CN110906799A - 一种液态气体爆破管的充装引爆堵头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液态气体爆破管的充装引爆堵头，包括薄壁钢管、设置在薄壁钢管上的联接法兰、设置在联接法兰上的充装引爆堵头组件以及设置在薄壁钢管内部的引爆管，所述薄壁钢管内填充有液态气体，所述充装引爆堵头组件包括充装引爆堵头主体、阀芯挡块、压缩弹簧、阀芯和密封圈，所述阀芯挡块、压缩弹簧、阀芯和密封圈设置在该腔体内，阀芯和密封圈可在腔体内来回滑动，所述充装引爆堵头主体顶端设置有进气管，所述进气管一端贯穿充装引爆堵头主体，并与腔体相连通，所述充装引爆堵头主体上位于所述进气管两侧设有导线接头，所述导线接头与引爆管电性连接；本发明结构简单，制作成本低，安全性高，充装引爆堵头组件的抗压性和密封性好。

Description

一种液态气体爆破管的充装引爆堵头

技术领域

本发明涉及爆破装置技术领域，具体为一种液态气体爆破管的充装引爆堵头。

背景技术

目前，在爆破作业过程中大多用液态气体爆破管代替了传统的炸药，液态气体爆破管是利用液态气体瞬间气化膨胀产生巨大压力作用于被爆破体，一方面产生新的裂隙，另一方面使被爆破体内部裂隙得到扩展，实现爆破能。充装引爆堵头是液态气体爆破管的重要部件，目前市面上的充装引爆堵头均采用钢材料制造成型，钢制的充装引爆堵头充装性能，电子引爆性能不是很完善，操作比较麻烦，甚至有许多安全隐患。因此，需要设计一种新的液态气体爆破管的充装引爆堵头，以提高其安全性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液态气体爆破管的充装引爆堵头，具备结构简单，制作成本低，加工难度小，安全性高，充装引爆堵头组件的抗压性和密封性好的优点，解决了上述技术背景所提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种液态气体爆破管的充装引爆堵头，包括薄壁钢管、设置在薄壁钢管上的联接法兰、设置在联接法兰上的充装引爆堵头组件以及设置在薄壁钢管内部的引爆管，其特征在于：所述薄壁钢管内填充有液态气体，所述薄壁钢管与联接法兰通过焊接成固定一体，所述充装引爆堵头组件包括充装引爆堵头主体、阀芯挡块、压缩弹簧、阀芯和以及套接在阀芯上的密封圈，所述充装引爆堵头主体与液态气体的接触面端开设有一内部中空的腔体，所述阀芯挡块、压缩弹簧 、阀芯和密封圈设置在该腔体内，所述阀芯挡块嵌入堵头主体内壁，并与堵头主体内壁固定连接，所述阀芯挡块与压缩弹簧下端固定连接，所述阀芯与压缩弹簧上端固定连接，所述阀芯以及套接在阀芯外壁上的密封圈可在腔体内来回滑动，所述压缩弹簧向上顶压阀芯以及套接在阀芯外壁上的密封圈，所述密封圈与堵头主体内壁密封连接，所述充装引爆堵头主体顶端设置有进气管，所述进气管一端贯穿充装引爆堵头主体，并与腔体相连通，所述充装引爆堵头主体上位于所述进气管两侧设有导线接头，所述导线接头设置在薄壁钢管内的部分与引爆管电性连接。

优选的，所述充装引爆堵头主体和阀芯均采用尼龙加玻纤材料制作，且充装引爆堵头主体抗压值为30MPA。

优选的，所述充装引爆堵头主体上设置有与薄壁钢管联接法兰相适配的环形凸边，所述堵头主体位于环形凸边下方设有外螺纹，所述堵头主体位于外螺纹下方设有两个对称的侧孔,所述联接法兰内壁设有与所述外螺纹相配合的内螺纹，所述联接法兰上端面设有环形凹槽。

优选的，所述堵头主体与薄壁钢管通过堵头主体上的外螺纹以及联接法兰内壁上的内螺纹螺纹连接，所述堵头主体与联接法兰上端面之间设有密封胶圈，所述密封胶圈位于联接法兰上端面上的环形凹槽内，所述堵头主体上的环形凸边底面、联接法兰上端面上的环形凹槽与密封胶圈接触连接。

优选的，所述阀芯包括平滑部以及与平滑部一体成型的锥形部，所述平滑部和锥形部之间设置有密封胶圈，所述平滑部下端面压接压缩弹簧。

优选的，所述进气管的材质为钢，且进气管与充装引爆堵头主体的接触面上压铸有花槽。

优选的，所述导线接头设有两条，两条所述导线接头分别连接电源的正极端和负极端，且两条所述导线接头呈弹簧状嵌入在充装引爆堵头主体内。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过在充装引爆堵头主体上设置进气管，该进气管通过腔体与薄壁钢管相连通，使用时通过进气管注入液态气体，并通过引爆管，使液态气体膨胀，实现爆破。

2、本发明中的充装引爆堵头主体和阀芯均采用尼龙加玻纤材料制作，相对于传统的钢材料制作，其制作成本低，加工难度小，有效的解决导线接头与钢制堵头之间的绝缘和密封问题。

3、本发明通过将进气管与充装引爆堵头主体的接触面上压铸很深的花槽，这样可以加大进气管与充装引爆堵头主体结合面积，克服进气管使用时受力松动缺陷，保证进气管与充装引爆堵头主体配件位置不漏液。

4、本发明通过将充装引爆堵头主体内嵌入的导线接头设置呈弹簧状，可以有效的防止导线接头在充装引爆堵头主体内松动，解决液态气体在此位泄露，保证产品的密封性。

5、本发明通过堵头主体与联接法兰连接处设置密封胶圈，可以保证堵头主体与联接法兰的密封性，防止液态气体泄漏，保证了产品使用安全。

附图说明

图1为本发明的剖视图；

图2为本发明充装引爆堵头组件的剖视图；

图3为本发明进气管的主视图；

图4为本发明导线接头的结构图；

图5为本发明薄壁钢管截断剖视图；

图6为本发明堵头主体的受力图。

图中的附图标记及名称如下：

1、薄壁钢管；2、充装引爆堵头组件；3、引爆管；4、液态气体；5、充装引爆堵头主体；6、阀芯挡块；7、阀芯；8、腔体；9、压缩弹簧；10、进气管；11、导线接头；12、环形凸边；13、平滑部；14、锥形部；15、侧孔；16、密封胶圈；17、花槽；18、密封胶圈；19、外螺纹；21、联接法兰；22、环形凹槽；23、内螺纹。

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。

请参阅图1至图6，本发明提供的一种实施例：一种液态气体爆破管的充装引爆堵头，包括薄壁钢管1、设置在薄壁钢管1上的联接法兰21、设置在联接法兰21上的充装引爆堵头组件2以及设置在薄壁钢管1内部的引爆管3，其特征在于：所述薄壁钢管1内填充有液态气体4，所述薄壁钢管1与联接法兰21通过焊接成固定一体，所述充装引爆堵头组件2包括充装引爆堵头主体5、阀芯挡块6、压缩弹簧9、阀芯7和以及套接在阀芯7上的密封圈16，所述充装引爆堵头主体5与液态气体4的接触面端开设有一内部中空的腔体8，所述阀芯挡块6、压缩弹簧 9、阀芯7和密封圈16设置在该腔体8内，所述阀芯挡块6嵌入堵头主体5内壁，并与堵头主体5内壁固定连接，所述阀芯挡块6与压缩弹簧9下端固定连接，所述阀芯7与压缩弹簧9上端固定连接，所述阀芯7以及套接在阀芯7外壁上的密封圈16可在腔体8内来回滑动，所述压缩弹簧9向上顶压阀芯7以及套接在阀芯7外壁上的密封圈16，所述密封圈16与堵头主体5内壁密封连接，所述充装引爆堵头主体5顶端设置有进气管10，所述进气管10一端贯穿充装引爆堵头主体5，并与腔体8相连通，所述充装引爆堵头主体5上位于所述进气管10两侧设有导线接头11，所述导线接头11设置在薄壁钢管1内的部分与引爆管3电性连接。

具体的，所述充装引爆堵头主体5和阀芯7均采用尼龙加玻纤材料制作，相对于传统的钢材料制作，其制作成本低，加工难度小，有效的解决了钢制的充装引爆堵头充装性能，电子引爆性能不是很完善的问题，在本实施例中选择材料为尼龙加50%玻纤，用以提高产品承压性能，充装引爆堵头主体5抗压值为30MPA。

具体的，所述充装引爆堵头主体5上设置有与薄壁钢管1联接法兰相适配的环形凸边12，所述堵头主体5位于环形凸边12下方设有外螺纹20，所述堵头主体5位于外螺纹20下方设有两个对称的侧孔15,所述联接法兰21内壁设有与所述外螺纹20相配合的内螺纹23，所述联接法兰21上端面设有环形凹槽22。

具体的，所述堵头主体5与薄壁钢管1通过堵头主体5上的外螺纹19以及联接法兰21内壁上的内螺纹23螺纹连接，所述堵头主体5与联接法兰21之间设有密封胶圈18，所述密封胶圈18位于联接法兰21上的环形凹槽22内，所述堵头主体5上的环形凸边12底面、联接法兰21上的环形凹槽22与密封胶圈18接触连接，在本实施例中该密封胶圈18包围联接法兰21开口处或堵头主体5开口处，堵头主体5、联接法兰21与密封胶圈18贴合连接，保证了产品的密封性，该螺纹的牙距为3.0mm，通过多层外螺纹19与联接法兰21上的内螺纹23接触连接，堵头主体5与联接法兰21紧密连接增加摩檫力，使联接法兰21与堵头主体5不易松动，更具体的，充装引爆堵头主体5的承压面的厚度值在8mm-10mm和尽可能做到胶厚均等，改善注塑缺陷，保证保证产品的耐压性能。

具体的，所述阀芯7包括平滑部13以及与平滑部13一体成型的锥形部14，为了产品的密封性，在所述平滑部13和锥形部14之间设置密封胶圈16，所述密封胶圈16为弹性密封胶圈，所述平滑部13下端面连接压缩弹簧9，本发明为了保证阀芯7和密封胶圈16在腔体8内滑动和密封，在阀芯7下端面设置压缩弹簧9。

具体的，所述进气管10的材质为钢，且进气管10与充装引爆堵头主体5的接触面上压铸有花槽17，本发明通过将进气管10与充装引爆堵头主体5的接触面上压铸很深的花槽17，这样可以加大进气管10与充装引爆堵头主体5结合面积，克服进气管10使用时受力松动缺陷，保证进气管10与充装引爆堵头主体5配件位置密封不漏液。

具体的，所述导线接头11设有两条，两条所述导线接头11分别连接电源的正极端和负极端，且两条所述导线接头11呈弹簧状嵌入在充装引爆堵头主体5内，本发明通过将充装引爆堵头主体5内嵌入的导线接头11设置呈弹簧状，可以有效的防止导线接头11在充装引爆堵头主体5出现松动，解决液态气体在此位泄露，保证产品的密封性。

充装设计：液态气体4通过增压泵增压后从进气管10充入，其压力推动阀芯7和装在其上的密封圈16向阀芯挡块6方向移动，使堵头主体5上的两个侧孔15与进气管10连通，液态气体4通过堵头主体5上的两个侧孔15进入薄壁钢管1中。停止充入后，薄壁钢管1内的液态气体4具有一种向堵头主体5的FY轴向力，该FY轴向力与压缩弹簧9回弹的压力推动阀芯7向上移动，阀芯7和装在其上的密封圈16贴合连接堵头主体5内壁，使其密封封闭。

引爆设计：进气管10充装液态气体4入薄壁薄壁钢管1内，充装完成后，液态气体4被堵头主体5封堵在薄壁钢管1内，两条导线接头11连接引爆电路后，通过远端控制导入电流，其设置在薄壁钢管1内的引爆管3起爆，液态气体4瞬间澎涨，高压气体爆开薄壁薄壁钢管1，实现爆破性能。

堵头强度设计：堵头主体5本身作为塑胶件在承受30MPA压力下无破坏现象，选择材料为尼龙加50%玻纤，用以提高产品承压性能；产品尺寸设计让堵头主体5的承压面做到8mm-10mm之间厚度，由于胶厚不等会引起产品变形，绝缘缩孔等缺陷，反面会降低产品的强度，所以将堵头主体5的承面尽可能做到胶厚均等；堵头主体5设置在联接法兰21内，堵头主体5内腔主要承受两种力，一种液态气体4的FY轴向力，它会将堵头主体5从薄壁钢管5上撕离，同时堵头主体5中空内壁承受FX横向力，即联接法兰21是钢性的受力不变形，堵头主体5是塑性的受力会微变形，FX横向力会将堵头主体1上的外螺纹19向联接法兰21内壁的内螺纹23管壁上贴紧，使塑胶螺牙承受更高压力。

而本发明的塑胶堵头主体5改用了塑胶材料相对于传统技术上堵头主体5采用钢铁材料，有特别的两个优点：1.塑胶的绝缘性能，钢铁材料堵头与导线接头11之间需要绝缘材料绝缘，在此两位容易产生泄漏。塑胶材料堵头与导线接头11之间不需要绝缘材料绝缘，导线接头11螺旋弹簧结构有效解决泄漏问题。2.采用塑胶材料做堵头，可以模塑生产，工艺简单，降低成本。而钢铁材料堵头车制加工，工艺复杂，成本较高。

爆破管工作原理：将制作好爆破管装入在要爆破的地方，液态气体4通过增压泵增压后从进气管10流入，其冲开阀芯7和弹簧块9，并通过堵头主体5上的两个侧孔15流入薄壁钢管1中，阀芯7在液态气体4充入时沿腔体8的长度方向压缩后退至阀芯档块6的位置，液态气体4从侧孔15流出，当液态气体4充装完成后，液态气体4在薄壁钢管1中保持高压状态，其压力和压缩弹簧9的回弹力回推阀芯7向进气管10方向移动，阀芯7上的密封胶圈16与腔体8内壁贴合，封堵液态气体4不能从进气管10回流而实现封堵效果，使用时，将导线接头11分别连接外部起爆器，给引爆管3起爆，薄壁钢管1内的液态气体4气化澎涨，高压气体爆开薄壁钢管1，达到爆破的目的。

本发明设计的液态气体爆破管充装引爆堵头相比较于传统钢制堵塞头，具有更安全，操作简单，且密封性优良等优点，不会因堵头泄露而造成不必要的危险。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种液态气体爆破管的充装引爆堵头，包括薄壁钢管（1）、设置在薄壁钢管（1）上的联接法兰（21）、设置在联接法兰（21）上的充装引爆堵头组件（2）以及设置在薄壁钢管（1）内部的引爆管（3），其特征在于：所述薄壁钢管（1）内填充有液态气体（4），所述薄壁钢管（1）与联接法兰（21）通过焊接成固定一体，所述充装引爆堵头组件（2）包括充装引爆堵头主体（5）、阀芯挡块（6）、压缩弹簧（9）、阀芯（7）和以及套接在阀芯（7）上的密封圈（16），所述充装引爆堵头主体（5）与液态气体（4）的接触面端开设有一内部中空的腔体（8），所述阀芯挡块（6）、压缩弹簧 （9）、阀芯（7）和密封圈（16）设置在该腔体（8）内，所述阀芯挡块（6）嵌入堵头主体（5）内壁，并与堵头主体（5）内壁固定连接，所述阀芯挡块（6）与压缩弹簧（9）下端固定连接，所述阀芯（7）与压缩弹簧（9）上端固定连接，所述阀芯（7）以及套接在阀芯（7）外壁上的密封圈（16）可在腔体（8）内来回滑动，所述压缩弹簧（9）向上顶压阀芯（7）以及套接在阀芯（7）外壁上的密封圈（16），所述密封圈（16）与堵头主体（5）内壁密封连接，所述充装引爆堵头主体（5）顶端设置有进气管（10），所述进气管（10）一端贯穿充装引爆堵头主体（5），并与腔体（8）相连通，所述充装引爆堵头主体（5）上位于所述进气管（10）两侧设有导线接头（11），所述导线接头（11）设置在薄壁钢管（1）内的部分与引爆管（3）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种液态气体爆破管的充装引爆堵头，其特征在于：所述充装引爆堵头主体（5）和阀芯（7）均采用尼龙加玻纤材料制作，且充装引爆堵头主体（5）抗压值为30MPA。

3.根据权利要求1所述的一种液态气体爆破管的充装引爆堵头，其特征在于：所述充装引爆堵头主体（5）上设置有与薄壁钢管（1）联接法兰（21）相适配的环形凸边（12），所述堵头主体（5）位于环形凸边（12）下方设有外螺纹（20），所述堵头主体（5）位于外螺纹（20）下方设有两个对称的侧孔（15）,所述联接法兰（21）内壁设有与所述外螺纹（20）相配合的内螺纹（23），所述联接法兰（21）上端面设有环形凹槽（22）。

4.根据权利要求3所述的一种液态气体爆破管的充装引爆堵头，其特征在于：所述堵头主体（5）与薄壁钢管（1）通过堵头主体（5）上的外螺纹（19）以及联接法兰（21）内壁上的内螺纹（23）螺纹连接，所述堵头主体（5）与联接法兰（21）上端面之间设有密封胶圈（18），所述密封胶圈（18）位于联接法兰（21）上端面上的环形凹槽（22）内，所述堵头主体（5）上的环形凸边（12）底面、联接法兰（21）上端面上的环形凹槽（22）与密封胶圈（18）接触连接。

5.根据权利要求1所述的一种液态气体爆破管的充装引爆堵头，其特征在于：所述阀芯（7）包括平滑部（13）以及与平滑部（13）一体成型的锥形部（14），所述平滑部（13）和锥形部（14）之间设置有密封圈（16），所述平滑部（13）下端面压接压缩弹簧（9）。

6.根据权利要求1所述的一种液态气体爆破管的充装引爆堵头，其特征在于：所述进气管（10）的材质为钢，且进气管（10）与充装引爆堵头主体（5）的接触面上压铸有花槽（17）。

7.根据权利要求1所述的一种液态气体爆破管的充装引爆堵头，其特征在于：所述导线接头（11）设有两条，两条所述导线接头（11）分别连接电源的正极端和负极端，且两条所述导线接头（11）呈弹簧状嵌入在充装引爆堵头主体（5）内。

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