本發明涉及防爆容器領域，具體為泡沫金屬夾芯密閉球形防爆容器。
背景技術：
防爆容器是一種能夠削弱爆炸物產生的沖擊波和碎片對周圍環境造成殺傷效應的裝置，是公安、武警、軍工等企業的專用設備。目前已經成為飛機場、火車站、體育場等公共領域的必備安檢設備。
隨著技術的進步和使用要求的提高，防爆容器正朝著輕量化、多功能化、高性能化的方向發展，而且要求結構設計盡可能簡單、易于加工制造、價格低廉，具有較高的可靠性。為了實現輕量化，中國實用新型專利CN102620611 A公開了一種泡沫金屬夾芯緩沖層的圓柱形防爆容器，該防爆容器具有重量輕，結構簡單，成本低、重復使用性強等特點，然而該結構有一個主要泄爆方向，對于一些不允許出現爆炸碎片和爆炸沖擊波的環境，該容器不能滿足要求。中國實用新型專利CN 202195759 U公開了一種球形防爆容器，然而這種裝置使用實體材料制造，容器較為笨重且不易于安裝和運輸。
技術實現要素：
針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種泡沫金屬夾芯密閉球形防爆容器，其設計性強，造價低重量小，結構簡單，操作方便，抗爆能力強。
本發明是通過以下技術方案來實現：
泡沫金屬夾芯密閉球形防爆容器，包括對稱的兩個半球體；所述的半球體包括分別呈半球面設置的內面板和外面板，以及填充在內面板和外面板之間的泡沫金屬；外面板的端面上固定有法蘭；兩個半球體經相互固定的法蘭連接形成密閉的空腔球體，內面板圍成的球形空腔用于容置爆炸物，內面板和外面板之間形成均布的泡沫金屬夾芯層。
優選的，內面板外側均勻鋪設有若干空心金屬球；兩個半球體連接固定后，在內面板外側和泡沫金屬夾芯層之間形成均布的空心金屬球填充層；同一個半球體內的相鄰空心球通過膠粘連接。
進一步，空心金屬球采用鋁合金或不銹鋼制成的薄壁空心球。
進一步，所述的空心金屬球內嵌在泡沫金屬中。
優選的，法蘭上設置有若干均勻分布的螺栓孔，兩個半球體經穿過螺栓孔的高強度螺栓連接形成密閉的空腔球體。
優選的，外面板的厚度大于內面板的厚度，法蘭厚度大于外面板的厚度。
優選的，泡沫金屬夾芯層采用閉孔泡沫金屬材料。
優選的，法蘭與對應的外面板之間采用電弧焊接固定。
優選的，對稱的兩個內面板采用相互插入的連接方式。
優選的，內面板材料強度不高于外面板材料強度。
與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：
本發明的內面板和泡沫金屬價芯層可以發生較大的塑性變形，從而吸收掉大量的爆炸沖擊能量，降低高速運動爆炸物碎片的速度，從而有效降低了爆炸沖擊波對外面板的影響，提高防爆容器的抗沖擊性能，大大削弱爆炸沖擊波對被防護人員和周圍環境的危害；泡沫金屬芯體可按功能需要，采用不同的相對密度，具有較強的設計性；密閉球形防爆容器能夠有效抵御爆炸物碎片和爆炸沖擊波的威脅，有效降低或消除爆炸沖擊波對被防護對象及相關人員的危害。具有設計性強、自重小、結構簡單、造價低廉、可重復使用性強、便于運輸等優點。
進一步的，通過將空心金屬球填充層內嵌在泡沫金屬夾芯層中，有效增大了接觸面積，提高了芯層材料的利用率，芯層發生塑性變形后，可吸收掉大量爆炸沖擊能量，有效降低爆炸沖擊波對外面板的作用，提高防爆容器的抗沖擊性能；空心金屬球和泡沫金屬夾芯層可按功能需要，采用不同的壁厚和孔隙率，具有較強的設計性。
附圖說明
圖1為本發明實例中所述設置有空心金屬球填充層的防爆容器示意圖。
圖中：11為上球體內面板，21為上球體外面板，12為下球體內面板，22為下球體外面板，3為泡沫金屬夾芯層，4為空心金屬球填充層，51為上球體法蘭，52為下球體法蘭，6為高強度螺栓。
具體實施方式
下面結合具體的實施例對本發明做進一步的詳細說明，所述是對本發明的解釋而不是限定。
本發明泡沫金屬夾芯密閉球形防爆容器，如圖1所示，其包括對稱的兩個半球體，對稱的兩個半球體采用高強度螺栓連接；連接安裝后成密閉球形，且形成球形的爆炸物容置空間。所述半球體由內面板、泡沫金屬夾芯層3、空心金屬球填充層4、外面板以及固定外面板的法蘭構成。具體的，上球體由上球體內面板11、上球體外面板21、泡沫金屬夾芯層3、空心金屬球填充層4以及固定上球體外面板21的上球體法蘭51構成；下球體由下球體內面板12、下球體外面板22、泡沫金屬夾芯3、空心金屬球填充層4以及固定下球體外面板22的下球體法蘭52構成；法蘭周向上設置有若干均勻排列分布的螺栓孔，上球體外面板21和下球體外面板22采用高強度螺栓6連接。外面板的厚度大于內面板的厚度，固定外面板的法蘭厚度大于外面板的厚度。
其中，泡沫金屬夾芯層3為閉孔泡沫金屬材料，可根據需要改變泡沫金屬的孔隙率；空心金屬球填充層4為由鋁合金或不銹鋼制成的薄壁空心球組成，可根據需要改變空心球的直徑和壁厚。固定外面板的法蘭與對應的外面板之間采用電弧焊接，固定外面板的法蘭的厚度大于外面板的厚度。
為使得泡沫金屬夾芯層和空心金屬球填充層充分變形而吸收更多能量，其相對稱的兩個內面板采用相互插入的連接方式。
空心金屬球填充層4緊貼內面板外側，由若干空心球均勻鋪設而成，為防止空心球來回滾動，相鄰空心球通過環氧樹脂連接。通過改變空心球內壁的厚度，可改變芯層吸能性能，從而滿足不同的抗爆要求。
泡沫金屬夾芯層3由金屬材料發泡而成，是一種擁有較長平臺應力的多孔結構，具有較強的塑性變形能力和較好的能量吸收性能。
本優選實例中，如圖1所示，泡沫金屬夾芯層3位于空心金屬球填充層4和外面板之間，空心金屬球內嵌在泡沫金屬中，增大了空心金屬球與泡沫金屬的接觸面積，提高了泡沫金屬和空心金屬球的利用率。
本發明泡沫金屬夾芯球形防爆容器，使得爆炸能量向周圍各個方向均勻釋放，相當于提升了防護性能，采用泡沫金屬夾芯層和空心金屬球填充層有效降低了防爆容器的自重。本發明為密閉結構，爆炸碎片被限制在容器內部，不會對周圍造成傷害。
在具體的實際應用中，內面板和外面板的材料相同或不同，內面板材料強度不應高于外面板材料強度，這樣既能充分發揮芯層的吸能能力，又能提高材料的利用率。本實例中內面板和外面板的材料均為低碳鋼。
外面板的厚度大于內面板的厚度，因為較厚的外面板可以約束住內面板、泡沫金屬夾芯層3和空心金屬球填充層4向外的擴張變形，使得內面板、泡沫金屬夾芯層3和空心金屬球填充層4變形更加充分，進而使得爆炸能量被充分吸收。
如圖1所示的泡沫金屬夾芯層3，是由鋁發泡而成的一種閉孔泡沫鋁材料，可根據需要采用不同的孔隙率。空心金屬球填充層4，是由鋁合金或不銹鋼制成的薄壁空心球，可根據需要改變空心球的壁厚。固定外面板的法蘭與外面板之間采用電弧焊接。
當爆炸發生后，依靠內面板、泡沫金屬夾芯層3和空心金屬球填充層4的變形來吸收爆炸能量和緩沖爆炸碎片，同時空心金屬球填充層4內嵌在泡沫金屬夾芯層3中，大大增強了球形防爆容器的抗爆性能。防爆容器為密閉結構，爆炸后不會有顆粒物或高溫氣體從罐內濺射出來。爆炸結束后，只要容器外面板不發生大變形或損壞，更換容器內面板、泡沫金屬夾芯層3和空心金屬球填充層4即可重復使用。
以上實施方式是對本發明的技術方案的舉例說明，對本領域技術人員來講，對本發明所做的任何顯而易見的改進和替換，均屬于本發明的保護范圍。