本發(fā)明屬于爆破領(lǐng)域，涉及爆破裝置，具體為氣體爆破器。

背景技術(shù)：

氣體爆破技術(shù)，是利用易氣化的液態(tài)或固體物質(zhì)氣化膨脹產(chǎn)生高壓能量，使周圍介質(zhì)膨脹做功，并導(dǎo)致破碎；氣體爆破技術(shù)被廣泛應(yīng)用在采礦業(yè)、地質(zhì)勘探、水泥、鋼鐵、電力等行業(yè)、地鐵與隧道及市政工程、水下工程、以及應(yīng)急救援搶險中。目前氣體爆破技術(shù)采用的設(shè)備是氣體爆破管，其爆破管主要包括充氣結(jié)構(gòu)、引爆結(jié)構(gòu)、膨脹介質(zhì)儲存結(jié)構(gòu)和密封結(jié)構(gòu)，其存在如下不足：

目前氣體爆破技術(shù)采用的膨脹介質(zhì)儲存結(jié)構(gòu)主要是鋼管或鋼瓶結(jié)構(gòu)，用于制做鋼管或鋼瓶的鋼材，其抗拉強度為345MPa，為滿足設(shè)計承壓要求，厚度比較大；此外，采用鋼管容易出現(xiàn)瓶口變形、破損、劃痕問題，爆破后不能修復(fù)或需返廠修復(fù)，造成修復(fù)成本高。

目前氣體爆破技術(shù)采用的充氣結(jié)構(gòu)是螺絲鎖孔，在安裝過程中需要進(jìn)行除銹和劃痕處理，然后進(jìn)行密封處理，然后進(jìn)行活化器安裝，爆破片安裝，爆破片引線兩頭通斷檢查，爆破片引線兩頭與外殼通斷檢查，整體安裝完成后，進(jìn)行連接頭與外殼通斷檢查，充氣時需扭松螺絲，充氣結(jié)束后需扭緊螺絲，充氣步驟需要洗管降溫，其充氣過程較為費時，檢查過程較為繁瑣。

目前氣體爆破技術(shù)采用的引爆方式是電熱絲加熱引爆，其電熱絲與鋼管管體需絕緣層；

目前氣體爆破技術(shù)采用的密封結(jié)構(gòu)是密封圈或密封膠，采用密封圈或密封膠的密封方式，其密封穩(wěn)定性較差，注入液態(tài)氣體后存在30%的儲能裝置瓶口漏氣。

目前氣體爆破技術(shù)制造工藝是通過對鋼材進(jìn)行鑄造、高溫火吹氣、切割、焊接、打孔、擠壓縮口、熱處理、車螺紋、密封處理等等工藝形成密封的鋼瓶或鋼管，制造過程繁瑣，耗時，人力成本和耗材成本較大。

此外，現(xiàn)有的一種一次性玻璃纖維氣體爆破器，存在各密封部位容易漏氣；而能重復(fù)利用的氣體爆破器存在瓶口厚度大，出氣口容易變形，出氣口容易損壞，出氣口容易劃傷；以上兩種氣體爆破器共同存在：瓶體厚度大，瓶體整體重量大，充氣后重量更大，不便于搬運和運輸，充氣量小，制造過程繁瑣，耗時，人力成本和耗材成本較大問題。

二氧化碳爆破技術(shù)作為氣體爆破技術(shù)中的典型，也是發(fā)展的較為成熟的技術(shù)；二氧化碳爆破技術(shù)是一種低電壓起爆的物理膨脹技術(shù)，在實施過程中無火花外露、預(yù)裂威力大、無需驗炮，由于二氧化碳爆破的安全性非常高，其用途非常寬廣，可應(yīng)用于高煤含量、高瓦斯含量的煤礦區(qū)開采；現(xiàn)有二氧化碳爆破技術(shù)所采用的設(shè)備主要是二氧化碳爆破管，其中，發(fā)展較好、應(yīng)用較為廣泛的是專利文獻(xiàn)中所記載的二氧化碳爆破開采器（公開號：CN204609883U，公告日：2015.09.02），該二氧化碳爆破開采器包括泄能頭、泄能孔、爆破片、筒體、自動加熱器和引線，筒體用于儲存干冰，泄能頭與筒體之間設(shè)置有爆破片，自動加熱器安裝在筒體內(nèi)部，自動加熱器連接引線；該二氧化碳爆破開采器通過在引線上通電，自動加熱器對筒體內(nèi)干冰加熱，使干冰氣化高壓膨脹，并通過爆破片和泄能孔泄能，使周圍介質(zhì)受壓裂開；該種二氧化碳爆破開采器具有可循環(huán)利用的優(yōu)點，但該二氧化碳爆破開采器仍然存在如下技術(shù)問題：

1.爆破筒的厚度在8-60mm，且其鋼材的密度大，其氣體爆破器普遍存在重量大，運輸、安裝過程費時、費力的問題；2.筒體的制造工藝（十多個步驟，每一個步驟費時、費力）繁瑣，耗時，人力成本和耗材成本較大；3.充氣過程較為費時；4.管體易變形，密封穩(wěn)定性差；5.故障率高，成品率低；6.維修成本高或維修難度大；7.能重復(fù)利用的鋼瓶瓶口容易劃傷和腐蝕，導(dǎo)致漏氣，密封性差；8.儲能后爆破器的穩(wěn)定性差；9.儲氣量小。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要實現(xiàn)的目的是：減小現(xiàn)有氣體爆破器的重量，降低生產(chǎn)成本，同現(xiàn)有技術(shù)先比同大小的鋼瓶儲能量更大，簡化充氣過程，克服密封問題；以解決上述背景技術(shù)中現(xiàn)有氣體爆破器所存在的：1.爆破筒的厚度在8-60mm，且其鋼材的密度大，其氣體爆破器普遍存在重量大，運輸、安裝過程費時、費力的問題；2.筒體的制造工藝（十多個步驟，每一個步驟費時、費力）繁瑣，耗時，人力成本和耗材成本較大；3.充氣過程較為費時；4.管體易變形，密封穩(wěn)定性差；5.故障率高，成品率低；6.維修成本高或維修難度大；7.能重復(fù)利用的鋼瓶瓶口容易劃傷和腐蝕，導(dǎo)致漏氣，密封性差；8.儲能后爆破器的穩(wěn)定性差；9.儲氣量小。

為解決其技術(shù)問題本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種一次性玻璃纖維氣體爆破器，包括儲能裝置1、引爆結(jié)構(gòu)2和充氣機(jī)構(gòu)3，儲能裝置1一端安裝有引爆機(jī)構(gòu)2和充氣機(jī)構(gòu)3，另一端密封或一體成型；其特征在于：所述儲能裝置1采用抗壓強度大于345Mpa的玻璃纖維材料制成。

進(jìn)一步，所述材料是碳纖維或芳綸纖維或聚酯纖維或石墨烯或高分子材料或其復(fù)合材料的其中一種。

進(jìn)一步，所述儲能裝置1采用碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、聚酯纖維或其復(fù)合材料中的任意一種固化而成。

進(jìn)一步，所述儲能裝置1采用碳纖維或芳綸纖維或聚酯纖維中的一種或至少兩種固化而成。（復(fù)合層）

碳纖維或芳綸纖維具有較強的抗拉性和彈性，具有較長的壽命，可循環(huán)使用，玻璃纖維或聚酯纖維最便宜，最適合制造一次性的爆破器。

進(jìn)一步，所述材料能根據(jù)強度設(shè)計和制造成本要求，調(diào)節(jié)含量比重。

進(jìn)一步，所述儲能裝置1采用至少兩層復(fù)合層材料。

進(jìn)一步，所述儲能裝置1包括由內(nèi)向外依次分布的網(wǎng)狀層102和硬化層103。

進(jìn)一步，所述儲能裝置1包括由內(nèi)向外依次分布的基體層101、網(wǎng)狀層102和硬化層103。

進(jìn)一步，所述基體層101采用有機(jī)玻璃（PMMA）或聚酯纖維(PET)或聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)或軟質(zhì)硅膠材料或金屬材料或復(fù)合材料中的一種或至少兩種制成模體。

進(jìn)一步，所述網(wǎng)狀層102采用碳纖維或芳綸纖維或聚酯纖維或石墨烯材料中的一種或至少兩種制成。

進(jìn)一步，所述硬化層103采用UV硬化膠或樹脂或瞬間膠或厭氧膠或石膏或水泥。（實施例中說明，不同的材料用不同的膠水）

進(jìn)一步，所述水泥采用高鋁酸鹽水泥。

進(jìn)一步，所述儲能裝置1厚度是1-30mm。

進(jìn)一步，最優(yōu)選所述儲能裝置1厚度是8-15mm。

進(jìn)一步，次選所述儲能裝置1厚度是10-20mm。

進(jìn)一步，優(yōu)選所述儲能裝置1厚度是1-20mm。

進(jìn)一步，所述儲能裝置1是球形結(jié)構(gòu)或橢球結(jié)構(gòu)或管柱型結(jié)構(gòu)或方形結(jié)構(gòu)或多邊型結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述儲能裝置直徑為1-100cm，高度為1-300cm。

進(jìn)一步，所述儲能裝置1為圓柱體。

進(jìn)一步，所述圓柱體截面半徑為0.2-10cm,長度為0.2-200cm。

進(jìn)一步，所述基體層101的厚度為0.1-20mm。

進(jìn)一步，所述網(wǎng)狀層102的厚度為0.8-20mm。

進(jìn)一步，所述硬化層103的厚度為0.8-20mm。

進(jìn)一步，優(yōu)選所述基體層101的厚度為0.3-15mm。

進(jìn)一步，優(yōu)選所述網(wǎng)狀層102的厚度為0.8-15mm。

進(jìn)一步，所述所述硬化層103的厚度為0.8-15mm。

進(jìn)一步，所述引爆機(jī)構(gòu)3包括泄能頭4、活化器201、內(nèi)螺紋6、密封頭7、引線孔8和電熱絲9，泄能頭4中部設(shè)有內(nèi)螺紋6和與之配合的密封頭7，密封頭7下部設(shè)有活化器201，密封頭7中部設(shè)有引線孔8，引線孔8內(nèi)設(shè)有引爆線202，引爆線202連接電熱絲9兩端。

進(jìn)一步，所述充氣機(jī)構(gòu)3采用單向閥充氣結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述充氣機(jī)構(gòu)3采用螺扭開關(guān)式充氣結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述充氣機(jī)構(gòu)3采用按壓開關(guān)式充氣結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述引爆機(jī)構(gòu)2采用物理加熱方式引爆。

進(jìn)一步，所述引爆機(jī)構(gòu)2采用化學(xué)反應(yīng)放熱方式引爆。

進(jìn)一步，所述引爆機(jī)構(gòu)2采用電熱絲引爆結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述引爆機(jī)構(gòu)2采用化學(xué)劑與儲能介質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生爆炸。

進(jìn)一步，所述儲能裝置1與泄能頭4的連接方式為螺紋連接。

進(jìn)一步，所述儲能裝置1與泄能頭4為套接整體硬化。

儲能裝置1、引爆機(jī)構(gòu)2、充氣機(jī)構(gòu)3、包邊層5。

進(jìn)一步，所述儲能裝置1與泄能頭4纏繞連接并硬化成型。

進(jìn)一步，所述儲能裝置1與泄能頭4采用纖維布包裹。

進(jìn)一步，所述充氣機(jī)構(gòu)3采用單向閥結(jié)構(gòu)時，其充氣機(jī)構(gòu)3結(jié)構(gòu)是：包括閥座321、止擋環(huán)322和鎖合彈簧323，止擋環(huán)322安裝在閥座321中上部，止擋環(huán)322中心為氣孔324，止擋環(huán)322下方為氣壓球閥325，氣壓球閥325下部為鎖合彈簧323，鎖合彈簧323安裝在閥座321中部，當(dāng)氣壓球閥325下方的壓強大于上方壓強時，氣壓球閥325受到壓強差力和鎖合彈簧323的彈力，與閥座321下部閉合，當(dāng)氣壓片322下方的壓強小于上方壓強時，且氣壓片322受到壓強差力大于鎖合彈簧323的彈力時，氣壓片322向下移動，與閥座321下部張開。

進(jìn)一步，所述閥座321上方還設(shè)置有密封螺帽。實現(xiàn)兩次密封。

進(jìn)一步，所述引爆機(jī)構(gòu)2采用電熱絲進(jìn)行引爆時，引爆機(jī)構(gòu)2包括電熱絲9和引爆線202。

進(jìn)一步，所述密封頭7中部安裝設(shè)置有泄能頭4，泄能頭4通過螺紋結(jié)構(gòu)與密封頭7連接，泄能頭4通過旋轉(zhuǎn)可向上或向下移動。

進(jìn)一步，所述儲能裝置1設(shè)置有至少一條爆破線制成一次性利用結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述儲能裝置1制成重復(fù)利用結(jié)構(gòu)，所述儲能裝置1還連接有硬質(zhì)法蘭，硬質(zhì)法蘭安裝有泄能窗，泄能窗采用相對較薄合金片制成。

進(jìn)一步，所述硬質(zhì)法蘭采用鈦合金材料制成。

因碳纖維的抗拉強度達(dá)3500MPa以上，芳綸纖維的抗拉強度達(dá)5000-6000MPa，玻璃纖維的抗拉強度在2500MPa左右，聚酯纖維的抗拉強度達(dá)500MPa以上，故完全可以替代現(xiàn)有鋼材345MPa進(jìn)行高壓液態(tài)易氣化介質(zhì)的約束。

上述氣體爆破器的制造工藝方式如下：

制造工藝1：先（如塑料瓶、硬紙殼）做一個基體，然后對基體進(jìn)行充氣后成固定形狀，在基體外層纏繞或套接一層抗拉強度大于345Mpa的網(wǎng)狀層，網(wǎng)狀層通過硬化材料進(jìn)行硬化，此方法適合制作一種一次性玻璃纖維氣體爆破器和能重復(fù)利用的氣體爆破器。（一次或重復(fù)）

制造工藝2：先（如塑料瓶、硬紙殼）做一個固定形狀的基體，在基體外層纏繞或套接一層抗拉強度大于345Mpa的網(wǎng)狀層，網(wǎng)狀層通過硬化材料進(jìn)行硬化（如涂膠，涂樹脂），然后取出基體，此方法適合制作一種一次性玻璃纖維氣體爆破器和能重復(fù)利用的氣體爆破器。（一次）

制造工藝3：用個薄的氣瓶作為基體，基體上安裝有充氣裝置和引爆裝置，相當(dāng)于一個不能承受345MPa壓力的氣體爆破器，最后在最外層包裹一層硬化層。（一次或重復(fù)）

制造工藝4：先（如塑料瓶、硬紙殼）做一個基體，然后對基體進(jìn)行充氣后成固定形狀，在基體外層纏繞或套接一層抗拉強度大于345Mpa的網(wǎng)狀層，網(wǎng)狀層通過硬化材料進(jìn)行硬化，然后外層又在外層纏繞或套接一層抗拉強度大于345Mpa的網(wǎng)狀層，然后又對網(wǎng)狀層進(jìn)行硬化，此方法適合制作一種一次性玻璃纖維氣體爆破器和能重復(fù)利用的氣體爆破器。（一次）

制造工藝5：將密封性膠質(zhì)澆筑在爆破管管體模型外層，干化后形成具有一定彈性的袋體，并將其密封彈性袋體取出，用作基體層；使用纖維質(zhì)材料編制出與管體模型外表面形狀、大小一致的纖維質(zhì)袋體，用作網(wǎng)狀層；將上述密封彈性袋裝入纖維質(zhì)袋體，并同時將密封彈性袋和纖維質(zhì)袋的開口套接套接在儲能裝置上；使用充氣設(shè)備將其密封彈性袋體和纖維質(zhì)袋體膨脹成爆破管管體模型；在上述膨脹成管體模型形狀的纖維質(zhì)袋體上蘸浸或噴涂可硬化材質(zhì)，使其硬化材質(zhì)滲入到纖維質(zhì)袋體內(nèi)，并覆蓋纖維質(zhì)袋體表面，形成硬化層；待硬化材質(zhì)硬化后，其密封彈性袋與纖維質(zhì)袋均被粘結(jié)和固化。

制造工藝6： 用橡膠質(zhì)通過塑料模具經(jīng)過吹塑、擠吹、或者注塑成儲能裝置的內(nèi)腔；從儲能裝置內(nèi)腔內(nèi)引出多跟纖維質(zhì)線條，并安裝泄能頭；將引出多跟纖維質(zhì)線條均勻的纏繞在儲能裝置內(nèi)腔外層和泄能頭外層，露出充氣機(jī)構(gòu)的充氣口和引爆線。

制造工藝7：使用纖維材料和固化劑塑形成儲能裝置；在儲能裝置上安裝在用于連接泄能頭的硬質(zhì)接頭，并在儲能裝置與硬質(zhì)接頭連接處使用纖維材料纏繞并固化。

制造工藝8：用橡膠質(zhì)通過塑料模具經(jīng)過吹塑、擠吹、或者注塑形成儲能裝置的內(nèi)腔，即基體層；在儲能裝置的內(nèi)腔口放置泄能頭，反復(fù)使用纖維和硬化劑包裹儲能裝置的內(nèi)腔外層，形成纖維層與硬化層的多層反復(fù)疊合腔殼。

制造工藝9：用橡膠質(zhì)通過塑料模具經(jīng)過吹塑、擠吹、或者注塑形成儲能裝置的內(nèi)腔，即基體層；在儲能裝置的內(nèi)腔口放置泄能頭，并在泄能頭上放置紗網(wǎng)，泄能頭的引線和充氣嘴露出紗網(wǎng)，并固化定型；在儲能裝置的內(nèi)腔外層纏裹纖維質(zhì)網(wǎng)布料，然后再次使用硬化劑進(jìn)行固化成型。

制造工藝10：用橡膠質(zhì)通過塑料模具經(jīng)過吹塑、擠吹、或者注塑形成儲能裝置的內(nèi)腔，儲能裝置的內(nèi)腔包含兩個縮口；在儲能裝置的內(nèi)腔的兩個縮口中分別放置泄能頭和泄能窗，并在泄能頭和泄能窗上放置紗網(wǎng)，泄能頭的引線和充氣嘴露出紗網(wǎng)，泄能窗中部露出紗網(wǎng)，并固化定型；在儲能裝置的內(nèi)腔外層纏裹纖維質(zhì)網(wǎng)布料，然后再次使用硬化劑進(jìn)行固化成型。

制造工藝8： 使用鋼材制造鋼瓶，并通過中頻電磁加熱方式，擠壓出縮口，形成密封性能較好的儲能裝置；對上述鋼瓶進(jìn)行淬火熱處理，增強鋼材的抗拉強度；鋼瓶縮口與泄能頭的連接方式采取螺紋結(jié)構(gòu)連接，螺紋連接口設(shè)置有密封膠圈。

進(jìn)一步對上述制做工藝的優(yōu)化說明，上述橡膠質(zhì)采用有機(jī)玻璃、PET材料、聚乙烯或軟質(zhì)硅膠的任意一種材料制成。

進(jìn)一步對上述制做工藝的優(yōu)化說明，上述紗網(wǎng)采用碳纖維、芳綸纖維）、玻璃纖維或聚酯纖維或石墨烯或高分子材料的任意一種材料制成；碳纖維的抗拉強度達(dá)3500MPa以上，芳綸纖維的抗拉強度達(dá)5000-6000MPa，玻璃纖維的抗拉強度在2500MPa左右，聚酯纖維的抗拉強度達(dá)500MPa以上。

進(jìn)一步對上述制做工藝的優(yōu)化說明，上述硬化劑采用UV硬化膠、環(huán)氧樹脂膠、瞬間膠、厭氧膠、石膏或水泥中的任意一種；

進(jìn)一步對上述制做工藝的優(yōu)化說明，所述硬化劑采用高鋁酸鹽水泥。

進(jìn)一步優(yōu)化，上述硬化工藝采用FRP的生產(chǎn)方法基本上分兩大類，即濕法接觸型和干法加壓成型。如按工藝特點來分，有手糊成型、層壓成型、RTM法、擠拉法、模壓成型、纏繞成型等。手糊成型又包括手糊法、袋壓法、噴射法、濕糊低壓法和無模手糊法。擠拉、噴涂、纏繞等工藝設(shè)備。

復(fù)合材料的概念是指一種材料不能滿足使用要求，需要由兩種或兩種以上的材料復(fù)合在一起，組成另一種能滿足人們要求的材料，即復(fù)合材料。例如，單一種玻璃纖維，雖然強度很高，但纖維間是松散的，只能承受拉力，不能承受彎曲、剪切和壓應(yīng)力，還不易做成固定的幾何形狀，是松軟體。如果用合成樹脂把它們粘合在一起，可以做成各種具有固定形狀的堅硬制品，既能承受拉應(yīng)力，又可承受彎曲、壓縮和剪切應(yīng)力。這就組成了玻璃纖維增強的塑料基復(fù)合材料。由于其強度相當(dāng)于鋼材，又含有玻璃組分，也具有玻璃那樣的色澤、形體、耐腐蝕、電絕緣、隔熱等性能，象玻璃那樣，歷史上形成了這個通俗易懂的名稱“玻璃鋼”，這個名詞是由原國家建筑材料工業(yè)部部長賴際發(fā)同志于1958 年提出的，由建材系統(tǒng)擴(kuò)至全國，仍然普遍地采用著。由此可見，玻璃鋼的含義就是指玻璃纖維作增強材料、合成樹脂作粘結(jié)劑的增強塑料，國外稱玻璃纖維增強塑料。隨著我國玻璃鋼事業(yè)的發(fā)展，作為塑料基的增強材料，已由玻璃纖維擴(kuò)大到碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、氧化鋁纖維和碳化硅纖維等，無疑地，這些新型纖維制成的增強塑料，是一些高性能的纖維增強復(fù)合材料，再用玻璃鋼這個俗稱就無法概括了?？紤]到歷史的由來和發(fā)展，通常采用玻璃鋼復(fù)合材料，這樣一個名稱就較全面。

FRP由增強纖維和基體組成，一般用玻璃纖維增強不飽和聚脂、環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂做基體，以玻璃纖維或其制品作增強材料的增強塑料。纖維（或晶須）的直徑很小，一般在10μm以下，缺陷較少又較小，斷裂應(yīng)變約為千分之三十以內(nèi)，是脆性材料，易損傷、斷裂和受到腐蝕?；w相對于纖維來說，強度、模量都要低很多，但可以經(jīng)受住大的應(yīng)變，往往具有粘彈性和彈塑性，是韌性材料。工程結(jié)構(gòu)中常用的FRP主材主要有碳纖維( CFRP)、玻璃纖維( GFRP)、及芳綸纖維( AFRP), 其材料形式主要有片材(纖維布和板)、棒材(筋材和索材)及型材(格柵型、工字型、蜂窩型等)。

復(fù)合材料氣瓶的纖維增強層主要的作用是承受壓力，所以纖維層對復(fù)合材料的力學(xué)性能有很大的影響。在制造復(fù)合材料氣瓶時纖維增強層主要考慮的因素有氣瓶的纏繞張力、鋪層順序、纏繞角度、纏繞厚度、纖維纏繞的線型等。

復(fù)合材料氣瓶在纏繞制造過程中需要對纖維施加一定的張力，一方面是為了使纖維在內(nèi)膽上按照設(shè)計線型排列，另一方面是為了使氣瓶內(nèi)膽和纏繞層產(chǎn)生一定的預(yù)應(yīng)力，從而改善氣瓶的抗疲勞性能。

陳汝訓(xùn) [1] 提出影響纖維強度發(fā)揮的重要原因是沿氣瓶厚度方向各纖維受力不均勻，而纏繞張力又是纖維受力不均勻的重要因素，對壁厚較厚的氣瓶尤其如此；因此，如何合理控制纏繞張力是提高氣瓶纖維強度發(fā)揮的重要環(huán)節(jié).張宗毅等 [2] 提出了一種等效降溫法，將纏繞張力產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力等效為復(fù)合材料層降溫產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力，并通過有限元軟件研究了纏繞張力對環(huán)向纏繞復(fù)合材料氣瓶應(yīng)力的影響.研究結(jié)果表明：隨著纏繞預(yù)應(yīng)力的增大，環(huán)向纏繞復(fù)合材料氣瓶內(nèi)膽工作應(yīng)力減小，復(fù)合層工作應(yīng)力增大，纏繞張力產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力較大時會抵消自緊工藝的效果.王欣榮 [3] 研究了纏繞張力對碳纖維纏繞鋁內(nèi)膽復(fù)合材料氣瓶爆破壓力的影響，模擬結(jié)果表明有纏繞張力氣瓶的爆破壓力比無纏繞張力氣瓶的爆破壓力提高了3.03%.Cohen [4] 采用實驗設(shè)計方法確定了在纏繞工藝過程中纖維預(yù)應(yīng)力對纏繞結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響，發(fā)現(xiàn)提高預(yù)應(yīng)力可以有效增加在纖維纏繞結(jié)構(gòu)中纏繞

層的纖維體積百分比，從而提高結(jié)構(gòu)的強度。

技術(shù)效果分析如下：

通過芳綸纖維制造的儲能裝置，其縮口有彈性，所以縮口不容易損壞。

碳纖維制造的的儲能裝置，縮口硬度極大，所以瓶口不容易損壞。

通過纖維材質(zhì)及復(fù)合材料制造的儲能裝置，因材料密度低，所以同體積能存儲更多液態(tài)氣體；因同體積存儲的液態(tài)氣體量多，所以爆炸威力更大；同時也減輕了儲能裝置的重量，可使儲能裝置整體重量下降80%。

通過纖維材質(zhì)及復(fù)合材料制造的儲能裝置，由于其整體化制造，密封性非常好，且非常穩(wěn)定。

通過纖維材質(zhì)及復(fù)合材料制造的儲能裝置，由于其纖維質(zhì)的抗拉強度可達(dá)3500MPa以上，是鋼材抗拉強度的十倍，因此在厚度方面可以非常小，可較大程度減少重量，非常便于運輸和安裝。

同時，由于本發(fā)明所述的二氧化碳爆破器在制造方工藝上，較為簡單，制造過程耗時短，其生產(chǎn)成本非常小，僅為現(xiàn)有鋼材爆破管成本的十分之一左右。

因碳纖維的抗拉強度達(dá)3500MPa以上，鋼材抗拉強度345MPa，

碳纖維按3500Mpa進(jìn)行計算，則碳纖維抗拉強度是鋼材抗拉強度的至少10.1（3500/345）倍，故用碳纖維制造儲能裝置較用鋼材制造儲能裝置厚度至少能縮小90%；例如現(xiàn)有技術(shù)用鋼材制造8mm厚度的儲能裝置，現(xiàn)在改用碳纖維只需制造成0.8mm厚度的儲能裝置就能滿足要求，圓柱體容積計算公式為：容積=底面積*高，即V圓柱體=πr2*h。這樣，假如原來用鋼材制造腔體外壁厚度直徑為106mm, 腔壁厚度8mm,則內(nèi)圓半徑是45mm，高600mm的鋼瓶，其容積是3815100mm3；改用碳纖維制造腔體外壁厚度直徑為106mm，腔壁厚度0.8mm（滿足鋼材的抗拉強度）, 則內(nèi)圓半徑是52.2mm,高600mm的儲能裝置，其容積是5133598.5 mm3；由上分析可知，采用碳纖維材料制造同樣腔體外壁大小的儲能裝置，容積增大了1.34倍（內(nèi)壁變薄，容積增大），同時，容積增大后，儲存的能量就大了1.34倍，爆破威力成倍增大。

芳綸纖維的抗拉強度達(dá)5000-6000MPa，鋼材抗拉強度345MPa，

芳綸纖維按5000Mpa進(jìn)行計算，則芳綸纖維抗拉強度是鋼材抗拉強度的至少14.5（5000/345）倍，故用芳綸纖維制造儲能裝置較用鋼材制造儲能裝置厚度至少能縮小93.1%；例如現(xiàn)有技術(shù)用鋼材制造8mm厚度的儲能裝置，現(xiàn)在改用芳綸纖維只需制造成0.55mm厚度的儲能裝置就能滿足要求，圓柱體容積計算公式為：容積=底面積*高，即V圓柱體=πr2*h。這樣，假如原來用鋼材制造腔體外壁厚度直徑為106mm, 腔壁厚度8mm,則內(nèi)圓半徑是45mm，高600mm的鋼瓶，其容積是3815100mm3；改用芳綸纖維制造腔體外壁厚度直徑為106mm，腔壁厚度0.55mm（滿足鋼材的抗拉強度）, 則內(nèi)圓半徑是52.45mm,高600mm的儲能裝置，其容積是5182888.7 mm3；由上分析可知，采用芳綸纖維材料制造同樣腔體外壁大小的儲能裝置，容積增大了1.36倍（內(nèi)壁變薄，容積增大），同時，容積增大后，儲存的能量就大了1.36倍，爆破威力成倍增大。

玻璃纖維的抗拉強度約2500MPa，鋼材抗拉強度345MPa，

玻璃纖維按2500Mpa進(jìn)行計算，則玻璃纖維抗拉強度是鋼材抗拉強度約7.2（2500/345）倍，故用玻璃纖維制造儲能裝置較用鋼材制造儲能裝置厚度能縮小86%；例如現(xiàn)有技術(shù)用鋼材制造8mm厚度的儲能裝置，現(xiàn)在改用玻璃纖維只需制造成1.1mm厚度的儲能裝置就能滿足要求，圓柱體容積計算公式為：容積=底面積*高，即V圓柱體=πr2*h。這樣，假如原來用鋼材制造腔體外壁厚度直徑為106mm, 腔壁厚度8mm,則內(nèi)圓半徑是45mm，高600mm的鋼瓶，其容積是3815100mm3；改用玻璃纖維制造腔體外壁厚度直徑為106mm，腔壁厚度1.1mm（滿足鋼材的抗拉強度）, 則內(nèi)圓半徑是52.2mm,高600mm的儲能裝置，其容積是5074761.2 mm3；由上分析可知，采用玻璃纖維材料制造同樣腔體外壁大小的儲能裝置，容積增大了1.33倍（內(nèi)壁變薄，容積增大），同時，容積增大后，儲存的能量就大了1.33倍，爆破威力成倍增大。

聚酯纖維（滌綸）的抗拉強度達(dá)大于等于500MPa，鋼材抗拉強度345MPa，

聚酯纖維按3500Mpa進(jìn)行計算，則聚酯纖維抗拉強度是鋼材抗拉強度的至少10.1（3500/345）倍，故用聚酯纖維制造儲能裝置較用鋼材制造儲能裝置厚度至少能縮小90%；例如現(xiàn)有技術(shù)用鋼材制造8mm厚度的儲能裝置，現(xiàn)在改用聚酯纖維只需制造成0.8mm厚度的儲能裝置就能滿足要求，圓柱體容積計算公式為：容積=底面積*高，即V圓柱體=πr2*h。這樣，假如原來用鋼材制造腔體外壁厚度直徑為106mm, 腔壁厚度8mm,則內(nèi)圓半徑是45mm，高600mm的鋼瓶，其容積是3815100mm3；改用聚酯纖維制造腔體外壁厚度直徑為106mm，腔壁厚度0.8mm（滿足鋼材的抗拉強度）, 則內(nèi)圓半徑是52.2mm,高600mm的儲能裝置，其容積是5133598.5；由上分析可知，采用聚酯纖維材料制造同樣腔體外壁大小的儲能裝置，容積增大了1.34倍（內(nèi)壁變薄，容積增大），同時，容積增大后，儲存的能量就大了1.34倍，爆破威力成倍增大。

石墨烯的抗拉強度達(dá)大于等于3450MPa，鋼材抗拉強度345MPa，石墨烯按3450Mpa進(jìn)行計算，則石墨烯抗拉強度是鋼材抗拉強度的至少10（3450/345）倍，故用石墨烯制造儲能裝置較用鋼材制造儲能裝置厚度至少能縮小90%；例如現(xiàn)有技術(shù)用鋼材制造8mm厚度的儲能裝置，現(xiàn)在改用石墨烯只需制造成0.8mm厚度的儲能裝置就能滿足要求，圓柱體容積計算公式為：容積=底面積*高，即V圓柱體=πr2*h。這樣，假如原來用鋼材制造腔體外壁厚度直徑為106mm, 腔壁厚度8mm,則內(nèi)圓半徑是45mm，高600mm的鋼瓶，其容積是3815100mm3；改用石墨烯制造腔體外壁厚度直徑為106mm，腔壁厚度0.8mm（滿足鋼材的抗拉強度）, 則內(nèi)圓半徑是52.2mm,高600mm的儲能裝置，其容積是5133598.5；由上分析可知，采用聚酯纖維材料制造同樣腔體外壁大小的儲能裝置，容積增大了1.34倍（內(nèi)壁變薄，容積增大），同時，容積增大后，儲存的能量就大了1.34倍，爆破威力成倍增大。

故完全可以替代現(xiàn)有鋼材345MPa進(jìn)行高壓液態(tài)易氣化介質(zhì)的約束。

由上所述，制造相同高度和直徑的儲能裝置，碳纖維比鋼材輕4倍，芳綸纖維比鋼材輕5.6倍，玻璃纖維比鋼材輕5.7倍，聚酯纖維比鋼材輕6.5倍，石墨烯比鋼材輕3.9倍；抗拉強度碳纖維比鋼材強4倍，芳綸纖維比鋼材強5.6倍，玻璃纖維比鋼材強5.7倍，聚酯纖維比鋼材強6.5倍，石墨烯比鋼材強3.9倍；由此可以看出，本發(fā)明能用最少的成本達(dá)到比原有氣體爆破器更好的效果，且出能量更大，爆破威力更強，制造工藝更安全簡單，穩(wěn)定性更強。

與碳纖維或芳綸纖維或聚酯纖維或高分子材料相比，石墨烯成本較高，強度最好，彈性最好，最適合用于制作本發(fā)明的儲能裝置。

本發(fā)明的優(yōu)點是：1.厚度薄，重量輕，便于運輸、安裝；2.制造簡單，耗材成本低，生產(chǎn)成本低；3.充氣快；4.密封性好，使用壽命長，循環(huán)壽命長；5.爆破變形后容易修復(fù)，維修成本極低，能現(xiàn)場修復(fù)；5.儲能后爆破器的穩(wěn)定性好；6.成品率高；7.制造工藝簡單。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的單層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的雙層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的三層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例的單層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例的雙層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例的三層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明充氣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1為儲能裝置；2為引爆機(jī)構(gòu)；3為充氣機(jī)構(gòu)；4為泄能頭；5為包邊層；6為內(nèi)螺紋；7為密封頭；8為引線孔；9為電熱絲；

101為基體層；102為網(wǎng)狀層；103為硬化層；321為閥座；322為止擋環(huán)；和323鎖合彈簧； 324氣孔；325為氣壓球閥。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述；顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實施例1

如圖1所示，一種一種一次性玻璃纖維氣體爆破器，包括儲能裝置1、引爆機(jī)構(gòu)2、充氣機(jī)構(gòu)3、泄能頭4、包邊層5、內(nèi)螺紋6、密封頭7、引線孔8和電熱絲9；儲能裝置1上設(shè)有泄能頭4，儲能裝置1通過包邊層5固定泄能頭4，泄能頭4中部設(shè)有內(nèi)螺紋6和與之配合的密封頭7，密封頭7下部設(shè)有活化器201，密封頭7中部設(shè)有引線孔8，引線孔8內(nèi)設(shè)有引爆線202，引爆線202連接電熱絲9兩端。

實施例2

一種氣體爆破器，包括儲能裝置1和泄能頭4，儲能裝置1一端安裝有泄能頭4；

如圖2所示，所述儲能裝置1包括網(wǎng)狀層102和硬化層103，網(wǎng)狀層102和硬化層103由內(nèi)向外依次分布。

實施例3

如圖3所示，所述儲能裝置1包括基體層101、網(wǎng)狀層102和硬化層103，基體層101、網(wǎng)狀層102和硬化層103由內(nèi)向外依次分布。

實施例4

實施例1-3任一項所述氣體爆破器，如圖3所示，所述泄能頭4包括密封頭7，密封頭7上設(shè)有充氣機(jī)構(gòu)3；所述泄能頭4中部設(shè)置有密封頭7，密封頭7通過螺紋結(jié)構(gòu)與泄能頭4連接，密封頭7通過旋轉(zhuǎn)可向上或向下移動，密封頭7上設(shè)有引爆機(jī)構(gòu)2。

作為對上述實施方式的制造工藝說明，所述氣體爆破器的制造工藝如下：

1. 將密封性膠質(zhì)澆筑在爆破管管體模型外層，干化后形成具有一定彈性的袋體，并將其密封彈性袋體取出；

2. 使用纖維質(zhì)材料編制出與管體模型外表面形狀、大小一致的纖維質(zhì)袋體；

3. 將上述密封彈性袋裝入纖維質(zhì)袋體，并同時將密封彈性袋和纖維質(zhì)袋的開口套接在泄能頭4上；

4. 使用充氣設(shè)備將其密封彈性袋體和纖維質(zhì)袋體膨脹成爆破管管體模型；

5. 在上述膨脹成管體模型形狀的纖維質(zhì)袋體上蘸浸或噴涂可硬化材質(zhì)，使其硬化材質(zhì)滲入到纖維質(zhì)袋體內(nèi)，并覆蓋纖維質(zhì)袋體表面。

6.待硬化材質(zhì)硬化后，其密封彈性袋與纖維質(zhì)袋均被粘結(jié)和固化，形成具有高抗拉強度的密封管體。

實施例5

作為上述實施方式的進(jìn)一步具體說明，所述基體層101采用pet材料制成。

實施例6

作為上述實施方式的進(jìn)一步具體說明，所述網(wǎng)狀層102采用碳纖維材料制成；碳纖維的抗拉強度達(dá)3500MPa以上，其抗拉強度為鋼材抗拉強度的10倍左右。

實施例7

作為上述實施方式的進(jìn)一步具體說明，所述硬化層103采用UV硬化膠。

實施例8

作為上述實施方式的進(jìn)一步具體說明，（如圖4所示）所述儲能裝置1與泄能頭4的連接方式為套接整體硬化。

實施例9

作為上述實施方式的進(jìn)一步具體說明，（如圖4所示）所述泄能頭4上的充氣機(jī)構(gòu)3采用單向閥結(jié)構(gòu)時，其充氣機(jī)構(gòu)3結(jié)構(gòu)是：包括閥座321、止擋環(huán)322和鎖合彈簧323，止擋環(huán)322安裝在閥座321中上部，止擋環(huán)322中心為氣孔324，止擋環(huán)322下方為氣壓球閥325，氣壓球閥325下部為鎖合彈簧323，鎖合彈簧323安裝在閥座321中部，當(dāng)氣壓球閥325下方的壓強大于上方壓強時，氣壓球閥325受到壓強差力和鎖合彈簧323的彈力，與閥座321下部閉合，當(dāng)氣壓片322下方的壓強小于上方壓強時，且氣壓片322受到壓強差力大于鎖合彈簧323的彈力時，氣壓片322向下移動，與閥座321下部張開。

實施例10

作為上述實施方式的進(jìn)一步具體說明，優(yōu)選，所述閥座321上方還設(shè)置有密封螺帽。

實施例11

作為上述實施方式的進(jìn)一步具體說明，所述網(wǎng)狀層102的厚度為2mm，所述基體層101的厚度為0.5mm，所述硬化層103的厚度為2mm。

實施例12

作為上述實施方式的進(jìn)一步具體說明，所述儲能裝置1采用筒柱型。

實施例13

作為上述實施方式的進(jìn)一步具體說明，所述儲能裝置1內(nèi)采用液態(tài)或固態(tài)二氧化碳作為膨脹介質(zhì)。

通過上述實施例實施方式所得氣體爆破器，相對現(xiàn)有技術(shù)中的氣體爆破器，由于本發(fā)明中網(wǎng)狀層102的抗拉強度可達(dá)3500MPa以上，而鋼材抗拉強度僅為355MPa左右，且其基體層101、網(wǎng)狀層102和硬化層103綜合密度僅為2.6×103kg/m3，而鋼材密度為7.9×103kg/m3；本發(fā)明的材質(zhì)綜合密度為爆破管鋼材的0.33倍；本實施例的管體厚度可達(dá)現(xiàn)有鋼材爆破管的0.2倍左右；在抗拉強度上，本實施例的管體為現(xiàn)有鋼材爆破管強度的1.2倍；因此，本實施例所述的氣體爆破器僅為現(xiàn)有技術(shù)中的氣體爆破管的0.07倍左右的質(zhì)量，且抗拉強度大于現(xiàn)有技術(shù)中的氣體爆破管，本發(fā)明具有非常輕質(zhì)的重量，非常便于運輸和安裝，。

上述各實施例實施方式所得氣體爆破器，

在制造纖維質(zhì)袋體時，其纖維質(zhì)袋體還設(shè)置有彈性縮口，其泄能頭4側(cè)邊設(shè)置有縮口凹槽；纖維質(zhì)袋體的彈性縮口可自動卡入縮口凹槽內(nèi)。

在制造纖維質(zhì)袋體時，其纖維質(zhì)袋體還設(shè)置有拉繩縮口，其泄能頭4側(cè)邊設(shè)置有縮口凹槽；纖維質(zhì)袋體的拉繩縮口通過拉緊繩卡入縮口凹槽內(nèi)；該種連接結(jié)構(gòu)的牢固性較好。

在連接泄能頭4過程，先將纖維質(zhì)袋體套接在泄能頭4上，泄能頭4外側(cè)具有縮口凹槽和螺紋結(jié)構(gòu)，縮口凹槽用于套接纖維質(zhì)袋體，密封頭7通過螺紋結(jié)構(gòu)連接泄能頭4。

所述材料是碳纖維或芳綸纖維或聚酯纖維或石墨烯或高分子材料或其復(fù)合材料的其中一種。

所述儲能裝置1采用碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、聚酯纖維或其復(fù)合材料中的任意一種固化而成。

所述儲能裝置1采用碳纖維或芳綸纖維或聚酯纖維中的一種或至少兩種固化而成。（復(fù)合層）

碳纖維或芳綸纖維具有較強的抗拉性和彈性，具有較長的壽命，可循環(huán)使用，玻璃纖維或聚酯纖維最便宜，最適合制造一次性的爆破器。

所述材料能根據(jù)強度設(shè)計和制造成本要求，調(diào)節(jié)含量比重。

所述儲能裝置1采用至少兩層復(fù)合層材料。

所述儲能裝置1包括由內(nèi)向外依次分布的網(wǎng)狀層102和硬化層103。

所述儲能裝置1包括由內(nèi)向外依次分布的基體層101、網(wǎng)狀層102和硬化層103。

所述基體層101采用有機(jī)玻璃（PMMA）或聚酯纖維(PET)或聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)或軟質(zhì)硅膠材料或金屬材料或復(fù)合材料中的一種或至少兩種制成模體。

所述網(wǎng)狀層102采用碳纖維或芳綸纖維或聚酯纖維或石墨烯材料中的一種或至少兩種制成。

所述硬化層103采用UV硬化膠或樹脂或瞬間膠或厭氧膠或石膏或水泥。

在上述實施例中，網(wǎng)狀層根據(jù)不同的材料固化層選擇對應(yīng)的固化劑。

所述水泥采用高鋁酸鹽水泥。

所述儲能裝置1厚度是1-30mm。

最優(yōu)選所述儲能裝置1厚度是8-15mm。

次選所述儲能裝置1厚度是10-20mm。

優(yōu)選所述儲能裝置1厚度是1-20mm。

所述儲能裝置1是球形結(jié)構(gòu)或橢球結(jié)構(gòu)或管柱型結(jié)構(gòu)或方形結(jié)構(gòu)或多邊型結(jié)構(gòu)。

所述儲能裝置直徑為1-100cm，高度為1-300cm。

所述儲能裝置1為圓柱體或球形體。

所述圓柱體截面半徑為0.2-10cm,長度為0.2-200cm。所述基體層101的厚度為0.1-20mm。所述網(wǎng)狀層102的厚度為0.8-20mm。

所述硬化層103的厚度為0.8-20mm。

優(yōu)選所述基體層101的厚度為0.3-15mm。

優(yōu)選所述網(wǎng)狀層102的厚度為0.8-15mm。

所述所述硬化層103的厚度為0.8-15mm。

所述充氣機(jī)構(gòu)3采用單向閥充氣結(jié)構(gòu)。所述充氣機(jī)構(gòu)3采用螺扭開關(guān)式充氣結(jié)構(gòu)。所述充氣機(jī)構(gòu)3采用按壓開關(guān)式充氣結(jié)構(gòu)。

所述引爆機(jī)構(gòu)2采用物理加熱方式引爆。所述引爆機(jī)構(gòu)2采用化學(xué)反應(yīng)放熱方式引爆。所述引爆機(jī)構(gòu)2采用電熱絲引爆結(jié)構(gòu)。所述引爆機(jī)構(gòu)2采用化學(xué)劑與儲能介質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生爆炸。所述儲能裝置1與泄能頭4的連接方式為螺紋連接。所述儲能裝置1與泄能頭4為套接整體硬化。

所述儲能裝置1與泄能頭4纏繞連接并硬化成型。所述儲能裝置1與泄能頭4采用纖維布包裹。

所述充氣機(jī)構(gòu)3采用單向閥結(jié)構(gòu)時，其充氣機(jī)構(gòu)3結(jié)構(gòu)是：包括閥座321、止擋環(huán)322和鎖合彈簧323，止擋環(huán)322安裝在閥座321中上部，止擋環(huán)322中心為氣孔324，止擋環(huán)322下方為氣壓球閥325，氣壓球閥325下部為鎖合彈簧323，鎖合彈簧323安裝在閥座321中部，當(dāng)氣壓球閥325下方的壓強大于上方壓強時，氣壓球閥325受到壓強差力和鎖合彈簧323的彈力，與閥座321下部閉合，當(dāng)氣壓片322下方的壓強小于上方壓強時，且氣壓片322受到壓強差力大于鎖合彈簧323的彈力時，氣壓片322向下移動，與閥座321下部張開。

所述閥座321上方還設(shè)置有密封螺帽。實現(xiàn)兩次密封。

所述引爆機(jī)構(gòu)2采用電熱絲進(jìn)行引爆時，引爆機(jī)構(gòu)2包括電熱絲9和引爆線202。

所述密封頭7中部安裝設(shè)置有泄能頭4，泄能頭4通過螺紋結(jié)構(gòu)與密封頭7連接，泄能頭4通過旋轉(zhuǎn)可向上或向下移動。

所述儲能裝置1設(shè)置有至少一條爆破線制成一次性利用結(jié)構(gòu)。

所述儲能裝置1制成重復(fù)利用結(jié)構(gòu)，所述儲能裝置1還連接有硬質(zhì)法蘭，硬質(zhì)法蘭安裝有泄能窗，泄能窗采用相對較薄合金片制成。所述硬質(zhì)法蘭采用鈦合金材料制成。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。