CN216115646U - 一种用于液态co2相变爆破筒的高能阻飞泄压头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于液态CO2相变爆破筒的高能阻飞泄压头，其主体为筒体；所述筒体一端开口，另一端封闭，封闭端内底面中心为底部分流结构，底部分流结构为锥形，其与筒体同轴，且底部分流结构的顶部朝向筒体的开口端，筒体的壁面上沿轴向设有两组以上孔组，每组孔组为两个或三个沿筒体的周向均匀分布的斜射孔，且最下端一组孔组中的所有斜射孔的孔轴向与筒体的轴向之间成设定夹角，并与底部分流结构的底端圆滑过渡。
Description
技术领域
本实用新型涉及矿山开采、隧道施工等岩土静态爆破装备技术领域，具体涉及一种用于液态CO2相变爆破筒的高能阻飞泄压头。
背景技术
液态CO2相变爆破技术是一种理念先进、绿色环保、安全高效、效果显著的新兴岩土松动爆破技术，属于物理爆破技术。该技术在爆破过程中无有毒有害气体产生、振动小、噪音小、无火花，且循环作业效率高，广泛应用于瓦斯煤矿破岩、基坑、边坡、沟渠、路堑等开挖，是不能采用炸药爆破而首选的非爆炸破岩方法。对于临近海边大型渔场的路基开挖工程，在爆破振动及其他危害要求严苛、工期短的情况下，液态CO2相变爆破技术是不二之选。
近年来，液态CO2相变爆破相关设备蓬勃发展，针对不同强度岩体研发了系列爆破筒。液态CO2相变爆破管主要包括：注液头、发热管、储液管、剪切片和泄压头。为了应对各种条件岩体实现更好的爆破效果，目前主要研发思路是通过增大储液管容积和剪切片强度来增加爆破威力，以及增加泄压头排气孔改善破碎块度。这些都意味着单位时间内炮孔压力急剧增加，需要更严格的炮孔堵塞防治措施以防爆破飞管，从而无疑降低了爆破效率。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种用于液态CO2相变爆破筒的高能阻飞泄压头，能够减少气体射流损失、高效利用液态CO2相变释放的能量，在保证有效破岩范围的情况下能达到阻止飞管的目的。
本实用新型的技术方案为：一种用于液态CO2相变爆破筒的高能阻飞泄压头，其主体为筒体；所述筒体一端开口，另一端封闭，封闭端内底面中心为底部分流结构，底部分流结构为锥形，其与筒体同轴，且底部分流结构的顶部朝向筒体的开口端，筒体的壁面上沿轴向设有两组以上孔组，每组孔组为两个或三个沿筒体的周向均匀分布的斜射孔，且最下端一组孔组中的所有斜射孔的孔轴向与筒体的轴向之间成设定夹角，并与底部分流结构的底端圆滑过渡。
优选地，最下端一组孔组中的所有所述斜射孔的孔轴向与筒体的轴向之间夹角为45°。
优选地，所述筒体开口端设有外螺纹，封闭端外端中心设有凸起。
优选地，所述底部分流结构的顶角为90°。
优选地，所述底部分流结构和筒体的材料均采用高强合金钢。
有益效果：
1、本实用新型的泄压头，一体加工而成，容易批量生产、质量可靠、可多次回收重复利用；利用流体动力学原理，设计为流线型的底部分流结构，可有效减少液态CO2相变射流在筒体内反射造成的能量损耗，继而能在保证破岩质量效果的前提下高效利用液态CO2相变释放的能量，从而降低储液管容积；对于现有液态CO2相变爆破筒，本实用新型可进行简单参数匹配，应用于各种型号或系列的液态CO2相变爆破筒上，具有结构简单，加工方便，效果显著的技术特点。
2、本实用新型的泄压头，利用力学原理，在底部分流结构底端对应的筒体下端设计出45°的斜射孔，单孔可提供0.7倍的射流压力的阻飞作用力，从而有效达到阻止飞管事故的目的。
附图说明
图1为本实用新型的泄压头结构示意图。
其中，1-底部分流结构，2-斜射孔，3-筒体。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。
本实施例提供了一种用于液态CO2相变爆破筒的高能阻飞泄压头，能够减少气体射流损失、高效利用液态CO2相变释放的能量，在保证有效破岩范围的情况下能达到阻止飞管的目的。
如图1所示，该泄压头的主体为筒体3；该筒体3一端开口，另一端封闭，封闭端内底面中心一体加工有底部分流结构1，底部分流结构1为锥形，其与筒体3同轴，且底部分流结构1的顶部朝向筒体3的开口端，筒体3的壁面上沿轴向设有两组以上孔组，每组孔组为两个或三个沿筒体3的周向均匀分布的斜射孔2，且最下端一组孔组中的所有斜射孔2的孔轴向与筒体3的轴向之间夹角为45°，并与底部分流结构1的底端圆滑过渡；其中，筒体3开口端设有外螺纹，用于与储液管螺纹连接，封闭端外端中心设有凸起，以便于握持；
本实施例中，底部分流结构1的顶角为90°；
本实施例中，底部分流结构1和筒体3的材料均采用高强合金钢(35CrMnSiA)。
该泄压头的工作原理为：液态CO2相变后生成的高压气体射流到底部分流结构1，利用流体动力学原理，底部分流结构1可有效减少射流在筒体3内反射对流造成的能量损耗，并通过筒体3下端的45°斜射孔2喷出，从而作用于岩体，每个45°的斜射孔2可提供0.7倍的单孔射流压力的阻飞作用力，继而有效降低飞管事故发生；其中，单孔射流压力是液态CO2相变产生的总压力除以射孔数量而得，单孔射流压力作用于岩体；
利用通用非线性动力分析软件，对本实用新型的泄压头进行射流冲击岩体的数值仿真，证明本实用新型的泄压头在底部分流结构1的能量阻止飞管的前提下，仍然能满足破岩要求。
综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于液态CO2相变爆破筒的高能阻飞泄压头，其特征在于，其主体为筒体(3)；所述筒体(3)一端开口，另一端封闭，封闭端内底面中心为底部分流结构(1)，底部分流结构(1)为锥形，其与筒体(3)同轴，且底部分流结构(1)的顶部朝向筒体(3)的开口端，筒体(3)的壁面上沿轴向设有两组以上孔组，每组孔组为两个或三个沿筒体(3)的周向均匀分布的斜射孔(2)，且最下端一组孔组中的所有斜射孔(2)的孔轴向与筒体(3)的轴向之间成设定夹角，并与底部分流结构(1)的底端圆滑过渡。
2.如权利要求1所述的用于液态CO2相变爆破筒的高能阻飞泄压头，其特征在于，最下端一组孔组中的所有所述斜射孔(2)的孔轴向与筒体(3)的轴向之间夹角为45°。
3.如权利要求1所述的用于液态CO2相变爆破筒的高能阻飞泄压头，其特征在于，所述筒体(3)开口端设有外螺纹，封闭端外端中心设有凸起。
4.如权利要求1所述的用于液态CO2相变爆破筒的高能阻飞泄压头，其特征在于，所述底部分流结构(1)的顶角为90°。
5.如权利要求1所述的用于液态CO2相变爆破筒的高能阻飞泄压头，其特征在于，所述底部分流结构(1)和筒体(3)的材料均采用高强合金钢。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202120340571.5U CN216115646U (zh) | 2021-02-05 | 2021-02-05 | 一种用于液态co2相变爆破筒的高能阻飞泄压头 |
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Publications (1)
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| CN216115646U true CN216115646U (zh) | 2022-03-22 |
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| CN202120340571.5U Active CN216115646U (zh) | 2021-02-05 | 2021-02-05 | 一种用于液态co2相变爆破筒的高能阻飞泄压头 |
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2021
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