CN207123224U - 一种气爆管及气爆系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及爆破技术领域，具体涉及一种气爆管，包括：外管体(1)，内部成型有一蓄能腔(2)，设置有连接高压源并连通蓄能腔的进口(11)和连通蓄能腔以释放高压流体的出口(12)；排泄阀芯(3)，在闭合出口的闭合位置和打开出口的打开位置之间移动；可溃式支撑机构(4)，保持排泄阀芯处于闭合位置的常闭状态，并在蓄能腔内流体压力达到预定值时，解除对排泄阀芯常闭状态的保持作用；压力设定机构(6)，感受蓄能腔中的压力，并在蓄能腔内流体压力达到预定值时，驱动可溃式支撑机构解除对排泄阀芯常闭状态的保持作用。本实用新型提供一种不需要气化剂引燃，引爆方式安全、简单，且爆破威力大、无毒害气体释放的气爆管及气爆系统。

Description

一种气爆管及气爆系统

技术领域

本实用新型涉及爆破技术领域，具体涉及一种气爆管及气爆系统。

背景技术

气体爆破技术是利用易气化的液态或固体物质气化膨胀产生高压气体，使周围介质膨胀做功，并导致破碎，具有无明火、安全、高效的特点。二氧化碳气体爆破器是气体爆破技术中的典型爆破器材，采用二氧化碳气体作为工作介质，通过加温提高管内气压，并在压力达到预定值后冲破节流机构产生气体爆破。由于采用特定气体，需要贮存、运输等消耗，并且采用二氧化碳气体还会对大气产生污染。

为了解决上述技术问题，中国专利文献CN105157493A公开了一种爆破用膨胀管及其爆破方法，包括主管及固定于主管内部的支管，支管内部设置有气化剂及电启动器，主管中填充水或空气。使用时利用远程控制器启动电启动器，引燃支管内的气化剂，气化剂温度升高，高温的支管将主管内部的水或空气高温气化进而发生膨胀，最终实现膨胀管的爆破。虽然在该专利文献中最终实现爆破的是主管中的水或空气，但是仍需要一定的气化剂进行引燃，气化剂包括硝基胍、碱式硝酸铜、三氧化二铁和高氯酸铵，硝基胍是一种炸药与有机合成原料，高氯酸铵是一种强氧化剂，加热分解后产生氯气，不仅污染环境，而且即使气化剂的使用量较少，也会不可避免地存在一定的安全隐患，稍不小心可能引起爆炸，因而造成储存和运输的成本相应较高。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的气爆管的爆破需要一定的气化剂引燃，存在安全隐患和环境污染的缺陷，从而提供一种不需要气化剂引燃，引爆方式安全、简单，且爆破威力大、无毒害气体释放的气爆管及气爆系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种气爆管，包括：

外管体，内部成型有一蓄能腔，设置有连接高压源并连通所述蓄能腔的进口和连通所述蓄能腔以释放高压流体的出口；

排泄阀芯，在闭合所述出口的闭合位置和打开所述出口的打开位置之间移动；

可溃式支撑机构，保持所述排泄阀芯处于所述闭合位置的常闭状态，并在所述蓄能腔内流体压力达到预定值时，解除对所述排泄阀芯常闭状态的保持作用；

压力设定机构，感受所述蓄能腔中的压力，并在所述蓄能腔内流体压力达到预定值时，驱动所述可溃式支撑机构解除对所述排泄阀芯常闭状态的保持作用。

所述的气爆管，所述可溃式支撑机构为成型在所述外管体内，并处于所述排泄阀芯与所述蓄能腔相对一侧的支撑腔，所述高压流体使所述支撑腔中压力先于所述蓄能腔中达到预定值；所述压力设定机构在所述蓄能腔内流体压力达到预定值时，控制所述支撑腔中释放压力；在所述外管体内设有平衡所述排泄阀芯所受所述支撑腔中偏压力保持封闭所述出口的限位结构。

所述的气爆管，所述可溃式支撑机构使所述高压流体首先到达所述支撑腔，并经过所述支撑腔扩散到所述蓄能腔中。

所述的气爆管，所述支撑腔通过设置在所述蓄能腔内，且贯穿所述排泄阀芯的内导管设置在所述外管体内远离所述进口的一端，所述内导管的管腔构成所述支撑腔的一部分；所述压力设定机构包括设置在所述内导管靠近所述进口的一端与所述蓄能腔的进流口之间的控制阀，所述控制阀在控制所述高压源与所述内导管连通而封闭所述蓄能腔，及所述内导管与所述蓄能腔彼此相连而截断高压源之间往复移动，并在高压源不能再向所述支撑腔中输入流体时，同时封闭所述蓄能腔及所述支撑腔，后同时打开所述蓄能腔的进流口及所述内导管靠近所述进口的一端，并至少在所述内导管靠近所述进口的一端形成相对于所述支撑腔内的负压区；其中所述蓄能腔的体积大于所述支撑腔的体积，所述蓄能腔与所述支撑腔的体积之比确定所述预定压力。

所述的气爆管，所述控制阀包括设置在所述蓄能腔进口一端的泄压阀体和滑动安装在所述泄压阀体内的泄压阀芯，以及以所述泄压阀芯为阀体的先导阀体和滑动设置在所述先导阀体内的先导阀芯；所述泄压阀芯在高压进气侧偏压力的作用下封闭成型在所述泄压阀体内连通所述蓄能腔的进流口，而在相对侧偏压力作用下反向移动而连通所述蓄能腔的进流口及所述内导管；所述先导阀芯在高压进气侧偏压力作用下连通高压源与所述内导管，而在相对一侧的偏压力的作用下封闭所述控制阀两侧；所述内导管的管腔靠近所述进口的一端与所述泄压阀体中的阀腔固定连通。

所述的气爆管，所述压力设定机构还包括设置在所述先导阀芯与所述先导阀体之间，与高压进气侧相反对所述先导阀芯施加趋于关闭状态偏压力的第一偏压件；而通过调高所述第一偏压件的偏压力可相应地降低所述蓄能腔中压力的预定值。

所述的气爆管，所述压力设定机构还包括设置在所述支撑腔内，对所述排泄阀芯施加朝向闭合位置的偏压力的第二偏压件；而通过调高所述第二偏压件的偏压力可相应地调高所述蓄能腔中压力的预定值，所述预定值最高不高于高压源压力，或减去第一偏压件的偏压力高压源在所述先导阀上作用力对应的压力余值。

所述的气爆管，所述泄压阀体与所述泄压阀芯之间设有与高压进气一致对所述泄压阀芯施加趋于关闭状态偏压力的第三偏压件。

所述的气爆管，所述泄压阀体为固定设置在所述外管体的进口处的进气端盖，所述进气端盖与所述外管体之间设有密封结构；所述进气端盖中成型有安装所述泄压阀芯的安装腔及相应的所述进流口通道，所述安装腔具有一个适于所述泄压阀芯置入的开口，一个具有流体通路的封盖固定在所述开口上以封闭所述安装腔。

所述的气爆管，所述封盖上还设有高压源连接塞，所述连接塞可拆卸地固定连接所述封盖，并将所述高压源与所述封盖中的所述流体通路连通。

所述的气爆管，所述排泄阀芯可沿所述内导管轴向滑动且相互密封地安装，所述内导管的管口在所述支撑腔中处于所述排泄阀芯的可移动范围之外。

所述的气爆管，所述可溃式支撑机构包括一可沿所述外管体的轴向运动的滑台及设置在所述滑台与所述外管体之间的在支撑位置与解除位置之间移动的支撑件；所述压力设定机构包括设置在所述滑台与所述排泄阀芯之间的限压偏压件；所述限压偏压件对所述排泄阀芯施加趋向于闭合位置的偏压力；在所述蓄能腔内流体压力达到预定值时，在所述排泄阀芯受到所述高压流体的驱动由所述闭合位置向所述打开位置移动时，驱动所述支撑件由支撑位置向解除位置移动。

所述的气爆管，所述支撑件为若干枢转地连接在所述外管体或所述滑台上的转动件，所述转动件朝向所述排泄阀芯的一端成型有与所述排泄阀芯相互作用的第一斜面，所述第一斜面的前端抵靠在所述排泄阀芯远离所述进口的侧壁上；所述转动件还具有在支撑位置适于支撑所述滑台或所述外管体的支撑面。

所述的气爆管，所述支撑件具有复位机构。

所述的气爆管，所述复位机构包括对所述支撑件施加偏压力的复位弹簧。

所述的气爆管，所述进口设置在所述外管体的一端，所述出口设置在远离所述进口的所述外管体的侧壁上。

所述的气爆管，所述流体为气体、液体或气液混合体。

本实用新型还提供了一种气爆系统，包括至少一个上述的气爆管，所述气爆管的进口连通至流体增压装置的出口。

所述的气爆系统，所述气爆管为若干个，若干个气爆管并联在所述流体增压装置的出口。

所述的气爆系统，还具有气源供给的控制装置。

所述的气爆系统，所述流体增压装置为液驱增压装置或气驱增压装置。

所述的气爆系统，所述液驱增压装置包括依次连接的油箱、恒压变量泵和高压蓄能器，所述高压蓄能器与所述外管体的进口连通，用于向所述外管体中输送高压流体。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的气爆管，压力设定机构感受蓄能腔中的压力，并在蓄能腔内流体压力达到预定值时，驱动可溃式支撑机构解除对排泄阀芯常闭状态的保持作用。这样仅依靠控制外管体蓄能腔内的高压流体产生的作用力就能轻松实现气体的爆破，引爆方式安全、简单，且爆破威力大、无毒害气体释放。

2.本实用新型提供的气爆管，可溃式支撑机构使高压流体首先到达支撑腔，并经过支撑腔扩散到蓄能腔中，最终使支撑腔中的压力先于蓄能腔中达到预定值，压力设定机构在蓄能腔内流体压力达到预定值时，控制支撑腔中释放压力，从而驱动排泄阀芯快速打开气爆管出口，产生爆破，不需提高进口高压流体的压力，就能产生所需的爆破效果，降低了生产成本。同时在气体爆破后，排泄阀芯在第二偏压件的偏压力作用下又回到初始位置，封闭气爆管出口，使得气爆管可以反复多次使用，实现了资源利用的最大化。

3.本实用新型提供的气爆管，压力设定机构包括设置在内导管靠近进口的一端与蓄能腔的进流口之间的控制阀，通过控制阀的往复移动实现了流体在不同腔体之间自由流动，最终达到在较高的压力下平衡的目的，并在内导管靠进口的一端形成相对于支撑腔内的负压区，使得在进口流体压力突然减小时，蓄能腔中的流体压力远大于支撑腔中的流体压力，继而产生驱动排泄阀芯快速打开气爆管出口的驱动力，整个过程简单，易于实现，不需要其他的驱动装置，成本较低，且依靠流体的压力差实现，安全性较高。

4.本实用新型提供的气爆管，还包括多个偏压件，通过偏压件的设置可以有效控制蓄能腔中压力的预定值，即打开气爆管出口的压力值，使得爆破效果更好。

5.本实用新型提供的气爆管，可溃式支撑机构包括一可沿外管体的轴向运动的滑台及设置在滑台与外管体之间的在支撑位置与解除位置之间移动的支撑件，在滑台和排泄阀芯之间设有限压偏压件，支撑件和限压偏压件的设置使得作用在排泄阀芯上的流体压力在达到较高的状态时，才能解除对排泄阀芯常闭状态的保持作用，从而在较短的时间内产生足够的爆破力，结构简单，爆破效果理想。

6.本实用新型提供的气爆系统，当系统需要增加或减少用油量时，恒压变量泵会自动改变输出油量，保证系统油压稳定。另外，采用高压蓄能器储存高压气体，使得系统中高压气体能够维持稳定输送，以保证气爆效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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实用新型的一些实施方式，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为本实用新型的第一种实施方式中提供的气爆管在初始状态的示意图；

图2为图1的局部放大示意图；

图3为图1所示的气爆管在先导阀芯移动后的示意图；

图4为图3的局部放大示意图；

图5为图3所示的气爆管在泄压阀芯移动后的示意图；

图6为图5的局部放大示意图；

图7为本实用新型的第二种实施方式中提供的气爆管在初始状态的示意图；

图8为图7所示的气爆管的支撑件由支撑位置向解除位置移动的示意图；

图9为图8的支撑件处于解除位置的示意图；

图10为本实用新型的气爆系统的示意图。

附图标记说明：

1-外管体；2-蓄能腔；3-排泄阀芯；4-可溃式支撑机构；5-内导管；6-压力设定机构；7-封盖；8-连接塞；9-复位弹簧；11-进口；12-出口；31-凹槽；32-凹陷；41-第二偏压件；42-滑台；43-转动件；61-泄压阀体；62-泄压阀芯；63-第三偏压件；64-第一偏压件；66-先导阀芯；71-流体通路；91-第二斜面；421-环槽；422-凸柱；431-枢轴；432-第一斜面；433-支撑凸台；611-进流口通道；100-气爆管；101-液驱增压装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1-6所示的气爆管的一种具体实施方式，包括内部具有管腔的外管体1，设置在所述管腔内的排泄阀芯3，保持和解除所述排泄阀芯3常闭状态的可溃式支撑机构4以及感受所述蓄能腔2中的压力并在气体压力达到预定值时使所述可溃式支撑机构4支撑失效的压力设定机构6。

所述外管体1的一端设有进气端盖，另一端设有出气端盖。所述进气端盖及所述出气端盖与所述外管体1之间设有采用密封圈密封的密封结构，由此使外管体的管腔形成一个封闭腔室。所述进气端盖设置有连接高压气源及所述封闭腔室的进口11，靠近所述外管体1另一端的位置沿周向成型有四个通孔，以构成释放高压流体的出口12。在所述封闭腔室内设有平衡所述排泄阀芯3所受所述支撑腔中偏压力保持封闭所述出口12的限位结构。

所述排泄阀芯3将所述封闭腔室分为蓄能腔2及作为所述可溃式支撑机构4的支撑腔。同时所述排泄阀芯3可以在闭合所述出口12的闭合位置和打开所述出口12的打开位置之间移动，在所述排泄阀芯3处于闭合位置时，所述外管体1的内部所述封闭腔室形成一密闭结构。

所述支撑腔包括固定设置在所述蓄能腔2内，且贯穿所述蓄能腔2与所述排泄阀芯3的内导管5，所述排泄阀芯3可沿所述内导管5轴向滑动且通过密封圈相互密封地安装。内导管5的一端连接所述进口11，另一端连通所述支撑腔，处于所述排泄阀芯3的可移动范围之外，所述内导管5的管腔通过处于所述支撑腔中的通孔，从而构成所述支撑腔的一部分。所述蓄能腔2通过成型在所述进气端盖中的进流口通道611与所述进口11连通。设置在所述内导管5靠近所述进口11的一端与所述蓄能腔2的所述进流口通道611的进流口之间的控制阀控制高压气体输入。所述控制阀在控制所述高压气源与所述内导管5连通而封闭所述蓄能腔2，及所述内导管5与所述蓄能腔2彼此相连而截断高压气源之间往复移动。由此使高压气体先经过内导管5的管腔，然后到达所述支撑腔，再由所述支撑腔才能扩散到所述蓄能腔2中。以此保持在所述蓄能腔2中气压达到预定值前，所述支撑腔中压力大于所述蓄能腔2中压力。

所述压力设定机构6包括所述蓄能腔2及所述支撑腔，其中所述蓄能腔2的体积大于所述支撑腔的体积，所述蓄能腔2与所述支撑腔的体积之比构成所述预定压力的因素之一。设置在所述内导管5靠近所述进口的一端与所述蓄能腔2的进流口之间的控制阀将所述蓄能腔2及所述支撑腔分开。

所述控制阀包括成型在所述进气端盖上的所述进口处的泄压阀体61和滑动安装在所述泄压阀体61的阀腔内的泄压阀芯62，以及以所述泄压阀芯62为阀体的先导阀体和滑动设置在所述先导阀体的阀腔内的先导阀芯66，即泄压阀芯62可以同时作为先导阀芯66的先导阀体使用，以减少零件数量，简化结构组成。所述泄压阀芯62至少在所述高压气源的气压偏压力下，在所述泄压阀体61趋于关闭位置，使所述蓄能腔2与所述支撑腔分开。所述先导阀芯66在所述高压气源的气压偏压力下，在所述先导阀体内趋于开通位置，使所述外管体1内部的所述封闭腔室与高压气源连通。所述泄压阀体61的阀腔具有一个适于所述泄压阀芯62置入的开口，一个具有流体通路71的封盖7固定在所述开口上以封闭所述泄压阀体61的阀腔。所述封盖7上还设有高压源连接塞8，所述连接塞8可拆卸地固定连接所述封盖7，并将所述高压源与所述封盖7中的所述流体通路71连通。

在本实施例中，所述压力设定机构6还包括设置在所述先导阀芯66与所述先导阀体之间，高压进气侧的相对侧，与高压进气相反、对所述先导阀芯66施加趋于关闭状态偏压力的作为第一偏压件64的螺旋弹簧；以及设置在所述支撑腔内，对所述排泄阀芯3施加朝向闭合位置的偏压力的作为第二偏压件41的螺旋弹簧。通过调高所述第一偏压件64的偏压力可相应地降低所述蓄能腔2中压力的预定值，而通过调高所述第二偏压件41的偏压力可相应地调高所述蓄能腔中压力的预定值。所述第二偏压件41的一端卡持在排泄阀芯3的凹槽31内，以保证施力效果。第二偏压件41的作用一方面保持所述排泄阀芯3的常闭状态，另一方面减少在爆破瞬间所述排泄阀芯3对所述出气端盖的冲击。

另外，在本实施例中，所述泄压阀体61与所述泄压阀芯62之间的高压进气侧设置有对所述泄压阀芯62施加趋于关闭状态偏压力的作为第三偏压件63的螺旋弹簧。所述泄压阀芯62在高压进气侧第三偏压件63的偏压力和进口高压气体的作用下运动至封闭成型在所述泄压阀体61内连通所述蓄能腔2的进流口的位置，而在相对侧第一偏压件64的偏压力和支撑腔高压气体的作用下反向移动而运动至连通所述蓄能腔2的进流口及所述内导管5的位置。

并在高压气源不能再向所述支撑腔中输入高压气体时，同时封闭所述蓄能腔2及所述支撑腔，后同时打开所述蓄能腔2的进流口及所述内导管5靠近所述进口的一端，并在所述内导管5靠近所述进口的一端形成相对于所述支撑腔内的负压区。

气爆管产生爆破的具体工作过程如下：在初始状态下，所述先导阀芯66在所述第一偏压件64的偏压作用下，密封设置在所述先导阀体阀腔的左侧，高压气源与所述内导管5之间的连接被阻断；同时所述泄压阀芯62在所述第三偏压件63的偏压作用下，密封设置在所述先导阀体阀腔的右侧，内导管5和蓄能腔2之间的连接被阻断；所述排泄阀芯3在所述第二偏压件41的偏压作用下，抵靠设置在所述外管体的所述封闭腔室内的限位机构上，而闭合所述出口12。开始工作时，由于高压气源的气压高于所述内导管5内的气压，所述先导阀芯62在高压进气侧气体压力的作用下克服所述第一偏压件64的偏压力向右移动，从而使得所述先导阀芯66向打开方向移动，使得高压气源与所述内导管5连通，此时由于所述泄压阀芯62封堵了成型在所述进气端盖中所述蓄能腔2的进流口通道611与所述内导管5之间的通路，因此仅所述支撑腔中的气压随着高压气体的进入不断升高。当所述支撑腔内的气压等于所述高压气源的压力时，所述支撑腔内的气压加上所述第一偏压件64的偏压力在先导阀芯66上的作用力大于所述高压气体在所述先导阀芯66上的作用力，所述先导阀芯66向左移动，高压气源与内导管5之间的连通被切断，同时通过气爆系统的气源供给的控制装置控制高压气源停止供气。

随着所述外管体1的所述进口处的压力下降，导致所述支撑腔和所述内导管5的气压之和大于所述外管体1的所述进口11处的压力，从而推动所述泄压阀芯62克服所述第三偏压件63的偏压力向左移动。此时，所述泄压阀芯62对所述蓄能腔2的所述进流口通道611的进流口以及所述内导管5靠近所述进口11的一端之间的封闭被打开，所述支撑腔2内相对高压的气体从内导管5流入所述蓄能腔2中，直至所述蓄能腔2和所述支撑腔中的压力平衡。然后气源供给的控制装置再控制高压气源继续供气，如此反复。

每次这样的循环后，所述蓄能腔2中的气压就更接近所述支撑腔中充气后的气压，同时，每次所述泄压阀芯62在所述支撑腔和所述蓄能腔2的气压的作用下左移时，都会在所述外管体1内的所述封闭腔室中产生一个瞬间气压降，由于所述泄压阀芯62的阻隔，所述蓄能腔2与所述支撑腔被分为两个独立的腔室，而所述支撑腔体积远小于所述蓄能腔2，使得所述支撑腔中的气压降要大于所述蓄能腔2。随着所述蓄能腔2中的气压越来越接近所述支撑腔中的气压，每次在所述排泄阀芯62两端的对应时刻的气压差值也由对所述排泄阀芯3施加关闭方向的压力，即向左的作用力，逐渐变为对所述排泄阀芯3两侧的压力平衡，再变为向所述排泄阀芯3施加打开方向的压力，即向右的作用力，再变得向打开方向的压力越来越大，一旦所述蓄能腔2内气压达到预定值，该次高压气源停止供气，使所述泄压阀芯62克服所述第三偏压件63的偏压力向左移动导致该差值将大于所述第二偏压件41的偏压力，迫使所述排泄阀芯3迅速向右移动，使得所述蓄能腔2内的气体从所述出气口12突然排出，产生爆破的效果。

由此可见，在所述排泄阀芯3两侧产生向所述排泄阀芯3施加打开方向的压力的最大压降差是在进气压力作用在所述先导阀芯66上的作用力等于所述内导管5内气压与所述第一偏压件64的偏压力作用在所述先导阀芯66上的合力时，此时所述先导阀芯66不能被打开，而进气压力与所述第三偏压件63的偏压力在所述泄压阀芯62上的合力大于内导管5内气压在所述泄压阀芯62上的作用力，由此使得所述泄压阀芯62由左向右移动到使所述泄压阀芯62关闭的位置。当再次停止供气，并使气压下降时(最好瞬间降至大气压力)，所述泄压阀芯62瞬间从右向左快速移动，由此在所述蓄能腔2与所述支撑腔之间产生最大的瞬间气压降差值。由此可见，所述第二偏压件41的偏压力不应大于此最大的瞬间气压降差值在所述排泄阀芯3上的作用力，否则将不能推动所述排泄阀芯3打开所述外管体1的所述出口11，产生气爆。

在本实施例中可以通过调高所述第一偏压件64的偏压力相应地降低所述蓄能腔2中压力的预定值；也可以通过调高所述第二偏压件41的偏压力相应地调高所述蓄能腔2中压力的预定值。在具体实践中，可以根据所述蓄能腔2与所述支撑腔的体积之比确定预定压力，具体方法为改变所述出口12和所述排泄阀芯3的位置进而改变蓄能腔2和所述支撑腔的体积之比。

由以上工作原理的说明，上述实施例中的所述第一偏压件64、所述第二偏压件41和所述第三偏压件63的设置均可省略，本实施例仅作为一个较佳实施例进行说明。由于所述蓄能腔2中的高压气体是通过高压气源获得的，因此所述预定值最高不高于高压气源压力，在有所述第一偏压件64存在的情况下，预定值为减去所述第一偏压件64的偏压力的高压气源在所述先导阀芯66上作用力对应的压力余值。

如图7-9所示的气爆管的另一种具体实施方式，包括内部具有管腔的外管体1，设置在所述管腔内的排泄阀芯3，保持和解除所述排泄阀芯3常闭状态的可溃式支撑机构4以及感受所述蓄能腔2中的压力并在气体压力达到预定值时使所述可溃式支撑机构4支撑失效的压力设定机构6。

所述外管体1的一端设置有连接高压气源的进口11，靠近所述外管体1另一端的位置沿周向成型有数个通孔，以构成释放高压流体的出口12。

所述排泄阀芯3可以在闭合所述出口12的闭合位置和打开所述出口12的打开位置之间移动，在所述排泄阀芯3处于闭合位置时，所述外管体1内部设有在所述进口11的端部及所述排泄阀芯3之间形成密闭的所述蓄能腔2。

所述可溃式支撑机构4包括一可沿所述外管体1的轴向运动的滑台42，及设置在所述滑台42与所述外管体1之间的一对支撑件，在本实施例中所述支撑件为转动件43，一对所述转动件43对称设置在所述外管体1上对应所述排泄阀芯3闭合所述出口12的侧壁上，所述转动件43通过枢轴431与所述外管体1的侧壁枢接，以使得所述转动件43可在支撑位置与解除位置之间移动。所述转动件43朝向所述排泄阀芯3的一端成型有与排泄阀芯3相互作用的第一斜面432，所述第一斜面432的前端抵靠在所述排泄阀芯3远离所述蓄能腔2的端缘上。所述滑台42沿周向成型有一个环槽421，所述转动件43与所述第一斜面432相同的臂上的同侧成型有一个具有支撑面的支撑凸台433，在所述转动件43处于所述支撑位置且所述滑台42处于将所述排泄阀芯3保持在所述闭合位置时，所述转动件43上的所述支撑凸台433嵌入所述环槽421中，使所述支撑面与所述环槽421的侧壁相抵接，从而使所述外管体1对所述滑台42形成支撑。在所述排泄阀芯3受到所述蓄能腔2中气压的偏压力而向打开位置移动时，所述排泄阀芯3端缘对所述第一斜面432的作用推动所述转动件43转动，足以带动所述支撑凸台433从所述环槽421中脱出。

所述压力设定机构6包括设置在所述滑台42与所述排泄阀芯3之间的限压偏压件；所述限压偏压件对所述排泄阀芯3施加趋向于闭合位置的偏压力。同时在所述封闭腔室内设有平衡所述排泄阀芯3所受所述支撑腔中偏压力保持封闭所述出口12的限位结构。为了使得所述限压偏压件在所述滑台42和所述排泄阀芯3之间安装可靠，在所述滑台42和所述排泄阀芯3相对的端面上还分别成型有一凸柱422和与所述凸柱422匹配的凹陷32，所述限压偏压件为套设在所述滑台42的凸柱422上的螺旋弹簧。

为了使得产生爆破后的所述转动件43能够顺利从所述解除位置返回所述支撑位置，所述转动件43还具有一个向远离所述蓄能腔2方向伸出的复位臂，同时在所述滑台42远离所述蓄能腔2的一端还成型有径向安装孔，所述安装孔设置有朝向所述复位臂施加偏压推力的复位弹簧9，且在复位弹簧9的外端部分别在所述安装孔中设置具有第二斜面91的拨块，在所述复位弹簧9的作用下，所述拨块的第二斜面91对所述转动件43的复位臂施加使所述转动件43转向所述支撑位置的扭矩。

气爆管产生爆破的具体过程如下：在初始状态下，所述滑台42上的所述环槽421的槽壁被转动地安装在所述外管体1的侧壁上的所述一对转动件43上的支撑凸台433上的支撑面支撑，使得所述外管体1对所述滑台42形成支撑。设置在所述滑台42与所述排泄阀芯3之间的所述限压偏压件配合所述限位结构，使所述排泄阀芯3保持在对所述外管体1的所述出口12封闭的闭合位置。随着通入外管体1中的高压气体压力增加，在所述蓄能腔2内流体压力达到预定值时，所述蓄能腔2中的气压推动所述排泄阀芯3克服限压偏压件施加的偏压力，使所述限压偏压件被压缩，所述排泄阀芯3同时由所述闭合位置向所述打开位置移动。此时，所述排泄阀芯3端缘与所述转动件43的所述第一斜面432相互作用，施加给所述转动件43绕所述枢轴431从支撑位置向解除位置转动的动力。随着所述转动件43的转动，所述转动件43上的所述支撑凸台433从所述滑台42上的所述环槽421中脱出，此时在所述蓄能腔2中的高压气体的压力下，所述排泄阀芯3及所述滑台42一同向离开所述蓄能腔2的方向迅速移动，使所述排泄阀芯3移动到打开位置而将所述出口12打开，所述蓄能腔2中的高压气体也迅速从所述出口12冲出产生爆破。

爆破完成后，对所述滑台42施加朝向所述蓄能腔2方向的作用力，以使所述排泄阀芯3从打开位置回到初始的闭合位置，并由所述限压偏压件配合所述限位结构，使所述排泄阀芯3保持在对所述外管体1的所述出口12封闭的闭合位置。随着所述滑台42向初始位置移动时，安装在所述滑台42的径向安装孔中的所述复位弹簧9在自身弹性回复力的作用下推挤具有所述第二斜面91的所述拨块，使所述第二斜面91对所述转动件43的所述复位臂施加使所述转动件43由解除位置回到支撑位置的扭矩，直至一对所述转动件43上的所述支撑凸台433重新嵌入所述滑台42上的所述环槽421中，使所述支撑凸台433上的支撑面与所述环槽421的槽壁卡合，恢复至初始状态。

上述实施例中，所述滑台42上成型的径向安装孔及安装在所述安装孔中的所述复位弹簧9和拨块合一整体替换为安装在所述转动件43的所述枢轴431上，在所述转动件43与所述外管体1之间施加使所述转动件43趋向于支撑位置的偏压力的扭簧。

为了能够使所述滑台42和所述排泄阀芯3在爆破完成后自动回位，可以在所述滑台42远离所述蓄能腔2的一侧设置在所述滑台42与所述外管体1之间施加使所述滑台42推动所述排泄阀芯3就能从打开位置回到闭合位置方向的偏压力的偏压件。

作为替代的实施方式，所述流体还可以为液体或气液混合体，例如气液比为7:3的气液混合体。从爆破的角度，流体中气体的含量越高，爆破效果越好。

如图10所示的气爆系统的一种具体实施方式，包括四个并联设置在液驱增压装置101的出口的气爆管100，还具有气源供给的控制装置。所述液驱增压装置101包括依次连接的油箱、恒压变量泵和高压蓄能器，所述高压蓄能器与所述外管体1的进口11连通，用于向所述外管体1中输送高压流体。油箱、恒压变量泵和高压蓄能器之间通过高压管路连接。

在该系统中，动力源由现有技术的定量泵改为采用恒压变量泵，恒压变量泵启动后，以全流量向系统供油，当泵输出压力到达调压阀调定压力时，高压油推动恒压变量泵上的控制阀，控制阀操作泵的变量机构，使泵的输出流量减少；当泵的输出流量和系统用油流量相等时，泵的变量机构维持在某一位置，当系统需要增加或减少用油量时，泵会自动改变输出流量，维护系统油压在定值。进油管路采用高压板式过滤器，当泵出口滤芯的压差大于0.5±0.05MPa时，目视式压差开关的按钮会自动弹出，提示需更换泵的出口滤芯。高压蓄能器通过一个蓄能器块与气爆管相连，蓄能器块上有二个截止阀，一个截止阀常开与气爆管相连，另一个回油截止阀常闭与大气相连。安全阀在系统压力异常时，即高压油母管压力达到设定压力+2Mpa时动作，起到过压保护作用。系统还配置有回油水冷技术进行冷却，加速热量转换，充分保证设备长时间工作，提高设备利用率，根据现场工况可采用风冷或油冷机等相关设备。系统压力无极可调，采用压力传感技术(电控实现压力控制)到达一定压力停止压缩，以保护安全。

作为替代的实施方式，液驱增压装置101还可以替换为气驱增压装置。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (22)

1.一种气爆管，包括：

外管体(1)，内部成型有一蓄能腔(2)，设置有连接高压源并连通所述蓄能腔(2)的进口(11)和连通所述蓄能腔(2)以释放高压流体的出口(12)；

其特征在于，还包括

排泄阀芯(3)，在闭合所述出口(12)的闭合位置和打开所述出口(12)的打开位置之间移动；

可溃式支撑机构(4)，保持所述排泄阀芯(3)处于所述闭合位置的常闭状态，并在所述蓄能腔(2)内流体压力达到预定值时，解除对所述排泄阀芯(3)常闭状态的保持作用；

压力设定机构(6)，感受所述蓄能腔(2)中的压力，并在所述蓄能腔(2)内流体压力达到预定值时，驱动所述可溃式支撑机构(4)解除对所述排泄阀芯(3)常闭状态的保持作用。

2.根据权利要求1所述的气爆管，其特征在于，所述可溃式支撑机构(4)为成型在所述外管体(1)内，并处于所述排泄阀芯(3)与所述蓄能腔(2)相对一侧的支撑腔，所述高压流体使所述支撑腔中压力先于所述蓄能腔(2)中达到预定值；所述压力设定机构(6)在所述蓄能腔(2)内流体压力达到预定值时，控制所述支撑腔中释放压力；在所述外管体(1)内设有平衡所述排泄阀芯(3)所受所述支撑腔中偏压力保持封闭所述出口(12)的限位结构。

3.根据权利要求2所述的气爆管，其特征在于，所述可溃式支撑机构(4)使所述高压流体首先到达所述支撑腔，并经过所述支撑腔扩散到所述蓄能腔(2)中。

4.根据权利要求3所述的气爆管，其特征在于，所述支撑腔通过设置在所述蓄能腔(2)内，且贯穿所述排泄阀芯(3)的内导管(5)设置在所述外管体(1)内远离所述进口(11)的一端，所述内导管(5)的管腔构成所述支撑腔的一部分；所述压力设定机构(6)包括设置在所述内导管(5)靠近所述进口(11)的一端与所述蓄能腔(2)的进流口之间的控制阀，所述控制阀在控制所述高压源与所述内导管(5)连通而封闭所述蓄能腔(2)，及所述内导管(5)与所述蓄能腔(2)彼此相连而截断高压源之间往复移动，并在高压源不能再向所述支撑腔中输入流体时，同时封闭所述蓄能腔(2)及所述支撑腔，后同时打开所述蓄能腔(2)的进流口及所述内导管(5)靠近所述进口(11)的一端，并至少在所述内导管(5)靠近所述进口(11)的一端形成相对于所述支撑腔内的负压区；其中所述蓄能腔(2)的体积大于所述支撑腔的体积，所述蓄能腔(2)与所述支撑腔的体积之比确定所述预定压力。

5.根据权利要求4所述的气爆管，其特征在于，所述控制阀包括设置在所述蓄能腔(2)进口一端的泄压阀体(61)和滑动安装在所述泄压阀体(61)内的泄压阀芯(62)，以及以所述泄压阀芯(62)为阀体的先导阀体和滑动设置在所述先导阀体内的先导阀芯(66)；所述泄压阀芯(62)在高压进气侧偏压力的作用下封闭成型在所述泄压阀体(61)内连通所述蓄能腔(2)的进流口，而在相对侧偏压力作用下反向移动而连通所述蓄能腔(2)的进流口及所述内导管(5)；所述先导阀芯(66)在高压进气侧偏压力作用下连通高压源与所述内导管(5)，而在相对一侧的偏压力的作用下封闭所述控制阀两侧；所述内导管(5)的管腔靠近所述进口(11)的一端与所述泄压阀体(61)中的阀腔固定连通。

6.根据权利要求5所述的气爆管，其特征在于，所述压力设定机构(6)还包括设置在所述先导阀芯(66)与所述先导阀体之间，与高压进气相反对所述先导阀芯(66)施加趋于关闭状态偏压力的第一偏压件(64)；而通过调高所述第一偏压件(64)的偏压力可相应地降低所述蓄能腔(2)中压力的预定值。

7.根据权利要求5所述的气爆管，其特征在于，所述压力设定机构(6)还包括设置在所述支撑腔内，对所述排泄阀芯(3)施加朝向闭合位置的偏压力的第二偏压件(41)；而通过调高所述第二偏压件(41)的偏压力可相应地调高所述蓄能腔(2)中压力的预定值，所述预定值最高不高于高压源压力，或减去第一偏压件(64)的偏压力高压源在所述先导阀芯(66)上作用力对应的压力余值。

8.根据权利要求5所述的气爆管，其特征在于，所述泄压阀体(61)与所述泄压阀芯(62)之间设有与高压进气一致对所述排泄阀芯(62)施加趋于关闭状态偏压力的第三偏压件(63)。

9.根据权利要求5所述的气爆管，其特征在于，所述泄压阀体(61)为固定设置在所述外管体(1)的进口(11)处的进气端盖，所述进气端盖与所述外管体(1)之间设有密封结构；所述进气端盖中成型有安装所述泄压阀芯(62)的安装腔及相应的所述进流口通道(611)，所述安装腔具有一个适于所述泄压阀芯(62)置入的开口，一个具有流体通路(71)的封盖(7)固定在所述开口上以封闭所述安装腔。

10.根据权利要求9所述的气爆管，其特征在于，所述封盖(7)上还设有高压源连接塞(8)，所述连接塞(8)可拆卸地固定连接所述封盖(7)，并将所述高压源与所述封盖(7)中的所述流体通路(71)连通。

11.根据权利要求4所述的气爆管，其特征在于，所述排泄阀芯(3)可沿所述内导管(5)轴向滑动且相互密封地安装，所述内导管(5)的管口在所述支撑腔中处于所述排泄阀芯(3)的可移动范围之外。

12.根据权利要求1所述的气爆管，其特征在于，所述可溃式支撑机构(4)包括一可沿所述外管体(1)的轴向运动的滑台(42)及设置在所述滑台(42)与所述外管体(1)之间的在支撑位置与解除位置之间移动的支撑件；所述压力设定机构(6)包括设置在所述滑台(42)与所述排泄阀芯(3)之间的限压偏压件；所述限压偏压件对所述排泄阀芯(3)施加趋向于闭合位置的偏压力；在所述蓄能腔(2)内流体压力达到预定值时，在所述排泄阀芯(3)受到所述高压流体的驱动由所述闭合位置向所述打开位置移动时，驱动所述支撑件由支撑位置向解除位置移动。

13.根据权利要求12所述的气爆管，其特征在于，所述支撑件为若干枢转地连接在所述外管体(1)或所述滑台(42)上的转动件(43)，所述转动件(43)朝向所述排泄阀芯(3)的一端成型有与所述排泄阀芯(3)相互作用的第一斜面(432)，所述第一斜面(432)的前端抵靠在所述排泄阀芯(3)远离所述进口(11)的侧壁上；所述转动件(43)还具有在支撑位置适于支撑所述滑台或所述外管体的支撑面。

14.根据权利要求12所述的气爆管，其特征在于，所述支撑件具有复位机构。

15.根据权利要求14所述的气爆管，其特征在于，所述复位机构包括对所述支撑件施加偏压力的复位弹簧(9)。

16.根据权利要求1所述的气爆管，其特征在于，所述进口(11)设置在所述外管体(1)的一端，所述出口(12)设置在远离所述进口(11)的所述外管体(1)的侧壁上。

17.根据权利要求1所述的气爆管，其特征在于，所述流体为气体、液体或气液混合体。

18.一种气爆系统，其特征在于，包括至少一个根据权利要求1～17中任一项所述的气爆管(100)，所述气爆管(100)的进口连通至流体增压装置的出口。

19.根据权利要求18所述的气爆系统，其特征在于，所述气爆管为若干个，若干个气爆管(100)并联在所述流体增压装置的出口。

20.根据权利要求18所述的气爆系统，其特征在于，还具有气源供给的控制装置。

21.根据权利要求18所述的气爆系统，其特征在于，所述流体增压装置为液驱增压装置(101)或气驱增压装置。

22.根据权利要求21所述的气爆系统，其特征在于，所述液驱增压装置(101)包括依次连接的油箱、恒压变量泵和高压蓄能器，所述高压蓄能器与所述外管体(1)的进口(11)连通，用于向所述外管体(1)中输送高压流体。