一种使用合金骨架强化的消防头盔制造技术

本发明专利技术提供了一种消防头盔，包括：合金框架，合金框架为镂空结构，合金框架的抗压强度为100～800MPa；包覆合金框架的壳体，所述壳体由纤维布和树脂形成；所述合金框架和壳体形成头盔盔体；设置于头盔盔体外表面的耐热层；设置于头盔盔体内表面的隔热层。与现有技术相比，本发明专利技术使用合金框架提高纤维布的整体刚度，并将隔热层和耐热层设置在头盔内外表面，在减轻头盔重量的基础上，使得到的头盔具有良好的防护性能。本发明专利技术采用树脂、纤维布、合金等多种材料复合减震的方式制备新型消防头盔，与酚醛玻璃钢材质的消防头盔相比，能够更有效的保护人体，减少人体在火灾现场受到的伤害，而且头盔质量轻、佩戴方便。

Fire helmet with alloy skeleton reinforcement

The present invention provides a fire helmet, including: alloy frame, alloy frame is a hollow structure, the compressive strength of the alloy frame is 100 ~ 800MPa; shell coated alloy frame, the shell formed by fiber cloth and resin; the alloy frame and shell formed of a helmet body; heat resistant layer is arranged on the helmet in vitro the insulation layer is arranged on the surface; the inner surface of the helmet. Compared with the prior art, the invention uses alloy framework to improve the overall stiffness of the fiber cloth, and the insulating layer and a heat-resistant layer is arranged on the inner surface and the outer surface of the helmet, based on reducing the weight of the helmet, the helmet has good protective properties. Resin, fiber cloth, a variety of material such as alloy composite damping was prepared by way of new fire helmet with the invention, compared with phenolic glass steel material fire helmet, can protect the body more effectively, reduce the human being at the scene of the fire damage, and light weight, easy to wear a helmet.

【技术实现步骤摘要】
一种使用合金骨架强化的消防头盔
本专利技术涉及头盔
，尤其涉及一种使用合金骨架强化的消防头盔。
技术介绍
在火灾扑救和抢险救援中，消防员的头部往往会受到来自火场的热、烟、毒、辐射、电击、外力冲击等的伤害。消防头盔可以对消防员的头部进行整体防护。火场环境对消防员头部伤害一般可分为热环境伤害、机械外力伤害以及电泄漏伤害，机械外力伤害包括物体打击、高处坠落。有研究表明，盔-头-颈系统是非线性的，其响应也是非线性的，当作用力增大时，颈部受力，盔-头相对位移及头部加速度都非线性增大。头盔受到越坚硬的物块撞击，其冲击力作用时间就越短。撞击物刚度和硬度越小，冲击力作用时间就越长。同一大小冲击力作用于盔顶，作用时间越长，盔-头相对位移大，但颈部受力和头部加速度就小。悬挂刚度越大，缓冲能力就越差，传到颈部的力就越大，完全起不到缓冲作用，头部加速度也随着刚度变大而增大。盔-头相对位移则随着刚度变大而减小。头质量大的人，盔-头相对位移就大，颈部受力变小，即头质量大的人能承受更大的冲击力。颈部刚度大的人，传到颈部的力也大，而头部加速度变化很小，即颈部粗的人对抗脑震荡并不有利。基于以上原则，消防头盔的抗冲击设计需注意以下几点：1.头盔帽壳要有足够的强度能直接阻挡冲击物，不使其刺穿帽壳，直接击打到头部。2.头盔外壳材料要尽量采用厚而轻的材料。3.要使悬挂装置在头顶与盔顶空间位置构成能量吸收系统，减少冲击峰值。4.在盔形及其他配件结构相同的情况下，缓冲层的层数是影响头部冲击载荷吸收的最重要因素，层数越多，越能够有效吸收冲击所带来的能量。在缓冲层结构相同并合理的情况下，要尽量增加其层数。5.帽托组与头部接触处要有软垫并留有一定的空间，构成能量吸收系统，并防止颅骨变形。随着科学技术的发展，老式头盔的防护力和适应性已不能适应现代消防工作的要求。因此，许多国家研制了新式复合材料头盔。目前采用复合材料制备消防头盔方面，国内外均有相关报道：如中国专利，申请号为201420077866.8，专利技术名称为“一种抗震消防头盔”报道了抗震消防头盔，该头盔主体自外向内依次由阻燃层、硬质防护层、内层缓冲层、头盔内衬层组成。中国专利，申请号为201410114098.3，专利技术名称为“改进的消防头盔”报道了一种改进的消防头盔，包括盔壳、减震带、下颏带、护披、头围调节扣，其特征是盔壳内设有三级减震机构和双向调节机构，调节机构与减震机构互为连接并装置于盔壳内。中国专利，申请号为201120172779.7，专利技术名称为“一种新型消防头盔”报道了一种新型消防头盔，头盔外壳采用具备阻燃效果且防紫外线性能稳定的聚胺纤维制成，整体用荧光剂着色；面罩位于头盔外壳前沿下部，在后部与减震网连接，同时，在减震网的上部还设置有减震件来配合减震网进行头部保护；在头盔外壳下，还设置有一个防护披肩，防护披肩由阻燃抗辐射复合材料制造，可用按扣或尼龙搭扣将其固定于头盔内；同时，在头盔外壳内设置有头带，且头带上设置有滑动调节器和头带调节器。中国专利，申请号201220010689.2，专利技术名称为“头部防护结构”公开了一种头部防护结构，包括帽体，具有外表层，外表层内部设入有内衬层，于所述外表层与内衬层之间形成有容置空间。现有的消防头盔设计大多采用酚醛树脂玻璃钢、聚胺纤维等材料加工成头盔盔体使用。这类头盔存在过重问题，长期佩戴会对人体颈椎造成压迫，但如果减少酚醛树脂的使用，会造成头盔强度的下降。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种消防头盔，本专利技术提供的消防头盔为使用合金骨架强化的消防头盔，在重量较轻的基础之具有良好的抗冲击性能。本专利技术提供了一种使用合金骨架强化的消防头盔，包括：合金框架，合金框架为镂空结构，合金框架的抗压强度为100～800MPa；包覆合金框架的壳体，壳体由纤维布和树脂形成；合金框架和壳体形成头盔盔体；设置于头盔盔体外表面的耐热层；设置于头盔盔体内表面的隔热层。优选的，所述合金框架的材质选自镁合金、铝合金、钛合金和高强钢中的一种或几种。优选的，所述壳体由多层纤维布和树脂形成。优选的，所述纤维布选自碳纤维布、玻璃纤维布、凯夫拉纤维布、聚酰胺类纤维布和陶瓷纤维布中的一种或几种。优选的，所述树脂为环氧树脂或酚醛树脂。优选的，所述耐热层的成分包括：硅铝酸盐、碳化硼、稀土发光粉和气凝胶。优选的，所述硅铝酸盐、碳化硼、稀土发光粉和气凝胶的质量比为A：B：C：D；0＜A≤70，0＜B≤30，0＜C≤20，0＜D≤50。优选的，所述耐热层的厚度为0.3～2mm。优选的，所述隔热层的材质为气凝胶。优选的，所述隔热层的厚度为2～20mm。与现有技术相比，本专利技术提供了了一种使用合金骨架强化的消防头盔，使用合金框架提高纤维布的整体刚度，并将隔热层和耐热层设置在头盔内外表面，在减轻头盔重量的基础上，使得到的头盔具有良好的防护性能。本专利技术采用树脂、纤维布、合金等多种材料复合减震的方式制备新型消防头盔，与酚醛玻璃钢材质的消防头盔相比，能够更有效的保护人体，减少人体在火灾现场受到的伤害，而且头盔质量轻、佩戴方便。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的合金框架的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的消防头盔的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种消防头盔，包括：合金框架，合金框架为镂空结构，合金框架的抗压强度为100～800MPa；包覆合金框架的壳体，壳体由纤维布和树脂形成；合金框架和壳体形成头盔盔体；设置于头盔盔体外表面的耐热层；设置于头盔盔体内表面的隔热层。本专利技术提供的消防头盔包括合金框架，合金框架为镂空结构。在本专利技术中，合金框架中合金或合金框架的抗压强度为100～800MPa，优选为200～700MPa，更优选为300～600MPa，最优选为400～500MPa。在本专利技术中，所述合金框架的材质优选为轻质合金，如镁合金、铝合金、钛合金和高强钢中的一种或几种。在本专利技术中，合金框架的结构优选为图1所示的结构，图1为本专利技术实施例提供的合金框架的结构示意图，至少包括：纵向主筋1，与纵向主筋1在头盔顶部交叉的横向主筋2，与纵向主筋1和横向主筋2交叉的后向主筋3，头盔轮廓的边缘筋4。在本专利技术中，所述合金框架中的骨架筋优选为条形，骨架筋的横向横截面积优选为8～100mm2，更优选为10～80mm2，更优选为30～60mm2，最优选为40～50mm2；骨架筋的宽度优选为10～15mm，厚度优选为2～4mm。本专利技术对合金框架的制备方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的框架的制备技术如铸造或压铸工艺整体成型或采用焊接工艺制备得到即可。本专利技术提供的头盔包括包覆合金框架的壳体。在本专利技术中，所述壳体由纤维布和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消防头盔，包括：合金框架，合金框架为镂空结构，合金框架的抗压强度为100～800MPa；包覆合金框架的壳体，壳体由纤维布和树脂形成；合金框架和壳体形成头盔盔体；设置于头盔盔体外表面的耐热层；设置于头盔盔体内表面的隔热层。

【技术特征摘要】
1.一种消防头盔，包括：合金框架，合金框架为镂空结构，合金框架的抗压强度为100～800MPa；包覆合金框架的壳体，壳体由纤维布和树脂形成；合金框架和壳体形成头盔盔体；设置于头盔盔体外表面的耐热层；设置于头盔盔体内表面的隔热层。2.根据权利要求1所述的消防头盔，其特征在于，所述合金框架的材质选自镁合金、铝合金、钛合金和高强钢中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的消防头盔，其特征在于，所述壳体由多层纤维布和树脂形成。4.根据权利要求3所述的消防头盔，其特征在于，所述纤维布选自碳纤维布、玻璃纤维布、凯夫拉纤维布、陶瓷纤维布和聚酰胺类纤维布中的一种或几种。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：程丽任，张洪杰，宋术岩，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：吉林,22