專利名稱：保護殼的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用來在貯存和/或運輸過程中對沉重且可能較危險的物品進行保護的可拆卸式保護殼。所述保護殼適于對裝有氣態(tài)物質(zhì)的重型缸體進行保護，特別(但不限于)適于在運輸作業(yè)中對六氟化鈾的缸體進行保護。
氣態(tài)的六氟化鈾是制造核燃料的主要原料，并且都是裝在目前由所謂的“外包裝”加以保護的高壓缸體內(nèi)來進行運輸?shù)?。目前的防護性外包裝包括不銹鋼內(nèi)表皮和外表皮，在所述內(nèi)、外表皮之間的空間內(nèi)有一種由酚醛樹脂或聚氨酯泡沫材料制成的填料。由于所需運輸?shù)牟牧暇哂休^危險的特性，因此外包裝必須要能夠經(jīng)受住由管理機構規(guī)定的嚴格測試，以便在例如搬運過程中它們自一高度處落下時保證仍具有完整性，此外還必須能提供一熱障，以及為所容納的缸體提供不透水的保護。直徑為30″、裝滿六氟化鈾且具有上述外包裝的缸體可能重達4000千克。所述外包裝和缸體在自9米高的高處落下時必須能夠安然無恙且缸體無任何損傷。但是，在最近的一些測試中，發(fā)生了這樣一些情況，即，缸體的裙板發(fā)生變形，由此而使通過它進行裝滿和排放六氟化鈾的缸體閥受到損壞。這樣就需要將較為復雜、成本較高和安裝起來比較困難的閥保護件加裝到現(xiàn)有的包裝中去。這些問題還會因外包裝金屬表皮的腐蝕而加劇，由于包裝件保持在外時要幾乎經(jīng)受所有各種各樣的氣候條件，所述腐蝕現(xiàn)象加上因酚醛樹脂其本身所引起的腐蝕，會使得內(nèi)部泡沫材料變得浸透了水，從而使得外包裝更加沉重，并且吸收的水會進一步增大腐蝕速率。為了進一步增強現(xiàn)有外包裝的強度，在外包裝中加進了更多的金屬構件，但是由于它們增大了導熱性，因此降低了耐火的性能。
本發(fā)明的一目的在于提供一種比目前已知的外包裝重量較輕、較耐用且維修較方便的保護殼。本發(fā)明的另一目的在于提供一種不需要任何輔助構件來保護所容納的缸體的閥的保護殼。本發(fā)明的又一目的在于提供一種其耐腐蝕性和耐風蝕性有所提高的保護殼。本發(fā)明的再一目的在于提供一種其耐火性能有所增強的保護殼。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用來對裝在殼體內(nèi)的物品進行保護的殼體，所述保護殼包括至少兩個可以組裝起來而構成一殼體的殼體構件，所述殼體具有一個容放所述物品的內(nèi)部容積，所述至少兩個殼體構件中的每一構件均包括一由纖維增強塑料材料制成、具有多層在塑料材料基體內(nèi)的增強纖維的外表皮；一由纖維增強塑料材料制成、具有多層在塑料材料基體內(nèi)的增強纖維的內(nèi)表皮；位于所述內(nèi)、外表皮構件之間的空間內(nèi)的低密度內(nèi)芯填料；設置在所述至少兩個殼體構件之間的分型面內(nèi)的密封裝置；以及用來將所述至少兩個殼體構件保持在一起的緊固裝置。
低密度內(nèi)芯材料的充填可以增大截面模數(shù)，并且如果發(fā)生撞擊可以提供一供擠壓的區(qū)域。
較佳的是，設置有兩個大體上呈半圓筒形的保護殼構件，裝配好的保護殼大體上呈圓筒形。
所述兩個殼體構件的形狀或構造不必是完全相等的。
較佳的是，外殼體表皮包括多層非織造的玻璃布以及可任選的芳族聚酰胺纖維層，它具有一由聚氨酯丙烯酸酯、乙烯基酯樹脂和/或聚酯樹脂形成的基體。
較佳的是，所述內(nèi)殼表皮包括多層非織造玻璃布層，所述非織造玻璃布層具有由例如聚酯樹脂或用在外殼體表皮中的樹脂形成的基體。
但是，在一些應用情況中，也可以使用諸如環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂之類的其它樹脂材料。
所述非織造布可以是0°/90°或者45°/45°，或者可以是例如以上兩者的混合物。
在一些應用情況中，還可以使用機織布、長絲或短絞合纖維編織物(strandmat)。
不同的纖維層可以交錯地或者成組地設置，例如兩組。
所述內(nèi)、外表皮可以均具有一大約從2毫米至大約25毫米的總厚度。
所述外表皮還可以具有外凸肋或肋材，以增強所述保護殼構件的強度和剛度。所述外凸肋內(nèi)的諸凹部還可以很方便地為那些用來將所述保護殼構件鎖在一起的緊固件提供保護作用。
所述內(nèi)、外表皮之間的所述低密度內(nèi)芯材料可以是一種PVC泡沫材料或聚氨酯泡沫材料，或者例如軟木或輕木之類的木料。如果是泡沫材料，所述內(nèi)芯可以具有諸如例如玻璃珠之類的填料，以降低泡沫材料的密度。
所述兩保護殼構件之間的各分型面區(qū)域內(nèi)的泡沫材料內(nèi)芯可以例如是一種高密度的復合泡沫材料，以增大該區(qū)域內(nèi)的強度?；蛘?，如果需要，在該區(qū)域內(nèi)，可以采用諸如木材之類的其它材料。
泡沫材料本身可以用各種填料來增強，諸如，粘土、玻璃或陶瓷。玻璃填料還可以具有中子或輻射屏蔽材料。
所述泡沫材料可以以液體的形式導入并就地發(fā)泡，或者可以呈片材的形式，藉助施加熱量而形成曲面，藉助粘接劑粘附于所述內(nèi)、外表皮的對置表面上?；蛘?，所述泡沫材料內(nèi)芯可以是從塊狀材料上切下來的材料。
所述泡沫材料內(nèi)芯的厚度可以在大約10毫米至大約200毫米的范圍內(nèi)。
所述外表皮的內(nèi)表面可以具有一些粘附上去或用其他方法加上去的增強物，從而可以例如藉助栓接將一些零部件加于所述保護殼的外側(cè)。這些增強物可以包括諸如木材之類的材料，或者例如鋼之類的金屬。這些零部件可以包括支架構件，以便在運輸和貯存過程中便于將所述保護殼和所容納的缸體進行堆疊和搬運。
所述保護殼的轉(zhuǎn)角處還可以包括一些增強構件，諸如添加一些纖維和樹脂層，和/或嵌設的金屬構件。但是，為了使本發(fā)明保護殼具有最大的耐火性能，最好將金屬構件的使用減至最少。
在其間形成連接的所述各保護殼構件的表面處可以設置有密封件，以防止水的進入。
分型面還可以設置有一些受熱膨脹的膨脹密封件，以進一步保護所封裝的物品。
在例如所述分型區(qū)內(nèi)的所述保護殼的外側(cè)可以設置一輔助保護層，它例如包括一橡皮覆層，以進一步提高耐磨性和抗撞擊性能。
業(yè)已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明保護殼的強度足夠大，足以符合所有用于例如六氟化鈾缸體的測試規(guī)定，與目前所使用的外包裝相比，本發(fā)明的總重量明顯地輕得多。
本發(fā)明保護殼的制造方法可以藉助樹脂傳遞模制法或樹脂灌注法來進行。樹脂灌注和樹脂傳遞模制法(RTM)是將樹脂注入一位于兩模具表面之間由纖維填充的空腔內(nèi)。
或者，本發(fā)明保護殼的制造方法可以按這樣的方法來進行，即像傳統(tǒng)的那樣將增強纖維層依序地鋪疊在一模具內(nèi)，然后用適當?shù)臉渲瑏斫n，最后加以固化。
與已知的外包裝不同，對本發(fā)明的保護殼可以很方便地進行維修。
為了更好地理解本發(fā)明，下面將結合附圖，對用來保護六氟化鈾缸體的保護殼的幾個例子進行描述，所舉的例子只是為了舉例說明本發(fā)明的目的。本發(fā)明不限于所述的例子。


圖1是本發(fā)明的保護殼的側(cè)視圖；圖2是圖1所示保護殼的縱向剖視圖；圖3是沿圖1中線3-3截取的剖視圖；圖4是圖2的轉(zhuǎn)角區(qū)域的具體結構圖；圖5是一具有一系固件的區(qū)域的剖視圖，所述系固件將保護殼的兩個半體連接起來；圖6示出了轉(zhuǎn)過90°之后的圖5所示區(qū)域；圖7是一用來運送和貯存六氟化鈾的缸體的局部剖視圖；圖8是本發(fā)明保護殼的第二實施例的側(cè)視圖，圖中所示的兩個保護殼半體是彼此分開示出的；圖9是圖8所示保護殼的局部端視圖，其中兩個保護殼半體已連接在一起；圖10是沿一垂直平面截取的圖8所示保護殼的剖視圖，其中兩個半體連接在一起；圖11是沿圖10中線11-11截取的剖視圖；圖12是沿圖10中線12-12截取的剖視圖；以及圖13是圖12的具體結構圖。
現(xiàn)請參閱附圖，其中相同的特征構件由相同的編號來標示。圖中以數(shù)字10總的表示本發(fā)明的保護殼。殼體10大體上呈圓筒形形狀，并包括兩個大體上呈半圓筒形形狀的保護殼半殼12、14；它們的外表上設置有多個沿圓周向的、模制成一體的加強肋16；矩形疊置/穩(wěn)定支架20形成兩個半體22、24；以及多個緊固鎖扣26，圖1中僅示出了所述緊固鎖扣的位置，所述緊固鎖扣沿著一分型線28將兩個保護殼半體12、14固定在一起，從而形成一可容納待保護物品的內(nèi)部空間(參見圖7)。圖2示出了圖1所示保護殼的縱向剖視圖。每一保護殼半體均包括一外表皮30和一內(nèi)表皮32，所述兩保護殼半體在分型面區(qū)域34內(nèi)、在分型線28處藉助幾層用樹脂浸漬的纖維布而粘接在一起。表皮30、32均包括多層彼此相互疊置且用塑料材料樹脂浸漬的纖維布。在如圖所示的實施例中，外表皮30包括一種凝膠漆和450csm；8層0°/90°非織造的玻璃纖維加強物，每一層彼此相互交錯；8層±45°非織造的芳族聚酰胺加強物；具有一聚酯樹脂基體。內(nèi)表皮32包括5層0°/90°非織造的玻璃纖維加強物，每一層彼此相互交錯；5層±45°非織造的玻璃纖維加強物；以及一聚酯樹脂基體；以及450csm和凝膠漆。
在所述內(nèi)、外表皮之間的是由PVC泡沫材料制成的內(nèi)芯40，它在所述保護殼的主區(qū)域上延伸，并且在所述分型區(qū)域附近有一由聚氨酯復合泡沫材料42制成的內(nèi)芯。粘接于其中一個加強肋16的外表皮30的內(nèi)表面上的是一些金屬板44，這些金屬板鉆有孔并攻有螺紋，以便承接螺栓(未示)，從而可將支架構件22、24與之連接。兩個保護殼半體的轉(zhuǎn)角區(qū)域46設置有幾層增強纖維層50，以增強該區(qū)域抵抗跌落撞擊的強度。圖3示出了本發(fā)明保護殼的端視圖和局部剖視圖，它清楚地示出了一些也是由纖維增強塑料構造成的支承支架20。正如可以從圖5和圖6中可以更詳細看到的那樣，兩個保護殼半體在分型線28處、藉助匹配面上的相互協(xié)作特征而連接在一起。一凹槽60形成在兩分型面的周緣周圍，以便容納一可防止水從所述保護殼中泄漏出去的密封焊道62。在所述分型區(qū)周圍的一外部64處，有一膨脹密封件66，它可以在著火或過熱情況下膨脹以保護所述保護殼的內(nèi)部。所述兩保護殼半體在所述分型面周緣周圍的多個位置26處、藉助過中心(over-centre)緊固件70而固定在一起，所述緊固件本體72被保持在邊緣處的纖維增強樹脂模制物內(nèi)部。緊固件70的柄部74設置在加強肋16的表面下方，以便在運輸過程中起到加以保護的作用。在所述分型面區(qū)域內(nèi)的、較強的高密度復合泡沫材料42提高了剛性和強度。
圖7示出了一六氟化鈾缸體100的正視圖。所述缸體包括一焊接的金屬外殼102；位于每一端部的封閉件104、106，以及兩個金屬裙板108、110，裙板108能夠讓所述缸體立穩(wěn)在端部上，并且還可以保護一塞頭112。裙板110主要是對一閥114加以保護，所述缸體100是通過該閥來裝滿六氟化鈾和通過該閥將六氟化鈾排放出來的。如果閥114損壞或撞掉，所述缸體內(nèi)的物品就會泄漏出來。對現(xiàn)有技術的保護殼，最近有情況表明在殼體內(nèi)的缸體掉落之后，裙板110變了形，變形的裙板110撞擊在閥114上，從而使其變形并導致出現(xiàn)一種潛在的危險情況。因此，當采用現(xiàn)有技術的外包裝時，為了防止閥受損，就需要用結構較復雜，成本較高，而且難以安裝的閥保護件(未示)裝配到這些缸體上。
現(xiàn)請參閱圖8至圖13，圖中示出了保護殼的第二實施例，它以編號200總的標示。該第二實施例設有帶凸肋的外表面，它的外表面呈一個光滑的表面202。保護殼200具有兩個保護殼半體構件204、206。每一保護殼半體構件均具有與之粘接的纖維增強塑料材料支架構件210、212?？臻g218設置在保護殼表面202和支架構件210、212之間，用來供插入例如升降叉(未示)之用。外表皮220和內(nèi)表皮222包括多層以與上文所述第一實施例相同的方式用塑料樹脂材料浸漬的玻璃增強布。但是，在這個實施例中，所述保護殼表皮是通過樹脂傳遞模制法來進行制造的。在所述第二實施例中，由于加設了玻璃增強層，外保護殼表皮220的端部230、232和內(nèi)保護殼表皮222的端部236、238分別要厚于中心部240、242。內(nèi)表皮222的徑向端面250、252具有凹部256、258，以便能為一所容納的缸體(未示)提供進一步的保護作用，與圖7下方所示的相同。內(nèi)芯260包括一種CNC切割、高密度的聚氨酯泡沫材料。彈性環(huán)270設置在內(nèi)表皮222的內(nèi)周緣周圍，用來安置所容納的缸體。如圖13更具體示出的那樣，在所述分型面區(qū)域內(nèi)，設置有一彈性密封件274，在保護殼構件204、206的唇部282、284的外表面280周圍設置有一膨脹密封件276和橡皮緩沖件278。鎖扣290沿著保護殼構件的邊緣設置，并且位于其端部。鎖扣290包括過中心或螺紋式夾緊機構。
本發(fā)明的保護殼可以符合所有管理機構的測試，并且不要求使用閥保護構件，因此可以節(jié)省成本和資源。
權利要求
1．一種用來對裝在殼體內(nèi)的物品進行保護的殼體，所述保護殼體包括至少兩個可以組裝起來而構成一殼體的殼體構件，所述殼體具有一個容放所述物品的內(nèi)部容積，所述至少兩個殼體構件中的每一構件均包括一由纖維增強塑料材料制成、在塑料材料基體內(nèi)具有多層增強纖維的外表皮；一由纖維增強塑料材料制成、在塑料材料基體內(nèi)具有多層增強纖維的內(nèi)表皮；位于所述內(nèi)、外表皮構件之間的空間內(nèi)的低密度內(nèi)芯填料；設置在所述至少兩個殼體構件之間的分型面內(nèi)的密封裝置；以及用來將所述至少兩個殼體構件保持在一起的緊固裝置。
2．如權利要求1所述的保護殼，其特征在于，所述外殼體表皮包括多層從以下材料組中選擇出來的纖維增強物織造的玻璃布；非織造的玻璃布；玻璃纖維切短的絞合編織物(strand mat)；以及芳族聚酰胺纖維。
3．如權利要求1或2所述的保護殼，其特征在于，所述內(nèi)殼表皮包括多層具有塑料材料基體的非織造玻璃布層。
4．如前述任一權利要求所述的保護殼，其特征在于，所述外表皮還具有模制成一體的、圓周向的外凸肋。
5．如權利要求4所述的保護殼，其特征在于，所述外凸肋內(nèi)的內(nèi)凹部具有粘接在其內(nèi)的金屬板，以便接納緊固螺釘。
6．如前述任一權利要求所述的保護殼，其特征在于，所述內(nèi)、外表皮之間的所述低密度內(nèi)芯材料從以下材料中選擇出來PVC泡沫材料、聚氨酯泡沫材料、輕木和軟木。
7．如權利要求6所述的保護殼，其特征在于，所述泡沫內(nèi)芯材料還具有從以下材料中選擇出來的填料粒狀礦物、陶瓷和玻璃。
8．如權利要求6或7所述的保護殼，其特征在于，所述泡沫材料是一種高密度的復合泡沫材料。
9．如前述任一權利要求所述的保護殼，其特征在于，它還包括支架構件，以便在運輸和貯存過程中可以對殼體和所容納的缸體進行方便地疊置和搬動。
10．如前述任一權利要求所述的保護殼，其特征在于，有兩個殼體構件。
11．如前述任一權利要求所述的保護殼，其特征在于，在所述至少兩個殼體構件的那些構件分型面之間的表面設置有密封件。
12．如權利要求11所述的保護殼，其特征在于，所述分型面設置有一些膨脹密封件。
13．如前述任一權利要求所述的保護殼，其特征在于，它還包括一具有一聚氨酯涂層的輔助外防護層。
14．如權利要求10所述的保護殼，其特征在于，所述保護殼構件大體上呈半圓筒形，并且裝配好的保護殼大體上呈圓筒形。
15．如前述任一權利要求所述的保護殼，其特征在于，它適于保護一裝有六氟化鈾的缸體。
16．如權利要求9所述的保護殼，其特征在于，所述支架構件借助機械固定構件而固定于所述保護殼。
17．如權利要求9所述的保護殼，其特征在于，所述支架構件粘結于所述保護殼。
18．如前述任一權利要求所述的保護殼，其特征在于，所述內(nèi)表皮的內(nèi)表面設置有彈性的供安裝的底座件。
19．如前述任一權利要求所述的保護殼，其特征在于，所述外表皮和內(nèi)表皮形成一將低密度內(nèi)芯材料密閉起來的連續(xù)表面。
20．如權利要求3所述的保護殼，其特征在于，所述內(nèi)保護殼表皮還包括一些用芳族聚酰胺纖維增強的局部區(qū)域。
21．如權利要求3或20所述的保護殼，其特征在于，所述內(nèi)表皮還具有一些增強金屬板。
全文摘要
一種用來對裝在殼體內(nèi)的物品進行保護的殼體,所述保護殼包括:至少兩個可以組裝起來而構成一殼體的殼體構件,所述殼體具有一容放所述物品的內(nèi)部容積,所述至少兩個殼體構件中的每一構件均包括:一由纖維增強塑料材料制成、具有在塑料材料基體內(nèi)的多層增強纖維的外表皮;一由纖維增強塑料材料制成、具有在塑料材料基體內(nèi)的多層增強纖維的內(nèi)表皮;位于所述內(nèi)、外表皮構件之間的空間內(nèi)的低密度內(nèi)芯材料填料;設置在所述至少兩個殼體構件之間的分型面內(nèi)的密封裝置;以及用來將所述至少兩個殼體構件保持在一起的緊固裝置。
文檔編號B65D6/10GK1298543SQ9980527
公開日2001年6月6日 申請日期1999年4月16日 優(yōu)先權日1998年4月21日
發(fā)明者G·尼科爾森, J·威利茨, A·R·梅伯森, C·J·韋斯頓 申請人:英國核燃料公共有限公司