CN106595400A

CN106595400A - 一种便于充气的气体爆破装置

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Publication number: CN106595400A
Application number: CN201611192893.XA
Authority: CN
Inventors: 郭远军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2017-04-26

Abstract

本发明公开了一种便于充气的气体爆破装置，包括内管、内管填充腔、第一充气导电头、第二充气导电头和外管，所述内管内为内管填充腔，内管两端分别密封连接有第一密封内盖和第二密封内盖，内管的外层为外管，内管与外管之间连接有第一密封外盖和第二密封外盖；内管与第一密封外盖和第二密封外盖间隙配合，外管与第一密封外盖和第二密封外盖密封连接；所述第一密封内盖和第二密封内盖密封连接分别与第一密封外盖和第二密封外盖，第一充气导电头和第二充气导电头分别安装在第一密封内盖和第二密封内盖，内管与外管之间外管填充腔；本发明具有制造成本低、反应料混合均匀度高、放热效率高、运输安全性好和爆破威力大的优点。

Description

一种便于充气的气体爆破装置

技术领域

本发明属于爆破器技术领域，尤其涉及便于充气的气体爆破装置。

背景技术

气体爆破技术，是利用易气化的液态或固体物质气化膨胀产生高压气体，使周围介质膨胀做功，并导致破碎，具有无明火、安全、高效的特点。

二氧化碳气体爆破器是气体爆破技术中的典型爆破器材，被广泛应用在采矿业、地质勘探、水泥、钢铁、电力等行业、地铁与隧道及市政工程、水下工程、以及应急救援抢险中。

现有的气体爆破器主要包括汽化储液管和安装在汽化储液管内的发热引爆器；发热引爆器点火发热后将汽化储液管内的易气化物气化，并导致膨胀爆炸。

现有气体爆破器中的引爆器结构主要是将产热的化学反应物通过装料带装在金属网管内，并将电热丝封装在化学反应物中；(参考专利文献：低温气体爆破器，公告号：CN2514304，公开日：2002.10.02)；该种引爆器结构需预先填装能发生产热反应的氧化剂和还原剂，普遍采用的是粉末状氧化剂和还原剂，常用的氧化剂有硫磺、硝酸钾、高氯酸钾和高锰酸钾，常用的还原剂有铝粉、碳粉，其中常用的反应料组合为硫磺、硝酸钾和碳粉，其反应方程式为：S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑，俗称黑火药反应，该种反应料的成本较低。

采用上述引爆器结构的气体爆破器，存在的问题是：1、引爆器内所需填装的热反应料是需进行混料、拌匀、卷料或装袋等过程的加工，填装过程耗时耗工，制造成本较大；2、引爆器在填装药剂过程，氧化剂和还原剂容易出现混合不均的问题，导致放热效率较低；3、热反应料需预先混合填充，运输过程中温度偏高易引发燃烧或爆炸，具有较大的安全隐患；4、由于引爆材料的受潮、变质或形变等原因容易出现哑炮的情况，无法判断哑炮是何种原因造成的，故不能通过排哑炮方式消除安全隐患；5、现有气体爆破器引爆方式采用固态活化剂燃烧产生高温，直接导热到液态二氧化碳，使液态二氧化碳气化膨胀，其液态二氧化碳的吸热效率较低；6、引爆器的放热速度较慢，药剂反应不充分，热释效率低，液态物气化后的压强偏小，爆破威力较小；7、爆破后，引爆器内的反应物产生大量的含量有毒有害气体，如硫化氢、二氧化硫、一氧化氮和二氧化氮等气体，给爆破场所带来较大的毒害污染。

液氧炸药是矿山炸药的一类,1895年由德国人Ｃ．林德发明。它是由液态氧和固态可燃性吸收剂组成的爆炸混合物。液氧炸药的装药方式分外浸法和内浸法（参考期刊文献：液氧炸药的研究.北京钢铁学院学报.1960年01期），外浸法是把能吸取液氧的可燃物（如炭黑、纸粕、木屑等）包裹成圆柱体，仅在使用前浸入液氧里，使可燃物的孔隙中吸满液氧，然后填装到炮眼中，并进行堵塞，用雷管起爆；内浸法是把能吸取液氧的可燃物（如炭黑、纸粕、木屑等）包裹成圆柱体，填充在炮眼中，并进行堵塞，然后通过预留的充注口向炮眼灌入液氧，再用雷管起爆（参考期刊文献：液氧炸药的研究.北京钢铁学院学报.1960年01期；以及参考专利文献：一种液氧炸药组合物及液氧炸药，专利号：CN201310134136.7，公开日：2013.07.10）。液氧炸药具有：温度升高速率快和体积迅速膨胀时间短的特点, 其爆炸力高于TNT 等姓硝的炸药的爆炸力。

然而，液氧炸药存在的不足之处是：1、它只能应用于露天作业和筑路造桥、爆破建筑等, 而不能用于坑道和矿井等作业爆破, 因为液氧炸药爆破时氧气四溢, 会引起矿井中坑气、煤尘爆炸从而引起事故；2、液氧炸药必须随装随用, 一般制成后一小时内就要用掉, 不然液氧挥发就会失去效力；3、液氧炸药装药操作复杂，安全性差；4、液氧炸药的爆破温度过高，容易引发燃烧。

由于液氧炸药技术存在上述不足，液氧炸药技术的研究和发展受到局限，目前，液氧炸药技术几乎很少被应用。

另外，现有的气体爆破器，主要包括储液管、安装在储液管内的引爆器和封堵头，封堵头用于封堵储液管的端口和固定引爆器，同时，封堵头上设置有用于充排易气化液的充装口和用于导出引线的引线孔，充装口采用阀体进行密封，引线孔采用密封圈或密封胶进行密封；如专利文献CN01279237.3记载的，“低温气体爆破器包括一管形主体；装在管形主体内腔的化学热反应装置和易于汽化的液体；装在管形主体一端能封住孔口的设有能固定化学热反应装置和电源引入装置的注排液阀；装在管形主体另一端能封住孔口的由爆破片和多孔泄能头组成的释能装置；以及与泄能头连接的止飞机构”。

通过上述现有的气体爆破器的结构描述可知，具有充气和引线结构的封堵头中需开设两个孔，分别为用于充排易气化液的充装口和用于导出引线的引线孔；采用该种结构存在的问题是：1、具有充气和引线结构的封堵头，在打孔过程中，工艺较为复杂，耗工耗时长，封堵头开设引线孔时，如果打孔孔径较大，其密封处理较困难，易出现泄气问题，如果打孔孔径较小，其钻孔难道较大，钻孔成本较大；2、引线孔需灌入密封胶，密封后被固化，且在高压下易导致泄气；3、制造成本高。

发明内容

本发明所要实现的目的是：设计出一种具有加工简单、制造成本低、反应料混合均匀度高、放热效率高、运输安全性好、无哑炮隐患、膨胀吸热效率高、爆破威力大、无毒害气体释放的气体爆破器，且具有较好的密封效果；以解决背景技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种便于充气的气体爆破装置，其特征在于：包括内管、内管填充腔、第一充气导电头、第二充气导电头和外管，所述内管内为内管填充腔，内管两端分别密封连接有第一密封内盖和第二密封内盖，内管的外层为外管，内管与外管之间连接有第一密封外盖和第二密封外盖；

所述内管与第一密封外盖和第二密封外盖间隙配合，外管与第一密封外盖和第二密封外盖密封连接；

所述第一密封内盖和第二密封内盖密封连接分别与第一密封外盖和第二密封外盖；

所述第二密封内盖侧边设置第二密封帽沿和第二腰沿，第二密封帽沿和第二腰沿的上方各安装有密封圈，第二密封帽沿通过密封圈与第二密封外盖密封连接，第二腰沿通过密封圈与内管下端密封连接；

所述第二密封内盖的第二密封帽沿与第二腰沿之间，设置有沿径向方向的径向通孔；

所述内管与外管之间密封腔为外管填充腔；

所述内管填充腔内安装有电热丝；

所述第一充气导电头和第二充气导电头分别安装在第一密封内盖和第二密封内盖；

所述第一充气导电头包括充气座体、充气孔、导电阀芯和阀腔，充气座体内轴心上部为充气孔，充气座体内轴心下部为阀腔，阀腔上部与充气孔联通，阀腔内活动安装导电阀芯，阀腔下部安装锁阀螺丝，锁阀螺丝轴心开设有用于导气的导气穿孔，所述导电阀芯包括导电阀帽、上导电顶针和下导电顶针，上导电顶针和下导电顶针分别位于导电阀帽的上下端，导电阀帽与阀腔间隙配合，导电阀帽侧面安装有绝缘滑环，导电阀帽上层面与阀腔上壁面之间安装有阀腔密封圈，上导电顶针与充气孔间隙配合，充气孔的孔壁或者上导电顶针的侧边表面设置有绝缘层，下导电顶针穿过导气穿孔，下导电顶针与导气穿孔孔壁间隔，所述充气座体密封连接第一密封内盖；

所述第二充气导电头包括基体、充气阀腔、导电阀芯、气孔螺丝、导电针密封腔、导电针、导电针穿孔和导电针锁紧螺丝，充气阀腔位于基体轴心顶部，导电针密封腔位于基体轴心底部，导电针密封腔与充气阀腔之间为导电针穿孔，充气阀腔侧边设置有出气孔，充气阀腔内底部安装有绝缘圈，绝缘圈上部为导电帽，导电帽上部安装有导电弹簧，导电弹簧上部导电接触导电阀芯，导电阀芯上方为气孔螺丝，导电阀芯包括导电阀帽和导电顶针，导电顶针位于导电阀帽的上部，气孔螺丝轴心为充气孔，导电阀帽与气孔螺丝之间安装锁气密封圈，导电顶针与充气孔间隙配合，导电顶针侧边外层设置有顶针绝缘层；导电针密封腔顶部安装有导电针密封圈，导电针密封腔下部安装导电针锁紧螺丝，导电针锁紧螺丝的轴心设置有导电针引出孔，导电针安装在导电针密封腔和导电针穿孔的轴心，并通过导电针锁紧螺丝和导电针密封圈锁紧密封，导电针外层设置有导电针绝缘层；

所述电热丝通过导线连接第一导电插头和第二导电插头，第一导电插头包括正极插孔和负极套管；两个导电插头分别插接在导气穿孔和导电针引出孔上，正极插孔接触下导电顶针，负极套管接触导气穿孔的边壁，所述第一导电插头与第二导电插头结构相同，第二导电插头插接在导电针引出孔上。

进一步说明，所述内管填充腔填充有固态还原剂和流体态氧化剂，或者，所述内管填充腔填充有流体态还原剂和固态氧化剂。

进一步说明，所述流体态氧化剂为液态氧、超临界态氧或高压气态氧，所述固态还原剂为木屑、纸屑、棉丝、碳粉、铝粉、镁粉、铁粉、硅粉、煤粉或碳黑。

进一步说明，所述固态氧化剂为三氧化二铁（Fe2O3）、二氧化锰（MnO2）或高锰酸钾（KMnO4），所述流体态还原剂为液氢、液态烷烃、超临界态烷烃或高压气态烷烃烷烃，烷烃包括甲烷、乙烷和丙烷。

进一步说明，所述外管填充腔内填充液态易气化物，所述液态易气化物为液态二氧化碳、液态氮气或液氧。

进一步，所述充气座体与第一密封内盖通过螺纹密封连接、无缝焊接、密封胶接或整体连接。

进一步，所述充气座体与第一密封内盖整体连接，也即在第一密封内盖中直接加工出充气孔和阀腔。

进一步，基体与第二密封内盖通过螺纹密封连接、无缝焊接、密封胶接或整体连接。

进一步，所述基座与第二密封内盖为整体连接，也即在第二密封内盖中直接加工出充气阀腔、导电针密封腔和导电针穿孔。

进一步，所述第一密封内盖侧边设置第一密封帽沿和第一腰沿，第一密封帽沿和第一腰沿的下方各安装有密封圈，第一密封帽沿通过密封圈与第一密封外盖密封连接，第一腰沿通过密封圈与内管上端密封连接。

进一步，所述内管两端分别与第一密封内盖和第二密封内盖通过螺纹密封结构、无缝焊接、密封胶接或整体铸造连接；所述外管与第一密封外盖和第二密封外盖通过螺纹密封结构、无缝焊接、密封胶接或整体铸造连接。

进一步，所述第一密封外盖的上部和第二密封外盖的下部分别设置有正向螺纹孔和反向螺纹孔。

进一步，所述第一密封内盖的上部外环壁设置有正向外螺纹，第二密封内盖的上部外环壁设置有反向外螺纹。

进一步，所述还原剂为纤维质材料。纤维质材料包括木屑、纸屑、棉丝。采用该类还原剂，燃烧后，反应物为二氧化碳和水汽，具有无毒害气体污染的效果。

进一步，所述还原剂为还原性单质。还原性单质包括碳粉、铝粉、镁粉、铁粉或硅粉。

进一步，所述还原剂为煤粉或碳黑。该种材料成本极低，且对超临界氧有较强的吸附性，其反应热量释放大。

进一步，所述还原剂为动物毛质。该种材料具有较强的吸附性。

进一步，所述还原剂为石油化工产品。所述石油化工产品包括煤油、柴油、汽油或石蜡。

进一步，所述还原剂为油脂类产品。所述油脂类产品包括动物油、植物油或合成油脂。

进一步，所述还原剂为糖类物质。所述糖类物质包括葡萄糖、蔗糖或淀粉。

进一步，所述还原剂为醇类物质。所述醇类物质包括乙醇、丙醇或丁醇。

进一步，所述还原剂为烃类物质。所述烃类物质包括甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、乙炔、或丙炔。

进一步，所述内管填充腔内还填充有催化剂，所述催化剂为四氧化三铁（Fe3O4）、三氧化二铁（Fe2O3）、二氧化锰（MnO2）、氧化铬（Cr2O3）、氧化铜（CuO）、氧化锌（ZeO）、氧化镍（NiO）、硫酸锰（MnSO4）、硫酸铬（CrSO4）或活性碳的至少一种。

进一步，所述内管填充腔内还填充有升温剂，所述升温剂为铝粉或镁粉中的一种或两种混合。

进一步，所述还原剂为粉末状、颗粒状、条丝状或压制成块状。

进一步，所述内管的抗压强度大于5.045Mpa。

进一步，所述内管为碳钢筒，内管两端分别与第一密封内盖和第二密封内盖通过无缝焊接、密封胶接或螺纹密封连接结构连接。

进一步，所述内管为纤维质筒或包含纤维材质的复合层筒，所述内管的一端密封包缠有第一金属接头，内管的另一端密封包缠有第二金属接头，第一金属接头连接第一密封内盖，第二金属接头连接第二密封内盖。

进一步，所述内管采用玻璃纤维、芳纶纤维或碳纤维中的至少一种材质制成。

进一步，所述内管采用包含有玻璃纤维、芳纶纤维或碳纤维的复合材料制成。

进一步，所述内管采用纤维和树脂的复合材料制成。

进一步，所述内管为包含纤维材质的复合层筒，所述内管包括纤维层和硬化层，硬化层位于纤维层的外层，或者内管包括基体层、纤维层和硬化层，硬化层位于纤维层的外层，基体层位于纤维层的内层。

进一步，所述基体层采用有机玻璃或聚酯纤维或聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)或软质硅胶材料中的至少一种制成。

进一步，所述纤维层采用碳纤维或芳纶纤维或玻璃纤维或石墨烯材料中的至少一种制成。

进一步，所述硬化层采用UV硬化胶或环氧树脂胶或瞬间胶或厌氧胶或石膏或水泥。

进一步，所述内管采用玻璃钢材料制成，所述内管与第一密封内盖和第二密封内盖通过密封胶接。

进一步，所述内管采用碳钢筒时，其内管的筒壁厚度为1mm至10mm。

进一步，所述内管采用复合纤维材质时，内管的筒壁厚度为0.5mm至10mm。

进一步，所述外管为含纤维材质的复合管，所述外管包括外管密封基层和外管纤维层内外分布，外管的一端连接有第一缠绕接头，外管的另一端连接有第二缠绕接头；

进一步，所述第一缠绕接头的外层壁顶部设置有用于缠绕纤维的第一挂齿，第二缠绕接头的外层壁顶部设置有用于缠绕纤维的第二挂齿，第一缠绕接头的外层壁底部设置有用于连接外管密封基层的第一凸台，第二缠绕接头的外层壁底部设置有用于连接外管密封基层的第二凸台。

超临界氧是指氧处于临界温度（-118.57℃)和临界压力（5.043MPa）以上，介于气体和液体之间的流体氧，兼有气体液体的双重性质和优点；超临界氧与碳有机物发生燃烧反应时，具有高温高热的效果。

本发明所述的爆破器，其内管填充腔内预先放置还原剂，还原剂为固态或液态，固态还原剂可以是粉末状、颗粒状或条丝状；运输过程中，内管填充腔内无氧化剂，因此运输过程中的静电或温度偏高不会引发燃烧爆炸；在爆破现场使用时，通过使用其第一充气导电头填充超临界氧，氧分子可均匀地吸附在还原剂表面，填充后通过对其内管充气点火头进行通电，加热电热丝，点燃内管填充腔内的反应料。

另外，上述优化结构中，内管采用纤维质筒或包含纤维材质的复合层筒，由于纤维材质的抗拉强度较大，其中，碳纤维的抗拉强度达3500MPa以上，芳纶纤维的抗拉强度达5000-6000MPa，玻璃纤维的抗拉强度在2500MPa左右，聚酯纤维的抗拉强度达500MPa以上，而碳钢钢材的抗拉强度普遍在345MPa左右，故完全可以替代现有碳钢对高压气、高压液或液化气进行约束；采用纤维材质，能减小壳体的壁厚，同时，纤维材质密度小，能较大程度的减小壳体的重量，并减小壳体的制造成本。

现有的爆破器，其引爆器的氧化剂和还原剂均为固态物，需在生产过程中混合，并制成块状，或用带体装填；本发明所述爆破器内的引爆器，其填充腔内预先填装还原剂，并在现场通过第一充气导电头充压入超临界氧（氧化剂）；本发明所述的爆破器，其引爆器无需在生产过程预先填充混合料（反应料），能避免混合料在生产、储存和运输过程因摩擦、高温、静电引发燃烧或爆炸，本发明的结构方式避免了生产、储存和运输过程带来的安全隐患。

现有的爆破器，其引爆器主要是采用固态反应物进行混料后包装而成的反应料包，未进行有效的密封和防潮、防震动、防高温、防摩擦处理，容易出现反应料受潮、反应料与电热丝剥脱分离存在间隙的问题，导致产生哑炮；本发明所述的爆破器，其填充腔内的超临界氧均匀吸附在还原剂中，超临界氧与还原剂均匀混合，电热丝被超临界氧和还原剂均匀附集，在引爆时能实现100%起爆，能有效避免哑炮的产生。

现有的爆破器，其引爆器中反应料需低温环境下混合，且为固态颗粒混合，其混合均匀度存在较大的限制，起爆后，其反应速度较慢，反应的充分性较差，存在大量的残留，热能释放效率在40%以下；本发明所述的爆破器，由于超临界氧兼有气体和液体的双重性质，填充腔内的还原剂吸附超临界氧后，能以溶解的分子状态随超临界氧共同流动，超临界氧与还原剂高度均匀混合，在通电引爆后能短时间内实现充分反应，热能释放效率达到95%以上。

现有采用活化剂引爆的方式，需要在生产过程中，预先配制活化剂组分，通常是高氯酸钾等强氧化剂和铝粉等强还原剂，需要称重、混料、搅拌、制型；本发明的结构方式，通过向填充腔充入超临界氧，使超临界氧吸附在还原剂上，节省了传统引爆器（活化剂）生产过程中所需的混料、拌料、制型的生产工艺；同时，采用超临界氧比采用高氯酸钾、高锰酸钾和铝粉混合物成本更低。

现有的爆破器，其引爆器引燃后，在反应过程中，其反应热持续向周边传导，传导到周边的液态二氧化碳中，并由周边液态二氧化碳向外扩散热量，该种导热过程，二氧化碳的温度分布不均，吸热效率较低，二氧化碳气化膨胀压强较低；本发明所述的爆破器，其引爆器内反应料存在密封壳体约束，其反应料可在密封壳体的约束下发生充分的放热反应，反应产生的高温高压气体物致使壳体瞬间炸裂，并瞬时混合到液态二氧化碳中，高温高压气体与二氧化碳瞬间混合，实现二氧化碳瞬间吸热气化，该种引爆方式，相对于现有的，其液态二氧化碳的吸热速度快，吸热效率达到98%以上，其引爆器产生的热量能充分的被液态二氧化碳吸收，能较大程度的提升气体爆破器的爆破威力。

本发明所述的爆破器，其反应料能充分反应，反应产物能实现充分氧化，其反应产物主要为无毒无害的气体，对爆破现场无污染，能有效减小现场工作人员的中毒隐患，实现安全爆破，无污染，无有毒有害气体产生，爆破后马上能施工作业。

本发明所述的气体爆破器结合了传统的气体爆破技术和液氧炸药技术，相比于传统的气体爆破器，较大程度的提升了爆破威力，相比于传统的液氧炸药，解决了液氧炸药存在的高危险性和使用环境限制。

本发明所述的气体爆破器可通过调节填充腔内超临界氧的含量，实现调控爆破尾气中的含氧量，可用于封闭环境（矿井、巷道）的爆破、以及瓦斯区的爆破，比常规二氧化碳爆破器具有威力大、无污染、以及安全性好的优点，并避免封闭爆破环境的窒息隐患。

另外，本发明所述的引爆器，实现了充气与导电的一体化，简化了充气结构和引线结构的加工制造过程，降低了制造成本，且提高了密封效果。

有益效果：本发明所述的便于充气的气体爆破装置具有加工简单、制造成本低、反应料混合均匀度高、放热效率高、运输安全性好、无哑炮隐患、膨胀吸热效率高、爆破威力大、无毒害气体释放的优点，同时又具有结构简单，制造成本低的优点。

附图说明

图1为本发明实施例1的整体结构示意图；

图2为本发明实施例1中第一充气导电头3的结构示意图；

图3为本发明实施例1中导气穿孔351的截面示意图；

图4为本发明实施例1中第二充气导电头4的结构示意图；

图5为本发明实施例1中电热丝21的结构示意图；

图6为本发明实施例1中第二密封内盖6b的结构示意图；

图7为本发明实施例2的内管结构示意图；

图8为本发明实施例3中整体结构示意图；

图9为本发明实施例4的安装连接结构示意图；

图10为本发明实施例5的安装连接结构示意图；

图11为本发明实施例6中第一密封内盖6a的结构示意图；

图12为本发明实施例6中第第二密封内盖6b结构示意图；

图13为本发明实施例10中第一挂齿的立体结构示意图；

图中：

1为内管、111为第一金属接头，112为第一金属接头，101为基体层，102为纤维层，103为硬化层；

2为内管填充腔、21为电热丝、22为导线、23为第一导电插头、231为正极插孔、232为负极套管、24为第二导电插头；

3为第一充气导电头、31为充气座体、32为充气孔、33为导电阀芯、34为阀腔、35锁阀螺丝、351为导气穿孔、331为导电阀帽、332为上导电顶针、333为下导电顶针、36为绝缘滑环、37为阀腔密封圈、321为绝缘层；

4为第二充气导电头、41为基体、42为充气阀腔、43为导电阀芯、44为气孔螺丝、45为导电针密封腔、46为导电针、47为导电针穿孔、48为导电针锁紧螺丝、49为出气孔、421为绝缘圈、422为导电帽、423为导电弹簧、431为导电阀帽、432为导电顶针、441为充气孔、433为锁气密封圈、434为顶针绝缘层、451为导电针密封圈、481为导电针引出孔、461为导电针绝缘层；

5为外管、501为外管密封基层、502为外管纤维层、511为第一缠绕接头、512为第二缠绕接头、5111为第一挂齿、5121为第一挂齿、5112为第一凸台、5122为第二凸台；

6a为第一密封内盖、61a为第一密封帽沿、62a为第一腰沿、601a为正向外螺纹；

6b为第二密封内盖、61b为第二密封帽沿、62b为第二腰沿、601b为反向外螺纹、611为内螺纹管；

7a为第一密封外盖、701a为正向螺纹孔；

7b为第二密封外盖、701b为反向螺纹孔、711为螺杆；

8为外管填充腔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种便于充气的气体爆破装置，包括内管1、内管填充腔2、第一充气导电头3、第二充气导电头4和外管5，所述内管1内为内管填充腔2，内管1两端分别密封连接有第一密封内盖6a和第二密封内盖6b，内管1的外层为外管5，内管1与外管5之间连接有第一密封外盖7a和第二密封外盖7b；内管1与第一密封外盖7a和第二密封外盖7b间隙配合，外管5与第一密封外盖7a和第二密封外盖7b密封连接；

所述第一充气导电头3和第二充气导电头4分别安装在第一密封内盖6a和第二密封内盖6b；

所述内管1与外管5之间密封腔为外管填充腔8；

所述内管填充腔2内安装有电热丝21；

所述内管填充腔2填充有还原剂和氧化剂，所述氧化剂为液态、超临界态或高压气体氧，所述还原剂为含碳有机物或还原性单质，所述外管填充腔8内填充液态二氧化碳或液态氮气等液态易气化物。

如图2所示，所述第一充气导电头3包括充气座体31、充气孔32、导电阀芯33和阀腔34，充气座体31内轴心上部为充气孔32，充气座体31内轴心下部为阀腔34，阀腔34上部与充气孔32联通，阀腔34内活动安装导电阀芯33，阀腔34下部安装锁阀螺丝35，锁阀螺丝35轴心开设有用于导气的导气穿孔351，所述导电阀芯33包括导电阀帽331、上导电顶针332和下导电顶针333，上导电顶针332和下导电顶针333分别位于导电阀帽331的上、下端，导电阀帽331与阀腔34间隙配合，导电阀帽331侧面安装有绝缘滑环36，导电阀帽331上层面与阀腔34上壁面之间安装有阀腔密封圈37，上导电顶针332与充气孔32间隙配合，充气孔32的孔壁或者上导电顶针332的侧边表面设置有绝缘层321，下导电顶针333穿过导气穿孔351，下导电顶针333与导气穿孔351孔壁间隔，所述充气座体31密封连接第一密封内盖6a；

如图3所示，所述导气穿孔351的边壁设置有导气槽352。

如图4所示，所述第二充气导电头4包括基体41、充气阀腔42、导电阀芯43、气孔螺丝44、导电针密封腔45、导电针46、导电针穿孔47和导电针锁紧螺丝48，充气阀腔42位于基体41轴心顶部，导电针密封腔45位于基体41轴心底部，导电针密封腔45与充气阀腔42之间为导电针穿孔47，充气阀腔42侧边设置有出气孔49，充气阀腔42内底部安装有绝缘圈421，绝缘圈421上部为导电帽422，导电帽422上部安装有导电弹簧423，导电弹簧423上部导电接触导电阀芯43，导电阀芯43上方为气孔螺丝44，导电阀芯43包括导电阀帽431和导电顶针432，导电顶针432位于导电阀帽431的上部，气孔螺丝44轴心为充气孔441，导电阀帽431与气孔螺丝44之间安装锁气密封圈433，导电顶针432与充气孔441间隙配合，导电顶针432侧边外层设置有顶针绝缘层434；导电针密封腔45顶部安装有导电针密封圈451，导电针密封腔45下部安装导电针锁紧螺丝48，导电针锁紧螺丝48的轴心设置有导电针引出孔481，导电针46安装在导电针密封腔45和导电针穿孔47的轴心，并通过导电针锁紧螺丝48和导电针密封圈451锁紧密封，导电针46外层设置有导电针绝缘层461；

如图5所示，所述电热丝21通过导线22连接第一导电插头23和第二导电插头24，第一导电插头23包括正极插孔231和负极套管232，两个导电插头23分别插接在导气穿孔351和导电针引出孔481上，正极插孔231接触下导电顶针333，负极套管232接触导气穿孔351的边壁，所述第一导电插头23与第二导电插头24结构相同，第二导电插头24插接在导电针引出孔481上。

如图6所示，所述第一密封内盖6a侧边设置第一密封帽沿61a和第一腰沿62a，第一密封帽沿61a和第一腰沿62a的下方各安装有密封圈，第一密封帽沿61a通过密封圈与第一密封外盖7a密封连接，第一腰沿62a通过密封圈与内管1上端密封连接；所述第二密封内盖6b侧边设置第二密封帽沿61b和第二腰沿62b，第二密封帽沿61b和第二腰沿62b的上方各安装有密封圈，第二密封帽沿61b通过密封圈与第二密封外盖7b密封连接，第二腰沿62b通过密封圈与内管1下端密封连接；所述第二密封内盖6b的第二密封帽沿61b与第二腰沿62b之间，设置有沿径向方向的径向通孔63b。

作为上述实施方式的进一步具有说明，所述内管1两端分别与第一密封内盖6a和第二密封内盖6b通过螺纹密封结构；所述外管5与第一密封外盖7a和第二密封外盖7b通过螺纹密封结构连接。

作为上述实施方式的进一步具有说明，所述内管1、外管5、第一密封内盖6a、第二密封内盖6b、第一密封外盖7a和第二密封外盖7b均为碳钢材质。

作为上述实施方式的进一步具有说明，所述内管1的实施尺寸为：筒壁厚度为1mm、内直径为10mm、内管1的长度为200mm；或者，筒壁厚度为2mm、内直径为20mm、内管1的长度为1000mm；或者，筒壁厚度为4mm、内直径为40mm、内管1的长度为2000mm；或者，筒壁厚度为10mm、内直径为80mm、内管1的长度为5000mm。

作为上述实施方式的进一步具有说明，实施过程中，所述内管填充腔2先预先放置固态还原剂，其固态还原剂为粉末状，然后，在爆破现场通过第一充气导电头充入液态氧、超临界氧或高压气态氧。

作为上述实施方式的进一步具有说明，所述还原剂为木屑、纸屑、棉花、煤粉、碳黑或碳粉中的至少一种。

作为上述实施方式的进一步具有说明，所述还原剂为粉末状，灌装入内管填充腔2内。

作为上述实施方式的进一步具有说明，所述内管填充腔2内还填充有催化剂，所述催化剂为四氧化三铁（Fe₃O₄）、三氧化二铁（Fe₂O₃）、二氧化锰（MnO₂）中的至少一种。

作为上述实施方式的进一步具有说明，所述内管填充腔2内还填充有升温剂，所述升温剂为铝粉或镁粉中的一种或两种混合。

本实施例所述的爆破器，能有效避免在引爆器生产过程需预先填充反应剂混合料，从而消除运输过程中存在的安全隐患；同时，能省去反应料的混料、拌料过程，且其反应料混合更为均匀；此外，具有较高的反应温度和产热，能较大程度的增强气体爆破器的爆破威力。

实施例2

与实施例1不同之处在于：如图7所示，所述内管1为包含纤维材质的复合层筒，所述内管1包括由内向外依次为：基体层101、纤维层102和硬化层103；所述内管1的一端密封包缠有第一金属接头111，内管1的另一端密封包缠有第二金属接头112，第一金属接头111连接第一密封内盖6a，第二金属接头112连接第二密封内盖6b；第一金属接头111和第二金属接头112的底部向外凸出，避免与内管1脱落。

作为上述实施方式的进一步具有说明，所述基体层101采用聚乙烯(PE)材料；所述纤维层102采用玻璃纤维材料；所述硬化层103采环氧树脂胶材料。

作为上述实施方式的进一步具有说明，所述内管1的实施尺寸为：筒壁厚度为0.5mm、内直径为10mm、内管1的长度为200mm；或者，筒壁厚度为1mm、内直径为20mm、内管1的长度为1000mm；或者，筒壁厚度为2mm、内直径为40mm、内管1的长度为2000mm；或者，筒壁厚度为10mm、内直径为80mm、内管1的长度为5000mm。

由于玻璃纤维的抗拉强度在2500MPa左右，而碳钢钢材的抗拉强度普遍在345MPa左右，故完全可以替代现有碳钢对高压气、高压液或液化气进行约束，同时，在相同的抗压设计下，纤维材质壳体的厚度小于碳钢材质壳体厚度。

采用上述实施例实施方式，能较大程度的减小壳体重量，同时减小制造成本。

实施例3

与实施例1不同之处在于：如图8所示，所述外管5为含纤维材质的复合管，所述外管5包括外管密封基层501和外管纤维层502内外分布，外管5的一端连接有第一缠绕接头511，外管5的另一端连接有第二缠绕接头512；

所述第一缠绕接头511的外层壁顶部设置有用于缠绕纤维的第一挂齿5111，第二缠绕接头512的外层壁顶部设置有用于缠绕纤维的第二挂齿5121，第一缠绕接头511的外层壁底部设置有用于连接外管密封基层501的第一凸台5112，第二缠绕接头512的外层壁底部设置有用于连接外管密封基层501的第二凸台5122。

实施例4

与实施例1不同之处在于：如图9所示，所述第一密封外盖7a的上部和第二密封外盖7b的下部分别设置有正向螺纹孔701a和反向螺纹孔701b；其正向螺纹孔701a和反向螺纹孔701b用于实现相邻两个爆破器的连接安装，连接安装过程，通过使用螺杆711，将其两端分别旋进正向螺纹孔701a和另一相邻爆破器的反向螺纹孔701b，从而实现相邻爆破器的贴合。

实施例5

与实施例1不同之处在于：如图10所示，所述第一密封内盖6a的上部外环壁设置有正向外螺纹601a，第二密封内盖6b的上部外环壁设置有反向外螺纹601b；其正向外螺纹601a和反向外螺纹601b用于实现相邻两个爆破器的连接安装，连接安装过程，通过使用内螺纹管611，将其两端分别旋进正向外螺纹601a和另一相邻爆破器的反向外螺纹601b，从而实现相邻爆破器的贴合。

实施例6

与实施例1不同之处在于：如图11和图12所示，所述充气座体31与第一密封内盖6a整体连接，也即在第一密封内盖6a中直接加工出充气孔32和阀腔34；所述基座41与第二密封内盖6b为整体连接，也即在第二密封内盖6b中直接加工出充气阀腔42、导电针密封腔45和导电针穿孔47。

实施例7

与实施例2不同之处在于：所述内管1为包含纤维和树脂材料的复合壳体，制造过程中，先使用纤维制成网状壳体骨架，再使用树脂胶喷涂在网状壳体中，待硬化后形成包含纤维和树脂的复合壳体。

作为上述实施方式的进一步具有说明，所述纤维材料为玻璃纤维，所述树脂材料为环氧树脂胶。

由于玻璃纤维的抗拉强度在2500MPa左右，较碳钢抗拉强度高，能用于替代碳钢进行约束，在相同的抗压设计下，玻璃纤维复合材质壳体的厚度小于碳钢材质壳体厚度，同时，玻璃纤维成本低，能较大程度减小生产成本。

实施例8

与实施例2不同之处在于：所述内管1为包含碳纤维和环氧树脂胶材料的复合壳体，制造过程中，先使用碳纤维制成网状壳体骨架，再使用环氧树脂胶喷涂在网状壳体中，待硬化后形成包含纤维和树脂的复合壳体。

由于碳纤维的抗拉强度达3500MPa以上，较玻璃纤维的抗拉强度高，在相同的抗压设计下，碳纤维材质壳体的厚度小于玻璃纤维材质壳体厚度。

实施例9

与实施例2不同之处在于：所述内管1为包含芳纶纤维和环氧树脂胶材料的复合壳体，制造过程中，先使用芳纶纤维制成网状壳体骨架，再使用环氧树脂胶喷涂在网状壳体中，待硬化后形成包含纤维和树脂的复合壳体。

由于芳纶纤维的抗拉强度达6000MPa以上，是玻璃纤维的抗拉强度的2.5倍左右，在相同的抗压设计下，芳纶维材质壳体的厚度仅为玻璃纤维材质壳体厚度的一半，同时，芳纶纤维的密度小，可较大程度的减小壳体重量。

实施例10

与实施例3不同之处在于：如图13所示，所述第一挂齿5111和第二挂齿5121呈环套状，所述第一挂齿5111通过螺纹连接方式环绕在第一缠绕接头511的外层壁顶部，第二挂齿5121通过螺纹连接方式环绕在第二缠绕接头512的外层壁顶部。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种便于充气的气体爆破装置，其特征在于：包括内管（1）、内管填充腔（2）、第一充气导电头（3）、第二充气导电头（4）和外管（5），所述内管（1）内为内管填充腔（2），内管（1）两端分别密封连接有第一密封内盖（6a)和第二密封内盖（6b)，内管（1）的外层为外管（5），内管（1）与外管（5）之间连接有第一密封外盖（7a)和第二密封外盖（7b)；内管（1）与第一密封外盖（7a)和第二密封外盖（7b)间隙配合，外管（5）与第一密封外盖（7a)和第二密封外盖（7b)密封连接；所述第一密封内盖（6a)和第二密封内盖（6b)密封连接分别与第一密封外盖（7a)和第二密封外盖（7b)；所述第二密封内盖（6b)侧边设置第二密封帽沿（61b)和第二腰沿（62b)，第二密封帽沿（61b)和第二腰沿（62b)的上方各安装有密封圈，第二密封帽沿（61b)通过密封圈与第二密封外盖（7b)密封连接，第二腰沿（62b)通过密封圈与内管（1）下端密封连接；所述第二密封内盖（6b)的第二密封帽沿（61b)与第二腰沿（62b)之间，设置有沿径向方向的径向通孔（63b)；所述内管（1）与外管（5）之间密封腔为外管填充腔（8）；所述内管填充腔（2）内安装有电热丝（21）；所述第一充气导电头（3）和第二充气导电头（4）分别安装在第一密封内盖（6a)和第二密封内盖（6b)；所述第一充气导电头（3）包括充气座体（31）、充气孔（32）、导电阀芯（33）和阀腔（34），充气座体（31）内轴心上部为充气孔（32），充气座体（31）内轴心下部为阀腔（34），阀腔（34）上部与充气孔（32）联通，阀腔（34）内活动安装导电阀芯（33），阀腔（34）下部安装锁阀螺丝（35），锁阀螺丝（35）轴心开设有用于导气的导气穿孔（351），所述导电阀芯（33）包括导电阀帽（331）、上导电顶针（332）和下导电顶针（333），上导电顶针（332）和下导电顶针（333）分别位于导电阀帽（331）的上下端，导电阀帽（331）与阀腔（34）间隙配合，导电阀帽（331）侧面安装有绝缘滑环（36），导电阀帽（331）上层面与阀腔（34）上壁面之间安装有阀腔密封圈（37），上导电顶针（332）与充气孔（32）间隙配合，充气孔（32）的孔壁或者上导电顶针（332）的侧边表面设置有绝缘层（321），下导电顶针（333）穿过导气穿孔（351），下导电顶针（333）与导气穿孔（351）孔壁间隔，所述充气座体（31）密封连接第一密封内盖（6a)；所述第二充气导电头（4）包括基体（41）、充气阀腔（42）、导电阀芯（43）、气孔螺丝（44）、导电针密封腔（45）、导电针（46）、导电针穿孔（47）和导电针锁紧螺丝（48），充气阀腔（42）位于基体（41）轴心顶部，导电针密封腔（45）位于基体（41）轴心底部，导电针密封腔（45）与充气阀腔（42）之间为导电针穿孔（47），充气阀腔（42）侧边设置有出气孔（49），充气阀腔（42）内底部安装有绝缘圈（421），绝缘圈（421）上部为导电帽（422），导电帽（422）上部安装有导电弹簧（423），导电弹簧（423）上部导电接触导电阀芯（43），导电阀芯（43）上方为气孔螺丝（44），导电阀芯（43）包括导电阀帽（431）和导电顶针（432），导电顶针（432）位于导电阀帽（431）的上部，气孔螺丝（44）轴心为充气孔（441），导电阀帽（431）与气孔螺丝（44）之间安装锁气密封圈（433），导电顶针（432）与充气孔（441）间隙配合，导电顶针（432）侧边外层设置有顶针绝缘层（434）；导电针密封腔（45）顶部安装有导电针密封圈（451），导电针密封腔（45）下部安装导电针锁紧螺丝（48），导电针锁紧螺丝（48）的轴心设置有导电针引出孔（481），导电针（46）安装在导电针密封腔（45）和导电针穿孔（47）的轴心，并通过导电针锁紧螺丝（48）和导电针密封圈（451）锁紧密封，导电针（46）外层设置有导电针绝缘层（461）；所述电热丝（21）通过导线（22）连接第一导电插头（23）和第二导电插头（24），第一导电插头（23）包括正极插孔（231）和负极套管（232），所述第一导电插头（23）与第二导电插头（24）结构相同。

2.根据权利要求1所述的便于充气的气体爆破装置，其特征在于：所述内管填充腔（2）填充有固态还原剂和流体态氧化剂，或者，所述内管填充腔（2）填充有流体态还原剂和固态氧化剂。

3.根据权利要求2所述的便于充气的气体爆破装置，其特征在于：所述流体态氧化剂为液态氧、超临界态氧或高压气态氧，所述固态还原剂为木屑、纸屑、棉丝、碳粉、铝粉、镁粉、铁粉、硅粉、煤粉或碳黑，所述固态氧化剂为三氧化二铁、二氧化锰或高锰酸钾粉末，所述流体态还原剂为液氢、液态烷烃、超临界态烷烃或高压气态烷烃，烷烃包括甲烷、乙烷和丙烷。

4.根据权利要求2所述的便于充气的气体爆破装置，其特征在于：所述外管填充腔（8）填充液态易气化物，所述液态易气化物为液态二氧化碳、液态氮气或液氧。

5.根据权利要求1所述的便于充气的气体爆破装置，其特征在于：所述内管（1）为纤维质筒或包含纤维材质的复合层筒，所述内管（1）的一端密封包缠有第一金属接头（111），内管（1）的另一端密封包缠有第二金属接头（112），第一金属接头（111）连接第一密封内盖（6a)，第二金属接头（112）连接第二密封内盖（6b)。

6.根据权利要求1所述的便于充气的气体爆破装置，其特征在于：所述内管（1）包括由内向外依次为：纤维层（102）和硬化层（103），或者，包括由内向外依次为：基体层（101）、纤维层（102）和硬化层（103）。

7.根据权利要求1所述的便于充气的气体爆破装置，其特征在于：所述外管（5）为含纤维材质的复合管，所述外管（5）包括外管密封基层（501）和外管纤维层（502）内外分布，外管（5）的一端连接有第一缠绕接头（511），外管（5）的另一端连接有第二缠绕接头（512）。

8.根据权利要求7所述的便于充气的气体爆破装置，其特征在于：所述第一缠绕接头（511）的外层壁顶部设置有用于缠绕纤维的第一挂齿（5111），第二缠绕接头（512）的外层壁顶部设置有用于缠绕纤维的第二挂齿（5121），第一缠绕接头（511）的外层壁底部设置有用于连接外管密封基层（501）的第一凸台（5112），第二缠绕接头（512）的外层壁底部设置有用于连接外管密封基层（501）的第二凸台（5122）。

9.根据权利要求1所述的便于充气的气体爆破装置，其特征在于：所述第一密封外盖（7a)的上部和第二密封外盖（7b)的下部分别设置有正向螺纹孔（701a)和反向螺纹孔（701b)。

10.根据权利要求1或9所述的便于充气的气体爆破装置，其特征在于：所述充气座体（31）与第一密封内盖（6a)整体连接，所述基座（41）与第二密封内盖（6b)为整体连接。