專利名稱：足球烯狀球形中空填充體及生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及球形填充體及其生產(chǎn)方法，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。容器儲(chǔ)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(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)事故帶來的損失。近半個(gè)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(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(xiǎn)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(gè)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(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(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日報(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，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(shí)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(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。我國對(duì)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(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(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(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]AT[31]A1916/2006、[32]200612. 4[33]AT[31]A2007/2006、[32]2007. 7. 3[33]AT[31]A1023/2007)，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。足球烯狀球形中空填充體，本體呈球形，并在球形本體的表面設(shè)置有C60結(jié)構(gòu)的槽格，沿一個(gè)軸的兩個(gè)端點(diǎn)為中心對(duì)稱布置，在中心處設(shè)置有一個(gè)正六邊形，在正六邊形的六個(gè)邊交叉的連接正五邊形和正六邊形，共三組；在交叉的正五邊形和正六邊形的外側(cè)，交叉連接兩個(gè)正六邊形和一個(gè)正五邊形，共三組。足球烯狀球形中空填充體的生產(chǎn)方法，包括將本體沿中心面分成兩部分分別進(jìn)行注塑成型，然后將兩部分對(duì)接后用激光焊接在一起。本發(fā)明提供的足球烯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(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)。足球烯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。足球烯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(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。填充足球烯狀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)表明足球烯狀球形中空填充體可顯著降低燃燒和爆炸壓力。本發(fā)明的足球烯狀球形中空填充體，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(duì)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(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(dòng)程度以防止在運(yùn)輸過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、急停或加速造成的翻車事故，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)明提供的足球烯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(gè)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(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(shí)間和人力成本損失。全面了解足球烯狀球形中空填充體的安全性會(huì)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(shí)，他們會(huì)信心十足地留下來滅火，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。足球烯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；
足球烯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(jì)。足球烯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< Γ8% ;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(duì)油料無吸收性；對(duì)燃料系統(tǒng)性能無影響；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，抗壓縮，抗沖擊； 足球烯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(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、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(duì)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(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)在一些特定場合下對(duì)于保障生命和財(cái)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(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)，火勢經(jīng)常會(huì)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(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)事故帶來的損失。而足球烯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(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、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(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。足球烯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(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)說明。圖I是本發(fā)明所述足球烯狀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，足球烯狀球形中空填充體，本體呈球形，并在球形本體的表面設(shè)置有C60結(jié)構(gòu)的槽格，沿一個(gè)軸的兩個(gè)端點(diǎn)為中心對(duì)稱布置，在中心處設(shè)置有一個(gè)正六邊形1，在正六邊形I的六個(gè)邊交叉的連接正五邊形2和正六邊形1，共三組；在交叉的正五邊形2和正六邊形I的外側(cè)，交叉連接兩個(gè)正六邊形I和一個(gè)正五邊形2，共三組。足球烯狀球形中空填充體的生產(chǎn)方法，包括將本體沿中心面分成兩部分分別進(jìn)行注塑成型，然后將兩部分對(duì)接后用激光焊接在一起。本發(fā)明提供的足球烯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(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 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)。足球烯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。足球烯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(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。填充足球烯狀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)表明足球烯狀球形中空填充體可顯著降低燃燒和爆炸壓力。本發(fā)明的足球烯狀球形中空填充體，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(duì)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(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(dòng)程度以防止在運(yùn)輸過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)明提供的足球烯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(gè)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(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(shí)間和人力成本損失。全面了解足球烯狀球形中空填充體的安全性會(huì)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(shí)，他們會(huì)信心十足地留下來滅火，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。足球烯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；
足球烯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。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，沒有必要改造或重新設(shè)計(jì)。足球烯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(duì)油料無吸收性；對(duì)燃料系統(tǒng)性能無影響；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，抗壓縮，抗沖擊；
足球烯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(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、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(duì)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(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)在一些特定場合下對(duì)于保障生命和財(cái)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(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)，火勢經(jīng)常會(huì)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(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)事故帶來的損失。而足球烯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(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、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(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。 足球烯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(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種足球烯狀球形中空填充體，本體呈球形，其特征在于，在球形本體的表面設(shè)置有C60結(jié)構(gòu)的槽格，沿一個(gè)軸的兩個(gè)端點(diǎn)為中心對(duì)稱布置，在中心處設(shè)置有一個(gè)正六邊形，在正六邊形的六個(gè)邊交叉的連接正五邊形和正六邊形，共三組；在交叉的正五邊形和正六邊形的外側(cè)，交叉連接兩個(gè)正六邊形和一個(gè)正五邊形，共三組。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的足球烯狀球形中空填充體的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括將本體沿中心面分成兩部分分別進(jìn)行注塑成型，然后將兩部分對(duì)接后用激光焊接在一起。
全文摘要
足球烯狀球形中空填充體，本體呈球形，并在球形本體的表面設(shè)置有C60結(jié)構(gòu)的槽格，沿一個(gè)軸的兩個(gè)端點(diǎn)為中心對(duì)稱布置，在中心處設(shè)置有一個(gè)正六邊形，在正六邊形的六個(gè)邊交叉的連接正五邊形和正六邊形，共三組；在交叉的正五邊形和正六邊形的外側(cè)，交叉連接兩個(gè)正六邊形和一個(gè)正五邊形，共三組。足球烯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(dòng)性。本發(fā)明同時(shí)公開足球烯狀球形中空填充體的生產(chǎn)方法。
文檔編號(hào)A62C3/06GK102614605SQ20121008737
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