CN220621204U - 一种钻孔加载式钢筋混凝土电爆炸破碎系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种钻孔加载式钢筋混凝土电爆炸破碎系统，包括钢筋混凝土结构、冲击波发生组件、以及脉冲功率源；钢筋混凝土结构上设置有多个作业孔，作业孔内设置有电解液；冲击波发生组件包括高压电极棒和多个地电极棒；多个地电极棒位于高压电极棒的周向；每个作业孔均分别对应一个高压电极棒或地电极棒；高压电极棒和地电极棒的输出电极均位于电解液内，高压电极棒电性连接于脉冲功率源的高压电极端，地电极棒电性连接于脉冲功率源的地电极端。本申请解决了现有技术中通过爆破拆除法拆除钢筋混凝土结构存在危险性高的问题。本申请的系统破碎钢筋混凝土结构效率较高，安全性高，操作人员劳动强度低，因此实用性强，便于推广使用。
Description
技术领域
本申请属于钢筋混凝土破碎技术领域，具体涉及一种钻孔加载式钢筋混凝土电爆炸破碎系统。
背景技术
钢筋混凝土是指在混凝土中加入钢筋网、钢筋笼或钢板而构成的一种组合材料，加入钢材极大地改善了混凝土的力学性质。钢筋承受拉力，混凝土承受压力，钢筋混凝土结构具有坚固、耐久、防火性能好、比钢结构节省钢材和成本低等优点。因而钢筋混凝土结构在城市建设中得到了广泛的应用。钢筋混凝土结构在拆除时，通常会采用爆破拆除法、机械拆除法和人工凿除法。爆破拆除法速度较快，但是对环境危险性高，同时爆破拆除法在城市中也受到了严格的限制。机械拆除法和人工凿除法对环境影响较小，但是存在拆除效率低、以及操作人员受伤风险大的问题，因而现有的钢筋混凝土拆除方式并不满足当前使用需求。
实用新型内容
本申请实施例通过提供一种钻孔加载式钢筋混凝土电爆炸破碎系统，解决了现有技术中通过爆破拆除法拆除钢筋混凝土结构存在危险性高的问题。
为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种钻孔加载式钢筋混凝土电爆炸破碎系统，包括钢筋混凝土结构、冲击波发生组件、以及脉冲功率源；
所述钢筋混凝土结构上设置有多个作业孔，所述作业孔内设置有电解液；
所述冲击波发生组件包括高压电极棒和多个地电极棒；多个所述地电极棒位于所述高压电极棒的周向；
每个所述作业孔均分别对应一个所述高压电极棒或所述地电极棒；所述高压电极棒和所述地电极棒的输出电极均位于所述电解液内，所述高压电极棒电性连接于所述脉冲功率源的高压电极端，所述地电极棒电性连接于所述脉冲功率源的地电极端。
在一种可能的实现方式中，所述冲击波发生组件的数量为多组，多组所述冲击波发生组件均布于所述钢筋混凝土结构上。
在一种可能的实现方式中，所述作业孔的孔深小于等于60cm，所述高压电极棒所在的作业孔与所述地电极棒所在的作业孔的间距小于等于60cm。
在一种可能的实现方式中，所述高压电极棒和所述地电极棒的结构相同，所述高压电极棒和所述地电极棒均包括筒体、上部绝缘子、中部绝缘子、下部绝缘子、高压中心通杆、电缆连接帽、以及输出电极；
所述筒体为两端开口的筒形结构，所述上部绝缘子安装于所述筒体的上端，所述中部绝缘子安装于所述筒体内的中部，所述中部绝缘子卡接于所述筒体内壁的凸台上，所述下部绝缘子安装于所述筒体的下端；
所述高压中心通杆穿过所述上部绝缘子、所述中部绝缘子、以及所述下部绝缘子，所述高压中心通杆的上端连接于所述电缆连接帽，所述电缆连接帽的下端和所述上部绝缘子的上端面抵接，所述输出电极的上端连接于所述高压中心通杆的下端，所述输出电极的上端外壁和所述下部绝缘子的内壁抵接。
本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本实用新型实施例提供了一种钻孔加载式钢筋混凝土电爆炸破碎系统，通过该系统破碎钢筋混凝土时，采用脉冲功率源向高压电极棒和多个地电极棒进行放电，高压电极棒和地电极棒之间形成的高压电弧和局部放电作用使钢筋混凝土的混凝土破碎，在这过程中，盐水虽然没有直接与钢筋混凝土结构的钢筋接触，但是该系统利用介质中孤立导体调整电场分布的基本原理，利用钢筋混凝土结构的钢筋传导脉冲强电场深入钢筋混凝土结构内部，最大限度的将电能馈入钢筋混凝土结构内部，进而实现通过电爆炸将混凝土破碎的目的。本实用新型的系统破碎钢筋混凝土结构效率较高，安全性高，操作人员劳动强度低，因此实用性强，便于推广使用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请中记载的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的钻孔加载式钢筋混凝土电爆炸破碎系统的结构示意图。
图2为本实用新型实施例提供的高压电极棒或者地电极棒的结构示意图。
附图标记：1-钢筋混凝土结构；11-作业孔；12-电解液；2-冲击波发生组件；21-高压电极棒；22-地电极棒；3-脉冲功率源；4-筒体；5-上部绝缘子；6-中部绝缘子；7-下部绝缘子；8-高压中心通杆；9-电缆连接帽；10-输出电极。
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。
在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的钻孔加载式钢筋混凝土电爆炸破碎系统，包括钢筋混凝土结构1、冲击波发生组件2、以及脉冲功率源3。
钢筋混凝土结构1上设置有多个作业孔11，作业孔11内设置有电解液12。
冲击波发生组件2包括高压电极棒21和多个地电极棒22。多个地电极棒22位于高压电极棒21的周向。
每个作业孔11均分别对应一个高压电极棒21或地电极棒22。高压电极棒21和地电极棒22的输出电极10均位于电解液12内，高压电极棒21电性连接于脉冲功率源3的高压电极端，地电极棒22电性连接于脉冲功率源3的地电极端。
需要说明的是，电解液12采用盐水，电解液用于提高输出电极和钢筋混凝土结构的接触面积。通过该系统破碎钢筋混凝土时，脉冲功率源3的高压电容器通过交直流电源充电储能，高压电容器储能至工作电压后，触发气体火花开关使高压电容器迅速放电。高压大电流迅速通过高压电极棒21和多个地电极棒22进行放电，高压电极棒21和地电极棒22之间产生高压电弧和局部放电贯穿钢筋混凝土结构1。高压电弧产生瞬间，高压电弧周围空气被迅速加热膨胀产生冲击波破碎钢筋混凝土结构1的混凝土。此外，高压电极棒21和地电极棒22产生局部放电生成的较短电弧也会产生冲击波并作用于混凝土。在这过程中，盐水虽然没有直接与钢筋混凝土结构1的钢筋接触，但是该系统利用介质中孤立导体调整电场分布的基本原理，利用钢筋混凝土结构1的钢筋传导脉冲强电场深入钢筋混凝土结构1内部，最大限度地将电能馈入钢筋混凝土结构1内部，进而实现通过电爆炸将混凝土破碎的目的。本实用新型的系统破碎钢筋混凝土结构1效率较高，安全性高，操作人员劳动强度低，因此实用性强，便于推广使用。
本实施例中，冲击波发生组件2的数量为多组，多组冲击波发生组件2均布于钢筋混凝土结构1上。
需要说明的是，当钢筋混凝土结构1体积较大时，设置多组冲击波发生组件2能够提高作业效率。
本实施例中，作业孔11的孔深小于等于60cm，高压电极棒21所在的作业孔11与地电极棒22所在的作业孔11的间距小于等于60cm。
需要说明的是，作业孔11的孔深和间距的设置能够保证电爆炸破碎过程的顺利实施，避免距离太大而导致无法发生电爆炸的问题。
通过该系统放电破碎钢筋混凝土时，在高压电极棒21的弧形区域附近形成小范围的电弧，并且在高压电极棒21到钢筋混凝土结构1内部逐渐形成击穿通道。在混凝土内部的击穿通道的延伸的过程中，混凝土内部的通道延伸速度大于沿面放电形成的速度，最终先在混凝土内部形成击穿通道，此时击穿过程完成，并形成等离子体通道，最终等离子体通道迅速膨胀，并产生强烈的冲击波致使混凝土破碎。当孔深或间距大于60cm时，沿面放电的距离变短，可能会导致沿面放电的发展过程快于内部放电的过程，从而先在混凝土表面形成放电通道，进而导致不能产生有效的冲击波的问题。
如图2所示，本实施例中，高压电极棒21和地电极棒22的结构相同，高压电极棒21和地电极棒22均包括筒体4、上部绝缘子5、中部绝缘子6、下部绝缘子7、高压中心通杆8、电缆连接帽9、以及输出电极10。
筒体4为两端开口的筒形结构，上部绝缘子5安装于筒体4的上端，中部绝缘子6安装于筒体4内的中部，中部绝缘子6卡接于筒体4内壁的凸台上，下部绝缘子7安装于筒体4的下端。
高压中心通杆8穿过上部绝缘子5、中部绝缘子6、以及下部绝缘子7，高压中心通杆8的上端连接于电缆连接帽9，电缆连接帽9的下端和上部绝缘子5的上端面抵接，输出电极10的上端连接于高压中心通杆8的下端，输出电极10的上端外壁和下部绝缘子7的内壁抵接。
需要说明的是，筒体4为金属件，上部绝缘子5、中部绝缘子6、以及下部绝缘子7用于安装高压中心通杆8。上部绝缘子5的下端卡接于筒体4的顶部内，上部绝缘子5中部的环台和筒体4上端抵接，高压中心通杆8的上端螺纹连接于电缆连接帽9，电缆连接帽9和高压电缆连接。下部绝缘子7的下端设置有环形凸台，环形凸台和筒体4的端面抵接，输出电极10的上端螺纹连接于高压中心通杆8的下端。高压电极棒21和地电极棒22可直接放入竖直设置的作业孔11内。
本实施例中，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
Claims (4)
1.一种钻孔加载式钢筋混凝土电爆炸破碎系统，其特征在于：包括钢筋混凝土结构(1)、冲击波发生组件(2)、以及脉冲功率源(3)；
所述钢筋混凝土结构(1)上设置有多个作业孔(11)，所述作业孔(11)内设置有电解液(12)；
所述冲击波发生组件(2)包括高压电极棒(21)和多个地电极棒(22)；多个所述地电极棒(22)位于所述高压电极棒(21)的周向；
每个所述作业孔(11)均分别对应一个所述高压电极棒(21)或所述地电极棒(22)；所述高压电极棒(21)和所述地电极棒(22)的输出电极(10)均位于所述电解液(12)内，所述高压电极棒(21)电性连接于所述脉冲功率源(3)的高压电极端，所述地电极棒(22)电性连接于所述脉冲功率源(3)的地电极端。
2.根据权利要求1所述的钻孔加载式钢筋混凝土电爆炸破碎系统，其特征在于：所述冲击波发生组件(2)的数量为多组，多组所述冲击波发生组件(2)均布于所述钢筋混凝土结构(1)上。
3.根据权利要求1所述的钻孔加载式钢筋混凝土电爆炸破碎系统，其特征在于：所述作业孔(11)的孔深小于等于60cm，所述高压电极棒(21)所在的作业孔(11)与所述地电极棒(22)所在的作业孔(11)的间距小于等于60cm。
4.根据权利要求1所述的钻孔加载式钢筋混凝土电爆炸破碎系统，其特征在于：所述高压电极棒(21)和所述地电极棒(22)的结构相同，所述高压电极棒(21)和所述地电极棒(22)均包括筒体(4)、上部绝缘子(5)、中部绝缘子(6)、下部绝缘子(7)、高压中心通杆(8)、电缆连接帽(9)、以及输出电极(10)；
所述筒体(4)为两端开口的筒形结构，所述上部绝缘子(5)安装于所述筒体(4)的上端，所述中部绝缘子(6)安装于所述筒体(4)内的中部，所述中部绝缘子(6)卡接于所述筒体(4)内壁的凸台上，所述下部绝缘子(7)安装于所述筒体(4)的下端；
所述高压中心通杆(8)穿过所述上部绝缘子(5)、所述中部绝缘子(6)、以及所述下部绝缘子(7)，所述高压中心通杆(8)的上端连接于所述电缆连接帽(9)，所述电缆连接帽(9)的下端和所述上部绝缘子(5)的上端面抵接，所述输出电极(10)的上端连接于所述高压中心通杆(8)的下端，所述输出电极(10)的上端外壁和所述下部绝缘子(7)的内壁抵接。
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