CN109000518A - 一种复合水力涨裂器以及复合水力涨裂方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种复合水力涨裂器以及复合水力涨裂方法，涉及爆破技术领域，包括膨胀体和限压机构；所述限压机构设置在所述膨胀体的出水端，用于当膨胀体内部的压力超过预设值时打开所述出水端。基于所述复合水力涨裂器，复合水力涨裂方法包括如下步骤：在待涨裂物体上打孔，将所述复合水力涨裂器放置在所述孔内；对所述复合水力涨裂器的膨胀体内部加压，使所述膨胀体膨胀后与所述孔的内壁紧密贴合；继续加压，利用膨胀体内部的高压使所述限压机构打开。采用液力的方式对待爆破的物体进行涨裂，可以降低现有技术中采用传统爆破的方式所带来的危险性。

Description

一种复合水力涨裂器以及复合水力涨裂方法
技术领域
本发明涉及爆破技术领域，尤其是涉及一种复合水力涨裂器以及复合水力涨裂方法。
背景技术
传统的矿石、混凝土构件的定向开裂以及矿山石材的开采作业等一般都会采用爆破法、劈裂法、凿岩法等方式，但是无论是爆破法、劈裂法还是凿岩法都容易造成飞石等危险，对现场的工作人员造成安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合水力涨裂器以及复合水力涨裂方法，以解决现有技术中存在的爆破过程容易危及工作人员人身安全的技术问题。
本发明提供的一种复合水力涨裂器，包括膨胀体和限压机构；
所述限压机构设置在所述膨胀体的出水端，用于当膨胀体内部的压力超过预设值时打开所述出水端。
在上述技术方案中，为了降低现有技术中采用传统爆破的方式所带来的危险性，所以，采用了液力的方式对待爆破的物体进行涨裂。
其中，所述膨胀体在充入气体或液体以后可以使所述膨胀体膨胀起来，所以将所述复合水力涨裂器插入待涨裂的物体内部以后，随着膨胀体的膨胀就可以使所述膨胀体的外壁与待涨裂物体的内部紧密接触。
而此时，由于所述限压机构封堵在所述膨胀体的出水端，所以，所述膨胀体内部的气体或液体不会露出，将持续的使膨胀体膨胀。当膨胀体内部的压力超过了一定的限度，所述限压机构就无法承受这种限度了，从而打开所述膨胀体的出水端，使膨胀体内部的高压水或高压气从所述膨胀体的出水端跑出，进入待涨裂物体的内部。
此时，由于膨胀体的外壁与待涨裂物体的内部紧密接触，所以从膨胀体内跑出的高压气或高压水将全部施加在待涨裂物体的内部，利用高压气或高压水将物体涨裂。
进一步的，优选的，所述限压机构包括阀体端壳、弹性件和封堵件；
所述弹性件设置在所述阀体端壳的内腔中，且所述弹性件一端抵靠在所述阀体端壳的内腔，所述弹性件的另一端与所述封堵件连接，用于将所述封堵件封堵在所述膨胀体的出水端；
所述阀体端壳上还设置有与所述内腔连通的排水孔。
进一步的，在本发明的实施例中，还包括输入端连接套；所述输入端连接套套接在所述膨胀体的入水端。
在上述技术方案中，设置了所述输入端连接套是为了方便高压水机构或者高压气机构的连接，使连接更加标准化且密封性更好。
进一步的，在本发明的实施例中，还包括输出端连接套；
所述输出端连接套的一端与所述膨胀体的出水端套接，所述输出端连接套的另一端与所述阀体端壳连接；
并且，所述封堵件封堵在所述输出端连接套的出水端。
在上述技术方案中，通过增加了所述输出端连接套，即可以使阀体端壳和膨胀体的出水端能够实现标准化的配合连接，一旦连接出现气密性不良等问题，可以通过更换输出端连接套来解决。
进一步的，优选的，所述弹性件包括弹簧、弹片和橡胶体中的一种或任意组合。
进一步的，优选的，所述封堵件的形状包括球体、半球体、锥形、柱形或菱形。
进一步的，优选的，所述排水孔设置在所述阀体端壳的前端。
本申请还提供了一种复合水力涨裂方法，基于所述复合水力涨裂器，包括如下步骤：
在待涨裂物体上打孔，将所述复合水力涨裂器放置在所述孔内；
对所述复合水力涨裂器的膨胀体内部加压，使所述膨胀体膨胀后与所述孔的内壁紧密贴合；
继续加压，利用膨胀体内部的高压使所述限压机构打开。
在上述技术方案中，为了降低现有技术中采用传统爆破的方式所带来的危险性，所以，采用了液力的方式对待爆破的物体进行涨裂。
其中，在对所述膨胀体的内部加压以后可以使所述膨胀体膨胀起来，所以将所述复合水力涨裂器插入待涨裂的孔内以后，随着膨胀体的膨胀就可以使所述膨胀体的外壁与孔的内壁紧密接触。
而此时，由于所述限压机构封堵在所述膨胀体的出水端，所以，所述膨胀体内部的高压不会泄露，将持续的使膨胀体膨胀。当膨胀体内部的压力超过了一定的限度，所述限压机构就无法承受这种限度了，从而打开所述膨胀体的出水端，使膨胀体内部的高压从所述膨胀体的出水端跑出，进入所述孔内。
此时，由于膨胀体的外壁与孔的内壁紧密接触，所以从膨胀体内跑出的高压全部施加在孔的内壁，而不会跑到外界去，利用这种高压就可以将物体涨裂。
进一步的，在本发明的实施例中，所述在待涨裂物体上打孔包括：
在所述待涨裂物体上打多个孔，使多个所述孔沿直线或曲线排列设置。
在上述技术方案中，如果物体的体积很大时，可以在物体上打多个孔，使孔呈直线或曲线来线性设置，这样当每个孔被涨裂以后，就可以沿着孔的排布使物体线性涨裂，从而使物体整体碎裂。
进一步的，优选的，当所述待涨裂物体的体积大于2立方米时，多个所述孔的间距≤0.5米。
进一步的，优选的，所述孔的深度与待涨裂物体的厚度相等。
进一步的，优选的，所述对所述复合水力涨裂器的膨胀体内部加压包括：
在所述膨胀体内部充入高压液体。
进一步的，优选的，所述对所述复合水力涨裂器的膨胀体内部加压包括：
在所述膨胀体内部充入高压气体。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一个实施例提供的复合水力涨裂器的结构示意图；
图2为本发明一个实施例提供的复合水力涨裂器的加压状态结构示意图一；
图3为本发明一个实施例提供的复合水力涨裂器的工作状态结构示意图一；
图4为本发明一个实施例提供的复合水力涨裂器的加压状态结构示意图二；
图5为本发明一个实施例提供的复合水力涨裂器的工作状态结构示意图二；
图6为本发明一个实施例提供的复合水力涨裂器的排列状态结构示意图一；
图7为图6所示的复合水力涨裂器的排列状态俯视图；
图8为发明一个实施例提供的复合水力涨裂器的排列状态结构示意图二；
图9为图7所示的复合水力涨裂器的排列状态俯视图。
附图标记：
1-膨胀体；2-限压机构；3-输入端连接套；
4-输出端连接套；5-待涨裂物体；6-高压水；
21-阀体端壳；22-弹性件；23-封堵件；24-排水孔；
51-孔。
具体实施方式
下面将结合附图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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明一个实施例提供的复合水力涨裂器的结构示意图；首先，如图1所示，本实施例提供的一种复合水力涨裂器，包括膨胀体1和限压机构2；所述限压机构2具有限制所述膨胀体1内部压力的作用，用户可以调整所述限压机构2的压力限制程度，将所述限压机构2设置在所述膨胀体1的出水端，一旦所述膨胀体1内部的压力超过预设值时，所述限压机构2便会松脱，然后打开所述出水端，使所述膨胀体1内部的高压气或者高压水6跑出来。
针对上述结构，为了降低现有技术中采用传统爆破的方式所带来的危险性，所以，采用了液力的方式对待爆破的物体进行涨裂。
在使用的时候需要将所述复合水力涨裂器插入待涨裂物体5的内部，然后在所述膨胀体1的内部充入气体或液体，使膨胀体1膨胀起来。
当所述膨胀体1受到气体或者液体的施力以后，随着膨胀体1的膨胀，所述膨胀体1的外壁就会与待涨裂物体5的孔51的内壁紧密接触，进而将待涨裂物体5的孔51封闭住。
而此时，所述限压机构2的限制压力程度可以设置为能够承受或大于使所述膨胀体1的外壁与待涨裂物体5的孔51的内壁紧密接触的大小。
由于所述限压机构2封堵在所述膨胀体1的出水端，所以，所述膨胀体1内部的气体或液体不会露出，将持续的使膨胀体1膨胀。当膨胀体1内部的压力超过了一定的限度，所述限压机构2就无法承受这种限度了，从而打开所述膨胀体1的出水端，使膨胀体1内部的高压水6或高压气从所述膨胀体1的出水端跑出，进入待涨裂物体5的内部。
此时，由于膨胀体1的外壁与待涨裂物体5的孔51的内壁紧密接触，所以从膨胀体1内跑出的高压气或高压水6将全部施加在待涨裂物体5的内部，利用高压气或高压水6将物体涨裂。
进一步的，优选的，所述弹性件22包括弹簧、弹片和橡胶体中的一种或任意组合。
进一步的，优选的，所述封堵件23的形状包括球体、半球体、锥形、柱形或菱形。
进一步的，优选的，继续参考图1，所述限压机构2包括阀体端壳21、弹性件22和封堵件23；其中，所述弹性件22设置在所述阀体端壳21的内腔中，且所述弹性件22一端抵靠在所述阀体端壳21的内腔，所述弹性件22的另一端与所述封堵件23连接，利用所述弹性件22的弹性，所述弹性件22的一端抵靠在所述阀体端壳21的内腔时，所述阀体端壳21的内腔会反向施加给所述弹性件22一个反作用力，所述弹性件22将这种反作用力传递给所述封堵件23，就可以将所述封堵件23封堵在所述膨胀体1的出水端了。
另外，所述阀体端壳21上还设置有与所述内腔连通的排水孔24，该排水孔24可以当限位机构超限打开所述膨胀体1的出水端以后，将膨胀体1内的高压气或高压水6排出。
其中，所述排水孔24可以设置在所述阀体端壳21的任意位置，只要能够连通内腔与外界即可。
不过优选的，继续参考图1所述排水孔24设置在所述阀体端壳21的前端，当所述排水孔24设置在了所述阀体端壳21的前端以后，就更加方便了该复合水力涨裂器的首尾连接，使该复合水力涨裂器能够通过多级连接的方式共同作用，增强该复合水力涨裂器的涨裂效果。
进一步的，在本发明的实施例中，还包括输入端连接套3；所述输入端连接套3套接在所述膨胀体1的入水端，设置了所述输入端连接套3是为了方便高压水6机构或者高压气机构的连接，使连接更加标准化且密封性更好。
进一步的，在本发明的实施例中，还包括输出端连接套4；
所述输出端连接套4的一端与所述膨胀体1的出水端套接，所述输出端连接套4的另一端与所述阀体端壳21连接；
并且，所述封堵件23封堵在所述输出端连接套4的出水端。
通过增加了所述输出端连接套4，即可以使阀体端壳21和膨胀体1的出水端能够实现标准化的配合连接，一旦连接出现气密性不良等问题，可以通过更换输出端连接套4来解决。
图2为本发明一个实施例提供的复合水力涨裂器的加压状态结构示意图一；图3为本发明一个实施例提供的复合水力涨裂器的工作状态结构示意图一。
图4为本发明一个实施例提供的复合水力涨裂器的加压状态结构示意图二；图5为本发明一个实施例提供的复合水力涨裂器的工作状态结构示意图二。
而为了能够更加清楚的了解所述复合水力涨裂器的工作原理，先针对上述结构，并结合图2-5对所述复合水力涨裂器的一个实施例中的工作原理进行阐述：
首先，借助图1中所示的结构，所述复合水力涨裂器处于未使用的状态，而图2所示的结构是所述膨胀体1内充入气体或者液体促使所述膨胀体1膨胀起来的结构。
继续参考图3，优选为涨裂的物体为待涨裂物体5，将所述复合水力涨裂器插入待涨裂物体5的孔51内，同时充入气体或者液体促使所述膨胀体1膨胀起来，所述膨胀体1的外壁就会逐渐与待涨裂物体5的孔51的内壁贴紧，随着气体或者液体逐渐的增多，所述膨胀体1的外壁就会与待涨裂物体5的孔51内壁紧密的结合，并将所述待涨裂物体5的孔51堵住，不与外界连通。
而此时，用户便可以设置所述限压机构2的压力限制程度大于或等于此时膨胀体1内部的压力，需要使所述膨胀体1的内壁与待涨裂物体5的孔51的内壁完全贴紧以后，才令所述限压机构2松开。
接下来，当所述限压机构2承受不住所述膨胀体1内部的压力以后，膨胀体1内部的压力就会对所述封堵件23施压，给所述封堵件23一个作用力，以抵抗所述弹性件22的弹性力。
随着膨胀体1内部的压力逐渐增大，其对所述封堵件23的施力也越来越大，如图4和图5所示，所述封堵件23就会逐渐离开所述膨胀体1的出水端，从而便将所述膨胀体1的出水端打开。
当所述膨胀体1的出水端打开以后，膨胀体1内部的高压气或高压水6就会从所述膨胀体1的出水端跑出来，并沿着所述阀体端壳21的内腔从所述阀体端壳21的排水孔24排出来。
如图5所示，当所述高压气或者高压水6从所述排水孔24排出来以后，便会进入所述待涨裂物体5的孔51内，对孔51的内壁不断施压。由于所述膨胀体1的外壁是与待涨裂物体5的孔51的内壁紧密接触的，所以所述高压气或者高压水6便不会跑到外界，而是会持续的对待涨裂物体5的孔51的内壁施压的，通过不断的施压，就能够将待涨裂物体5涨裂，起到爆破的效果。
本申请还提供了一种复合水力涨裂方法，基于所述复合水力涨裂器，包括如下步骤：
在待涨裂物体5上打孔51，将所述复合水力涨裂器放置在所述孔51内；
对所述复合水力涨裂器的膨胀体1内部加压，使所述膨胀体1膨胀后与所述孔51的内壁紧密贴合；
继续加压，利用膨胀体1内部的高压使所述限压机构2打开。
为了降低现有技术中采用传统爆破的方式所带来的危险性，所以，采用了液力的方式对待爆破的物体进行涨裂。
根据上述所述的复合水力涨裂方法，首先需要根据爆破的计划在待涨裂物体5上打孔51，然后将所述复合水力涨裂器插入待涨裂的孔51内，这是前期的准备工作。
然后，通过加压设备对所述复合水力涨裂器的膨胀体1的内部加压，使所述膨胀体1膨胀起来，所以当所述复合水力涨裂器被插入待涨裂的孔51内以后，随着膨胀体1的膨胀就可以使所述膨胀体1的外壁与孔51的内壁紧密接触，进而将所述孔51分为了与外界连通以及与外界封闭的两个部分了，可参考图3或图5的结构。
而此时，由于所述限压机构2封堵在所述膨胀体1的出水端，所以，所述膨胀体1内部的高压不会泄露，将持续的使膨胀体1膨胀。
当所述膨胀体1被继续加压，膨胀体1内部的压力超过了一定的限度，所述限压机构2就无法承受这种限度了，从而打开所述膨胀体1的出水端，使膨胀体1内部的高压从所述膨胀体1的出水端跑出，进入所述孔51内。
此时，由于膨胀体1的外壁与孔51的内壁紧密接触，所以从膨胀体1内跑出的高压全部施加在孔51的内壁，跑到了孔51内部的不与外界连通的那部分去，而不会跑到外界去，所以利用这种高压就可以将物体涨裂。
图6为本发明一个实施例提供的复合水力涨裂器的排列状态结构示意图一；图7为图6所示的复合水力涨裂器的排列状态俯视图。
图8为发明一个实施例提供的复合水力涨裂器的排列状态结构示意图二；图9为图7所示的复合水力涨裂器的排列状态俯视图。
进一步的，如图6-9所示，所述在待涨裂物体5上打孔51包括：
在所述待涨裂物体5上打多个孔51，使多个所述孔51沿直线或曲线排列设置，这种设置方式适合于物体的体积很大时，使孔51呈直线或曲线来线性设置，这样当每个孔51被涨裂以后，就可以沿着孔51的排布使物体线性涨裂，从而使物体整体碎裂。
进一步的，优选的，当所述待涨裂物体5的体积大于2立方米时，多个所述孔51的间距≤0.5米。
进一步的，优选的，所述孔51的深度与待涨裂物体5的厚度相等。
进一步的，优选的，所述对所述复合水力涨裂器的膨胀体1内部加压包括：在所述膨胀体1内部充入高压液体。
进一步的，优选的，所述对所述复合水力涨裂器的膨胀体1内部加压包括：在所述膨胀体1内部充入高压气体。
在采用了高压水6或者高压气时，对物体的涨裂可以避免出现飞石等危险，其中，采用高压水6来进行涨裂，所述高压水6冲击时还会对涨裂过程中造成的粉尘进行掩盖，防止发生大量粉尘飞起的情况。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种复合水力涨裂器，其特征在于，包括膨胀体(1)和限压机构(2)；
所述限压机构(2)设置在所述膨胀体(1)的出水端，用于当膨胀体(1)内部的压力超过预设值时打开所述出水端。
2.根据权利要求1所述的复合水力涨裂器，其特征在于，所述限压机构(2)包括阀体端壳(21)、弹性件(22)和封堵件(23)；
所述弹性件(22)设置在所述阀体端壳(21)的内腔中，且所述弹性件(22)一端抵靠在所述阀体端壳(21)的内腔，所述弹性件(22)的另一端与所述封堵件(23)连接，用于将所述封堵件(23)封堵在所述膨胀体(1)的出水端；
所述阀体端壳(21)上还设置有与所述内腔连通的排水孔(24)。
3.根据权利要求1或2所述的复合水力涨裂器，其特征在于，还包括输入端连接套(3)；
所述输入端连接套(3)套接在所述膨胀体(1)的入水端。
4.根据权利要求2所述的复合水力涨裂器，其特征在于，还包括输出端连接套(4)；
所述输出端连接套(4)的一端与所述膨胀体(1)的出水端套接，所述输出端连接套(4)的另一端与所述阀体端壳(21)连接；
并且，所述封堵件(23)封堵在所述输出端连接套(4)的出水端。
5.一种复合水力涨裂方法，基于权利要求1-4中任一项所述的复合水力涨裂器，其特征在于，包括如下步骤：
在待涨裂物体(5)上打孔(51)，将所述复合水力涨裂器放置在所述孔(51)内；
对所述复合水力涨裂器的膨胀体(1)内部加压，使所述膨胀体(1)膨胀后与所述孔(51)的内壁紧密贴合；
继续加压，利用膨胀体(1)内部的高压使所述限压机构(2)打开。
6.根据权利要求5所述的复合水力涨裂方法，其特征在于，所述在待涨裂物体(5)上打孔(51)包括：
在所述待涨裂物体(5)上打多个孔(51)，使多个所述孔(51)沿直线或曲线排列设置。
7.根据权利要求6所述的复合水力涨裂方法，其特征在于，当所述待涨裂物体(5)的体积大于2立方米时，多个所述孔(51)的间距≤0.5米。
8.根据权利要求5所述的复合水力涨裂方法，其特征在于，所述孔(51)的深度与待涨裂物体(5)的厚度相等。
9.根据权利要求5所述的复合水力涨裂方法，其特征在于，所述对所述复合水力涨裂器的膨胀体(1)内部加压包括：
在所述膨胀体(1)内部充入高压液体。
10.根据权利要求5所述的复合水力涨裂方法，其特征在于，所述对所述复合水力涨裂器的膨胀体(1)内部加压包括：
在所述膨胀体(1)内部充入高压气体。
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