CN112833722B - 一种高压电磁力爆破装置及爆破方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压电磁力爆破装置及爆破方法，包括爆破筒、膨胀密封筒、传动筒、爆破杆；爆破筒、膨胀密封筒、传动筒自爆破孔内沿轴向自内向外依序排列，爆破杆沿轴向穿过膨胀密封筒与传动筒，爆破杆的下端伸入爆破筒内、上端伸出爆破孔外，导线一端的正负极分别连接位于爆破筒内的爆破金属丝的两端，导线另一端的正负极连接至外部电源；爆破筒用于爆破爆破孔内的目标，膨胀密封筒用于径向膨胀密封爆破孔，传动筒用于向膨胀密封筒提供膨胀密封的扭矩，爆破时外部电源释放高压电流瞬间气化所述爆破金属丝以及填充在爆破筒内的爆破介质引发爆破力冲出爆破筒并爆破爆破孔，本发明代替了传统爆破的同时实现了新一代的无炸药爆破技术。

Description

一种高压电磁力爆破装置及爆破方法

技术领域

本发明涉及高压电磁力爆破技术领域，尤其涉及一种高压电磁力爆破装置及爆破方法。

背景技术

在铁路、公路、矿山、水库等大型工程中，爆破技术的作用很关键很重要。采矿修路的开山挖隧道，城市对旧建筑物的拆除，都会用到爆破技术。随着经济的发展、工程建设的增多，爆破引起了人们更多的关注。众所周知的，当前的爆破技术使用的炸药进行爆破，然而，炸药的品种较多成分效果不一，且难以精确控制，并且运输、储存、管理有着极大的安全隐患，因此十分危险。

高压电磁力爆破是指在封闭空间中瞬间高压放电，将爆破介质瞬间气化然后在密闭空间中产生爆炸以达到爆破目标的爆破方式。高压电磁力爆破具有运输、储存、管理安全可靠且控制放电即可精准控制爆炸当量等全方位的优点。因此，高压电磁力爆破可以完全替代传统的炸药爆破技术。

然而，没有一种可行的高压电磁力爆破装置及爆破方法能够实现这一技术。

发明内容

本发明实施例提供了一种高压电磁力爆破装置，包括爆破筒1、膨胀密封筒 2、传动筒3、爆破杆4，爆破筒1为底面和侧面封闭、顶面设有开口的薄壁圆筒，膨胀密封筒2为外层设有柔性膨胀密封材料201、内层设有膨胀骨架202 的圆筒，传动筒3呈长圆筒型，传动筒3内部设有同轴的中空的传动杆301，爆破杆4为内壁敷设有导线5的长直圆管；爆破筒1、膨胀密封筒2、传动筒3 自爆破孔6内沿轴向自内向外依序排列，爆破筒1、膨胀密封筒2、传动筒3 外径尺寸相同，爆破杆4沿轴向穿过膨胀密封筒2与传动筒3，爆破筒1、膨胀密封筒2、传动筒3、爆破杆4、传动杆301同轴，爆破杆4的下端伸入爆破筒1内、上端伸出爆破孔6外，导线5一端的正负极分别连接位于爆破筒1内的爆破金属丝7的两端，导线5另一端的正负极连接至外部电源8；爆破筒1 用于爆破爆破孔6内的目标，膨胀密封筒2用于径向膨胀密封爆破孔6，传动筒3用于向膨胀密封筒2提供膨胀密封的扭矩，爆破时外部电源8释放高压电流瞬间气化所述爆破金属丝7以及填充在爆破筒1内的爆破介质9引发爆破力冲出爆破筒1并爆破爆破筒1外的爆破孔6；爆破时外部电源8通过高压电容器瞬间释放5000-30000伏的高压电流将爆破金属丝7与爆破介质9在密闭的爆破筒1的狭小空间内瞬间气化引爆，强大的冲击力行成比等体积烈性炸药更加强烈的爆炸效果。

优选的，所述爆破介质9包括水；即在爆破瞬间将水瞬间气化行成高温高压产生爆炸，即采用水和爆破金属丝7的结合即可产生不亚于原先烈性炸药的爆炸效果。

优选的，所述爆破金属丝7包括铅锑合金保险丝。

优选的，所述膨胀密封筒2还包括膨胀轴203、膨胀套204，膨胀轴203 呈沿轴向内部中空的圆筒型，膨胀轴203外圆周的两端分别螺纹连接膨胀套 204，膨胀轴203旋转时螺纹驱动膨胀套204轴向运动进而撑开所述膨胀骨架 202，膨胀骨架202径向向外挤压柔性膨胀密封材料201沿径向密封爆破孔6。

更优的，所述膨胀骨架202为形状相同大小相等的瓦状的膨胀片205拼接而成的圆筒型，膨胀骨架202套设在膨胀套204外，膨胀套204外侧设有外锥度206，膨胀片205内侧设有内锥度207，膨胀套204受力沿轴向运动时外锥度206排挤内锥度207进而径向撑开膨胀片205。

优选的，所述传动筒3还包括传动法兰302，传动法兰302分为上法兰盘 303与下法兰盘304，上法兰盘303的底面设有下凸的凸台305，下法兰盘304 的顶面设有下凹的凹槽306，上法兰盘303紧固连接在传动杆301的下端，下法兰盘304紧固连接至膨胀密封筒2，凸台305沉入所述凹槽306内后传动杆 301能够将扭矩传递至膨胀密封筒2。

本发明还公开一种高压电磁力爆破方法，包括以下步骤：

步骤一：根据工程需要在爆破目标上钻孔，打爆破孔6；

步骤二：将爆破金属丝7置入爆破筒1内并将爆破金属丝7的两端分别连接至导线5一端的正负极上；

步骤三：将导线5的另一端穿过爆破杆4的内孔并引出；

步骤四：将膨胀密封筒2、传动筒3套设至爆破杆4外并按照自下向上依次为爆破筒1、膨胀密封筒2、传动筒3的顺序组装成与爆破孔6同直径的长筒；

步骤五：将步骤四中组装完成的长筒按照爆破筒1、膨胀密封筒2、传动筒3的先后顺序放入爆破孔6中；

步骤六：转动传动筒3内的传动杆301将扭矩传递至膨胀密封筒2，膨胀密封筒2径向膨胀并密封隔绝爆破筒1与外部空间；

步骤七：自爆破杆4的管内自外向内注入爆破介质9到爆破筒1内与爆破金属丝7混合；

步骤八：将导线5连接至外部电源8；

步骤九：打开外部电源8，高压电流瞬间气化爆破金属丝7以及填充在爆破筒1内的爆破介质9，在密闭空间中引发爆破，达到爆破目标的目的。

优选的，所述步骤一中爆破孔6的孔深根据爆破目标以及爆破力度设计进行钻孔，钻孔孔径与爆破筒1外径相同。

优选的，所述步骤四中，根据孔深选择传动筒3的长度，确保爆破筒1 位于目标爆破深度时爆破杆4外端能够露出爆破孔6的孔口。

优选的，所述步骤六中，扭矩传递至膨胀密封筒2膨胀并密封隔绝爆破筒 1与外部空间后，扭矩保持不变。

本发明的有益效果是：

本发明通过高压电磁力爆破装置将爆破金属丝及爆破介质在封闭的爆破孔中瞬间气化，产生巨大的高温高压冲击力进行爆破，代替了传统爆破的同时实现了新一代的无炸药爆破技术，同时解决了以往爆破时炸药运输、储存、管理有着极大的安全隐患的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本发明实施例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例，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为本发明一种高压电磁力爆破装置的正视剖视图；

图2为本发明的整体分解示意图；

图3为本发明爆破筒局部放大示意图；

图4为传动筒的局部分解立体示意图；

图5为膨胀密封筒的局部分解立体示意图；

图6为爆破筒的局部分解立体示意图。

图中，1、爆破筒；2、膨胀密封筒；3、传动筒；4、爆破杆；5、导线；6、爆破孔；7、爆破金属丝；8、外部电源；9、爆破介质；201、柔性膨胀密封材料；202、膨胀骨架；203、膨胀轴；204、膨胀套；205、膨胀片；206、外锥度；207、内锥度；301、传动杆；302、传动法兰；303、上法兰盘；304、下法兰盘；305、凸台；306、凹槽。

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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。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。此外，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

本发明实施例提供了一种高压电磁力爆破装置及爆破方法，包括爆破筒1、膨胀密封筒2、传动筒3、爆破杆4，爆破筒1为底面和侧面封闭、顶面设有开口的薄壁圆筒，膨胀密封筒2为外层设有柔性膨胀密封材料201、内层设有膨胀骨架202的圆筒，传动筒3呈长圆筒型，传动筒3内部设有同轴的中空的传动杆301，爆破杆4为内壁敷设有导线5的长直圆管；爆破筒1、膨胀密封筒2、传动筒3自爆破孔6内沿轴向自内向外依序排列，爆破筒1、膨胀密封筒2、传动筒3外径尺寸相同，爆破杆4沿轴向穿过膨胀密封筒2与传动筒3，爆破筒1、膨胀密封筒2、传动筒3、爆破杆4、传动杆301同轴，爆破杆4的下端伸入爆破筒1内、上端伸出爆破孔6外，导线5一端的正负极分别连接位于爆破筒1内的爆破金属丝7的两端，导线5另一端的正负极连接至外部电源8；爆破筒1用于爆破爆破孔6内的目标，膨胀密封筒2用于径向膨胀密封爆破孔 6，传动筒3用于向膨胀密封筒2提供膨胀密封的扭矩，爆破时外部电源8释放高压电流瞬间气化所述爆破金属丝7以及填充在爆破筒1内的爆破介质9引发爆破力冲出爆破筒1并爆破爆破筒1外的爆破孔6；爆破时外部电源8通过高压电容器瞬间释放5000-30000伏的高压电流将爆破金属丝7与爆破介质9 在密闭的爆破筒1的狭小空间内瞬间气化引爆，强大的冲击力行成比等体积烈性炸药更加强烈的爆炸效果。

进一步的，所述爆破介质9包括水；即在爆破瞬间将水瞬间气化行成高温高压产生爆炸，即采用水和爆破金属丝7的结合即可产生不亚于原先烈性炸药的爆炸效果。

进一步的，所述爆破金属丝7包括铅锑合金保险丝。

进一步的，所述膨胀密封筒2还包括膨胀轴203、膨胀套204，膨胀轴203 呈沿轴向内部中空的圆筒型，膨胀轴203外圆周的两端分别螺纹连接膨胀套 204，膨胀轴203旋转时螺纹驱动膨胀套204轴向运动进而撑开所述膨胀骨架 202，膨胀骨架202径向向外挤压柔性膨胀密封材料201沿径向密封爆破孔6。

更进一步的，所述膨胀骨架202为形状相同大小相等的瓦状的膨胀片205 拼接而成的圆筒型，膨胀骨架202套设在膨胀套204外，膨胀套204外侧设有外锥度206，膨胀片205内侧设有内锥度207，膨胀套204受力沿轴向运动时外锥度206排挤内锥度207进而径向撑开膨胀片205。

进一步的，所述传动筒3还包括传动法兰302，传动法兰302分为上法兰盘303与下法兰盘304，上法兰盘303的底面设有下凸的凸台305，下法兰盘 304的顶面设有下凹的凹槽306，上法兰盘303紧固连接在传动杆301的下端，下法兰盘304紧固连接至膨胀密封筒2，凸台305沉入所述凹槽306内后传动杆301能够将扭矩传递至膨胀密封筒2。

本发明还公开一种高压电磁力爆破方法，包括以下步骤：

步骤一：根据工程需要在爆破目标上钻孔，打爆破孔6；

步骤二：将爆破金属丝7置入爆破筒1内并将爆破金属丝7的两端分别连接至导线5一端的正负极上；

步骤三：将导线5的另一端穿过爆破杆4的内孔并引出；

步骤四：将膨胀密封筒2、传动筒3套设至爆破杆4外并按照自下向上依次为爆破筒1、膨胀密封筒2、传动筒3的顺序组装成与爆破孔6同直径的长筒；

步骤五：将步骤四中组装完成的长筒按照爆破筒1、膨胀密封筒2、传动筒3的先后顺序放入爆破孔6中；

步骤六：转动传动筒3内的传动杆301将扭矩传递至膨胀密封筒2，膨胀密封筒2径向膨胀并密封隔绝爆破筒1与外部空间；

步骤七：自爆破杆4的管内自外向内注入爆破介质9到爆破筒1内与爆破金属丝7混合；

步骤八：将导线5连接至外部电源8；

步骤九：打开外部电源8，高压电流瞬间气化爆破金属丝7以及填充在爆破筒1内的爆破介质9，在密闭空间中引发爆破，达到爆破目标的目的。

进一步的，所述步骤一中爆破孔6的孔深根据爆破目标以及爆破力度设计进行钻孔，钻孔孔径与爆破筒1外径相同。

进一步的，所述步骤四中，根据孔深选择传动筒3的长度，确保爆破筒1 位于目标爆破深度时爆破杆4外端能够露出爆破孔6的孔口。

进一步的，所述步骤六中，扭矩传递至膨胀密封筒2膨胀并密封隔绝爆破筒1与外部空间后，扭矩保持不变。

实施例

在实际使用时,首先，将爆破装置放入打好的爆破孔6中，使得爆破筒1 抵达预设的爆破位置；其次，将爆破介质9通过爆破杆4内部的中空孔放入爆破筒1内部空间与爆破金属丝7混合。然后，旋转传动杆301，由传动杆301 通过传动法兰302带动膨胀轴203同步转动，膨胀轴203带动旋向相反的膨胀套205相向运动进而撑开膨胀骨架202径向撑开柔性膨胀密封材料201完成膨胀密封筒2的径向密封；第三，通过爆破杆4向爆破筒1内注入爆破介质9, 第四，接通外部电源8至导线5；最后，打开外部电源8，高压电流瞬间气化爆破金属丝7以及填充在爆破筒1内的爆破介质9，在密闭空间中引发爆破。

综上所述，本发明一种高压电磁力爆破装置及爆破方法，通过高压电磁力爆破装置将爆破金属丝及爆破介质在封闭的爆破孔中瞬间气化，产生巨大的高温高压冲击力进行爆破，代替了传统爆破的同时实现了新一代的无炸药爆破技术，同时解决了以往爆破时炸药运输、储存、管理有着极大的安全隐患的问题，因此本发明拥有广泛的应用前景。

本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述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技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种高压电磁力爆破装置，其特征在于，所述高压电磁力爆破装置采用高压电磁力爆破，所述高压电磁力爆破是指在封闭空间中瞬间高压放电，将爆破介质瞬间气化然后在密闭空间中产生爆炸以达到爆破目标的爆破方式，包括爆破筒（1）、膨胀密封筒（2）、传动筒（3）、爆破杆（4），所述爆破筒（1）为底面和侧面封闭、顶面设有开口的薄壁圆筒，所述膨胀密封筒（2）为外层设有柔性膨胀密封材料（201）、内层设有膨胀骨架（202）的圆筒，所述传动筒（3）呈长圆筒型，所述传动筒（3）内部设有同轴的中空的传动杆（301），所述爆破杆（4）为内壁敷设有导线（5）的长直圆管；

所述爆破筒（1）、膨胀密封筒（2）、传动筒（3）自爆破孔（6）内沿轴向自内向外依序排列，所述爆破杆（4）沿轴向穿过膨胀密封筒（2）与传动筒（3），所述爆破筒（1）、膨胀密封筒（2）、传动筒（3）、爆破杆（4）、传动杆（301）同轴，所述爆破杆（4）的下端伸入爆破筒（1）内、上端伸出爆破孔（6）外，所述导线（5）一端的正负极分别连接位于爆破筒（1）内的爆破金属丝（7）的两端，所述导线（5）另一端连接至外部电源（8）；

所述爆破筒（1）用于爆破爆破孔（6），所述膨胀密封筒（2）用于径向膨胀密封爆破孔（6），所述传动筒（3）用于向膨胀密封筒（2）提供膨胀密封的扭矩，爆破时所述外部电源（8）释放高压电流瞬间气化所述爆破金属丝（7）以及填充在爆破筒（1）内的爆破介质（9）引发爆破力冲出爆破筒（1）并爆破爆破孔（6）；

所述膨胀密封筒（2）还包括膨胀轴（203）、膨胀套（204），所述膨胀轴（203）呈沿轴向内部中空的圆筒型，所述膨胀轴（203）外圆周的两端分别螺纹连接膨胀套（204），所述膨胀轴（203）旋转时螺纹驱动膨胀套（204）轴向运动进而撑开所述膨胀骨架（202），所述膨胀骨架（202）径向向外挤压柔性膨胀密封材料（201）沿径向密封爆破孔（6）；

所述传动筒（3）还包括传动法兰（302），所述传动法兰（302）分为上法兰盘（303）与下法兰盘（304），所述上法兰盘（303）的底面设有下凸的凸台（305），所述下法兰盘（304）的顶面设有下凹的凹槽（306），所述上法兰盘（303）紧固连接在传动杆（301）的下端，所述下法兰盘（304）紧固连接至膨胀密封筒（2）中的膨胀轴（203）上端，所述凸台（305）沉入所述凹槽（306）内上下啮合后所述传动杆（301）能够将扭矩传递至膨胀密封筒（2）中的膨胀轴（203）上。

2.根据权利要求1所述的一种高压电磁力爆破装置，其特征在于，所述爆破介质（9）包括水。

3.根据权利要求1所述的一种高压电磁力爆破装置，其特征在于，所述爆破金属丝（7）包括铅锑合金保险丝。

4.根据权利要求1所述的一种高压电磁力爆破装置，其特征在于，所述膨胀骨架（202）为形状相同大小相等的瓦状的膨胀片（205）拼接而成的圆筒型，所述膨胀骨架（202）套设在所述膨胀套（204）外，所述膨胀套（204）外侧设有外锥度（206），所述膨胀片（205）内侧设有内锥度（207），所述膨胀套（204）受力沿轴向运动时所述外锥度（206）排挤内锥度（207）进而径向撑开膨胀片（205）。

5.一种高压电磁力爆破方法，采用权利要求1至4任一权利要求所述的一种高压电磁力爆破装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：根据工程需要在爆破目标上钻孔，打爆破孔（6）；

步骤二：将爆破金属丝（7）置入爆破筒（1）内并将爆破金属丝（7）的两端分别连接至导线（5）一端的正负极上；

步骤三：将导线（5）的另一端穿过爆破杆（4）的内孔并引出；

步骤四：将膨胀密封筒（2）、传动筒（3）套设至爆破杆（4）外并按照自下向上依次为爆破筒（1）、膨胀密封筒（2）、传动筒（3）的顺序组装成与爆破孔（6）同直径的长筒；

步骤五：将步骤四中组装完成的长筒按照爆破筒（1）、膨胀密封筒（2）、传动筒（3）的先后顺序放入爆破孔（6）中；

步骤六：转动传动筒（3）内的传动杆（301）将扭矩传递至膨胀密封筒（2），膨胀密封筒（2）径向膨胀并密封隔绝爆破筒（1）与外部空间；

步骤七：自爆破杆（4）的管内自外向内注入爆破介质（9）到爆破筒（1）内与爆破金属丝（7）混合；

步骤八：将导线（5）连接至外部电源（8）；

步骤九：打开外部电源（8），高压电流瞬间气化爆破金属丝（7）以及填充在爆破筒（1）内的爆破介质（9），在密闭空间中引发爆破，达到爆破目标的目的。

6.根据权利要求5所述的爆破方法，其特征在于，所述步骤一中爆破孔（6）的孔深根据爆破目标以及爆破力度设计进行钻孔，钻孔孔径与爆破筒（1）外径相同。

7.根据权利要求5所述的爆破方法，其特征在于，所述步骤四中，根据孔深选择传动筒（3）的长度，确保爆破筒（1）位于目标爆破深度时爆破杆（4）外端能够露出爆破孔（6）的孔口。

8.根据权利要求5所述的爆破方法，其特征在于，所述步骤六中，扭矩传递至膨胀密封筒（2）膨胀并密封隔绝爆破筒（1）与外部空间后，扭矩保持不变。