[發明專利]一種巖石劈裂機的劈裂棒

在審

• 申請號: 201910477077.0
• 申請日: 2019-06-03
• 公開（公告）號: CN110080762A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 張薇
• 申請（專利權）人: 張薇
• 主分類號: E21C37/10
• 分類號: E21C37/10;B28D1/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 賈玉霞;邱啟旺

本發明公開一種巖石劈裂機的劈裂棒，劈裂棒主體由柔性材料制成。工作時，加壓液體作用于柔性的劈裂棒內部，劈裂棒膨脹，從而擠壓周圍巖石開裂。本發明由于采用柔性材料作為承壓受力元件，當劈裂棒受力不均勻時可以避免出現漏油的情況。

技術領域

本發明涉及礦山開采和工程施工中的巖體劈裂與破碎領域，具體涉及一種巖石劈裂機的劈裂棒。

背景技術

現有的液壓巖石劈裂機由液壓泵站、液壓管和若干個劈裂棒組成(如圖1所示)，使用時，先在巖石上鉆若干個孔，然后將若干個劈裂棒插入孔中，隨后由泵站將高壓液體通過液壓管輸入劈裂棒中，劈裂棒向外周脹開，對巖石孔壁施加壓力，巖石于是裂開。

現有的巖石劈裂機的劈裂棒有三種形式：楔塊式、活塞式和兩片式(如圖2-4所示)。無論哪種形式，承壓受力元件均為金屬硬質材料制成。在工作過程中，劈裂棒受到外部巖石的反作用力有時是不均勻和不對稱的，方向也并不都是徑向的。特別是在巖石產生裂縫時，對劈裂棒施加的反作用力方向是雜亂無章的。在不規則力的作用下，金屬硬質承壓受力元件會發生形變，引起容納高壓液體的腔體原本的縫隙增大，導致漏油。現有的其他高強度硬質材料制作承壓受力元件依然難以避免該問題的發生。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種巖石劈裂機的劈裂棒，以柔性材料作為承壓受力元件，具體的技術方案如下：

一種巖石劈裂機的劈裂棒，其特征在于，所述的劈裂棒的主體由柔性材料制成，所述的柔性材料的邵氏硬度小于50D。

進一步地，所述的劈裂棒的主體為由柔性橡塑材料制成的密封內襯層和由高強度纖維編織布制成的承壓受力層組成的兩層結構，所述的柔性橡塑材料的邵氏硬度小于50D，所述的高強度纖維的抗拉強度大于100MPa。

進一步地，所述的劈裂棒的主體為由高強度纖維增強柔性橡塑復合材料制成的同時實現密封和承壓受力的單層結構，所述的高強度纖維的抗拉強度大于100MPa，所述的柔性橡塑材料的邵氏硬度小于50D。

進一步地，所述的劈裂棒的密封內襯層沿周向設置若干個褶皺，使得加壓液體充滿后褶皺被拉伸，劈裂棒的直徑增大；或者所述的劈裂棒的密封內襯層由彈性橡塑材料制成，使得加壓液體充滿后劈裂棒的直徑增大。

進一步地，所述的劈裂棒的承壓受力層沿周向設置若干個褶皺，使得加壓液體充滿后褶皺被拉伸，劈裂棒的直徑增大；或者所述的劈裂棒的承壓受力層由高強度纖維編織而成的彈力布制成，使得加壓液體充滿后劈裂棒的直徑增大，所述的高強度纖維的抗拉強度大于100MPa。

進一步地，所述的密封且承壓受力層沿周向設置若干個褶皺，使得加壓液體充滿后褶皺被拉伸，劈裂棒的直徑增大；或者所述的密封且承壓受力層由所述的高強度纖維編織而成的彈力布與彈性橡膠或彈性塑料復合而成，使得加壓液體充滿后劈裂棒的直徑增大，所述的高強度纖維的抗拉強度大于100MPa。

進一步地，所述的劈裂棒還包括套在所述的單層或兩層結構外側的防割層，所述的防割層為耐切割纖維編織布或無紡布。

進一步地，所述的防割層沿周向設置若干個褶皺，使得加壓液體充滿后褶皺被拉伸，劈裂棒的直徑增大；或者所述的防割層由耐切割纖維編織而成的彈力布制成，使得加壓液體充滿后劈裂棒的直徑增大。

進一步地，所述的劈裂棒還包括位于最外側的金屬可伸縮外殼，所述的金屬可伸縮外殼的厚度δ滿足

其中，R₀為該劈裂棒整體結構的外半徑，R_eL為金屬可伸縮外殼材料的屈服強度，P為內部液體最大壓強。

進一步地，所述的金屬可伸縮外殼由沿周向均勻設置的多個金屬弧形片層疊交叉組成，任意一個金屬弧形片的頭部位于下一個金屬弧形片的外側，尾部位于前一個金屬弧形片的內側，從而形成層疊交叉的類似鱗片狀的結構。