專利名稱：一種簡(jiǎn)易球形中空填充體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及球形填充體，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(xiǎn)化學(xué)品的儲(chǔ)存、運(yùn)輸設(shè)施和工具的防爆問(wèn)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(guó)防爆研究的重大課題之一。為保障我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生產(chǎn)的安全進(jìn)行，國(guó)家先后制定并出臺(tái)了一系列相關(guān)規(guī)定和措施以保障人民生命和財(cái)產(chǎn)的安全，同時(shí)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(shì)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(guó)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(guó)，我國(guó)危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)的形勢(shì)也較為嚴(yán)峻，其關(guān)鍵因素之一在于材料生產(chǎn)和儲(chǔ)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(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)極大損失和危害。據(jù)2006年統(tǒng)計(jì)，全國(guó)共有加油站9萬(wàn)余座。由于國(guó)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(shí)可能發(fā)生。目前我國(guó)有近40萬(wàn)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(wàn)顆定時(shí)炸彈。成品油在運(yùn)輸過(guò)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(guó)防安全的需要，社會(huì)不安定因素和國(guó)內(nèi)外恐怖活動(dòng)的存在，都對(duì)安全防爆問(wèn)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(wèn)題勢(shì)在必行！
針對(duì)爆炸產(chǎn)生的主要原因，目前各行業(yè)大多采用被動(dòng)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(rùn)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(chǔ)罐爆炸產(chǎn)生的主要原因
1)溫度過(guò)熱或燃燒導(dǎo)致的容器內(nèi)壓力過(guò)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(dòng)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(lái)的損失。近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，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(guó)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(cè)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(cè)試項(xiàng)目，不少防爆系統(tǒng)已經(jīng)通過(guò)相關(guān)領(lǐng)域的關(guān)鍵測(cè)試，被證實(shí)對(duì)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(lái)保護(hù)各種交通工具的油箱。 通過(guò)向易燃易爆物質(zhì)內(nèi)填充防爆材料來(lái)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(xiǎn)的場(chǎng)合。本質(zhì)安全技術(shù)是防爆技術(shù)的發(fā)展方向。不過(guò)，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(gè)行業(yè)中去。下面簡(jiǎn)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(gè)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(guó)環(huán)球航空公司800航班在從紐約JFK機(jī)場(chǎng)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(guò)高為由拒絕這一提議。美國(guó)運(yùn)輸部部長(zhǎng)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(hào)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?qǐng)?bào)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(shuō)，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(shí)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(guó)和英國(guó)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(shí)應(yīng)用于油罐的惰性系統(tǒng)。不過(guò)，美國(guó)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(guò)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(jí)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(xiǎn)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(chǔ)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(guó)對(duì)阻隔防爆材料的研究比國(guó)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(guó)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(wèn)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(guò)程繁瑣，操作非常困難，通常需要對(duì)現(xiàn)有的儲(chǔ)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(wèn)題，金屬箔材料衍生出一種球形產(chǎn)品，可通過(guò)管狀入口裝入容器，但因小球互相鉤掛，在裝填過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生擁堵現(xiàn)象，阻塞裝填管路，同時(shí)也不易裝滿容器。3)該材料在車輛移動(dòng)過(guò)程中會(huì)與油罐內(nèi)壁及自身摩擦磨損產(chǎn)生金屬碎屑，不但對(duì)油品使用帶來(lái)不利影響，而且阻塞污染油路管道和過(guò)濾系統(tǒng)的問(wèn)題。4)該材料在使用過(guò)程中經(jīng)過(guò)油料的長(zhǎng)時(shí)間晃蕩、沖擊會(huì)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(duì)油品性能產(chǎn)生不利影響，例如長(zhǎng)期使用后油品的酸度和實(shí)際肢質(zhì)會(huì)增加，汽油的辛炕值、誘導(dǎo)期和柴油的十六兢值會(huì)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(guó)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(méi)有理想的阻隔防爆材料投入使用，因此亟需開(kāi)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(kāi)技術(shù)是申請(qǐng)?zhí)?00780050216.7公開(kāi)的一種球形填充體(其申請(qǐng)日是2007年10月16日，
公開(kāi)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(gè)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(chǎng)進(jìn)行自動(dòng)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(chǎng)加工成本較低。但缺點(diǎn)也比較明顯在軸向采用多個(gè)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(guò)多，則會(huì)增加制造成本，并且影響容器內(nèi)液體的流動(dòng)性，而如果使用圓形片狀體的數(shù)量過(guò)少，則又會(huì)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(duì)于防爆級(jí)別較高的場(chǎng)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(duì)現(xiàn)有阻隔防爆技術(shù)存在的缺陷及問(wèn)題，我們開(kāi)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(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。一種簡(jiǎn)易球形中空填充體，包括兩個(gè)垂直相交的X軸圓形體和Y軸圓形體,X軸圓形體和Y軸圓形體的半徑相等并且圓心重疊，在所述X軸圓形體和Y軸圓形體上均勻連接有3-5個(gè)Z軸圓形體，所述3-5個(gè)Z軸圓形體等分分布在X軸圓形體和Y軸圓形體的相交線上,并且每個(gè)所述Z軸圓形體都與X軸圓形體和Y軸圓形體的相交線垂直，每個(gè)所述Z軸圓形體的直徑與其相交位置的X軸圓形體或Y軸圓形體的圓弧寬度相等；每個(gè)Z軸圓形體被所述X軸圓形體和Y軸圓形體分成四等份，在每個(gè)等份的Z軸圓形體的中央設(shè)置有圓孔；在每個(gè)X軸圓形體和Y軸圓形體被相鄰兩個(gè)Z軸圓形體分割成的區(qū)域內(nèi)設(shè)置有對(duì)稱的兩個(gè)圓孑L。本發(fā)明提供的簡(jiǎn)易球形中空填充體采用一種具有特殊薄壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(lái)高昂經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)和生命損失的火災(zāi)和爆炸風(fēng)險(xiǎn)。一種簡(jiǎn)易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。簡(jiǎn)易球形中空填充體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)將空間分割成無(wú)數(shù)“小室”，相比于現(xiàn)有技術(shù)(申請(qǐng)?zhí)?00780050216. 7公開(kāi)的一種球形填充體)公開(kāi)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(dòng)性，一方面可以抑制火苗的擴(kuò)散傳播；另一方面可以通過(guò)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。填充簡(jiǎn)易球形中空填充體的容器內(nèi)可燃?xì)怏w發(fā)生燃燒時(shí)，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(shí)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)表明簡(jiǎn)易球形中空填充體可顯著降低燃燒和爆炸壓力。本發(fā)明的簡(jiǎn)易球形中空填充體，相較于惰性氣體填充裝置，制造成本更低，而且無(wú)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(wú)油品氧化等污染現(xiàn)象，無(wú)后續(xù)影響，使用壽命長(zhǎng)；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(duì)于內(nèi)部結(jié)構(gòu)形狀較為復(fù)雜的裝置，優(yōu)勢(shì)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(shí)，能有效防止易揮發(fā)燃料和危險(xiǎn)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(wú)污染，可防止容器內(nèi)壁腐蝕，避免泄漏和延長(zhǎng)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(dòng)程度以防止在運(yùn)輸過(guò)程中因液體快速流動(dòng)而造成油罐重心發(fā)生危險(xiǎn)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(shí)，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(xiǎn)區(qū)域人群爭(zhēng)取時(shí)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(guò)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(duì)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(guò)程中因液體流動(dòng)摩擦和劇烈攪動(dòng)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(shí)，可直接對(duì)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(shí)救火工作帶來(lái)方便；
阻燃抑爆儲(chǔ)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(shí)，本發(fā)明提供的簡(jiǎn)易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(chǎng)維護(hù)是個(gè)高成本的問(wèn)題，然而，安裝了抑爆材料的容器可以顯著降低故障停工時(shí)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(guò)維修以后，油箱再被運(yùn)回鉆井現(xiàn)場(chǎng)重新安裝。如果油箱裝備有抑爆材料，可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維修，不必移除、運(yùn)輸和清洗油箱，從而顯著減少了停工時(shí)間和人力成本損失。全面了解簡(jiǎn)易球形中空填充體的安全性會(huì)帶來(lái)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(shí)，他們會(huì)信心十足地留下來(lái)滅火，因?yàn)樗麄兿嘈挪粫?huì)發(fā)生爆炸。因此，阻燃抑爆安全教育也是非常重要的一個(gè)方面。簡(jiǎn)易球形中空填充體的安裝簡(jiǎn)單，清洗和維護(hù)成本低、維修簡(jiǎn)便，一旦投入使用，無(wú)需復(fù)雜和持續(xù)的運(yùn)行及維護(hù)成本，易于推廣使用；
簡(jiǎn)易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。可安裝于現(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(méi)有必要改造或重新設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)易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(wú)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(zhǎng)久；可安裝于高溫環(huán)境；易于清洗，可重復(fù)使用；對(duì)油料無(wú)吸收性；對(duì)燃料系統(tǒng)性能無(wú)影響；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，抗壓縮，抗沖擊；
簡(jiǎn)易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(chǔ)油裝置，油氣罐、加油加氣罐、運(yùn)油車。在危險(xiǎn)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(chǔ)燃料和化學(xué)品的容器的防爆；油庫(kù)、汽庫(kù)，各種易燃易爆油、氣管道，熱交換器、防火網(wǎng)、過(guò)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(kù)和油罐，機(jī)場(chǎng)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(kù)、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(duì)各領(lǐng)域的發(fā)展提供安全保障，提高我國(guó)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(duì)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(dòng)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(chǎng)合下對(duì)于保障生命和財(cái)產(chǎn)顯得尤為重要，比如
油庫(kù)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(wú)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(shí)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(shí)，火勢(shì)經(jīng)常會(huì)阻隔救火員穿過(guò)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(chǎng)前景極為廣闊。目前，液態(tài)和氣態(tài)燃料以及危險(xiǎn)化學(xué)品火災(zāi)爆炸防范技術(shù)和措施大多是被動(dòng)型的，難于真正減少突發(fā)事故帶來(lái)的損失。而簡(jiǎn)易球形中空填充體可有效提高液氣態(tài)燃料及化學(xué)品儲(chǔ)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(dòng)性，最大限度地減少危險(xiǎn)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(guó)、德國(guó)、英國(guó)、斯堪的那維亞半島等國(guó)家和地區(qū)，在公共汽車、運(yùn)油車、流動(dòng)加油車、貯油車、加油站、尤其是在危險(xiǎn)條件下運(yùn)行的交通工具等都得到了普遍的應(yīng)用。簡(jiǎn)易球形中空填充體的成功推廣和應(yīng)用，將是一項(xiàng)利國(guó)利民的大好事，更具有顯著的社會(huì)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(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖I是本發(fā)明所述簡(jiǎn)易球形中空填充體的立體結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，本發(fā)明實(shí)施例中所述的簡(jiǎn)易球形中空填充體，包括兩個(gè)垂直相交的X軸圓形體I和Y軸圓形體2, X軸圓形體I和Y軸圓形體2的半徑相等并且圓心重疊,在所述X軸圓形體I和Y軸圓形體2上均勻連接有3-5個(gè)Z軸圓形體，所述3-5個(gè)Z軸圓形體3等分分布在X軸圓形體I和Y軸圓形體2的相交線上，并且每個(gè)所述Z軸圓形體3都與X軸圓形體I和Y軸圓形體2的相交線垂直，每個(gè)所述Z軸圓形體3的直徑與其相交位置的X軸圓形體I或Y軸圓形體2的圓弧寬度相等；每個(gè)Z軸圓形體3被所述X軸圓形體I和Y軸圓形體2分成四等份，在每個(gè)等份的Z軸圓形體3的中央設(shè)置有圓孔4 ;在每個(gè)X軸圓形體I和Y軸圓形體2被相鄰兩個(gè)Z軸圓形體3分割成的區(qū)域內(nèi)設(shè)置有對(duì)稱的兩個(gè)圓孔5。本發(fā)明提供的簡(jiǎn)易球形中空填充體采用一種具有特殊薄壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(lái)高昂經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)和生命損失的火災(zāi)和爆炸風(fēng)險(xiǎn)。簡(jiǎn)易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。簡(jiǎn)易球形中空填充體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)將空間分割成無(wú)數(shù)“小室”，相比于現(xiàn)有技術(shù)(申請(qǐng)?zhí)?00780050216. 7公開(kāi)的一種球形填充體)公開(kāi)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(dòng)性，一方面可以抑制火苗的擴(kuò)散傳播；另一方面可以通過(guò)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。
填充簡(jiǎn)易球形中空填充體的容器內(nèi)可燃?xì)怏w發(fā)生燃燒時(shí)，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(shí)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)表明簡(jiǎn)易球形中空填充體可顯著降低燃燒和爆炸壓力。本發(fā)明的簡(jiǎn)易球形中空填充體，相較于惰性氣體填充裝置，制造成本更低，而且無(wú)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(wú)油品氧化等污染現(xiàn)象，無(wú)后續(xù)影響，使用壽命長(zhǎng)；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(duì)于內(nèi)部結(jié)構(gòu)形狀較為復(fù)雜的裝置，優(yōu)勢(shì)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(shí)，能有效防止易揮發(fā)燃料和危險(xiǎn)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(wú)污染，可防止容器內(nèi)壁腐蝕，避免泄漏和延長(zhǎng)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(dòng)程度以防止在運(yùn)輸過(guò)程中因液體快速流動(dòng)而造成油罐重心發(fā)生危險(xiǎn)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(shí)，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(xiǎn)區(qū)域人群爭(zhēng)取時(shí)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(guò)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(duì)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(guò)程中因液體流動(dòng)摩擦和劇烈攪動(dòng)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(shí)，可直接對(duì)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(shí)救火工作帶來(lái)方便；
阻燃抑爆儲(chǔ)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(shí)，本發(fā)明提供的簡(jiǎn)易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(chǎng)維護(hù)是個(gè)高成本的問(wèn)題，然而，安裝了抑爆材料的容器可以顯著降低故障停工時(shí)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(guò)維修以后，油箱再被運(yùn)回鉆井現(xiàn)場(chǎng)重新安裝。如果油箱裝備有抑爆材料，可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維修，不必移除、運(yùn)輸和清洗油箱，從而顯著減少了停工時(shí)間和人力成本損失。全面了解簡(jiǎn)易球形中空填充體的安全性會(huì)帶來(lái)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(shí)，他們會(huì)信心十足地留下來(lái)滅火，因?yàn)樗麄兿嘈挪粫?huì)發(fā)生爆炸。因此，阻燃抑爆安全教育也是非常重要的一個(gè)方面。簡(jiǎn)易球形中空填充體的安裝簡(jiǎn)單，清洗和維護(hù)成本低、維修簡(jiǎn)便，一旦投入使用，無(wú)需復(fù)雜和持續(xù)的運(yùn)行及維護(hù)成本，易于推廣使用；
簡(jiǎn)易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。可安裝于現(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(méi)有必要改造或重新設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)易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(wú)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(zhǎng)久；可安裝于高溫環(huán)境；易于清洗，可重復(fù)使用；對(duì)油料無(wú)吸收性；對(duì)燃料系統(tǒng)性能無(wú)影響；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，抗壓縮，抗沖擊；
簡(jiǎn)易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(chǔ)油裝置，油氣罐、加油加氣罐、運(yùn)油車。在危險(xiǎn)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(chǔ)燃料和化學(xué)品的容器的防爆；油庫(kù)、汽庫(kù)，各種易燃易爆油、氣管道，熱交換器、防火網(wǎng)、過(guò)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(kù)和油罐，機(jī)場(chǎng)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(kù)、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(duì)各領(lǐng)域的發(fā)展提供安全保障，提高我國(guó)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(duì)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(dòng)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(chǎng)合下對(duì)于保障生命和財(cái)產(chǎn)顯得尤為重要，比如
油庫(kù)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(wú)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(shí)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(shí)，火勢(shì)經(jīng)常會(huì)阻隔救火員穿過(guò)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(chǎng)前景極為廣闊。目前，液態(tài)和氣態(tài)燃料以及危險(xiǎn)化學(xué)品火災(zāi)爆炸防范技術(shù)和措施大多是被動(dòng)型的，難于真正減少突發(fā)事故帶來(lái)的損失。而簡(jiǎn)易球形中空填充體可有效提高液氣態(tài)燃料及化學(xué)品儲(chǔ)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(dòng)性，最大限度地減少危險(xiǎn)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(guó)、德國(guó)、英國(guó)、斯堪的那維亞半島等國(guó)家和地區(qū)，在公共汽車、運(yùn)油車、流動(dòng)加油車、貯油車、加油站、尤其是在危險(xiǎn)條件下運(yùn)行的交通工具等都得到了普遍的應(yīng)用。 簡(jiǎn)易球形中空填充體的成功推廣和應(yīng)用，將是一項(xiàng)利國(guó)利民的大好事，更具有顯著的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種簡(jiǎn)易球形中空填充體，其特征在于，包括兩個(gè)垂直相交的X軸圓形體和Y軸圓形體，X軸圓形體和Y軸圓形體的半徑相等并且圓心重疊，在所述X軸圓形體和Y軸圓形體上均勻連接有3-5個(gè)Z軸圓形體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的簡(jiǎn)易球形中空填充體，其特征在于，所述3-5個(gè)Z軸圓形體等分分布在X軸圓形體和Y軸圓形體的相交線上，并且每個(gè)所述Z軸圓形體都與X軸圓形體和Y軸圓形體的相交線垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的簡(jiǎn)易球形中空填充體，其特征在于，每個(gè)所述Z軸圓形體的直徑與其相交位置的X軸圓形體或Y軸 圓形體的圓弧寬度相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的簡(jiǎn)易球形中空填充體，其特征在于，每個(gè)Z軸圓形體被所述X軸圓形體和Y軸圓形體分成四等份，在每個(gè)等份的Z軸圓形體的中央設(shè)置有圓孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的簡(jiǎn)易球形中空填充體，其特征在于，在每個(gè)X軸圓形體和Y軸圓形體被相鄰兩個(gè)Z軸圓形體分割成的區(qū)域內(nèi)設(shè)置有對(duì)稱的兩個(gè)圓孔。
全文摘要
一種簡(jiǎn)易球形中空填充體，包括兩個(gè)垂直相交的X軸圓形體和Y軸圓形體，X軸圓形體和Y軸圓形體的半徑相等并且圓心重疊，在所述X軸圓形體和Y軸圓形體上均勻連接有3-5個(gè)Z軸圓形體。簡(jiǎn)易球形中空填充體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)將空間分割成無(wú)數(shù)“小室”，相比于現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)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(dòng)性，一方面可以抑制火苗的擴(kuò)散傳播；另一方面可以通過(guò)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(hào)A62C3/06GK102614602SQ20121008736
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)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(qǐng)人:常熟市新港農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷有限公司