CN102607350A - 隧道工程散装乳化基质气动装填设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种隧道工程散装乳化基质气动装填设备，包括乳化基质储送装置、敏化液储送装置以及清洗水储送装置，以及用以将乳化基质和敏化液注入炮孔的注入器和混合器，还包括气动装填装置，所述气动装填装置包括压缩空气气源和气动马达，所述气动马达做为动力源与基质泵和敏化液泵相连并驱动其泵送乳化基质和敏化液。本发明所提供的隧道工程乳化基质气动装填设备改变了我国隧道工程爆破中传统的炸药装填方式，具有低成本、高效能、高安全性、高环保性能。
Description
技术领域
本申请涉及隧道爆破技术，特别是涉及一种隧道工程散装乳化基质气动装填设备。
背景技术
目前我国的隧道工程爆破仍然主要采用包装炸药小药卷装填，通过人工用木棍逐节推装入炮孔，这种爆破施工工艺普遍采用的是具有雷管感度的1.1级危险等级的爆炸品，其生产、储存、运输、保管、装填过程中安全性较差，工人劳动强度大，而且包装炸药小药卷会造成包装材料大量浪费，且这种火工产品其炮烟生成量大，易于造成较大污染，导致爆破后通风排烟的时间延长。
现有隧道工程爆破所采用成品包装小药卷炸药，需要人工现场用木棍逐节推装入炮孔，装药费时，劳动效率低，且炸药卷需使用石蜡纸筒或塑料筒、塑料中包袋、垫板、纸箱、包装带包装，制造成本高且会造成包装材料浪费。
这种爆破施工方法由于不能在炮孔内实现全耦合装药，难以有效排除孔内的积水，因此爆破效果较差，且浪费穿孔成本。
现有隧道工程爆破所使用的炸药卷，多为粉状硝铵炸药或包装乳化炸药，炸药本身配方较为复杂，包装材料多，其二氧化碳等有毒气体排放量为70L/kg左右，爆破后需要较长通风时间，不符合节能环保的要求。
而且炸药密度出厂后是固定值，不可调、不能随着岩石条件的变化和环境的变化作调整。
而且这种成品包装小药卷炸药均具备8号工业雷管感度，其生产、运输、储存、装填过程中为1.1级危险等级，从炸药生产到现场装药不具备本质安全化水平。
目前有一种现场混装乳化炸药车，不属于隧道工程专用的炸药基质装填设备，其投资较大，采用电动机动力，存在电源漏电危害，且由于车体较大，井下移动受限制，这种现场混装乳化炸药车没有保温系统，而且装填的是粘度较高的普通乳化炸药基质产品，其乳化炸药输出软管易造成阻塞，并且基质炮烟生成量较大，安全装置仅具有超压、缺料报警装置，本质安全化水平欠缺。
综上所述，目前我国隧道工程爆破施工工艺受装填设备技术和散装乳化炸药制造技术的制约，在实现低碳环保散装炸药技术及机械化装药方面急待技术突破。
发展隧道散装乳化炸药是工信部提出的十二五重点发展项目，目前我国的乳化炸药自动装填水平远远落后于发达国家，属于起步阶段，因而在我国大力发展隧道散装乳化炸药自动装填设备是目前民爆产业发展的趋势，顺应了我国快速发展的高速铁路和公路建设需求。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种适用于隧道工程爆破的散装乳化基质气动装填设备。
本发明的技术方案如下：
一种隧道工程散装乳化基质气动装填设备，包括乳化基质储送装置、敏化液储送装置以及清洗水储送装置，其中乳化基质储送装置中包括用以储存乳化基质的乳化基质容器和乳化基质过滤装置，以及用以泵送乳化基质的基质泵，敏化液储送装置中包括用以储存敏化液的敏化液容器及敏化液过滤装置，以及用以泵送敏化液的敏化液泵，清洗水储送装置包括用以储存清洗水的清洗水容器及清洗水过滤装置，以及用以将乳化基质和敏化液注入炮孔的注入器和混合器，其特征在于：还包括气动装填装置，所述气动装填装置包括压缩空气气源和气动马达，所述气动马达做为动力源与基质泵和敏化液泵相连并驱动其泵送乳化基质和敏化液。
可选的，所述基质泵为柱塞泵。
可选的，所述基质泵和敏化液泵合并为双组份联动柱塞泵，所述双组份联动柱塞泵的柱塞位于液压缸内往复运动，其两端通过单向阀分别吸纳并泵送乳化基质和敏化液。
可选的，还包括与压缩空气气源及乳化基质储存容器相连的泄压阀。
可选的，所述压缩空气气源和气动马达之间的气路管路上还设置有用以去除压缩空气中的杂质的油水分离装置。
可选的，还包括用以采集、储存及远程控制乳化基质及敏化液泵送参数的计算机及其内置的信息处理装置。
可选的，所述计算机内置有用于记录气动装填设备工作循环次数和乳化基质及敏化液泵送量的计数模块和显示模块。
可选的，所述混合器为静态混合器。
可选的，所述乳化基质储存容器还包括用以保持乳化基质温度的保温装置。
可选的，所述隧道工程散装乳化基质气动装填设备还包括承载固定各部件的固定支架。
可选的，乳化基质是5.1级危险等级的氧化剂。
本发明的技术效果在于以下的一点或几点：
本发明所提供的隧道工程散装乳化基质炸药装填设备，针对现有技术中存在的问题，装填设备动力源采用目前隧道施工中现有穿孔设备普遍存在的低成本压缩空气气源，装填炸药基质采用低碳环保的散装乳化炸药基质，该基质为5.1级危险货物等级的氧化剂，不具备8号工业雷管感度，基质进入炮孔经一定时间敏化后才变为炸药，故不但施工过程安全，而且在生产、储存、运输、保管、装填过程中危险性大大降低，因此这种施工装备具有本质安全性；而且采用本发明的装填设备后，基质无须炸药的包装材料，减少了有毒气体排放量，实验证明，该乳化基质炸药其爆破后有害气体含量不足20L/kg，可以大大减少炮烟通风时间50％以上；基于该乳化基质炸药，其装药过程密度可调，可根据岩石条件和环境的不同调节炸药密度并实现耦合装药，能有效提高装药效率和施工效率，降低爆破成本，提高爆破效果，具有低碳环保的特点。
本发明所提供的隧道工程乳化基质炸药装填设备，结构简单合理，设备投资少，成本低，便于推广应用；且采用空气动力，体积小，设备移动灵活，适应于各种隧道施工环境，其装药速度为10-20kg/min，装药量可从100kg至2000kg，应用面更为广泛，普遍适用于大、中、小型隧道爆破施工现场。
本发明的隧道工程散装乳化基质气动装填设备采用低碳环保的散装乳化炸药基质，其粘度适中，输送顺畅，有毒有害气体输出量少，且本发明的装填设备还设置了限压装置、限温装置以及信息处理器，具有很高的安全性能和控制性能。
因此，本发明所提供的隧道工程乳化基质气动装填设备改变了我国隧道工程爆破中传统的炸药装填方式，具有低成本、高效能、高安全性、高环保性能，符合我国民爆行业及工程爆破行业发展方向。
附图说明
图1所示为本发明的结构示意图。
图2所示为图1的俯向结构示意图。
附图标记列示如下：1-基质储存罐，2-敏化液储存罐，3-清洗水储存罐，4-固定支架，5-泄爆装置，6-保温装置，7-基质过滤器，8-敏化液过滤器，9-油水分离器组件，10-启动控制器，11-气动马达，12-基质泵，13-敏化液泵，14-压力表，15-温度表，16-安全控制装置，17-计数器，18-信息处理器，19-注入器，20-基质输出软管，21-静态混合器。
具体实施方式
本发明的实施例提供了一种隧道工程散装乳化基质气动装填设备，包括乳化基质储送装置、敏化液储送装置以及清洗水储送装置，其中乳化基质储送装置中包括用以储存乳化基质的乳化基质容器和乳化基质过滤装置，以及用以泵送乳化基质的基质泵，敏化液储送装置中包括用以储存敏化液的敏化液容器及敏化液过滤装置，以及用以泵送敏化液的敏化液泵，清洗水储送装置包括用以储存清洗水的清洗水容器及清洗水过滤装置，以及用以将乳化基质和敏化液注入炮孔的注入器和混合器，该隧道工程散装乳化基质气动装填设备还包括气动装填装置，所述气动装填装置包括压缩空气气源和气动马达，所述气动马达做为动力源与基质泵和敏化液泵相连并驱动其泵送乳化基质和敏化液。
可选的，所述基质泵为柱塞泵。
可选的，所述基质泵和敏化液泵合并为双组份联动柱塞泵，所述双组份联动柱塞泵的柱塞位于基质缸和敏化液缸内往复运动，其两端通过单向阀分别吸纳并泵送乳化基质和敏化液。
可选的，隧道工程散装乳化基质气动装填设备还包括与压缩空气气源及乳化基质储存容器相连的泄压阀。
可选的，所述压缩空气气源和气动马达之间具有气路管路，该气路管路上设置有用以去除压缩空气中的杂质的油水分离装置。
可选的，还包括用以采集、储存及远程控制乳化基质及敏化液泵送参数的信息处理装置。
可选的，所述信息处理装置内置有用于记录气动装填设备工作循环次数和乳化基质及敏化液泵送量的计数模块和显示模块。
可选的，所述混合器为静态混合器。
可选的，所述乳化基质储存容器还包括用以保持乳化基质温度的保温装置。
可选的，所述隧道工程散装乳化基质气动装填设备还包括承载固定各部件的固定支架。
可选的，乳化基质是5.1级危险等级的氧化剂。
以下结合附图对本发明的实施例做进一步说明。
如图1、2所示为本发明的隧道工程散装乳化基质气动装填设备不同视向的结构示意图。
乳化基质储存于基质储存罐1中，敏化液储存于敏化液储存罐2中，清洗水储存于清洗水储存罐3中。
乳化基质在基质缸12的压力下进入基质过滤器7过滤杂质。
敏化液经过敏化液过滤器8进入敏化液缸13。
基质缸12和敏化液缸13为双组份联动柱塞泵的两端缸体，其通过单向阀管路，在柱塞沿缸体往复运动时，分别实现乳化基质和敏化液的吸入和排出动作。
本实施例中，以隧道工程现场的压缩空气气站或直接以空气压缩机为动力源，通过安装在设备侧面的压缩空气动力管路连接气动马达11，压缩空气驱动气动马达11，气动马达11带动双组份联动柱塞泵柱塞往复运动，驱使基质缸12和敏化液缸13吸入并输出乳化基质和敏化液。
压缩空气动力管路中设置有油水分离器组件9，以去除压缩空气中的水汽及油污等杂质。
乳化基质与敏化液在双组份联动柱塞泵的作用下进入注入器19，并以层流状态进入基质输出软管20，最后经静态混合器21充分静态混合后输入炮孔，经一定时间敏化后变为可以被引爆的乳化炸药。
基质储存罐1安装有泄爆装置5，泄爆装置5主要包括泄压阀，在基质储存罐1内压力达到设定压力时自动爆裂并泄压，以便于保证基质储存罐安全。
保温装置6可以维持基质储存罐1中的乳化基质的温度在设定的温度范围，以保证乳化基质的性能稳定。
压力表14与温度表15便于随时监控装填设备输送乳化基质过程中的基质温度与压力情况。
启动控制器10用于远程控制气动马达11以及装填设备的启动和停止。
计数器21记录设备运行的循环次数以及装药量情况。
安全控制装置16设置多重安全保护，防止设备因意外发生危险或对现场人员造成伤害。
信息处理器18可以收集、存储、传输装填设备的各项状态参数，以及远程监控装填设备工作。
本装填设备还包括固定支架4，各部件或组件均固定设置在固定支架4上。
本发明提供的隧道工程散装乳化炸药基质气动装填设备，利用隧道工程普遍具有的压风系统提供空气动力源，乳化炸药基质在炸药加工厂实现异地制备，由于乳化炸药基质具有低碳环保、粘度适中的特点，可在一定温度下输送到本装填设备的基质存储罐内。
另外，本发明的隧道工程散装乳化基质气动装填设备通过设置保温装置，可以实现乳化基质在基质储存罐内的装药温度，以避免温度的较大变化影响乳化基质的性能。
同时，本发明的隧道工程散装乳化基质气动装填设备还设置有泄爆装置及具有多重安全保护模式的安全控制装置，以及计数器和信息处理器，并可集中到一台计算机或微处理器中，以实现数据集中处理和远程控制。安全控制装置还包括防空打装置、自动熔断装置。
当然，也可以将本发明的隧道工程散装乳化基质气动装填设备设计安装两套双组份柱塞联动泵，以进一步提高装药速度。
当然，也可以将本发明的隧道工程散装乳化基质气动装填设备安装在小型货车上，构成隧道工程散装乳化基质气动装填车。
Claims (10)
1.一种隧道工程散装乳化基质气动装填设备，包括乳化基质储送装置、敏化液储送装置以及清洗水储送装置，其中乳化基质储送装置中包括用以储存乳化基质的乳化基质容器和乳化基质过滤装置，以及用以泵送乳化基质的基质泵，敏化液储送装置中包括用以储存敏化液的敏化液容器及敏化液过滤装置，以及用以泵送敏化液的敏化液泵，清洗水储送装置包括用以储存清洗水的清洗水容器及清洗水过滤装置，以及用以将乳化基质和敏化液注入炮孔的注入器和混合器，其特征在于：还包括气动装填装置，所述气动装填装置包括压缩空气气源和气动马达，所述气动马达做为动力源与基质泵和敏化液泵相连并驱动其泵送乳化基质和敏化液。
2.如权利要求1所述的隧道工程散装乳化基质气动装填设备，其特征在于：所述基质泵为柱塞泵。
3.如权利要求2所述的隧道工程散装乳化基质气动装填设备，其特征在于：所述基质泵和敏化液泵合并为双组份联动柱塞泵，所述双组份联动柱塞泵的两端通过单向阀分别吸纳并泵送乳化基质和敏化液。
4.如权利要求1所述的隧道工程散装乳化基质气动装填设备，其特征在于：还包括与压缩空气气源及乳化基质储存容器相连的泄压阀。
5.如权利要求4所述的隧道工程散装乳化基质气动装填设备，其特征在于：所述压缩空气气源和气动马达之间具有气路管路，该气路管路上设置有用以去除压缩空气中的杂质的油水分离装置。
6.如权利要求4所述的隧道工程散装乳化基质气动装填设备，其特征在于：还包括用以采集、储存及远程控制乳化基质及敏化液泵送参数的信息处理装置。
7.如权利要求5所述的隧道工程散装乳化基质气动装填设备，其特征在于：所述信息处理装置内置有用于记录气动装填设备工作循环次数和乳化基质及敏化液泵送量的计数模块和显示模块。
8.如权利要求1所述的隧道工程散装乳化基质气动装填设备，其特征在于：所述混合器为静态混合器。
9.如权利要求1所述的隧道工程散装乳化基质气动装填设备，其特征在于：所述乳化基质储存容器还包括用以保持乳化基质温度的保温装置。
10.如权利要求1所述的隧道工程散装乳化基质气动装填设备，其特征在于：所述隧道工程散装乳化基质气动装填设备还包括承载固定各部件的固定支架。
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