中空栅格状球形填充体.pdf

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1、(10)授权公告号 CN 203123391 U (45)授权公告日 2013.08.14 CN 203123391 U *CN203123391U* (21)申请号 201320127628.9 (22)申请日 2013.03.20 A62C 3/06(2006.01) (73)专利权人 北京理工大学 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街 5 号 专利权人 深圳市恩远科技有限公司 (72)发明人 焦清介 朱祥东 臧充光 郭学永 刘舜 (54) 实用新型名称 中空栅格状球形填充体 (57) 摘要 本实用新型公开了一种中空栅格状球形填充 体， 包括 ： 大管状体、 小管状体、 弓形体、 。

2、圆形体、 环形体、 桥连结构、 十字圆形体和支架状体构成中 空栅格状球体 ； 大管状体和小管状体共轴设置于 球体两端， 围绕两个管状体周围对称设置若干个 弓形体 ； 圆形体平行于球体轴线 ； 环形体设置于 球体中间位置 ； 桥连结构位于小管状体一端并设 置于由弓形体和圆形体构成空间的外侧 ； 十字圆 形体设置于小管状体下端并与小管状体垂直连 接 ； 支架结构设置于由弓形体、 圆形体和大管状 体构成空间内。该填充体由具有高耐溶剂性的功 能聚合物制成， 具有寿命长、 稳定性高、 占有率低、 抑爆性能优良等优点， 且制作简单， 成本低， 可用 于易燃易爆液、 气体的阻燃抑爆。 (51)Int.Cl.。

3、 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)授权公告号 CN 203123391 U CN 203123391 U *CN203123391U* 1/1 页 2 1. 一种中空栅格状球形填充体， 其特征在于 ： 所述中空栅格状球形填充体包括 ： 大管状体、 小管状体、 弓形体、 圆形体、 环形体、 桥连 结构、 十字圆形体和支架状体 ； 大管状体、 小管状体、 弓形体、 圆形体、 环形体、 桥连结构、 十 字圆形体和支架状体构成中空栅格状球体 ； 所述大管状体和小管状体共轴设置于球。

4、体两端， 围绕两个管状体周围对称设置若干个 弓形体均匀设置于球体轴线周围， 弓形体的弧线构成球体的经线 ； 所述的圆形体平行于球 体轴线且垂直于相连接的弓形体， 圆形体在靠近大管状体四周向内折叠一个圆形体厚度 ； 所述的环形体设置于球体中间位置且垂直于弓形体、 圆形体及球体轴线 ； 所述的桥连结构 位于小管状体一端并设置于由弓形体和圆形体构成空间的外侧并与弓形体和圆形体相连 接 ； 所述的十字圆形体设置于小管状体下端并与小管状体垂直连接 ； 所述的支架结构设置 于由弓形体、 圆形体和大管状体构成空间内并垂直连接于大管状体底端。 2. 根据权利要求 1 所述的中空栅格状球形填充体， 其特征在于，。

5、 所述的圆形体被弓形 体和相邻的圆形体分割的区域内设置有矩形的通孔。 3. 根据权利要求 1 所述的中空栅格状球形填充体， 其特征在于， 所述的小管状体外径 不大于大管状体内径。 4. 根据权利要求 1 所述的中空栅格状球形填充体， 其特征在于， 在环形体与圆形体构 成的区域的直角处设置通透的直角扇形孔。 5. 根据权利要求 1 所述的中空栅格状球形填充体， 其特征在于， 在环形体与圆形体、 弓 形体构成的区域内， 环形体内壁到圆形体的距离大于桥连结构的高度 ； 且由环形体与圆形 体、 弓形体构成的区域靠近弓形体的环形体内壁可具有一定弧度。 6. 根据权利要求 1 所述的中空栅格状球形填充体，。

6、 其特征在于， 该中空栅格状球形填 充体所用基材为具有高耐溶剂性的导静电或阻燃功能的聚合物树脂材料。 7. 根据权利要求 1 所述的中空栅格状球形填充体， 其特征在于， 该中空栅格状球形填 充体厚度均匀统一， 材料厚度为 0.2-0.8mm。 8. 根据权利要求 1 所述的中空栅格状球形填充体， 其特征在于， 该中空栅格状球形填 充体半径范围是 ： R=10-30mm。 权 利 要 求 书 CN 203123391 U 2 1/4 页 3 中空栅格状球形填充体 技术领域 0001 本实用新型专利涉及到一种用于易燃易爆的液、 气体的阻燃抑爆装置， 特别涉及 到一种用于易挥发易燃易爆的液、 气体的。

7、中空栅格状球形填充体。 背景技术 0002 目前汽柴油、 液化气、 天然气易挥发易燃易爆等液 / 气体， 以及其他液气态危险化 学品 （如甲烷、 苯等化工原料） 的储存、 运输、 使用过程中的阻燃防爆问题， 一直是世界各国 防爆研究的重大课题。 0003 阻隔抑爆技术是一种可以有效防止易燃易爆的气态和液态危险化学品在储运中 因意外事故 （静电、 焊接、 枪击、 碰撞、 错误操作等） 引发的爆炸， 使用具有优良化学惰性 （好 的油品相容性） 和优良填充性能 （基本不影响用油设备的原有参数） 的防爆材料， 从根本上 解决易燃易爆液、 气态危险化学品的储运过程中的安全问题的专有技术。 0004 美国。

8、在上世纪 60 年代在军事油品的安全和储运上开始使用聚氨酯泡沫抑爆材 料 ； 该材料在油料中的化学稳定性差， 很快被铝合金抑爆材料所替代。 铝合金抑爆材料被广 泛应用至今。国外主要的铝合金抑爆材料主要有 Explosafe、 Ex-Co、 ExploControl、 eEess 等， 国内主要有 LF21、 JFJ、 HFJ 等。 0005 蜂窝状的阻隔抑爆材料将油箱内腔分为若干个 “小室” 或 “腔体” ， 这些 “小室” 或 “腔体” 可以有效遏制火焰的传播， 使爆炸压力波急剧衰减 ； 同时这种蜂窝结构的材料在单 位体积内具有较高的表面效能， 从而具有良好的吸热性， 可以迅速地将燃烧释放出。

9、来的热 量吸收， 使燃烧反应后的温度降低， 反应气体的膨胀程度缩小， 容器内的压力值增高不大， 使燃烧速度达不到爆炸的极限速度， 从而达到抑爆的目的。 0006 目前应用于制备阻隔防爆材料的基体材料主要分为金属合金类和非金属类材料。 金属合金类阻隔防爆材料应用的基材主要是铝合金材料， 其具有优良的导电、 导热功能， 并 且加工制备工艺便捷 ； 然而， 金属材料存在着诸多缺陷， 主要表现在 ： 金属合金类抑爆材料 内部结晶大， 可导致材料脆性大、 延展率低， 防锈性能差等缺点， 容易断裂掉渣 ； 严重时甚 至造成油路堵塞， 导致油路点火不着， 长期浸泡过程中材料对油品的稳定性指标 （诱导其、 实。

10、际胶质） 、 洁净指标 （固体颗粒物） 和水溶性酸碱等指标产生显著影响， 影响油品质量 ； 金 属合金类阻隔抑爆材料在使用中产生的碎渣可堵塞油表导致其不能转动， 无法准确测量优 良 ； 另外， 金属合金类材料加工成蜂窝状薄壁结构， 材料整体无较强的结构强度， 无法在较 大空间中使用， 并且金属合金材料孔隙边缘可能开裂， 影响材料的抑爆性能 ； 且金属类抑爆 材料的装填、 拆卸、 清洗维护过程繁琐并且成本较高， 尤其是内部结构复杂的装置更加难以 安装。 非金属材料主要是聚氨酯发泡材料， 相比其他的阻隔防爆材料， 聚氨酯泡沫具有更轻 的重量和较小的占有率， 然而， 聚氨酯泡沫在复杂环境中 （如油料。

11、） 的稳定性， 在高温高湿的 环境导致该类材料缺乏水解稳定性 （抗湿度性差） ， 从而水解严重导致故障频生， 燃油系统 被污染， 过滤器被阻塞等， 而且该种材料在使用过程中自身发生塌陷情况较为严重， 使用寿 命较短。 说 明 书 CN 203123391 U 3 2/4 页 4 0007 美国专利 US4613054 和中国专利 CN202376651U 分别报道了两种不同的球形抑爆 材料， 但是两种球体材料存在体积较大， 有效容积率低， 且加工工艺和模具复杂， 寿命低， 使 用成本高。中国专利 CN101583402A 公开的一种球形填充体采用相互交错的层状圆片结构 构成， 然而在其结构中存。

12、在着死角， 即其套状体、 圆形垂直面和水平平面构成死角， 在液体 的油箱或储罐中造成油料被死角留存而不能够完全使用， 从而造成浪费。 发明内容 0008 为解决传统金属阻隔抑爆材料和聚氨酯泡沫寿命低、 稳定性低， 以及现有非金属 阻隔防爆材料的结构缺陷和占有率过高等技术问题， 本实用新型提供了一种中空栅格状球 形填充体， 该填充体具有优良的力学性能、 化学稳定性、 抑爆性能及较低的占有率， 可以克 服现有抑爆材料中的缺陷。 0009 本发明提供的以一种具有新型结构且加工方便的中空栅格状球形填充体是通过 以下技术方案实现的。 0010 所述中空栅格状球形填充体包括 ： 大管状体、 小管状体、 弓。

13、形体、 圆形体、 环形体、 桥连结构、 十字圆形体和支架状体 ； 大管状体、 小管状体、 弓形体、 圆形体、 环形体、 桥连结 构、 十字圆形体和支架状体构成中空栅格状球体 ； 0011 中空栅格状球形填充体， 两端设置同轴的大管状体和小管状体， 小管状体的外径 不大于大管状体的内径， 围绕两个管状体周围对称设置若干个弓形体均匀设置于球体轴线 周围， 弓形体的弧线构成球体的经线 ； 所述的圆形体平行于球体轴线且垂直于相连接的弓 形体， 圆形体在靠近大管状体四周向内折叠一个圆形体厚度 ； 所述的环形体设置于球体中 间位置且垂直于弓形体、 圆形体及球体轴线 ； 所述的桥连结构位于小管状体一端并设置。

14、于 由弓形体和圆形体构成空间的外侧并与弓形体和圆形体相连接 ； 所述的十字圆形体设置于 小管状体下端并与小管状体垂直连接 ； 所述的支架结构设置于由弓形体、 圆形体和大管状 体构成空间内并垂直连接于大管状体底端。 0012 进一步的设计是， 所述的圆形体被弓形体和相邻的圆形体分割的区域内设置有矩 形的通孔。 0013 进一步的设计是， 所述的环形体与圆形体构成的区域的直角处设置通透的直角扇 形孔。 0014 更进一步的设计是， 所述的环形体与圆形体、 弓形体构成的区域内， 环形体内壁到 圆形体的距离大于桥连结构的高度 ； 且由环形体与圆形体、 弓形体构成的区域内， 靠近弓形 体的环形体内壁可具。

15、有一定弧度。 0015 进一步的设计是， 所述的中空栅格状球形填充体所用基材为具有高耐溶剂性的导 静电、 导热或阻燃功能的聚合物树脂材料。 0016 进一步的设计是， 所述的中空栅格状球形填充体厚度均匀统一， 材料厚度为 0.2-0.8mm。 0017 进一步的设计是， 所述的中空栅格状球形填充体半径范围是 ： R=10-30mm。 0018 本实用新型中的中空栅格状球形填充体， 具有优良的力学性能、 化学稳定性、 抑爆 性能及较低的占有率， 可以解决传统金属阻隔抑爆材料和聚氨酯泡沫寿命低、 稳定性低， 以 及现有非金属阻隔防爆材料的结构缺陷和占有率过高等技术问题 ； 具有拆卸简单方便、 易 。

16、说 明 书 CN 203123391 U 4 3/4 页 5 于清洗维护等特点。对于内部结构形状复杂的装置， 优势更为明显。 0019 本实用新型具有相互贯通的结构， 在液体的燃料的储罐等容器中能够快速填装和 卸载， 不存在结构上的死角而造成残存以致浪费。 0020 本实用新型的中空栅格状球形填充体的板层交错的栅格状结构保证了类似蜂窝 状的高孔隙结构， 可有效降低危险液、 气化学品在存储设备中的挥发性液、 汽燃料的汽化与 挥发。并可有效阻止浪涌现象， 减小大型燃料储运设备 （罐车、 油气运输船舶） 由于浪涌效应 引起的不稳定性， 减小罐体在弯道或颠簸时发生翻到或颠覆的危险。 0021 本实用新。

17、型的中空栅格状球形填充体可具有良好的阻燃性能， 可有效防止填充体 在易燃易爆液气体燃烧爆炸时的二次燃烧， 从而有效阻止由于材料的燃烧引起其他安全区 域的危险化学品的燃烧或爆炸。 0022 本实用新型的中空栅格状球形填充体可具有良好的导电性能能防止罐体内由于 液、 气态危险化学品的流动、 摩擦冲击等因素产生静电， 避免因静电引发的燃爆事故， 并可 保证危险化学品的储运容器不受雷电和电磁干扰。 0023 本实用新型的中空栅格状球形填充体由于采用了上述方案， 具有较好的抑爆性 能， 可以实现在容器中不变形， 占有率低， 制造加工工艺简单， 单位体积的填装密度在 45 70kg/m3范围内， 在容器中。

18、的占有率最高不超过 6%。本发明的中空栅格状球形填充体在行 业标准 （AQ3001-2005） 条件下进行抑爆性能测试， 可将丙烷空气混合气体的压力控制到不 大于 0.213MPa（爆炸压力极限为 0.814MPa） ， 可显著降低燃烧速度和爆炸压力。 0024 本实用新型的中空栅格状球形填充体技术应用范围广泛， 产品市场前景极为广 阔。可应用于大型客车、 小汽车、 加油站、 运油车、 油轮、 民航客机、 直升飞机等民用领域中， 并可广泛应用于油库、 汽库， 各种油气管道， 热交换器、 阻火器等工业领域中。 在军用领域中 更适于军用车辆、 飞行器油箱和军用油料的储运和使用的安全性保障。 对提高。

19、油料储运、 使 用中的安全性， 具有重要的现实意义， 高性能非金属材料的生产成本将大幅度降低， 加之非 金属阻隔抑爆材料本身具有的诸多优势， 性价比的提高将更凸显其竞争优势， 更具有显著 的社会效益、 经济效益和军事效益。 附图说明 0025 图 1 是本实用新型所述中空栅格状球形填充体的立体结构图。 0026 图 2 是本实用新型所述中空栅格状球形填充体的俯视结构图。 0027 图 3 是本实用新型所述中空栅格状球形填充体的正视结构图。 具体实施方式 0028 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的阐述 ： 0029 如附图所述， 所述中空栅格状球形填充体包括 ： 大管状体 1、 小管状。

20、体 2、 弓形体 3、 圆形体 4、 环形体 5、 桥连结构 6、 十字圆形体 7 和支架状体 8 ； 大管状体 1、 小管状体 2、 弓形 体 3、 圆形体 4、 环形体 5、 桥连结构 6、 十字圆形体 7 和支架状体 8 构成中空栅格状球体 ； 0030 中空栅格状球形填充体， 两端设置同轴的大管状体 1 和小管状体 2， 小管状体 2 的 外径等于大管状体 1 的内径， 围绕两个管状体周围对称设置四个弓形体 3， 相邻的弓形体 3 相互垂直， 弓形体3的弧线构成球形填充体的经线 ； 所述的圆形体4平行于球体轴线且相邻 说 明 书 CN 203123391 U 5 4/4 页 6 圆形体。

21、4相互垂直并垂直于相连接的弓形体3， 圆形体4在靠近大管状体1四周向内折叠一 个圆形体厚度 ； 环形体 5 设置于球体中间位置且垂直于弓形体 3、 圆形体 4 及球体轴线 ； 桥 连结构 6 分别位于小管状体 2 一端并设置于由弓形体 3 和圆形体 4 构成空间的外侧并与弓 形体 3 和圆形体 4 相连接 ； 所述的十字圆形体 7 设置于小管状体 2 下端并与小管状体 2 垂 直连接 ； 所述的支架结构 8 设置于由弓形体 3、 圆形体 4 和大管状体 1 构成空间内并垂直连 接于大管状体底端。 0031 所述的圆形体 4 被弓形体 3 和相邻的圆形体 4 分割的区域内设置有矩形的通孔。 00。

22、32 所述的环形体 5 与圆形体 4 构成的区域的直角处设置通透的扇形孔。 0033 所述的环形体 5 与圆形体 4、 弓形体构成的区域内， 环形体 5 内壁到圆形体 4 的距 离大于桥连结构 6 的高度 ； 且由环形体 5 与圆形体 4、 弓形体 3 构成的区域内， 靠近弓形体 3 的环形体 5 内壁可具有一定弧度。 0034 所涉及的大管状体1的内径为8mm， 相互平行的圆形体之间的距离为15mm， 大管状 体 1 的长度等于小管状体长度的两倍， 为 8mm。 0035 所述的中空栅格状球形填充体厚度均匀统一， 材料厚度为 0.5mm。 0036 所述的中空栅格状球形填充体半径范围是 ： 。

23、R=15mm。 0037 所述的中空栅栏球形填充体采用整体注塑一次成型工艺， 产品加工工艺简单且结 构强度较高， 且非金属基体材料可以提高产品的抗腐蚀能力， 具有较高的使用寿命。 0038 所述的中空栅格状球形填充体所用基材为具有高耐溶剂性的导静电、 导热或阻燃 功能的聚合物树脂材料。 0039 所述的中空栅格状球形填充体根据行业标准 汽车加油 （气） 站、 轻质燃油和液化 石油气汽车罐车用阻隔防爆储罐技术要求 （AQ3001-2005） 规定的测试方法和测试装置测 得中空栅格状球形填充体可显著降低燃烧和燃爆增压值。 0040 中空栅格状球形填充体具有优良的阻隔抑爆性能， 并且具有优良的化学稳定性、 力学性能、 寿命长、 加工成本低， 适合应用于易燃易爆液、 气危险化学品中。 它将明显改善与 避免现有的金属与非金属阻隔防爆材料的缺陷和不足， 具有显著的社会、 经济和军事意义。 说 明 书 CN 203123391 U 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 203123391 U 7 2/2 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 203123391 U 8 。