CN113738330B - 一种高能气体高压充控系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高能气体高压充控系统及控制方法，包括高压充控装置，所述高压充控装置包括壳体、气源碳纤维瓶、充气阀、减压阀、减压前压力表、减压后压力表、第一防爆电磁阀、第二防爆电磁阀、第一高压气控阀和第二高压气控阀。本发明中，气源碳纤维瓶通过第一防爆电磁阀与第二防爆电磁阀分别对第一高压气控阀与第二高压气控阀进行通断控制，进而可以灵活开启、关闭高压输送管路，可实现短时间内的高能气体脉冲连续爆破，在减轻操作工人劳动量的同时，提高安全性能，提高爆破能力和效率。

Description

一种高能气体高压充控系统及控制方法
技术领域
本发明属于爆破设备的技术领域，尤其涉及一种高能气体高压充控系统及控制方法。
背景技术
目前，二氧化碳开采器在国外广泛应用于锅炉清堵、建筑物拆除、特殊区域爆破作业等方面，获得了英国、新西兰等国的安全认定，是国际上一种理念先进、方法安全、效果显著的爆破技术，一方面能够满足矿山爆破的一般需求，另一方面也是一套有效的、安全的煤层瓦斯增抽技术装备，所以二氧化碳致裂器是一种全新的综合性技术装备，由于是一种物理爆破而有着其他技术装备无法比拟的技术优势，能够为我国煤矿的瓦斯防治、煤层气抽采及矿山特殊条件下的开采提供新技术、新工艺，推动我国煤炭行业健康、安全发展。
二氧化碳开采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落煤，解决了以往用炸药爆破开采和预裂中破坏性大，危险性高矿体粉碎等缺点为矿山安全开采和预裂提供可靠保证，广泛适用于煤矿和非煤矿山。每次使用后继续添加所需材料。
但是现有的二氧化碳开采器在实际使用时仍旧存在一些缺点，较为明显的就是存在无法实现短时间内的连续爆破的问题，另外工人在实际操作时具有较大的工作量，同时其安全性能也不够理想。
发明内容
基于上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种高能气体高压充控系统及控制方法，可实现短时间内的高能气体脉冲连续爆破，在减轻操作工人劳动量的同时，提高安全性能，提高爆破能力和效率。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：本发明提供一种高能气体高压充控系统，包括高压充控装置，所述高压充控装置包括壳体、气源碳纤维瓶、充气阀、减压阀、减压前压力表、减压后压力表、第一防爆电磁阀、第二防爆电磁阀、第一高压气控阀和第二高压气控阀，所述气源碳纤维瓶、充气阀、减压阀、减压前压力表、减压后压力表、第一防爆电磁阀、第二防爆电磁阀、第一高压气控阀和第二高压气控阀均设置于壳体内部；所述充气阀设置于气源碳纤维瓶上，所述充气阀的输出端与减压阀连接，所述减压前压力表与减压后压力表均设置于减压阀上，所述减压阀的输出端与第一防爆电磁阀以及第二防爆电磁阀连接，所述第一高压气控阀的输入端连接有高压输送管路，所述第一高压气控阀的输出端连接有控制阀，且同时与第二高压气控阀连接，所述控制阀的输出端连接有高能气体爆破装置，所述第二高压气控阀的输出端连接有高压泄气管路。
优选的，所述第一防爆电磁阀上设置有转换开关，且其输出端与第一高压气控阀连接。
优选的，所述第二防爆电磁阀上设置有泄压开关，且其输出端与第二高压气控阀连接。
本发明还提供一种上述的高能气体高压充控系统的控制方法，包括以下步骤：
S1、通过PLC控制箱开启转换开关，进而打开第一防爆电磁阀，进而开启第一高压气控阀，高压输送管路开始对高能气体爆破装置充气，高能气体爆破装置中的单向阀座开始推进，封住爆破口；
S2、达到爆破所需压力时，通过PLC控制箱关闭转换开关，此时第一防爆电磁阀与第一高压气控阀同样被关闭；
S3、通过PLC控制箱开启泄压开关，进而打开第二防爆电磁阀，此时第二高压气控阀开启，第一高压气控阀与高能气体爆破装置之间管路气体因卸压，压力降低，高能气体爆破装置中的单项阀座回退，爆破口打开，实现高能气体爆破；
S4、循环进行S1、S2以及S3步骤，实现高能气体脉冲连续爆破。
由上，本发明的气源碳纤维瓶通过第一防爆电磁阀与第二防爆电磁阀分别对第一高压气控阀与第二高压气控阀进行通断控制，进而可以灵活开启、关闭高压输送管路，可实现短时间内的高能气体脉冲连续爆破，在减轻操作工人劳动量的同时，提高安全性能，提高爆破能力和效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
图1为本发明的系统结构示意图。
图2为本发明的高压充控装置的立体结构示意图。
图3为本发明的高压充控装置的内部结构示意图。
图4为本发明的高压充控装置的后视结构示意图。
图中：1、气源碳纤维瓶；2、充气阀；3、减压阀；4、减压前压力表；5、减压后压力表；6、第一防爆电磁阀；7、第二防爆电磁阀；8、转换开关；9、泄压开关；10、第一高压气控阀；11、第二高压气控阀；12、高压输送管路；13、控制阀；14、高能气体爆破装置；15、高压泄气管路。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。在所参照的附图中，不同的图中相同或相似的部件使用相同的附图标号来表示。
本发明提供了如图1-4所示的一种高能气体高压充控系统，包括高压充控装置，所述高压充控装置包括壳体、气源碳纤维瓶1、充气阀2、减压阀3、减压前压力表4、减压后压力表5、第一防爆电磁阀6、第二防爆电磁阀7、第一高压气控阀10和第二高压气控阀11，所述气源碳纤维瓶1、充气阀2、减压阀3、减压前压力表4、减压后压力表5、第一防爆电磁阀6、第二防爆电磁阀7、第一高压气控阀10和第二高压气控阀11均设置于壳体内部。
其中，充气阀2设置于气源碳纤维瓶1上，充气阀2的输出端与减压阀3连接，减压前压力表4与减压后压力表5均设置于减压阀3上，减压阀3的输出端与第一防爆电磁阀6以及第二防爆电磁阀7连接，且其输出端与第一高压气控阀10连接，且其输出端与第二高压气控阀11连接，第一高压气控阀10的输入端连接有高压输送管路12，第一高压气控阀10的输出端连接有控制阀13，且同时与第二高压气控阀11连接，控制阀13的输出端连接有高能气体爆破装置14，第二高压气控阀11的输出端连接有高压泄气管路15。
第一防爆电磁阀6上设置有转换开关8，且其输出端与第一高压气控阀10连接。
第二防爆电磁阀7上设置有泄压开关9，且其输出端与第二高压气控阀11连接。
本发明还提供了一种高能气体高压充控系统的控制方法，具体包括以下步骤：
S1、通过PLC控制箱开启转换开关8，进而打开第一防爆电磁阀6，进而开启第一高压气控阀10，高压输送管路12开始对高能气体爆破装置14充气，高能气体爆破装置14中的单向阀座开始推进，封住爆破口；
S2、达到爆破所需压力时，通过PLC控制箱关闭转换开关8，此时第一防爆电磁阀6与第一高压气控阀10同样被关闭；
S3、通过PLC控制箱开启泄压开关9，进而打开第二防爆电磁阀7，此时第二高压气控阀11开启，第一高压气控阀10与高能气体爆破装置14之间管路气体因卸压，压力降低，高能气体爆破装置14中的单项阀座回退，爆破口打开，实现高能气体爆破；
S4、循环进行S1、S2以及S3步骤，实现高能气体脉冲连续爆破。
还需要说明的是：
气源碳纤维瓶1的额定压力为30MPa，工作压力为15MPa，容积为6.8L；
充气阀2的最高进气压力为15MPa，排气压力小于等于2.5MPa；
第一防爆电磁阀6与第二防爆电磁阀7的工作压力为0.5-0.8MPa，控制电压则为AC36V；
第一高压气控阀10与第二高压气控阀11的额定工作压力为100MPa。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种高能气体高压充控系统，其特征在于：包括高压充控装置，所述高压充控装置包括壳体和设置于壳体内部的气源碳纤维瓶(1)、充气阀(2)、减压阀(3)、减压前压力表(4)、减压后压力表(5)、第一防爆电磁阀(6)、第二防爆电磁阀(7)、第一高压气控阀(10)和第二高压气控阀(11)；
所述充气阀(2)设置于气源碳纤维瓶(1)上，所述充气阀(2)的输出端与减压阀(3)连接，所述减压前压力表(4)与减压后压力表(5)均设置于减压阀(3)上，所述减压阀(3)的输出端与第一防爆电磁阀(6)以及第二防爆电磁阀(7)连接，且减压阀(3)的输出端与第一高压气控阀(10)连接，减压阀(3)的输出端与第二高压气控阀(11)连接；所述第一高压气控阀(10)的输入端连接有高压输送管路(12)，所述第一高压气控阀(10)的输出端连接有控制阀(13)，且同时与第二高压气控阀(11)连接，所述控制阀(13)的输出端连接有高能气体爆破装置(14)，所述第二高压气控阀(11)的输出端连接有高压泄气管路(15)；
所述第一防爆电磁阀(6)的输出端与所述第一高压气控阀(10)连接，所述第二防爆电磁阀(7)的输出端与所述第二高压气控阀(11)连接。
2.如权利要求1所述的高能气体高压充控系统，其特征在于，所述第一防爆电磁阀(6)上设置有转换开关(8)。
3.如权利要求2所述的高能气体高压充控系统，其特征在于，所述第二防爆电磁阀(7)上设置有泄压开关(9)。
4.一种如权利要求1至3任一项所述的高能气体高压充控系统的控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、通过PLC控制箱开启转换开关(8)，进而打开第一防爆电磁阀(6)，进而开启第一高压气控阀(10)，高压输送管路(12)开始对高能气体爆破装置(14)充气，高能气体爆破装置(14)中的单向阀座开始推进，封住爆破口；
S2、达到爆破所需压力时，通过PLC控制箱关闭转换开关(8)，此时第一防爆电磁阀(6)与第一高压气控阀(10)同样被关闭；
S3、通过PLC控制箱开启泄压开关(9)，进而打开第二防爆电磁阀(7)，此时第二高压气控阀(11)开启，第一高压气控阀(10)与高能气体爆破装置(14)之间管路气体因卸压，压力降低，高能气体爆破装置(14)中的单向阀座回退，爆破口打开，实现高能气体爆破；
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