专利名称：复合结构抑爆填充材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可广泛用于易燃易爆液(气)体容器的抑爆填充材料，尤其适合危险品运输罐车，可填补危险品运输罐车的防爆材料空白。
背景技术：
易燃易爆危险品液(气)体容器按一定技术要求装入抑爆填充材料，可有效抑燃防爆，防止因明火、枪击、雷击、撞击、静电等意外事故引发的容器爆炸和火灾，并可带液带火补焊作业。
目前国内外的抑爆填充材料基本上都是由单一材质、单一结构以及单一网孔规格的铝合金箔网制成的，普遍存在易变形塌陷、易断裂产生碎屑的问题。
变形塌陷容易导致液(气)体容器内上部形成无效空间，使阻隔防爆功能失效，非常危险。为了解决塌陷问题，常用的方法是在容器内设置角钢架支撑或围设钢丝网，但这些方法减小了容器的有效容积，制造成本加大，安装施工复杂，且不适合动荷载运输罐车及立式储罐，因此此类容器的相应用户不得不弃用报废其运输罐车和储罐。而产生碎屑则容易使关联的泵、表、阀及管路等卡塞，严重影响工艺管路系统的正常工作和对容器的正常定期检查、清洗，检修成本高，且抑爆材料只能一次性使用，使用成本也很高。发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种复合结构抑爆填充材料，该填充材料结构合理，支撑受力均勻，塌陷变形小，碎屑产生少，节约安装成本，方便清洗，材料可重复使用， 便于安装和取出，综合性能好。
本发明所采用的技术方案是一种复合结构抑爆填充材料，由多层金属箔网层层缠绕或叠置组合而成，其特征在于相邻层的金属箔网的网孔不同。
优选将相邻层的金属箔网的网孔方向设置为不相同。
进一步地，相邻层的金属箔网的网孔方向垂直，隔层的金属箔网的网孔方向相同或不同。或者，两层或多于两层的所述金属箔网构成一组，一组中的各金属箔网的网孔方向依次错开一定角度，当两层所述金属箔网构成一组时，同一组中的两层金属箔网的网孔方向垂直，不同组金属箔网的网孔方向呈任何一种或多种角度。
所述网孔可以是在金属箔上切缝后拉伸形成的。
对于上述任一一种复合结构抑爆填充材料，所述多层金属箔网中优选包含不同材质的金属箔网。
优选地，所述不同材质的金属箔网中至少包括铝合金材质的金属箔网和/或不锈钢合金材质的金属箔网。
进一步优选地，不同材质的金属箔网按填充材料的强度要求规则分布。
所述金属箔网的厚度通常可以为0. 02mm-0. 1mm。
所述金属箔网的网孔形状可以为多边形、圆形或椭圆形等任意适宜的形状。
本发明的有益效果由于采用网孔不同(即网孔的大小、形状、疏密、规格等不同)的金属箔网交替设置形成所述填充材料，避免了现有技术下通常采用的单一结构、单一网孔规格的填充材料的结构缺陷，通过结构改进获得更高、更均勻一致的结构强度，有效避免短板效应，减少所述填充材料的塌陷和变形，提高其抑爆性能；由于采用相邻层网孔方向不一致的分布结构后，特别是采用相邻层的网孔方向相互垂直、隔层的网孔方向相同的结构，在不改变原材料、不增加其他结构件的情况下，利用金属箔网自身的特性，使各层箔网在不同方向上相互支撑，制成的填充材料在各方向上都具有良好的强度，有效地避免了变形塌陷；由于采用多种不同材质的金属箔网，特别是依据强度要求实现不同材质的规则分布， 可很好地发挥不同金属箔材质的特性(如发挥不锈钢合金材料的优良的强度、刚性和韧性和铝合金材料的低密度特性等)，实现材质特性的互补和优化，使本发明的填充材料整体各处的支撑强度、刚性、韧性、弹性得以提高并且分布均勻，不仅可有效避免变形塌陷，特别是抑爆性能得到显著提高，还因此可省去现有技术下所采用的角钢架等不必要的钢结构件， 节约了成本，降低了造价，且安装变得简便、快捷。
图1为卷绕而成的单元体结构示意图； 图2为设有顺切切缝的金属箔的结构示意图； 图3为设有横切切缝的金属箔的结构示意图； 图4为顺切横拉六边形网孔形状示意图；图5为横切顺拉六边形网孔形状示意图。
具体实施方式
本发明所要保护的复合结构抑爆填充材料由多层金属箔网层层缠绕或叠置组合而成，其各个单元体的外形可以是卷筒形(参见图1)、多面体形或球形等，相邻层的金属箔网的网孔不同。所谓网孔不同主要是指网孔结构不同，例如网孔的大小、形状、疏密、规格等不同。采用具有不同网孔结构的金属箔网交替设置形成所述填充材料，避免了现有技术下通常采用的单一结构、单一网孔规格的填充材料的结构缺陷，通过结构改进获得更高、更均勻一致的结构强度，有效避免短板效应，减少所述填充材料的塌陷和变形，有效减少碎屑， 降低泵、阀及管路等堵塞故障发生率，使得使用该填充材料的容器清理、维修、保养时都比较方便，且在保证本质安全的前提下其防爆性能和工作可靠性都得到显著提高。
相邻层的金属箔网的网孔方向可以相同(即平行)也可以不同(即不平行)，根据所用金属箔网的材料各向异性，优选将相邻层的金属箔网的网孔方向设置成相互交错成一定角度，可以使单元体的各项性能在其各个方向上达到均衡，避免某个方向上的强度、弹性或韧性等相对其他各方向较弱而导致单元体局部变形或塌陷。
进一步优选地，相邻层的金属箔网的网孔方向相互垂直，隔层的金属箔网的网孔方向相同，以简化单元体的缠绕或叠置工艺，当然隔层金属箔网的网孔方向也可以不同，具体视需要而定。
也可以在制备过程中，将两层或多于两层的所述金属箔网分为一组，一组中的各金属箔网的网孔方向依次错开一定角度，当两层所述金属箔网构成一组时，同一组中的两层金属箔网的网孔方向相垂直，由此可以将这种成对的金属箔网任意的叠置，不同组中的金属箔网的网孔方向可以根据叠制时的便利呈任何一种或多种角度，由此在保证了不同方向上的强度要求的同时，还方便制备。
所述金属箔网通常是由金属箔带经切缝、拉伸后制成的，所述网孔就是在对金属箔上的切缝进行拉伸形成的，即切缝的边缘经拉伸延展后围成了所述网孔。所述网孔方向的界定是以金属箔带的延伸方向为参考的，例如，图2-5所示金属箔带3、5的延伸方向为竖方向，其上的切缝按照是否与金属箔带的延伸方向相同分别称为顺切缝4(与金属箔带的延伸方向相同为“顺”向)和横切缝6 (与金属箔带的延伸方向垂直为“横”向)，对于顺切缝， 横向拉伸则形成顺切横拉网孔7，对于横切缝，竖向拉伸则形成横切顺拉网孔8。本发明所称的“网孔方向”可以理解为网孔最大直线尺寸的方向，对于经切缝、拉伸后制成的网孔，通常为其对应的切缝的方向。由于目前抑爆填充材料多采用这种经切缝、拉伸制成网孔的金属箔网而这种金属箔网在切缝方向和拉伸方向上的承压能力具有明显的差别，如果各层金属箔网的网孔方向一致，受自重或较小的外力就可以使填充材料在拉伸方向变形塌陷，而本申请采用相邻层网孔方向不一致的分布结构后，特别是可以采用相邻层的网孔方向相互垂直、隔层的网孔方向相同的结构，在不改变原材料、不增加其他零件的情况下，利用金属箔网自身的特性，使各层箔网在不同方向上相互支撑，制成的填充材料在各方向上都具有良好的强度，有效地避免了变形塌陷。
最外层金属箔网的厚度优选为所有各层金属箔网中最大的，进一步地，仅最外层的金属箔网优选为加厚的金属箔网，即其厚度大于所有其他各层的金属箔网的厚度。采用加厚设计，可以在一定程度上有效提高所述填充材料的结构强度，减少所述填充材料的变形和碎屑，同时还可以采用加密的金属箔网，减小网孔的尺寸，增大网孔的密度，由此在保证液流顺畅的情况下避免填料内部的碎屑落出，并有利于提高该层金属箔网的强度，同时， 还使得成型后的填料单元具有一个相对平滑的表面，有利于以后的储运和使用。
相邻层的金属箔网优选为不同材质的金属箔网，即采用至少两种材料的金属箔网制成所述填充材料，例如2-3种，多种材质的金属箔网相复合可以很好地发挥不同金属材料的特性，达到某些特性的互补和优化，特别是不同材料的金属箔网穿插设置，使所述填充材料的某些特性整体上更加均衡。
所述不同材质的金属箔网中至少包括铝合金材质的金属箔网和/或不锈钢合金材质的金属箔网，铝合金材料密度小，相同体积的情况下质量较轻，同时还具有填充材料应当具有的延展性。本发明优选采用抗拉强度> 185Rm/N/mm2、断后伸长率> 1%Α5/%、杯突值 ^ 6. 5IE/mm的特种铝合金箔作为原料之一。而采用不锈钢合金材料主要是利用其高强度和高韧性特性，可以有效提高所述填充材料的抗冲击能力，相应地提高所述填充材料的抑爆能力。
优选地，最外层采用其材质的抗拉强度和/或韧性最高的所述金属箔网，即最外层金属箔网的抗拉强度和/或韧性是所有各层金属箔网中最大的，当然也允许其他各层金属箔网中存在其抗拉强度和/或韧性与最外层相同的金属箔网。这种设置可以从材料特性方面有效降低箔网断裂产生碎屑的几率，因此可以有效减少碎屑。
可能的情况下，应选用材料弹性模量最大的所述金属箔网作为最外层金属箔网， 可有效减少所述填充材料的永久变形和塌陷。
最外层的所述金属箔网优选以全方位包裹的方式覆盖在所述单元体的最外层，对其内各层起到有效的支撑和保护作用，可有效抑制碎屑的外露。当然，内层的金属箔网也同样可以采用与最外层金属箔网1相同的箔网，但通常考虑到成本，两者所用箔网最好不同。
所述金属箔网的规格可依据实际情况确定，本发明中，所述金属箔网的厚度优选为0. 02mm-0. 1mm,宽度优选为50mm-1000mm，网孔形状可以为多边形(如图3、4的六边形网孔或菱形网孔)、圆形或椭圆形等各种可能的形状，也可以是各种不规则的形状。
由于上述结构和材料两方面的复合设计，本发明的所述单元体的结构强度、抗冲击和抗变形能力都显著提高且更加的均勻，不仅极大地减少了塌陷变形，有效减少了碎屑和外露，提高了抑爆性能和可靠性，大大降低了泵、表、阀及管路等的堵塞故障率，可用于危险品液(气)体容器的有效抑燃和防爆，可反复多次使用，还省去了角钢架等不必要的钢结构件，节约了成本，降低了造价，使安装更加简便。所有这些特点极大地扩展了该填充材料的应用范围，可广泛用于各类储罐，特别是还填补了危险品运输车储罐的防爆材料空白，不仅安全性高，而且便于危险品容器定期检查和清洗。
权利要求
1.一种复合结构抑爆填充材料，由多层金属箔网层层缠绕或叠置组合而成，其特征在于相邻层的金属箔网的网孔不同。
2.根据权利要求1所述的复合结构抑爆填充材料，其特征在于相邻层的金属箔网的网孔方向不同。
3.根据权利要求2所述的复合结构抑爆填充材料，其特征在于相邻层的金属箔网的网孔方向垂直，隔层的金属箔网的网孔方向相同或不同。
4.根据权利要求2所述的复合结构抑爆填充材料，其特征在于两层或多于两层的所述金属箔网构成一组，一组中的各金属箔网的网孔方向依次错开一定角度，当两层所述金属箔网构成一组时，同一组中的两层金属箔网的网孔方向垂直，不同组金属箔网的网孔方向呈任何一种或多种角度。
5.根据权利要求3或4所述的复合结构抑爆填充材料，其特征在于所述网孔为在金属箔上切缝后拉伸形成。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的复合结构抑爆填充材料，其特征在于多层金属箔网中包括不同材质的金属箔网。
7.根据权利要求6所述的复合结构抑爆填充材料，其特征在于所述不同材质的金属箔网中至少包括铝合金材质的金属箔网和/或不锈钢合金材质的金属箔网。
8.根据权利要求7所述的复合结构抑爆填充材料，其特征在于不同材质的金属箔网按填充材料的强度要求规则分布。
9.根据权利要求8所述的复合结构抑爆填充材料，其特征在于所述金属箔网的厚度为 0. 02mm-0. Imm0
10.根据权利要求9所述的复合结构抑爆填充材料，其特征在于所述金属箔网的网孔形状为多边形、圆形或椭圆形。
全文摘要
本发明涉及一种复合结构抑爆填充材料，由多层金属箔网层层缠绕或叠置组合而成，相邻层的金属箔网的网孔结构不同、网孔方向不同，优选为相邻层的金属箔网的网孔方向垂直，隔层的金属箔网的网孔方向相同或不同，相邻层的金属箔网为不同材质的金属箔网，所述不同材质的金属箔网中至少包括铝合金材质的金属箔网和/或不锈钢合金材质的金属箔网。最外层优选采用高强度、高弹性、高韧性的金属箔网。本发明的填充材料结构合理，支撑受力均匀，塌陷变形小，碎屑产生少，节约安装成本，方便清洗，可重复使用，便于安装和取出，综合性能好，可广泛用于各类储罐，尤其可用作危险品运输车储罐的填充材料。
文档编号F17C13/12GK102491023SQ20111040853
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年12月9日
发明者詹玉顺 申请人:詹玉顺