CN205369244U - 一种铝热高温熔断器 - Google Patents

Abstract

一种铝热高温熔断器，包括铝热熔断腔，所述铝热熔断腔由上盘、下盘和圆管侧壁围设形成，所述上盘和所述下盘设有安装孔用于供锚索或锚杆装设，所述铝热熔断腔内具有铝热剂，所述铝热熔断腔内设有电子点火头，为所述铝热剂点火，以熔断所述锚索或锚杆。上述铝热高温熔断器安装于锚索或锚杆的任意位置，可以实现任意束数、长度、部位、直径锚索或锚杆的回收，可广泛使用，且在铝热熔断腔内采用铝热剂发生反应，其点燃温度较高，足以熔化锚索或锚杆，且反应发生在基坑土体内，安全可靠。

Description

一种铝热高温熔断器

技术领域

本实用新型属于土木工程技术领域，特别是涉及一种铝热高温熔断器。

背景技术

随着大型交通水利工程、工业建筑、高层和超高层建筑和城市地下工程的建设，将出现大量的深基坑和超深基坑工程。桩锚支护是常见的基坑支护体系。目前，锚索或锚杆作为临时性支护结构通常情况下不进行回收，现有的一种锚杆回收方法是在锚杆的底部装设锚头，回收时直接拔出锚杆，这种方法只能对整根锚杆进行回收，且拔出需要很大的力量，很有可能无法拔出，因此锚杆的回收应用并不广泛，大多数锚杆不进行回收，造成了资源的浪费，增加了成本。

因此，有必要设计一种更好的锚杆回收装置，以解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种可以回收任意束数、长度、部位、直径的锚索或锚杆的铝热高温熔断器。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种铝热高温熔断器，包括铝热熔断腔，所述铝热熔断腔由上盘、下盘和圆管侧壁围设形成，所述上盘和所述下盘设有安装孔用于供锚索或锚杆装设，所述铝热熔断腔内具有铝热剂，所述铝热熔断腔内设有电子点火头，为所述铝热剂点火，以熔断所述锚索或锚杆。

进一步，所述上盘的安装孔为圆柱孔，所述下盘的安装孔为锥形孔，所述锥形孔内设有夹片，用于固定所述锚索或锚杆。

进一步，所述上盘设有固定孔供所述电子点火头安装，所述电子点火头的一端伸入所述铝热熔断腔内，另一端具有导线外接电源，所述导线对所述电子点火头供电。

进一步，所述电子点火头加入氯酸钾与镁粉作为引燃剂。

进一步，所述上盘与所述下盘之间通过螺栓固定，所述上盘和所述下盘分别设有卡槽，所述圆管侧壁的上下两端分别卡入所述卡槽内。

进一步，所述铝热剂为铝粉与三氧化二铁粉末的混合物。

进一步，所述锚索或锚杆及所述电子点火头与所述上盘、所述下盘之间的间隙涂设密封胶。

进一步，所述锚索或锚杆露出所述上盘外的部分套设塑料软管并刷有润滑油。

进一步，所述电子点火头起爆电流不小于0.8安培。

本实用新型的有益效果：

本实用新型采用铝热高温熔断器安装于锚索或锚杆的任意位置，可以实现任意束数、长度、部位、直径锚索或锚杆的回收，可广泛使用，且在铝热熔断腔内采用铝热剂发生反应，其点燃温度较高，足以熔化锚索或锚杆，且反应发生在基坑土体内，安全可靠。

附图说明

图1为本实用新型铝热高温熔断器的结构示意图；

图2为本实用新型铝热高温熔断器的俯视图；

图3为本实用新型铝热高温熔断器及锚索或锚杆装于锚孔内的结构示意图；

图4为本实用新型铝热高温熔断器回收锚索或锚杆的流程图；

图中，1—上盘、2—下盘、3—圆管侧壁、4—铝热熔断腔、5—安装孔、6—固定孔、7—夹片、8—铝热剂、9—电子点火头、10—导线、11—螺栓、12—卡槽、13—锚索或锚杆、14—锚孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

如图1及图2，本实用新型提供一种铝热高温熔断器，用于将锚索或锚杆13熔断，以对锚索或锚杆13进行回收。熔断器包括铝热熔断腔4，设于铝热熔断腔4一侧的电子点火头9及位于铝热熔断腔4内的铝热剂8。

铝热熔断腔4由上盘1、下盘2和圆管侧壁3围设形成，上盘1和下盘2分别设有安装孔5用于供锚索或锚杆13装设，上盘1的安装孔5为圆柱孔，锚索或锚杆13可以沿圆柱孔被抽出，下盘2的安装孔5为锥形孔，锥形孔内设有夹片7，用于固定所述锚索或锚杆13。上盘1与下盘2之间通过螺栓11固定，上盘1和下盘2分别设有卡槽12，圆管侧壁3的上下两端分别卡入卡槽12内，因此可以保证上盘1、下盘2与圆管侧壁3之间连接的稳固性和密封性。上盘1上还设有固定孔6供电子点火头9安装，为了保证密封性，锚索或锚杆13与安装孔5、电子点火头9与固定孔6之间的间隙涂设密封胶。上盘1、下盘2、圆筒侧壁3的厚度和直径可以根据锚索或锚杆13的束数、直径及拉力计算后确定，计算过程为：圆形壁视为轴向受压圆管构件，进行其轴向抗压应力验算(σ＝N/A＜[σ])及圆管构件受压稳定性验算(根据其径厚比D/t、长细比L/D进行整体屈服或局部屈服稳定性验算)。上盘1、下盘2上安装孔5数量和直径可根据锚索或锚杆13的束数和直径确定。

电子点火头9采用桥丝，其中加入氯酸钾(KClO₃)与镁粉(Mg)作为引燃剂，电子点火头9的一端伸入所述铝热熔断腔4内，另一端具有导线10外接电源，导线10对所述电子点火头9供电，电子点火头9的起爆电流不小于0.8安培，采用电点火器(输出电压为36V)供电。

铝热剂8放置于铝热熔断腔4内，铝热剂9采用铝粉(Al)与金属氧化物三氧化二铁粉末(Fe₂O₃)混合物，铝热反应化学方程式为2Al+Fe₂O₃＝Al₂O₃+2Fe+热量，在此说明金属氧化物可采用但不限于Fe₂O₃。铝热剂9用量可以根据锚索或锚杆13的数量及材料性质确定并调整配比，以保证在发生铝热反应时产生的热量足以熔断锚索或锚杆13。铝热剂用量计算可根据熔断腔内锚杆(锚索)达到其熔点所需要的热量(Energy＝SHC×Mass×TempCh即热量＝质量×比热×温度变化)，再依据盖斯定律进行计算2Al+Fe₂O₃＝Al₂O₃+2Fe的反应热，ΔH＝-1675.7kJ/mol-(-822.1kJ/mol)＝-853.6kJ/mol，并根据试验确定热量损失数值，最后求出铝热剂用量。

采用上述铝热高温熔断器安装于锚索或锚杆13的任意位置，可以实现任意束数、长度、部位、直径锚索或锚杆13的回收，可广泛使用。

采用上述铝热高温熔断器及锚索或锚杆13进行锚固及回收锚索或锚杆13的方法如下：

如图3及图4，先进行施工准备，基坑土方开挖至锚索或锚杆13标高下0.3米处预留锚索或锚杆13的工作平台，宽度要求在6.0米以上，施工平台要求平整，确保锚索或锚杆13施工正常进行。并合理布置施工机械、输送管路和电力线路位置，确保施工场地的“三通一平”，做好灰浆拌制设备、灰浆储存设备、灰浆输送设备组成的灰浆拌制系统。

在基坑侧壁开设锚孔14供锚索或锚杆13装设，经过复测验线定位合格后，采用锚杆钻机开设锚孔14，锚孔14孔径按设计要求进行，对钻机进行调平、对中，调整钻机的成孔角度，成孔过程中确保不塌孔缩颈，使设备运转正常，校验钻杆长度，成孔至设计深度。

然后安装锚索或锚杆13及铝热高温熔断器，将熔断器安装于锚索或锚杆13的待熔位置，利用夹片7固定于锚索或锚杆13。将带有熔断器的锚索或锚杆13安装于锚孔14中，上盘1位于靠近锚孔14开口侧，下盘2位于靠近锚孔14孔底侧。其中上盘1至锚孔14孔口端之间的锚索或锚杆13应套塑料软管并涂刷润滑油，以防潮防锈，从而减少回收时的摩擦阻力。电子点火头9的导线10延伸至锚孔14孔口端，以回收时用于向电子点火头9供电，电子点火头9起爆电流不小于0.8安培。锚索或锚杆13与安装孔5之间的缝隙、电子点火头9与固定孔6之间的缝隙可涂密封胶，防止铝热剂受潮，影响铝热反应，致使回收失败。若锚索或锚杆13需要全长回收，熔断器安装于锚索或锚杆13的底部，并置于锚孔14孔底，若不需要全长回收，熔断器可置于锚索或锚杆13的任意位置，保证其上盘1位于靠近锚孔14开口侧，下盘2位于靠近锚孔14孔底侧即可。

安置锚索或锚杆13并注浆，锚索或锚杆13及熔断器安装完成后，安置锚索或锚杆13，并同时将注浆管放入锚孔14内，然后注浆，注浆量、注浆材料及注浆压力按设计要求进行。

回收锚索或锚杆13，基坑使用完成后，即锚索或锚杆13使用完毕后，采用电点火器(起爆电流不小于0.8安培，输出电压为36V直流)通过导线10向电子点火头9供电，电子点火头9为铝热剂提供起爆温度，铝热剂8发生反应产生热量熔断所述锚索或锚杆13，然后在锚孔14开口端拔出锚索或锚杆13，完成回收。

针对本实用新型进行了铝热熔断试验，铝热试验是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法。可简单认为是铝与金属氧化物在高热条件下发生的反应。它是一个放热反应，引燃后放出足够的热量引发金属氧化物和铝粉的反应。试验参表1：

表1铝热熔断试验

注：1x7φ5是指1束直径15.2mm(7根直径5mm的高强钢丝组成)的钢绞线；2x7φ5是指2束直径15.2mm(7根直径5mm的高强钢丝组成)的钢绞线；1xφ18是指1根直径为18mm的HRB335螺纹钢。

试验中锚索或锚杆13熔断部位呈熔融状态，在施加拉力时可在10s～17s熔断，证明铝热高温熔断器熔断锚索或锚杆13以回收锚索或锚杆13的方法是可行有效的。

本实用新型采用铝热高温熔断器置于锚索或锚杆13的任意位置，可回收任意束数、长度、部位、直径锚索或锚杆13，可广泛使用于基坑中锚索或锚杆13的回收再利用，避免资源浪费。在铝热熔断腔4内采用铝热剂8发生反应，其点燃温度较高，足以熔化锚索或锚杆13，且反应发生在基坑土体内，安全可靠。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种铝热高温熔断器，其特征在于，包括：铝热熔断腔，所述铝热熔断腔由上盘、下盘和圆管侧壁围设形成，所述上盘和所述下盘设有安装孔用于供锚索或锚杆装设，所述铝热熔断腔内具有铝热剂，所述铝热熔断腔内设有电子点火头，为所述铝热剂点火，以熔断所述锚索或锚杆。

2.根据权利要求1所述的铝热高温熔断器,其特征在于：所述上盘的安装孔为圆柱孔，所述下盘的安装孔为锥形孔，所述锥形孔内设有夹片，用于固定所述锚索或锚杆。

3.根据权利要求1所述的铝热高温熔断器,其特征在于：所述上盘设有固定孔供所述电子点火头安装，所述电子点火头的一端伸入所述铝热熔断腔内，另一端具有导线外接电源，所述导线对所述电子点火头供电。

4.根据权利要求1所述的铝热高温熔断器,其特征在于：所述上盘与所述下盘之间通过螺栓固定，所述上盘和所述下盘分别设有卡槽，所述圆管侧壁的上下两端分别卡入所述卡槽内。

5.根据权利要求1所述的铝热高温熔断器,其特征在于：所述锚索或锚杆及所述电子点火头与所述上盘、所述下盘之间的间隙涂设密封胶。

6.根据权利要求1所述的铝热高温熔断器,其特征在于：所述锚索或锚杆露出所述上盘外的部分套设塑料软管并刷有润滑油。

7.根据权利要求1所述的铝热高温熔断器,其特征在于：所述电子点火头起爆电流不小于0.8安培。