CN114111458B - 一种温控激活静态破碎剂膨胀性能的装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种温控激活静态破碎剂膨胀性能的装置与方法，由封孔装置、控温棒、搅拌桨叶、中央控制系统组成，封孔装置内设置安装孔，控温棒通过安装孔安装在封孔装置内部，控温棒的棒身固定搅拌桨叶，控温棒与中央控制系统相连；控温棒可带动搅拌桨叶一起转动；中央控制系统可同时控制多个控温棒的温度和转动速度，本发明具有方法简单、操作方便等特点。

Description

一种温控激活静态破碎剂膨胀性能的装置与方法
技术领域
本发明涉及静态破碎技术研究领域，具体是一种温控激活静态破碎剂膨胀性能的装置与方法。
背景技术
在城市中心和小规模临时建筑物的拆除等不适合使用炸药爆破的工程领域，静态破碎技术有着广泛的应用，以破碎岩石为例，施工步骤如下：
第一步：测试岩石的基本物理力学性质，包括含水率、干密度、抗拉强度、抗压强度等；
第二步：进行静态破碎参数设计，如孔径、孔距、孔深、排距、静态破碎剂灌注方式等；
第三步：称取所需用量的静态破碎剂干料和水，将二者拌和后形成静态破碎剂浆体，然后按照设计的灌注顺序灌入钻孔中；
第四步：利用炮泥或封孔设备将钻孔封住，待岩石破碎后，清理岩石碎块。
从以上施工步骤可以看出，在第三步进行静态破碎剂浆体的拌和与灌注时，静态破碎剂干料与水拌和后，需要在很短的时间内灌注到钻孔内部，否则就会因膨胀而降低其破碎性能，因此，在现场进行多钻孔共同灌注或间隔时间灌注静态破碎剂浆体时，存在以下缺点：
(1)不能实现多个钻孔一起灌注静态破碎剂浆体；
(2)先灌注静态破碎剂浆体的钻孔，由于孔内温度上升过快，可能出现喷孔现象，造成施工人员在后续进行灌孔时，喷出的静态破碎剂浆体可能喷射到人员的皮肤表面，造成安全隐患；
(3)若在工程设计时，需要每隔一段时间灌注一定数量或位置的钻孔，则目前的施工方式只能多次拌和静态破碎剂干料与水，增加工序、降低效率且容易造成原材料的浪费。
鉴于此，需要改变现有技术中在孔外将静态破碎剂干料与水混合的方案，发明一种温控激活静态破碎剂膨胀性能的装置与方法，以实现使用温控在钻孔内形成静态破碎剂浆体的目的。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种温控激活静态破碎剂膨胀性能的装置与方法，利用该装置与方法，能够实现使用温控在钻孔内形成静态破碎剂浆体的目的。本发明具有方法简单、操作方便等特点。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种温控激活静态破碎剂膨胀性能的装置，是由封孔装置、控温棒、搅拌桨叶、中央控制系统组成。其中，封孔装置内设置安装孔，控温棒通过安装孔安装在封孔装置内部，控温棒的棒身固定搅拌桨叶，控温棒与中央控制系统相连；控温棒可带动搅拌桨叶一起转动；中央控制系统可同时控制多个控温棒的温度和转动速度。
一种温控激活静态破碎剂膨胀性能的方法，包括以下步骤：
第一步，制备有机相变材料封存静态破碎剂胶囊；
第二步，按照设计的水剂比，将所需用量的有机相变材料封存静态破碎剂胶囊加入对应的钻孔内，再将所需水剂比的用水量也加入对应的钻孔内；
第三步，将控温棒通过安装孔安装在封孔装置内部，使用封孔装置将钻孔封住，将每个钻孔位置的控温棒与中央控制系统相连；
第四步，对于需要静态破碎剂膨胀的钻孔，通过中央控制系统控制位于该钻孔的控温棒，开启加热功能和转动功能，使控温棒的温度提高并使控温棒带动搅拌桨叶共同转动，此时钻孔内水的温度随控温棒温度的提高逐渐升高，且水和有机相变材料封存静态破碎剂胶囊会随之旋转运动，当温度超过有机相变材料胶囊的相变温度时，胶囊会发生固液相变，从而释放其内部的静态破碎剂干料，随着搅拌的进行，静态破碎剂干料与水混合，形成静态破碎剂浆体；
第五步，待浆体拌和均匀后，使用中央控制系统关闭控温棒的加热功能并使其停止转动，然后开启降温功能，能够有效地控制钻孔内静态破碎剂浆体的上升温度，再配合封孔装置，可有效的防止喷孔现象，待被破碎体破碎完成后，将封孔装置、控温棒、搅拌桨叶拔出，以待下次继续使用。
上述方法中，所述的有机相变材料封存静态破碎剂胶囊的粒径为5～7mm；所述的有机相变材料的相变温度为30～50℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
通过使用有机相变材料封存静态破碎剂胶囊，能够在胶囊和水加入到钻孔内部后，胶囊内部的静态破碎剂干料不与水提前发生反应；通过控温棒的加热功能，能够使钻孔内水的温度逐渐升高，当胶囊的温度超过有机相变材料的相变温度时，胶囊会发生固液相变，从而释放其内部的静态破碎剂干料；通过控温棒带动搅拌桨叶转动，可搅拌静态破碎剂干料与水，形成静态破碎剂浆体；待静态破碎剂浆体拌和均匀后，通过中央控制系统开启控温棒的降温功能，能够有效地控制钻孔内静态破碎剂浆体的上升温度，再配合封孔装置，可有效的防止喷孔现象；最后实现使用温控在钻孔内形成静态破碎剂浆体，这样就能够通过中央控制系统，控制多个钻孔内的控温棒同时升温和转动，使得多个钻孔内部的静态破碎剂浆体共同膨胀；同时通过中央控制系统在不同的时间差控制钻孔内的控温棒的升温和转动，实现在需要的时间使所需的钻孔内静态破碎剂膨胀的目的，避免了在每隔一段时间灌注一定数量钻孔时的多次工作、效率低以及浪费原材料的缺点。
附图说明
图1是本发明的一种温控激活静态破碎剂膨胀性能的装置的结构示意图。
图2是本发明的一种温控激活静态破碎剂膨胀性能的装置使用时的示意图。
图3是本发明的技术流程图。
图中标号说明：1-有机相变材料封存静态破碎剂胶囊，2-封孔装置，3-控温棒，4-搅拌桨叶，5-中央控制系统，6-被破碎体。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明专利做进一步的详细说明，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。
实施例：
如图1～图3是温控激活静态破碎剂膨胀性能的装置的结构示意图和使用时的示意图，以及本发明的技术流程图。
一种温控激活静态破碎剂膨胀性能的装置，是由封孔装置(2)、控温棒(3)、搅拌桨叶(4)、中央控制系统(5)组成。其中，封孔装置(2)内设置安装孔，控温棒(3)通过安装孔安装在封孔装置(2)内部，控温棒(3)的棒身固定搅拌桨叶(4)，控温棒(3)与中央控制系统(5)相连；控温棒(3)可带动搅拌桨叶(4)一起转动；中央控制系统(5)可同时控制多个控温棒(3)的温度和转动速度。
一种温控激活静态破碎剂膨胀性能的方法，包括以下步骤：
第一步，制备有机相变材料封存静态破碎剂胶囊(1)，胶囊的粒径为5～7mm；有机相变材料的相变温度为30～50℃；
第二步，按照设计的静态破碎参数，在被破碎体(6)上进行钻孔，并将孔内的碎屑和杂质清理干净；
第三步，按照设计的水剂比，将所需用量的有机相变材料封存静态破碎剂胶囊(1)加入对应的钻孔内，再将所需水剂比的用水量也加入对应的钻孔内；
第四步，将控温棒(3)通过安装孔安装在封孔装置(2)内部，使用封孔装置(2)将钻孔封住，将每个钻孔位置的控温棒(3)与中央控制系统(5)相连；
第五步，对于需要静态破碎剂膨胀的钻孔，通过中央控制系统(5)控制位于该钻孔的控温棒(3)，开启加热功能和转动功能，使控温棒(3)的温度提高并使控温棒(3)带动搅拌桨叶(4)共同转动，此时钻孔内水的温度随控温棒(3)温度的提高逐渐升高，且水和有机相变材料封存静态破碎剂胶囊(1)会随之旋转运动，当温度超过有机相变材料胶囊的相变温度时，胶囊会发生固液相变，从而释放其内部的静态破碎剂干料，随着搅拌的进行，静态破碎剂干料与水混合，形成静态破碎剂浆体；
第六步，待浆体拌和均匀后，使用中央控制系统(5)关闭控温棒(3)的加热功能并使其停止转动，然后开启降温功能，能够有效地控制钻孔内静态破碎剂浆体的上升温度，再配合封孔装置(2)，可有效的防止喷孔现象，待被破碎体(6)破碎完成后，将封孔装置(2)、控温棒(3)、搅拌桨叶(4)拔出，以待下次继续使用。

Claims (2)

1.一种温控激活静态破碎剂膨胀性能的方法，包括以下步骤：
第一步，制备有机相变材料封存静态破碎剂胶囊(1)；
第二步，按照设计的水剂比，将所需用量的有机相变材料封存静态破碎剂胶囊(1)加入对应的钻孔内，再将所需水剂比的用水量的水也加入对应的钻孔内；
第三步，将若干搅拌桨叶(4)固定在控温棒(3)的棒身上，将控温棒(3)通过封孔装置(2)内的安装孔安装在封孔装置(2)内部，使用封孔装置(2)将钻孔封住，将每个钻孔位置的控温棒(3)与中央控制系统(5)相连；
第四步，对于需要静态破碎剂膨胀的钻孔，通过中央控制系统(5)控制位于该钻孔的控温棒(3)，开启加热功能和转动功能，使控温棒(3)的温度提高并使控温棒(3)带动搅拌桨叶(4)共同转动，此时钻孔内水的温度随控温棒(3)温度的提高逐渐升高，且水和有机相变材料封存静态破碎剂胶囊(1)会随之旋转运动，当温度超过有机相变材料封存静态破碎剂胶囊的相变温度时，有机相变材料封存静态破碎剂胶囊会发生固液相变，从而释放其内部的静态破碎剂干料，随着搅拌的进行，静态破碎剂干料与水混合，形成静态破碎剂浆体；
第五步，待浆体拌和均匀后，使用中央控制系统(5)关闭控温棒(3)的加热功能并使其停止转动，然后开启控温棒(3)的降温功能，能够有效地控制钻孔内静态破碎剂浆体的上升温度，再配合封孔装置(2)，可有效的防止喷孔现象，待被破碎体(6)破碎完成后，将封孔装置(2)、控温棒(3)、搅拌桨叶(4)拔出，以待下次继续使用。
2.一种用于实现权利要求1所述的温控激活静态破碎剂膨胀性能的方法的装置，是由封孔装置(2)、控温棒(3)、搅拌桨叶(4)、中央控制系统(5)组成，其特征在于，封孔装置(2)内设置安装孔，控温棒(3)通过安装孔安装在封孔装置(2)内部，控温棒(3)的棒身固定搅拌桨叶(4)，控温棒(3)与中央控制系统(5)相连；控温棒(3)可带动搅拌桨叶(4)一起转动；控温棒(3)同时具有加热功能和降温功能，中央控制系统(5)可同时控制多个控温棒(3)的温度和转动速度。
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