申请/专利权人：包头北方嘉瑞防务科技有限公司

申请日：2017-09-01

公开（公告）日：2024-02-06

公开（公告）号：CN107367197B

主分类号：F41H11/00

分类号：F41H11/00;F41H5/04;B32B11/04;B32B33/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.06#授权;2017.12.15#实质审查的生效;2017.11.21#公开

摘要：本发明公开了一种轻质高抗力模块化库体防护单元，包括：遮弹层，用于对库体进行整体；以及可进行模块化组装的多块立体箱格结构，所述立体箱格有压板及围板对中间的混凝土高围压组成，其中，所述压板包括多层防护高强装甲材料板，高强装甲材料板相互邻接地设置在遮弹层外层，用于抵御外部袭击。高强装甲材料板由多层材料叠加而成，按照由外及里的顺序，多层材料包括超高硬度材料、高强高膜材料和缓冲吸能材料。另外，可选地，在压板与围板之间通过卡板连接。根据本发明的轻质高抗力模块化库体防护单元具有重量轻、模块化设计、易组装等特点，防护性能高，运输安装方便。

主权项：1.一种轻质高抗力模块化库体防护单元，包括：遮弹层，由高强材料与混凝土组合而成，用于对库体进行整体防护；以及分散层；以及支撑层；其特征在于：遮弹层是由可进行模块化组装的多块立体箱格组成，所述立体箱采用复合装甲结构，用于抵御外部袭击；所述遮弹层的立体箱格由压板及围板对中间混凝土高围压组成，所述压板及围板是单层或多层高强装甲板；所述高强装甲板是由超高硬度材料、高强高膜材料和缓冲吸能材料叠加组成，按照由外及里的依次顺序为：超高硬度材料、高强高膜材料和缓冲吸能材料；在所述高强装甲板上布置有挂装孔，用于将所述高强装甲板挂装到所述混凝土上；所述超高硬度材料选自以下材料中的一种或多种：装甲钢、陶瓷、玻璃钢；所述高强高膜材料选自以下材料中的一种或多种：超高分子量聚乙烯纤维、超高分子量聚乙烯带材、玄武岩纤维、玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维；所述分散层由一定厚度的钢筋混凝土组成；所述支撑层由一定厚度的纤维混凝土组成。

全文数据：一种轻质高抗力模块化库体防护单元技术领域[0001]本发明涉及用于防御工事的库体防护单元结构，更具体而言，涉及一种用于防御武器袭击的t吴块化、易组装的轻质局抗力模块化库体防护单兀。背景技术[0002]随着科学技术的不断发展进步，精确制导武器应用越来越广泛，外军部队广泛部署。在^此情况下，我国军队也需要加强军队防护能力，提高战场生存能力，避免在战争对抗中遭受袭击后，人员、物资受到大规模的损失和消耗，无法形成战斗力，丧失战场主动权，最终导致战争失败。[0003]在军用领域，为满足国防安全的需要，为飞机、军用战斗机、坦克等重要装备搭建库体进行防护，研发一种高硬度、高强度的材料来加固现有库体，提高库体的防护等级，就具有了重要意义。[0004]然而，现有的库体大多依靠地理环境而建如山体），避免不了受到地理因素的限制，地面建筑多采用整体式防护结构;浅埋工事只能利用传统混凝土搭建。这些结构防护能力不足，无法满足战时需求。[0005]考虑到上述现有技术的缺陷，为了能够更好地适应现代战争的精确打击、快速反应，急需一种防护性能高、方便快捷架设，并且大大缩短施工周期的轻质高抗力库体单元。发明内容[0006]考虑到现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种轻质高抗力模块化库体防护单元。这种新型高抗力模块化库体防护单元采用标准化、模块化设计的高强装甲材料板进行组装的遮弹层，高强装甲材料采用新型复合材料混合搭配使用，根据不同防护要求，能够实现快速拆装、任意组合。该新型高抗力模块化库体防护单元可使用在任何需要防护的场合，例如在草地、沙石地面等等。[0007]本发明的轻质高抗力模块化库体防护单元按照模块化、标准化、可扩展的理念设计，由遮弹层、分散层及支撑层等部分构成，能够满足不同跨度、拱高和防护指标的野战工事防护需要。[0008]具体讲，根据本发明的一个实施例，提出了一种轻质高抗力模块化库体防护单元，该体防护单元包括:遮弹层，使用可模块化组装的多块立体箱格组合，用于对主体防护单元进行整体防护；以及分散层和支撑层相互连接，共同用于抵御外部袭击。[0009]在一个示例中，所述多块立体箱格可以由压板及围板对中间混凝土高围压制成，所述压板及围板可以是单层或多层高强装甲材料板，所述高强装甲材料板由多层材料逐层叠加而成，按照由外及里的顺序，所述多层材料包括:超高硬度材料、高强高膜材料和缓冲吸能材料。[0010]所述超高硬度材料例如可以从如下材料中选择:装甲钢、陶瓷、玻璃钢材料;所述高强高膜材料例如可以从如下材料中选择:超高分子量聚乙烯纤维、超高分子量聚乙烯带材二高强丙纶纤维、高强维尼纶、玄武岩纤维、玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维;并且，所述缓冲吸能材料是软质缓冲层，例如可以从如下材料中选择:聚氨酯泡沫、聚苯板、橡塑泡沫、泡沫铝。值得注意的是，用于构成高强装甲材料板的多层材料并不局限于上面提到的各种示例，而是可以使用本领域普通技术人员可以设想的其他类似材料进行替换。这里所提到的各种材料仅仅作为本发明的示例，而不对本发明进行任何限制。[0011]另外，高强装甲材料板的多层材料之间可以通过粘结剂进行粘合。所述粘结剂例如可以从如下2才料中选择:环氧树脂胶、聚氨酯胶。另外，在高强装甲板的外部可以用专用涂料封装、包裹。所述专用涂料例如可以从如下材料中选择：高分子纳米油漆、聚脲、聚氨酉曰。头际上，粘合剂和专用涂料的选择也不局限于上述示例，而是可以使用本领域普通技术人员可以设想的其他类似材料进行替换。这里所提到的粘合剂和专用涂料的选择仅仅作为本发明的示例，而不对本发明进行任何限制。[0012]另外，在高强装甲材料板的外部用专用涂料封装、包裹，用于使该高强装甲材料板具有极高的强度和吸能效果。[0013]另外，在高强装甲材料板上还布置有挂装孔，用于将高强装甲材料板以例如卡板、螺栓、螺钉、挂钩、支杆固定等方式连接在一起。[0014]另外，根据本发明的轻质高抗力模块化库体防护单元还包括分散层和支撑层。所述分散层由一定厚度的钢筋混凝土组成，所述支撑层由一定厚度的纤维混凝土组成其中纤维含量可以为4-5%。[0015]另外，在本发明的轻质高抗力模块化库体防护单元遮弹层的外部还架设有高强高膜防护网，所述防护网利用支杆等支撑结构架设在遮弹层的上方，距离遮弹层2-8米的高度，该设置可以在弹体接触库体单元前提前拦截，从而减少弹体的冲击力，或达到使冲击波偏转的作用，进而减轻弹体对库体防护单元的损坏。[0016]在一个示例中，所述立体箱格结构的框架可以由钢管框架与钢板焊接而成，用于对所述模块化库体单元进行整体支撑。钢管材料可选择方管、矩管、圆管、槽钢等任何钢材。钢板例如可以选用高强度装甲钢材料，也可以使用其他高强材料进行替换。[0017]根据另一个示例，根据本发明的高抗力模块化库体防护单元包括:卡板，所述卡板也挂装在遮弹层的立体箱格上，并布置在经模块化组装的高强装甲板外侧，用于对由高强装甲板组成的压板与围板之间进行连接。可选择地，在高强装甲板的外侧安装有挡缝板，用于对高强装甲板之间的缝隙进行遮挡。[0018]例如，所述卡板可以采用装甲钢板，并且，在卡板上布置有挂装孔，用于将卡板与围板及压板连接为一体。[0019]在另一个示例中，所述单个立体箱格上压板及围板对混凝土混凝土强度等级大于C80进行高围压组成，这样的上压板及围板组合结构制作简单，可以充分发挥中间本体部分的吸能作用，从而提高整个遮弹层的极限抗压强度。[0020]在另一个示例中，所述单个立体箱格由上压板、下压板及围板三部分对混凝土混凝土强度等级大于C80进行高围压组成，这样的上下压板及围板组合结构可以使高强装甲板对混凝土变形的约束作用提高，从而提高整个遮弹层的极限抗压强度。[0021]如上所述，根据本发明所提供的高抗力模块化库体防护单元结构具有重量轻、易组装、安装运输方便等特点。在相同防护指标的情况下，本发明的轻质高抗力模块化库体单元比现有结构的库体防护单元例如，钢筋混凝土结构）自重轻6〇%左右。另外，该库体防护单元有效防护面积大，无防护薄弱区域，能够有效保护目标。该高抗力模块化库体防护单元的整体系统由各个功能结构组合而成，能够满足不同需求环境及应对各种武器威胁。[0022]更具体而言，根据本发明的轻质高抗力模块化库体防护单元采用模块化设计的高强装甲材料板，装甲板以螺栓等方式与中间基体连接在一起，形成独立的立体箱格单元。并且，根据本发明的高强装甲材料板可以根据不同的防护指标要求，任何组合、叠加，从而提升防护能力。另外，由于该轻质高抗力模块化库体防护单元采取立体箱格的模块化安装方式，因此可以对立体箱格进行单独更换，不需要整体更换，从而使得库体防护单元的建造、安装、运输与维护更加便利。根据本发明的库体防护单元在达到相同防护指标下，比传统的钢筋混凝土结构厚度减少;可以实现全方位无薄弱区域的防护，另外，该轻质高抗力模块化库体防护单元结构简单、模块化色剂、快速搭建，从而满足任何区域野战环境使用。此外，该轻质高抗力模块化库体防护单元可拓展性好，库体面积大小可以根据防护需求不同以及防护目标结构不同进行任意改变，可大可小。[0023]总体上讲，根据本发明所提出的轻质高抗力模块化库体防护单元结构简单，便于安装和运输，通过采取模块化设计，可以实现快速搭建和拆装。该库体单元适用范围广，可在任何区域安装使用，在受到攻击情况下，能够实现重复使用，反复组装。附图说明[0024]结合附图，从下面对本发明实施例的详细描述，将更好地理解本发明，附图中类似的参考标注指示类似的部分，其中：[0025]图1示出根据本发明的轻质高抗力模块化库体防护单元的整体结构示意图；[0026]图2示出根据本发明的轻质高抗力模块化库体防护单元的俯视示意图；[0027]图3A-3E示出根据本发明的轻质高抗力模块化库体防护单元遮弹层各部件及组装示意图；[0028]图4示出根据本发明的轻质高抗力模块化库体防护单元的遮弹层1〇〇的剖视图；[0029]图5示出根据本发明的轻质高抗力模块化库体防护单元的遮弹层高强装甲材料板与混凝土的复合连接示意图；[0030]图6示出传统的库体示意图。具体实施方式[0031]下面将参考附图来详细描述本发明的实施例。[0032]如上所述，根据本发明的轻质高抗力模块化库体防护单元按照模块化、标准化、可扩展的理念设计，由遮弹层、分散层及支撑层等部分构成，能够满足不同跨度、拱高和防护指标的野战工事防护需要。[0033]首先，参考图1，示出根据本发明的轻质高抗力模块化库体防护单元的整体结构，如图所示，该库体防护单元由遮弹层100、分散层200和支撑层300组成。根据本发明的轻质高抗力模块化库体防护单元的遮弹层100由多块立体箱格组成，多块立体箱格与分散层及支撑层之间通过螺栓、挂钩、粘接剂等形式连接，在遮弹层主体部分，模块化、标准化高强基体立体箱格的使用，可以达到便于拆装、运输等目的，并且高强装甲材料的使用，其中，分散层2〇〇的厚度范围是1000-2000mm，支撑层3〇0使用高强纤维（如超高分子量聚乙烯纤维与混凝土混合制成，也极大的提高了库体防护单元的防护等级。图2示出了根据本发明的轻质高抗力模块化库体防护单元的俯视示意图，如图所示，该库体防护单元由多块独立的立体箱格自由拼接建造，该设计实现了异地批量生产库体防护单元分批运输到现场组装的方案，可以使库体的施工周期大大缩短。[0034]例如，图3A-3E示出了根据本发明轻质高抗力模块化库体防护单元遮弹层各部件及组装示意图，其中图3A示出围板，图3B示出压板，图3C示出卡板，图3D示出挡缝板，图3E示出组装完成的整体立体箱格单元，按照由上及下的顺序，依次布置有上压板、围板、下压板，在上压板、围板、下压板上开有挂装孔，因此可以通过卡板将三者连接为独立的立体箱格单JVi〇[0035]图4示出了根据本发明的轻质高抗力模块化库体防护单元的遮弹层1〇〇的剖视图，如图所不，遮弹层100采用压板和围板及卡板连接而成，具体而言，遮弹层1〇〇的压板采用多层高强装甲材料叠加的形式，按照模块化的设计思路，高强装甲材料板按照由外及内的顺序可以采用超硬材料401、高强高膜材料402、缓冲吸能材料403逐层叠加而成，上下压板及围板通过卡板404连接。每层材料可以用环氧树脂胶等粘结剂进行粘合。大量的研究和试验发现，模块化的高强装甲材料遮弹层对库体拱顶的抗爆性能提高效果明显，随着遮弹层的高强装甲材料层数的增加及材料性能的提升，对抗爆性的提升效果明显。另外，在高强装甲材料板外部还可以用专用涂料进行封装、包裹，从而使得高强装甲材料板具有更高的强度和吸能效果。[0036]另外，根据实际应用需求，本领域技术人员可以对高强装甲材料板的各层材料进行选择。但是，为了不影响防护性能，超高硬度材料、高强高膜材料和缓冲吸能材料三层材料的由外及里的依次顺序不能改变。例如，在一个实施例中，最外层的超高硬度材料可以采用装甲钢。在另一实施例中，装甲钢可以用陶瓷、玻璃钢等超高硬度材料替代。再比如，在一个实施例中，作为中间层的高强高膜材料可以采用超高分子量聚乙烯纤维、超高分子量聚乙烯带材、玄武岩纤维、玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。作为最内层的缓冲吸能材料可以是软质缓冲层。并且，在另一实施例中，该软质缓冲层可以由聚氨酯泡沫、聚苯板、橡塑泡沫、泡沫铝等吸能缓冲材料替代。另外，作为各层材料之间的粘结剂，除了环氧树脂胶之外，也可以由特制双组份环氧树脂胶、聚氨酯胶等替代。另外，为了实现更高的强度和吸能效果，可选地，可以在高强装甲材料板的外部采用高分子纳米油漆、聚脲、聚氨酯等专用涂料进行封装、涂装。[0037]图5示出根据本发明的轻质高抗力模块化库体防护单元的遮弹层高强装甲材料板与混凝土的复合连接示意图，如图所示，通过卡板将压板和围板连接，共同组成遮弹层主体，作为模块化库体防护单元的主要防护部分，单层或多层的高强装甲材料板与混凝土叠层制备的遮弹层有着较好的抗弹侵彻效果，该结构在收弹体冲击时，可起到较好的阻止弹体冲击的作用，从而加快弹体减速过程，使弹体的侵彻深度减少，从而起到对库体及其内的物资的保护作用。这里，压板与围板的组合形式不限于卡板，可根据库体防护单元的形状及具体防护需求使用螺栓、螺钉、支杆等连接。这里，卡板的组合形式仅仅作为示例提供，而不作为对本发明的现在。[0038]图6示出传统库体的一个示例，如图所示，库体由遮弹层601、分散层6〇2和支撑层603组成。其中，遮弹层601由毛石和钢筋网制成，通过钢筋网将毛石固定，根据库体需要的形状，遮弹层601、分散层602和支撑层603之间是一次性整体叠加而成。用于固定毛石的钢筋网不能保证完全紧密的连接，造成防护性能上有薄弱漏洞，且在日常使用、维护与保养中，钢筋网难免遭外界自然环境侵蚀、破坏，因该库体为整体结构，其中一处的破损将会导致相连部分的相继损坏。[0039]与之相比，在本发明的轻质高抗力模块化库体防护单元中，采用模块化设计的遮弹层，可以根据不同的防护指标要求，任何组合、叠加，从而提升防护能力。另外，由于该轻质高抗力模块化库体防护单元采取遮弹层的模块化安装方式，因此可以对高强装甲材料板进行单独更换，不需要整体更换，从而使得库体防护单元的建造、安装、运输与维护更加便利，从而满足野战环境使用。另外，该防护门可拓展性好，防护门面积大小可以根据防护需求不同以及防护实体结构不同进行任意扩展。[0040]上面已经参考附图描述了根据本发明的具体实施例。并且，为了简明起见，这里简略了对公知技术的详细描述。[0041]本发明可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的结构可以被修改，而并不脱离本发明的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。

权利要求：1.一种轻质高抗力模块化库体防护单元，包括：遮弹层，由高强材料与混凝土组合而成，用于对库体进行整体防护；以及分散层；以及支持层；其中，遮弹层是由可进行模块化组装的多块立体箱格组成，所述立体箱采用复合装甲结构，用于抵御外部袭击。2.根据权利要求1所述的轻质高抗力模块化库体防护单元，其中，所述遮弹层的立体箱格由压板及围板对中间混凝土高围压组成，所述压板及围板是单层或多层高强装甲板。3.根据权利要求2所述的轻质高抗力模块化库体防护单元，其中，所述高强装甲板是由超高硬度材料、高强高膜材料和缓冲吸能材料叠加组成，按照由外及里的依次顺序为:超高硬度材料、高强高膜材料和缓冲吸能材料。4.根据权利要求2所述的轻质高抗力模块化库体防护单元，其中，在所述高强装甲板上布置有挂装孔，用于将所述高强装甲板挂装到所述混凝土上。5.根据权利要求3所述的轻质高抗力模块化库体防护单元，其中，所述超高硬度材料至少之一选自以下材料中的一种或多种:装甲钢、陶瓷、玻璃钢。6.根据权利要求3所述的轻质高抗力模块化库体防护单元，其中，所述高强高膜材料至少之一选自以下材料中的一种或多种:超高分子量聚乙烯纤维、超高分子量聚乙烯带材、玄武岩纤维、玻璃纤维、碳纤维、芳纟仑纤维。7.根据权利要求2所述的轻质高抗力模块化库体防护单元，其中，所述遮弹层的立体箱格之间是卡板、螺栓、螺钉或其他紧固件连接。8.根据权利要求1所述的轻质高抗力模块化库体防护单元，其中，所述分散层由一定厚度的钢筋混凝土组成。9.根据权利要求1所述的轻质高抗力模块化库体防护单元，其中，所述支撑层由一定厚度的纤维混凝土组成。10.—种轻质高抗力模块化库体防护单元的制备方法，包括：将压板及围板对中间混凝土高围压以形成遮弹层的立体箱格；将所述立体箱格用卡板、螺栓、螺钉或其他紧固件连接，得所述遮弹层；将遮弹层、分散层和支撑层通过层压粘接在一起，得所述轻质高抗力模块化库体防护单元。

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