CN104880380B - 一种手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置，属于工程技术与钻孔缺陷检测交叉领域。包括加压杆、第一气瓣、第二气瓣、第三气瓣、第四气瓣、横隔、储气室、多档阀门、中空塞、补偿管、气压表、导气管；该装置，装置占据空间小，便于携带，可以手持进行操作，操作简单，安全方便，适应热膨胀裂石剂用钻孔缺陷检测条件，能够实现热膨胀裂石剂用钻孔缺陷气密性检测，检测过程安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置，属于工程技术与钻孔缺陷检测交叉领域
背景技术
随着科技发展与社会进步，资源节约、安全生产、高效施工理念逐渐被行业人士所重视。安全生产施工是所有施工工作的重中之重，在施工过程中占据举足轻重的地位。高效可控的施工技术是提高施工安全性的基本保证。
静态裂石剂利用水化产生的膨胀压力进行裂石，因具有无声、可控、无碎屑、经济成本低、使用简单、施工和运输安全、保护资源和环境等优点，被广泛用于石料切割、岩石破碎、混凝土基础拆除等，在国民经济建设中发挥着重要作用。热膨胀裂石剂是裂石剂产品的一个新品种，通过化学反应释放出较多热量，热量释放产生的高温可以加热和破坏周围介质，产生的部分气体由于高温热膨胀作用而对周围介质做功。由于产生气体量少，仅仅能够形成极弱的膨胀压力且压力衰减很快，只能够在几米的近距离内有效做功。热膨胀裂石剂发热量大，做功范围小，可以在很多领域进行应用，例如其作用效果远不及工程爆破，但作用效果远好于裂石剂，尤其适用于岩石、混凝土、桥墩、楼房等的快速安全开裂。
热膨胀裂石剂为干燥颗粒，使用时先在岩石上进行钻孔，钻孔后将颗粒在钻孔中进行装药后进行裂石。由于热膨胀裂石剂依靠热膨胀介质高温热膨胀以及部分气体高温热膨胀作用而对周围介质做功，因此，热膨胀裂石剂裂石成功的关键在于钻孔的密封性。钻孔密封性不好会导致热膨胀气体提前泄露，从而难以形成做功，造成裂石失败的同时，损失了大量的热膨胀裂石剂。然而，在实际的工程操作中，由于现有裂石剂品种多为静态裂石剂，不存在热膨胀气体做功情形，不需要对钻孔气密性做检查，由此造成了在裂石剂使用领域，检查钻孔气密性的方法目前仍然处于空白状态。
发明内容
本发明的目的是为解决热膨胀裂石剂在使用过程中因钻孔气密性检验流程缺失而造成的裂石失败、裂石剂浪费等问题，提供的一种手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
一种手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置，包括加压杆、第一气瓣、第二气瓣、第三气瓣、第四气瓣、横隔、储气室、多档阀门、中空塞、补偿管、气压表、导气管；
连接关系：导气管穿过中空塞；导气管上开有补偿管，用于与大气连通；中空塞为截锥体，截锥体上表面面积大于下表面面积；补偿管与截锥体上表面之间安装有气压表，气压表测钻孔内的压力；在气压表与补偿管之间安装有多档阀门；导气管远离中空塞一侧的端部安装有加压杆；导气管内安装有横隔，横隔不得低于补偿管的位置；第二气瓣位于导气管内多档阀门上方，第二气瓣的开口方向朝向加压杆的反方向；第一气瓣位于补偿管内，开口方向朝向储气室；第一气瓣、第二气瓣与横隔围成的空间为储气室；第三气瓣、第四气瓣位于中空塞内的导气管上，第三气瓣开口方向背向导气管中轴、第四气瓣开口方向与第三气瓣相反；
多档阀门分为两档，a档打开后，钻孔内部与外界大气隔绝，与横隔处保持气体相通；b档打开后，钻孔内部与横隔处、外界大气相通；多档阀门关闭后，钻孔内部与外界大气以及横隔处隔绝；
气瓣结构：第一气瓣、第二气瓣、第三气瓣、第四气瓣采用心脏心室瓣仿生结构，第一气瓣、第二气瓣为三尖瓣构造，第三气瓣、第四气瓣为二尖瓣构造，所用材料为柔韧防滑高分子特种塑料，
所述中空塞能够适用于不同孔径的钻孔，中空塞所用材料为柔软韧性高分子橡胶材料，能够在较为粗糙的钻孔口处实现密封；
工作过程：
步骤一、将检测装置置于钻孔处，中空塞与钻孔壁接触，钻孔内形成密闭空间；
步骤二、打开多档阀门的a档，使钻孔与横隔处互相联通，操作加压杆，加压杆上提时，第一气瓣自动打开，第二气瓣自动关闭，确保外部气体进入到储气仓里；加压杆下压时，第一气瓣自动关闭，第二气瓣自动打开，使储气室里的气体通过导气管进入到钻孔之中，从而实现钻孔内部压力增大；与此同时，导气管内部压力增大，使第三气瓣受压力作用而打开，第四气瓣关闭，气体进入到中空塞之中，使中空塞膨胀，随着中空塞膨胀，中空塞在钻孔内自行加压牢固；压力表示数达到0.01～0.5MPa后，关闭多档阀门，使钻孔与外界气体流动隔绝；
步骤三、观察压力表示数，示数稳定或以小于0.01MPa/min的速度缓慢减小，说明钻孔缺陷在合理范围之内，示数不稳定迅速降至0MPa说明钻孔缺陷太大，不符合热膨胀裂石剂钻孔气密性要求；
步骤四、钻孔缺陷检验完毕后，打开多档阀门的b档，使钻孔内部与外界气压平衡，取出手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置，完成钻孔缺陷检测；
有益效果
1、本发明的一种手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置，装置占据空间小，便于携带，可以手持进行操作，操作简单，安全方便，适应热膨胀裂石剂用钻孔缺陷检测条件，能够实现热膨胀裂石剂用钻孔缺陷气密性检测，检测过程安全可靠；
2、本发明的一种手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置，所发明的手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷检测装置内部结构简单，具有心脏心室瓣仿生结构，结构设计科学合理，气密性好，检测误差小；
3、本发明的一种手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置，手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷检测装置使用过程过程无“三废”排放，不消耗电力等能源，对人体和环境无危害，清洁环保无污染；装置制造所需原料来源广，经济成本低。
附图说明
图1为手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置结构示意图。
其中，1—加压杆、2—第一气瓣、3—第二气瓣、4—第三气瓣、5—第四气瓣、6—横隔、7—储气室、8—多档阀门、9—中空塞、10—补偿管、11—气压表、12—导气管、13—钻孔；
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的内容作进一步描述。
实施例1
一种手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置，包括加压杆1、第一气瓣2、第二气瓣3、第三气瓣4、第四气瓣5、横隔6、储气室7、多档阀门8、中空塞9、补偿管10、气压表11、导气管12，如图1所示。
连接关系：导气管12穿过中空塞9；导气管12上开有补偿管10，用于与大气连通；中空塞9为截锥体，截锥体上表面面积大于下表面面积；补偿管10与截锥体上表面之间安装有气压表11，气压表11测钻孔13内的压力；在气压表11与补偿管10之间安装有多档阀门8；导气管12远离中空塞9一侧的端部安装有加压杆1；导气管12内安装有横隔6，横隔6不得低于补偿管10的位置；第二气瓣3位于导气管12内多档阀门8上方，第二气瓣3的开口方向朝向加压杆1的反方向；第一气瓣2、位于补偿管10内，开口方向朝向储气室；第一气瓣2、第二气瓣3与横隔6围成的空间为储气室7；第三气瓣4、第四气瓣5位于中空塞9内的导气管12上，第三气瓣4开口方向背向导气管中轴、第四气瓣5开口方向与第三气瓣4相反；
多档阀门8分为两档，a档打开后，钻孔13内部与外界大气隔绝，与横隔6处保持气体相通；b档打开后，钻孔13内部与横隔6处、外界大气相通；多档阀门8关闭后，钻孔13内部与外界大气以及横隔6处隔绝；
气瓣结构：第一气瓣2、第二气瓣3、第三气瓣4、第四气瓣5采用心脏心室瓣仿生结构，第一气瓣2、第二气瓣3为三尖瓣构造，第三气瓣4、第四气瓣5为二尖瓣构造，所用材料为柔韧防滑高分子特种塑料；
中空塞9能够适用于不同孔径的钻孔，所用材料为柔软韧性高分子橡胶材料，能够在较为粗糙的钻孔口处实现密封；
工作过程：
步骤一、将加压检测装置置于直径为38mm的钻孔13处，中空塞9与钻孔13壁接触，钻孔13内形成密闭空间；
步骤二、打开多档阀门8的a档，使钻孔13与横隔6处互相联通，操作加压杆1，加压杆1上提时，第一气瓣2自动打开，第二气瓣3自动关闭，确保外部气体进入到储气仓里；加压杆下压时，第一气瓣2自动关闭，第二气瓣3自动打开，使储气室7里的气体通过导气管12进入到钻孔13之中，从而实现钻孔13内部压力增大；与此同时，导气管12内部压力增大，使第三气瓣4受压力作用而打开，第四气瓣5关闭，气体进入到中空塞9之中，使中空塞9膨胀，随着中空塞9膨胀，中空塞9在钻孔13内自行加压牢固；压力表11示数达到0.05MPa后，关闭多档阀门8，使钻孔12与外界气体流动隔绝；
步骤三、观察压力表11示数稳定，符合热膨胀裂石剂钻孔气密性要求；
步骤四、钻孔缺陷检验完毕后，打开多档阀门8的b档，使钻孔13内部与外界气压平衡，取出手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置，完成钻孔缺陷检测；用钻孔填装热膨胀裂石剂进行裂石试验，试验成功，效果良好。
,实施例2
一种手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置，包括加压杆1、第一气瓣2、第二气瓣3、第三气瓣4、第四气瓣5、横隔6、储气室7、多档阀门8、中空塞9、补偿管10、气压表11、导气管12，如图1所示。
连接关系：导气管12穿过中空塞9；导气管12上开有补偿管10，用于与大气连通；中空塞9为截锥体，截锥体上表面面积大于下表面面积；补偿管10与截锥体上表面之间安装有气压表11，气压表11测钻孔13内的压力；在气压表11与补偿管10之间安装有多档阀门8；导气管12远离中空塞9一侧的端部安装有加压杆1；导气管12内安装有横隔6，横隔6不得低于补偿管10的位置；第二气瓣3位于导气管12内多档阀门8上方，第二气瓣3的开口方向朝向加压杆1的反方向；第一气瓣2、位于补偿管10内，开口方向朝向储气室；第一气瓣2、第二气瓣3与横隔6围成的空间为储气室7；第三气瓣4、第四气瓣5位于中空塞9内的导气管12上，第三气瓣4开口方向背向导气管中轴、第四气瓣5开口方向与第三气瓣4相反；
多档阀门8分为两档，a档打开后，钻孔13内部与外界大气隔绝，与横隔6处保持气体相通；b档打开后，钻孔13内部与横隔6处、外界大气相通；多档阀门8关闭后，钻孔13内部与外界大气以及横隔6处隔绝；
气瓣结构：第一气瓣2、第二气瓣3、第三气瓣4、第四气瓣5采用心脏心室瓣仿生结构，第一气瓣2、第二气瓣3为三尖瓣构造，第三气瓣4、第四气瓣5为二尖瓣构造，所用材料为柔韧防滑高分子特种塑料；
中空塞9能够适用于不同孔径的钻孔，所用材料为柔软韧性高分子橡胶材料，能够在较为粗糙的钻孔口处实现密封；
工作过程：
步骤一、将加压检测装置置于直径为56mm的钻孔13处，中空塞9与钻孔13壁接触，钻孔13内形成密闭空间；
步骤二、打开多档阀门8的a档，使钻孔13与横隔6处互相联通，操作加压杆1，加压杆1上提时，第一气瓣2自动打开，第二气瓣3自动关闭，确保外部气体进入到储气仓里；加压杆下压时，第一气瓣2自动关闭，第二气瓣3自动打开，使储气室7里的气体通过导气管12进入到钻孔13之中，从而实现钻孔13内部压力增大；与此同时，导气管12内部压力增大，使第三气瓣4受压力作用而打开，第四气瓣5关闭，气体进入到中空塞9之中，使中空塞9膨胀，随着中空塞9膨胀，中空塞9在钻孔13内自行加压牢固；压力表11示数达到0.15MPa后，关闭多档阀门8，使钻孔12与外界气体流动隔绝；
步骤三、观察压力表11以小于0.01MPa/min的速度缓慢减小，说明钻孔13缺陷在合理范围之内符合热膨胀裂石剂钻孔气密性要求；
步骤四、钻孔缺陷检验完毕后，打开多档阀门8的b档，使钻孔13内部与外界气压平衡，取出手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置，完成钻孔缺陷检测；用钻孔填装热膨胀裂石剂进行裂石试验，试验成功，效果良好。
实施例3
一种手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置，包括加压杆1、第一气瓣2、第二气瓣3、第三气瓣4、第四气瓣5、横隔6、储气室7、多档阀门8、中空塞9、补偿管10、气压表11、导气管12，如图1所示。
连接关系：导气管12穿过中空塞9；导气管12上开有补偿管10，用于与大气连通；中空塞9为截锥体，截锥体上表面面积大于下表面面积；补偿管10与截锥体上表面之间安装有气压表11，气压表11测钻孔13内的压力；在气压表11与补偿管10之间安装有多档阀门8；导气管12远离中空塞9一侧的端部安装有加压杆1；导气管12内安装有横隔6，横隔6不得低于补偿管10的位置；第二气瓣3位于导气管12内多档阀门8上方，第二气瓣3的开口方向朝向加压杆1的反方向；第一气瓣2、位于补偿管10内，开口方向朝向储气室；第一气瓣2、第二气瓣3与横隔6围成的空间为储气室7；第三气瓣4、第四气瓣5位于中空塞9内的导气管12上，第三气瓣4开口方向背向导气管中轴、第四气瓣5开口方向与第三气瓣4相反；
多档阀门8分为两档，a档打开后，钻孔13内部与外界大气隔绝，与横隔6处保持气体相通；b档打开后，钻孔13内部与横隔6处、外界大气相通；多档阀门8关闭后，钻孔13内部与外界大气以及横隔6处隔绝；
气瓣结构：第一气瓣2、第二气瓣3、第三气瓣4、第四气瓣5采用心脏心室瓣仿生结构，第一气瓣2、第二气瓣3为三尖瓣构造，第三气瓣4、第四气瓣5为二尖瓣构造，所用材料为柔韧防滑高分子特种塑料；
中空塞9能够适用于不同孔径的钻孔，所用材料为柔软韧性高分子橡胶材料，能够在较为粗糙的钻孔口处实现密封；
工作过程：
步骤一、将加压检测装置置于直径为86mm的钻孔13处，中空塞9与钻孔13壁接触，钻孔13内形成密闭空间；
步骤二、打开多档阀门8的a档，使钻孔13与横隔6处互相联通，操作加压杆1，加压杆1上提时，第一气瓣2自动打开，第二气瓣3自动关闭，确保外部气体进入到储气仓里；加压杆下压时，第一气瓣2自动关闭，第二气瓣3自动打开，使储气室7里的气体通过导气管12进入到钻孔13之中，从而实现钻孔13内部压力增大；与此同时，导气管12内部压力增大，使第三气瓣4受压力作用而打开，第四气瓣5关闭，气体进入到中空塞9之中，使中空塞9膨胀，随着中空塞9膨胀，中空塞9在钻孔13内自行加压牢固；压力表11示数达到0.09MPa后，关闭多档阀门8，使钻孔12与外界气体流动隔绝；
步骤三、观察压力表11示数不稳定迅速降至0MPa说明钻孔13缺陷太大，不符合热膨胀裂石剂钻孔气密性要求；
步骤四、打开多档阀门8的b档，取出手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置，完成钻孔缺陷检测；用钻孔填装热膨胀裂石剂进行裂石试验，试验失败。
Claims (6)
1.一种手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置，其特征在于：包括加压杆(1)、第一气瓣(2)、第二气瓣(3)、第三气瓣(4)、第四气瓣(5)、横隔(6)、储气室(7)、多档阀门(8)、中空塞(9)、补偿管(10)、气压表(11)、导气管(12)；
连接关系：导气管(12)穿过中空塞(9)；导气管(12)上开有补偿管(10)，用于与大气连通；中空塞(9)为截锥体，截锥体上表面面积大于下表面面积；补偿管(10)与截锥体上表面之间安装有气压表(11)，气压表(11)测钻孔(13)内的压力；在气压表(11)与补偿管(10)之间安装有多档阀门(8)；导气管(12)远离中空塞(9)一侧的端部安装有加压杆(1)；导气管(12)内安装有横隔(6)，横隔(6)不得低于补偿管(10)的位置；第二气瓣(3)位于导气管(12)内多档阀门(8)上方，第二气瓣(3)的开口方向朝向加压杆(1)的反方向；第一气瓣(2)位于补偿管(10)内，开口方向朝向储气室；第一气瓣(2)、第二气瓣(3)与横隔(6)围成的空间为储气室(7)；第三气瓣(4)、第四气瓣(5)位于中空塞(9)内的导气管(12)上，第三气瓣(4)开口方向背向导气管中轴、第四气瓣(5)开口方向与第三气瓣(4)相反；
所述中空塞(9)能够适用于不同孔径的钻孔。
2.如权利要求1所述的一种手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置，其特征在于：所述多档阀门(8)分为两档，a档打开后，钻孔(13)内部与外界大气隔绝，与横隔(6)处保持气体相通；b档打开后，钻孔(13)内部与横隔(6)处、外界大气相通；多档阀门(8)关闭后，钻孔(13)内部与外界大气以及横隔(6)处隔绝。
3.如权利要求1所述的一种手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置，其特征在于：所述第一气瓣(2)、第二气瓣(3)、第三气瓣(4)、第四气瓣(5)采用心脏心室瓣仿生结构，第一气瓣(2)、第二气瓣(3)为三尖瓣构造，第三气瓣(4)、第四气瓣(5)为二尖瓣构造。
4.如权利要求1或3所述的一种手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置，其特征在于：所述气瓣采用柔韧防滑高分子材料。
5.如权利要求1所述的一种手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置，其特征在于：所述中空塞(9)采用柔软韧性高分子橡胶材料。
6.如权利要求1所述的一种手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置， 其特征在于：工作过程如下：
步骤一、将检测装置置于钻孔(13)处，中空塞(9)与钻孔(13)壁接触，钻孔(13)内形成密闭空间；
步骤二、打开多档阀门(8)的a档，使钻孔(13)与横隔(6)处互相联通，操作加压杆(1)，加压杆(1)上提时，第一气瓣(2)自动打开，第二气瓣(3)自动关闭，确保外部气体进入到储气室里；加压杆下压时，第一气瓣(2)自动关闭，第二气瓣(3)自动打开，使储气室(7)里的气体通过导气管(12)进入到钻孔(13)之中，从而实现钻孔(13)内部压力增大；与此同时，导气管(12)内部压力增大，使第三气瓣(4)受压力作用而打开，第四气瓣(5)关闭，气体进入到中空塞(9)之中，使中空塞(9)膨胀，随着中空塞(9)膨胀，中空塞(9)在钻孔(13)内自行加压牢固；气压表(11)示数达到0.01～0.5MPa后，关闭多档阀门(8)，使钻孔(13)与外界气体流动隔绝；
步骤三、观察气压表(11)示数，示数稳定或以小于0.01MPa/min的速度缓慢减小，说明钻孔(13)缺陷在合理范围之内，示数不稳定迅速降至0MPa说明钻孔(13)缺陷太大，不符合热膨胀裂石剂钻孔气密性要求；
步骤四、钻孔缺陷检验完毕后，打开多档阀门(8)的b档，使钻孔(13)内部与外界气压平衡，取出手持式热膨胀裂石剂用钻孔缺陷加压检测装置，完成钻孔缺陷检测。
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