[发明专利]一种变壁厚复合防爆结构

说明书

本发明公开了一种变壁厚复合防爆结构，属于社会公共安全防爆领域。所述的变壁厚复合防爆结构是内部为空腔的旋转体，结构由内而外包括液体层、气凝胶层、纤维层。液体由上端进液阀门进入橡胶袋内，液体层自下而上厚度逐渐变薄，并不断向内收缩，母线上存在0至2个向内凸起的折点；气凝胶层与纤维层等高且低于液体层；纤维层采用芳纶编织布/超高分子量聚乙烯纤维无纬布的混杂纤维复合材料，其下端绕过液体层底部。本发明变壁厚复合防爆结构优异新颖、自重轻、成本低，基于此结构制成的防爆装置防爆作用可靠、明显降低爆炸物爆炸冲击波、破片和爆轰产物杀伤作用，可应用于在一些人员聚集区如地铁站、车站、大型市场、商场、超市等地点发现不明爆炸物时进行隔离、进而快速妥善安全处置(失效或销毁)，以解决当前可靠处置爆炸物所面临的难题。

技术领域

本发明涉及一种变壁厚复合防爆结构，属于社会公共安全领域。

背景技术

爆炸恐怖袭击、涉爆刑事犯罪已成为国内外社会公共安全的主要威胁之一。爆炸恐怖因其具有行动隐蔽、实施简单、毁伤规模大等特点，易造成持久、广泛的社会大众恐怖心理，已成为当今恐怖分子最常用、最普遍的活动形式。因此，及时有效反击爆炸恐怖袭击、处置各类爆炸物是公共安全部门所面临的难题之一。

传统的爆炸物处置装置主要包括防爆球、防爆罐(桶)和防爆围栏/毯。防爆球和防爆罐(桶)虽然能够处理当量较大的爆炸物，但因主要采用金属合金制成，存在自重过大，不易移动等缺点，处置时需移动爆炸物存在错误触发的可能；处置当量不明的爆炸物时，存在因爆炸威力过大而自身解体产生更多二次破片的巨大威胁。防爆围栏/毯虽然自重较低，易搬运，但因主要由纤维复合材料制成，对大当量爆炸物产生的强冲击波防护能力较弱。采用柔性轻质材料，如液体(水、甘油)、气凝胶和高性能纤维复合材料，设计新型防爆结构，由此制成的一系列爆炸物处置装置可避免传统爆炸物处置装置的缺点，兼顾其优点，具备安全防护当量高、自重低和无二次伤害等优点。

设计应对爆炸物内爆炸的新型防护结构需要考虑的载荷包括爆炸产生的冲击波、破片和高温爆轰产物。

材料对冲击波的削弱能力主要依赖于材料的波阻抗，水与甘油等液体的波阻抗很高，具备与混凝土相当的冲击波削弱能力。很多研究表明，爆炸冲击波作用液体墙时，绝大部分冲击波被反射回去，透射出液体墙的冲击波强度很低。与炸药处于等高的液体部分受到的冲击波载荷远强于处在高于炸药的液体部分，等厚度的液体墙下端液体容易被冲击波击垮而成为防护缺口，而上端液体较长时间保持完整而过度防护。因此，设计液体墙时出于高效防护和减轻自重考虑，应当采用下端厚上端薄的结构。另外，在利用液体墙防护内爆炸产生的冲击波时，需要考虑反射回的冲击波绕射出水墙的影响。绕射出液体墙的冲击波具有较高的冲击波峰值，可能会对周围人员和设备造成伤害。一种降低绕射冲击波强度的方法就是增大液体墙与冲击波的碰撞面积，促进两者的相互作用，从而降低绕射出液体墙的冲击波能量。气凝胶与纤维复合材料的波阻抗虽然相对于液体较低，但可通过自身变形吸收冲击波能量，延缓冲击波到达防护结构外部的时间。

液体(比如水)可利用自身惯性对高速破片产生很大的阻力，能在很短的距离内衰减破片速度。高性能纤维复合材料可通过自身大面积变形高效捕获低速破片。内液体外纤维的组合结构是一种高效防护破片的合理搭配。

另外，液体(如水)在爆炸条件下能够解体，形成无数的液体颗粒而具备巨大的比表面积，能够高效地吸收爆炸产物的热量，降低周围的温升。

发明内容

本发明目的是提供一种变壁厚复合防爆结构，可避免因爆炸物当量过大而引起的二次附加伤害；充分考虑防护机理的非均匀设计一方面能够安全可靠的防护爆炸产生的冲击波、破片和爆轰产物等多种威胁，另一方面能够很大程度降低自身重量，提高搬运时的机动性，并降低经济成本。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。