CN110260722B - 一种二氧化碳爆破器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二氧化碳爆破器，包括推送杆、储液管和排气管，所述储液管内设有储液腔，排气管内设有排气腔，排气管表面设有排气孔，排气孔与排气腔连通，所述推送杆与储液管间通过第一连接头相连，储液管与排气管间通过第二连接头相连，第一接头上设置加热器，第二连接头上设置定压剪切片，定压剪切片设置在储液腔与排气腔之间。该二氧化碳爆破器在爆破时能够避免推送杆脱离并从钻孔弹出，避免造成推送杆损坏、变形，利于爆破管的回收再利用。
Description
技术领域
本发明涉及工程施工领域，具体涉及一种二氧化碳爆破器。
背景技术
路基土石方工程是道路施工项目的关键工序之一，在施工中通常采用360、450等大型液压镐挖机以及潜孔钻配合大型液压楔等进行施工，由于部分段落石质坚硬开采难度大，工作效率非常低，无法满足施工进度要求且施工成本也大幅增加。为保证施工进度的顺利推进，目前开发出了一种新型的石方开采方式：二氧化碳(CO2)爆破技术。
液态二氧化碳相变致裂技术是一种理念先进、方法安全、效果显著的爆破技术，属于物理爆破技术，具有爆破过程无火花外露、爆破威力大、无需验炮、操作简便、不属于民爆产品，其运输、储存和使用获豁免审批等优点，被广泛应用于采煤、清堵、建筑物拆除。
液态二氧化碳相变致裂属于物理致裂过程，通过化学加热液态二氧化碳，使其压力剧增至20MPa～60MPa，高压液态二氧化碳冲破定压剪切片迅速转化为气态，体积膨胀600多倍，瞬间释放的气体膨胀能使钻孔周边岩体致裂；液态二氧化碳相变致裂采用低压启动(9v)，比传统爆破更安全，且不需要验炮，爆破后即可进人，实现连续工作；整套系统可反复使用，使用成本低。
在实际液态二氧化碳爆破施工中，将将爆破管和安全云毫差起爆器及电源线携至爆破现场，把爆破管插入钻孔中固定好，连接起爆器电源，当微电流通过高导热棒时，产生高温击穿安全膜，瞬间将液态二氧化碳气化，急剧膨胀产生高压冲击波致泄压阀自动打开，被爆破物品或堆积物受几何级当量冲击波向外迅猛推进。受到爆破冲击影响，爆破管尾端的推送杆容易在爆炸时与其余部分脱离甚至从钻孔弹出，造成推送杆的损坏、变形，即便在爆破前封堵钻孔也不能完全避免推送杆脱离的发生，不利于爆破管的回收利用。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明公开一种二氧化碳爆破器，该二氧化碳爆破器在爆破时能够避免推送杆脱离并从钻孔弹出，避免造成推送杆损坏、变形，利于爆破管的回收再利用。
本发明通过下述技术方案实现：
一种二氧化碳爆破器，包括推送杆、储液管和排气管，所述储液管内设有储液腔，排气管内设有排气腔，排气管表面设有排气孔，排气孔与排气腔连通，所述推送杆与储液管间通过第一连接头相连，储液管与排气管间通过第二连接头相连，第一接头上设置加热器，第二连接头上设置定压剪切片，定压剪切片设置在储液腔与排气腔之间。
本发明中，推送杆用于辅助将整个爆破器插入钻孔并在爆破后将爆破器拔出，储液管的储液腔用于储存液态二氧化碳，爆破时，第一接头上的加热器加热储液腔内的液态二氧化碳，瞬间将液态二氧化碳气化，急剧膨胀产生高压冲击波冲破定压剪切片，气流进入排气腔并从排气孔喷出，完成爆破操作。
进一步的，所述推送杆上设置有数个凹槽，凹槽内设有活动板，活动板远离储液管的一端与推送杆可转动连接，活动板闭合状态下，其另一端内表面与凹槽内壁设有间隙，所述排气管、第二连接头、储液管、第一连接头和推送杆侧壁均设有数根通气孔，且排气管、第二连接头、储液管、第一连接头和推送杆间对应的通气孔相互连通形成导流孔，导流孔末端开口在活动板与凹槽的间隙内。
进一步的，所述活动板闭合状态下，其外表面边缘与凹槽顶面边缘贴合，且活动板外表面的中部凸起，高度沿推送杆的轴线向两侧逐步降低。
本发明中，在爆破时，储液管内的液态二氧化碳气化膨胀后沿排气腔、排气孔高速喷出，部分二氧化碳气流进入排气管的通气孔内，并沿导流孔路径喷入活动板和凹槽内壁的间隙中，受到气流的冲击力和膨胀作用，活动板迅速弹出，数个活动板绕推送杆翻转，翻转开的活动板端部卡设在钻孔内壁，增大了推送杆与钻孔内壁的摩擦，避免推送杆受到冲击波作用力脱离爆破器甚至从钻孔弹出，由于活动板外表面的中部凸起，高度沿推送杆的轴线向两侧逐步降低，因此活动板在闭合状态下，爆破气流从爆破器外表面移动至活动板外侧时，气流受活动板外壁形状影响，产生的气体压力减小，因而从导流管喷出的气流产生的冲击力和膨胀力远大于活动板外侧受到的气体压力，利于活动板快速、顺利弹开，避免活动板外侧产生的气体压力阻碍活动板的顺利展开。
进一步的，所述排气管上的通气孔与排气腔连通，且排气管上的通气孔开口靠近定压剪切片。
排气管上的通气孔开口靠近定压剪切片，利于二氧化碳气流能够快速进入通气孔内，进而使活动板快速弹开。
进一步的，所述活动板与凹槽顶面边缘通过合页连接，活动板可绕合页展开或闭合，所述合页为角度定位合页。
本发明中，可预先设定活动板展开的最大角度，活动板弹开至该角度后自动固定，并在爆破前设计好钻孔的孔径，使活动板展开后整个推送杆的最大直径略大于钻孔直径，避免活动板无法展开到指定角度而引起推送杆脱离。
进一步的，所述凹槽数目为1-6个，且各个凹槽内的活动板展开后，相互间不接触。
进一步的，所述活动板沿推送杆轴向的长度为推送杆直径的1/3-4/3。
进一步的，所述第一连接头上设有注液孔。
进一步的，所述通气孔直径为5-15mm。
所述活动板展开状态下的宽度为2-5cm。
活动板弹开后，活动板过宽会导致整个推送杆受到气流冲击面增大，进而受到的冲击力增大，本发明活动板展开状态下的宽度为2-5cm，在不显著增大推送杆受到的气流冲击力的同时有效增大推送杆与钻孔内壁的作用力，起到定位防脱的效果。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种二氧化碳爆破器，在爆破时，储液管内的液态二氧化碳气化膨胀后沿排气腔、排气孔高速喷出，部分二氧化碳气流进入排气管的通气孔内，并沿导流孔路径喷入活动板和凹槽内壁的间隙中，受到气流的冲击力和膨胀作用，活动板迅速弹出，数个活动板绕推送杆翻转，翻转开的活动板端部卡设在钻孔内壁，增大了推送杆与钻孔内壁的摩擦，避免推送杆受到冲击波作用力脱离爆破器甚至从钻孔弹出，由于活动板外表面的中部凸起，高度沿推送杆的轴线向两侧逐步降低，因此活动板在闭合状态下，爆破气流从爆破器外表面移动至活动板外侧时，气流受活动板外壁形状影响，产生的气体压力减小，因而从导流管喷出的气流产生的冲击力和膨胀力远大于活动板外侧受到的气体压力，利于活动板快速、顺利弹开，避免活动板外侧产生的气体压力阻碍活动板的顺利展开；
2、本发明一种二氧化碳爆破器，活动板弹开后，活动板过宽会导致整个推送杆受到气流冲击面增大，进而受到的冲击力增大，本发明活动板展开状态下的宽度为2-5cm，在不显著增大推送杆受到的气流冲击力的同时有效增大推送杆与钻孔内壁的作用力，起到定位防脱的效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明活动板展开示意图；
图3为本发明推送杆截面示意图；
图4为本发明活动板展开剖视图；
图5为本发明活动板闭合示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-推送杆，11-凹槽，2-储液管，21-储液腔，3-排气管，31-排气腔，32-排气孔，4-第一连接头，41-加热器，5-第二连接头，51-定压剪切片，6-活动板，7-间隙，8-通气孔，9-合页。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1-5所示，本发明一种二氧化碳爆破器，包括推送杆1、储液管2和排气管3，所述储液管2内设有储液腔21，排气管3内设有排气腔31，排气管3表面设有排气孔32，排气孔32与排气腔31连通，所述推送杆1与储液管2间通过第一连接头4相连，储液管2与排气管3间通过第二连接头5相连，第一接头上设置加热器41，第二连接头5上设置定压剪切片51，定压剪切片51设置在储液腔21与排气腔31之间。
进一步的，所述推送杆1上设置有数个凹槽11，凹槽11内设有活动板6，活动板6远离储液管2的一端与推送杆1可转动连接，活动板6闭合状态下，其另一端内表面与凹槽11内壁设有间隙7，所述排气管3、第二连接头5、储液管2、第一连接头4和推送杆1侧壁均设有数根通气孔8，且排气管3、第二连接头5、储液管2、第一连接头4和推送杆1间对应的通气孔8相互连通形成导流孔，导流孔末端开口在活动板6与凹槽11的间隙7内。
进一步的，所述活动板6闭合状态下，其外表面边缘与凹槽11顶面边缘贴合，且活动板6外表面的中部凸起，高度沿推送杆1的轴线向两侧逐步降低。
进一步的，所述排气管3上的通气孔8与排气腔31连通，且排气管3上的通气孔8开口靠近定压剪切片51。
进一步的，所述活动板6与凹槽11顶面边缘通过合页9连接，活动板6可绕合页展开或闭合，所述合页9为角度定位合页。
实施例2
如图1-5所示，本发明一种二氧化碳爆破器，包括推送杆1、储液管2和排气管3，所述储液管2内设有储液腔21，排气管3内设有排气腔31，排气管3表面设有排气孔32，排气孔32与排气腔31连通，所述推送杆1与储液管2间通过第一连接头4相连，储液管2与排气管3间通过第二连接头5相连，第一接头上设置加热器41，第二连接头5上设置定压剪切片51，定压剪切片51设置在储液腔21与排气腔31之间。
进一步的，所述推送杆1上设置有数个凹槽11，凹槽11内设有活动板6，活动板6远离储液管2的一端与推送杆1可转动连接，活动板6闭合状态下，其另一端内表面与凹槽11内壁设有间隙7，所述排气管3、第二连接头5、储液管2、第一连接头4和推送杆1侧壁均设有数根通气孔8，且排气管3、第二连接头5、储液管2、第一连接头4和推送杆1间对应的通气孔8相互连通形成导流孔，导流孔末端开口在活动板6与凹槽11的间隙7内。
进一步的，所述活动板6闭合状态下，其外表面边缘与凹槽11顶面边缘贴合，且活动板6外表面的中部凸起，高度沿推送杆1的轴线向两侧逐步降低。
进一步的，所述排气管3上的通气孔8与排气腔31连通，且排气管3上的通气孔8开口靠近定压剪切片51。
进一步的，所述活动板6与凹槽11顶面边缘通过合页9连接，活动板6可绕合页展开或闭合，所述合页9为角度定位合页。
进一步的，所述凹槽11数目为1-6个，且各个凹槽11内的活动板6展开后，相互间不接触。
进一步的，所述活动板6沿推送杆1轴向的长度为推送杆1直径的1/3-4/3。
进一步的，所述第一连接头4上设有注液孔。
进一步的，所述通气孔8直径为5-15mm。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种二氧化碳爆破器，其特征在于，包括推送杆（1）、储液管（2）和排气管（3），所述储液管（2）内设有储液腔（21），排气管（3）内设有排气腔（31），排气管（3）表面设有排气孔（32），排气孔（32）与排气腔（31）连通，所述推送杆（1）与储液管（2）间通过第一连接头（4）相连，储液管（2）与排气管（3）间通过第二连接头（5）相连，第一连 接头上设置加热器（41），第二连接头（5）上设置定压剪切片（51），定压剪切片（51）设置在储液腔（21）与排气腔（31）之间；
所述推送杆（1）上设置有数个凹槽（11），凹槽（11）内设有活动板（6），活动板（6）远离储液管（2）的一端与推送杆（1）可转动连接，活动板（6）闭合状态下，其另一端内表面与凹槽（11）内壁设有间隙（7），所述排气管（3）、第二连接头（5）、储液管（2）、第一连接头（4）和推送杆（1）侧壁均设有数根通气孔（8），且排气管（3）、第二连接头（5）、储液管（2）、第一连接头（4）和推送杆（1）间对应的通气孔（8）相互连通形成导流孔，导流孔末端开口在活动板（6）与凹槽（11）的间隙（7）内。
2.根据权利要求 1 所述的一种二氧化碳爆破器，其特征在于，所述活动板（6）闭合状态下，其外表面边缘与凹槽（11）顶面边缘贴合，且活动板（6）外表面的中部凸起，高度沿推送杆（1）的轴线向两侧逐步降低。
3.根据权利要求 1 所述的一种二氧化碳爆破器，其特征在于，所述排气管（3）上的通气孔（8）与排气腔（31）连通，且排气管（3）上的通气孔（8）开口靠近定压剪切片（51）。
4.根据权利要求 1 所述的一种二氧化碳爆破器，其特征在于，所述活动板（6）与凹槽（11）顶面边缘通过合页（9）连接，活动板（6）可绕合页（9）展开或闭合，所述合页（9）为角度定位合页（9）。
5.根据权利要求 1 所述的一种二氧化碳爆破器，其特征在于，所述凹槽（11）数目为2-6个，且各个凹槽（11）内的活动板（6）展开后，相互间不接触。
6.根据权利要求 1 所述的一种二氧化碳爆破器，其特征在于，所述活动板（6）沿推送杆
（1）轴向的长度为推送杆（1）直径的 1/3-4/3。
7.根据权利要求 1 所述的一种二氧化碳爆破器，其特征在于，所述通气孔（8）直径为
5-15mm。
8.根据权利要求 1 所述的一种二氧化碳爆破器，其特征在于，所述活动板（6）展开状态下的宽度为 2-5cm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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