一种轻质扁平绕带式金属多层波纹夹芯防爆容器装置的制作方法

本发明涉及防爆容器技术领域，具体涉及一种轻质扁平绕带式金属多层波纹夹芯防爆容器装置。

背景技术：

防爆容器通常是指一定的爆炸物在其中爆炸时，对周围环境不造成损坏和污染的一种密封罐装容器，即是一种潜在危险的限域装置，它能限制爆炸冲击波和产物的作用范围，对试验人员和设备实现有效的近距离保护，方便对爆炸和爆轰过程进行观察和测试，以及回收试验产物等。防爆容器常用于爆炸试验和化学武器的储存和转移、过期武器弹药的销毁，放射性和有毒废弃物及其它有害物质引起的环境污染的防止，在公共场所也需要爆炸容器紧急处理可疑爆炸物品，以及在爆炸加工领域，爆炸容器己成为爆炸焊接、爆炸压实、爆炸成形和爆炸合成等生产过程所必需的防护设备。根据压力容器的行业标准要求，在一定当量的炸药在防爆容器中引爆以后，罐体允许发生一定的弹性变形或塑性变形，但外表面不能出现缝隙、孔洞等情况，如果是有毒物质，要防止有毒物质的泄露，要保证结构完整的密封性。根据当今防爆领域的实际需要，新一代防爆容器正朝着轻量化、多功能化、高性能化的方向发展，而且要求结构设计简单、易于加工制造，价格低廉，具有一定的可重复性和较高可靠性。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种轻质扁平绕带式金属多层波纹夹芯防爆容器装置；采用多层顶盖密封技术，内外防爆筒分离的方式，在内外防爆筒之间设置多层波纹夹芯缓冲层，该层能够显著的降低防爆容器的重量，且能有效的抵抗爆炸冲击波和爆炸碎片诱发的破坏，具有抵御爆炸碎片和冲击波的双重功能；通过设置泄爆孔、泄爆槽、泄爆阀门组成的泄爆装置可以有效的将有毒、有害物质转移到罐外可永久保存的地方，实现可控性；在防爆外筒外设置四层扁平绕带层，通过交错缠绕的扁平绕带层之间的相互作用力消除扭矩，并实现防爆容器的环向力和轴向力的增强。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种轻质扁平绕带式金属多层波纹夹芯防爆容器装置，包括由内到外依次设置的防爆内筒1、多层波纹夹芯缓冲层3、防爆外筒2、、扁平钢带绕层5、聚氨酯泡沫层6和外保护层7组成的防爆容器筒体；焊接在防爆容器筒体底部的防爆容器底封头8，顶部的顶部法兰11，通过螺栓16连接在顶部法兰11上的防爆容器顶盖12；设置在防爆容器底封头8顶部与防爆内筒1间设置有聚氨酯泡沫底层9，设置在防爆内筒1内的危险物放置网10；所述防爆内筒1和防爆外筒2与多层波纹夹芯缓冲层3焊接；所述多层波纹夹芯缓冲层3和防爆内筒1上都开有泄爆孔4，所述顶部法兰11的内部开有多个泄爆孔4并与多层波纹夹芯缓冲层3相连通，所述防爆容器顶盖12开有环形泄爆槽13，环形泄爆槽13顶端连接有泄爆阀门14；环形泄爆槽13底端与顶部法兰11的多个泄爆孔4相连通。

所述防爆内筒1和防爆外筒2之间的多层波纹夹芯缓冲层3由多层波纹型薄壁结构所组成。

所述扁平钢带绕层5以相对防爆容器环向倾角交错紧密缠绕于防爆外筒2的外侧，扁平钢带绕层5的始末两端斜边分别焊接于防爆容器底封头8和顶部法兰11的面上，钢带交错缠绕四层。

所述顶部法兰11的内部开有四个泄爆孔4。

所述防爆容器顶盖12与顶部法兰11竖直连接处设置有锯齿状凹槽，在凹槽内安装密封圈15，防爆容器顶盖12与顶部法兰11的水平连接处也安装有密封圈15。

所述聚氨酯泡沫层6填充于扁平钢带绕层5和外保护层7之间，聚氨酯泡沫直接喷涂在扁平钢带绕层5的表面，待其干燥后将外保护层7直接包裹聚氨酯泡沫；聚氨酯泡沫底层9位于防爆容器底封头8的上方，聚氨酯泡沫直接喷涂在防爆容器底封头8的表面。

所述防爆内筒1，防爆外筒2和外保护层7的厚度相同或者不同；所述多层波纹夹芯缓冲层3的厚度可以相同或者不同，波纹的拱高和跨距可以相同或者不同。

所述泄爆孔4的直径相同或者不同；泄爆孔4的横截面形状为圆形、三角形、椭圆形或者多边形。

所述泄爆阀门14的端口连接压力管，爆炸碎片和有害物质通过压力管排出防爆容器外。

所述扁平钢带绕层5是通过钢材压制成型。和现有技术相比较，本发明具备如下优点：

第一，泄爆孔4可以降低爆炸冲击波对防爆内筒1壁的压力，多层波纹夹芯缓冲层3的波纹型薄壁结构发生压缩变形，多层波纹夹芯缓冲层3通过压缩过程中产生的弹性变形和塑性变形来吸收爆炸冲击的能量，从而降低防爆内筒1承受的压力，提高防爆内筒1的抗爆炸冲击能力；通过泄爆孔4的边缘效应改变爆炸物碎片的运动轨迹，降低高速运动下爆炸物碎片的速度，使碎片发生断裂，根据动量守恒定理可以得到，断裂后的碎片的速度降低；多层波纹型薄壁结构进一步降低碎片的运动速度，甚至使碎片运动停止，从而可以有效的降低和消除爆炸冲击波和碎片对被防护主体及人员的威胁。

第二，防爆容器作为临时存放危险物质的容器，当防爆容器转移到安全位置时候，爆炸碎片或者有害气体可以通过多层波纹夹芯缓冲层3之间的间隙以及泄爆孔4、泄爆阀门14和环形泄爆槽13组成的泄爆系统可以将有害物质转移到罐外可永久保存的地方，避免工作人员打开防爆容器与有害物质的直接接触，泄爆阀门14的端口可以连接压力管，爆炸碎片和有害物质可以通过压力管排出防爆容器外，泄爆阀门14可以可根据国家阀门标准等级选用刚度和强度都比较高的阀门，整个过程操作方便，易于更换，重复使用性强，可回收性高。

第三，由于防爆内筒1，防爆内筒1和防爆外筒2之间的多层波纹夹芯缓冲层3的波纹型薄壁结构都开有一定密度和一定尺寸的泄爆孔4，扁平钢带绕层5和外保护层7之间填充有聚氨酯泡沫层6，相比原有的防爆容器，本发明极大降低了防爆容器的重量，同时聚氨酯泡沫具有缓冲吸能、隔声、防潮的功能，是防爆容器理想的外侧防护层，外保护层是由耐腐蚀钢板构成，可以保护聚氨酯泡沫层6和扁平钢带绕层5受到外界的破坏和腐蚀，同时也作为防爆容器最外保护层。

第四，扁平钢带绕层5通过四层交错缠绕的钢带层组成，既能承受高压力，又对用高强度钢制造的防爆内筒1和防爆外筒2发生破坏时起保护作用。扁平绕带层之间的相互作用力消除扭矩，并实现防爆容器的环向力和轴向力的增强。绕带层采用预应力缠绕，使防爆内筒1和防爆外筒2不会发生脆断破坏，当防爆内筒1和防爆外筒2在工作压力下发生破裂时，也具有“止漏抑爆”的安全特性，使用安全可靠。扁平钢带绕层5是通过钢材压制成型，根据材料的加卸载准则可知，压制后的钢带绕层提高了其屈服极限，可以承受比原钢材更高的应力。扁平钢带原材料价格便宜、材质可靠、来源极广，具有良好的机械性能，可成卷供应，利用率极高。大型的简易绕带机床是本发明防爆容器装置制造过程中的一台专用设备，但是其安装简单，易于操作。新型扁平绕带式容器制造过程中只需将防爆内筒1吊装于绕带机床上，扁平绕带可以机械化自动连续交叉缠绕在防爆内筒1外面，直至达到所需厚度要求，才需将容器卸下。

第五，防爆容器底封头8的底部可以安装法兰支座实现与车载系统的连接，也可以安装万向轮，实现防爆容器的自由移动。

第六，当防爆内筒1和多层波纹夹芯缓冲层3发生破坏而防爆外筒2没有发生破坏时，可以用新的防爆内筒1和由波纹型薄壁结构组成的多层波纹夹芯缓冲层3替换破坏后的波纹夹芯缓冲层，其他结构经过评估后得以重新使用，而发生破坏的结构和材料得以回收利用。

因此，本发明一种轻质扁平绕带式金属多层波纹夹芯防爆容器装置能够显著的降低防爆容器装置的重量，在能够有效的抵御爆炸物碎片的同时其能够有效的抵御爆炸冲击波的威胁，具有抵御爆炸物碎片和冲击波的双重防护功能，爆炸碎片和有害物质可以通过泄爆孔、泄爆阀门和环形泄爆槽组成的泄爆系统排出防爆容器外。该防爆容器具有结构简单、抗爆炸能力强、无污染、易于加工制造、重复性使用强、制造成本低、使用材料具有可回收等优点。

附图说明

图1是本发明防爆容器装置的装配示意图。

图2是本发明防爆容器装置的主视图。

图3是本发明防爆容器装置的防爆内筒1，防爆外筒2，设置在防爆内筒1和防爆外筒2之间的多层波纹夹芯缓冲层3和泄爆孔4的示意图。

图4是本发明防爆容器装置的扁平钢带绕层5示意图。

图5是本发明防爆容器装置的顶部法兰11、防爆容器顶盖12示意图，其中图5a为顶部法兰11示意图，图5b为防爆容器顶盖12示意图。

图6是本发明的一种轻质扁平绕带式金属多层波纹夹芯防爆容器装置的泄爆孔4、环形泄爆槽13和泄爆阀门14示意图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示，本实施例一种轻质扁平绕带式金属多层波纹夹芯防爆容器装置的装配示意图。如图2所示，本实施例一种轻质扁平绕带式金属多层波纹夹芯防爆容器装置的主视图。所述装置包括防爆内筒1，防爆外筒2，设置在防爆内筒1和防爆外筒2之间的多层波纹夹芯缓冲层3，泄爆孔4，扁平钢带绕层5，聚氨酯泡沫层6，外保护层7，防爆容器底封头8，聚氨酯泡沫底层9，危险物放置网10，顶部法兰11，防爆容器顶盖12，环形泄爆槽13，泄爆阀门14，密封圈15，螺栓16；防爆内筒1和防爆外筒2与波纹夹芯缓冲层3焊接；多层波纹夹芯缓冲层3之间通过焊接连接；防爆内筒1和防爆外筒2与防爆容器底封头8和顶部法兰11焊接；外保护层7与防爆容器底封头8和顶部法兰11焊接；顶部法兰11和防爆容器顶盖12通过螺栓16连接；扁平钢带绕层5和外保护层7之间填充聚氨酯泡沫层6。

如图3所示，本实施例一种轻质扁平绕带式金属多层波纹夹芯防爆容器装置的防爆内筒1，防爆外筒2，设置在防爆内筒1和防爆外筒2之间的多层波纹夹芯缓冲层3和泄爆孔4的示意图，所述所述防爆内筒1和防爆外筒2之间的多层波纹夹芯缓冲层3由波纹型薄壁结构所组成，在多层波纹夹芯缓冲层3和和防爆内筒1上都开有泄爆孔4。

如图4所示，本实施例一种轻质扁平绕带式金属多层波纹夹芯防爆容器装置的扁平钢带绕层5示意图，所述扁平钢带绕层5以相对防爆容器环向倾角交错紧密缠绕于防爆外筒2外，扁平钢带绕层5的始末两端斜边分别焊接于防爆容器底封头8和顶部法兰11的面上，钢带交错缠绕四层。

如图5所示，本实施例一种轻质扁平绕带式金属多层波纹夹芯防爆容器装置的顶部法兰11、防爆容器顶盖12示意图，所述顶部法兰11的内部开有四个泄爆孔4并与多层波纹夹芯缓冲层3相连通。所述防爆容器顶盖12底部开有环形泄爆槽13，环形泄爆槽13末端连接有泄爆阀门14。防爆容器顶盖12与顶部法兰11垂直连接处，设置为锯齿状凹槽，在凹槽内安装密封圈15，防爆容器顶盖12与顶部法兰11的水平连接处也安装有密封圈15。

如图6所示，本实施例一种轻质扁平绕带式金属多层波纹夹芯防爆容器装置的泄爆孔4、环形泄爆槽13和泄爆阀门14示意图。所述环形泄爆槽13顶端四个泄爆孔4与泄爆阀门14相连通；环形泄爆槽13首端四个泄爆孔4与有顶部法兰11相连通。

所述聚氨酯泡沫层6填充于扁平钢带绕层5和外保护层7之间，聚氨酯泡沫直接喷涂在扁平钢带绕层5的表面，待其干燥后将外保护层7直接包裹聚氨酯泡沫；聚氨酯泡沫底层9位于防爆容器底封头8的上方，聚氨酯泡沫直接喷涂在防爆容器底封头8的表面。

所述防爆内筒1，防爆外筒2和外保护层7的厚度相同或者不同；所述波纹夹芯缓冲层3的厚度可以相同或者不同，波纹的拱高和跨距可以相同或者不同。

所述泄爆孔4的直径相同或者不同；泄爆孔4的横截面形状为圆形、三角形、椭圆形或者多边形。

尽管上面结合附图对本发明的优选实例进行了详细描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的。如：加工采用的材料、泄爆孔和泄爆槽几何结构和排列方式、扁平钢带绕层的交错角度、泄爆阀门类型等。本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的实施方案均在本发明的保护之内。