CN207048780U - 二氧化碳致裂器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种二氧化碳致裂器，涉及二氧化碳相变膨胀破岩技术领域，解决的问题是通过在主管上设置第一排气装置和第二排气装置，使主管腔体内的空气在热力环流遇冷下沉和充装压力的双重作用下从第一排气装置和第二排气装置溢出，使充装液态二氧化碳和排气同步进行并同时完成。主要技术方案为：充装阀；主管，与充装阀连接，主管包括用于盛装液态二氧化碳的腔体，第一排气装置和第二排气装置，第一排气装置设置在主管的上部并与腔体连通，第二排气装置设置在主管的下部并与所述腔体连通；泄能阀，与主管连接并通过定压剪切片与腔体连接；本实用新型主要用于爆破岩体。
Description
技术领域
本实用新型涉及二氧化碳相变膨胀破岩技术领域，尤其涉及一种二氧化碳致裂器。
背景技术
液态二氧化碳在外部激发能量作用下会由液态转为气态，发生液―气相变，体积发生膨胀，通过控制激发能量的大小及液―气相变的时机，可使二氧化碳气体介质瞬间膨胀，产生机械能对外做功，该机械能作用于岩体，可实现二氧化碳相变膨胀破岩。
二氧化碳致裂器主要由主体管、充装阀、泄能阀、定压剪切片、发热装置、激发器等组成。其中主体管用于盛装液态二氧化碳并提供形成高压状态的腔体。由于这个腔体有空气存在，在对主体管充装液态二氧化碳时应对主体管腔体进行抽真空处理，否则腔体内的空气会对充装形成阻力，不仅影响充装速度，而且会严重影响充装质量。
现有技术对二氧化碳致裂器主体管腔体进行抽空排气的方法是在充装阀上制作一个排气孔，在充装前先打开排气孔，进行2―3次试充排气洗管，然后拧上充装阀上排气孔压帽进行正式充装。这种方法虽然对排除主体管腔体内空气有一定帮助，但仍不能达到排净腔体内全部空气的目的，以至不仅充装量达不到设计要求，影响膨胀破岩效果，而且每次充装前须进行2―3次试充排气，既影响了充装速度，又增加了劳动强度。
发明内容
有鉴于此，本实用新型实施例提供一种二氧化碳致裂器，主要目的是通过在主管上设置第一排气装置和第二排气装置，再结合“热力环流”―即空气遇热膨胀遇冷下沉的原理，使主管腔体内的空气在热力环流遇冷下沉和充装压力的双重作用下从第一排气装置和第二排气装置溢出，不仅使充装液态二氧化碳和排气同步进行并同时完成，而且可以充分地排除主体管腔体内的全部空气，达到快速充装，增加充装量的目的。
为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：
一方面，本实用新型实施例提供了一种二氧化碳致裂器，包括：
充装阀；
主管，与所述充装阀连接，所述主管包括用于盛装液态二氧化碳的腔体，第一排气装置和第二排气装置，所述第一排气装置设置在所述主管的上部并与所述腔体连通，所述第二排气装置设置在所述主管的下部并与所述腔体连通；
泄能阀，与所述主管连接并通过定压剪切片与所述腔体连接；
其中，所述腔体内设置有加热装置，所述加热装置对所述腔体内的液态二氧化碳加热，使液态二氧化碳气化并膨胀，所述液态二氧化碳气化并膨胀到一定压力时产生的机械能使所述定压剪切片破裂。
如前所述的，所述第一排气装置设置在所述充装阀与所述腔体之间；
所述第二排气装置设置在所述腔体与所述泄能阀之间。
如前所述的，所述第一排气装置包括第一排气孔和用于密封第一排气孔的第一密封件，所述第一排气孔与所述腔体连通；
所述第二排气装置包括第二排气孔和用于密封第二排气孔的第二密封件，所述第二排气孔与所述腔体连通。
如前所述的，所述第一排气孔的孔径为2mm～10mm；
所述第二排气孔的孔径为2mm～10mm。
如前所述的，所述第一排气孔的锥度为5°～25°；
所述第二排气孔的锥度为5°～25°。
如前所述的，所述第一排气装置和所述第二排气装置之间的距离为500mm～1500mm。
如前所述的，所述主管内设置有与所述腔体连通的充装通道；所述充装阀通过充装通道与所述腔体连接；所述第一排气装置通过充装通道与所述腔体连通。
如前所述的，所述主管内设置有与所述腔体连通的泄能通道；所述泄能阀通过定压剪切片和泄能通道与所述腔体连接；所述第二排气装置通过泄能通道与所述腔体连通。
如前所述的，所述充装阀和所述泄能阀均与所述主管旋合连接。
借由上述技术方案，本实用新型二氧化碳致裂器至少具有以下优点：
本实用新型的二氧化碳致裂器通过在主管上设置第一排气装置和第二排气装置，再结合“热力环流”―即空气遇热膨胀遇冷下沉的原理，使主管腔体内的空气在热力环流遇冷下沉和充装压力的双重作用下从第一排气装置和第二排气装置溢出，从而使充装液态二氧化碳和排气同步进行并同时完成，免去了试充排气工序，不仅大大节省了劳动时间，还节约了原料成本，使每支主管可节约试充所需的液态二氧化碳原料15％左右，并且由于主管腔体内的空气得以充分排净，增加了主管腔体储液空间，不仅相对增加了主体管的释放压力，还增强了膨胀效果，由于毎支主管在现有基础上可多充液态二氧化碳15％以上，膨胀破岩的效果提高三成左右。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本实用新型的实施例提供的一种二氧化碳致裂器的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
如图1所示，本实用新型的一个实施例提出的一种二氧化碳致裂器，其包括：
充装阀1，主管2，泄能阀3，定压剪切片4和加热装置5，其中，
主管2，与充装阀1连接，主管2包括用于盛装液态二氧化碳的腔体21，第一排气装置22和第二排气装置23，第一排气装置22设置在主管2的上部并与腔体21连通，第二排气装置23设置在主管2的下部并与腔体21连通；
泄能阀3，与主管2连接并通过定压剪切片4与腔体21连接；
其中，加热装置5设置在腔体21内，加热装置5对腔体21内的液态二氧化碳加热，使液态二氧化碳气化并膨胀，当液态二氧化碳气化并膨胀到一定压力时产生的机械能使定压剪切片4破裂。
具体的，使用二氧化碳致裂器爆破岩体时，在充装液态二氧化碳前，先打开第一排气装置和第二排气装置，然后通过充装阀向腔体内充装液态二氧化碳，腔体内的空气在热力环流遇冷下沉和充装压力的双重作用下从第一排气装置和第二排气装置溢出，当腔体内空气充分排净时，关闭第一排气装置和第二排气装置，液态二氧化碳充装完毕，检查第一排气装置和第二排气装置有无泄漏，让盛装有液态二氧化碳的主管处于密闭状态，完成膨胀破准备工作，打开加热装置，加热装置对腔体内的液态二氧化碳加热，使液态二氧化碳气化并膨胀，当液态二氧化碳气化并膨胀到一定压力时产生的机械能使定压剪切片破裂，并通过泄能阀作用于岩体，实现二氧化碳致裂器的破岩。
本实用新型实施例的二氧化碳致裂器通过在主管上设置第一排气装置和第二排气装置，再结合“热力环流”―即空气遇热膨胀遇冷下沉的原理，使主管腔体内的空气在热力环流遇冷下沉和充装压力的双重作用下从第一排气装置和第二排气装置溢出，从而使充装液态二氧化碳和排气同步进行并同时完成，免去了试充排气工序，不仅大大节省了劳动时间，还节约了原料成本，使每支主管可节约试充所需的液态二氧化碳原料15％左右，并且由于主管腔体内的空气得以充分排净，增加了主管腔体储液空间，不仅相对增加了主体管的释放压力，还增强了膨胀效果，由于毎支主管在现有基础上可多充液态二氧化碳15％以上，膨胀破岩的效果提高三成左右。
进一步的，如图1所示，第一排气装置22设置在充装阀1与腔体21之间；第二排气装置23设置在腔体21与泄能阀3之间，该结构的设计结合“热力环流”―即空气遇热膨胀遇冷下沉的原理，使主管腔体内的空气在热力环流遇冷下沉和充装压力的双重作用下从第一排气装置和第二排气装置溢出。
进一步的，如图1所示，第一排气装置22包括第一排气孔221和用于密封第一排气孔221的第一密封件222，第一排气孔221与腔体21连通；第二排气装置23包括第二排气孔231和用于密封第二排气孔231的第二密封件232，第二排气孔231与腔体21连通，其中，第一密封件222和第二密封件232的材质须满足抗压、密实、无泄漏的技术要求，该结构中的第一排气孔221和第二排气孔231的设置用于充分排净腔体内的空气，第一密封件222和第二密封件232的设置用于液态二氧化碳充装完毕后使主体管处于盛装液态二氧化碳密闭状态，为膨胀破岩做好准备工作。
进一步的的，为了满足排净腔体内空气的工艺要求，第一排气孔221的孔径为2mm～10mm；第一排气孔的锥度为5°～25°；第二排气孔231的孔径为2mm～10mm；第二排气孔的锥度为5°～25°。
进一步的，为了满足排净腔体内空气的工艺要求，第一排气装置22和第二排气装置23之间的距离为500mm～1500mm。
进一步的，如图1所示，主管2内设置有与腔体21连通的充装通道24，充装阀1通过充装通道24与腔体21连接，第一排气装置22通过充装通道24与腔体21连通，充装通道24的设计方便液态二氧化碳的充装。
进一步的，如图1所示，主管2内设置有与腔体21连通的泄能通道25，泄能阀3通过定压剪切片4和泄能通道25与腔体21连接，第二排气装置23通过泄能通道25与腔体21连通。
进一步的，充装阀1和泄能阀3均与主管2旋合连接。
本实用新型实施例通过在主管上设置第一排气装置和第二排气装置，再结合“热力环流”―即空气遇热膨胀遇冷下沉的原理，使主管腔体内的空气在热力环流遇冷下沉和充装压力的双重作用下从第一排气装置和第二排气装置溢出，从而使充装液态二氧化碳和排气同步进行并同时完成，免去了试充排气工序，不仅大大节省了劳动时间，还节约了原料成本，使每支主管可节约试充所需的液态二氧化碳原料15％左右，并且由于主管腔体内的空气得以充分排净，增加了主管腔体储液空间，不仅相对增加了主体管的释放压力，还增强了膨胀效果，由于毎支主管在现有基础上可多充液态二氧化碳15％以上，膨胀破岩的效果提高三成左右。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种二氧化碳致裂器，其特征在于，包括：
充装阀；
主管，与所述充装阀连接，所述主管包括用于盛装液态二氧化碳的腔体，第一排气装置和第二排气装置，所述第一排气装置设置在所述主管的上部并与所述腔体连通，所述第二排气装置设置在所述主管的下部并与所述腔体连通；
泄能阀，与所述主管连接并通过定压剪切片与所述腔体连接；
其中，所述腔体内设置有加热装置，所述加热装置对所述腔体内的液态二氧化碳加热，使液态二氧化碳气化并膨胀，所述液态二氧化碳气化并膨胀到一定压力时产生的机械能使所述定压剪切片破裂。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，
所述第一排气装置设置在所述充装阀与所述腔体之间；
所述第二排气装置设置在所述腔体与所述泄能阀之间。
3.根据权利要求1或2所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，
所述第一排气装置包括第一排气孔和用于密封第一排气孔的第一密封件，所述第一排气孔与所述腔体连通；
所述第二排气装置包括第二排气孔和用于密封第二排气孔的第二密封件，所述第二排气孔与所述腔体连通。
4.根据权利要求3所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，
所述第一排气孔的孔径为2mm～10mm；
所述第二排气孔的孔径为2mm～10mm。
5.根据权利要求3所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，
所述第一排气孔的锥度为5°～25°；
所述第二排气孔的锥度为5°～25°。
6.根据权利要求1或2所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，所述第一排气装置和所述第二排气装置之间的距离为500mm～1500mm。
7.根据权利要求2所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，
所述主管内设置有与所述腔体连通的充装通道；
所述充装阀通过充装通道与所述腔体连接；
所述第一排气装置通过充装通道与所述腔体连通。
8.根据权利要求2所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，
所述主管内设置有与所述腔体连通的泄能通道；
所述泄能阀通过定压剪切片和泄能通道与所述腔体连接；
所述第二排气装置通过泄能通道与所述腔体连通。
9.根据权利要求1所述的二氧化碳致裂器，其特征在于，
所述充装阀和所述泄能阀均与所述主管旋合连接。
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