[发明专利]一次性使用的二氧化碳致裂器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明技术涉及一种二氧化碳致裂器及其制作方法，尤其是用于岩体爆破的一次性使用的二氧化碳致裂器及其制作方法。

背景技术

二氧化碳气爆技术于20世纪50年代就开始被英国重视和开发，最初是专门为高瓦斯矿井的采煤工作面研发的。目前已推广到岩石、混凝土和其他物质的快速安全爆破，被广泛用于钢铁和水泥行业。因为其只产生低噪声和低振动，与炸药相比具有价格低、安全、易于使用等优点。目前，多为可回收重复使用的二氧化碳致裂器，其结构为：在高强度合金钢制成的储液管一端装有定压泄能片和泄能头、另一端装有活化器及充能头，充能头上再旋有导爆管。导爆管上装有接线柱，并焊有手环。高压液态二氧化碳由充能头充装。工作时，由外接电源来激发活化器使其燃烧产生高热，高压液态二氧化碳受热瞬间气化膨胀产生高压，当压力超过泄能片的剪切强度时，泄能片被冲破，从泄能头的泄能口释放高压二氧化碳气体对周围岩体产生强烈冲击作用，并使其破裂。这种致裂器因在使用中只是定压泄能片、活化器及液压二氧化碳被消耗，其他部件可重复使用上千次以上。但在实际生产中也存在以下缺点和不足：由于气爆管在爆破时受高压作用，选用经过热处理耐疲劳性能优良的钼钢制成，使其材料成本居高不下，且设计时为保证其强度及重复使用，其管臂厚都达到14mm以上，造成本身重量重，运送费力；爆破后由于岩体运动等原因，紧压管体，造成弯管及断管现象，使其回收困难，通常要配挖掘机同时使用，生产成本高；由于是外接导线，现场接管连线需要三到四个人人工连线，增加了人工成本；填实困难，人工非常费劲，还无法保障不飞管，让本来安全的气体膨胀变成不安全了；容易哑炮，就是因为导爆管上接线柱容易与起重吊索短接，泄气头原设计到的缺陷，导致出现不导电、漏气故障；原结构有致命设计缺陷，泄气头容易断裂；每次充装时要洗管，浪费二氧化碳。

发明内容

本发明的目的是提供一种无需泄能装置的一次性二氧化碳致裂器，减少了繁琐的回收工作，材料成本低。

本发明提出一种一种一次性使用的二氧化碳致裂器，包括膨胀管、活化器、上堵头、锁紧装置，所述膨胀管及上堵头组成密闭容器，活化器位于该密闭容器内；上堵头上开有安装活化器用的安装开口，锁紧装置密封住安装开口；在膨胀管或上堵头上开有充液孔。

优选地，所述充液孔处设有控制充液通断的闭锁阀；膨胀管主要由管体和下端盖组成，膨胀管上开充液孔时，充液孔设在膨胀管的下端盖上。

所述活化器为封闭筒体，其内装有活化剂，还设有浸于活化剂中的电热装置和导线，导线一端连接电热装置，导线另一端穿过上堵头上的安装开口与外部电源连接。

所述充液孔开在下端盖上，在下端盖的圆柱面上开有充液孔，充液孔由径向孔和轴向孔组成，闭锁阀为一个阶梯型的锁紧阀芯，该锁紧阀芯设置在的阶梯型的阀腔孔内，阀腔孔开在下端盖内，且连通径向孔和轴向孔的交汇处。

阶梯型的锁紧阀芯由不同直径的圆柱段组成，其上设有O型密封圈。

所述充液孔开在上堵头上，充液孔为一轴向的阶梯圆孔，闭锁阀包括阶梯型的锁紧阀芯。

阶梯圆孔由内径不同的大孔段、小孔段，小孔段之前还设有用于在充能结束后安装封闭螺栓的封闭螺孔；该锁紧阀芯由直径大的阀座和直径小的阀头组成，阀座为空心阀座，且下方敞口，其上设有O型密封圈。

所述充液孔开在上堵头上，充液孔为一轴向的阶梯圆孔，闭锁阀为弹簧球阀，阶梯圆孔的大孔段为朝向膨胀管内腔的圆柱孔，其内装有弹簧和球阀，阶梯圆孔的小孔段为朝向外部的螺纹孔。

所述锁紧装置为与所述安装开口螺纹连接的锁紧盖或锁紧塞，锁紧装置上开有导线孔，并设有手环；活化器的封闭筒体由活化筒和活化筒盖组成，二者在装好活化剂后密封连接；活化器采用纸质或塑料材料，膨胀管采用普通无缝钢管；膨胀管上开有剪断长槽。

本发明还提出一种一次性使用的二氧化碳致裂器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、下堵头、膨胀管、上堵头一体成型或焊成一体；

B、将电热装置固定在活化筒盖上，将活化筒盖与活化筒密封连接，打开端塞，将活化器的封闭筒体充装满活化剂，再将端塞拧紧密封；

C、将锁紧装置与上堵头用螺纹坚固，将导线从锁紧装置上的导线孔延伸出来；

D、从充液孔充入液态二氧化碳。