CN111595205A - 二氧化碳致裂器及串联方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及爆破装置技术领域，提出了二氧化碳致裂器及串联方法，包括致裂筒，致裂筒内具有爆破片，爆破片上设置有第一通孔，第一通孔用于使导线穿过，二氧化碳致裂器还包括密封件，用于填充在第一通孔与导线之间的缝隙内。通过上述技术方案，解决了现有技术中二氧化碳致裂器串联时不能构成一个稳定的串联回路问题。

Description

二氧化碳致裂器及串联方法

技术领域

本发明涉及爆破装置技术领域，具体的，涉及二氧化碳致裂器及串联方法。

背景技术

二氧化碳致裂器是利用液态二氧化碳受热气化膨胀，快速释放高压气体破断岩石或者落煤，克服了以往使用炸药爆破开采时破坏性大及危险性高等缺点，为矿石开采和煤层预裂提供了可靠保证，广泛适用于煤矿和非煤矿山，在一些应用中，需要将多个二氧化碳致裂器串联起来使用，但是，现有技术中的串联方式，其中一种是使得二氧化碳致裂器的外壳带电，来实现串联，这种串联方式存在潜在危险，当要爆破的岩壁环境中有干扰电流时，很可能会意外引爆电路，造成危险，除此之外，现有技术中还有一种串联方式，如中国专利文献CN206177145U和中国专利文献CN105604550A，记载了一种多个二氧化碳致裂器串联起来应用的方式，应用此种方式时，通过将爆破片与外壳绝缘，能够使得二氧化碳致裂器的外壳不带电，但是需要将两个电极接在爆破片上，爆破片金属板作为电流的回路，爆破片上的电极位置是最薄弱的区域，引爆电路时，爆破片未破裂时，电极位置先发生漏气，不能很好的实现串连的目的，将一根导线留在了筒壁外的设计，当多个二氧化碳致裂器放置在岩壁的钻孔中时，可能会使得导线发生磨损，造成起爆电路被破坏，所以如何串联以及串联的导线如何安置是本领域的技术难题，所以现有技术中的二氧化碳致裂器串联时，由于导线容易磨损，导线不能够合理的安置，没有一个稳定的串联回路。

发明内容

本发明提出二氧化碳致裂器，解决了现有技术中二氧化碳致裂器串联时导线容易磨损的问题。

本发明的技术方案如下：

一种二氧化碳致裂器，包括致裂筒，所述致裂筒内具有爆破片，所述爆破片上设置有第一通孔，所述第一通孔用于使导线穿过，所述二氧化碳致裂器还包括

密封件，用于设置在所述第一通孔与所述导线之间的缝隙内。

作为进一步的技术方案，所述第一通孔的直径小于等于3mm。

作为进一步的技术方案，所述导线为漆包线。

作为进一步的技术方案，所述致裂筒包括

存液管，所述存液管设置有口一与口二，

充装头，设置在所述存液管的口一，所述充装头连接所述导线，

泄能头，设置在所述存液管的口二，所述爆破片设置在所述泄能头与所述存液管之间，所述导线穿过所述存液管与所述泄能头，

激发器，设置在所述存液管内，所述导线与所述激发器相连。

作为进一步的技术方案，所述充装头包括

充装头体，用于与所述存液管相连，

绝缘管，大于等于两个，设置在所述充装头体内，

中心电极，设置在所述绝缘管内，与所述导线连接，

正接线柱，设置在所述中心电极的两端，所述导线连接所述激发器与所述正接线柱，

负接线柱，设置在所述中心电极的两端，设置在所述正接线柱旁边，所述导线连接所述激发器与所述负接线柱。

作为进一步的技术方案，所述充装头还包括

绝缘垫，设置在所述正接线柱与所述绝缘管之间，和所述负接线柱与所述绝缘管之间。

作为进一步的技术方案，所述致裂筒还包括

激发管，设置在所述存液管内，所述激发管包括

包装膜，为塑料复合膜或塑料交叉膜，所述激发器设置在所述包装膜内，

药剂，设置在所述包装膜内。

作为进一步的技术方案，所述致裂筒还包括

第二密封垫，设置在所述爆破片与所述存液管之间，或者所述充装头与所述存液管之间。

作为进一步的技术方案，所述第二密封垫上还设有第二通孔，所述第二通孔直径不小于所述存液管的所述口二和所述口一的直径。

作为进一步的技术方案，还包括

套筒，设置在所述致裂筒外，内部用于穿设所述导线，用于连接相邻的两个所述致裂筒。

一种串联方法，包括

在爆破片上开设第一通孔，

在电源上引出两根导线，均穿过致裂筒的爆破片上的第一通孔，

用密封件设置在导线与第一通孔之间的缝隙，

在相邻两个致裂筒之间安装套筒，

从上一个致裂筒出来的两根导线均穿过套筒，与另一个致裂筒相连，

多个致裂筒通过导线连成串联回路。

本发明的工作原理及有益效果为：

本发明中，二氧化碳致裂器的致裂筒内安装爆破片，当致裂筒内二氧化碳在变热时迅速气化膨胀，超过致裂筒内的爆破片承受压力时，会将爆破片破碎，使得气体冲出致裂筒，瞬间产生强大的冲击力，达到爆破的目的，当多个致裂筒串联时，需要用导线将多个致裂筒连接在一起，使用同一个电源开关，就能实现引爆多个致裂器的目的，此设计在致裂筒内的爆破片上设置了第一通孔，导线穿过此第一通孔，用密封件封住第一通孔与导线之间的缝隙，可以采用结构胶堵住第一通孔与导线之间的缝隙，防止气体提前泄露，来实现多个致裂筒之间的串联。

具体的，基于背景技术叙述的目前串联的致裂筒出现的种种问题，导线遗留在外侧会导致磨损等问题，在此之前，本领域的人员对爆破片上开孔存在一定的技术偏见，觉得开孔会导致二氧化碳漏气，原因在于，作为具有爆破功能的二氧化碳致裂器，致裂筒内的二氧化碳气化膨胀过程中，对爆破片产生很大的压力，需要带有第一通孔的爆破片不能提前破碎，一旦提前破碎，轻则引爆不成功，重则炸伤工人，所以要想在爆破片上开设第一通孔，不但要使得导线顺利通入，还要保证致裂筒内的压力达到要求时才破碎爆破片，这是很难达到的，此设计不仅实现了，而且能够稳定的工作，带来的益处是很多的，在爆破片上设置第一通孔，能够使得正负极导线均从第一通孔内穿过，正负极导线均设置在致裂筒内，可保证电路的稳定性，不受爆破环境的影响，而且这样设计，爆破片不作为电流的通路，致裂筒的外壁也不带电，避免了现有技术中，串联的致裂筒需要留一根导线在外部，使得多个致裂筒放置在岩壁的钻孔中时，可能会使得留在外部的导线发生磨损，造成起爆电路被破坏。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中充装头局部放大示意图；

图3为本发明中爆破片的结构示意图；

图4为本发明中致裂筒串联结构示意图；

图中：1-爆破片，2-第一通孔，3-导线，4-密封件，5-存液管，6-充装头，7-泄能头，8-激发器，9-口一，10-口二，11-绝缘管，12-中心电极，13-正接线柱，14-负接线柱，15-绝缘垫，16-包装膜，17-药剂，18-第二密封垫，19-第二通孔，20-套筒，21-充装头体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。

如图1～图4所示，本实施例提出了

一种二氧化碳致裂器，包括致裂筒，致裂筒内具有爆破片1，爆破片1上设置有第一通孔2，第一通孔2用于使导线3穿过，二氧化碳致裂器还包括

密封件4，用于设置在第一通孔2与导线3之间的缝隙内。

本实施例中，二氧化碳致裂器的致裂筒内安装爆破片1，当致裂筒内二氧化碳在变热时迅速气化膨胀，超过致裂筒内的爆破片1承受压力时，会将爆破片1破碎，使得气体冲出致裂筒，瞬间产生强大的冲击力，达到爆破的目的，当多个致裂筒串联时，需要用导线3将多个致裂筒连接在一起，使用同一个电源开关，就能实现引爆多个致裂器的目的，本实施例中，在致裂筒内的爆破片1上设置了第一通孔2，导线3穿过此第一通孔2，用密封件4封住第一通孔2与导线3之间的缝隙，可以采用结构胶堵住第一通孔2与导线3之间的缝隙，来实现多个致裂筒之间的串联。

具体的，基于背景技术叙述的目前串联的致裂筒出现的种种问题，导线3遗留在外侧会导致磨损等问题，在此之前，本领域的人员对爆破片1上开孔存在一定的技术偏见，觉得开孔会导致二氧化碳漏气，原因在于，作为具有爆破功能的二氧化碳致裂器，致裂筒内的二氧化碳气化膨胀过程中，对爆破片1产生很大的压力，需要有第一通孔2的爆破片1不能提前破碎，一旦提前破碎，轻则引爆不成功，重则炸伤工人，所以要想在爆破片1上开设第一通孔2，不但要使得导线3顺利通入，还要保证致裂筒内的压力达到要求时才破碎爆破片，这是很难达到的，此设计不仅实现了，而且能够稳定的工作，带来的益处是很多的，在爆破片1上设置第一通孔2，能够使得正负极导线3均从第一通孔2内穿过，正负极导线3均设置在致裂筒内，可保证电路的稳定性，不受爆破环境的影响，而且这样设计，爆破片1不作为电流的通路，致裂筒的外壁也不带电，避免了现有技术中，串联的致裂筒需要留一根导线3在外部，使得多个致裂筒放置在岩壁的钻孔中时，可能会使得留在外部的导线3发生磨损，造成起爆电路被破坏。

进一步，第一通孔2的直径小于等于3mm。

本实施例中，通过反复试验，在爆破片上中心位置打1个第一通孔，直径可以设计为小于等于3mm，这样设计可以实现带有第一通孔2的爆破片1不提前破碎，正或负极导线3均穿过此第一通孔2，如果第一通孔2直径大于此范围，极有可能导致致裂筒内的二氧化碳气体在膨胀过程中，由于压力逐渐增大，二氧化碳气体会从第一通孔2与导线3的缝隙处泄漏，而且，进一步会导致爆破片1提前破裂，爆破片1的厚度为12mm时，第一通孔2的直径可以为3mm，当爆破片1的厚度为3mm时，第一通孔2的直径可以为2mm，除了此方案，当爆破片1的厚度偏小时，例如4mm厚的爆破片1，此时打1个3mm的第一通孔2会使得爆破片1提前破裂，这时，还可以在爆破片1的中心位置，对称的打两个第一通孔2，直径均小于等于1.5mm，两个第一通孔2分别穿设正极导线3与负极导线3，可以避免打一个3mm的孔径造成提前破裂的问题。

进一步，导线3为漆包线。

本实施例中，导线3为铜芯漆包线，此种导线3由导体和绝缘层两部分组成，裸线经退火软化后，再经过多次涂漆，烘焙而成，用在此结构中的优势在于，漆包线的外皮与裸线之间无缝隙，绝缘层是采用涂漆的形式附着在裸线外的，而常见的导线3外皮是包裹在裸线外的，裸线与外皮之间留有缝隙，由于导线3需要穿设于爆破片1上的第一通孔2内，一旦外皮与裸线之间有缝隙，致裂筒内二氧化碳在膨胀过程中很可能通过此缝隙漏气，失去做功能力，所以采用漆包线的形式，很好的避免了问题的出现。

进一步，致裂筒包括

存液管5，存液管5设置有口一9与口二10，

充装头6，设置在存液管5的口一9，充装头6两端连接导线3，

泄能头7，设置在存液管5的口二10，爆破片1设置在泄能头7与存液管5之间，

激发器8，设置在存液管5内，导线3穿过存液管5与泄能头7，导线3与激发器8相连。

本实施例中，致裂筒包括连接在存液管5两端的充装头6和泄能头7，充装头6通过螺纹连接在存液管5的口一9，泄能头7也通过螺纹连接在存液管5的口二10，导线3与存液管5内的激发器8相连，连接在激发器8上的导线3穿过爆破片1上的第一通孔2和泄能头7，充装头6用于通过液压装置将液态的二氧化碳通过口一9压入存液管5内，存液管5用于承装二氧化碳，当导线3传递电流给激发器8时，激发器8可以使得存液管5内的二氧化碳膨胀，当存液管5内的压力大于带有第一通孔2的爆破片1的压力时，爆破片1破裂，带有冲击力的二氧化碳气体从存液管5内通过爆破片1，到泄能头7内，泄能头7上带有泄能孔，气体从泄能孔释放出去，实现爆破，采用不同压力规格的爆破片1可以实现对爆破力的准确控制，其上的第一通孔2直径最好设计成小于等于3mm，可以很好的保证爆破片1在设定压力下爆破。

进一步，充装头6包括

绝缘管11，大于等于两个，

中心电极12，设置在绝缘管11内，与导线3连接，

正接线柱13，设置在中心电极12的两端，导线3连接激发器8与正接线柱13，

负接线柱14，设置在中心电极12的两端，设置在正接线柱13旁边，导线3连接激发器8与负接线柱14。

本实施例中，充装头6包括绝缘管11，绝缘管11有两个，其内的中心电极12也有两个，两个中心电极12两端分别设置正接线柱13与负接线柱14，由于要实现多个致裂筒的串联，绝缘管11内的中心电极12用来导电，其外包覆的绝缘管11避免了电流通过充装头6外壁，使得外壁带电，而且通过此结构可以实现正负极的电流穿过充装头6形成回路，实现正负极导线3均设置在致裂筒内，避免了导线3在外部，导致导线3磨损带来的隐患。

进一步，充装头6还包括

绝缘垫15，设置在正接线柱13与绝缘管11之间，和负接线柱14与绝缘管11之间。

两个中心电极12设置在两个绝缘管11内，与充装头6的母体之间采用锥形密封面，在空芯压紧螺丝作用下，锥形面与绝缘垫15被压紧，达到密封效果，并且绝缘垫15与中心电极12和空芯压紧螺丝绝缘

进一步，致裂筒还包括

激发管，设置在存液管5内，激发管包括

包装膜16，为塑料复合膜或塑料交叉膜，激发器8设置在包装膜16内，

药剂17，设置在包装膜16内。

本实施例中，在致裂筒内还包括激发管，激发管的包装膜16为筒形，材质为塑料复合膜或塑料交叉膜，成本低，防水防潮防静电，结构简单，使用更加方便，筒形包装膜16的两端设置有用于使筒形包装膜16封住的卡扣，密封性好，不仅能够防止用于激发的药剂17泄露，而且能够防止液态二氧化碳进入，而影响包装膜16内的激发器8点火，串联在一起的致裂筒通过导线3连接在一起，此激发器8与导线3相连，用于点火，配合材质为塑料复合膜或塑料交叉膜的包装膜16，使得整体装置安全性高，在药剂17燃烧时塑料复合膜能够完全燃烧，不会产生塑料碎片，安全性高，不用回收处理，也不会对环境造成污染，而且与塑料管相比，塑料包装膜16标识更加方便，同时，此激发管采用类似火腿肠似的自动化生产线实现自动化装药，生产效率高，与传统的塑料管手工包装相比，大大减少了工作量，提高了生产效率，降低了生产成本，而且使用此种结构的激发管，比现有技术中的激发管小巧，这样可以增大存液管5内二氧化碳的存储空间。

进一步，致裂筒还包括

第二密封垫18，设置在爆破片1与存液管5之间，或者充装头6与存液管5之间。

本实施例中，充装头6通过螺纹连接在存液管5的口一9，泄能头7也通过螺纹连接在存液管5的口二10，由于充装头6与存液管5，泄能头7与存液管5之间均为硬性连接，而且存液管5用于承装二氧化碳，当导线3传递电流给存液管5内的激发器8时，激发器8可以使得存液管5内的气体膨胀，如果存液管5的口一9与口二10密封不严，会导致气化的二氧化碳提前泄露，不会通过破碎爆破片1使得气体通过泄能头7来释放，所以在泄能头7与存液管5之间，或者充装头6与存液管5之间设置第二密封垫18，能够起到很好的密封的作用，防止二氧化碳气体的泄露，

进一步，第二密封垫18上还设有第二通孔19，第二通孔19直径不小于存液管5的口二10和口一9的直径。

本实施例中，在第二密封垫18上还设有第二通孔19，可以通过此第二通孔19来穿设导线3，这样导线3可以从充装头6的正接线柱13或者负接线柱14引出，并穿过此第二通孔19，连接到存液管5内的激发器8上，此第二通孔19直径大于存液管5的口二10和口一9的直径，所以并不会影响存液管5内二氧化碳的储存，避免了由于第二密封垫18的设置，减少二氧化碳的储存空间，更好的实现在充装头6与存液管5，或者泄能头7与存液管5之间的密封。

进一步，还包括

套筒20，设置在致裂筒外，内部用于穿设导线3，用于连接相邻的两个致裂筒。

本实施例中，当多个致裂筒串联时，需要用导线3将多个致裂筒串联在一起，导线3穿在致裂筒内，但是在两个致裂筒之间的导线3会裸露在外，当使用时，致裂筒极有可能会与安装位置的岩壁发生磨损，由于此结构的导线3采用漆包线的形式，所以一旦发生磨损，很可能发生危险，为了避免此种情况，将两个致裂筒之间设置套筒20，导线3穿设在套筒20内，嫩有效防止导线3裸露在外，套筒20与相邻的两个致裂筒连接，连接方式可以是在套筒20前后设置内螺纹，在致裂筒的充装头6前端设置外螺纹，在泄能头7的后端设置外螺纹，这样套筒20就可以通过螺纹连接将一个致裂筒的充装头6与相邻致裂筒的泄能头7连接在一起，使用同一个电源开关，就能实现引爆多个致裂器的目的。

一种串联方法，其特征在于，包括

在爆破片1上开设第一通孔2，

在电源上引出两根导线3，均穿过致裂筒的爆破片1上的第一通孔2，

用密封件4设置在导线3与第一通孔2之间的缝隙，

在相邻两个致裂筒之间安装套筒20，

从上一个致裂筒出来的两根导线3均穿过套筒20，与另一个致裂筒相连，

多个致裂筒通过导线3连成串联回路。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种二氧化碳致裂器，包括致裂筒，所述致裂筒内具有爆破片(1)，其特征在于，所述爆破片(1)上设置有第一通孔(2)，所述第一通孔(2)用于使导线(3)穿过，所述二氧化碳致裂器还包括

密封件(4)，用于设置在所述第一通孔(2)与所述导线(3)之间的缝隙内。

2.根据权利要求1所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，所述第一通孔(2)的直径小于等于3mm。

3.根据权利要求2所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，所述导线(3)为漆包线。

4.根据权利要求1～3任一项所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，所述致裂筒包括

存液管(5)，所述存液管(5)设置有口一(9)与口二(10)，

充装头(6)，设置在所述存液管(5)的口一(9)，所述充装头(6)连接所述导线(3)，

泄能头(7)，设置在所述存液管(5)的口二(10)，所述爆破片(1)设置在所述泄能头(7)与所述存液管(5)之间，所述导线(3)穿过所述存液管(5)与所述泄能头(7)，

激发器(8)，设置在所述存液管(5)内，所述导线(3)与所述激发器(8)相连。

5.根据权利要求4所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，所述充装头(6)包括

充装头体(21)，用于与所述存液管相连，

绝缘管(11)，大于等于两个，设置在所述充装头体(21)内，

中心电极(12)，设置在所述绝缘管(11)内，与所述导线(3)连接，

正接线柱(13)，设置在其中一个所述中心电极(12)的两端，所述导线(3)连接所述激发器(8)与所述正接线柱(13)，

负接线柱(14)，设置在另一个所述中心电极(12)的两端，设置在所述正接线柱(13)旁边，所述导线(3)连接所述激发器(8)与所述负接线柱(14)。

6.根据权利要求5所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，所述充装头(6)还包括

绝缘垫(15)，设置在所述正接线柱(13)与所述绝缘管(11)之间，和所述负接线柱(14)与所述绝缘管(11)之间。

7.根据权利要求6所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，还包括

激发管，设置在所述存液管(5)内，所述激发管包括

包装膜(16)，所述激发器(8)插入到所述包装膜(16)内，

药剂(17)，设置在所述包装膜(16)内。

8.根据权利要求7所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，所述致裂筒还包括

第二密封垫(18)，设置在所述爆破片(1)与所述存液管(5)之间，或者所述充装头(6)与所述存液管(5)之间，

所述第二密封垫(18)上还设有第二通孔(19)，所述第二通孔(19)直径不小于所述存液管(5)的所述口二(10)和所述口一(9)的直径。

9.根据权利要求5～8任一项所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，还包括

套筒(20)，设置在所述致裂筒外，内部用于穿设所述导线(3)，用于连接相邻的两个所述致裂筒。

10.一种串联方法，其特征在于，包括

在爆破片(1)上开设第一通孔(2)，

在电源上引出两根导线(3)，均穿过致裂筒的爆破片(1)上的第一通孔(2)，

用密封件(4)设置在导线(3)与第一通孔(2)之间的缝隙，

在相邻两个致裂筒之间安装套筒(20)，

从上一个致裂筒出来的两根导线(3)均穿过套筒(20)，与另一个致裂筒相连，

多个致裂筒通过导线(3)连成串联回路。

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