一种矿用纳米吸能阻车网及其制备方法技术

本发明专利技术属于安全防护装置技术领域，公开了一种矿用纳米吸能阻车网及其制备方法，包括：横向拉绳；纵向拉绳，所述纵向拉绳设置有第一容纳腔，所述第一容纳腔用于容纳纳米吸能模块，所述纵向拉绳的第一容纳腔壁与所述横向拉绳进行编织从而形成网状结构；纳米吸能模块，通过对纳米吸能球约束固定形成所述纳米吸能模块。通过对纳米吸能球约束固定形成纳米吸能模块，使得所述纳米吸能球的相对位置固定，其次对纳米吸能球进行约束固定，确保纳米吸能球受到撞击后其体积压缩，实现纳米吸能球吸能效果的最优化。果的最优化。果的最优化。

【技术实现步骤摘要】
一种矿用纳米吸能阻车网及其制备方法


[0001]本专利技术属于安全防护装置
，尤其是一种矿用纳米吸能阻车网及其制备方法。

技术介绍

[0002]无轨胶轮车是煤矿斜巷轨道输送系统重要的组成部分，具有快捷、高效、灵活的特点，但是在使用过程中可能会出现超速行驶、刹车失灵或挂挡失败等情况，导致运输过程中特别是斜巷运输时“跑车”事故频繁发生，甚至造成人员伤亡。因此，无轨胶轮车的运行状况直接影响着矿井安全生产。
[0003]目前，防跑车挡车栏装置是煤矿井下跑车时的主要拦截装置之一。这种挡车栏系统装置包括阻车网、吸能装置和收放装置等，所述的阻车网一般由钢丝绳索制成。当发生车辆速度失控时，通过收放装置放置阻车网，实现减速制动，但钢丝绳索长度有限，其运动到端部时靠拉力直接将无轨胶轮车的速度减为零，有可能造成刚性冲击，不能柔性制动，保护效果有限，难以使车辆得到有效控制。
[0004]现有技术中，公开号为CN216551383U的专利公开了一种矿用纳米吸能阻车网，通过在内部装有纳米吸能材料，所述纳米吸能材料在受到外力冲击作用时，外界动能会迫使非浸润性液体流入纳米多孔材料孔道内部，将外力机械功转化为固体－液体的界面能和摩擦热能，有效减缓冲击载荷，缓冲效果优异，实现柔性制动，拦截车辆。但该技术方案中存在以下技术问题：(1)由于纵向主袋内装有纳米吸能球，纳米吸能球的位置相对不固定，当车辆撞击过程中会出现纳米吸能球位置的变动，导致纳米缓冲吸能效果欠佳；(2)纵向主袋本体的各向同性，导致迎着撞击面或顺着撞击面的变形程度相当，而纳米吸能球在约束空间内实现吸能效果的最优化(即控制纳米吸能球的变形空间，使得在变形过程中纳米吸能球所占空间减小，依次使得非浸润性液体进入纳米多孔材料的孔道内部)，在撞击过程中，冲击能大多被防撞网所吸收，纳米吸能球的吸能效果有限。

技术实现思路

[0005]为克服
技术介绍
中的问题，本专利技术的目的在于提供一种矿用纳米吸能阻车网及其制备方法，该方法通过对纳米吸能球约束固定形成纳米吸能模块，使得所述纳米吸能球的相对位置固定，并对纳米吸能球进行约束固定，确保纳米吸能球受到撞击后其体积压缩，实现纳米吸能球吸能效果的最优化。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种矿用纳米吸能阻车网，包括：
[0008]横向拉绳；
[0009]纵向拉绳，所述纵向拉绳设置有第一容纳腔，所述第一容纳腔用于容纳纳米吸能模块，所述纵向拉绳的第一容纳腔壁与所述横向拉绳进行编织从而形成网状结构；
[0010]纳米吸能模块，通过对纳米吸能球约束固定形成所述纳米吸能模块。
[0011]优选的，所述纵向拉绳迎着撞击方向的一侧的拉力小于顺着撞击方向一侧的拉力。
[0012]优选的，所述纵向拉绳顺着撞击方向一侧的第一容纳腔横向截面弧长与整个第一容纳腔周长满足如下关系式：
[0013][0014]其中，l1为第一容纳腔横向截面弧长，r1为第一容纳腔当量半径或第一容纳腔中纳米吸能模块当量半径，R1为纵向拉绳的临界半径，λ1为修正系数。
[0015]优选的，所述纵向拉绳迎着撞击方向的一侧纵向采用柔性合成丝，所述纵向拉绳顺着撞击方向的一侧纵向采用金属丝。
[0016]优选的，所述纵向拉绳纵向采用柔性合成丝，且所述纵向拉绳迎着撞击方向一侧的柔性合成丝的丝径小于顺着撞击方向一侧的柔性合成丝；或所述纵向拉绳纵向采用柔性合成丝，所述纵向拉绳迎着撞击方向一侧的柔性合成丝与顺着撞击方向一侧的柔性合成丝丝径相同，纵向拉绳迎着撞击方向一侧的柔性合成丝的抗拉强度小于顺着撞击方向一侧的柔性合成丝抗拉强度。
[0017]优选的，所述纳米吸能球在模具中通过聚氨酯弹性体浇注，交联固化后形成所述纳米吸能模块。
[0018]优选的，通过丝材编织的方式将所述纳米吸能球进行包覆且将所述纳米吸能球进行隔离。
[0019]优选的，所述横向拉绳内设置有第二容纳腔，所述第二容纳腔用于容纳所述纳米吸能模块。
[0020]优选的，所述横向拉绳迎着撞击方向的一侧的拉力小于顺着撞击方向一侧的拉力；
[0021]所述纵向拉绳顺着撞击方向一侧的第二容纳腔横向截面弧长与整个第二容纳腔周长满足如下关系式：
[0022][0023]其中，l2为第二容纳腔横向截面弧长，r2为第二容纳腔当量半径或第二容纳腔中纳米吸能模块当量半径，R2为纵向拉绳的临界半径；
[0024]横向拉绳设置于纵向拉绳撞击面的另一侧，且所述横向拉绳整体与所述纵向拉绳顺着撞击方向一侧通过缝制连接为一体，且所述缝制的区域不小于第一容纳腔横向截面弧长与第二容纳腔横向截面弧长所构成的区域且不超过第一容纳腔周长和第二容纳腔周长的一半所构成的区域。
[0025]本专利技术的另一方面提供了一种上述矿用纳米吸能阻车网的制备方法，包括如下步骤：
[0026]S1.将若干所述述横向拉绳按照预先设定的间距排列；
[0027]S2.在所述横向拉绳的第二容纳腔中装入预设尺寸的纳米吸能模块；
[0028]S3.将所述横向拉绳整体与所述纵向拉绳顺着撞击方向一侧通过缝制连接为一
体；
[0029]S4.重复步骤S2和S3直至制成所需尺寸的阻车网；
[0030]S5.在所述纵向拉绳的第一容纳腔中装入预设尺寸的纳米吸能模块，进行端封。
[0031]与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：
[0032]本专利技术中通过对所述纳米吸能球的位置进行固定，能够防止在对车辆缓冲过程中造成纳米吸能球的向两侧移动从而出现“断层”导致纳米吸能缓冲效果大大降低，且有可能导致纳米吸能球破坏纵向拉绳两侧的端封结构，使得纳米吸能球溢出；本专利技术通过对纳米吸能球的容积进行约束，能够确保纳米吸能球受到撞击后其体积压缩，实现纳米吸能球吸能效果的最优化，防止由于纳米吸能球变形导致体积增大，导致纳米吸能缓冲材料的缓冲性能大大降低。
[0033]进一步的，通过控制所述纵向拉绳迎着撞击方向的一侧的拉力小于顺着撞击方向一侧的拉力。当车辆撞击所述阻车网时，迎着撞击方向的一侧受到撞击力，撞击力传递至缓冲吸能模块，随后缓冲吸能模块对顺着撞击方向一侧施加作用力，当迎着撞击方向的一侧的拉力大于或者等于顺着撞击方向一侧的拉力，会出现顺着撞击方向一侧变形较大，迎着撞击方向的一侧变形较小，上述变形使得缓冲吸能模块的容积减小较少，导致缓冲吸能模块的缓冲吸能效果大大降低；而本专利技术中将纵向拉绳迎着撞击方向的一侧的拉力小于顺着撞击方向一侧的拉力，当车辆撞击所述阻车网时，迎着撞击方向的一侧变形较大，顺着撞击方向一侧变形较小，两者的变形效果叠加使得缓冲吸能模块的容积减少较多，可以提高缓冲吸能模块的缓冲吸能效果。
[0034]进一步的，由于横向拉绳和纵向拉绳的连接处为整个阻车网最容易产生损坏的位置，并且缝制的方式也会对阻车网整体的稳定性以及对缓冲吸能模块的缓冲吸能效果影响较大。基于上述考虑，本专利技术连接处缝制可以形成面状结构，即将横本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种矿用纳米吸能阻车网，其特征在于，包括：横向拉绳；纵向拉绳，所述纵向拉绳内设置有第一容纳腔，所述第一容纳腔用于容纳纳米吸能模块，所述纵向拉绳的第一容纳腔壁与所述横向拉绳进行编织，从而形成网状结构；纳米吸能模块，通过对纳米吸能球约束固定形成。2.根据权利要求1所述的矿用纳米吸能阻车网，其特征在于，所述纵向拉绳迎着撞击方向的一侧的拉力小于顺着撞击方向一侧的拉力。3.根据权利要求2所述的矿用纳米吸能阻车网，其特征在于，所述纵向拉绳顺着撞击方向一侧的第一容纳腔横向截面弧长与整个第一容纳腔周长满足如下关系式：其中，l1为第一容纳腔横向截面弧长，r1为第一容纳腔当量半径或第一容纳腔中纳米吸能模块当量半径，R1为纵向拉绳的临界半径，λ1为修正系数。4.根据权利要求3所述的矿用纳米吸能阻车网，其特征在于，所述纵向拉绳迎着撞击方向的一侧纵向采用柔性合成丝，所述纵向拉绳顺着撞击方向的一侧纵向采用金属丝。5.根据权利要求3所述的矿用纳米吸能阻车网，其特征在于，所述纵向拉绳纵向采用柔性合成丝，且所述纵向拉绳迎着撞击方向一侧的柔性合成丝的丝径小于顺着撞击方向一侧的柔性合成丝；或所述纵向拉绳纵向采用柔性合成丝，所述纵向拉绳迎着撞击方向一侧的柔性合成丝与顺着撞击方向一侧的柔性合成丝丝径相同，纵向拉绳迎着撞击方向一侧的柔性合成丝的抗拉强度小于顺着撞击方向一侧的柔性合成丝抗拉强度。6.根据权利要求1所述的矿用纳米吸能阻车网，其特征在于，所述纳米吸能球在模具中通过聚氨酯弹性体浇注，交联固化后形成所述纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：李茂庆，卫琛浩，刘致远，景欣瑞，党文龙，李盟洁，刘彦军，马啸，史雅娜，高一可，李超，杨丹，薛卫峰，白思林，冯锋，
申请(专利权)人：陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：