[發明專利]一種使用合金骨架強化的消防頭盔

在審

• 申請號: 201710428357.3
• 申請日: 2017-06-08
• 公開（公告）號: CN107048566A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 程麗任;張洪杰;宋術巖
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春應用化學研究所
• 主分類號: A42B3/06
• 分類號: A42B3/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明涉及頭盔技術領域，尤其涉及一種使用合金骨架強化的消防頭盔。

背景技術

在火災撲救和搶險救援中，消防員的頭部往往會受到來自火場的熱、煙、毒、輻射、電擊、外力沖擊等的傷害。消防頭盔可以對消防員的頭部進行整體防護。火場環境對消防員頭部傷害一般可分為熱環境傷害、機械外力傷害以及電泄漏傷害，機械外力傷害包括物體打擊、高處墜落。

有研究表明，盔-頭-頸系統是非線性的，其響應也是非線性的，當作用力增大時，頸部受力，盔-頭相對位移及頭部加速度都非線性增大。頭盔受到越堅硬的物塊撞擊，其沖擊力作用時間就越短。撞擊物剛度和硬度越小，沖擊力作用時間就越長。同一大小沖擊力作用于盔頂，作用時間越長，盔-頭相對位移大，但頸部受力和頭部加速度就小。懸掛剛度越大，緩沖能力就越差，傳到頸部的力就越大，完全起不到緩沖作用，頭部加速度也隨著剛度變大而增大。盔-頭相對位移則隨著剛度變大而減小。頭質量大的人，盔-頭相對位移就大，頸部受力變小，即頭質量大的人能承受更大的沖擊力。頸部剛度大的人，傳到頸部的力也大，而頭部加速度變化很小，即頸部粗的人對抗腦震蕩并不有利。

基于以上原則，消防頭盔的抗沖擊設計需注意以下幾點：1.頭盔帽殼要有足夠的強度能直接阻擋沖擊物，不使其刺穿帽殼，直接擊打到頭部。2.頭盔外殼材料要盡量采用厚而輕的材料。3.要使懸掛裝置在頭頂與盔頂空間位置構成能量吸收系統，減少沖擊峰值。4.在盔形及其他配件結構相同的情況下，緩沖層的層數是影響頭部沖擊載荷吸收的最重要因素，層數越多，越能夠有效吸收沖擊所帶來的能量。在緩沖層結構相同并合理的情況下，要盡量增加其層數。5.帽托組與頭部接觸處要有軟墊并留有一定的空間，構成能量吸收系統，并防止顱骨變形。

隨著科學技術的發展，老式頭盔的防護力和適應性已不能適應現代消防工作的要求。因此，許多國家研制了新式復合材料頭盔。目前采用復合材料制備消防頭盔方面，國內外均有相關報道：如中國專利，申請號為201420077866.8，發明名稱為“一種抗震消防頭盔”報道了抗震消防頭盔，該頭盔主體自外向內依次由阻燃層、硬質防護層、內層緩沖層、頭盔內襯層組成。中國專利，申請號為201410114098.3，發明名稱為“改進的消防頭盔”報道了一種改進的消防頭盔，包括盔殼、減震帶、下頦帶、護披、頭圍調節扣，其特征是盔殼內設有三級減震機構和雙向調節機構，調節機構與減震機構互為連接并裝置于盔殼內。中國專利，申請號為201120172779.7，發明名稱為“一種新型消防頭盔”報道了一種新型消防頭盔，頭盔外殼采用具備阻燃效果且防紫外線性能穩定的聚胺纖維制成，整體用熒光劑著色；面罩位于頭盔外殼前沿下部，在后部與減震網連接，同時，在減震網的上部還設置有減震件來配合減震網進行頭部保護；在頭盔外殼下，還設置有一個防護披肩，防護披肩由阻燃抗輻射復合材料制造，可用按扣或尼龍搭扣將其固定于頭盔內；同時，在頭盔外殼內設置有頭帶，且頭帶上設置有滑動調節器和頭帶調節器。中國專利，申請號201220010689.2，發明名稱為“頭部防護結構”公開了一種頭部防護結構，包括帽體，具有外表層，外表層內部設入有內襯層，于所述外表層與內襯層之間形成有容置空間。

現有的消防頭盔設計大多采用酚醛樹脂玻璃鋼、聚胺纖維等材料加工成頭盔盔體使用。這類頭盔存在過重問題，長期佩戴會對人體頸椎造成壓迫，但如果減少酚醛樹脂的使用，會造成頭盔強度的下降。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種消防頭盔，本發明提供的消防頭盔為使用合金骨架強化的消防頭盔，在重量較輕的基礎之具有良好的抗沖擊性能。

本發明提供了一種使用合金骨架強化的消防頭盔，包括：

合金框架，合金框架為鏤空結構，合金框架的抗壓強度為100～800MPa；

包覆合金框架的殼體，殼體由纖維布和樹脂形成；

合金框架和殼體形成頭盔盔體；

設置于頭盔盔體外表面的耐熱層；

設置于頭盔盔體內表面的隔熱層。

優選的，所述合金框架的材質選自鎂合金、鋁合金、鈦合金和高強鋼中的一種或幾種。

優選的，所述殼體由多層纖維布和樹脂形成。

優選的，所述纖維布選自碳纖維布、玻璃纖維布、凱夫拉纖維布、聚酰胺類纖維布和陶瓷纖維布中的一種或幾種。

優選的，所述樹脂為環氧樹脂或酚醛樹脂。

優選的，所述耐熱層的成分包括：

硅鋁酸鹽、碳化硼、稀土發光粉和氣凝膠。

優選的，所述硅鋁酸鹽、碳化硼、稀土發光粉和氣凝膠的質量比為A：B：C：D；