一种拱形抗核爆防护屏蔽门的制作方法

本发明涉及一种拱形抗核爆防护屏蔽门，属于核电设施技术领域。

背景技术：

高强度抗核爆的洞库出入口防护设备，一直以来是国防防护工程中关键组成部分，肩负着抗核爆空气冲击波，防早期核辐射、电磁屏蔽等防护功能，是战时要害目标的口部防护屏障，随着国防工程要求的不断提高，迫切需要既满足新型战时环境下的多种防护功能，又能实现智能化控制的抗核爆防护屏蔽门。

技术实现要素：

本发明目的是设计制造满足高抗力等级的防护屏蔽门，本发明提供一种拱形抗核爆防护屏蔽门，运用弹塑性设计理论，采用多种材料复合组成主要隔离和承压构件，充分吸收、衰减核爆产生的空气冲击波；采用高合金防弹钢材材料、高强度混凝土和高效能中子屏蔽材料多层复合构成门体，有效屏蔽核爆最初二十秒内释放的γ射线和中子流；利用无自锁推杆电机驱动门扇的电动启闭以及锁紧，确保平时正常情况下智能化控制电动开启，战时极端情况下无须做任何切换，就可实现应急解锁、开门或关门；满足较高核爆防护等级要求的国防和民防工程的使用要求。

本发明所采用的技术方案为：

一种拱形抗核爆防护屏蔽门，包括对开式的两个弧形门扇，每个门扇的外侧面上部通过墙连铰链与墙体转动连接，每个门扇的外侧面下部通过地连铰链与地面转动连接，在两个门扇内侧的墙体上分别转动安装有门扇驱动电机，两个门扇上分别设置有推动座，所述门扇驱动电机的推杆的末端与推动座铰接，门扇驱动电机驱动推杆推开门扇或关闭门扇；所述门扇的内侧面上设置有锁栓驱动电机和锁栓，所述门扇上方的墙体或门扇下方的地面形成有在门扇关闭状态下与锁栓对应的锁槽，在门扇关闭状态下锁栓驱动电机驱动锁栓插入锁槽内。

作为本发明的进一步优选，每个门扇上设置有两个锁栓，两个锁栓上、下设置，门扇上方的墙体和门扇下方的地面分别形成有在门扇关闭状态下与两个锁栓对应的锁槽，在门扇上设置有传动组件，所述的锁栓驱动电机通过传动组件驱动两个锁栓在门扇关闭状态下插入对应的锁槽内；在门扇上还设置有锁栓限位座，锁栓在锁栓限位座中滑动穿过。

作为本发明的进一步优选，在门扇关闭状态下，与门扇的外侧边对应的墙体上安装有承压立柱，承压立柱和墙连铰链通过卸压板与墙体固定连接，卸压板通过若干根锚固螺栓锚固在墙体上；提高门扇与墙体的连接强度；当核爆产生的冲击波对门体形成正向压力时，弧形门扇以产生弹性变形的方式吸收冲击波，并将冲击波对门扇产生的压力载荷于承压立柱上；当核爆产生的冲击波对门体形成负向压力时，门扇依托铰链和锁栓部件约束门扇位移。

作为本发明的进一步优选，所述的门扇的外侧面和内侧面分别设置有拉手，便于应急时推拉门扇，所述的门扇的顶部设置有吊环，便于吊装。

作为本发明的进一步优选，所述的门扇驱动电机和锁栓驱动电机均为无自锁推杆电机；用以适应极端条件下应急解锁、开门或关门，当需要在纯手动推拉门扇时，无须做电动和手动切换，在断电状态下，无自锁推杆电机的动作阻力不得大于100n，更不能有自锁现象，应急情况下，用于门扇的无自锁推杆电机的推杆可以随门扇的旋转做轴向滑移，用于锁栓的无自锁推杆电机的推杆可以随锁栓的直线移动做轴向滑移；正常工况下，用于门扇的无自锁推杆电机的推杆做电动滑移推动门扇；用于锁栓的无自锁推杆电机的推杆做电动滑移推动锁栓。

作为本发明的进一步优选，所述的门扇包括由防弹钢板构成的弧形箱体结构，在弧形箱体结构内部上下层叠设置有若干个钢管，相邻钢管之间设置有分隔板，在钢管内部以及钢管与弧形箱体结构内部壁面之间填充有混凝土，在弧形箱体结构的内弧外表面依次设置有不锈钢板和中子屏蔽层，所述不锈钢板朝向中子屏蔽层的表面设置有屏蔽涂层；不锈钢板朝向中子屏蔽层的表面以热喷涂铍的方式制备热应力缓和型屏蔽涂层；所述的中子屏蔽层是以1.1%-2.3%的比例将中子慢化粉剂分层融合在熔融状态的高分子材料基材中固化定型后制得；当中子屏蔽层固化定型后，再将不锈钢板加热至160-180℃与中子屏蔽层贴合连接；不锈钢板与弧形箱体结构的内弧外表面采用可拆卸连接方式连接；其中，防弹钢板和钢管均是高合金防弹钢材材料制作，混凝土采用高强度混凝土，高合金防弹钢材材料和高强度混凝土组成的结构体可以抵抗空气冲击波，同时是屏蔽γ射线的有效屏障；不锈钢和硼、铍对γ射线也是有效的减弱体，对快中子也有很好的慢化效果；如此复合制备的门扇能够高效屏蔽核爆最初二十秒内释放的不同能级的γ射线、中子、次级γ射线及其他高能射线和带电粒子；辐射防护依赖于屏蔽材料的性能和屏蔽体的结构优化，高分子材料含氢丰富，能够大量的吸收热中子，减少因屏蔽材料与中子的相互作用而造成的次级辐射。

作为本发明的进一步优选，所述的中子屏蔽层由若干个中子屏蔽模块拼接构成；避免门扇受到冲击发生弹性变形时，防止中子屏蔽层发生垂直贯穿的缝隙，从而防止中子流散射或逃逸。

作为本发明的进一步优选，还包括控制系统，所述控制系统由变频器和plc控制器组成，plc控制器预留通讯接口，所述控制系统用于控制门扇驱动电机和锁栓驱动电机；即可实现就地控制，也能进行远程控制。

本发明的有益效果在于：对开式的两个弧形门扇在关闭后形成拱形的门体结构，运用弹塑性设计理论，采用多种材料复合组成主要隔离和承压构件，拱形的门体结构可以充分吸收、衰减核爆产生的空气冲击波；采用高合金防弹钢材材料、高强度混凝土和高效能中子屏蔽材料多层复合构成门体，有效屏蔽核爆最初二十秒内释放的γ射线和中子流；利用无自锁推杆电机驱动门扇的电动启闭以及锁紧，确保平时正常情况下智能化控制电动开启，战时极端情况下无须做任何切换，就可实现应急解锁、开门或关门；满足较高核爆防护等级要求的国防和民防工程的使用要求。

附图说明

图1为本发明正面简化结构示意图；

图2为本发明背面简化结构示意图；

图3为本发明横剖面简化结构示意图；

图4为本发明纵剖面简化结构示意图；

图5为本发明门扇内部结构示意图；

图6为本发明中子屏蔽层的拼接结构示意图；

图中主要附图标记含义如下：

1-门扇，2-墙连铰链，3-地连铰链，4-锁栓驱动电机，5-传动组件，6-锁栓，7-锁槽，8-锁栓限位座，9-控制系统，10-吊环，11-门扇驱动电机，12-推杆，13-推动座，14-承压立柱，15-卸压板，16-锚固螺栓，17-弧形箱体结构，18-钢管，19-混凝土，20-拉手，21-不锈钢板，22-屏蔽涂层，23-中子屏蔽层，24-分隔板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做具体的介绍。

如图1-4所示：本实施例是一种拱形抗核爆防护屏蔽门，包括对开式的两个弧形门扇1，每个门扇1的外侧面上部通过墙连铰链2与墙体转动连接，每个门扇1的外侧面下部通过地连铰链3与地面转动连接，在两个门扇1内侧的墙体上分别转动安装有门扇驱动电机11，两个门扇1上分别设置有推动座13，门扇驱动电机11的推杆12的末端与推动座13铰接，门扇驱动电机11驱动推杆12推开门扇1或关闭门扇1；门扇1的内侧面上设置有锁栓驱动电机4和锁栓6，门扇1上方的墙体或门扇1下方的地面形成有在门扇1关闭状态下与锁栓6对应的锁槽7，在门扇1关闭状态下锁栓驱动电机4驱动锁栓6插入锁槽7内；本实施例中还包括控制系统9，控制系统9由变频器和plc控制器组成，plc控制器预留通讯接口，控制系统9用于控制门扇驱动电机11和锁栓驱动电机4；即可实现就地控制，也能进行远程控制。

如图2所示：本实施例在每个门扇1上设置有两个锁栓6，两个锁栓6上、下设置，门扇1上方的墙体和门扇1下方的地面分别形成有在门扇1关闭状态下与两个锁栓6对应的锁槽7，在门扇1上设置有传动组件5，锁栓驱动电机4通过传动组件5驱动两个锁栓6在门扇1关闭状态下插入对应的锁槽7内；在门扇1上还设置有锁栓限位座8，锁栓6在锁栓限位座8中滑动穿过。

如图3所示：本实施例中，在门扇1关闭状态下，与门扇1的外侧边对应的墙体上安装有承压立柱14，承压立柱14和墙连铰链2通过卸压板15与墙体固定连接，卸压板15通过若干根锚固螺栓16锚固在墙体上；提高门扇1与墙体的连接强度；当核爆产生的冲击波对门体形成正向压力时，弧形门扇1以产生弹性变形的方式吸收冲击波，并将冲击波对门扇1产生的压力载荷于承压立柱14上；当核爆产生的冲击波对门体形成负向压力时，门扇1依托铰链和锁栓部件约束门扇1位移。

如图1-4所示：本实施例在门扇1的外侧面和内侧面分别设置有拉手20，便于应急时推拉门扇1，在门扇1的顶部设置有吊环10，便于吊装。

本实施例中的门扇驱动电机11和锁栓驱动电机4均为无自锁推杆电机；用以适应极端条件下应急解锁、开门或关门，当需要在纯手动推拉门扇1时，无须做电动和手动切换，在断电状态下，无自锁推杆电机的动作阻力不得大于100n，更不能有自锁现象，应急情况下，用于门扇1的无自锁推杆电机的推杆可以随门扇1的旋转做轴向滑移，用于锁栓6的无自锁推杆电机的推杆可以随锁栓6的直线移动做轴向滑移；正常工况下，用于门扇1的无自锁推杆电机的推杆做电动滑移推动门扇1；用于锁栓6的无自锁推杆电机的推杆做电动滑移推动锁栓6。

如图4和5所示：本实施例中，门扇1包括由防弹钢板构成的弧形箱体结构17，在弧形箱体结构17内部上下层叠设置有若干个钢管18，相邻钢管18之间设置有分隔板24，在钢管18内部以及钢管18与弧形箱体结构17内部壁面之间填充有混凝土19，在弧形箱体结构17的内弧外表面依次设置有不锈钢板21和中子屏蔽层23，不锈钢板21朝向中子屏蔽层23的表面设置有屏蔽涂层22；不锈钢板21朝向中子屏蔽层23的表面以热喷涂铍的方式制备热应力缓和型屏蔽涂层22；中子屏蔽层23是以1.1%-2.3%的比例将中子慢化粉剂分层融合在熔融状态的高分子材料基材中固化定型后制得；当中子屏蔽层23固化定型后，再将不锈钢板21加热至160-180℃与中子屏蔽层23贴合连接；不锈钢板21与弧形箱体结构17的内弧外表面采用可拆卸连接方式连接；其中，防弹钢板和钢管18均是高合金防弹钢材材料制作，混凝土19采用高强度混凝土，高合金防弹钢材材料和高强度混凝土组成的结构体可以抵抗空气冲击波，同时是屏蔽γ射线的有效屏障；不锈钢和硼、铍对γ射线也是有效的减弱体，对快中子也有很好的慢化效果；如此复合制备的门扇1能够高效屏蔽核爆最初二十秒内释放的不同能级的γ射线、中子、次级γ射线及其他高能射线和带电粒子；辐射防护依赖于屏蔽材料的性能和屏蔽体的结构优化，高分子材料含氢丰富，能够大量的吸收热中子，减少因屏蔽材料与中子的相互作用而造成的次级辐射。

本实施例在实际应用时，中子屏蔽层23由若干个中子屏蔽模块拼接构成；避免门扇1受到冲击发生弹性变形时，防止中子屏蔽层23发生垂直贯穿的缝隙，从而防止中子流散射或逃逸；如图6所示，相邻两个中子屏蔽模块的拼接处，其中一个中子屏蔽模块的边部形成有凹槽，另一个中子屏蔽模块的边部形成有与凹槽对应配合的凸起，凸起插入凹槽内形成拼接连接。

本发明中，对开式的两个弧形门扇在关闭后形成拱形的门体结构，运用弹塑性设计理论，采用多种材料复合组成主要隔离和承压构件，拱形的门体结构可以充分吸收、衰减核爆产生的空气冲击波；采用高合金防弹钢材材料、高强度混凝土和高效能中子屏蔽材料多层复合构成门体，有效屏蔽核爆最初二十秒内释放的γ射线和中子流；利用无自锁推杆电机驱动门扇的电动启闭以及锁紧，确保平时正常情况下智能化控制电动开启，战时极端情况下无须做任何切换，就可实现应急解锁、开门或关门；满足较高核爆防护等级要求的国防和民防工程的使用要求。

以上所述仅是本发明专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明专利原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明专利的保护范围。