手自一體破窗器的研制

王 愛(ài)，肖軍帥，張 偉，韋秀快，劉吉祥

(湖南神斧集團(tuán)湘南爆破器材有限責(zé)任公司， 湖南 永州市 425000)

0 引 言

破窗器是公共客運(yùn)車(chē)輛消防安全防護(hù)系統(tǒng)中的一個(gè)部分，當(dāng)運(yùn)行車(chē)輛處于緊急情況下，能通過(guò)車(chē)載電源激發(fā)可靠破碎汽車(chē)玻璃或手動(dòng)破碎汽車(chē)玻璃。它是一種安裝于汽車(chē)鋼化玻璃邊沿的安全救生裝置[1]。當(dāng)汽車(chē)處于緊急情況下，乘務(wù)人員可以通過(guò)啟動(dòng)破窗器或乘客手動(dòng)使與之對(duì)應(yīng)的鋼化玻璃瞬間破碎，開(kāi)啟逃生之窗。其自動(dòng)破窗器的工作原理是為高能火藥在外界能量激發(fā)瞬間產(chǎn)生大量的氣體，帶動(dòng)沖擊塊高速撞擊鋼化玻璃，達(dá)到破碎玻璃的效果。錘頭完成撞擊后會(huì)被安全護(hù)檔攔截，不會(huì)飛射出去。手動(dòng)時(shí)可通過(guò)人為拍打手柄沖擊塊撞碎鋼化玻璃實(shí)現(xiàn)破窗。

1 手自一體破窗器的設(shè)計(jì)

1.1 結(jié)構(gòu)尺寸

項(xiàng)目組針對(duì)本體結(jié)構(gòu)與沖擊塊、封閉螺母匹配，封閉螺母密封材料選擇，產(chǎn)氣藥量的確定等，進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究。同時(shí)結(jié)合手動(dòng)破玻裝置功能，通過(guò)對(duì)主體結(jié)構(gòu)、自動(dòng)沖擊塊、手動(dòng)沖擊塊、封閉螺母、防護(hù)殼等合理的組裝來(lái)實(shí)現(xiàn)，手自一體破窗器的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 手自一體破窗器結(jié)構(gòu)

1.2 本體結(jié)構(gòu)的確定

項(xiàng)目組根據(jù)手自一體破窗器的功能要求，設(shè)計(jì)了破窗器本體結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)論證（見(jiàn)表1）。

表1 本體結(jié)構(gòu)比較

通過(guò)試驗(yàn)，項(xiàng)目組確定了方形合金鋁本體結(jié)構(gòu)，同時(shí)創(chuàng)新雙孔破窗性能，做到了自動(dòng)破窗部分與手動(dòng)破窗部分互不影響，相對(duì)獨(dú)立。

1.3 沖擊塊的確定

沖擊塊能否擊破玻璃主要取決于其硬度和形狀。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)（見(jiàn)表2），項(xiàng)目組選定了硬度為90HRA鎢鋼合金60度尖錐沖擊塊，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)實(shí)用，并能達(dá)到手動(dòng)破玻反復(fù)使用的要求。

表2 沖擊塊試驗(yàn)比較

1.4 密封圈的確定

項(xiàng)目組為了解決產(chǎn)品防潮問(wèn)題進(jìn)行了大量試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 密封圈試驗(yàn)

1.5 藥劑種類與藥量的確定

項(xiàng)目組根據(jù)藥劑種類和藥量，對(duì)自動(dòng)部分的破碎能力和啟動(dòng)時(shí)噪音大小進(jìn)行了大量的試驗(yàn)。其試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 微量控制爆破試驗(yàn)

通過(guò)多次試驗(yàn)，項(xiàng)目組確定了產(chǎn)氣劑B為破窗器自動(dòng)部分裝藥類別，通過(guò)控制藥量為100 mg，實(shí)現(xiàn)破12 mm厚的鋼化玻璃。即通過(guò)微量控制爆破基本達(dá)到了無(wú)煙無(wú)聲響的理想效果。

1.6 防護(hù)殼的確定

項(xiàng)目組主要根據(jù)本體結(jié)構(gòu)與內(nèi)部電子器件的配合、干涉等問(wèn)題，先做防護(hù)殼外觀設(shè)計(jì)效果圖，看配合和干涉情況。通過(guò)討論分析確定結(jié)構(gòu)之后，與模具廠和模具師傅探討開(kāi)模具。

2 產(chǎn)品整體組裝及破玻效果

手自一體破窗器產(chǎn)品整體組裝見(jiàn)圖 2，試驗(yàn)前使用螺絲將破窗器固定在汽車(chē)車(chē)窗的一角處。使用電子控制系統(tǒng)進(jìn)行啟動(dòng)。

圖2 手自一體破窗器

手自一體破窗器破玻效果見(jiàn)圖3。

圖3 破玻效果照片

3 結(jié) 論

該破窗器集手動(dòng)與自動(dòng)及警示信息于一體，且相互獨(dú)立。有效解決了車(chē)輛發(fā)生事故時(shí)乘客難以疏散的問(wèn)題。遵從“本質(zhì)安全”，“以人為本”的安全理念，有效解決逃生等問(wèn)題，司機(jī)、乘客以及控制中心三套控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，可有效保障生命財(cái)產(chǎn)安全。