[發明專利]自激振蕩脈沖液態二氧化碳協同激光破巖系統及破巖方法

在審

• 申請號: 202310188012.0
• 申請日: 2023-02-28
• 公開（公告）號: CN116148441A
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 李登;孫碩;康勇;王曉筍;張海濤;樊辰星
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N3/40;G01N29/04;B08B3/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 羅敏清

1.一種自激振蕩脈沖液態二氧化碳協同激光破巖系統，其特征在于，包括試驗釜、檢測裝置、激光發生裝置以及液態二氧化碳射流發生裝置，其中，

試驗釜，待破碎巖樣設置在試驗釜中；

檢測裝置，其包括硬度計和聲發射傳感器，所述硬度計以及聲發射傳感器均與待破碎巖樣相對設置，其中，所述硬度計用于檢測巖石工件硬度，所述聲發射傳感器用于檢測巖石工件表面形貌以及內部結構；

激光發生裝置，其包括激光發生器和激光頭，所述激光頭與待破碎巖樣相對設置且其用于聚焦激光并輻射待破碎巖樣表面；

液態二氧化碳射流發生裝置，其包括液態二氧化碳泵站和自激振蕩脈沖噴嘴，所述自激振蕩脈沖噴嘴與待破碎巖樣相對設置且其用于產生高壓液態二氧化碳射流；

控制裝置，其與硬度計、聲發射傳感器、激光發生裝置以及液態二氧化碳射流發生裝置電性連接。

2.根據權利要求1所述的自激振蕩脈沖液態二氧化碳協同激光破巖系統，其特征在于，所述試驗釜包括釜體、設置在釜體兩相對側壁上且用于對待破碎巖樣加壓的加壓裝置以及設置在釜體內且用于對待破碎巖樣進行加熱的加熱裝置。

3.根據權利要求1所述的自激振蕩脈沖液態二氧化碳協同激光破巖系統，其特征在于，所述加壓裝置包括設置在釜體側壁上的液壓缸以及與液壓缸垂直連接的加壓板，在加壓時，所述液壓缸推動加壓板對待破碎巖樣加壓。

4.根據權利要求1所述的自激振蕩脈沖液態二氧化碳協同激光破巖系統，其特征在于，所述加熱裝置為U形加熱板。

5.根據權利要求1所述的自激振蕩脈沖液態二氧化碳協同激光破巖系統，其特征在于，所述自激振蕩脈沖噴嘴包括第一噴嘴體、可上下活動地設置在第一噴嘴體中的第二噴嘴體、推動第二噴嘴體在第一噴嘴體中上下移動的驅動裝置，其中，第一噴嘴體還通過固定肋與液態二氧化碳泵站固接，所述驅動裝置也與液態二氧化碳泵站固接。

6.根據權利要求5所述的自激振蕩脈沖液態二氧化碳協同激光破巖系統，其特征在于，在第一噴嘴體和第二噴嘴體軸線方向均設置有供液體噴出的噴射孔，并且在所述第一噴嘴體軸向方向設置有第一腔體以及與第一腔體連接的第二腔體，其中，第一腔體內徑小于第二腔體內徑，第二噴嘴體包括與第一腔體適配的第一柱體以及與第一柱體一體成型且與第二腔體適配的第二柱體，第一柱體可上下移動地穿設在第一腔體中，第二柱體可上下移動地穿設在第二腔體中，第二噴嘴體在第一噴嘴體中上下運動的過程改變了噴嘴孔的總長度。

7.根據權利要求5所述的自激振蕩脈沖液態二氧化碳協同激光破巖系統，其特征在于，所述驅動裝置包括與液態二氧化碳泵站通過支撐架連接的電機、與電機輸出軸軸接的絲杠、與絲杠通過螺紋連接的滑塊以及一端與滑塊鉸接、另一端與第二噴嘴體鉸接的連桿。