[發(fā)明專利]一次性使用的二氧化碳致裂器及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610321373.8
• 申請(qǐng)日: 2016-05-16
• 公開（公告）號(hào): CN105863637B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周明;魏厚銀;黃斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南烈?guī)r科技有限公司
• 主分類號(hào): E21C37/14
• 分類號(hào): E21C37/14;F16K3/24;F16K1/14
• 代理公司: 中山市捷凱專利商標(biāo)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)44327
• 代理人: 楊連華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明技術(shù)涉及一種二氧化碳致裂器及其制作方法，尤其是用于巖體爆破的一次性使用的二氧化碳致裂器及其制作方法。

背景技術(shù)

二氧化碳?xì)獗夹g(shù)于20世紀(jì)50年代就開始被英國重視和開發(fā)，最初是專門為高瓦斯礦井的采煤工作面研發(fā)的。目前已推廣到巖石、混凝土和其他物質(zhì)的快速安全爆破，被廣泛用于鋼鐵和水泥行業(yè)。因?yàn)槠渲划a(chǎn)生低噪聲和低振動(dòng)，與炸藥相比具有價(jià)格低、安全、易于使用等優(yōu)點(diǎn)。目前，多為可回收重復(fù)使用的二氧化碳致裂器，其結(jié)構(gòu)為：在高強(qiáng)度合金鋼制成的儲(chǔ)液管一端裝有定壓泄能片和泄能頭、另一端裝有活化器及充能頭，充能頭上再旋有導(dǎo)爆管。導(dǎo)爆管上裝有接線柱，并焊有手環(huán)。高壓液態(tài)二氧化碳由充能頭充裝。工作時(shí)，由外接電源來激發(fā)活化器使其燃燒產(chǎn)生高熱，高壓液態(tài)二氧化碳受熱瞬間氣化膨脹產(chǎn)生高壓，當(dāng)壓力超過泄能片的剪切強(qiáng)度時(shí)，泄能片被沖破，從泄能頭的泄能口釋放高壓二氧化碳?xì)怏w對(duì)周圍巖體產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊作用，并使其破裂。這種致裂器因在使用中只是定壓泄能片、活化器及液壓二氧化碳被消耗，其他部件可重復(fù)使用上千次以上。但在實(shí)際生產(chǎn)中也存在以下缺點(diǎn)和不足：由于氣爆管在爆破時(shí)受高壓作用，選用經(jīng)過熱處理耐疲勞性能優(yōu)良的鉬鋼制成，使其材料成本居高不下，且設(shè)計(jì)時(shí)為保證其強(qiáng)度及重復(fù)使用，其管臂厚都達(dá)到14mm以上，造成本身重量重，運(yùn)送費(fèi)力；爆破后由于巖體運(yùn)動(dòng)等原因，緊壓管體，造成彎管及斷管現(xiàn)象，使其回收困難，通常要配挖掘機(jī)同時(shí)使用，生產(chǎn)成本高；由于是外接導(dǎo)線，現(xiàn)場接管連線需要三到四個(gè)人人工連線，增加了人工成本；填實(shí)困難，人工非常費(fèi)勁，還無法保障不飛管，讓本來安全的氣體膨脹變成不安全了；容易啞炮，就是因?yàn)閷?dǎo)爆管上接線柱容易與起重吊索短接，泄氣頭原設(shè)計(jì)到的缺陷，導(dǎo)致出現(xiàn)不導(dǎo)電、漏氣故障；原結(jié)構(gòu)有致命設(shè)計(jì)缺陷，泄氣頭容易斷裂；每次充裝時(shí)要洗管，浪費(fèi)二氧化碳。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種無需泄能裝置的一次性二氧化碳致裂器，減少了繁瑣的回收工作，材料成本低。

本發(fā)明提出一種一種一次性使用的二氧化碳致裂器，包括膨脹管、活化器、上堵頭、鎖緊裝置，所述膨脹管及上堵頭組成密閉容器，活化器位于該密閉容器內(nèi)；上堵頭上開有安裝活化器用的安裝開口，鎖緊裝置密封住安裝開口；在膨脹管或上堵頭上開有充液孔。

優(yōu)選地，所述充液孔處設(shè)有控制充液通斷的閉鎖閥；膨脹管主要由管體和下端蓋組成，膨脹管上開充液孔時(shí)，充液孔設(shè)在膨脹管的下端蓋上。

所述活化器為封閉筒體，其內(nèi)裝有活化劑，還設(shè)有浸于活化劑中的電熱裝置和導(dǎo)線，導(dǎo)線一端連接電熱裝置，導(dǎo)線另一端穿過上堵頭上的安裝開口與外部電源連接。

所述充液孔開在下端蓋上，在下端蓋的圓柱面上開有充液孔，充液孔由徑向孔和軸向孔組成，閉鎖閥為一個(gè)階梯型的鎖緊閥芯，該鎖緊閥芯設(shè)置在的階梯型的閥腔孔內(nèi)，閥腔孔開在下端蓋內(nèi)，且連通徑向孔和軸向孔的交匯處。

階梯型的鎖緊閥芯由不同直徑的圓柱段組成，其上設(shè)有O型密封圈。

所述充液孔開在上堵頭上，充液孔為一軸向的階梯圓孔，閉鎖閥包括階梯型的鎖緊閥芯。

階梯圓孔由內(nèi)徑不同的大孔段、小孔段，小孔段之前還設(shè)有用于在充能結(jié)束后安裝封閉螺栓的封閉螺孔；該鎖緊閥芯由直徑大的閥座和直徑小的閥頭組成，閥座為空心閥座，且下方敞口，其上設(shè)有O型密封圈。

所述充液孔開在上堵頭上，充液孔為一軸向的階梯圓孔，閉鎖閥為彈簧球閥，階梯圓孔的大孔段為朝向膨脹管內(nèi)腔的圓柱孔，其內(nèi)裝有彈簧和球閥，階梯圓孔的小孔段為朝向外部的螺紋孔。

所述鎖緊裝置為與所述安裝開口螺紋連接的鎖緊蓋或鎖緊塞，鎖緊裝置上開有導(dǎo)線孔，并設(shè)有手環(huán)；活化器的封閉筒體由活化筒和活化筒蓋組成，二者在裝好活化劑后密封連接；活化器采用紙質(zhì)或塑料材料，膨脹管采用普通無縫鋼管；膨脹管上開有剪斷長槽。

本發(fā)明還提出一種一次性使用的二氧化碳致裂器的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、下堵頭、膨脹管、上堵頭一體成型或焊成一體；

B、將電熱裝置固定在活化筒蓋上，將活化筒蓋與活化筒密封連接，打開端塞，將活化器的封閉筒體充裝滿活化劑，再將端塞擰緊密封；

C、將鎖緊裝置與上堵頭用螺紋堅(jiān)固，將導(dǎo)線從鎖緊裝置上的導(dǎo)線孔延伸出來；

D、從充液孔充入液態(tài)二氧化碳。