專利名稱：蜂窩狀球形中空填充體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及球形填充體，用于填充到易揮發(fā)易燃易爆的液/氣體容器內(nèi)，達(dá)到阻燃抑爆的效果。
背景技術(shù)：
汽柴油和液化氣等液氣態(tài)燃料，以及各類危險化學(xué)品的儲存、運(yùn)輸設(shè)施和工具的防爆問題，使用液氣態(tài)燃料的各種交通工具的安全性，一直是世界各國防爆研究的重大課 題之一。為保障我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生產(chǎn)的安全進(jìn)行，國家先后制定并出臺了一系列相關(guān)規(guī)定和措施以保障人民生命和財產(chǎn)的安全，同時也有力推進(jìn)了安全生產(chǎn)的進(jìn)行。然而，當(dāng)前得安全生產(chǎn)形勢依然嚴(yán)峻，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得各行業(yè)仍存在各種安全隱患，重大特大傷亡事故石油發(fā)生，為國家領(lǐng)導(dǎo)和安全監(jiān)督機(jī)關(guān)所重視。作為化學(xué)品生產(chǎn)大國，我國危險化學(xué)品安全生產(chǎn)的形勢也較為嚴(yán)峻，其關(guān)鍵因素之一在于材料生產(chǎn)和儲運(yùn)設(shè)備的本質(zhì)安全度較低。交通、能源、化工等領(lǐng)域的易燃、易爆液氣態(tài)化學(xué)品運(yùn)輸容器和裝置的安全矛盾日益突出，事故頻發(fā)，給國家和人民生命財產(chǎn)帶來極大損失和危害。據(jù)2006年統(tǒng)計，全國共有加油站9萬余座。由于國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，導(dǎo)致部分加油站產(chǎn)生了許多嚴(yán)重的安全隱患，比如安全距離和安全措施不達(dá)標(biāo)，設(shè)備老化等等，一旦遇到外在因素，爆炸和火災(zāi)隨時可能發(fā)生。目前我國有近40萬輛油氣運(yùn)輸車，一旦遇到突發(fā)因素，這些運(yùn)輸車就可能成為40萬顆定時炸彈。成品油在運(yùn)輸過程中，因靜電、交通意外事故，以及設(shè)備和容器的不當(dāng)維修等造成的事故總數(shù)占95 %。此外，國防安全的需要，社會不安定因素和國內(nèi)外恐怖活動的存在，都對安全防爆問題提出了要求。采用高科技手段，從根本上解決易燃易爆產(chǎn)品的本質(zhì)安全問題勢在必行！
針對爆炸產(chǎn)生的主要原因，目前各行業(yè)大多采用被動型防御措施如靜電防護(hù)，防雷，防爆電機(jī)電器，保護(hù)性接地接零，機(jī)器潤滑消除摩擦，采用不產(chǎn)生火花的工具(銅制工具)，嚴(yán)禁煙火，防日曬等。容器儲罐爆炸產(chǎn)生的主要原因
1)溫度過熱或燃燒導(dǎo)致的容器內(nèi)壓力過高；
2)電能轉(zhuǎn)化為著火源電火花，電弧，靜電放電，短路，雷擊，電磁輻射；
3)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為著火源摩擦，撞擊，絕熱壓縮等；
4)限制火災(zāi)蔓延的措施包括如防火門，阻火裝置，防爆泄壓裝置等。但被動型防爆的缺陷在于難于真正從根本上消除隱患并減少突發(fā)事故帶來的損失。近半個世紀(jì)以來，防爆技術(shù)因其在各行業(yè)的重要性，以及應(yīng)用的不斷擴(kuò)展，一直受到各國政府的普遍重視，并相繼投入了大量的人力和物力進(jìn)行研發(fā)。許多政府、檢測機(jī)構(gòu)和獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室都積極參與了各種防爆材料的測試項(xiàng)目，不少防爆系統(tǒng)已經(jīng)通過相關(guān)領(lǐng)域的關(guān)鍵測試，被證實(shí)對易燃易爆液氣容器具有防爆功用，故此，防爆系統(tǒng)被軍隊(duì)和其他政府當(dāng)局選用來保護(hù)各種交通工具的油箱。通過向易燃易爆物質(zhì)內(nèi)填充防爆材料來達(dá)到抑爆目的的技術(shù)屬于本質(zhì)安全法，是最安全可靠的防爆方法，適用于最危險的場合。本質(zhì)安全技術(shù)是防爆技術(shù)的發(fā)展方向。不過，由于當(dāng)前各種防爆技術(shù)的局限性，至今未有一種產(chǎn)品能真正全面應(yīng)用到各個行業(yè)中去。下面簡單介紹幾種具有代表性的防爆技術(shù)
一、惰性氣體防爆裝置
從上個世紀(jì)90年代起，總共只有3架噴氣式客機(jī)因?yàn)榛鸹ㄒ剂擞拖涠l(fā)生爆炸，最為慘重的是1996年7月17日美國環(huán)球航空公司800航班在從紐約JFK機(jī)場升空后不久發(fā)生爆炸，造成機(jī)上230人全部遇難。聯(lián)邦航空局2 O O 5年提議設(shè)立相關(guān)規(guī)定，以防止油箱爆炸事件再次發(fā)生。飛機(jī)制造商以成本過高為由拒絕這一提議。美國運(yùn)輸部部長瑪麗·彼得斯于08年7月16日宣布航空安全新規(guī)定，要求一些型號的噴氣式客機(jī)和貨機(jī)必須安裝一種防止燃油箱爆炸的裝置。美聯(lián)社16日報道，新規(guī)定適用于波音747客機(jī)等油箱位于機(jī)身中部的新產(chǎn)客機(jī)和貨機(jī)。新規(guī)定說，飛機(jī)制造商和民用航空公司必須在飛機(jī)上安裝一種裝置，這種裝置可在燃油用完時用惰性氮取代極易引發(fā)爆炸的氧填充油箱。二、聚氨酯(PU)泡棉
早在二十世紀(jì)60年代，一種具有防爆效果的聚氨酯泡棉在美國和英國得到權(quán)威機(jī)構(gòu)的證實(shí)。該材料性能較穩(wěn)定，很快替代了當(dāng)時應(yīng)用于油罐的惰性系統(tǒng)。不過，美國空軍在東南亞的經(jīng)歷顯露了這種材料應(yīng)用在飛機(jī)油箱內(nèi)的弱點(diǎn)，當(dāng)?shù)馗邷貪穸鹊臒釒夂虮┞冻鲞@種材料缺乏水解穩(wěn)定性(抗?jié)穸刃圆?，僅2至5年的使用壽命導(dǎo)致故障頻生，燃油系統(tǒng)被污染。過濾器被阻塞。值得一提的是，這種材料至今仍在近岸賽艇，一級方程式賽車和部分飛機(jī)等領(lǐng)域使用，因?yàn)檫@是在阻燃易爆技術(shù)之前唯一能夠降低高溫爆炸風(fēng)險的系統(tǒng)。三、金屬阻隔防爆技術(shù)
阻隔防爆技術(shù)源于70年代初，由其匈牙利發(fā)明人約瑟夫帶領(lǐng)的加拿大研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了持續(xù)近四分之一世紀(jì)的努力完成的。阻隔防爆的原理是將容器分割成單元區(qū)間，并利用熱傳導(dǎo)效應(yīng)消除儲存容器中的爆炸區(qū)(爆炸點(diǎn))，使其失去爆炸條件，從而有效防止爆炸事故的發(fā)生。進(jìn)入90年代，阻隔防爆技術(shù)衍生出一種金屬箔結(jié)構(gòu)的防爆網(wǎng)格材料，具有顯著的防爆效果。我國對阻隔防爆材料的研究比國外起步要晚，研究生產(chǎn)的阻隔防爆材料主要是金屬類阻隔防爆材料。雖然目前金屬類阻隔防爆材料在國內(nèi)獲得較為廣泛的應(yīng)用，但該種防爆材料仍存在諸多問題 O金屬箔防爆材料體積較大，通常為卷曲狀或?qū)訝畹姆涓C形結(jié)構(gòu)，向油罐中裝填、拆卸、清洗維護(hù)過程繁瑣，操作非常困難，通常需要對現(xiàn)有的儲油裝置內(nèi)進(jìn)行改裝，安裝、拆裝以及清洗成本較高，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的裝置更是難以安裝；
2)為解決上述安裝問題，金屬箔材料衍生出一種球形產(chǎn)品，可通過管狀入口裝入容器，但因小球互相鉤掛，在裝填過程中會產(chǎn)生擁堵現(xiàn)象，阻塞裝填管路，同時也不易裝滿容器。
3)該材料在車輛移動過程中會與油罐內(nèi)壁及自身摩擦磨損產(chǎn)生金屬碎屑，不但對油品使用帶來不利影響，而且阻塞污染油路管道和過濾系統(tǒng)的問題。4)該材料在使用過程中經(jīng)過油料的長時間晃蕩、沖擊會壓縮、變形，直至整體結(jié)構(gòu)發(fā)生塌陷，從而造成容器上方出現(xiàn)未填充空間，在此積聚的油氣混合物極易發(fā)生爆炸，存在較大的安全隱患，難以在工業(yè)界尤其是軍事領(lǐng)域得到全面推廣。5)該種材料在應(yīng)用中也暴露出不同程度的油品污染和氧化，對油品性能產(chǎn)生不利影響，例如長期使用后油品的酸度和實(shí)際肢質(zhì)會增加，汽油的辛炕值、誘導(dǎo)期和柴油的十六兢值會有所下降等。正是由于上述缺點(diǎn)的存在，限制了金屬類阻隔防爆材料在我國的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展，使其難以在工業(yè)界尤其是軍事領(lǐng)域得到全面推廣。特別是軍用燃料方面，目前尚沒有理想的阻隔防爆材料投入使用，因此亟需開展研究適用于我軍軍用燃料的新型阻隔防爆材料。目前已知的公開技術(shù)是申請?zhí)?00780050216.7公開的一種球形填充體(其申請日是2007年10月16日，
公開日是2009年11月18日，優(yōu)先權(quán)日分別是[32] 2006. 11. 21 [33]ΑΤ[31]Α1916/2006、[32]200612. 4[33]ΑΤ[31]Α2007/2006、[32]2007· 7. 3[33]ΑΤ[31]Α1023/2007)，是最接近本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)，其采用組合式結(jié)構(gòu)，即采用多個圓形片狀體進(jìn)行相互拼接，在工廠進(jìn)行預(yù)加工產(chǎn)出半成品片材，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行自動化組裝，最終加工為成品。其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)輸成本和現(xiàn)場加工成本較低。但缺點(diǎn)也比較明顯在軸向采用多個圓形片狀體，在徑向采用具有穿孔的圓形片狀體，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較低。如果使用圓形片狀體的數(shù)量過多，則會增加制造成本，并且影響容器內(nèi)液體的流動性，而如果使用圓形片狀體的數(shù)量過少，則又會大大降低阻燃防爆的效果。所以只能應(yīng)用于普通的防爆安全領(lǐng)域，對于防爆級別較高的場合，采用該技術(shù)制造的產(chǎn)品已經(jīng)不能滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有阻隔防爆技術(shù)存在的缺陷及問題，我們開發(fā)了一種整體式結(jié)構(gòu)的球形填充體，采用注塑工藝一次性成型，或?qū)⒄w分部注塑成型后再采用激光焊接工藝，以降低工藝難度，使產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高，能滿足高強(qiáng)度阻燃防爆技術(shù)的要求。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。蜂窩狀球形中空填充體，中心是一貫穿的中心管體，在中心管體的圓周設(shè)置六個兩兩相接的蜂窩狀六邊形，所述中心管體呈圓形或正六邊形，每個蜂窩狀六邊形的外側(cè)面連接一個縱向的扇形翅片，在中心管體的中間橫截面上設(shè)置有圓形翅片與每個所述蜂窩狀六邊形的外側(cè)面連接，在所述中心管體的中間橫截面上設(shè)置有一個或兩個貫穿管體與所述中心管體及其外部的蜂窩狀六邊形貫通，由一個貫穿管體與所述中心管體形成十字交叉，由兩個貫穿管體與所述中心管體呈兩兩垂直交叉，所述貫穿管體呈圓形、正六邊形、正五邊形或正四邊形中的任意一種；在所述圓形翅片與蜂窩狀六邊形連接的位置，以及所述貫穿管體與所述蜂窩狀六邊形連接的位置，設(shè)置有圓形的孔隙；在所述蜂窩狀六邊形的外側(cè)面上對稱的設(shè)有圓孔，所述圓孔位于蜂窩狀六邊形上異于扇形翅片所在的外側(cè)面上。本發(fā)明提供的蜂窩狀球形中空填充體采用一種具有特殊薄壁結(jié)構(gòu)設(shè)計，并添加高分子復(fù)合材料的介質(zhì)材料，可按一定密度填充于易揮發(fā)易燃易爆液氣體容器內(nèi)，消除存貯容器中的爆炸點(diǎn)，使其失去爆炸條件，從而有效防止易揮發(fā)液氣體容器因火花、誤操作、靜電釋放、外部撞擊明火、槍擊、恐怖襲擊等多種原因引發(fā)的爆炸事故；而且具有顯著的抑制火苗效果，可將熱輻射降到最低程度。該產(chǎn)品能顯著提高設(shè)備的本質(zhì)安全度，降低了帶來高昂經(jīng)濟(jì)財產(chǎn)和生命損失的火災(zāi)和爆炸風(fēng)險。蜂窩狀球形中空填充體根據(jù)密度要求填充于容器內(nèi)，其抑爆機(jī)理在于可阻止揮發(fā)性液氣體在爆炸引發(fā)以后瞬間熱量釋放而產(chǎn)生破壞性壓力。蜂窩狀球形中空填充體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)將空間分割成無數(shù)“小室”，相比于現(xiàn)有技術(shù)(申請?zhí)?00780050216. 7公開的一種球形填充體)公開的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本發(fā)明可將分割成的“小室”之間進(jìn)行有機(jī)連通，保證空間內(nèi)部液體的流動性，一方面可以抑制火苗的擴(kuò)散傳播；另一方面可以通過這種多孔填充物的優(yōu)良吸熱性及其延伸的表面積將局部熱量快速擴(kuò)散出去，從而達(dá)到消除爆炸點(diǎn)和使其失去爆炸條件的目的。填充蜂窩狀球形中空填充體的容器內(nèi)可燃?xì)怏w發(fā)生燃燒時，可以使壓力和溫度控制在一定范圍內(nèi)，緩慢燃燒至火焰熄滅，并阻止火焰向四周傳播的速度，同時冷卻火焰周邊溫度，直至火焰熄滅，從而防止容器破裂發(fā)生爆炸。研究數(shù)據(jù)表明蜂窩狀球形中空填充體可顯著降低燃燒和爆炸壓力。本發(fā)明的蜂窩狀球形中空填充體，相較于惰性氣體填充裝置，制造成本更低，而且無需持續(xù)的高昂維護(hù)費(fèi)用；相較于聚氨酯泡棉材料和金屬箔網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的防爆材料，不產(chǎn)生碎屑等殘余物，無油品氧化等污染現(xiàn)象，無后續(xù)影響，使用壽命長；相較于金屬箔網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的阻隔防爆材料，更加便于安裝，且不受空間限制，易于取出清洗維護(hù)。安裝，使用和維護(hù)成本極低，更易于推廣使用。對于內(nèi)部結(jié)構(gòu)形狀較為復(fù)雜的裝置，優(yōu)勢極為明顯。具體體現(xiàn)在
在遇到電火花，外部明火、焊接、靜電、槍擊、誤操作等意外事故時，能有效防止易揮發(fā)燃料和危險化學(xué)品發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，提高設(shè)備的本質(zhì)安全度；
該抑爆產(chǎn)品的機(jī)械和化學(xué)性能穩(wěn)定，抗腐蝕性強(qiáng)，無污染，可防止容器內(nèi)壁腐蝕，避免泄漏和延長容器壽命；
增強(qiáng)油罐和容器的抗沖擊力；
顯著減緩浪涌現(xiàn)象，減輕液體晃動程度以防止在運(yùn)輸過程中因液體快速流動而造成油罐重心發(fā)生危險偏移，從而最大可能地避免了因運(yùn)輸車輛在急轉(zhuǎn)彎、急?；蚣铀僭斐傻姆囀鹿剩踔量擅黠@降低輪胎損耗；
預(yù)防BLEVE現(xiàn)象(BLEVE現(xiàn)象即液體沸點(diǎn)氣化膨脹爆炸的縮寫，油罐遭遇火災(zāi)時，因罐內(nèi)氣體液化導(dǎo)致壓力急劇增加，極易導(dǎo)致容器斷裂，形成爆炸。)，一方面可以為疏散危險區(qū)域人群爭取時間，另一方面可增加容器存活和救火員滅火的可能性；
油氣運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的慣性力被阻燃抑爆材料均勻分散，很大程度地降低了對油罐內(nèi)壁的沖擊。油罐內(nèi)的隔板，除非結(jié)構(gòu)支撐的需要，也可以去掉。消除靜電釋放，該產(chǎn)品可消除燃料在運(yùn)輸過程中因液體流動摩擦和劇烈攪動產(chǎn)生造成的靜電；
提供全天候防護(hù)，防止因雷擊引發(fā)的爆炸；
意外泄漏時，可直接對容器補(bǔ)焊泄漏點(diǎn)；
發(fā)生起火事件，可顯著降低熱輻射和火焰高度，為及時救火工作帶來方便；
阻燃抑爆儲油容器能夠迅速將降低碳?xì)浠衔锏扔蜌廪D(zhuǎn)化為油珠，抑制油氣揮發(fā)。即節(jié)省成本，又能減少環(huán)境污染；
與此同時，本發(fā)明提供的蜂窩狀球形中空填充體可以降低維護(hù)費(fèi)用。燃料容器的現(xiàn)場維護(hù)是個高成本的問題，然而，安裝了抑爆材料的容器可以顯著降低故障停工時間和人員成本損失。比如某裝置油箱在某地發(fā)生了故障。通常，維護(hù)人員需要致電基地排干油料并移除故障油箱，油箱被運(yùn)回維修基地進(jìn)行蒸汽清洗，經(jīng)過維修以后，油箱再被運(yùn)回鉆井現(xiàn)場 重新安裝。如果油箱裝備有抑爆材料，可以進(jìn)行現(xiàn)場維修，不必移除、運(yùn)輸和清洗油箱，從而顯著減少了停工時間和人力成本損失。全面了解蜂窩狀球形中空填充體的安全性會帶來更大潛在的利益和節(jié)省。如果員工了解到設(shè)備和貯藏罐受到可靠保護(hù)，在發(fā)生火災(zāi)時，他們會信心十足地留下來滅火，因?yàn)樗麄兿嘈挪粫l(fā)生爆炸。因此，阻燃抑爆安全教育也是非常重要的一個方面。蜂窩狀球形中空填充體的安裝簡單，清洗和維護(hù)成本低、維修簡便，一旦投入使用，無需復(fù)雜和持續(xù)的運(yùn)行及維護(hù)成本，易于推廣使用；
蜂窩狀球形中空填充體特定的尺寸和形狀可以適應(yīng)任何形狀以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的容器?？砂惭b于現(xiàn)存燃料系統(tǒng)，不受空間約束，既存的燃料部件如油泵和輸送單元等可自由運(yùn)作不受限制，沒有必要改造或重新設(shè)計。蜂窩狀球形中空填充體的機(jī)械和化學(xué)性能穩(wěn)定、抗腐蝕性強(qiáng)、無污染，可接觸汽油、柴油、酒精、乙醚、液態(tài)化工易燃品等等，不與常用易燃性液體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)；不易變形，不易碎裂，不損耗，擠壓或摩擦后不產(chǎn)生碎屑或粉末等殘余物；重量輕，體積僅占被填充容器< 4 8% ;使用壽命長久；可安裝于高溫環(huán)境；易于清洗，可重復(fù)使用；對油料無吸收性；對燃料系統(tǒng)性能無影響；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，抗壓縮，抗沖擊；
蜂窩狀球形中空填充體可廣泛應(yīng)用于眾多民用，工業(yè)和軍用領(lǐng)域，比如，車船儲油裝置，油氣罐、加油加氣罐、運(yùn)油車。在危險條件下運(yùn)行的交通工具，如軍用飛機(jī)、V. I. P.車輛-專用于護(hù)送外交人員和其他重要官員的豪華轎車、警車、特種運(yùn)輸卡車、軍用車、消防車、以及軍用艦艇、油輪的油氣罐等，尤其適合使用阻燃抑爆材料裝備的油箱。在工業(yè)領(lǐng)域中，各種存儲燃料和化學(xué)品的容器的防爆；油庫、汽庫，各種易燃易爆油、氣管道，熱交換器、防火網(wǎng)、過濾器、阻火器等；在森林火災(zāi)的救護(hù)中，從直升飛機(jī)到其他車輛的應(yīng)用更為突出。在軍事領(lǐng)域中用途更為廣泛，比如軍用汽車、軍用人員及設(shè)備運(yùn)載工具、裝甲車輛、飛機(jī)和艦艇油箱、油庫和油罐，機(jī)場的防爆等。新型納米材料尤其適合配備復(fù)雜結(jié)構(gòu)油箱的軍用飛行器的應(yīng)用。在民用領(lǐng)域中，該技術(shù)在加油加氣站、運(yùn)油車、液化氣罐運(yùn)輸車、大型載客車、貯油庫、集裝罐、便攜式油罐、工作艇和海岸巡邏艇、油輪、民航客機(jī)等的廣泛應(yīng)用，將對各領(lǐng)域的發(fā)展提供安全保障，提高我國公共安全水平。城市加油站出于安全原因多采用地埋式油罐，很多舊加油站或新建加油站也都靠近水源區(qū)，其中很多年限較久的都有滲漏現(xiàn)象，油氣中的苯是致癌物之一，對地下水構(gòu)成嚴(yán)重威脅。使用該技術(shù)可以將地埋式油罐改為地面移動式防爆加油裝置，從而避免油品滲漏引起的地下水污染。這種新技術(shù)在一些特定場合下對于保障生命和財產(chǎn)顯得尤為重要，比如
油庫或飛機(jī)緊急著陸發(fā)生燃油泄漏引起的火災(zāi)。在因火災(zāi)無法接近閥門或油箱在液面以下發(fā)生破損的情況下，石化工業(yè)的救火員有時需要面臨使用破損輸油管進(jìn)行持續(xù)加油的狀況。在運(yùn)輸行業(yè)，比如飛機(jī)緊急著陸時，火勢經(jīng)常會阻隔救火員穿過火墻救援被困人群的道路。該技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，應(yīng)用范圍廣泛，產(chǎn)品市場前景極為廣闊。目前，液態(tài)和氣態(tài)燃料以及危險化學(xué)品火災(zāi)爆炸防范技術(shù)和措施大多是被動型的，難于真正減少突發(fā)事故帶來的損失。而蜂窩狀球形中空填充體可有效提高液氣態(tài)燃料及化學(xué)品儲運(yùn)設(shè)施、設(shè)備、運(yùn)輸工具的本質(zhì)安全度，能夠增強(qiáng)預(yù)防火災(zāi)爆炸事故的主動性，最大限度地減少危險化學(xué)品火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生及危害作用。目前，各種防爆技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事和民用行業(yè)。加拿大、美國、德國、英國、斯堪的那維亞半島等國家和地區(qū)，在公共汽車、運(yùn)油車、流動加油車、貯油車、加油站、尤其是在危險條件下運(yùn)行的交通工具等都得到了普遍的應(yīng)用。蜂窩狀球形中空填充體的成功推廣和應(yīng)用，將是一項(xiàng)利國利民的大好事，更具有顯著的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效應(yīng)。


下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖I是本發(fā)明所述蜂窩狀球形中空填充體的立體結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明所述蜂窩狀球形中空填充體的主視結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明所述蜂窩狀球形中空填充體的俯視結(jié)構(gòu)圖。圖4是本發(fā)明所述蜂窩狀球形中空填充體的測試結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式如圖1-4所示，蜂窩狀球形中空填充體，中心是一貫穿的中心管體I，在中心管體I的圓周設(shè)置六個兩兩相接的蜂窩狀六邊形2，所述中心管體I呈圓形或正六邊形，由中心管體I和蜂窩狀六邊形2對整個蜂窩狀球形中空填充體提供支撐；
每個蜂窩狀六邊形2的外側(cè)面連接一個縱向的扇形翅片3，扇形翅片3對蜂窩狀六邊形2起到加強(qiáng)筋的作用，在中心管體I的中間橫截面上設(shè)置有圓形翅片4與每個所述蜂窩狀六邊形2的外側(cè)面連接，所述圓形翅片4可以加強(qiáng)中心管體I和蜂窩狀六邊形2的橫向強(qiáng)度。在所述中心管體I的中間橫截面上設(shè)置有一個或兩個貫穿管體5與所述中心管體I及其外部的蜂窩狀六邊形2貫通，由一個貫穿管體5與所述中心管體I形成十字交叉，由兩個貫穿管體5與所述中心管體I呈兩兩垂直交叉(實(shí)施例種采用的是十字交叉的結(jié)構(gòu)，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本技術(shù)方案公開的技術(shù)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)兩兩垂直交叉的具體結(jié)構(gòu))，、不管是十字交叉還是兩兩垂直交叉的結(jié)構(gòu)，都可以對三個軸向進(jìn)行增強(qiáng)強(qiáng)度，當(dāng)然兩兩垂直交叉的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度更高，但制造成本高，十字交叉的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度相對較低，但能夠滿足大部分阻燃防爆的要求，并且制造成本低；所述貫穿管體5呈圓形、正六邊形、正五邊形或正四邊形中的任意一種，本實(shí)施例種采用的是圓形的結(jié)構(gòu)； 在所述圓形翅片4與蜂窩狀六邊形2連接的位置，以及所述貫穿管體5與所述蜂窩狀六邊形2連接的位置，設(shè)置有圓形的孔隙7 ;在所述蜂窩狀六邊形的外側(cè)面上對稱的設(shè)有圓孔6，所述圓孔位于蜂窩狀六邊形2上異于扇形翅片3所在的外側(cè)面上。本發(fā)明提供的蜂窩狀球形中空填充體采用一種具有特殊薄壁結(jié)構(gòu)設(shè)計，并添加高分子復(fù)合材料的介質(zhì)材料，可按一定密度填充于易揮發(fā)易燃易爆液氣體容器內(nèi)，消除存貯容器中的爆炸點(diǎn)，使其失去爆炸條件，從而有效防止易揮發(fā)液氣體容器因火花、誤操作、靜電釋放、外部撞擊明火、槍擊、恐怖襲擊等多種原因引發(fā)的爆炸事故；而且具有顯著的抑制火苗效果，可將熱輻射降到最低程度。該產(chǎn)品能顯著提高設(shè)備的本質(zhì)安全度，降低了帶來高昂經(jīng)濟(jì)財產(chǎn)和生命損失的火災(zāi)和爆炸風(fēng)險。蜂窩狀球形中空填充體根據(jù)密度要求填充于容器內(nèi)，其抑爆機(jī)理在于可阻止揮發(fā)性液氣體在爆炸引發(fā)以后瞬間熱量釋放而產(chǎn)生破壞性壓力。蜂窩狀球形中空填充體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)將空間分割成無數(shù)“小室”，相比于現(xiàn)有技術(shù)(申請?zhí)?00780050216. 7公開的一種球形填充體)公開的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本發(fā)明可將分割成的“小室”之間進(jìn)行有機(jī)連通，保證空間內(nèi)部液體的流動性，一方面可以抑制火苗的擴(kuò)散傳播；另一方面可以通過這種多孔填充物的優(yōu)良吸熱性及其延伸的表面積將局部熱量快速擴(kuò)散出去，從而達(dá)到消除爆炸點(diǎn)和使其失去爆炸條件的目的。填充蜂窩狀球形中空填充體的容器內(nèi)可燃?xì)怏w發(fā)生燃燒時，可以使壓力和溫度控制在一定范圍內(nèi)，緩慢燃燒至火焰熄滅，并阻止火焰向四周傳播的速度，同時冷卻火焰周邊溫度，直至火焰熄滅，從而防止容器破裂發(fā)生爆炸。研究數(shù)據(jù)表明蜂窩狀球形中空填充體可顯著降低燃燒和爆炸壓力。本發(fā)明的蜂窩狀球形中空填充體，相較于惰性氣體填充裝置，制造成本更低，而且無需持續(xù)的高昂維護(hù)費(fèi)用；相較于聚氨酯泡棉材料和金屬箔網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的防爆材料，不產(chǎn)生碎屑等殘余物，無油品氧化等污染現(xiàn)象，無后續(xù)影響，使用壽命長；相較于金屬箔網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的阻隔防爆材料，更加便于安裝，且不受空間限制，易于取出清洗維護(hù)。安裝，使用和維護(hù)成本極低，更易于推廣使用。對于內(nèi)部結(jié)構(gòu)形狀較為復(fù)雜的裝置，優(yōu)勢極為明顯。具體體現(xiàn)在
在遇到電火花，外部明火、焊接、靜電、槍擊、誤操作等意外事故時，能有效防止易揮發(fā)燃料和危險化學(xué)品發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，提高設(shè)備的本質(zhì)安全度；
該抑爆產(chǎn)品的機(jī)械和化學(xué)性能穩(wěn)定，抗腐蝕性強(qiáng)，無污染，可防止容器內(nèi)壁腐蝕，避免泄漏和延長容器壽命；
增強(qiáng)油罐和容器的抗沖擊力；
顯著減緩浪涌現(xiàn)象，減輕液體晃動程度以防止在運(yùn)輸過程中因液體快速流動而造成油罐重心發(fā)生危險偏移，從而最大可能地避免了因運(yùn)輸車輛在急轉(zhuǎn)彎、急?；蚣铀僭斐傻姆囀鹿?，甚至可明顯降低輪胎損耗；
預(yù)防BLEVE現(xiàn)象(BLEVE現(xiàn)象即液體沸點(diǎn)氣化膨脹爆炸的縮寫，油罐遭遇火災(zāi)時，因罐內(nèi)氣體液化導(dǎo)致壓力急劇增加，極易導(dǎo)致容器斷裂，形成爆炸。)，一方面可以為疏散危險區(qū)域人群爭取時間，另一方面可增加容器存活和救火員滅火的可能性；
油氣運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的慣性力被阻燃抑爆材料均勻分散，很大程度地降低了對油罐內(nèi)壁的沖擊。油罐內(nèi)的隔板，除非結(jié)構(gòu)支撐的需要，也可以去掉。消除靜電釋放，該產(chǎn)品可消除燃料在運(yùn)輸過程中因液體流動摩擦和劇烈攪動產(chǎn)生造成的靜電；
提供全天候防護(hù)，防止因雷擊引發(fā)的爆炸；
意外泄漏時，可直接對容器補(bǔ)焊泄漏點(diǎn)；
發(fā)生起火事件，可顯著降低熱輻射和火焰高度，為及時救火工作帶來方便；
阻燃抑爆儲油容器能夠迅速將降低碳?xì)浠衔锏扔蜌廪D(zhuǎn)化為油珠，抑制油氣揮發(fā)。即節(jié)省成本，又能減少環(huán)境污染；
與此同時，本發(fā)明提供的蜂窩狀球形中空填充體可以降低維護(hù)費(fèi)用。燃料容器的現(xiàn)場維護(hù)是個高成本的問題，然而，安裝了抑爆材料的容器可以顯著降低故障停工時間和人員成本損失。比如某裝置油箱在某地發(fā)生了故障。通常，維護(hù)人員需要致電基地排干油料并移除故障油箱，油箱被運(yùn)回維修基地進(jìn)行蒸汽清洗，經(jīng)過維修以后，油箱再被運(yùn)回鉆井現(xiàn)場重新安裝。如果油箱裝備有抑爆材料，可以進(jìn)行現(xiàn)場維修，不必移除、運(yùn)輸和清洗油箱，從而顯著減少了停工時間和人力成本損失。全面了解蜂窩狀球形中空填充體的安全性會帶來更大潛在的利益和節(jié)省。如果員工了解到設(shè)備和貯藏罐受到可靠保護(hù)，在發(fā)生火災(zāi)時，他們會信心十足地留下來滅火，因?yàn)樗麄兿嘈挪粫l(fā)生爆炸。因此，阻燃抑爆安全教育也是非常重要的一個方面。蜂窩狀球形中空填充體的安裝簡單，清洗和維護(hù)成本低、維修簡便，一旦投入使用，無需復(fù)雜和持續(xù)的運(yùn)行及維護(hù)成本，易于推廣使用；
蜂窩狀球形中空填充體特定的尺寸和形狀可以適應(yīng)任何形狀以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的容器?？砂惭b于現(xiàn)存燃料系統(tǒng)，不受空間約束，既存的燃料部件如油泵和輸送單元等可自由運(yùn)作不受限制，沒有必要改造或重新設(shè)計。蜂窩狀球形中空填充體的機(jī)械和化學(xué)性能穩(wěn)定、抗腐蝕性強(qiáng)、無污染，可接觸汽油、柴油、酒精、乙醚、液態(tài)化工易燃品等等，不與常用易燃性液體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)；不易變形，不易碎裂，不損耗，擠壓或摩擦后不產(chǎn)生碎屑或粉末等殘余物；重量輕，體積僅占被填充容器< 4 8% ;使用壽命長久；可安裝于高溫環(huán)境；易于清洗，可重復(fù)使用；對油料無吸收性；對燃料系統(tǒng)性能無影響；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，抗壓縮，抗沖擊；
蜂窩狀球形中空填充體可廣泛應(yīng)用于眾多民用，工業(yè)和軍用領(lǐng)域，比如，車船儲油裝置，油氣罐、加油加氣罐、運(yùn)油車。在危險條件下運(yùn)行的交通工具，如軍用飛機(jī)、V. I. P.車輛-專用于護(hù)送外交人員和其他重要官員的豪華轎車、警車、特種運(yùn)輸卡車、軍用車、消防車、以及軍用艦艇、油輪的油氣罐等，尤其適合使用阻燃抑爆材料裝備的油箱。在工業(yè)領(lǐng)域中，各種存儲燃料和化學(xué)品的容器的防爆；油庫、汽庫，各種易燃易爆油、氣管道，熱交換器、防火網(wǎng)、過濾器、阻火器等；在森林火災(zāi)的救護(hù)中，從直升飛機(jī)到其他車輛的應(yīng)用更為突出。 在軍事領(lǐng)域中用途更為廣泛，比如軍用汽車、軍用人員及設(shè)備運(yùn)載工具、裝甲車輛、飛機(jī)和艦艇油箱、油庫和油罐，機(jī)場的防爆等。新型納米材料尤其適合配備復(fù)雜結(jié)構(gòu)油箱的軍用飛行 器的應(yīng)用。在民用領(lǐng)域中，該技術(shù)在加油加氣站、運(yùn)油車、液化氣罐運(yùn)輸車、大型載客車、貯油庫、集裝罐、便攜式油罐、工作艇和海岸巡邏艇、油輪、民航客機(jī)等的廣泛應(yīng)用，將對各領(lǐng)域的發(fā)展提供安全保障，提高我國公共安全水平。城市加油站出于安全原因多采用地埋式油罐，很多舊加油站或新建加油站也都靠近水源區(qū)，其中很多年限較久的都有滲漏現(xiàn)象，油氣中的苯是致癌物之一，對地下水構(gòu)成嚴(yán)重威脅。使用該技術(shù)可以將地埋式油罐改為地面移動式防爆加油裝置，從而避免油品滲漏引起的地下水污染。這種新技術(shù)在一些特定場合下對于保障生命和財產(chǎn)顯得尤為重要，比如
油庫或飛機(jī)緊急著陸發(fā)生燃油泄漏引起的火災(zāi)。在因火災(zāi)無法接近閥門或油箱在液面以下發(fā)生破損的情況下，石化工業(yè)的救火員有時需要面臨使用破損輸油管進(jìn)行持續(xù)加油的狀況。在運(yùn)輸行業(yè)，比如飛機(jī)緊急著陸時，火勢經(jīng)常會阻隔救火員穿過火墻救援被困人群的道路。該技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，應(yīng)用范圍廣泛，產(chǎn)品市場前景極為廣闊。目前，液態(tài)和氣態(tài)燃料以及危險化學(xué)品火災(zāi)爆炸防范技術(shù)和措施大多是被動型的，難于真正減少突發(fā)事故帶來的損失。而蜂窩狀球形中空填充體可有效提高液氣態(tài)燃料及化學(xué)品儲運(yùn)設(shè)施、設(shè)備、運(yùn)輸工具的本質(zhì)安全度，能夠增強(qiáng)預(yù)防火災(zāi)爆炸事故的主動性，最大限度地減少危險化學(xué)品火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生及危害作用。目前，各種防爆技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事和民用行業(yè)。加拿大、美國、德國、英國、斯堪的那維亞半島等國家和地區(qū)，在公共汽車、運(yùn)油車、流動加油車、貯油車、加油站、尤其是在危險條件下運(yùn)行的交通工具等都得到了普遍的應(yīng)用。蜂窩狀球形中空填充體的成功推廣和應(yīng)用，將是一項(xiàng)利國利民的大好事，更具有顯著的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種蜂窩狀球形中空填充體，其特征在于，中心是一貫穿的中心管體，在中心管體的圓周設(shè)置六個兩兩相接的蜂窩狀六邊形，每個蜂窩狀六邊形的外側(cè)面連接一個縱向的扇形翅片，在中心管體的中間橫截面上設(shè)置有圓形翅片與每個所述蜂窩狀六邊形的外側(cè)面連接，在所述中心管體的中間橫截面上設(shè)置有一個或兩個貫穿管體與所述中心管體及其外部的蜂窩狀六邊形貫通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蜂窩狀球形中空填充體，其特征在于，所述中心管體呈圓形或正六邊形。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蜂窩狀球形中空填充體，其特征在于，由一個貫穿管體與所述中心管體形成十字交叉。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蜂窩狀球形中空填充體，其特征在于，由兩個貫穿管體與所述中心管體呈兩兩垂直交叉。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蜂窩狀球形中空填充體，其特征在于，所述貫穿管體呈圓形、正六邊形、正五邊形或正四邊形中的任意一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蜂窩狀球形中空填充體，其特征在于，在所述圓形翅片與蜂窩狀六邊形連接的位置，以及所述貫穿管體與所述蜂窩狀六邊形連接的位置，設(shè)置有圓形的孔隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蜂窩狀球形中空填充體，其特征在于，在所述蜂窩狀六邊形的外側(cè)面上對稱的設(shè)有圓孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的蜂窩狀球形中空填充體，其特征在于，所述圓孔位于蜂窩狀六邊形上異于扇形翅片所在的外側(cè)面上。
全文摘要
蜂窩狀球形中空填充體，中心是一貫穿的中心管體，在中心管體的圓周設(shè)置六個兩兩相接的蜂窩狀六邊形，每個蜂窩狀六邊形的外側(cè)面連接一個縱向的扇形翅片，在中心管體的中間橫截面上設(shè)置有圓形翅片與每個所述蜂窩狀六邊形的外側(cè)面連接，在所述中心管體的中間橫截面上設(shè)置有一個或兩個貫穿管體與所述中心管體及其外部的蜂窩狀六邊形貫通。蜂窩狀球形中空填充體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)將空間分割成無數(shù)“小室”，本發(fā)明可將分割成的“小室”之間進(jìn)行有機(jī)連通，保證空間內(nèi)部液體的流動性，一方面可以抑制火苗的擴(kuò)散傳播；另一方面可以通過這種多孔填充物的優(yōu)良吸熱性及其延伸的表面積將局部熱量快速擴(kuò)散出去，從而達(dá)到消除爆炸點(diǎn)和使其失去爆炸條件的目的。
文檔編號F17C13/12GK102614604SQ201210087370
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者張祖學(xué) 申請人:常熟市新港農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷有限公司