CN105863637B - 一次性使用的二氧化碳致裂器及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种一次性使用的二氧化碳致裂器及其制作方法，属二氧化碳致裂器及其制作方法领域，包括膨胀管、活化器、上堵头、锁紧装置，所述膨胀管及上堵头组成密闭容器，活化器位于该密闭容器内；上堵头上开有安装活化器用的安装开口，锁紧装置密封住安装开口；在膨胀管或上堵头上开有充液孔；所述充液孔处设有控制充液通断的闭锁阀；膨胀管主要由管体和下端盖组成，膨胀管上开充液孔时，充液孔设在膨胀管的下端盖上。本发明采用膨胀管体开剪断长槽，取消定压泄能片，减少材料消耗；减少了繁琐的回收工作，材料成本低。
Description
技术领域
本发明技术涉及一种二氧化碳致裂器及其制作方法，尤其是用于岩体爆破的一次性使用的二氧化碳致裂器及其制作方法。
背景技术
二氧化碳气爆技术于20世纪50年代就开始被英国重视和开发，最初是专门为高瓦斯矿井的采煤工作面研发的。目前已推广到岩石、混凝土和其他物质的快速安全爆破，被广泛用于钢铁和水泥行业。因为其只产生低噪声和低振动，与炸药相比具有价格低、安全、易于使用等优点。目前，多为可回收重复使用的二氧化碳致裂器，其结构为：在高强度合金钢制成的储液管一端装有定压泄能片和泄能头、另一端装有活化器及充能头，充能头上再旋有导爆管。导爆管上装有接线柱，并焊有手环。高压液态二氧化碳由充能头充装。工作时，由外接电源来激发活化器使其燃烧产生高热，高压液态二氧化碳受热瞬间气化膨胀产生高压，当压力超过泄能片的剪切强度时，泄能片被冲破，从泄能头的泄能口释放高压二氧化碳气体对周围岩体产生强烈冲击作用，并使其破裂。这种致裂器因在使用中只是定压泄能片、活化器及液压二氧化碳被消耗，其他部件可重复使用上千次以上。但在实际生产中也存在以下缺点和不足：由于气爆管在爆破时受高压作用，选用经过热处理耐疲劳性能优良的钼钢制成，使其材料成本居高不下，且设计时为保证其强度及重复使用，其管臂厚都达到14mm以上，造成本身重量重，运送费力；爆破后由于岩体运动等原因，紧压管体，造成弯管及断管现象，使其回收困难，通常要配挖掘机同时使用，生产成本高；由于是外接导线，现场接管连线需要三到四个人人工连线，增加了人工成本；填实困难，人工非常费劲，还无法保障不飞管，让本来安全的气体膨胀变成不安全了；容易哑炮，就是因为导爆管上接线柱容易与起重吊索短接，泄气头原设计到的缺陷，导致出现不导电、漏气故障；原结构有致命设计缺陷，泄气头容易断裂；每次充装时要洗管，浪费二氧化碳。
发明内容
本发明的目的是提供一种无需泄能装置的一次性二氧化碳致裂器，减少了繁琐的回收工作，材料成本低。
本发明提出一种一种一次性使用的二氧化碳致裂器，包括膨胀管、活化器、上堵头、锁紧装置，所述膨胀管及上堵头组成密闭容器，活化器位于该密闭容器内；上堵头上开有安装活化器用的安装开口，锁紧装置密封住安装开口；在膨胀管或上堵头上开有充液孔。
优选地，所述充液孔处设有控制充液通断的闭锁阀；膨胀管主要由管体和下端盖组成，膨胀管上开充液孔时，充液孔设在膨胀管的下端盖上。
所述活化器为封闭筒体，其内装有活化剂，还设有浸于活化剂中的电热装置和导线，导线一端连接电热装置，导线另一端穿过上堵头上的安装开口与外部电源连接。
所述充液孔开在下端盖上，在下端盖的圆柱面上开有充液孔，充液孔由径向孔和轴向孔组成，闭锁阀为一个阶梯型的锁紧阀芯，该锁紧阀芯设置在的阶梯型的阀腔孔内，阀腔孔开在下端盖内，且连通径向孔和轴向孔的交汇处。
阶梯型的锁紧阀芯由不同直径的圆柱段组成，其上设有O型密封圈。
所述充液孔开在上堵头上，充液孔为一轴向的阶梯圆孔，闭锁阀包括阶梯型的锁紧阀芯。
阶梯圆孔由内径不同的大孔段、小孔段，小孔段之前还设有用于在充能结束后安装封闭螺栓的封闭螺孔；该锁紧阀芯由直径大的阀座和直径小的阀头组成，阀座为空心阀座，且下方敞口，其上设有O型密封圈。
所述充液孔开在上堵头上，充液孔为一轴向的阶梯圆孔，闭锁阀为弹簧球阀，阶梯圆孔的大孔段为朝向膨胀管内腔的圆柱孔，其内装有弹簧和球阀，阶梯圆孔的小孔段为朝向外部的螺纹孔。
所述锁紧装置为与所述安装开口螺纹连接的锁紧盖或锁紧塞，锁紧装置上开有导线孔，并设有手环；活化器的封闭筒体由活化筒和活化筒盖组成，二者在装好活化剂后密封连接；活化器采用纸质或塑料材料，膨胀管采用普通无缝钢管；膨胀管上开有剪断长槽。
本发明还提出一种一次性使用的二氧化碳致裂器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、下堵头、膨胀管、上堵头一体成型或焊成一体；
B、将电热装置固定在活化筒盖上，将活化筒盖与活化筒密封连接，打开端塞，将活化器的封闭筒体充装满活化剂，再将端塞拧紧密封；
C、将锁紧装置与上堵头用螺纹坚固，将导线从锁紧装置上的导线孔延伸出来；
D、从充液孔充入液态二氧化碳。
本发明的有益效果是：本发明专利为一次性使用的二氧化碳气爆管，使用完后无须回收，减少了繁琐的回收工作；作业无需挖掘机配合，降低生产成本；膨胀管内容量大，可装入较多的二氧化碳，能达到良好的爆破效果；所述的膨胀管根据不同压力、环境要求开有T型、X型、竖直型或环型长槽，用于剪切后释放高压二氧化碳气体；本身重量轻，便于携带和运输；膨胀管采用普通无缝钢管制成，降低了材料成本；采用膨胀管体开槽，取消定压泄能片，减少材料消耗；活器内电热装置引线方便接线，操作简单易行。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图；
图2为图1的A-A向剖视图；
图3为本发明实施例一的整体示意图；
图4为本发明实施例二的结构示意图；
图5为图4中闭锁阀结构示意图；
图6为本发明实施例二的整体示意图；
图7为本发明实施例三的结构示意图；
图8为图7中闭锁阀结构示意图；
附图标记：下端盖1、膨胀管2、活化器3、上堵头4.4a.4c、锁紧装置5、充液孔6、锁紧阀芯7、电热装置8、导线9、径向孔10、轴向孔11、O型密封圈12.12a、阀头13、导线孔14、手环15、活化筒盖16、剪断长槽17、阶梯圆孔18、阀座19、封闭螺孔20、弹簧21、球阀芯22、螺纹孔23、端塞24。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
实施例一
参照图1、2、3，参照图1、2、3，本实施例包括膨胀管2、活化器3、上堵头4、锁紧装置5，所述膨胀管2及上堵头4组成密闭容器，活化器3位于该密闭容器内；上堵头4上开有安装活化器3用的安装开口，锁紧装置5密封住安装开口；充液孔6处设有控制充液通断的闭锁阀；膨胀管主要由管体和下端盖1组成，充液孔设在膨胀管的下端盖1上。在下端盖1的圆柱面上开有充液孔6，充液孔由径向孔10和轴向孔11组成，闭锁阀为一个阶梯型的锁紧阀芯7，该锁紧阀芯设置在的阶梯型的阀腔孔内，阀腔孔开在下端盖1内，且连通径向孔10和轴向孔11的交汇处。阶梯型的锁紧阀芯由不同直径的圆柱段组成，其上设有O型密封圈12。所述活化器3为封闭筒体，其内装有活化剂，还设有浸于活化剂中的电热装置8和导线9，导线9一端连接电热装置8，导线9另一端穿过上堵头上的安装开口与外部电源连接。所述锁紧装置为与所述安装开口螺纹连接的锁紧盖，锁紧装置5上开有导线孔14，并设有手环15。活化器3的封闭筒体由活化筒和活化筒盖16组成，二者在装好活化剂后密封连接，活化筒端面还设有可拆卸的端塞24；活化器3采用纸质或塑料材料，膨胀管2采用普通无缝钢管。膨胀管上开有剪断长槽17，剪断长槽截面为V型。
本发明还提出一种一次性使用的二氧化碳致裂器的制作方法，包括以下步骤：
A、膨胀管2、上堵头4一体成型或焊成一体；
B、将电热装置8固定在活化筒盖16上，将活化筒盖16与活化筒密封连接，打开端塞24，将活化器3的封闭筒体充装满活化剂，再将端塞24拧紧密封；
C、将锁紧装置5与上堵头4用螺纹紧固，将导线9从锁紧装置上的导线孔14延伸出来；
D、从充液孔6充入液态二氧化碳。
实施例二
参照图4、5、6，本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于：充液孔和闭锁阀的位置、结构不同，其充液孔在上堵头4a上，充液孔为一轴向的阶梯圆孔18，闭锁阀为一个阶梯型的锁紧阀芯。阶梯圆孔18由内径不同的大孔段和小孔段组成阶梯圆孔由内径不同的大孔段、小孔段，小孔段之前还设有用于在充能结束后安装封闭螺栓的封闭螺孔20；该锁紧阀芯由直径大的阀座19和直径小的阀头13组成，阀座19为空心阀座，且下方敞口，其上设有O型密封圈12a。
实施例三
参照图7、8，本实施例与实施例二基本相同，不同之处在于：充液孔和闭锁阀的结构不同，充液孔开在上堵头4c上，充液孔为一轴向的阶梯圆孔，闭锁阀为弹簧球阀，阶梯圆孔的大孔段为朝向膨胀管内腔的圆柱孔，其内装有弹簧21和球阀芯22，阶梯圆孔的小孔段为朝向外部的螺纹孔23。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种一次性使用的二氧化碳致裂器，其特征在于，其主要组成部件为膨胀管、活化器、上堵头、锁紧装置，所述膨胀管及上堵头组成密闭容器，活化器位于该密闭容器内；上堵头开有安装活化器用的安装开口，锁紧装置密封住安装开口；所述活化器为封闭筒体，其内装有活化剂，还设有浸于活化剂中的电热装置和导线，导线一端连接电热装置，导线另一端穿过上堵头上的安装开口与外部电源连接，活化器从上堵头上的安装开口装入所述密闭容器；在膨胀管或上堵头上开有充液孔；所述充液孔处设有控制充液通断的闭锁阀；膨胀管主要由管体和下端盖组成；膨胀管上开有剪断长槽。
2.根据权利要求1所述的一次性使用的二氧化碳致裂器，其特征在于，膨胀管上开充液孔时，充液孔设在膨胀管的下端盖上，在下端盖的圆柱面上开有充液孔，充液孔由径向孔和轴向孔组成，闭锁阀为一个阶梯型的锁紧阀芯，该锁紧阀芯设置在的阶梯型的阀腔孔内，阀腔孔开在下端盖内，且连通径向孔和轴向孔的交汇处。
3.根据权利要求2所述的一次性使用的二氧化碳致裂器，其特征在于，阶梯型的锁紧阀芯由不同直径的圆柱段组成，其上设有O型密封圈。
4.根据权利要求1所述的一次性使用的二氧化碳致裂器，其特征在于，当充液孔开在上堵头上时，充液孔为一轴向的阶梯圆孔，闭锁阀包括阶梯型的锁紧阀芯。
5.根据权利要求4所述的一次性使用的二氧化碳致裂器，其特征在于，阶梯圆孔有内径不同的大孔段、小孔段，小孔段之前还设有用于在充能结束后安装封闭螺栓的封闭螺孔；该锁紧阀芯由直径大的阀座和直径小的阀头组成，阀座为空心阀座，且下方敞口，其上设有O型密封圈。
6.根据权利要求1所述的一次性使用的二氧化碳致裂器，其特征在于，当充液孔开在上堵头上时，充液孔为一轴向的阶梯圆孔，闭锁阀为弹簧球阀，阶梯圆孔的大孔段为朝向膨胀管内腔的圆柱孔，其内装有弹簧和球阀，阶梯圆孔的小孔段为朝向外部的螺纹孔。
7.根据权利要求1所述的一次性使用的二氧化碳致裂器，其特征在于，所述锁紧装置为与所述安装开口螺纹连接的锁紧盖或锁紧塞，锁紧装置上开有导线孔，并设有手环；活化器的封闭筒体由活化筒和活化筒盖组成，二者在装好活化剂后密封连接，活化筒端面还设有可拆卸的端塞；活化器采用纸质或塑料材料，膨胀 管采用普通无缝钢管。
8.一种权利要求1所述的一次性使用的二氧化碳致裂器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、下端盖、管体、上堵头一体成型或焊成一体；
B、活化器的封闭筒体由活化筒和活化筒盖组成，活化筒端面还设有可拆卸的端塞，将电热装置固定在活化筒盖上，将活化筒盖与活化筒密封连接，打开端塞，将活化器的封闭筒体充装满活化剂，再将端塞拧紧密封；
C、将锁紧装置与上堵头用螺纹紧固，将导线从锁紧装置上的导线孔延伸出来；
D、从充液孔充入液态二氧化碳。
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