分布均勻，不僅可有效避免變形塌陷，特別是抑爆性能得到顯著提高，還因此可省去現(xiàn)有技術(shù)下所采用的角鋼架等不必要的鋼結(jié)構(gòu)件， 節(jié)約了成本，降低了造價，且安裝變得簡便、快捷。


圖1為卷繞而成的單元體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為設(shè)有順切切縫的金屬箔的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為設(shè)有橫切切縫的金屬箔的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為順切橫拉六邊形網(wǎng)孔形狀示意圖；圖5為橫切順拉六邊形網(wǎng)孔形狀示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明所要保護(hù)的復(fù)合結(jié)構(gòu)抑爆填充材料由多層金屬箔網(wǎng)層層纏繞或疊置組合而成，其各個單元體的外形可以是卷筒形(參見圖1)、多面體形或球形等，相鄰層的金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔不同。所謂網(wǎng)孔不同主要是指網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)不同，例如網(wǎng)孔的大小、形狀、疏密、規(guī)格等不同。采用具有不同網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的金屬箔網(wǎng)交替設(shè)置形成所述填充材料，避免了現(xiàn)有技術(shù)下通常采用的單一結(jié)構(gòu)、單一網(wǎng)孔規(guī)格的填充材料的結(jié)構(gòu)缺陷，通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)獲得更高、更均勻一致的結(jié)構(gòu)強度，有效避免短板效應(yīng)，減少所述填充材料的塌陷和變形，有效減少碎屑， 降低泵、閥及管路等堵塞故障發(fā)生率，使得使用該填充材料的容器清理、維修、保養(yǎng)時都比較方便，且在保證本質(zhì)安全的前提下其防爆性能和工作可靠性都得到顯著提高。
相鄰層的金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向可以相同(即平行)也可以不同(即不平行)，根據(jù)所用金屬箔網(wǎng)的材料各向異性，優(yōu)選將相鄰層的金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向設(shè)置成相互交錯成一定角度，可以使單元體的各項性能在其各個方向上達(dá)到均衡，避免某個方向上的強度、彈性或韌性等相對其他各方向較弱而導(dǎo)致單元體局部變形或塌陷。
進(jìn)一步優(yōu)選地，相鄰層的金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向相互垂直，隔層的金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向相同，以簡化單元體的纏繞或疊置工藝，當(dāng)然隔層金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向也可以不同，具體視需要而定。
也可以在制備過程中，將兩層或多于兩層的所述金屬箔網(wǎng)分為一組，一組中的各金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向依次錯開一定角度，當(dāng)兩層所述金屬箔網(wǎng)構(gòu)成一組時，同一組中的兩層金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向相垂直，由此可以將這種成對的金屬箔網(wǎng)任意的疊置，不同組中的金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向可以根據(jù)疊制時的便利呈任何一種或多種角度，由此在保證了不同方向上的強度要求的同時，還方便制備。
所述金屬箔網(wǎng)通常是由金屬箔帶經(jīng)切縫、拉伸后制成的，所述網(wǎng)孔就是在對金屬箔上的切縫進(jìn)行拉伸形成的，即切縫的邊緣經(jīng)拉伸延展后圍成了所述網(wǎng)孔。所述網(wǎng)孔方向的界定是以金屬箔帶的延伸方向為參考的，例如，圖2-5所示金屬箔帶3、5的延伸方向為豎方向，其上的切縫按照是否與金屬箔帶的延伸方向相同分別稱為順切縫4(與金屬箔帶的延伸方向相同為“順”向)和橫切縫6 (與金屬箔帶的延伸方向垂直為“橫”向)，對于順切縫， 橫向拉伸則形成順切橫拉網(wǎng)孔7，對于橫切縫，豎向拉伸則形成橫切順拉網(wǎng)孔8。本發(fā)明所稱的“網(wǎng)孔方向”可以理解為網(wǎng)孔最大直線尺寸的方向，對于經(jīng)切縫、拉伸后制成的網(wǎng)孔，通常為其對應(yīng)的切縫的方向。由于目前抑爆填充材料多采用這種經(jīng)切縫、拉伸制成網(wǎng)孔的金屬箔網(wǎng)而這種金屬箔網(wǎng)在切縫方向和拉伸方向上的承壓能力具有明顯的差別，如果各層金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向一致，受自重或較小的外力就可以使填充材料在拉伸方向變形塌陷，而本申請采用相鄰層網(wǎng)孔方向不一致的分布結(jié)構(gòu)后，特別是可以采用相鄰層的網(wǎng)孔方向相互垂直、隔層的網(wǎng)孔方向相同的結(jié)構(gòu)，在不改變原材料、不增加其他零件的情況下，利用金屬箔網(wǎng)自身的特性，使各層箔網(wǎng)在不同方向上相互支撐，制成的填充材料在各方向上都具有良好的強度，有效地避免了變形塌陷。
最外層金屬箔網(wǎng)的厚度優(yōu)選為所有各層金屬箔網(wǎng)中最大的，進(jìn)一步地，僅最外層的金屬箔網(wǎng)優(yōu)選為加厚的金屬箔網(wǎng)，即其厚度大于所有其他各層的金屬箔網(wǎng)的厚度。采用加厚設(shè)計，可以在一定程度上有效提高所述填充材料的結(jié)構(gòu)強度，減少所述填充材料的變形和碎屑，同時還可以采用加密的金屬箔網(wǎng)，減小網(wǎng)孔的尺寸，增大網(wǎng)孔的密度，由此在保證液流順暢的情況下避免填料內(nèi)部的碎屑落出，并有利于提高該層金屬箔網(wǎng)的強度，同時， 還使得成型后的填料單元具有一個相對平滑的表面，有利于以后的儲運和使用。
相鄰層的金屬箔網(wǎng)優(yōu)選為不同材質(zhì)的金屬箔網(wǎng)，即采用至少兩種材料的金屬箔網(wǎng)制成所述填充材料，例如2-3種，多種材質(zhì)的金屬箔網(wǎng)相復(fù)合可以很好地發(fā)揮不同金屬材料的特性，達(dá)到某些特性的互補和優(yōu)化，特別是不同材料的金屬箔網(wǎng)穿插設(shè)置，使所述填充材料的某些特性整體上更加均衡。
所述不同材質(zhì)的金屬箔網(wǎng)中至少包括鋁合金材質(zhì)的金屬箔網(wǎng)和/或不銹鋼合金材質(zhì)的金屬箔網(wǎng)，鋁合金材料密度小，相同體積的情況下質(zhì)量較輕，同時還具有填充材料應(yīng)當(dāng)具有的延展性。本發(fā)明優(yōu)選采用抗拉強度> 185Rm/N/mm2、斷后伸長率> 1%Α5/%、杯突值 ^ 6. 5IE/mm的特種鋁合金箔作為原料之一。而采用不銹鋼合金材料主要是利用其高強度和高韌性特性，可以有效提高所述填充材料的抗沖擊能力，相應(yīng)地提高所述填充材料的抑爆能力。
優(yōu)選地，最外層采用其材質(zhì)的抗拉強度和/或韌性最高的所述金屬箔網(wǎng)，即最外層金屬箔網(wǎng)的抗拉強度和/或韌性是所有各層金屬箔網(wǎng)中最大的，當(dāng)然也允許其他各層金屬箔網(wǎng)中存在其抗拉強度和/或韌性與最外層相同的金屬箔網(wǎng)。這種設(shè)置可以從材料特性方面有效降低箔網(wǎng)斷裂產(chǎn)生碎屑的幾率，因此可以有效減少碎屑。
可能的情況下，應(yīng)選用材料彈性模量最大的所述金屬箔網(wǎng)作為最外層金屬箔網(wǎng)， 可有效減少所述填充材料的永久變形和塌陷。
最外層的所述金屬箔網(wǎng)優(yōu)選以全方位包裹的方式覆蓋在所述單元體的最外層，對其內(nèi)各層起到有效的支撐和保護(hù)作用，可有效抑制碎屑的外露。當(dāng)然，內(nèi)層的金屬箔網(wǎng)也同樣可以采用與最外層金屬箔網(wǎng)1相同的箔網(wǎng)，但通?？紤]到成本，兩者所用箔網(wǎng)最好不同。
所述金屬箔網(wǎng)的規(guī)格可依據(jù)實際情況確定，本發(fā)明中，所述金屬箔網(wǎng)的厚度優(yōu)選為0. 02mm-0. 1mm,寬度優(yōu)選為50mm-1000mm，網(wǎng)孔形狀可以為多邊形(如圖3、4的六邊形網(wǎng)孔或菱形網(wǎng)孔)、圓形或橢圓形等各種可能的形狀，也可以是各種不規(guī)則的形狀。
由于上述結(jié)構(gòu)和材料兩方面的復(fù)合設(shè)計，本發(fā)明的所述單元體的結(jié)構(gòu)強度、抗沖擊和抗變形能力都顯著提高且更加的均勻，不僅極大地減少了塌陷變形，有效減少了碎屑和外露，提高了抑爆性能和可靠性，大大降低了泵、表、閥及管路等的堵塞故障率，可用于危險品液(氣)體容器的有效抑燃和防爆，可反復(fù)多次使用，還省去了角鋼架等不必要的鋼結(jié)構(gòu)件，節(jié)約了成本，降低了造價，使安裝更加簡便。所有這些特點極大地擴展了該填充材料的應(yīng)用范圍，可廣泛用于各類儲罐，特別是還填補了危險品運輸車儲罐的防爆材料空白，不僅安全性高，而且便于危險品容器定期檢查和清洗。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合結(jié)構(gòu)抑爆填充材料，由多層金屬箔網(wǎng)層層纏繞或疊置組合而成，其特征在于相鄰層的金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)抑爆填充材料，其特征在于相鄰層的金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)抑爆填充材料，其特征在于相鄰層的金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向垂直，隔層的金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向相同或不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)抑爆填充材料，其特征在于兩層或多于兩層的所述金屬箔網(wǎng)構(gòu)成一組，一組中的各金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向依次錯開一定角度，當(dāng)兩層所述金屬箔網(wǎng)構(gòu)成一組時，同一組中的兩層金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向垂直，不同組金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向呈任何一種或多種角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)抑爆填充材料，其特征在于所述網(wǎng)孔為在金屬箔上切縫后拉伸形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)抑爆填充材料，其特征在于多層金屬箔網(wǎng)中包括不同材質(zhì)的金屬箔網(wǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)抑爆填充材料，其特征在于所述不同材質(zhì)的金屬箔網(wǎng)中至少包括鋁合金材質(zhì)的金屬箔網(wǎng)和/或不銹鋼合金材質(zhì)的金屬箔網(wǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)抑爆填充材料，其特征在于不同材質(zhì)的金屬箔網(wǎng)按填充材料的強度要求規(guī)則分布。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)抑爆填充材料，其特征在于所述金屬箔網(wǎng)的厚度為 0. 02mm-0. Imm0
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)抑爆填充材料，其特征在于所述金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔形狀為多邊形、圓形或橢圓形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合結(jié)構(gòu)抑爆填充材料，由多層金屬箔網(wǎng)層層纏繞或疊置組合而成，相鄰層的金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)不同、網(wǎng)孔方向不同，優(yōu)選為相鄰層的金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向垂直，隔層的金屬箔網(wǎng)的網(wǎng)孔方向相同或不同，相鄰層的金屬箔網(wǎng)為不同材質(zhì)的金屬箔網(wǎng)，所述不同材質(zhì)的金屬箔網(wǎng)中至少包括鋁合金材質(zhì)的金屬箔網(wǎng)和/或不銹鋼合金材質(zhì)的金屬箔網(wǎng)。最外層優(yōu)選采用高強度、高彈性、高韌性的金屬箔網(wǎng)。本發(fā)明的填充材料結(jié)構(gòu)合理，支撐受力均勻，塌陷變形小，碎屑產(chǎn)生少，節(jié)約安裝成本，方便清洗，可重復(fù)使用，便于安裝和取出，綜合性能好，可廣泛用于各類儲罐，尤其可用作危險品運輸車儲罐的填充材料。
文檔編號F17C13/12GK102491023SQ20111040853
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者詹玉順 申請人:詹玉順