CN107179022A - 一种二氧化碳致裂器灌装生产线 - Google Patents

一种二氧化碳致裂器灌装生产线 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种二氧化碳致裂器灌装生产线，其特征在于包括：用于储存二氧化碳的高压储液罐、灌注机和旋头机及其二氧化碳致裂器；所述的灌注机包括设置有带有输入管和输出管的二氧化碳高压泵、冷却装置、控制器；所述的二氧化碳高压泵与带有自动放气阀的高压储液罐相连接；与雷管炸药的全向泄能相比，泄能方向较集中且可根据需要设置，爆破后，抛媒量多、块大、煤块成块率高，粉煤比率明显降低，基本不扬尘，大大降低了煤尘爆炸隐患。

Description

一种二氧化碳致裂器灌装生产线
技术领域
本发明涉及开矿设备领域，特别适用于一种二氧化碳致裂器灌装生产线。
背景技术
炸药爆破目前仍是煤矿开采的方法之一。炸药爆破威力大、作用猛，是典型的明火爆破。但明火爆破有许多缺陷，对使用条件、使用环境、日常管理等方面有较高要求，尤其是在煤矿井下。许多煤矿瓦斯事故都是由于明火爆炸引起的。同时因炸药发生其他意外爆炸的案例也时有发生，影响了安全生产，也造成了经济的损失。
在矿产资源的开采中，二氧化碳致裂的高压气体爆破技术是目前新型的物理爆破技术。二氧化碳致裂器利用液态二氧化碳吸热气化时体积急剧膨胀产生高压，致使煤岩体破碎或开裂。二氧化碳致裂器替代炸药，可用于爆破落煤、瓦斯综合治理、顶板治理、冲击地压治理、消突、顶煤弱化、石门揭煤、巷道底鼓治理、煤仓清堵等。用于煤层致裂增透，能够显著增加煤层透气性，解决低透气性煤层瓦斯抽采困难、超限频繁的问题，提高煤层瓦斯抽采效率。在传统的充装方法中，需要经过致裂器排空、冷却、充装三个步骤才能完成液态二氧化碳的充装，这种方法操作复杂、效率低、液态二氧化碳利用率低。
发明内容
发明目的，本发明针对上述所提及的现有的灌装效率低的问题而提供了一种新型的灌装生产线，其在旋头的同时自动排气灌装，可以省略排空步骤，采用多个装置组合生产。
本发明所要解决的问题是由以下技术方案实现的：
提供了一种二氧化碳致裂器灌装生产线，其特征在于包括：用于储存二氧化碳的高压储液罐、灌注机和旋头机及其二氧化碳致裂器；
所述的灌注机包括设置有带有输入管和输出管的二氧化碳高压泵、冷却装置、控制器；所述的二氧化碳高压泵与带有自动放气阀的高压储液罐相连接；
所述的旋头机包括机架1、固设在机架1一端的支架4和相对支架4固设在机架1另一端的操作台13所述支架4的底部固设有用于放置储液管的固定夹具12，支架4的顶部设有可向固定夹具12相对移动、用于夹紧储液管的活动夹具10所述活动夹具10的上方设有油缸5，并且油缸5的活塞杆与活动夹具10固定连接；所述操作台13远离固定夹具12的一端设有旋头电机M29操作台13靠近固定夹具12的另一端设有用于使致裂器接头插入的旋具6，并且旋头电机M29的输出轴通过联轴器7与旋具6相连接；所述旋头电机M29的供电线路上设有变频器V1；所述机架1的底部设有电气箱2以及泵站3，泵站3通过电磁换向阀与油缸5相连接，所述泵站3包括油泵电机M1，在活动夹具里卡有二氧化碳致裂器；
所述的二氧化碳致裂器包括泄能头、定压泄能片、主管和充装头，所述泄能头和充装头分别旋合在主管的两端，所述充装头上设置有泄能通道，所述泄能通道的一端通向主管的充装腔，另一端通向二氧化碳开采期外，所述泄能头泄能通道与主管的充装腔间密封设置有定压泄能片，所述主管的充装腔内设置有加热装置，所述定压泄能片再加热装置将充装到主管充装腔内的液态二氧化碳加热气化并膨胀到一定压力时破裂，灌注机的输出管与二氧化碳致裂器的充装头相接通。
进一步的，所述二氧化碳致裂器泄能头的加热装置为电点火加热装置，该电点火加热装置包括加热剂盛装纸管、加热剂和埋设在加热剂内的电点火头，所述电点火头上连接有两根引线，该两根引线分别于二氧化碳致裂器外的电源正负极电连接。
进一步的，所述加热装置为电加热装置，该电加热装置上连接有两根引线，该两根引线分别于二氧化碳致裂器外的电源正负极电连接。
进一步的，所述充装头上设置有引线外导体，所述引线外导体与充装头绝缘，引线外导体的一端与连接在加热装置上的其中一根引线连接，另一端延向二氧化碳开采器外。
进一步的，所述充装头与主管旋合的一端的端部与主管间固定有导电垫圈，所述导电垫圈的中心孔上固定有绝缘接头，所述绝缘接头封堵在加热剂盛装纸管的开口端上，所述绝缘接头上设有引线孔，所述连接在电点火头上的其中一根引线穿过引线孔与引线外导体连接，所述引线外导体将引线孔的位于加热剂盛装直管外的孔口封堵，所述导电垫圈的实体部分上设置有连通充装头装通道和主管充装腔的过流孔。
进一步的，所述的致裂器旋头机，所述活动夹具10的夹口和固定夹具12的夹口上均设有摩擦片11。
进一步的，还包括计量台，所述的计量台包括机架、称重传感器和流量传感器，所述的计量台上设有充装管，在充装管上配装有多个充装头，所述的灌注机的输出管与计量台的充装管相接通，所述的称重传感器配装在机架下方，所述的流量传感器配装在充装管上。
进一步的，所述的所述的充装管上还配装有阀门。
本发明相对于现有而言具有的有益效果：
二氧化碳爆破管灌注机使用时，将输入管与二氧化碳原液罐相连接，将输出管与二氧化碳爆破管相连接，通过控制器启动二氧化碳高压泵和冷却装置，二氧化碳原液罐内的液态二氧化碳经输入管、带有自动放气阀的冷却储液罐到达二氧化碳高压泵，液态二氧化碳经过输入管时被冷却装置制冷，制冷后的液态二氧化碳由二氧化碳高压泵压缩经输出管注入二氧化碳爆破管。本发明所提供的二氧化碳爆破管灌注机对二氧化碳爆破管进行液态二氧化碳的灌装，使得二氧化碳爆破管内的二氧化碳容量得到保证，确保使用效果。其中冷却装置包括压缩机、风冷冷凝器，而输入管为盘旋铜管，可增强制冷效果，箱体设置有与控制器相连接的显示屏、压力表、灌装启动键、灌装停止键、制冷启动键、制冷停止键，操控灵活。
本发明对致裂器旋头机的控制系统进行了改进，利用变频器来控制流经旋头电机M2的电流大小，从而实现旋头电机M2的输出扭矩大小的高精度控制，保证了多根致裂器旋紧力矩一致。
爆破时无烟无火花，不会产生明火而引发瓦斯爆炸，无一氧化碳与氮氧化物等。
有毒有害气体产生，改善了工作环境，有益矿工身体健康；
爆破力易控，选用不同破裂压力值的泄能片即可实现爆破力的精确控制；
与雷管炸药的全向泄能相比，泄能方向较集中且可根据需要设置，爆破后，抛媒量多、块大、煤块成块率高，粉煤比率明显降低，基本不扬尘，大大降低了煤尘爆炸隐患；
煤块抛出距离短，减少了工人的劳动量，且不会造成放炮崩人事故的发生。
附图说明
图1为本发明整体结构图；
图2为本发明旋头机和致裂器配装组合图；
图3为旋头机侧视图；
图4为旋头机主视图；
附图标记说明：高压储液罐21、输入管22、灌注机23、输出管24、计量台25、二氧化碳致裂器A、旋头机B、机架1、电气箱2、泵站3、支架4、油缸5、旋具6、联轴器7、操作面板、旋头电机M29、活动夹具10、固定夹具12、摩擦片11、操作台13。
具体实施方式
参照图1、图2所示，如图1所示，本发明所提供的用于储存二氧化碳的高压储液罐、灌注机和旋头机B及其二氧化碳致裂器A和计量台，所述的灌注机包括设置有带有输入管和输出管的二氧化碳高压泵、冷却装置、控制器；所述的二氧化碳高压泵与带有自动放气阀的高压储液罐相连接，灌注机的输出管与二氧化碳致裂器的充装头相接通。
如图3和图4所示，本发明公开了一种致裂器旋头机，包括机架、固设在机架一端的支架和相对支架固设在机架另一端的操作台所述支架的底部固设有用于放置储液管的固定夹具，支架的顶部设有可向固定夹具相对移动、用于夹紧储液管的活动夹具；活动夹具的夹口和固定夹具的夹口上均设有摩擦片，以增加两夹具夹持储液管时的摩擦力。所述活动夹的上方设有油缸并且油缸的活塞杆与活动夹具固定连接；所述操作台远离固定夹具的一端设有旋头电机M2，操作靠近固定夹具的另一端设有用于使致裂器接头插入的旋具并且旋头电机M2的输出轴通过联轴器与旋具相连接；所述旋具的轴线与放置在固定夹具上的储液管的轴线相一致；所述旋头电机M2的供电线路上设有变频器V1；所述机架的底部设有电气箱以及泵站，泵站通过电磁换向阀与油缸相连接，所述泵站包括油泵电机M1。与旋头机想配装的本实施例的二氧化碳致裂器包括泄能头、定压泄能片、主管和充装头，泄能头和充装头分别旋合在主管的两端，充装头上设置有通向主管充装腔的充装通道及开启和关闭充装通道的顶针，泄能头上设置有泄能通道，泄能通道的一端通向主管的充装腔，另一端通向二氧化碳致裂器外，泄能通道通向二氧化碳致裂器外的一端具有若干个朝向不同方向的泄能孔，泄能头的泄能通道与主管的充装腔间密封设置有定压泄能片主管的充装腔内设置有加热装置，定压泄能片再加热装置将充装到主管充装腔内的液态二氧化碳加热气化并膨胀到一定压力时破裂。
所述加热装置为电点火加热装置，该电点火加热装置包括加热剂盛装纸管、加热剂和埋设在加热剂内的电点火头，电点火头连接有两根引线，该两根引线分别与二氧化碳致裂器外的电源正负极电连接。加热剂盛装纸管由牛皮纸、蜡烛等易燃材料制成。
可选地，所述加热装置为电加热装置，该电加热装置上连接有两根引线，该两根引线分别于二氧化碳致裂器外的电源正负极电连接。
所述加热装置为仅利用化学反应产生的热量进行加热的化学加热装置。
为便于引线外导体的制造和安装，充装头上设置有引线外导体，所述引线外导体包括导电杆和导电套，导电杆的一端与所示其中一根引线连接，另一端与导电套接触，导电套延向二氧化碳致裂器外，以与快速引线的插针插接。
为便于电点火加热装置的安装，同时，避免液态二氧化碳进入加热剂盛装纸管内影响点火，充装头与主管旋合的一端的端部与主管间固定有导电垫圈，导电垫圈的中心孔上固定有绝缘接头，绝缘接头封堵在加热剂盛装纸管的开口端上，绝缘接头上开设有引线孔，连接在电点火头上的其中一根引线穿过引线孔与导电杆连接，导电杆将引线孔的位于加热剂盛装纸管外的孔口封堵，导电垫圈的实体部分上设置有连通充装头充装通道和主管充装腔的过流孔。
所述的二氧化碳爆破管灌注机包括箱体，箱体设置有带有输入管和输出管的二氧化碳高压泵，二氧化碳高压泵与带有自动放气阀的冷却储液罐相连接，压缩机、风冷冷凝器构成的冷却装置，控制器，箱体设置有与控制器相连接的显示屏、压力表、灌装启动键、灌装停止键、制冷启动键、制冷停止键。
在使用过程中，根据操作人员根据致裂器接头与储液管所需要的旋紧扭矩，经过人工计算得出旋头电机M2产生此扭矩时所对应的电流数值，并将此电流数值设置到变频器V1内，作为变频器V1允许旋头电机M2所通过最大的电流值。本发明的旋头机在旋紧接头的过程中，旋头电机M2的电流随着负载力矩的增加而增大，当变频器V1检测到经过旋头电机M2的电流达到人工设定的电流数值时，变频器V1控制旋头电机M2停止转动，以此来达到通过变频器控制旋头电机输出扭矩的目的。
本发明所提供的二氧化碳爆破管灌注机使用时，将输入管与二氧化碳原液罐相连接，将输出管与二氧化碳爆破管相连接，通过控制器启动二氧化碳高压泵和压缩机、风冷冷凝器构成的冷却装置，二氧化碳原液罐内的液态二氧化碳经输入管、带有自动放气阀的冷却储液罐到达二氧化碳高压泵液态二氧化碳经过输入管时被压缩机、风冷冷凝器构成的冷却装置制冷，制冷后的液态二氧化碳由二氧化碳高压泵压缩经输出管注入二氧化碳爆破管。而输入管为盘旋铜管，可增强制冷效果，箱体设置有与控制器相连接的显示屏、压力表、灌装启动键、灌装停止键、制冷启动键、制冷停止键，操控灵活。

Claims (8)

1.一种二氧化碳致裂器灌装生产线，其特征在于包括：用于储存二氧化碳的高压储液罐(21)、灌注机(23)和旋头机(B)及其二氧化碳致裂器(A)；
所述的灌注机包括设置有带有输入管(22)和输出管(24)的二氧化碳高压泵、冷却装置、控制器；所述的二氧化碳高压泵与带有自动放气阀的高压储液罐相连接；
所述的旋头机包括机架(1)、固设在机架(1)一端的支架(4)和相对支架(4)固设在机架(1)另一端的操作台(13)所述支架(4)的底部固设有用于放置储液管的固定夹具(12)，支架(4)的顶部设有可向固定夹具(12)相对移动、用于夹紧储液管的活动夹具(10)所述活动夹具(10)的上方设有油缸(5)，并且油缸(5)的活塞杆与活动夹具(10)固定连接；所述操作台(13)远离固定夹具(12)的一端设有旋头电机M2(9)操作台(13)靠近固定夹具(12)的另一端设有用于使致裂器接头插入的旋具(6)，并且旋头电机M2(9)的输出轴通过联轴器(7)与旋具(6)相连接；所述旋头电机M2(9)的供电线路上设有变频器V1；所述机架(1)的底部设有电气箱(2)以及泵站(3)，泵站(3)通过电磁换向阀与油缸(5)相连接，所述泵站(3)包括油泵电机M1，在活动夹具里卡有二氧化碳致裂器；
所述的二氧化碳致裂器包括泄能头、定压泄能片、主管和充装头，所述泄能头和充装头分别旋合在主管的两端，所述充装头上设置有泄能通道，所述泄能通道的一端通向主管的充装腔，另一端通向二氧化碳开采期外，所述泄能头泄能通道与主管的充装腔间密封设置有定压泄能片，所述主管的充装腔内设置有加热装置，所述定压泄能片再加热装置将充装到主管充装腔内的液态二氧化碳加热气化并膨胀到一定压力时破裂，灌注机的输出管与二氧化碳致裂器的充装头相接通。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳致裂器灌装生产线，其特征是：所述二氧化碳致裂器泄能头的加热装置为电点火加热装置，该电点火加热装置包括加热剂盛装纸管、加热剂和埋设在加热剂内的电点火头，所述电点火头上连接有两根引线，该两根引线分别于二氧化碳致裂器外的电源正负极电连接。
3.根本权利要求2所述的一种二氧化碳致裂器灌装生产线，其特征是：所述加热装置为电加热装置，该电加热装置上连接有两根引线，该两根引线分别于二氧化碳致裂器外的电源正负极电连接。
4.根据权利要求2或3所述的一种二氧化碳致裂器灌装生产线，其特征是：所述充装头上设置有引线外导体，所述引线外导体与充装头绝缘，引线外导体的一端与连接在加热装置上的其中一根引线连接，另一端延向二氧化碳开采器外。
5.根据权利要求4所述的一种二氧化碳致裂器灌装生产线，其特征是：所述充装头与主管旋合的一端的端部与主管间固定有导电垫圈，所述导电垫圈的中心孔上固定有绝缘接头，所述绝缘接头封堵在加热剂盛装纸管的开口端上，所述绝缘接头上设有引线孔，所述连接在电点火头上的其中一根引线穿过引线孔与引线外导体连接，所述引线外导体将引线孔的位于加热剂盛装直管外的孔口封堵，所述导电垫圈的实体部分上设置有连通充装头装通道和主管充装腔的过流孔。
6.根本权利要求1所述的一种二氧化碳致裂器灌装生产线，其特征是：所述的致裂器旋头机，所述活动夹具(10)的夹口和固定夹具(12)的夹口上均设有摩擦片(11)。
7.根本权利要求1所述的一种二氧化碳致裂器灌装生产线，其特征是：还包括计量台(25)，所述的计量台包括机架、称重传感器和流量传感器，所述的计量台上设有充装管，在充装管上配装有多个充装头，所述的灌注机的输出管与计量台的充装管相接通，所述的称重传感器配装在机架下方，所述的流量传感器配装在充装管上。
8.根本权利要求7所述的一种二氧化碳致裂器灌装生产线，其特征是：所述的所述的充装管上还配装有阀门。
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CN109488269A (zh) * 2018-12-28 2019-03-19 吕梁学院 一种二氧化碳煤层气振动增透装置
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