[发明专利]一种用于产生可控冲击波的复合型破岩棒及其制作方法

权利要求书

1.一种用于产生可控冲击波的复合型破岩棒，其特征在于：包括外壳(1)、金属丝(2)和内管(3)，外壳(1)和内管(3)均为两端封闭的中空直管；外壳(1)与内管(3)同轴套装，外壳(1)的外径为30-34mm，长度为280-330mm，内管(3)外径为4-7mm，长度为280-330mm；金属丝(2)沿外壳(1)与内管(3)的轴线设置，其两端伸出外壳(1)并固定安装；内管(3)内装填粉状含能材料(4)，内管(3)和外壳(1)之间装填固体含能材料(5)；所述外壳(1)包括直管(6)和插装在直管(6)两端的端盖(8)，直管(6)为金属材料的管状结构；端盖(8)为非金属材料，端盖(8)的中心设有圆孔，内管(3)通过所述圆孔插装在所述直管(6)内，所述内管(3)为玻璃材质，内管(3)两端设有内管端头(7)，且内管端头(7)端部与端盖(8)端面平齐；内管端头(7)沿其轴线设有内径为0.5-0.8mm的通孔；所述金属丝(2)的直径为500-800μm，材质为钨、钽或铜；外壳(1)的壁厚为1mm；所述粉状含能材料(4)包括质量分数为20-30％的铝粉、65-75％的高氯酸铵或高氯酸钾、3-5％的石蜡，粉状含能材料(4)的填装密度为1.0～1.2g/cm³；所述固体含能材料(5)包括质量分数为73.5％的聚四氟乙烯和26.5％的铝粉。

2.根据权利要求1所述的一种用于产生可控冲击波的复合型破岩棒，其特征在于：所述直管(6)外表面沿其轴向设有多排槽体集合体，每排槽体集合体包括沿直管(6)周向设置的多个矩形槽。

3.根据权利要求1或2所述的用于产生可控冲击波的复合型破岩棒的制作方法，其特征在于，包括以下步骤；

S1，采用聚醚醚酮棒材加工两个端盖(8)，采用可溶性铝镁合金管材加工直管(6)，并在加工好的直管(6)外表面加工矩形槽；

S2，将金属丝(2)穿过内管(3)本体，将金属丝(2)一端从其中一个内管端头(7)的通孔穿过并采用粘接剂与内管端头(7)粘牢，将所述内管端头(7)旋压插装在内管(3)端部；

S3，将铝粉、高氯酸铵或高氯酸钾、石蜡在容器中混合均匀，即完成粉状含能材料(4)的制作；

S4，将粉状含能材料(4)填入内管(3)并捣实；

S5，将金属丝(2)另一端穿过另一个内管端头(7)，在所述内管端头(7)侧面涂胶，并旋压插装在内管(3)端部，然后拉直金属丝(2)，并在内管端头(7)的通孔处涂粘接剂；

S6，将聚四氟乙烯和铝粉在容器中混合均匀，即完成固体含能材料(5)的制作；

S7，将内管(3)一端涂粘接剂并插装在其中一个端盖(8)的圆孔内，使金属丝(2)延伸至端盖(8)外侧，且内管(3)端部与该端盖(8)端面保持平齐；在该端盖(8)侧面涂粘接剂并旋入外壳(1)一端，将内管(3)和金属丝(2)从外壳(1)另一端引出；

S8，向外壳(1)内注入固体含能材料(5)，在内管(3)端部与另一个端盖(8)侧面涂粘接剂，将金属丝(2)穿过该端盖(8)的圆孔，然后将该端盖(8)旋入外壳(1)同时将内管(3)端部穿入该端盖(8)的圆孔内，在端盖(8)处涂粘接剂封装，即完成破岩棒的制作。

4.根据权利要求3所述的用于产生可控冲击波的复合型破岩棒的制作方法，其特征在于：还包括以下步骤：

待粘接剂完全凝固后，将制备好的破岩棒送入压力容器中，给容器注入水，将容器增压到1Mpa时保持5小时；

从压力容器中取出破岩棒，检查胶粘面是否有渗水，不渗水的破岩棒为合格品。

5.根据权利要求4所述的用于产生可控冲击波的复合型破岩棒的制作方法，其特征在于：还包括以下步骤：

以储能为100kJ脉冲功率驱动源，在额定工作电压30kV，输出脉冲电流60kA的条件下，对破岩棒做驱动实验，能够起爆的破岩棒为合格品。