一种废旧爆炸物爆炸销毁装置的制作方法

本实用新型属于排爆领域，尤其涉及一种废旧爆炸物爆炸销毁装置。

背景技术：

在废旧爆炸物爆炸销毁工作中，由于炸药在销毁设施内地面上爆炸，会对整个结构设施造成破坏荷载。作用在空气方向的部分会以爆炸冲击波和爆炸产物的形式对周围的目标进行破坏，作用在地面方向的部分会以地震波的形式进行能量传播和破坏作用。这两种破坏荷载对整个设施的结构有主要的破坏作用，所以如何减弱冲击波地震波和去、卸去爆炸产物以保证设施安全是结构设施的重点所在。同时爆炸产物的作用会使装药壳体和周围的砂石以很高的初速向四周飞射，对设施的内壁进行破坏，故对销毁设备的设计提出了较高的要求。同时飞石的破坏半径很大，在开辟卸载冲击波的开口时，要避免飞石飞出设施，对周围进行破坏，也是设施实施的关键。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提出了一种废旧爆炸物爆炸销毁装置，在安全防护的同时可有效吸收并消减爆炸物产生的冲击波，控制破片的破坏效应，防止爆炸碎片飞出，延长设施的使用寿命。

本实用新型的技术方案如下：

一种废旧爆炸物爆炸销毁装置，包括设置在地基结构上的主体结构和外防护墙，所述的主体结构包括球冠结构的顶墙和圆柱面结构的侧墙，侧墙上设置有若干进出入口，外防护墙设置在主体结构的外部正对进出入口的位置处；所述的顶墙上设置有若干排气孔。

上述废旧爆炸物爆炸销毁装置中，所述主体结构内部的地基结构上设置有沙土防护层。

上述废旧爆炸物爆炸销毁装置中，沙土防护层为中心较厚周边较薄的饼状结构。

上述废旧爆炸物爆炸销毁装置中，顶墙和侧墙的内壁设置有内衬结构。

上述废旧爆炸物爆炸销毁装置中，内衬结构为可拆卸更换的钢板。

上述废旧爆炸物爆炸销毁装置中，排气孔的轴线方向与排气孔与顶墙曲率中心的连线方向呈倾斜夹角。

上述废旧爆炸物爆炸销毁装置中，顶墙和侧墙为钢筋混凝土结构。

本实用新型的有益效果是：

(1)主体结构设计为两个部分，顶墙为曲面的钢筋混凝土顶盖，可以保证均匀承受负载，侧墙结构设计为圆柱面，可以稳定的支撑上部结构，并且承载整个设施受到的作用。

(2)排气孔的方向与爆炸产物的方向成一定的夹角，所以当爆 炸产物推动气体运动到排气孔时，气体由于其流体特性可以转向，经过排气孔排除，而飞石会碰在孔壁上反弹回设施内，防止破片飞出造成破坏。

(3)主体结构内壁上装上内衬部分，可以保护内壁不受破坏，确保承载整个设施，并且内衬可以及时进行更换，可以保证设施的使用寿命。

(4)地基结构上层设置沙土防护层，沙土颗粒之间有一定的空隙，可以吸收一定的冲击波能量，同时增加爆炸中心与钢筋混凝土结构的距离，能够保证混凝土地基的结构安全。

附图说明

图1是本实用新型的装置示意图；

图2是本实用新型的主体结构截面示意图；

图3是常见排气孔结构示意图；

图4是本实用新型的排气孔结构示意图；

图5是本实用新型内衬结构设置示意图。

附图中，1-主体结构；2-排气孔；3-外防护墙；4-进出入口；5-地基结构；6-沙土防护层；7-内衬结构；11-顶墙；12-侧墙。

具体实施方式

当装药在空气中爆炸时，由于爆炸产物的巨大压力，爆炸产物迅速向外膨胀。膨胀着的爆炸产物就如同一个加速推进的活塞一样压缩 周围的空气。由于爆炸产物最初以极高的速度压缩周围的空气介质，使其压力、密度和温度突跃升高，形成了压力很高的初始冲击波(约为10⁸帕的数量级)。随着爆炸产物的不断膨胀，便有沿着爆炸产物向内传播的稀疏波。当稀疏波阵面传播到爆心时，爆心处的压力便开始下降。

对于不同距离，目标所承受的作用也不同。在距离爆心最近的距离内，目标所承受的主要是爆炸产物的作用：在装药与目标相距的距离小于(10～20)r0时，其中r0为装药半径，目标受到爆炸产物和冲击波的共同作用；而相距更远时，目标只受到空气冲击波的破坏作用。

众所周知，装药在空中爆炸时，冲击波和爆炸产物会以球面的形式逐渐向外扩大传播，所以球型的建筑能够均匀的承载爆炸冲击波的作用，但是如果整个设施设计成半球形，从材料力学上分析整个设施受到的弯矩会很大，稳定性难以保证。所以将设施地面上的部分设计为两个分块，顶部为曲面的钢筋混凝土顶盖，可以保证均匀承受负载。下部结构设计为圆柱形，可以稳定的支撑上部结构，并且承载整个设施受到的作用。

参照图1和图2所示，本实用新型的废旧爆炸物爆炸销毁装置包括设置在地基结构5上的主体结构1和外防护墙3，主体结构1包括曲面结构的顶墙11和圆柱面结构的侧墙12，其中顶墙11采用球冠结构为最优选，侧墙12上设置有若干进出入口4，外防护墙3设置在主体结构1的外部正对进出入口4的位置处。为保证爆炸冲击波对设施不会造成破坏作用，设施主体下部结构的内径必须大于5m，墙 壁材料为厚度80cmC80强度级别钢筋混凝土配比3％的HRB400或RRB400(KL400)钢筋，上部钢筋混凝土盖的厚度为50cm，材料与上述相同，并在顶墙11上设置有若干排气孔2，用于进行爆炸产物的卸载。

设施地面上的部分主体结构1设计为两个分块，顶墙11为曲面的钢筋混凝土顶盖，可以保证均匀承受负载。侧墙12结构设计为圆柱形，可以稳定的支撑上部结构，并且承载整个设施受到的作用。进出入口4设置在主体结构1的侧墙12上，外防护墙3设置在主体结构1的外部，外防护墙3与进出入口4对应设置，沙土防护层6设置在地基结构5上层。

爆炸产物会以高速推动周围的气体向四周运动，如果是密闭的设施，直接承受所有的荷载作用受到的破坏会很强，所以必须要有排气孔减弱爆炸产物的作用。传统的排气孔与爆炸产物的飞出方向一致，排气孔可以让爆炸产物顺孔向排出，但是爆炸产生的破片跟飞石都会从排气孔飞出，与安全设计的原理相悖。

如图3和图4所示，本实用新型中顶墙11上设置有排气孔2，排气孔2偏向设置，排气孔2的方向与爆炸产物的方向成一定的夹角，也就是说排气孔2的轴线方向与排气孔2与顶墙11曲率中心的连线方向呈倾斜夹角。当爆炸产物推动气体运动到排气孔2时，气体由于其流体特性可以转向，经过排气孔2排除，而飞石会碰在孔壁上反弹回设施内，防止破片飞出造成破坏。而图3中常规排气孔结构则容易造成爆炸物碎片飞出装置，造成安全隐患。排气孔的尺寸为半径为 40cm～60cm，具体大小与距离爆心的距离有关，以保证破片从爆心以任何方向射出都会被顶盖挡住。

为了正常进出入设施内部展开作业，根据所搬运的器材设施和被销毁物品大小，设计的门框为高2.5m宽2m的拱形门，同时为了卸载传向下部结构的爆炸冲击波，打开了4个门框。同时了设计外防护墙，防止从门框飞出的破片对外造成损伤。设计的外防护墙高4m，宽5m厚度为50cm的钢筋混凝土，材料与主体结构相同。外防护墙的内壁距离主体结构的外壁1.5m。

如图1和图2所示，地基结构5采用大体积设计以保证承载的稳定性，同时可保证地震波对混凝土地基的荷载作用是比较均匀的。由于爆炸冲击对地下结构的直接作用很强，爆炸中心最初产生的冲击波能达到10⁸帕级别，故普通材料也不能直接承受爆炸冲击的直接作用。本实用新型在主体结构1内部的地基结构5上设置有沙土防护层6，沙土防护层6为中心较厚周边较薄的饼状结构。沙土颗粒之间有一定的空隙，可以吸收一定的冲击波能量，同时增加爆炸中心与钢筋混凝土结构的距离，能够保证混凝土地基的结构安全。沙土防护层的厚度能够保证地基结构不会直接被破坏，设计厚度距爆心最小的距离不小于66cm。钢筋混凝土结构的厚度是保证整个设施的稳定性的，设计最小厚度不小于54cm。

在爆炸过程中，爆炸破片是在装药爆炸产生爆轰产物作用下，壳体膨胀、断裂破碎而成。破片的大小不均匀，形状被规则，在空气中飞行时速度衰减很快。飞石、破片在爆轰产物的作用下在空气中向四 周飞散，撞击销毁设施的内壁，长期如此会造成设施内壁混凝土碎裂、脱落，破坏设施承载的结构稳定。为了控制破片的破坏效应，如图5所示，本实用新型设施内壁上装上内衬部分，可以保护内壁不受破坏，确保承载整个设施，并且内衬可以及时进行更换，可以保证设施的使用寿命。

此外选取具有弹性的内衬材料除了可以防止破片、飞石的破坏，还具有削减冲击波的作用。这是因为对于一般炸药爆炸，当目标距离装药有一定距离时，起爆炸作用主要应考虑空气冲击波的作用。描述空气冲击波的参数有三个：峰值超压、正压作用时间和冲量。冲击波峰值超压表示冲击波瞬间作用的量，而冲量表示在正压作用时间范围内超压的持续作用量。

钢材料具有良好的塑性，冲击波传播到内衬上式，能量会一部份传递到钢材料上被吸收后使得钢材料发生弹性形变或塑性形变，冲击波也会被削弱一部份，同时也保护了设施的内壁。设计的内衬结构为12mm厚的钢板。一方面可以保护内壁不受破坏，确保承载整个设施。另一方面内衬可以及时进行更换，可以延长设施的使用寿命。