CN106996719A - 一种超临界氧气体致裂器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超临界氧气体致裂器，包括膨胀管和充气点火头，膨胀管一端缩口密封，另一端缩口设有充气点火头；缩口加工方法是先通过夹具固定住膨胀管，再通过夹具旋转膨胀管和加热膨胀管端部，将膨胀管端部加热至接近或达到塑性变形后，缩口模具前部接触到膨胀管端部后，膨胀管端部从缩口模具前部向尾部移动，缩口模具对膨胀管端部进行挤压增厚成型，然后用通孔刀对膨胀管端部进行通孔固定孔径；重复上述步骤对膨胀管另一端部进行挤压增厚成型，通孔固定孔径，或进行封口增厚成型。将膨胀管通过缩口加工方法制成压力容器。具有结构简单，结构组成部件容易加工，制造成本低，不飞头，不漏气，运输安全，无哑炮隐患，膨胀力大。

Description

一种超临界氧气体致裂器

技术领域

本发明属于膨胀器技术领域，尤其涉及一种超临界氧气体致裂器。

背景技术

现有气体致裂器（致裂器）以下简称膨胀器如：CN201611099345.2、CN201520283079.3、CN201510489513.8、CN201510556527.7连接部通常采用螺纹方式（螺纹需机加工）或焊接方式或对焊方式进行连接，无论采用上述哪种方式进行生产制造，充气头、泄能头与膨胀管连接部均会存在薄弱点，导致膨胀器在膨胀时连接部先致裂，出现飞头的情况。

现有膨胀器（致裂器）还存在组成部件多，各部件加工和组装工艺复杂的技术问题。

如公告号为CN205858345U的专利文献，公开了“堵头、膨胀管、活化器、充液孔和闭锁阀，堵头上开有活化器安装口，在堵头或膨胀管上开有充液孔”，虽比其他膨胀器节省了不少部件和组装步骤，仍然存在膨胀管两头需要两次加工，即组装时一头需要焊接，另一头需要螺纹密封连接，或两头均采用焊接方式连接，焊接对焊接师傅的工艺水平要求极高，连接部一整圈焊接出厚度一直和无缝隙的情况不足20%，连接部有任何一处存在薄弱点，将无法使用，螺纹连接则需要在膨胀管两头进行螺纹加工，经过螺纹加工的膨胀管两端部比未进行加工的管身薄弱，使得堵头与膨胀管连接部存在一整圈薄弱点，由于连接部存在应力薄弱点，和采用堵头（充装头）螺纹连接时，堵头（充装头或泄能头）直径略小于膨胀管瓶身直径，导致堵头受力面大，体积大，重量重，膨胀器在膨胀时连接部先致裂和出现飞头的情况。充液孔加工需要加工径向孔和轴向孔，径向孔端部需要加工成圆锥形，轴向孔需加工成四段不同直径大小的阶梯孔，同时径向孔和轴向孔需要连接在一起，需要精密加工，加工精度要求高，加工复杂，不利于工业化生产；堵头需要单独加工活化器固定开口、闭锁阀和引线孔，需要使用不同车床多次加工，膨胀器的各个部件需要机加工造成整个产品生产耗时耗力；同时膨胀管外壁设有爆破线，而膨胀管两端设有内螺纹，需要采用较厚钢管制造，制造成本增加。

因现有技术中膨胀器在膨胀过程中均存在飞头的可能，故现有膨胀器放置在钻好的膨胀孔中，需要在膨胀孔中放置止飞器或充装有足够深的充装有物，膨胀时由于止飞器或充装有物的作用，解决飞头现象（充气头或泄能头飞出膨胀孔），实现安全开采。如下是描述止飞器的文献，CN201510487194.7、CN201620646686.6，百度文库文献：

https://wenku.baidu.com/view/8b629284fab069dc5022018f.html。

尽管如此采用止飞器也并非100%有效，飞头的情况仍然会发生，膨胀头一旦飞出，给施工人员和周围生物带来危险；同时使用止飞器还会造成使用成本的增加，通常会增加几十元的使用成本。

高压气瓶通常采用的是旋拧锁气阀锁气和充气，致裂器充装过程要洗管（需要多道工序），需要人为旋拧螺杆进行锁气，即便采用公告号为CN205858345U公开的单向阀进行充入液态二氧化碳，由于需要灌装至10-150MPa的压强，充装时密封圈经常被冲掉或冲破；采用球阀芯密封处因工艺和光洁度要求极高，造成加工成本极高，导致生产次品率高达80%以上。高压气体充装密封一直是气体密封领域的技术瓶颈，尤其是能低成本解决充装密封。

现有技术中的气体致裂器无论是否采用活化器，均需要引线接入膨胀管内，需要对引线进行高压密封处理，直接导致充装头体积大，重量重的不足。

现有膨胀器膨胀后产生大量二氧化碳气体和活化器反应出来的有毒有害气体，故不能在短时间内恢复施工作业，在隧洞中使用会导致隧洞中长时间缺氧和伴随着有毒有害气体，故现有技术膨胀器不能在隧洞中使用。

由于超临界氧在常温下挥发很快，一般为15～20分钟即可挥发完，因此，必须在使用前临时浸制，然后用雷管起爆。故气体致裂器领域无人采用超临界氧作为反应料使用。超临界氧在常温下如何应用是现有技术中的技术瓶颈。

现有二氧化碳膨胀器的膨胀原理是给活化器通电，活化器内的电热丝发热引燃由高氯酸钾等强氧化剂和铝粉等强还原剂组成的混合料产生高温热量，由于膨胀管的约束，高温热量会被膨胀管内的液态二氧化碳吸收，整个吸热过程在400ms以上，膨胀管的屈服强度越大，吸热和膨胀的时间越长，当气态二氧化碳的膨胀压力大于膨胀管的抗拉强度后，气态二氧化碳突破膨胀管的约束力致裂做功，膨胀管会损失掉20%以上的膨胀力。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有结构简单、制造成本低、膨胀管连接部无薄弱点、充气点火头不漏气、不飞头和/或无哑炮的超临界氧气体致裂器。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种超临界氧气体致裂器，包括膨胀管和充气点火头，其特征在于：所述膨胀管一端缩口密封，另一端缩口设有充气点火头，缩口密封端与充气点火头之间构成储能腔；所述充气点火头包括充气座体、通孔、阀腔、点火腔、充气嘴、导电阀、绝缘层、电热丝、挡环和第一密封圈，充气座体上端部中间位置设有充气嘴，充气嘴下方设有通孔，通孔下方设有阀腔，阀腔下方设有点火腔，阀腔内设有导电阀和第一密封圈，点火腔内设有挡环；导电阀的一端为充气导电顶针，另一端为导电阀芯；充气导电顶针上设有绝缘层，第一密封圈套在充气导电顶针上，充气孔从充气导电顶针的顶部贯穿到底部与阀腔连通；导电阀芯连接电热丝一端，电热丝另一端连接充气座体或挡环，连接挡环时充气座体与挡环电气连接；所述膨胀管包括瓶口、瓶颈、瓶身和缩口密封端，瓶颈内壁上设有第一内螺纹，瓶颈的厚度大于瓶身的厚度，缩口密封端的厚度大于瓶身的厚度，瓶颈与充气点火头连接部长度大于等于2.5倍瓶身的厚度；所述导电阀芯的直径大于等于1.15倍充气导电顶针的直径；所述膨胀管的瓶颈和缩口密封端通过缩口加工而成；储能腔内充装有有反应料，反应料是氧化剂超临界氧和还原剂木屑、纸屑、棉丝废纸、稻草、炭黑、草、碳粉、煤、焦炭或锯木灰中的至少一种。

优选，所述导电阀的一端为充气导电顶针，另一端为导电针，中部为导电阀芯时，导电针连接电热丝一端，电热丝另一端连接充气座体或挡环。

优选，所述瓶口设有密封槽，密封槽上设有第二密封圈。

优选，所述点火腔内壁上设有内螺纹，挡环外壁上设有与内螺纹匹配的外螺纹。优选，所述导电阀的材料强度大于等于储能腔的储气压力。优选，所述导电阀采用不锈钢材质。优选，所述瓶颈的厚度大于等于1.5倍瓶身的厚度。优选，所述缩口密封端的厚度大于等于1.5倍瓶身的厚度。

一种超临界氧级联式气体致裂器，其特征是：在所述缩口密封端上设有缩口级联口，在缩口级联口上设置级联头。

优选，所述级联头包括第三密封圈、级联螺丝、正极接头、负极接头、正极导线和第一绝缘层，第三密封圈设置在缩口级联口底部，第三密封圈下方设有级联螺丝，级联螺丝中心部设有正极接头和负极接头，正极接头和负极接头之间设有第一绝缘层，负极接头与级联螺丝电气连接，正极接头连接正极导线一端，正极导线另一端连接导电针。

一种膨胀管的缩口加工方法，先通过夹具固定住膨胀管，再通过夹具旋转膨胀管和加热膨胀管端部，将膨胀管端部加热至接近或达到塑性变形后，缩口模具前部接触到膨胀管端部后，膨胀管端部从缩口模具前部向尾部移动，缩口模具对膨胀管端部进行挤压增厚成型，然后用通孔刀对膨胀管端部进行通孔固定孔径；重复上述步骤对膨胀管另一端部进行挤压增厚成型，通孔固定孔径，或进行封口增厚成型。

优选，所述缩口模具上设有润滑剂。优选，所述润滑剂是碳粉、滑石粉、煤粉或石墨粉中的至少一种，或碳粉、滑石粉、煤粉、石墨粉中的至少一种和油脂混合。碳粉、滑石粉、煤粉、和/或石墨粉和高温油脂的作用是润滑和防止膨胀管与缩口模具黏连，或膨胀管与润滑剂产生化学反应，减小摩擦系数，增长模具使用寿命。缩口模具与膨胀管接触面阻力越大，耗电量越大，模具使用寿命越短，故在缩口模具上涂抹有石墨粉或高温油脂能增加缩口模具使用寿命，减小用电量。

一种应用上述膨胀管的缩口加工方法制成的压力容器，将所述膨胀管通过缩口加工方法制成压力容器。优选，所述压力容器是钢瓶。

旋转的目的是使膨胀管端部均匀挤压达到均匀增厚和实现锻造的效果。膨胀管端部加热至接近或达到塑性变形是便于缩口模具对膨胀管端部进行缩口加工。缩口模具是根据膨胀管端部需要加工成的形状而设计出的一种缩口加工模具。

优选，所述膨胀管的制造方法还包括通孔后继续旋转膨胀管，丝锥朝膨胀管端部通孔方向运动攻丝，丝锥不旋转，丝锥跟随膨胀管旋转速度自动伸缩调整，攻丝完成后，反向旋转膨胀管，丝锥背向膨胀管端部通孔方向运动退出丝锥。

优选，所述制造方法还包括通孔后继续旋转膨胀管，丝锥朝膨胀管端部通孔方向运动攻丝，丝锥不旋转，丝锥上的牙小于二分之一，攻丝完成后，丝锥向无牙方向前进牙厚间距，丝锥背向膨胀管端部通孔运动退出丝锥。

丝锥为一半以上无牙的目的是缩小丝锥整体直径，丝锥向无牙方向前进牙厚间距，使丝锥分离螺纹后退出丝锥。

优选，所述制造方法通过感应加热器或割枪或焊枪对膨胀管端部进行加热。采用40Cr钢管进行缩口加工时，钢管端部加热至600-980℃温度。

优选，所述缩口模具是在基体上设有横向部、圆弧部、支撑部和纵向部，横向部与纵向部之间设有圆弧部，支撑部与圆弧部之间为横向部，调整圆弧部的r角和横向部的R角能对膨胀管端部缩口加工成型，缩口模具的长度大于等于2.5倍膨胀管端部的直径，横向部的宽度L是膨胀管端部直径三分之一以上。

优选，所述圆弧部的r角从缩口模具前部向尾部变小，缩口加工成缩口端轴向向内增厚。

更优选，所述圆弧部的r角从缩口模具前部向尾部阶梯或线性变小，缩口加工成缩口端轴向向内均匀增厚。

优选，所述圆弧部的r角不变，缩口加工成缩口端轴向向外增厚。

膨胀管直径越大横向部的R角越大，宽度L越长。或膨胀管直径越大横向部的R角不变，缩口模具的长度越长。

优选，所述缩口模具采用工具钢制成。

更优选，所述工具钢是钨钢或不锈钢或轧辊钢。

圆弧部的r角影响膨胀管端部的外壁形状和增厚，横向部的R角和宽度L影响膨胀管端部的增厚量；圆弧部的r角从缩口模具前部向尾部变小量影响膨胀管瓶端部的增厚量。L的长度越长，膨胀管端部增厚越大。

本发明所述的线速度是指膨胀管直径越大转速越慢。

膨胀管的线速度根据膨胀管的直径、厚度以及端部加热温度进行调整。

上述还原剂对超临界氧有极强的吸附性，与超临界氧反应后，反应物为二氧化碳、水汽和少量氧气，具有无毒害气体污染的效果，同时上述还原剂容易获取，成本极低。

本发明所述膨胀器的生产和使用过程是：先将充气点火头通过流水线作业方式组装好，然后将充气点火头旋进瓶颈刚性密封或通过密封圈密封，储能腔内充装还原剂（如碳粉或炭黑）；在开采现场通过充气枪顶开导电阀，氧化剂（如超临界氧）通过充气孔充入到储能腔内，储能腔内的氧化剂（如超临界氧）均匀吸附在还原剂（如碳粉或炭黑）上，充装过程中电热丝被氧化剂（如超临界氧）和还原剂（如碳粉或炭黑）均匀附集，充气导电顶针接电源正极，充气座体或膨胀管外壁接电源负极，给电热丝通电使储能腔内的反应料瞬间膨胀冲破膨胀管做功。

现有技术膨胀器的做功原理是液态二氧化碳吸收点火器（活化器）释放出来的热量，使液态二氧化碳变成高压膨胀气体冲破膨胀管的约束致裂做功。

本发明膨胀器的做功原理是：氧化剂与还原剂发生化学反应，产生高压膨胀气体，主要是气态二氧化碳和少量氧气冲破膨胀管的约束致裂做功。本发明无现有技术的吸热过程，可以节省现有技术的吸热时间和膨胀管对膨胀力的损耗,本发明高压膨胀气体瞬间突破膨胀管的约束力致裂做功，膨胀管对膨胀力的影响可以忽略不计。致裂时间越短膨胀管对膨胀力的损耗越小，膨胀威力成倍增加。

本发明采用的还原剂是存在巨大的表面积和吸附作用的炭黑，通过充入10-150MPa高压氧化剂超临界氧，超临界氧均匀吸附在还原剂炭黑，吸附后的超临界氧与炭黑发生化学反应产生高压膨胀气体。较现有技术中液态二氧化碳吸热产生高压膨胀气体，化学反应产生的高压膨胀气体比吸热产生的高压膨胀气体膨胀力大至少一倍。

本发明膨胀管两端通过缩口加工，使膨胀管瓶颈的厚度大于等于1.5倍瓶身的厚度，经缩口加工的膨胀管瓶颈增厚，瓶颈至瓶身圆弧过渡，瓶颈比瓶身耐压更高，解决了充气点火头与膨胀管连接部的薄弱点，同时，充气点火头直径小于等于二分之一膨胀管瓶身直径；优选充气点火头直径是膨胀管瓶身直径的三分之一，较膨胀管瓶身直径缩小了三分之二，故本发明充气点火头直径可以做到很小的直径，实现充气点火头具有很小的受力面，体积小，重量轻，瓶颈连接部长度是瓶身厚度的2.5倍以上，故瓶颈连接部和充气点火头均比瓶身耐压高，有效解决了飞头的技术问题。

本发明导电阀上有充气导电顶针、导电阀芯和导电针，通过在导电阀上设置充气孔，充气导电顶针、充气孔和密封圈的配合，实现了充气、密封和导电的功能，实现充气和点火的目的，导电阀采用压铸或金属粉末注射成形工艺技术烧结，简化了充气和点火两种复杂的结构方式，故本发明具有结构简单，直接降低了生产成本。同时采用超临界氧和碳粉或炭黑比采用高氯酸钾、高锰酸钾和铝粉的混合物成本低。

如导电阀上没有充气孔，在充装氧化剂时，氧化剂从通孔缝隙处和导电阀与阀腔之间的缝隙处充入到储能腔，充装完成后储能腔内的高压冲击导电阀和密封圈，高压气体从导电阀与阀腔之间的缝隙通过后冲击密封圈，致使密封圈被冲击破损或者变形，导致密封圈与导电阀不能有效密；本申请通过在导电阀上设置充气孔，充装完成后储能腔内的高压从导电阀与阀腔之间的缝隙冲击到充气孔位置，通过充气孔的泄压使密封圈的压力减小，故密封圈不会被冲击变形或冲破；因导电阀芯的截面积大，储能腔内的高压集中在导电阀芯上，加上充气孔的泄压作用，松开充气枪的瞬间密封圈被导电阀芯压住，实现密封的目的，故充气孔除了在充装氧化剂过程中起到充装孔的作用，在结束充装时还起到给密封圈泄压的作用。

本发明膨胀器的组成主要是膨胀管和充气点火头，充气和点火合二为一的共用方式简化了充气和点火结构；点火由导电阀和充气座体接入电源，无需将引线接入膨胀管内，故省去了对引线进行高压密封处理的结构，故充气点火头能做得很小，克服了现有技术体积大和重量重的不足。

膨胀器在运输过程中，储能腔内只有还原剂，无氧化剂，因此运输过程中产生的静电或高温不会引发膨胀器燃烧或致裂。充装氧化剂后在搬运过程中产生的静电会被电热丝、导电阀和膨胀管吸收掉，避免发生自致裂情况。

现有技术的点火器（活化器）主要是采用固态氧化剂和固态还原剂混合（通常是高氯酸钾等强氧化剂和铝粉等强还原剂）后包装而成的反应料包，电热丝包裹在混合物内，运输过程中容易出现反应料与电热丝剥脱分离产生间隙的问题等导致产生哑炮；本发明所述的膨胀器，其电热丝被氧化剂（如超临界氧）和还原剂（如碳粉或炭黑）均匀附集，运输和搬运过程不存在反应料与电热丝剥脱分离存在间隙的问题，在通电点火时电热丝产生高温高热与超临界氧发生反应后瞬间起爆，实现100%的有效起爆，有效避免了哑炮的产生原因和排哑炮的危险。

本发明所述的膨胀器，其反应料还原剂碳粉和氧化剂超临界氧反应剧烈，实现氧化反应，其反应产物主要为无毒无害的二氧化碳气体和少量氧气，对膨胀现场无污染，能有效避免现场工作人员的中毒隐患，因膨胀后有少量氧气未被反应，故能在膨胀后较短时间内恢复施工作业，适合隧洞使用。现有膨胀器膨胀后均不能在短时间内恢复施工作业。

本发明所述的膨胀器结合了传统的气体膨胀技术和液氧致裂技术，相比于传统的膨胀器，较大程度的提升了膨胀威力，相比于传统的液氧致裂，解决了液氧致裂不能在常温下储存，常温下存在的高危险性和充气后必须低温冷冻的使用环境限制。同时解决了液氧炸药需要借助雷管引爆的不足。

本发明具有结构简单，结构组成部件容易加工，制造成本低，不飞头，不漏气，运输安全，无哑炮隐患，膨胀力大。

附图说明

图1为本发明实施方式1的剖视图；图2为本发明实施方式2的剖视图；图3为本发明膨胀管的剖视图； 图4为本发明充气点火头结构1的剖视图；图5为本发明充气座体的剖视图；图6为本发明导电阀的剖视图；图7为本发明级联结构的剖视图；图8为本发明充气点火头结构2的剖视图；图9为本发明缩口模具的立体图；图中：1为膨胀管，101为瓶口，102为瓶颈，103为瓶身，104为缩口密封端，105为密封槽，106为第一内螺纹；2为充气点火头，201为充气座体，202为通孔，203为阀腔，204为点火腔，205为内螺纹，206为外螺纹；3为充气孔；4为充气嘴；5为导电阀，501为充气导电顶针，502为导电阀芯，503为导电针；6为绝缘层，7为正极引线，8为电热丝，9为负极引线，10为挡环，11为第一密封圈，12为第二密封圈，13为储能腔，14为第三密封圈，15为级联螺丝，16为正极接头，17为负极接头，18为正极导线，19为缩口级联口，20为级联头，21为第一绝缘层；22为横向部，23为圆弧部，24为支撑部，25为纵向部，26为基体；r为圆弧部R角，R为横向部R角；L为横向部长度；27为反应料；箭头表示缩口模具的运动方向。

具体实施方式

结合本发明附图1-9，对本发明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，均属于本发明保护的范围。

实施例1

一种超临界氧气体膨胀器，包括膨胀管1和充气点火头2，所述膨胀管1一端缩口密封，另一端缩口设有充气点火头2，缩口密封端104与充气点火头2之间构成储能腔13；所述充气点火头2包括充气座体201、通孔202、阀腔203、点火腔204、充气嘴4、导电阀5、绝缘层6、电热丝8、挡环10和第一密封圈11，充气座体201上端部中间位置设有充气嘴4，充气嘴4下方设有通孔202，通孔202下方设有阀腔203，阀腔203下方设有点火腔204，阀腔203内设有导电阀5和第一密封圈11，点火腔204内设有挡环10；导电阀5的一端为充气导电顶针501，另一端为导电阀芯502；充气导电顶针501上设有绝缘层6，第一密封圈11套在充气导电顶针501上，充气孔3从充气导电顶针501的顶部贯穿到底部与阀腔203连通；导电阀芯502连接电热丝8一端，电热丝8另一端连接充气座体201或挡环10，连接挡环10时充气座体201与挡环10电气连接；所述膨胀管1包括瓶口101、瓶颈102、瓶身103和缩口密封端104，瓶颈102内壁上设有第一内螺纹106，瓶颈102的厚度是6mm，缩口密封端104的厚度为6mm,瓶身103的厚度为3mm，瓶颈102与充气点火头2连接部长度是8mm；所述导电阀芯502的直径是5mm,充气导电顶针501的直径是2.5mm；通过挡环10限定导电阀5的活动范围；所述膨胀管1的瓶颈102和缩口密封端104通过缩口加工增厚而成，膨胀管1长1200mm的40Cr或35号钢；第一密封圈11采用O型圈；所述导电阀5采用不锈钢材质；储能腔13内充装有有反应料27，反应料27是氧化剂超临界氧和还原剂木屑、纸屑、棉丝废纸、稻草、炭黑、草、碳粉、煤、焦炭或锯木灰中的至少一种混合。

膨胀管的瓶身直径小于300mm时，储能腔内能储存的气体量小，压强小，导电阀芯502的直径是充气导电顶针501直径的1.15倍，如导电阀芯502的直径是2.3mm，充气导电顶针501直径2mm。

导电阀5的材料强度等于储能腔13的储气压力时，导电阀5呈锥形，实现刚性密封；导电阀5的材料强度大于储能腔13的储气压力时，需要依靠密封圈密封。导电阀5采用不锈钢材质铸造而成，然后对充气导电顶针501钻孔。

实施例2

如实施例1所述膨胀器，为方便电热丝8连接，所述导电阀5一端为充气导电顶针501，另一端为导电针503，中部为导电阀芯502时，导电针503连接电热丝8一端，电热丝8另一端连接充气座体201；膨胀管使用有色金属材质或金属合金或ABS或钢或铜合金或铝合金制成；制造导电阀5的材料强度跟储能腔13瓶内储能压力成正比；导电阀5材料强度略大于储能腔13瓶内储能压力即可。

实施例3

如实施例1或2所述膨胀器，所述瓶口101设有密封槽105，密封槽105上设有第二密封圈12；所述点火腔204内壁上设有内螺纹205，挡环10外壁上设有与内螺纹205匹配的外螺纹206；所述瓶颈102的厚度是20mm，缩口密封端104的厚度是20mm，瓶身103的厚度是2mm；所述膨胀管1的瓶颈102和缩口密封端104通过缩口加工增厚而成；第二密封圈12采用O型圈。

实施例4

如实施例1或2或3所述膨胀器，在所述缩口密封端104上设有缩口级联口19，级联头20设置在缩口级联口19上构成超临界氧级联式气体致裂器；所述级联头20包括第三密封圈14、级联螺丝15、正极接头16、负极接头17、正极导线18和第一绝缘层21，第三密封圈14设置在缩口级联口19底部，第三密封圈14下方设有级联螺丝15，级联螺丝15中心部设有正极接头16和负极接头17，正极接头16和负极接头17之间设有第一绝缘层21，负极接头17与级联螺丝15电气连接，正极接头16连接正极导线18一端，正极导线18另一端连接导电针503。

上述实施例中膨胀管采用瓶身壁厚3mm的40Cr钢管的制造方法是：一种膨胀管的缩口加工方法，先通过夹具固定住膨胀管，再通过50-200线速度旋转膨胀管和加热膨胀管端部，将膨胀管端部加热至接近或达到塑性变形后，以400-2000线速度旋转膨胀管，缩口模具端部接触到膨胀管端部后，膨胀管端部从缩口模具端部向尾部移动，缩口模具对膨胀管端部进行挤压增厚成型，保持膨胀管400-2000线速度不变，然后用通孔刀对膨胀管端部进行通孔固定孔径；重复上述步骤对膨胀管另一端部进行挤压增厚成型，通孔固定孔径，或进行封口增厚成型。整个过程10秒钟内完成。

上述实施例，所述膨胀管为35铬钼钢或40铬钢。选用3mm厚度的膨胀管1，即瓶身103的厚度3mm，膨胀管1端部增厚到4.5mm以上，即瓶颈102的厚度增厚到4.5mm以上。通常缩口密封端104的厚度与瓶颈102的厚度一致，即缩口密封端104的厚度增厚到4.5mm以上。

最优方案是：选用瓶身103厚度3mm，瓶颈102和缩口密封端104的厚度增厚到6mm。根据膨胀力的需要，所述膨胀管采用碳钢时，管壁厚度为1mm至10mm；所述膨胀管采用铬钢时，管壁厚度为1mm至10mm。

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 (7)

1.一种超临界氧气体致裂器，包括膨胀管（1）和充气点火头（2），其特征在于：所述膨胀管（1）一端缩口密封，另一端缩口设有充气点火头（2），缩口密封端与充气点火头（2）之间构成储能腔（13）；所述充气点火头（2）包括充气座体（201）、通孔（202）、阀腔（203）、点火腔（204）、充气嘴（4）、导电阀（5）、绝缘层（6）、电热丝（8）、挡环（10）和第一密封圈（11），充气座体（201）上端部中间位置设有充气嘴（4），充气嘴（4）下方设有通孔（202），通孔（202）下方设有阀腔（203），阀腔（203）下方设有点火腔（204），阀腔（203）内设有导电阀（5）和第一密封圈（11），点火腔（204）内设有挡环（10）；导电阀（5）的一端为充气导电顶针（501），另一端为导电阀芯（502）；充气导电顶针（501）上设有绝缘层（6），第一密封圈（11）套在充气导电顶针（501）上，充气孔（3）从充气导电顶针（501）的顶部贯穿到底部与阀腔（203）连通；导电阀芯（502）连接电热丝（8）一端，电热丝（8）另一端连接充气座体（201）或挡环（10），连接挡环（10）时充气座体（201）与挡环（10）电气连接；所述膨胀管（1）包括瓶口（101）、瓶颈（102）、瓶身（103）和缩口密封端（104），瓶颈（102）内壁上设有第一内螺纹（106），瓶颈（102）的厚度大于瓶身（103）的厚度，缩口密封端（104）的厚度大于瓶身（103）的厚度，瓶颈（102）与充气点火头（2）连接部长度大于等于2.5倍瓶身（103）的厚度；所述导电阀芯（502）的直径大于等于1.15倍充气导电顶针（501）的直径；所述膨胀管（1）的瓶颈（102）和缩口密封端（104）通过缩口加工而成；储能腔（13）内充装有反应料（27），反应料（27）是氧化剂超临界氧和还原剂木屑、纸屑、棉丝废纸、稻草、炭黑、草、碳粉、煤、焦炭或锯木灰中的至少一种。

2.如权利要求1所述的气体致裂器，其特征在于：所述导电阀（5）的一端为充气导电顶针（501），另一端为导电针（503），中部为导电阀芯（502）时，导电针（503）连接电热丝（8）一端，电热丝（8）另一端连接充气座体（201）或挡环（10）。

3.如权利要求1或2所述的气体致裂器，其特征在于：所述瓶口（101）设有密封槽（105），密封槽（105）上设有第二密封圈（12）。

4.如权利要求1或2所述的气体致裂器，其特征在于：所述点火腔（204）内壁上设有内螺纹（205），挡环（10）外壁上设有与内螺纹（205）匹配的外螺纹（206）。

5.如权利要求1或2所述的气体致裂器，其特征在于：所述瓶颈（102）的厚度大于等于1.5倍瓶身（103）的厚度；所述缩口密封端（104）的厚度大于等于1.5倍瓶身（103）的厚度。

6.一种超临界氧级联式气体致裂器，其特征是：在权利要求1或2所述的气体致裂器缩口密封端（104）上设有缩口级联口（19），在缩口级联口（19）上设置级联头（20）。

7.如权利要求6所述的超临界氧级联式气体致裂器，其特征在于：所述级联头（20）包括第三密封圈（14）、级联螺丝（15）、正极接头（16）、负极接头（17）、正极导线（18）和第一绝缘层（21），第三密封圈（14）设置在缩口级联口（19）底部，第三密封圈（14）下方设有级联螺丝（15），级联螺丝（15）中心部设有正极接头（16）和负极接头（17），正极接头（16）和负极接头（17）之间设有第一绝缘层（21），负极接头（17）与级联螺丝（15）电气连接，正极接头（16）连接正极导线（18）一端，正极导线（18）另一端连接导电针（503）。