专利名称：强化的复合材料防爆门的制作方法
强化的复合材料防爆门技术领域提供了具有延性破裂性质的较高破坏应变(strain to failure)的复合防爆 门(explosion vent)，以保护封闭空间免于被高的过压的条件破坏。防爆 门特别适于用来覆盖可能经受压力快速累积的容器的释放口，所述压力快 速累积是由于各种结构和容器中的爆炸和不受控制的燃烧造成的，所述各 种结构和容器包括建筑物、袋滤捕尘室、罐子、粮仓、设备、通向所述袋 滤捕尘室的管道支架、或者通向所述设备或者从所述设备引出的管道支架， 以及经受有害的高过压情况的其它结构。所述防爆门包括热塑性合成树脂的内部板，该板用抗张强度大于所述 树脂的材料强化。所述强化材料优选包括玻璃纤维布，加上任选的无规玻 璃纤维。所述板具有细长连续的凹槽，所述凹槽完全延伸通过板的整个厚 度，或者仅仅延伸过板的一部分厚度。或者可以提供一系列单独的端到端 的狭缝，每个狭缝完全延伸通过整个板，或者仅仅延伸过板的一部分。所 述凹槽或狭缝在所述强化材料的至少部分处中断，限定出了弱化线(line of weakness),这代表在高过压条件下打开的相应的中心释放区。在所述中心 板的相反侧提供了较薄的覆盖片，以提高防爆门的防流体渗透性，从而允许 将所述防爆门用于需要清洁卫生的部件或设备的应用，以及为所述防爆门 提供较为平整的相对表面精整。所述凹槽或狭缝可以至少部分或完全地被 合成树脂材料填充。或者，可以将细长的物体，例如钢丝，嵌入板材中， 其构型在防爆门中限定出中心释放开口，以便在预定的过压之下提供出路 和开口。还可在所述防爆门的板材部分上提供细长的强化部件，所述部件包括 位于所述凹槽或者某些限定弱化线的狭缝之上的玻璃纤维粗纱。所述强化 玻璃粗纱优选延伸通过所述板的整个压力释放区域的范围。用来打开所述 板上释放区域所需的过压量可以通过改变所述强化部件的数量、构型、玻璃组成和相对取向来进行控制。
技术背景防爆门通常具有可破裂的金属片，这些金属片具有刻划线或者断续的 狭缝，它们限定出呈显出防爆门的释放区域的弱化线。打开防爆门的释放 区域所需的过压通过以下因素决定弱化线的形状、弱化线的性质、弱化 线在整个防爆门区域中的位置等。一种示例性的防爆门见述于美国专利第6,070,365号，其中矩形压力释 放板被安装在框架中，所述框架适于固定在压力释放开口。所述整体型释 放板由一块钢板、不锈钢板、因科镍合金板、或其它类似的金属板形成， 具有通过多条断续的裂缝形成的三条边的弱化线。如专利'365所示，经常 将一系列间隔的断裂薄片设置在弱化线上方，这些断裂薄片必须在所述板 的释放区域在爆炸或快速燃烧造成的预定高过压下被破坏之前发生断裂。美国专利第5，036，632号是另一种具有由断续的狭缝形成的三边弱化 线的常规矩形金属片防爆门的例子。在专利'632中也提供了可断裂薄片， 它们必须在所述板的中心部分沿裂缝线断裂而释放所述过压之前破裂。沿 所述可断裂金属片周边提供弹性密封垫圈。在专利'632的说明书中参考了美国专利第4,498,261号，此专利涉及一 种矩形防爆门板，所述板会在较低的压力下打开，据描述，所述薄片结构 是中等抗冲聚苯乙烯，较软的金属，例如铝合金，或者充分退火的不锈钢。 断续的X图案形狭缝延伸通过所述防爆门板，限定出单独的弱化线，这些 单独的弱化线终止于X的顶点。与所述断裂板具有相同面积的密封薄膜与 所述断裂板材相粘合，所述薄膜可以由聚乙烯、不锈钢或铝形成。在美国 专利第4,612,739号中显示和描述了类似的结构。发明内容本发明涉及一种用来保护封闭空间免于被高过压条件破坏的非金属的 不会破碎的防爆门，其包括合成树脂(例如聚丙烯)的复合板，所述复合板 材用抗张强度高于所述树脂的材料强化。优选的强化材料是玻璃纤维，所述玻璃纤维可以是粗纱、织造的玻璃网眼织物或无规玻璃纤维的形式。所 述板上具有凹槽，这些凹槽横向延伸过所述板，或者仅延伸过所述板的一 部分厚度。所述凹槽或狭缝使得所述强化材料中断，形成构成板材的释放区域的弱化线，所述释放区域在预定的过压下，例如约25-200毫巴的压力下会打开。在本发明的一个实施方式中，所述防爆门由两块合成树脂材料(例如聚 丙烯)的板部件构成，这两块板部件互相叠置。各块板部件用玻璃纤维强化。 通过机械研磨法在一块板或两块板中形成对齐的凹槽或狭缝之后，将合成 树脂材料引入所述凹槽或狭缝中，或者将钢丝置于连续的弱化凹槽线中， 然后将所述板置于热压机中。在所述层叠单元的相反的表面上覆盖薄的覆 盖片。对所述板部件施加足够的压力和热量，使得所述板部件中的合成树 脂流动，从而与所述覆盖片一起形成复合防爆门。当使用的时候，加热软 化的树脂优选填充在金属丝周围的凹槽中，或者使得另外的树脂填充在所 述凹槽中，以基本填充所述凹槽。可以在所述复合防爆门的一个或两个相反的表面上提供多个间隔的细 长的强化部件，每个强化部件都覆盖所述凹槽或狭缝。所述强化部件可以 是位于合成树脂载体中的长度较短的玻璃粗纱，或者所述部件可以是长度 较长的玻璃粗纱，基本延伸过所述复合防爆门的整个宽度和长度，从而延 伸过整个释放区域。较佳的是，所述较长长度的玻璃粗纱中至少两根延伸 过所述防爆门的全部宽度和/或高度。或者可以在所述复合防爆门上提供两 个或更多个另外的玻璃粗纱强化部件，它们互相呈锐角，并且对于在防爆 门内以及上方和下方互相垂直的玻璃强化部件呈锐角。所述板中的凹槽可具有各种横向构型，包括例如U形、T形，基本V 形和圆形。可以将横截面为圆形的棒设置在限定出弱处化线的细长凹槽中， 其设置形式基本与凹槽相一致。较佳的是，各种构型的不含金属丝的凹槽 中各自填充合成树脂之类的组合物。
图1是本发明一个实施方式的平面图，显示了一种非金属防爆门，在中心的主复合防爆门板中提供了较窄的限定弱化线的凹槽，所述凹槽的总 体构型大体上为U形；图2是本发明另一个实施方式的平面图，图中显示了与图1类似的非金属防爆门，但是与图1防爆门的不同之处在于，在防爆门的一个表面上 以相互垂直的形式设置两对间隔的细长的玻璃纤维强化粗纱，覆盖在复合板材中凹槽的相应部分上，还包括x形交叉的元件强化粗纱，与其他的强化粗纱相交；图3是与图1的发明类似的本发明的另一个实施方式的平面图，不同 之处在于，限定弱化线的凹槽比图1中的复合板的凹槽要宽；图4是具有图3所示的主中心复合板、并具有与图2类似的强化部件 的防爆门的平面图；图5是图1和图2所示防爆门的平面图，不同之处在于，提供了大量 较短的玻璃纤维强化部件，这些部件覆盖中心主复合板中的弱化线；图6是例如根据本发明包括图1所示的中心主复合板的防爆门的部分 横截面放大示意图；图7是根据本发明的另一种防爆门的部分横截面放大示意图，其中两 个复合板材部件通过加热和加压条件层叠，在主复合板的主体的某些部分 中提供有玻璃纤维布；图8是主复合板的放大横截面图，显示了主复合板中凹槽的一种形状；图9是主复合板的放大横截面图，显示了主复合板中凹槽的另一种形状；图10是主复合板的放大横截面图，显示了主复合板中凹槽的另一种形状；图11是主复合板的放大横截面图，显示了主复合板中凹槽的另一种形 状，在凹槽中提供了细长的金属棒；图12是主复合板的放大横截面图，显示了主复合板中凹槽的另一种形状；图13是图1所示板的另一个实施方式的部分平面图，在主复合板中具 有一系列间隔的裂缝，这些裂缝组合起来限定出弱化线。
具体实施方式
在图1、 6和9中显示了本发明的非金属防爆门的一个实施方式，该防 爆门用编号20表示。防爆门20包括大体平坦的主复合板22，该主复合板 22由聚丙烯之类的合成树脂的中心内部主体24构成。所述树脂主体24用 总体上以编号26表示的材料进行强化，所述材料26的抗张强度大于所述 主体24的树脂的抗张强度。材料26优选由玻璃纤维粗纱28组成，每股玻 璃纤维粗纱28包括一束细长的玻璃纤维绞合束(strand) 30,该粗纱28与同 样包括一束细长的玻璃纤维绞合束的玻璃纤维粗纱32协作发挥作用。如图 6所示，将粗纱28和32相互交织，形成玻璃纤维网34。较薄的合成树脂 覆盖片36和38紧密地贴合在板22的中心主体24相应的最外表面40和42。如图3和9所示，所述中心主复合板材22具有凹槽44，所述凹槽44 限定出弱化线。凹槽44优选在板22的主体24上延伸一段横向距离，所述 横向距离足以中断大部分(或者全部的)强化材料26,但是不会穿过相反的 覆盖片36和38。在凹槽44的实施方式中，所述凹槽横向宽度大于深度， 例如宽度可约为1. 5-30毫米。覆盖片36和38优选各自的整体尺寸足以完 全覆盖该复合板22的中心主体24,但是其尺寸应至少能够与凹槽44对齐 并且延伸超过凹槽44。尽管为了清楚显示的目的，图9中没有示出玻璃纤 维网34，但是从该图中可以很清楚地看出，在凹槽44的整个长度上，凹槽 44能够中断包含玻璃纤维网34的强化材料。图1和图5的平面图中显示的 凹槽44优选大体上具有U形的总体构型，因此具有一对隔开的平行的细长 腿部分(leg section) 46和48，这些腿部分46和48在相邻的末端通过弯 曲部分(bight section) 50连接。所述腿部分46和48的末端46a和48a 分别终止在与板22的边缘52等距离的位置，在末端46a和48a之间限定 出了板材22的折合区域(hinge area)54。凹槽44的腿部分46和48以及 弯曲部分50结合起来，形成了板材22的中心释放区域56。从图9的示意截面图可以看出，复合板22中的凹槽44的横截面构型 为矩形，因此具有侧壁58和60，以及上部的纵向延伸的细长开口 61和相 反的细长开口 62。凹槽优选(但是不一定)包含填料组合物64。所述填料组 合物64可以填充全部或一部分的凹槽44，该组合物包含聚丙烯之类的合成树脂或者合适的粘合剂。需要(但是并不是必需)填料组合物64牢固地粘着于中心主体24的侧壁58和60，并且粘着于覆盖片36和38的各个相邻的覆盖表面。防爆门20适于安装在某一结构的释放开口的框架(未显示)中，用来保 护所述结构免于被爆炸或者快速燃烧的产物导致的高过压的破坏。为此，复 合板材22以及覆盖片36和38具有大量的安装开口 66，用来接受螺栓之类 的紧固件，将所述防爆门20牢固地固定在支承框架上，允许在高过压引起 的爆开之后，很容易地替换所述防爆门20。优选使用受控的高压喷水枪在复合板坯(包括具有嵌入的强化材料26 的单层板22，或者强化的固结的层叠板22)上形成凹槽44，使得凹槽44延 伸完全通过板22的全部厚度，或者通过板材22 —部分厚度，足以使得板 22中至少一部分、优选全部的强化材料26被中断。还优选凹槽44沿其整 个长度使强化材料26中断。在板22中形成凹槽44的另一种方法包括使用 激光束使得树脂和玻璃蒸发，或者使用砂轮或者旋转研磨装置进行机械研 磨，或者使用其它等价的去除或研磨材料的设备。板22可以由来自法国坎伯雷塞德克斯(Chambery Cedex)的维卓特克斯 强化S.A.公司(Vetrotex Renforcement S.A.)的固结复合板材形成，其商品名 为TWINTEX P PP 60 1485 1/1 AF。产品的标号为"P"表示板材；"PP"表示 其为聚丙烯基质；"60"是以重量百分数(％)表示的玻璃含量；"1485"是标称 重量(克/米2); "1/1 "表示其为平衡的产品；"AF"是天然彩色粗纱种类。所述 TWINTEX产品是预固结的板材，具有织造的共混玻璃纤维和聚丙烯纱，抗 张强度(ISO 527)约为300 MPa,挠曲强度(ISO H8)约为280 MPa,无切口卡 毕冲击强度(unnotched Charpy impact) (ISO 179)为160 KJ/米2，切口悬臂梁 式冲击强度(notched Izod impact) (ISO 180)为140 KJ/米2。用于制造防爆门 的常规的板材可以是例如2000毫米X 1200毫米的变化体。这些TWINTEX板材可以从圣戈本公司(Saint-Gobain)购得，具有选定 的厚度、总宽度和高度，具有热稳定性和紫外稳定性，包含不同种类的玻璃 纤维(不同长度的绞合束的粗纱，随机长度和取向的纤维，网，织物等)，不 同重量比的玻璃和各种合成树脂，各种预固结程度(根据消费者需求)，以及自然色或黑色。覆盖片36和38可以例如各自是厚度为120微米的聚丙烯片材。为了充分满足表面精整的需要以及控制防爆门的基本爆开压力，可以 选择其它聚合物和片厚度，例如约为20-1000微米。复合板22的厚度通常 可约为1-IO毫米。防爆门20优选是通过将复合板坯置于合适的常规加热平台板压机(未 示出)中制造的，所述复合板坯包含例如聚丙烯之类的合成树脂，其中嵌入 了玻璃纤维网34，如上文所述复合板坯中形成有凹槽44。将覆盖片36和 38置于中心主复合主体24的相反表面40和42上，然后将该层叠的组件置 于压机中，或者，例如可以将覆盖片38置于压机中，然后将其中嵌入了玻 璃纤维网34的中心主体24放入该压机中，最后将覆盖片置于中心主体24 的顶上。然后可以在压机内对所述层叠组件施加热量和压力。如果需要，可以如图5所示，在板22的覆盖片36上方提供多个间隔 的较短的细长强化部件68，这些细长的强化部件68覆盖着凹槽44，然后关 闭所述平板式压机，在该层叠结构上施加热量。各部件68优选包括玻璃纤 维粗纱，在对所述复合板22施加热量和压力的过程中，所述玻璃纤维粗纱 与覆盖片36和主体24整合为一体。部件68可以由嵌入聚丙烯之类的合成 树脂中的连续细长玻璃纤维制成，或者仅含玻璃纤维，所述玻璃纤维由于板 22的合成树脂的熔化(包括覆盖片36和一部分中心主体24的熔化)结合入 板22的合成树脂组分中。提供的部件68的数量，部件68之间的间隔，部 件68覆盖在凹槽44上的关键性的位置，以及部件68的横向尺寸(包括玻璃 纤维的性质和量)可以根据需要变化，以控制完成弱化线开裂所需的最终过 压。参见图2，可以看到，可以为板22提供一对间隔的细长的平行玻璃纤 维粗纱强化部件70和72，它们与板22合为一体，基本延伸过板22的整个 宽度，用该强化部件70和72代替图5所示板22的实施方式的较短的强化 部件68。类似的， 一对隔开的细长平行玻璃纤维粗纱强化部件74和76与 板22合为一体，基本延伸过板材的高度维度，垂直于强化部件70和72。 可以提供另外的板22的强化形式，该强化形式为从板22的各相对角延伸交叉的强化玻璃纤维粗纱部件78和80，它们在该板的中心交叉，与部件70和72成一定角度。与强化部件68类似，部件70-80的横向尺寸，包括 玻璃纤维的性质和量，可以根据需要发生变化，以控制弱化线开裂所需的 最终过压。部件68-80可以如图所示位于覆盖片36的顶上，或者在热压机 中在对板22进行压制的过程中嵌入板22的主体24之内。在制造优选的层叠板22的时候，将上文所述的两个玻璃纤维强化的聚 丙烯Twintex板放入压机中。所述板的标称厚度可约为2. 65毫米。压机的 平板向下降到在顶板上表面上的覆盖片36上，压制温度以10。C/分钟的速 率升高到高于165。C(聚丙烯的熔点)，优选温度范围约为165-225°C。压力 优选以约0.5巴/分钟升高，达到约为0.25-3巴的最终压力。包括复合板 22、覆盖片36和38、以及强化部件68(如果提供的话)的防爆门20的标称 厚度优选约为2.25毫米。在压机中，在约20CTC的最高温度下，层叠板材 上的最大压力保持约5分钟。在层叠板22上保持压力的同时，压机以大约 1(TC/分钟的速率冷却至大约6(TC，然后将板22从压机中取出。如果需要 的话，可以预先对板材进行预热，然后再将其放入压机中，以使得层叠板 材具有一定程度的刚性，这也有助于将板材放入压机，置于上压板和下压 板之间。部件70-80用来控制由凹槽44限定的弱化线的最大爆开温度，用来确 保区域56以受控制的方式打开。另外，部件70-80提高板22的稳定性， 并防止中心区域56裂开的过程中，板22的中心区域56发生破碎。部件 70-80优选由连续长度段的玻璃纤维组成，它们与聚丙烯之类的合成树脂相 结合，或者不提供树脂组分。除了选择性提供强化部件68-80以外，限定弱化线的凹槽44的构型和 深度也可以变化，以进一步控制使弱化线裂开、以打开防爆门20的中心释 放区域56所需的过压。如图8-12所示，为了清楚说明，复合板22另外的 结构没有显示强化材料26。但是，应当理解，各个实施方式具有如图6所 示的强化材料26，或者例如图7所示的强化材料。图12中所示的另一种弱化线包括U形的凹槽44a，所述凹槽44a仅部 分地延伸过板22的主体24。从图12可以看出，凹槽44a的底部璧62a与覆盖片38隔开。但是，优选凹槽44a的深度应足以确保中断基本上所有的 玻璃纤维材料26。在凹槽44a中提供填充材料64a，优选的填充材料64a 是聚丙烯等。覆盖片36覆盖着复合板22的中心主体24的整个上表面，以 及填充凹槽44a的材料64a。图12所示的示意图仅仅用于说明，应当理解 对凹槽44a的深度进行选择性的控制，以便能在所需的过压值下使弱化线 裂开。在图12的实施方式中，凹槽44a的深度大于宽度。在图8所示的板22的另一种结构中，凹槽44b为梯形，具有相对的倾 斜侧壁58b和60b，这两个侧壁朝向凹槽44b的底部开口 62b会聚，所述底 部开口 62b被覆盖片38所覆盖。凹槽44b还优选包括聚丙烯或类似树脂的 填充物64b，这些填充物64b被覆盖在复合板材主体24上表面上的覆盖片 36所覆盖。图10中所示的板22的另一种结构的凹槽44c的横截面为T形。所述 凹槽44c的上部腿44c，的宽度大于中间的底部腿44c"的宽度。覆盖片38 覆盖凹槽44c的底部开口 62c，而覆盖片36覆盖凹槽44c的上部开口 62d。 凹槽44c还优选包含合成树脂例如聚丙烯的填充物64c。如图11所示，复合板22中的凹槽44d的横截面是圆形的。优选钢制 的棒82设置在凹槽44d中。棒82的横截面直径与凹槽44d的圆形壁互补。 尽管图11中显示的棒82的直径与凹槽44d基本上相同，但是棒82的直径 可以小于凹槽，凹槽44d内围绕棒82的空间中包含合成树脂的填料。在板 22的一个优选的实施方式中，总体呈U形的弯曲钢棒82的直径为2毫米， 钢棒上提供有剥离涂层以改进围绕的聚丙烯树脂与钢棒之间的不粘着性。 注意强化部件68-80与棒82呈桥连关系。较佳的是，凹槽44d形成于复合 板22中，棒82与合成树脂填料(需要时)一起插入凹槽内，覆盖片36和38 施加于板材22的相反的表面，然后将该组件放在加热的模具内。在凹槽44d中提供钢棒可以使得在加热压机中形成板材22的过程中， 在凹槽44的长度上，保持凹槽44的整体性和均一性。另外，棒82用来控 制由于凹槽44限定的弱化线的断裂导致的板材22开裂压力，以及确保弱 化线沿整个长度均匀地裂开。尽管钢棒82是优选的，但是所述棒可以由其 他的材料制成，包括能够增强棒的刚性，使其刚性超过板材22的中心主体24的热固性树脂，或者热塑性树脂。图1和2中显示的凹槽44e的宽度显著地比图3和图9中显示的板22 的凹槽44要窄。在这一方面应当理解，在板22中限定弱化线并且划出中 心释放区域56的三条边的凹槽的有效宽度可以变化，以获得选定的防爆门 20的爆开压力。尽管图中显示凹槽44和44a-e为矩形，但是应当理解凹槽 可具有不同的构型，包括半圆形，或者大体为矩形，但是在角上具有弯曲 的部分。尽管强化材料26优选是玻璃纤维组合物，但是可以使用抗张强度大于 板材22的树脂的其它材料。例如，可以将不锈钢网嵌入板材22中，只要 在板材中的凹槽长度内，不锈钢网是中断即可。或者，强化材料26可以是 涂覆了热塑性树脂的芳族聚酰胺纤维或网。芳族聚酰胺纤维也可用于所述 强化部件68-80。图7中显示了本发明的另一种层状板122结构，其优选通过将两个合 成树脂板122a和122b放入热压机中制造，所述两个合成树脂板各自包含 较短的无规分布的玻璃纤维130。玻璃纤维布132置于板122a和122b之间。 覆盖片136和138分别置于板122a和122b的最外表面之上。尽管图7中 没有显示，但是应当理解板122具有例如凹槽44、 44a-e的横截面构型的 凹槽。图13中显示的另一种防爆门220的复合板222具有一系列开槽240， 这些开槽一起形成了总体呈U形结构的弱化线244，与凹槽44的情况类似。 关于这一方面，应当理解，覆盖片236覆盖了复合板222的上部表面，并 覆盖限定凹槽244的开槽240，所述覆盖片236的材料和厚度与覆盖片36 基本上相同。使得防爆门220的中心部分256爆开的过压条件通过以下的 因素部分控制的各开槽240的长度，相邻的开槽240的端部之间的距离， 以及开槽240的深度和形状。因为防爆门20优选是使用其中嵌入了玻璃纤维强化材料的合成树脂 材料的复合板22制造的，防爆门20不会受到日光照射的负面影响，能够 耐受各种环境条件。防爆门22不会累积静电，在短暂暴光时不会发生燃烧 或自燃，且仅含有无刺激性的无毒的材料。通过改变复合板22的组成，板22的厚度，将不同的热塑性树脂用于 板22和覆盖片36和38，以及改变凹槽44(或者限定弱化线244的开槽240) 的深度和形状，以及改变强化材料26的种类，可以得到很宽范围的防爆门 20的爆开压力。另外，通过选择覆盖片36和38的材料种类和厚度，可以 一定程度上选择性地控制防爆门的爆开或破坏压力。类似的，通过改变材 料26的纤维丝线的重量以及部件68-80的重量，可以进一步控制破坏压力。 类似的，部件68-80可以以桥连的关系置于凹槽44和44a-e顶上，或者置 于在凹槽之下的覆盖片38的上方。或者，部件68-80可以如图6所示在材 料26顶部或底部上嵌入板22之内，或者位于板122的织物132顶上或下 方。聚丙烯之类的热塑性材料优选作为板22和122的树脂部分，这是因为 其延性高于热固性树脂，从而减小了防爆门在折合区域54内发生破碎的可 能性。另一种选择是使用涂覆了热塑性树脂、浸渍了热塑性粉末的玻璃丝 线。通过提供与凹槽44、 44a-e桥连的任选的强化部件68-80，可以通过强 化部件从板上剥落而提供防爆门爆开的短暂的时间延迟，从而将峰值能量 从折合区域54转移走，从而防止释放区域56与板22的周边部分分离。复合板22特别可用来制造较大的防爆门，例如尺寸约为200毫米X200 毫米至大约1500毫米X2000毫米。随着防爆门总体尺寸的增大，中心释放 区域56爆开所需的过压会降低，这是因为防爆门面积的增大速率比凹槽 44、 44a-e长度的增大速率要快。通过使用热塑性复合材料制造防爆门20，使得能够通过简单地改变压 制模具的形状而改变防爆门的形状。例如，所述复合板材22的中心区域可 以形成穹顶，该穹顶可以是对称的、不对称的、或者为锥形，这取决于防 爆门特定应用的具体爆开特性。还可改变制造防爆门20的技术，包括对板 材进行预热，然后在压机中进行冷压制，或者在双带层叠机之间进行冷压 制。因为防爆门20由其中嵌入了玻璃纤维、网或织物之类的强化材料的合 成树脂材料制成，所以完成的防爆门自身可用于各种清洁的应用。复合板 22可以日常而周期性地进行常规的清洁步骤，而不会改变防爆门的爆开特性。
权利要求
1.一种用来保护封闭的空间免于被高过压条件破坏的非金属防爆门，所述防爆门包括合成树脂的复合板，所述树脂用一种抗张强度大于所述树脂的材料强化，所述板具有一对相反的表面，其中提供有细长的凹槽，所述凹槽从所述板的一个表面向内横向延伸，仅横过所述板厚度的一部分，所述凹槽使得所述强化材料中断，从而限定出弱化线，所述弱化线提供在所述过压条件下裂开的板的释放区域。
2. 如权利要求l所述的防爆门，其特征在于，所述板具有大体上平坦 的构型。
3. 如权利要求1所述的防爆门，其特征在于，所述凹槽具有大体上U形的整体构型，包括相对的细长的腿部分以及它们之间的弯曲部分，所述 板在远离所述弯曲部分的凹槽的腿部分之间的区段形成了板上用于所述释 放区域的折合部分。
4. 如权利要求l所述的防爆门，其特征在于，所述凹槽基本延伸过所 述板的厚度。
5. 如权利要求l所述的防爆门，其特征在于，所述凹槽在其长度上没 有中断。
6. 如权利要求l所述的防爆门，其特征在于，所述凹槽在横向上具有 大体上U形的构型。
7. 如权利要求1所述的防爆门，其特征在于，所述凹槽的宽度大于深度。
8. 如权利要求l所述的防爆门，其特征在于，对所述板的合成树脂进 行强化的材料包括玻璃纤维。
9. 如权利要求8所述的防爆门，其特征在于，所述玻璃纤维包括玻璃粗纱的细长绞合束。
10. 如权利要求8所述的防爆门，其特征在于，所述玻璃纤维包括取向为形成织造网的玻璃绞合束。
11. 如权利要求l所述的防爆门，其特征在于，所述板具有中心主体， 存在覆盖所述主体并且限定所述板的相反的表面的合成树脂片。
12. 如权利要求ll所述的防爆门，其特征在于，所述各片的厚度基本 上小于所述板的中心主体的厚度。
13. 如权利要求ll所述的防爆门，其特征在于，所述凹槽仅延伸过所 述片中的一个，通过所述板的中心主体的整个厚度。
14. 如权利要求1所述的防爆门，其特征在于，所述线凹槽在横向上 为大体上梯形的构型。
15. 如权利要求1所述的防爆门，其特征在于，所述凹槽在横向上为 大体上T形的构型。
16. 如权利要求1所述的防爆门，其特征在于，所述凹槽在横向上为 大体上圆形的构型。
17. 如权利要求16所述的防爆门，其特征在于，在所述凹槽中提供有 细长的钢棒。
18. 如权利要求1所述的防爆门，其特征在于，提供了多个由所述板 承载的间隔的细长的强化部件，每个所述强化部件覆盖着所述凹槽。
19. 如权利要求1所述的防爆门，其特征在于，所述板大体上为矩形 的构型，具有侧边，所述凹槽总体上为大体上U形构形，包括一对基本平 行的腿部分以及在所述腿部分相邻的末端之间的弯曲部分，所述凹槽的腿 部分和弯曲部分大体上与所述板的对应的侧边平行和相邻。
20. 如权利要求19所述的防爆门，其特征在于，所述凹槽的腿部分和 弯曲部分各自为大体上直线构形。
21. —种用来保护封闭空间免受高过压条件破坏的非金属防爆门，该 防爆门包括合成树脂的复合板，所述树脂用一种抗张强度大于所述树脂的材料强化，所述板具有一对相反的表面，其中提供有细长的凹槽，所述凹槽从所 述板的一个表面向内横向延伸，仅横过所述板厚度的一部分，由所述板承载的多个间隔的细长的强化部件，每个所述部件覆盖所述 凹槽，所述凹槽使得所述强化材料中断，从而限定出弱化线，所述弱化线提 供在所述过压条件下裂开的板的释放区域。
22. 如权利要求21所述的防爆门，其特征在于，在所述凹槽的至少一 部分内提供了组合物填料。
23. 如权利要求21所述的防爆门，其特征在于，所述强化部件与所述 板是一体化的。
24. 如权利要求21所述的防爆门，其特征在于，所述各强化部件包括 玻璃纤维粗纱。
25. 如权利要求21所述的防爆门，其特征在于，所述强化部件覆盖所 述凹槽，延伸过所述板的释放区域。
26. 如权利要求21所述的防爆门，其特征在于，提供了至少两个强化 部件，所述强化部件覆盖所述凹槽，在所述板的释放区域上，这些凹槽大 体上互相垂直。
27. 如权利要求26所述的防爆门，其特征在于，所述强化部件包括交 叉元件，所述交叉元件延伸过所述板的释放区域，而且与所述两个部件成 一个角度。
28. 如权利要求27所述的防爆门，其特征在于，提供了一对所述交叉 元件，所述交叉元件互相成一个角度。
29. 如权利要求21所述的防爆门，其特征在于，所述板包括两个一体 化的合成树脂层，每个树脂层提供有强化材料，所述强化材料的抗张强度大 于所述各层的合成树脂，所述凹槽完全延伸通过一个层，并仅延伸通过另一 个层的一部分。
30. 如权利要求21所述的防爆门，其特征在于，提供了嵌入所述层的 一个中的大量的细长的强化部件，每个强化部件都覆盖着所述凹槽。
31. 如权利要求30所述的防爆门，其特征在于，所述强化部件包括玻 璃纤维。
32. 如权利要求29所述的防爆门，其特征在于，所述强化材料位于所述层之间。
33. 如权利要求32所述的防爆门，其特征在于，所述强化材料包括织 造玻璃布。
34. 如权利要求33所述的防爆门，其特征在于，所述材料在所述玻璃 布的每个面上包括无规玻璃纤维。
35. 如权利要求21所述的防爆门，其特征在于，在所述板的相反的侧 面上提供一体化的合成树脂覆盖片。
36. 如权利要求21所述的防爆门，其特征在于，所述组合物是填充所 述凹槽的合成树脂。
37. 如权利要求21所述的防爆门，其特征在于，所述板的厚度约为2.25
38. 如权利要求35所述的防爆门，其特征在于，所述板的厚度约为2. 25 毫米，各个覆盖片的厚度约为120微米。
39. 如权利要求37所述的防爆门，其特征在于，所述凹槽大体上为圆 形构形，所述凹槽的直径约为2毫米，在所述凹槽中提供了直径约为2毫 米的钢棒。
40. 如权利要求1所述的防爆门，其特征在于，所述板的释放区域在 约25-200毫巴的压力下裂开。
41. 如权利要求1所述的防爆门，其特征在于，所述板是预固结板， 所述合成树脂是聚丙烯，所述材料是结合入聚丙烯内的玻璃纤维。
42. 如权利要求1所述的防爆门，其特征在于，所述材料是约占所述 板的60重量％的玻璃纤维。
43. 如权利要求1所述的防爆门，其特征在于，所述板的抗张强度模 量约为300兆帕。
44. 如权利要求1所述的防爆门，其特征在于，所述板的挠曲强度模 量约为280兆帕。
45. 如权利要求1所述的防爆门，其特征在于，所述合成树脂是热塑 性树脂，所述材料是玻璃纤维。
46. 如权利要求1所述的防爆门，其特征在于，所述凹槽的横向宽度 约为1. 5-30毫米。
全文摘要
提供了一种用来保护封闭空间使其免受高过压条件破坏的非金属防爆门。将抗张强度大于所述树脂的强化材料，例如玻璃纤维粗纱、网或织物嵌入所述板中。细长的整体呈U形的凹槽从所述板的一个表面向内仅延伸过所述板厚度的一部分。所述凹槽使得所述强化材料中断，从而限定出弱化线，所述弱化线提供板在预定过压条件下裂开的释放区域。大量间隔的强化部件优选覆盖所述凹槽，任选地可以延伸过所述板的释放区域，延伸过所述板释放区域的横截面，并且可以互相成一定角度。强化部件提供对防爆门爆开压力的控制，并且有助于防止防爆区与板主体分离和/或在防爆区爆开时破碎。
文档编号E04H9/00GK101405463SQ200780010244
公开日2009年4月8日 申请日期2007年1月11日 优先权日2006年3月24日
发明者G·加库斯, T·艾杰克兰伯格 申请人:法克有限公司