非金屬阻隔抑爆球制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種非金屬阻隔抑爆球，包括：環(huán)形片、弓形片、上管狀結(jié)構(gòu)和下管狀結(jié)構(gòu)；環(huán)形片、弓形片、上管狀結(jié)構(gòu)和下管狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成中空柵格狀球體；上管狀結(jié)構(gòu)和下管狀結(jié)構(gòu)分別設(shè)置于球體的上下兩端，與球體同軸；弓形片對(duì)稱設(shè)置于上管狀結(jié)構(gòu)和下管狀結(jié)構(gòu)的周圍，環(huán)形片沿球體軸線垂直插入所述弓形片中。本發(fā)明專利技術(shù)的非金屬阻隔抑爆球，與現(xiàn)有金屬鋁合金抑爆材料相比，具有壽命長(zhǎng)，無(wú)需更換，在易燃易爆化學(xué)品中的穩(wěn)定性更高，無(wú)碎屑?xì)堅(jiān)W(xué)性能穩(wěn)定性更高，無(wú)塌陷等現(xiàn)象，拆卸簡(jiǎn)單方便等優(yōu)點(diǎn)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及阻隔抑爆
，更進(jìn)一步說(shuō)，涉及一種非金屬阻隔抑爆球。
技術(shù)介紹
在盛有汽油、柴油、乙炔等 液體的容器中，由于存在這些易揮發(fā)物質(zhì)的蒸汽和空氣的混合氣體，極易發(fā)生燃燒和爆炸。阻隔抑爆技術(shù)是一種可以有效防止易燃易爆的氣態(tài)和液態(tài)危險(xiǎn)化學(xué)品在儲(chǔ)運(yùn)中因意外事故(靜電、焊接、槍擊、碰撞、錯(cuò)誤操作等)引發(fā)的爆炸，從根本上解決易燃易爆液、氣態(tài)危險(xiǎn)化學(xué)品的儲(chǔ)運(yùn)過程中本質(zhì)安全的專有技術(shù)，簡(jiǎn)稱為HAN(Hypostasis Anchor-hold No-expolosion),意為本質(zhì)安全不爆炸。美國(guó)在上世紀(jì)60年代在軍事油品的安全和儲(chǔ)運(yùn)上開始使用聚氨酯泡沫抑爆材料；該材料在油料中的化學(xué)穩(wěn)定性差，很快被鋁合金抑爆材料所替代。鋁合金抑爆材料被廣泛應(yīng)用至今。國(guó)外主要的招合金抑爆材料主要有Explosafe、Ex-Co> ExploControl> eEess等，國(guó)內(nèi)主要有LF21、JFJ、HFJ等。蜂窩狀的阻隔抑爆材料將油箱內(nèi)腔分為若干個(gè)“小室”或“腔體”，這些“小室”或“腔體”可以有效遏制火焰的傳播，使爆炸壓力波急劇衰減；同時(shí)這種蜂窩結(jié)構(gòu)的材料在單位體積內(nèi)具有較高的表面效能，從而具有良好的吸熱性，可以迅速地將燃燒釋放出來(lái)的熱量吸收，使燃燒反應(yīng)后的溫度降低，反應(yīng)氣體的膨脹程度縮小，容器內(nèi)的壓力值增高不大，使燃燒速度達(dá)不到爆炸的極限速度，從而達(dá)到抑爆的目的。AQ3001-2005《汽車加油(氣)站、輕質(zhì)燃油和液化石油氣汽車罐車用阻隔防爆儲(chǔ)罐技術(shù)要求》中指出阻隔防爆材料在儲(chǔ)罐內(nèi)不應(yīng)出現(xiàn)碎屑，否則會(huì)影響儲(chǔ)罐自身和儲(chǔ)罐下一步工序的正常工作。鋁合金抑爆材料材料內(nèi)部結(jié)晶大，導(dǎo)致材料脆性大、延展率低，防銹性能差等缺點(diǎn)，容易斷裂掉渣；嚴(yán)重時(shí)甚至造成油路堵塞，導(dǎo)致油路點(diǎn)火不著，長(zhǎng)期浸泡過程中材料容易對(duì)油品的穩(wěn)定性指標(biāo)(誘導(dǎo)其、實(shí)際膠質(zhì))、潔凈指標(biāo)(固體顆粒物)和水溶性酸堿等指標(biāo)有影響，影響油品質(zhì)量；碎渣可堵塞油表導(dǎo)致其不能轉(zhuǎn)動(dòng)，無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量?jī)?yōu)良 ’另夕卜，鋁箔邊緣可能開裂，影響材料的抑爆性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決現(xiàn)有技術(shù)中鋁合金抑爆材料脆性大，延伸率低的技術(shù)問題,本專利技術(shù)提供了一種非金屬阻隔抑爆球，具有優(yōu)良的力學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性和抑爆性能，可以克服現(xiàn)有抑爆材料中的缺陷。本專利技術(shù)的目的是提供一種非金屬阻隔抑爆球。所述抑爆球包括環(huán)形片、弓形片、上管狀結(jié)構(gòu)和下管狀結(jié)構(gòu)；環(huán)形片、弓形片、上管狀結(jié)構(gòu)和下管狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成中空柵格狀球體；所述上管狀結(jié)構(gòu)和下管狀結(jié)構(gòu)分別設(shè)置于球體的上下兩端，與球體同軸；所述弓形片對(duì)稱設(shè)置于上管狀結(jié)構(gòu)和下管狀結(jié)構(gòu)的周圍，弓形片的弦分別與上管狀結(jié)構(gòu)和下管狀結(jié)構(gòu)固定連接，弓形片的弧構(gòu)成球體的經(jīng)線；每間隔一個(gè)弓形片，在弓形片的弦上設(shè)置矩形缺口；所述環(huán)形片的數(shù)量為3飛個(gè)，環(huán)形片的內(nèi)徑與上管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑、下管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑相同；所述環(huán)形片沿球體軸線垂直插入所述弓形片中，與弓形片固定連接，弓形片沿球體軸線均勻分布在上管狀結(jié)構(gòu)和下管狀結(jié)構(gòu)之間，環(huán)形片外周構(gòu)成球體的緯線；上管狀結(jié)構(gòu)和下管狀結(jié)構(gòu)距環(huán)形片的距離不小于2mm ；所述環(huán)形片上設(shè)置有孔；所述球體直徑為30_40mm。所述弓形片的數(shù)量?jī)?yōu)選為61個(gè)，所述環(huán)形片的數(shù)量?jī)?yōu)選為4個(gè)。所述非金屬阻隔抑爆球的材料是塑料組合物，包括按重量份數(shù)計(jì)的以下組分 基材100重量份碳纖維9 43重量份炭黑0 19.6重量份碳納米管0 19.6重量份抗氧刑0.5 0.8重量份所述基材為尼龍6、尼龍66、聚苯硫醚、聚乙烯、聚丙烯中的至少一種；所述碳纖維為短切碳纖維；優(yōu)選長(zhǎng)度為3mnT6mm,直徑為6 8iim,含碳量> 93%,比電阻為1.6X10_3Q.cm;碳纖維是應(yīng)用于塑料導(dǎo)電改性的常用纖維之一。碳纖維的加入還可以提高基體材料的力學(xué)性能，當(dāng)基體材料收到外力沖擊時(shí)，纖維粒子在材料內(nèi)部可以產(chǎn)生大量的微變形，從而在吸收能量的同時(shí)可以較好地傳遞產(chǎn)生的應(yīng)力，使基體產(chǎn)生屈服形變消耗部分沖擊能量，可對(duì)基體材料起到增強(qiáng)與增韌的作用。所述炭黑為納米導(dǎo)電炭黑；優(yōu)選顆粒直徑為4(T50nm，DBP吸附值為204X 10_5m3/kg, CTAB吸附比表面積為363X 103m2/kg，PH=7. 8 ;炭黑是最常用的導(dǎo)電填料之一，而納米炭黑粒子較小，即炭黑粒子之間相互接觸的幾率較大且粒子間間距小，導(dǎo)電性較常規(guī)炭黑要好。所述的抗氧劑為多元受阻酚型抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑的復(fù)配，二者的重量比優(yōu)選為3/2 2/1，優(yōu)選四季戊四醇酯(抗氧劑1010)與抗氧劑三亞磷酸酯(168)復(fù)配；所述的碳納米管優(yōu)選粒徑2(T50nm，長(zhǎng)度10 50 u m,電阻率KTKT3 Q . cm ；碳納米管具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，多種導(dǎo)電機(jī)理，具有導(dǎo)電性可調(diào)，較少的填充量便可以形成導(dǎo)電網(wǎng)鏈，是目前高分子材料導(dǎo)電改性的熱點(diǎn)。本專利技術(shù)中的阻隔抑爆球，與現(xiàn)有金屬鋁合金抑爆材料相比，具有壽命長(zhǎng)，無(wú)需更換，在易燃易爆化學(xué)品中的穩(wěn)定性更高，無(wú)碎屑?xì)堅(jiān)W(xué)性能穩(wěn)定性更高，無(wú)塌陷等現(xiàn)象，拆卸簡(jiǎn)單方便等優(yōu)點(diǎn)。本專利技術(shù)的一種非金屬材料阻隔抑爆球的特點(diǎn)是球體的板層交錯(cuò)的柵格狀結(jié)構(gòu)保證了類似蜂窩狀的高孔隙結(jié)構(gòu)，可有效降低小型燃料存儲(chǔ)設(shè)備(比如汽車、船體、飛機(jī))的揮發(fā)性液、汽燃料的汽化與揮發(fā)。并可有效阻止浪涌現(xiàn)象，減小大型燃料儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備(罐車、油氣運(yùn)輸船舶)由于浪涌效應(yīng)引起的不穩(wěn)定性，減小罐體在彎道或顛簸時(shí)發(fā)生翻到或顛覆的危險(xiǎn)。本專利技術(shù)的特殊結(jié)構(gòu)和良好的導(dǎo)電性能能防止車輛油箱、油罐內(nèi)由于燃料的流動(dòng)、沖擊等因素而產(chǎn)生的靜電，避免因靜電引發(fā)的燃爆事故，并可保證燃料儲(chǔ)運(yùn)容器不受電磁干擾。本專利技術(shù)的抑爆球，具有較好的抑爆性能，單位體積的填裝密度在3(T60kg/m3范圍內(nèi)，填裝量最高占容器的體積的95%左右。本專利技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)條件下進(jìn)行抑爆性能測(cè)試，可將丙烷空氣混合氣體的壓力控制到不大于0. 137MPa (爆炸壓力極限為0. 814MPa)。附圖說(shuō)明圖I本專利技術(shù)的非金屬阻隔抑爆球的立體2本專利技術(shù)的非金屬阻隔抑爆球的主視圖 圖3本專利技術(shù)的非金屬阻隔抑爆球的俯視圖附圖標(biāo)記說(shuō)明I-環(huán)形片；2_弓形片；3_上管狀結(jié)構(gòu)；4_下管狀結(jié)構(gòu)具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)一步說(shuō)明本專利技術(shù)。實(shí)施例中所用原料的來(lái)源碳纖維聚丙烯腈型，長(zhǎng)度6mm,直徑6. 5 ii m,拉伸強(qiáng)度彡3. OGpa,密度I. 76g/cm3,伸長(zhǎng)率彡I. 5%,比電阻I. 6Q cm,遼寧安科活性碳纖維應(yīng)用技術(shù)開發(fā)公司。炭黑納米導(dǎo)電炭黑，顆粒直徑為40nm，DBP吸附值為230 X 10_5m3/kg，CTAB吸附比表面積為370X 103m2/kg，PH=8,中橡集團(tuán)炭黑工業(yè)研究設(shè)計(jì)院。碳納米管粒徑40-50nm，長(zhǎng)度20-50 u m,電阻率10 10_3 Q . cm,深圳納米港。尼龍66 :型號(hào)EPR27，拉伸強(qiáng)度為55MPa，彎曲強(qiáng)度為71. 8MPa，缺口沖擊強(qiáng)度為9.lkj/m2，中國(guó)平煤神馬集團(tuán)。尼龍6 :型號(hào)CM1017，拉伸強(qiáng)度為80. 4MPa，彎曲強(qiáng)度為108MPa，缺口沖擊強(qiáng)度31kJ/m2，體積電阻率為IO14Hm,日本東麗。聚苯硫醚拉伸強(qiáng)度為130MPa，彎曲強(qiáng)度為207MPa，缺口沖擊強(qiáng)度為7kJ/m2，日本寶里。聚丙烯拉伸強(qiáng)度24MPa，彎曲強(qiáng)度為50MPa，缺口沖擊強(qiáng)度為2. 5kJ/m2，本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種非金屬阻隔抑爆球，其特征在于：所述抑爆球包括：環(huán)形片、弓形片、上管狀結(jié)構(gòu)和下管狀結(jié)構(gòu)；環(huán)形片、弓形片、上管狀結(jié)構(gòu)和下管狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成中空柵格狀球體；所述上管狀結(jié)構(gòu)和下管狀結(jié)構(gòu)分別設(shè)置于球體的上下兩端，與球體同軸；所述弓形片對(duì)稱設(shè)置于上管狀結(jié)構(gòu)和下管狀結(jié)構(gòu)的周圍，弓形片的弦分別與上管狀結(jié)構(gòu)和下管狀結(jié)構(gòu)固定連接，弓形片的弧構(gòu)成球體的經(jīng)線；每間隔一個(gè)弓形片，在弓形片的弦上設(shè)置矩形缺口；所述環(huán)形片的數(shù)量為3~5個(gè)，環(huán)形片的內(nèi)徑與上管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑、下管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑相同；所述環(huán)形片沿球體軸線垂直插入所述弓形片中，與弓形片固定連接，弓形片沿球體軸線均勻分布在上管狀結(jié)構(gòu)和下管狀結(jié)構(gòu)之間，環(huán)形片外周構(gòu)成球體的緯線；上管狀結(jié)構(gòu)和下管狀結(jié)構(gòu)距環(huán)形片的距離不小于2mm，所述環(huán)形片上設(shè)置有孔；所述球體直徑為30？40mm。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭學(xué)永，朱祥東，臧充光，焦清介，魯長(zhǎng)波，熊春華，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：