一种基于自蔓延技术的钢化玻璃破拆方法与流程

文档序号:13748493阅读:868来源:国知局

本发明涉及钢化玻璃破拆技术领域,具体涉及一种基于自蔓延技术的钢化玻璃破拆方法。



背景技术:

钢化玻璃是将普通退火玻璃先切割成要求尺寸,然后加热到接近软化点的700度左右,再进行快速均匀的冷却而得到的,通常5-6mm的玻璃在700度高温下加热240秒左右,降温150秒左右。8-10mm玻璃在700度高温下加热500秒左右,降温300秒左右。总之,根据玻璃厚度不同,选择加热降温的时间也不同。钢化处理后玻璃表面形成均匀压应力,而内部则形成张应力,使玻璃的抗弯和抗冲击强度得以提高,其强度约是普通退火玻璃的四倍以上。

由于钢化玻璃破碎后,碎片会破成均匀的小颗粒并且没有普遍玻璃刀状的尖角,从而被称为安全玻璃而广泛用于汽车、室内装饰之中,以及高楼层对外开启的窗户。然而,钢化玻璃在给我们带来安全和便利的同时,也带来的一些问题。例如,当事故发生的时候,人们通常需要快速破坏钢化玻璃制备的门窗来逃生和救援;当军警执行任务时,需要快速的破拆钢化玻璃制服歹徒。而由于钢化玻璃强度远远大于普通玻璃,破拆难度很大,现有常规破拆方法为:1.使用安全锤等类似工具猛烈锤击。这种方法对操作人员的力量要求高,普通人无法完成,即使成功破拆也需要很长的时间,并不能起到应急的作用;2. 用爆破方式来破坏钢化玻璃的破玻器,一是使用时自身爆炸威力大,容易伤人 ;二是爆破钢化玻璃时玻璃会飞出大量高速飞片,同样容易伤人 ;三是爆破品属于国家高安全管制物品,限制在公共场所使用,不利于推广运用。

近年来,为了克服这一难题,学者们进行了大量的研究。专利申请号201120416175.2与专利申请号201510041620.4公布了两种钢化玻璃破拆器,两项发明均利用高压气体驱动高硬度锤头撞击玻璃表面,撞碎玻璃。该破拆原理与安全锤基本相同,但是通过高压气体取代人力,克服了安全锤对操作者体能的限制。但是,高压气体生成原理类似于爆炸,拥有较大危险性。此外,由于钢化玻璃的强度很大,利用机械手段捶碎需要很大的力,在产生如此大气压的前提下还要保证装置本身不爆炸,意味着装置的壁厚、重量及工作时的冲击力很大,操作难度并不小,加之该装置为一次性使用设备,执行一次任务时需要携带多个以保证成功,更增加了实际应用中的限制;专利申请号201410597066.3公布了一种钢化玻璃破碎装置,该发明利用机械传动结构产生的静压力压碎钢化玻璃,但是该装置需要提前与钢化玻璃安装在一起,应用范围较窄;专利申请号201410823156.X公布了一种钢化玻璃切割方法,但是该方法需要在玻璃两侧同时操作,且整个过程需要几十分钟时间,适用于工厂精密切割,不适合抢险救援中的紧急破拆。专利申请号201510053001.7公布了一种钢化玻璃切割刀,通过电能加热刀锋,用高温刀锋切割钢化玻璃。但是由于玻璃的软化温度在700摄氏度左右,如此高的温度需要外部电源提供电能,电池无法满足。而在抢险救灾、反恐清障等紧急活动中,外部能源是难以得到的,如:高速路上、火灾现场、歹徒控制的大楼。应用受到较大限制。

基于上述技术的缺陷,本发明提供一种设备简单,操作难度低,成本低廉,速度快,环境适应性强且无须外加能源的钢化玻璃紧急破拆方法。



技术实现要素:

本发明的目的在于解决以上技术问题,提供一种基于自蔓延技术的钢化玻璃破拆方法,该破拆方法操作难度低,成本低廉,速度快,环境适应性强,且无须外加能源即可破拆钢化玻璃。

为解决上述问题,本发明采用以下技术方案:

一种基于自蔓延技术的钢化玻璃破拆方法,包括以下步骤:

(1)清理钢化玻璃表面附着物,选取钢化玻璃上一点作为固定点;

(2)点燃绝热反应温度为2100k-2500k的药筒A,灼烧固定点5-10s;

(3)点燃绝热反应温度为2500k-2900k的药筒B,以固定点为中心,上下左右平移撩烧15-45s;撩烧完成后3-15s,钢化玻璃自动垂直垮塌。

进一步地,所述药筒A的火焰距钢化玻璃表面1-2cm。

进一步地,所述药筒B的火焰距钢化玻璃表面1-2cm。

进一步地,所述步骤(3)中平移撩烧的速度为10-20cm/s。

本发明利用化学反应产生的热量破坏钢化玻璃的应力结构,达到破拆效果。钢化玻璃加工完成后,玻璃两侧处于压应力状态,中部处于拉应力状态。药筒A用于破坏小范围内的应力结构,使得单侧剧烈受热,压应力松弛,由于玻璃传热很慢,另一次依旧处于压应力状态,在力的左右下,钢化玻璃出现“弯折”。药筒B用于将局部的应力破坏扩散到一个稍大的范围,造成一个稍大范围内的应力破坏。在经过药筒A的灼烧和药筒B的撩烧后,受热区域的应力状态和其他区域产生巨大差异,玻璃在应力不均的作用下,开裂破碎。

氧化剂和还原剂的作用在于发生化学反应产生热量,稀释剂的作用在于吸收部分反应热量,使得反应柔和缓慢便于手持。

本发明一种基于自蔓延技术的钢化玻璃破拆方法,与现有技术相比,其突出的特点和优异的效果在于:

1.方法设备简单:本发明利用化学反应完成破拆,无须任何辅助设备,只需提前储备一定量的药粉A、药粉B,即可临时根据玻璃厚度填装不同长度的药筒A、药筒B。

2.破拆速度快:整个过程在70S之内完成,速度远远快于现有破拆技术。

3.安全可控性好:钢化玻璃为应力作用下的自然垮塌,垮塌时垂直下坠,不产生任何水平飞溅,安全性高。

4.环境适应能力强:本方法不需要任何形式的外加能源,可以在恶劣环境进行破拆作业,不受环境限制。

5.重复性强:本发明的破拆方法可以破拆6mm、8mm、10mm、12mm厚的钢化玻璃,重复性和成功率高。

附图说明

图1为本发明药筒A和药筒B的药筒结构图;

图中,1为底座,2为筒,3为引燃药,4为药粉。

具体实施方式

以下通过具体实施方式和附图对本发明作进一步的详细说明,但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。

如图1所示,本发明药筒A和药筒B的药筒结构图,包括底座1,筒2,引燃药3,药粉4,所述筒2的一端由底座1封装,另一端由引燃药3封装,所述药粉4封存在筒2内部。

实施例1

制备药筒A,调整氧化剂、还原剂、稀释剂比例,使得药筒A绝热反应温度为2140K,具体原料为以下药粉以质量分数计:13.6% Al、33.3%MnO2、34.3%CaSO4、18.7%CaF2,各组分颗粒度为100目,均匀混合药粉后,装入筒2,用引燃药3封装筒2。制备药筒B,调整氧化剂、还原剂、稀释剂比例,使得药筒B绝热反应温度为2630K,具体原料为以下药粉以质量分数计:11.55%Al、51.35%CuO、32.42%KNO3、4.67%CaF2,各组分颗粒度为100目,均匀混合药粉后装入药筒2,用引燃药3封装药筒2。准备钢化玻璃,此次试验钢化玻璃规格为8mm厚,100cm长,60cm宽。清理钢化玻璃表面附着物,选取钢化玻璃中部上一点作为固定点;点燃药筒A,让火焰距离玻璃1.5cm,火焰不平移,盯住玻璃固定点灼烧5S。点燃药筒B,让火焰距离玻璃1.5cm,火焰以药筒A灼烧位置为中心左右上下平移撩烧,移动速度为20cm/s,撩烧15s。操作结束后3s,玻璃自动垂直垮塌。

实施例2

制备药筒A,调整氧化剂、还原剂、稀释剂比例,使得药筒A绝热反应温度为2400K,具体原料为以下药粉以质量分数计:17.34%Al、55.81%Fe3O4、16.22%KNO3、1%CaF2、9.63%SiO2,各组分颗粒度为200目,均匀混合药粉后装入筒2,用引燃药3封装筒2。制备药筒B,调整氧化剂、还原剂、稀释剂比例,使得药筒B绝热反应温度为2850K,具体原料为以下药粉以质量分数计:21.43%Al、63.46%Fe2O3、11.1%Fe、4%CaF2,各组分颗粒度为200目,均匀混合药粉后装入药筒2,用引燃药3封装药筒2。准备钢化玻璃,此次试验钢化玻璃规格为10mm厚,100cm长,60cm宽。清理钢化玻璃表面附着物,选取钢化玻璃中部上一点作为固定点;点燃药筒A,让火焰距离玻璃1.5cm,火焰不平移,盯住玻璃固定点灼烧6S。点燃药筒B,让火焰距离玻璃1.5cm,火焰以药筒A灼烧位置为中心左右上下平移撩烧,移动速度为15cm/s,撩烧25s。操作结束后6s,玻璃自动垂直垮塌。

实施例3

制备药筒A,调整氧化剂、还原剂、稀释剂比例,使得药筒A绝热反应温度为,使得药筒A绝热反应温度为2490K,具体原料为以下药粉以质量分数计9.33%:Al、74.6%Cu2O、10.37%SiO2、5.67%KNO3,各组分颗粒度为300目,均匀混合药粉后装入筒2,用引燃药3封装筒2。制备药筒B,调整氧化剂、还原剂、稀释剂比例,使得药筒B绝热反应温度为2870K,具体原料为以下药粉以质量分数计:17.6%Al、46.9%MoO3、16.46%KNO3、19%CaSO4,各组分颗粒度为300目,均匀混合药粉后装入药筒2,用引燃药3封装药筒2。准备钢化玻璃,此次试验钢化玻璃规格为12mm厚,100cm长,60cm宽。清理钢化玻璃表面附着物,选取钢化玻璃中部上一点作为固定点;点燃药筒A,让火焰距离玻璃1.5cm,火焰不平移,盯住玻璃固定点灼烧8S。点燃药筒B,让火焰距离玻璃1.5cm,火焰以药筒A灼烧位置为中心左右上下平移撩烧,移动速度为10cm/s,撩烧35s。操作结束后11s,玻璃自动垂直垮塌。

实施例4

制备药筒A,调整氧化剂、还原剂、稀释剂比例,使得药筒A绝热反应温度为,使得药筒A绝热反应温度为2490K,具体原料为以下药粉以质量分数计10.33%:Al、73.6%Cu2O、10.37%SiO2、5.67%KNO3,各组分颗粒度为300目,均匀混合药粉后装入筒2,用引燃药3封装筒2。制备药筒B,调整氧化剂、还原剂、稀释剂比例,使得药筒B绝热反应温度为2870K,具体原料为以下药粉以质量分数计:17.6%Al、45.9%MoO3、17.46%KNO3、19%CaSO4,各组分颗粒度为300目,均匀混合药粉后装入药筒2,用引燃药3封装药筒2。清理钢化玻璃表面附着物,选取12mm厚钢化玻璃上一点作为固定点;点燃绝热反应温度为2100k的药筒A,灼烧固定点10s,所述药筒A的火焰距钢化玻璃表面2cm;点燃绝热反应温度为2500kk的药筒B,以固定点为中心,以10cm/s上下左右平移撩烧45s,所述药筒B的火焰距钢化玻璃表面2cm;撩烧完成后3s,钢化玻璃自动垂直垮塌。

实施例5

制备药筒A,调整氧化剂、还原剂、稀释剂比例,使得药筒A绝热反应温度为,使得药筒A绝热反应温度为2490K,具体原料为以下药粉以质量分数计11.33%:Al、73.6%Cu2O、9.37%SiO2、5.67%KNO3,各组分颗粒度为300目,均匀混合药粉后装入筒2,用引燃药3封装筒2。制备药筒B,调整氧化剂、还原剂、稀释剂比例,使得药筒B绝热反应温度为2870K,具体原料为以下药粉以质量分数计:18.6%Al、47.9%MoO3、14.46%KNO3、19%CaSO4,各组分颗粒度为300目,均匀混合药粉后装入药筒2,用引燃药3封装药筒2。清理钢化玻璃表面附着物,选取6mm厚钢化玻璃上一点作为固定点;点燃绝热反应温度为2500k的药筒A,灼烧固定点5s,所述药筒A的火焰距钢化玻璃表面1cm;点燃绝热反应温度为2900k的药筒B,以固定点为中心,以20cm/s上下左右平移撩烧15s,所述药筒B的火焰距钢化玻璃表面1cm;撩烧完成后15s,钢化玻璃自动垂直垮塌。

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