[發明專利]模型試驗用電火花毫秒延時定量爆破裝置、系統及方法

有效

• 申請號: 202110259993.4
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113028924B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 張冰;王漢鵬;王鵬;于欣平;邢文彬
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F42D1/055
• 分類號: F42D1/055;F42D3/04;F42B3/14
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄧建國

本發明涉及模型試驗用電火花毫秒延時定量爆破裝置、系統及方法，包括之間設有彈性件的第一電極及第二電極，第一電極和第二電極之間設有能夠被爆破破壞的連接件，第一電極和第二電極均包括絕緣套筒、套在絕緣套筒外周的陰極導體及穿過絕緣套筒的陽極發射桿，第一電極和第二電極的絕緣套筒相貼合，第二電極的絕緣套筒通過端部的凸起插入第一電極絕緣套筒端部的凹槽中，第一電極和第二電極的陽極發射桿在凸起內部的空間內貼合，凸起插入和離開凹槽能夠實現第一電極的陽極發射桿與陰極導體之間絕緣和非絕緣狀態的切換，本發明的爆破裝置能夠實現真實模擬毫秒延時爆破。

技術領域

本發明涉及試驗設備技術領域，具體涉及模型試驗用電火花毫秒延時定量爆破裝置、系統及方法。

背景技術

這里的陳述僅提供與本發明相關的背景技術，而不必然地構成現有技術。

在鐵路、礦山、隧道等大型工程中，爆破是一道關鍵工序。利用炸藥爆炸產生的巨大能量破壞巖體原結構，提高土石方開挖、礦山開采、隧道開挖效率，可以大大地節省人工，加快工期。但是，爆破產生的巨大能量也會對巷道圍巖的穩定性產生不利影響。通過物理模型試驗，建立與隧道原型結構相對應的模型結構，在實驗室條件下還原爆破擾動過程，深入研究隧道圍巖在爆破荷載作用下的力學特征，對指導隧道工程實踐有著重要的意義。

在模型試驗中，為保證試驗效果，爆破荷載模擬具有如下要求：(1)方法安全、可靠，符合實驗室安全管理要求；(2)爆破能量可控，以準確模擬現場能量；(3)爆破次序、過程可控，以準確模擬現場爆破過程。

然而，真實炸藥與起爆器材具有極高的破壞性和危險性，不適用于模型試驗。為克服以上問題，申請號為202010332127.9的中國專利公開了一種非炸藥模擬藥卷動荷載加載裝置及其試驗方法，通過震源電火花方式實現了模型試驗中爆破的安全模擬，但發明人發現，該裝置僅可進行單次爆破，無法實現復雜爆破模擬，尤其是無法實現毫秒延時爆破(相鄰藥包以極短的毫秒級時間間隔順序起爆，使各藥包形成的能量場相互影響而產生一系列良好的爆破效果)這一重要爆破方式的模擬，此外，該裝置對爆破能量大小缺乏控制，無法實現爆破強度定量控制。

綜上所述，現有裝置均無法在模型試驗中安全、定量的模擬毫秒延時爆破。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的不足，提供模型試驗用電火花毫秒延時定量爆破裝置，能夠在模型試驗中安全、定量的模擬毫秒延時爆破。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

第一方面，本發明提供了模型試驗用電火花毫秒延時定量爆破裝置，包括之間設有彈性件的第一電極及第二電極，第一電極和第二電極之間設有能夠被爆破破壞的連接件，第一電極和第二電極均包括絕緣套筒、套在絕緣套筒外周的陰極導體及穿過絕緣套筒的陽極發射桿，第一電極和第二電極的絕緣套筒相貼合，第二電極的絕緣套筒通過端部的凸起插入第一電極絕緣套筒端部的凹槽中，第一電極和第二電極的陽極發射桿在凸起內部的空間內貼合，凸起插入和離開凹槽能夠實現第一電極的陽極發射桿與陰極導體之間絕緣和非絕緣狀態的切換。

進一步的，所述第一電極和第二電極的陰極導體外周均設置有PVC管，PVC管兩端通過固定件與陰極導體固定，PVC管與陰極導體之間的空間填充有飽和鹽水和吸水樹脂。

進一步的，所述連接件采用無彈性的絕緣繩。

進一步的，所述陽極發射桿兩端具有螺紋段，陽極發射桿的兩端穿出絕緣套筒，并在螺紋段上旋緊緊固螺帽，緊固螺帽壓緊在絕緣套筒的端面上。

進一步的，所述第二電極的陰極導體的長度為第一陰極導體長度與炸藥理論間距之和。

進一步的，第二電極的絕緣套筒包括同軸設置的第一筒段和第二筒段，第一筒段直徑大于第二筒段且套于第二電極的陰極導體內部，所述第二筒段伸入第一電極的陰極導體內部，且其長度等于第一電極的陰極導體長度一半、炸藥理論間距及凸起插入凹槽深度之和。