多功能防毒防爆器材及其快速开关盖、弱爆、抗爆、信号阻断和防辐射方法

技术领域

本发明涉及一种多功能防毒、防爆、防辐射器材及用于多功能防毒防爆器材防爆密封、快速开关盖、真空吸能弱爆、预紧缠绕丝层抗爆、电子信号阻断及放射性物质屏蔽方法，可用于重要设施、重点目标及人群密集区域如景点、会场、医院、学校、实验室及地铁、铁路、航空、港口等公共交通设备场站及国防科研领域的爆炸、有毒及放射性物质存放及安全防护。 

背景技术

全球性的恐怖威胁严重影响了人类的生活，除大规模战争之外，危害最大的当属针对不特定公众、人群密集场所和重要设施设备的爆炸和投毒。前述重要设施及人群密集场所如地铁、机场等的安全检查从非常地点和非常时期的非常手段日益成为常规手段，然而不管是在安检环节还是安检之后，爆炸和有毒物质的威胁依然存在，对此需要相应的安全防护手段和器材。 

对于发现可疑爆炸物以后如何处置以防止或者减少爆炸伤害，目前常用的方法是将可疑物品放入防爆球(罐)之内，然后再转移到安全的地方做进一步处理。防爆球(罐)原理是将爆炸物放入一个坚固且相对封闭的空间内，减少爆炸可能引起的周围设施和人员的伤害，基于防护原理和功能的类同，防爆球和防爆罐被统称为防爆器材。例如专利号为94247876.2的实用新型专利，公开了一种弱爆防爆罐；专利号为03236645.0的实用新型专利，公开了一种弱爆防爆罐；专利号为201010271870.4的发明专利，申请公开一种安全防爆罐；专利号为201110254854.9的发明专利，申请公开一种防爆球。 

目前已经公开和投入市场使用的防爆罐，结构和原理大致相同，能够满足一般场合要求，但是还存在共同缺陷：一是防爆效果欠佳，冲击波、碎片、烟尘和明火泄露严重并产生巨大爆响，尤其敞口防爆罐，上方无防护，无法在室内放置，个别防爆罐，上方有盖，但也无法完全防止冲击波、爆炸气体和明火的泄露；二是防爆当量有限，一般不超过TNT当量1.5KG；三是桶形结构，存在结构薄弱部位和爆炸冲击过度集中部位，为增强或者达到防爆效果，只能提高材料厚度或者额外加强结构，导致同等防爆等级下重量偏重。 

相对防爆罐而言，现有防爆球的特点在于：一是顶部有一个盖，形成相对封闭空间，可以防止爆炸碎片逸出伤人；二是防爆球结构简单，大多只用一个厚重坚硬的钢铁外壳，将爆炸的威力限制在壳体之内。但是现有防爆球也有三个致命的缺陷：一是操作缓慢，现有防爆球通常是将沉重的防爆盖置于防爆球体之内，由防爆盖的开关机构操纵防爆盖的升降或者围绕防爆球球体中心轴翻转实现防爆盖的开启与关闭。更极端的情况是防爆球一分为二，防爆盖就是上面的半球，利用机械、电力或者液压装置将整个半球抬起开启，放下并加压压紧以实现关闭。因此，防爆盖的开启和关闭用时较长，会延误宝贵的防爆时机，增加人员和设备损伤的几率；二是密封不严，前述防护盖和球体是分离的两个部分，需要通过吊起或者翻转的方式实现接触，并通过挤压的方式达到密封，这样的结构只能导致密封不严；三是笨重，不便于移动，也增加了制作成本。 

前述防爆球、防爆罐及功能相同或者类似的防爆器材因为不能完全实现密封防爆，导致在防止爆炸冲击波和明火威胁方面的效果有待改进，因此也无法防止毒气泄露及欠缺屏蔽放射性物质辐射能力。毒气的扩散范围和伤害程度往往大于爆炸的伤害范围和后果，而放射性物质的辐射伤害范围和后果则更加难以估量，并会造成大面积的社会恐慌。面对复杂多变的安全威胁，单纯的防爆、防毒或者防辐射器材已经无能为力，需要一种能够防毒、防爆、防辐射的多功能安防器材 

发明内容

为克服现有防爆罐、防爆球及功能相同或者类似防爆器材所存在的技术缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种能够密封防爆，以最大限度防止冲击波、爆炸气体和明火的泄露，操作简单迅速，能够快速开关盖，并且能够节约材料、降低成本、减轻重量和制造难度、便于维护和重复使用，适应性强，满足防爆需求的同时，也能满足防毒防辐射需求并且能够在一定范围内主动防御遥控爆炸装置的多功能防毒防爆防辐射器材。 

为解决上述技术问题中防护盖密封不严的缺陷，本发明采用的技术方案为：使用螺纹式密封结构，如齿形快开式螺纹(见图5)或者锥形螺纹(见图6)或者其他快速开关盖结构。螺纹结构咬合紧密，防爆与密封性能好，可以实现高强度密封，在有效抵御爆炸碎片和冲击波的同时，也能阻止有毒及放射性气体的泄露，满足防爆、防毒及防辐射的实际需求。 

为了解决密封防爆的多功能安防器材泄压及爆炸气体检测的问题，本发明采用的技术方案为：防护外壳(1)或者防护盖(11)上设置有泄压阀(19)，泄压阀(19)上设置有泄压开关装置；通过泄压阀(19)可以进行所述的多功能安防器材内气体检测及压力释放；超当量爆炸发生时，泄压阀(19)发挥安全泄压功能，自动进行压力释放。泄压阀(19)承受压力强度不小于防护外壳(1)和防护盖(11)，以实现等强度防护。泄压阀(19)有用于气体检测和收集处理的标准接口，同时，泄压阀(19)的开启、关闭及气体流量安全可控。 

为解决上述技术问题中操作复杂，费时较多的缺陷，本发明采用的技术方案为：使用快速开关盖装置如齿形快开螺纹式密封防护盖(见图5)或者锥形螺纹快开锁闭防爆盖(见图6)或者其他快速开关盖取代常用的防护盖。这样的结构类似于早在19世纪就出现的螺纹式炮栓，能够快速开关操作，非常适用于炸药的爆轰，在高温高压下有良好的密封效果。在使用齿形螺纹时，齿形螺纹螺栓与螺母的纹牙突起成周期性等长间隔断开状态，当防护盖(11)上纹牙突起与防护外壳(1)上纹牙突起完全错开时，防护盖(11)可以轻松推入防护外壳(1)上的预定位置，然后小角度旋转开盖解锁手柄(12)完成锁定密封。当使用锥形螺纹时，可以将打开的防护盖(11)直接推入防护外壳(1)的预定位置，然后小角度旋转开盖解锁手柄(12)就可以完成锁定密封。其他快速开关盖方式与此类似。 

针对此技术方案的其中一种具体步骤为(见图1，图3)：防护外壳(1)侧面设置一个快速锁闭式密封防护盖(11)；快速锁闭式密封防护盖(11)与滑轨安装板(5)及抗爆网兜(6)形成一个一体的半封闭抽屉状空间，可以放入限定尺寸内的可疑物品，并可沿着水平设置的滑轨被平滑地推拉动作，以完成开启和关闭操作；快速锁闭式密封防护盖(11)位于锁定位置时，通过小角度旋转开盖解锁手柄(12)完成锁闭与开启。 

针对此技术方案的另一种具体步骤为(见图2，图4)：防护盖(11)与真空内胆(5)在防护外壳(1)内形成一个内层密封空间，可以放入限定尺寸内的可疑物品；大曲臂(15)、小曲臂(16)、枢架(17)和枢轴(18)形成的机械装置可在一个固定的水平面上前后左右平滑地推拉移动已经解锁的防护盖(11)，以便放入或者取出可疑物品，关闭时，将防护盖(11)推拉到锁定位置；防护盖(11)位于锁定或者解锁位置时，通过小角度转动开盖解锁手柄(12)完成密封锁闭与解锁开启。 

正常情况下，上述两种操作步骤都可使了解基本操作方法的人员，可以迅速完成从开启防护盖(11)，放入可疑物品，推入预定位置到锁定密封防护盖(11)的全部操作。 

为解决上述技术问题中节约材料、降低成本、减轻重量和制造难度、便于维护，增强适应性的问题，本发明可以进一步采用的技术方案为：使用一种用于防毒防爆器材的真空吸能减爆弱爆方法，该方法包括如下步骤：所述的防毒防爆器材采用吸能结构真空内胆(2)，真空内胆(2)位于防护外壳(1)之内，可疑爆炸物品被放入预定位置，关闭锁闭式防护盖(11)，密封防护外壳(1)将爆炸与外界完全隔离，爆炸时产生的高温高压气体被真空内胆(2)瞬间溃破时的真空空间消纳，以减弱对防护外壳(1)的冲击，其特征在于：真空内胆(2)在 爆炸发生时瞬间溃破吸能并以真空空间吸纳高温高压气体，减弱爆炸产生的爆响；爆炸发生时防护外壳(1)处于密闭状态。真空内胆(2)在爆炸发生时溃破吸能并以真空空间吸纳高温高压气体，减弱爆炸产生的冲击和爆响，爆炸发生时防护外壳(1)处于密闭状态，将其余的高温高压气体、爆炸碎片和爆炸冲击完全局限于防护外壳之内，从而实现防止爆炸冲击和有毒物质泄露功能。爆炸在多功能防毒防爆器材内发生后，需要更换真空内胆(2)，重新加工成高度真空，检测合格后就可以重复使用。真空内胆为防腐蚀材料生成，采用真空内胆，也可以解决多功能安防器材适用于腐蚀性物质的问题，增强安防器材的适用性。同时，这个技术方案也是解决防毒防爆器材过于沉重和抗爆能力不足方案的一部分。 

为了全面解决上述技术问题中防毒防爆器材过于沉重和抗爆能力不足的问题，本发明还可以进一步采用以下的技术方案：使用预紧缠绕丝层(7)，在防护外壳(1)外面加上预紧缠绕丝层(7)，预紧缠绕丝(7)成网状结构，紧密缠绕在防护外壳(1)上；有效提高同等重量下器材的整体抗爆能力。 

遥控炸弹在被安全放入多功能安防器材前面临随时爆炸的风险，危及人员和设施安全，为解决在安防器材一定范围内尤其是正在放入安防器材中的遥控炸弹主动防御问题，本发明通过在防护外壳(1)上装置电子信号阻断器(13)，也叫频率干扰仪的技术方案，解决有效阻断防爆器材一定范围内的电子信号指令，将阻止爆炸的发生与减爆弱爆和防止毒气泄露有机结合，降低伤害几率。 

为解决安防器材对于放射性物质的屏蔽问题，本发明采用的技术方案是在多功能安防器材的防护外壳(1)及防护盖(11)内装置一层均匀连续的防辐射铅层，结合多功能安防器材的气体密封防爆方案，将防止放射性气体与有害射线逸出有效结合起来。 

从技术创新的角度来说，本发明的优点体现在： 

(一)使用密封防爆的快速开关盖装置如齿形螺纹快动锁闭防爆盖或者锥形螺纹快动锁闭防爆盖或者其他快速开关盖取代常用防爆球和防爆罐等防爆器材常甩的防护盖，使整个操作过程变得迅速简单，同时防护盖的抗爆能力和密封能力大幅提升，使大当量爆炸的防爆、防毒和防辐射成为可能； 

(二)将真空吸能结构内胆应用于防爆器材，在爆炸发生时瞬间溃破吸能并以真空空间吸纳高温高压气体能量，减弱爆炸产生的爆响及爆炸对于防护外壳的冲击，使爆炸发生时防护外壳能够处于密闭状态，使防爆器材同时具备防止毒气扩散功能。同时，也使防护外壳维持一个合理的安全厚度，以减轻防毒防爆器材的重量； 

(三)使用预紧缠绕丝加强防毒防爆器材防护外壳耐爆炸冲击能力，有效减轻防毒防爆器材重量，提高抗爆能力，并且可以增加器材外形美观程度； 

(四)在防毒防爆器材上装置电子信号阻断器(也叫频率干扰仪)，有效阻断防毒防爆器材一定范围内可疑物体的外界电子信号指令，将阻止爆炸的发生与减爆弱爆和防止毒气泄露有机结合，降低伤害几率。 

(五)在有效防爆和良好密封的基础上，通过在防毒防爆器材内装置一层均匀连续的防辐射铅层，将防止放射性气体与防止放射线逸出有效结合起来。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明 

图1是带滑轨的多功能防毒防爆器材正面部面图 

图2是带机械臂的多功能防毒防爆器材正面剖面图 

图3是带滑轨多功能防毒防爆器材防护盖拉出状态图 

图4是带机械臂的多功能防毒防爆器材防护盖拉出状态图 

图5是锥形螺纹防护盖 

图6是齿形螺纹防护盖 

具体实施方式

多功能防毒防爆器材及用于安防设备的真空弱爆、预紧缠绕丝抗爆和信号阻断方法在具体实施过程中，可以有很多种组合选择。 

多功能防毒防爆器材，由防护外壳(1)、真空内胆(2)、车轮(3)、滑轨(4)、滑轨安装板(5)、抗爆网兜(6)、预紧缠绕丝层(7)、真空隔离塞垫(8)、车轮止停器(9)、滑轨连结板(10)、防护盖(11)、开盖解锁手柄(12)、电子信号阻断器(13)拖车架(14)、大曲臂(15)、小曲臂(16)、枢架(17)、枢轴(18)、泄压阀(19)、防辐射铅层(20)等组成(见图1，图2)。 

各部分组件中，防护外壳(1)和防护盖(11)处于非常重要的位置，其材料选用和制作工艺直接决定防护效果。根据不同设计标准和材料性能，防护外壳(1)和防护盖(11)以钢材或者性能接近或者优于钢材的其他材质制作，可以使用焊接、冲压成形或者一次成形铸造等方法。出于性能和成本的考虑，优先的加工方法之一是热冲压成型后进行焊接；其次是一次成形铸造。防护外壳(1)、防护盖(2)及其他组件用X光、超声波探测等方法检验合格后，经数控机床精加工。防护外壳(1)的形状可以是球形、圆柱形、方形、锥形、椭圆形等或者以上形状的组合，在没有特别设计需要的情况下，防护外壳(1)为球形(见图1)。 

防护外壳(1)与防护盖(11)形成一种螺纹密封结构，根据所述多功能安防器材的重量及外观尺寸等环境和用户需求参数的不同，可以选择使用齿形快开螺纹式密封防护盖(见图5)或者锥形螺纹式密封防护盖(见图6)或者其他快速开关盖结构的快速锁定密封防护盖装置，使用大型数控机床，可以很好地控制超大型螺纹的加工精度。为了做到多功能安防器材每个部位的等强度设计，与防护外壳(1)和防护盖(11)相比，两者的结合部位即螺纹结构需要厚度加强。 

对于密封防爆的多功能防毒防爆防辐射器材来说，泄压及有毒气体检测是必须要面对的问题，可以使用高压针阀或者符合要求的其他泄压阀。当爆炸在多功能安防器材内发生后，不能确定爆炸产物安全无害时，必须要先进行爆炸气体检测，以便确定处理的地点、场所、方式和需要的专用设备设施，此时泄压阀与检测与处理设备使用符合压力要求的装置连接，泄压阀(19)的接口符合通用标准。无论是否进行气体检测，必须要用泄压阀(19)进行泄压才能解锁并安全打开防护盖(11)。 

为便于快速操作，快速锁闭式密封防护盖采用快速开关盖装置。要实现快速开关盖，可以有多种选择，本发明列举的两种装置为齿形快开螺纹式密封防护盖(见图5)和锥形螺纹式密封防护盖(见图6)。同时还可以使用目前已经存在的其他快速开关盖装置如部分式快开装置、移动式快开装置等。本发明优先使用锥形螺纹快动锁闭防爆盖(图6)。 

为便于移动，防护外壳(1)下面安装有拖车架(14)和车轮(3)，车轮(3)可以选择使用万向车轮，更易于方向控制。为便于位置锁定，使用了车轮止停器(9)。 

可以选择使用真空内胆(2)进一步提高防护外壳的抗爆能力和防护效果，有效降低防护外壳重量(见图1，图2)。真空内胆(2)装入防护外壳(1)之后，密封固定于防护外壳上，与防护外壳(1)形成一个密封空间。将密封空间加工成真空有很多种通用而且成熟的方法，在本发明中，为了获得高度真空并降低加工成本，可以优先使用以下的方法：在真空内胆(2)和防护外壳(1)之间的密封空间注入盐水等液体，排干空气，然后再将液体抽出，通过真空隔离塞垫(8)密封后形成高度真空。在此过程中，液体残留是不可避免的，因此可以事先在液体中加入具有防火灭火作用的成份，在爆炸发生后，真空内胆(2)溃破吸能时，灭火成份与爆炸形成的高温高压气体混合，可以起到一定的灭火作用。根据具体设计需要，还可以在防护外壳(1)内增加其他减爆弱爆层或者消音层，或者使防护外壳成为复合 结构。爆炸在多功能防毒防爆器材内发生后，需要更换真空内胆(2)，重新加工成高度真空，以便重复使用。 

可以选择使用预紧缠绕丝层(7)(见图1)。在防护外壳(1)外面加上预紧缠绕丝层(7)，预紧缠绕丝(7)成网状结构，紧密缠绕在防护外壳(1)上，有效提高同等重量下器材的整体抗爆能力。 

可以选择使用电子信号阻断器(13)，也叫频率干扰仪，有效阻断所述多功能防毒防爆器材限定范围内可疑物体的外界信号指令，将阻止爆炸的发生与减爆弱爆和防止毒气泄露有机结合，降低伤害几率。电子信号阻断器(13)安装在防护外壳(1)的外面，频率干扰的范围以快速锁闭式密封防护盖(11)为中心的一定区域。主动防御会有效降低伤害几率。 

可以在多功能安防器材的防护外壳(1)及防护盖(11)内装置一层均匀连续的防辐射铅层，以屏蔽放射性物质辐射。铅层可以选择使用铅布、铅胶或者其他方式。配合使用或者在多功能防毒防爆器材上安装放射性检测仪，或者放射性报警器。 

也可以把多功能防毒防爆器材安装在平板车、拖车或者其他车辆上，成为多功能防毒防爆车。同样，本发明的实施方式也不仅仅局限于以上所述，如防护盖的开启、放入物品及关闭等操作，可以采取远程控制实现自动操作等。