爆炸合成罐的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型设及爆炸合成技术设备领域，特别是设及一种爆炸合成罐。
【背景技术】
[0002] 爆轰合成超细碳材料就是利用炸药爆炸时产生的高溫高压等热力学和动力学条 件，使负氧平衡炸药中多余的碳或外加碳源在爆轰过程中发生解离、聚结和相变等过程，生 成纳米石墨、纳米金刚石和聚晶金刚石，合称新型超细碳材料。其中纳米石墨和纳米金刚石 的颗粒度主要分布在1-1〇〇11111，聚晶金刚石的颗粒度分布在0.5-100^11。运些材料既具有 传统碳材料石墨和金刚石在化学、力学、热、光、电、磁等方面的许多优异性能，又具有介观 材料的独特品质，在国防和民用领域的应用前景广阔（详见表1)，已在国内外新材料领域引 起越来越多的重视，相关研究、生产和应用发展迅速。
[0003] 表1超细碳材料的应用领域
[0005] 爆轰合成技术的一个关键组成部分即是密闭式爆炸合成罐的发明与应用。
[0006] 运个爆炸合成罐不仅用于爆轰合成超细碳材料，还可用于其它新材料的爆炸合成 与改性，有很广泛的应用范围。
[0007] 中国专利"纳米金刚石爆炸合成罐及纳米金刚石爆炸合成装置" (ZL200520032646.4)采用两端由平板法兰封闭的罐体，众所周知，圆柱形罐体是常用的罐 体，采用法兰密封两端会使得罐体内的压力不均造成产品质量不均，同时由于法兰均为罐 体外密封，而罐体内爆炸合成实验的瞬时压力，根据所用炸药品种及用量会在5~IOMPa或 者更高，法兰盘上的螺栓很容易受损，密封性差，巨大的内压外泄，容易造成爆炸合成罐周 边人，物受损。中国专利"一种电爆炸制备纳米粉体材料的装置"（专利申请号为 201310066116.0)也存在同样的缺陷。中国专利"一种用于爆轰制备纳米金刚石黑粉的爆炸 容器"（化201220582417X)虽然一端采用封头，另一端还同样采用平板法兰密封，没有彻底 克服上述缺陷。
【发明内容】
[0008] 针对上述领域中的缺陷，本实用新型提供一种爆炸合成罐，密封性能好，且爆炸时 罐内压力趋于均匀，且爆炸安全系数更高。
[0009] 爆炸合成罐，包括罐体和固定支座，罐体与固定支座之间为活动连接，所述罐体由 固定支座支撑并能绕固定支座转动，其特征在于:所述罐体包括一邸式圆筒形筒体和焊接 于筒体两端的楠圆形封头，所述至少一个封头上开有人孔，所述人孔孔盖为内开式结构，孔 盖外采用旋转手柄与压块联合锁紧结构。
[0010] 所述孔盖采用转臂机构与封头外壁连接。
[0011] 所述转臂机构包括长杆和短杆，长杆一端与短杆一端通过中间销轴固定在一起， 所述长杆另一端通过长销轴固定于孔盖上，所述短杆的另一端通过短销轴固定于楠圆形封 头的垫板上。
[0012] 所述长杆和短杆分别为两根，所述两根长杆位于两个短杆之间，中间销轴与其中 一个短杆的一端采用滚针轴承连接，与其中一个长杆之间采用单向推力轴承连接;所述短 销轴与其中另一短杆之间采用单向推力轴承连接，与垫板之间采用滚针轴承连接。
[0013] 所述罐体的长径比大于等于1且小于等于1.5~2,罐体近似圆球体。
[0014] 所述罐体的上部开设有安全阀口和排气口。
[0015] 所述罐体封头下部侧边或筒体部靠近罐口处安装有排料口，所述排料口的排料阀 采用外顶内开式结构或球阀。
[0016] 爆炸合成罐需要工作人员进入罐内安装，布置，因此可打开方式是必须的，本实用 新型采用在封头上开设人孔的方式，同时人孔的开启采用内开方式，在爆炸发生时，其密封 将更好严密，同时罐体也更安全。爆炸合成罐孔盖的密封必须要严密，向内开，密封好，受力 均匀，长时间使用不会产生泄漏，不占用使用空间。但孔盖设计时必须采用较为灵活的滚针 轴承，开启轻便，转动灵活，易于更换密封条及检修。该孔盖分别采用滚珠轴承与单向推力 轴承，保证孔盖只能单向开闭。该爆炸试验罐孔盖为保证密封性能，人孔孔盖端面密封分别 采用阶梯形式加强力纤维垫采用径向密封及轴向密封，且孔盖受力时密封更加严密。对比 其他，向外开操作，虽检修较为方便，但占用试验室外部空间较大，不容易进行密封，随着使 用时间的推移易产生泄漏。
[0017] 人孔孔盖采用曲臂连接形式与罐体装配，便于开关口操作和罐内姿态调整。对比 其他合页式较接，更显自由、灵活。罐口采用手柄与压块配合锁紧结构，手柄与压块结合的 紧密度决定人孔口的密封性。对比其他多为螺栓连接锁紧方式，操作强度小，操作简便，易 于维修。
[0018] 本发明的爆炸合成罐采用邸式圆筒形，两边配W钢制压力容器的标准楠圆形封 头。在满足使用的情况下尽量缩短圆筒部分的长度，使罐体尽量接近于圆球体，长径比> 1 <1.5~2, W保证受力更均匀。对比其他爆炸罐，多为柱形结构，长径比较大（>2)。
[0019] 罐顶装安全阀，按照设计爆炸当量选配。并装排气电磁阀。封头下部侧装有排料 口，采用外顶内开式结构(或球阀），便于防渗漏，便于集料和出料。
[0020] 本实用新型提供的爆炸合成罐，设计制造结构简单、操作方便、密封性能好，且爆 炸时罐内压力趋于均匀，且爆炸安全系数更高。
[0021 ]本爆炸合成罐，主要应用于大专院校，研究、试验单位，爆炸合成生产企业，在密闭 空间内开展爆炸试验研究，取得试验数据及爆炸合成与生产。
【附图说明】
[0022] 图1本实用新型爆炸合成罐的结构主视示意图，
[0023] 图2本实用新型爆炸合成罐的结构右视示意图，
[0024] 图3人孔孔盖的转臂结构，
[0025] 图4图3中A-A-A向剖视图，
[00%]图5人孔孔盖锁紧结构主视图
[0027] 图6手柄结构示意图，
[0028] 图中各标号列示如下：
[00巧]1一支座，2-罐体，3-排气口，4-安全阀口，5-排料口，6-引爆孔，7-压块，8- 手柄，11 -转臂机构，12-长杆，13-短杆，14-中间销轴，15-辕针轴承，16-单向推力轴 承，17-短销轴，18-长销轴，21-筒体，22-封头，23-人孔，26-孔盖。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。
[0031] 爆炸合成罐设计计算及制造标准参照GB-150钢制压力容器设计规范实行。爆炸时 产生的静压力按6MPa/cm2计算，动压力安全系数选取n = 2.0、试验压力安全系数ns = 1.25倍 设计压力，开孔补强按整体补强设计，并考虑疲劳寿命。最终确定罐体壁厚为42mm。
[0032] 如图所示，爆炸合成罐，包括罐体2和固定支座1，罐体2与固定支座1之间为转动连 接，所述罐体2由固定支座支撑并能转动;所述罐体2包括一邸式圆筒形筒体21和焊接于筒 体21两端的楠圆形封头22,其中一个封头22上开有人孔23,所述人孔23的孔盖26为内开式 结构，孔盖26外采用旋转手柄8与压块7联合锁紧结构，手柄8与压块7结合得紧密度决定人 孔孔盖26的密封性。本实用新型的孔盖上的锁紧装置为=个手柄8,手柄8下端有压块7，= 个手柄8呈圆周布置，可装孔盖与人孔边缘严密的密封。
[0033] 爆炸合成罐需要工作人员进入罐内安装，布置，因此可打开方式是必须的，本实用 新型采用在封头上开设人孔的方式，同时人孔的开启采用内开方式，在爆炸发生时，其密封 将更好严密，同时罐体也更安全。爆炸合成罐孔盖的密封必须要严密，向内开，密封好，受力 均匀，长时间使用不会产生泄漏，不占用使用空间。该爆炸试验罐孔盖为保证密封性能，人 孔孔盖端面密封分别采用阶梯形式加强力纤维垫采用径向密封及轴向密封，且孔盖受力时 密封更加严密。对比其他，向外开操作，虽检修较为方便，但占用试验室外部空间较大，不容 易进行密封，随着使用时间的推移易产生泄漏。
[0034] 所述罐体2还设置有排气口 3，安全阀口 4，排料口 5和引爆孔6。排气口 3和安全阀口 4位于罐体上部，排料口 5位于封头下部侧边。
[0035] 所述孔盖26采用转臂机构11与封头22连接。
[0036] 所述转臂机构11包括两根并行长杆12和两根并行短杆13,所述两根长杆12位于两 个短杆13之间，长杆12-端与短杆13-端通过中间销轴14固定在一起，所述长杆12另一端 通过长销轴18固定于孔盖26上，所述短杆13的另一端通过短销轴17固定于楠圆形封头22的 垫板上。中间销轴14与其中一个短杆13的一端采用滚针轴承15连接，与其中一个长杆12之 间采用单向推力轴承16连接;所述短销轴与其中另一短杆13之间采用单向推力轴承16连 接，与垫板之间采用滚针轴承15连接。（见图3、4所示)本实用新型的孔盖26设计时采用较为 灵活的滚针轴承15,开启轻便，转动灵活，易于更换密封条及检修。该孔盖26分别采用滚珠 轴承15与单向推力轴承16,保证孔盖26只能单向开闭。
[0037] 所述罐体2的长径比大于等于1且小于等于1.5~2,罐体2近似圆球体。
[0038] 本实用新型提供的爆炸合成罐，设计制造结构简单、操作方便、密封性能好，且爆 炸时罐内压力趋于均匀，且爆炸安全系数更高。
【主权项】
1. 爆炸合成罐，包括罐体和固定支座，罐体与固定支座之间为活动连接，所述罐体由固 定支座支撑并能绕固定支座转动，其特征在于:所述罐体包括一卧式圆筒形筒体和焊接于 筒体两端的椭圆形封头，所述至少一个封头上开有人孔，所述人孔孔盖为内开式结构，孔盖 外采用旋转手柄与压块联合锁紧结构。2. 根据权利要求1所述的爆炸合成罐，其特征在于:所述孔盖采用转臂机构与封头外壁 连接。3. 根据权利要求2所述的爆炸合成罐，其特征在于:所述转臂机构包括长杆和短杆，长 杆一端与短杆一端通过中间销轴固定在一起，所述长杆另一端通过长销轴固定于孔盖上， 所述短杆的另一端通过短销轴固定于椭圆形封头的垫板上。4. 根据权利要求3所述的爆炸合成罐，其特征在于:所述长杆和短杆分别为两根，所述 两根长杆位于两个短杆之间，中间销轴与其中一个短杆的一端采用滚针轴承连接，与其中 一个长杆之间采用单向推力轴承连接;所述短销轴与其中另一短杆之间采用单向推力轴承 连接，与垫板之间采用滚针轴承连接。5. 根据权利要求1所述的爆炸合成罐，其特征在于:所述罐体的长径比大于等于1且小 于等于1.5~2，罐体近似圆球体。6. 根据权利要求1所述的爆炸合成罐，其特征在于:所述罐体的上部开设有安全阀口和 排气口。7. 根据权利要求1所述的爆炸合成罐，其特征在于:所述罐体封头下部侧边或筒体部靠 近罐门处安装有排料口，所述排料口的排料阀采用外顶内开式结构或球阀。
【专利摘要】本实用新型涉及爆炸合成罐，包括罐体和固定支座，罐体与固定支座之间为活动连接，所述罐体由固定支座支撑并能绕固定支座转动，其特征在于：所述罐体包括一卧式圆筒形筒体和焊接于筒体两端的椭圆形封头，所述至少一个封头上开有人孔，所述人孔孔盖为内开式结构，孔盖外采用旋转手柄与压块联合锁紧结构。本实用新型提供的爆炸合成罐，设计制造结构简单、操作方便、密封性能好，且爆炸时罐内压力趋于均匀，且爆炸安全系数更高。
【IPC分类】C01B31/04, B82Y30/00, C01B31/02, B01J3/06
【公开号】CN205109583
【申请号】CN201520925191
【发明人】黄风雷, 仝毅, 王艳君
【申请人】北京理工大学, 王艳君
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月19日