一种便携式防爆桶/罐用防破片泄漏柔性摆裙的制作方法

本实用新型涉及一种柔性摆裙，具体涉及一种防破片泄漏柔性摆裙，属于公共安全防务装备技术领域。

背景技术：

近些年来国际上爆炸恐怖袭击事件显示出增多的趋势，对人民生命财产安全造成了巨大的损伤与威胁。如何更加安全处置公共场合发现的疑似爆炸物、减少其爆炸时对周围环境的危害是目前公共安全领域研究的重点之一。

便携式柔性防爆桶(罐)为近些年出现的新型防爆装备，其因自重轻、防护能力强且无附加伤害而具备很大的应用前景。这些防爆装备区别于传统的金属合金防爆容器，采用的是轻质复合结构，多基于液体与纤维复合材料。爆炸物在便携式防爆桶(罐)内部爆炸时，冲击波和破片载荷能够得到有效地削弱，同时桶体会发生解体，但这些碎片(包括液滴)因为质软密度低而不具备二次杀伤特性。便携式柔性防爆桶(罐)自重轻，且底部采用中空结构，因此除了通过上口将爆炸物转移至中间高度的网兜上，还可以保持地面上的爆炸物静止，由两人抬起柔性罩挡住爆炸物；即爆炸物放置高度可以是中间高度或者桶底。

当爆炸物放置在中间高度爆炸时，破片飞散范围较大，整个桶体高度都可能受到破片的冲击，破片群载荷较大。当爆炸物放在桶底(地面)处置时，有一部分下端破片会直接撞击到地面，不会对周围环境产生威胁，破片作用高度很低(仅在桶体一半高度以下)，则桶体中上部存在防护材料浪费问题。但是，由于桶体自重较轻，地面反射又进一步增强了冲击波的强度，因此预先加载的冲击波会使得桶体产生向上的速度，则桶底会脱离地面跳起或者桶底向上翻转，一些破片则会从桶底与地面的之间形成的缺口泄漏出去；当桶体发生解体后，初始桶内被拦截的少许破片也可能会被高速气浪泄漏飞出。

图1和图2分别是爆炸物在便携式防爆桶/罐内部中间高度和地面起爆时，破片作用桶体的范围示意图。显然，内部中间高度起爆时，破片会作用到桶体整个高度，且不会出现破片泄漏问题；地面起爆时，破片仅作用到桶体较低高度部分，桶体中上部出现防护材料浪费，且桶底会发生跳起或向上翻转而在桶底和地面之间产生缺口，出现破片泄漏。

实验发现当将爆炸物放置在桶底处置时，无论如何增加桶体防护材料面密度，且桶体存在富余的防护层未被穿透时，桶外见证靶上依然会发现破片痕迹。在此工况下，不仅仅会造成破片防护材料的浪费，而且无法有效削弱破片载荷。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供一种便携式防爆桶/罐用防破片泄漏柔性摆裙，能有效解决便携式柔性防爆桶/罐处置贴地爆炸物时破片泄漏问题，最大程度上减少疑似爆炸物爆炸时对周围的财产和人员造成损害。

所述的便携式防爆桶/罐用防破片泄漏柔性摆裙，为中心具有开孔的柔性材质毯体结构，令其中心开孔为内圈开口，所述内圈开口用于套在防爆桶/罐的桶/罐体外圆周设定高度位置处；所述柔性摆裙的尺寸保证其内圈开口套在桶/罐体外圆周设定高度位置处时，其其余部分向下延伸并铺落在防爆桶/罐周边的地面上，用于破片的二次拦截。

所述内圈开口处设置有弹性收口。

所述柔性摆裙从内圈开口到其外轮廓线各部分破片防护性能相同。

所述柔性摆裙从内圈开口到其外轮廓线破片防护性能逐渐减小。

所述柔性摆裙各部分材质相同，但其厚度由内圈开口到其外轮廓线逐渐减小。

所述柔性摆裙由两种以上破片防护性能不同的材料拼接而成，且从内圈开口到其外轮廓线材料的破片防护性能逐渐减弱。

当采用在防爆桶/罐内部地面处置爆炸物时：通过所述内圈开口将柔性摆裙套在防爆桶/罐上，并将所述内圈开口定位至距离地面1/4～1/5桶/罐体高度位置处，所述柔性摆裙的其余部分向下铺落在防爆桶/罐周边地面上；

当采用在防爆桶/罐内中间高度处置爆炸物时：通过所述内圈开口将柔性摆裙套在防爆桶/罐上，并将所述内圈开口定位至防爆桶/罐顶部开口位置，所述柔性摆裙的其余部分向下覆盖在所述防爆桶/罐外部，形成破片防护层。

当采用在便携式防爆桶/罐内部地面处置爆炸物时：所述柔性摆裙向下铺落在防爆桶/罐周边地面后，柔性防爆桶桶底中心点与柔性摆裙铺落在地面部分的外轮廓线之间的最小距离为防爆桶/罐底面半径的2-3倍。

有益效果：

(1)该柔性摆裙材料全由非金属材料组成，自重轻，防护能力强，能有效解决便携式柔性防爆桶/罐处置贴地爆炸物时破片泄漏问题，最大程度上减少疑似爆炸物爆炸时对周围的财产和人员造成损害。

(2)该柔性摆裙针对目前便携式柔性防爆桶/罐两种不同的爆炸物处置方式有不同的使用方式，设置柔性摆裙后能够减少防爆桶/罐内防护材料用材，解决两种工况便携式柔性防爆桶/罐所受破片群分布范围不一致而引起的防护的材料利用率低的问题。

(3)对柔性摆裙采用变破片防护性能设计，以匹配底部泄漏破片飞散与速度特性，使其自身也具有良好的材料利用率。

附图说明

图1为爆炸物在便携式防爆桶/罐内部中间高度起爆时，破片作用桶体的范围；

图2为爆炸物在便携式防爆桶/罐内部地面起爆时，破片作用范围与桶体起跳底部出现破片可泄漏的缺口；

图3为实施例1中柔性摆裙的结构示意图；

图4为爆炸物在便携式防爆桶/罐内部地面起爆时，柔性摆裙与便携式防爆桶/罐的定位关系；

图5为爆炸物在便携式防爆桶/罐内部地面起爆时，柔性摆裙拦截底部泄漏破片的原理示意图；

图6为爆炸物在便携式防爆桶/罐内部中间高度起爆时，柔性摆裙与便携式防爆桶/罐的定位关系；

图7为实施例2中柔性摆裙的结构示意图。

其中：1-便携式防爆桶/罐、2-内圈开口、3-柔性摆裙、4-外轮廓线、5-柔性摆裙部分a、6-柔性摆裙部分b、7-柔性摆裙部分c、8-柔性摆裙部分d。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种可拆卸、可收纳、配合柔性防爆桶/罐使用的防破片泄漏柔性摆裙。该柔性摆裙防破片泄漏原理为：将柔性(低剪切模量)防护材料初始便平铺于地面，爆炸时由于惯性效应和自身的横向剪切波传播速度较低，这部分防护材料并不会立即整体向上脱离地面，而是由内向外地朝上展开，由此形成一个二次屏障。

为方便描述，下述文字中均以柔性防爆桶为例。

如图3所示，柔性摆裙3为中心具有开孔的柔性材质毯体，令其中心开孔为内圈开口2，内圈开口2的形状与柔性防爆桶的外形一致，能够套在柔性防爆桶桶体底部上方设定位置或桶体顶部；内圈开口2处设置弹性松紧带，以方便内圈开口2在桶体上不同位置的牢固定位。柔性摆裙外轮廓线4形状并不限定，可以为方形或圆形。柔性摆裙3的尺寸保证其内圈开口2套在桶体底部上方设定位置或桶体顶部时，靠近柔性摆裙外轮廓线4的摆裙部分能够铺落在地面上，用于破片的二次拦截。整个摆裙从内圈开口2到外轮廓线4为等破片防护性能，即相同材料且相同厚度。

柔性摆裙3的材料可以是各类防弹纤维布(如芳纶纤维织物、玻璃纤维织物、超高分子量聚乙烯纤维织物等)，亦可是其他普通非防弹布料(锦纶、涤纶、聚酯纤维等)(当爆炸物当量较小时，考虑经济因素可采用普通非防弹布料)，亦可是上述两种搭配使用。柔性摆裙3可以直接由上述多层织物材料缝合成一体，也可以利用高分子软质布料包覆封装起来。非工作状态时，柔性摆裙3通过多次对叠的方式收纳至防爆桶内网兜中，使用时，将柔性摆裙3拿出展开后通过内圈开口2套在防爆桶桶体上；或采用以下收纳方式：沿柔性摆裙外轮廓线4间隔缝制扣环，收拉绳贯穿扣环；将摆裙内圈开口2套在防爆桶桶上设定位置(其使用状态的位置)，然后将柔性摆裙外轮廓线4拉起翻折向桶顶收拢，然后通过收拉绳收紧柔性摆裙外轮廓线4，并栓住收拉绳两端，将柔性摆裙3固位于桶体上；工作时直接解开收拉绳，将柔性摆裙外轮廓线4向下翻折，即可实现柔性摆裙3的快速展开就位。

摆裙内圈开口2应当满足能够在桶体顶端和距离地面1/4～1/5桶体高度范围内顺利且牢固地定位。对于直筒状桶体，内圈开口2大小按照桶体外径大小进行调整设计；对于上小下粗的圆台形桶体，内圈开口2大小按照距离底面1/4～1/5桶体高度位置对应的桶体外径大小进行调整设计。

柔性摆裙3具有以下两种使用方式：

(1)如图5所示，当采用不移动爆炸物，将防爆桶罩在爆炸物外部，使爆炸物在地面起爆时：先通过内圈开口2将柔性摆裙3套在桶体上，并将内圈开口2定位至距离地面1/4～1/5桶体高度位置，柔性摆裙3其他部分打开自由铺落在地面上。桶底的冲击波载荷较高，桶体容易发生严重的膨胀变形；相比于直接贴地放置，将内圈开口2定位高度上移至距离地面1/4～1/5桶体高度位置，可有效避开强冲击波区域，防止摆裙内圈开口2在破片防护前出现预撕裂失效；但是过高的定位又会出现摆裙材料的浪费，因为泄漏破片防护主要依赖于摆裙初始贴地的部分。如图6所示，在地面爆炸，当桶底跳起或者向上翻转时，由于惯性效应摆裙贴在地面上的部分不会立即整体跳起，而是从内圈到外围相继向上运动，即会弥补桶体底部分缺口；即使是爆炸后期桶体解体，摆裙也会因为像裙子一样展开而形成二次屏障。因此，摆裙可以弥补桶体在拦截泄漏方面的不足。

柔性摆裙3的破片防护需求很大是源于桶底的跳飞，而其根本是因为爆炸冲击波载荷引起的结构响应。柔性防爆桶底尺寸的变化会改变桶体与爆心的距离，冲击波载荷和结构响应程度也会随之变化，进而引起的泄漏破片的数目、飞散范围和速度也会随之改变。简而言之，摆裙贴合地面部分的设计尺寸(即泄漏破片防护需求)依赖于柔性防爆桶底尺寸。机理分析表明，桶底尺寸越大，泄漏破片防护需求越小，所需的柔性摆裙贴地尺寸越小。兼具安全性与经济性考虑，柔性防爆桶桶底中心点与柔性摆裙贴地部分外轮廓线之间的最小距离(如图4中的l)为柔性防爆桶桶底半径(如图4中的d)的2-3倍。

(2)如图7所示，当采用将爆炸物转移至桶体内部网兜进行中间高度起爆时，先将柔性摆裙套在桶体上方直至内圈开口定位至靠近桶顶位置，摆裙其他位置打开自由向下铺落直至地面。爆炸物在中间高度爆炸时，摆裙会在桶体外围整个高度形成额外的破片防护层；提高桶体的破片防护能力。此时，柔性摆裙的尺寸只需保证能够沿桶体外围整个高度覆盖桶体即可。

摆裙在上述两种不同高度处置情景中为桶体提供了不同形式的针对性的破片防护增强，也意味着防爆桶内部所用的破片防护材料可相应减薄。具体地：地面处置时，作用到桶体上的破片高度很低，桶体上部诸多位置存在防护材料的浪费；中间高度处置时，作用到桶体上的破片几乎分布整个高度。因此使用柔性摆裙后，可将桶体内部的防护材料(尤其是中上部的)减少，地面处置时，中上部的纤维不再存在浪费问题；中间高度处置时，又因为有摆裙的额外防护，也能保证有效拦截。

该柔性摆裙3是面向防护中大当量爆炸物(≥500gtnt)的柔性防爆桶(罐)，主要是用于拦截具有较大速度梯度的泄漏破片，其过程是防弹材料与破片的相互作用。

实施例2：

本例中柔性摆裙3从内圈开口2到外轮廓线4采用变破片防护性能设计，以匹配底部泄漏破片飞散与速度特性。

由于使用便携式防爆桶在地面处置爆炸物时，破片泄漏发生的概率较大，因此柔性摆裙3的结构设计主要是面向桶底处置爆炸物工况的，考虑爆炸位于桶底地面起爆情景。基于已进行的实验分析发现，越晚发生泄漏的破片速度越低，对应时刻桶底向上跳起或翻转的高度越高，柔性摆裙3在桶体牵连和底部泄漏冲击波作用下脱离地面的范围越大，破片撞击柔性摆裙3的位置越远离桶体(即内圈开口2)而靠近柔性摆裙外轮廓线4。摆裙从内圈开口2到外轮廓线4所遭遇的破片载荷不断减弱。因此，考虑节约用料成本或降低摆裙自重，摆裙的破片防护性能应当相应进行匹配，即摆裙从内圈开口2到外轮廓线4破片防护性能不断减弱。

具体实现方法可以为：

(1)整个摆裙由多层相同材质的连续材料层叠而成，但每层或每几层外围尺寸逐渐变大；由此使摆裙的厚度由内圈开口2到外轮廓线4逐渐减小。如图7所示，从内圈开口2到外轮廓线4分为四层，分别为柔性摆裙部分a5、柔性摆裙部分b6、柔性摆裙部分c7和柔性摆裙部分d8，四个部分的外围尺寸依次增大，由此使得摆裙的厚度由内圈开口2到外轮廓线4逐渐减小。

(2)整个摆由多种破片防护性能不同的材料拼接缝合而成，且从内圈开口2到外轮廓线4的材料的破片防护性能逐渐减弱。

综上，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。