一種用于煤礦的改進二氧化碳震裂裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于煤礦的改進二氧化碳震裂裝置，包括依次組裝在一起的釋放部件，破裂部件和起爆部件；釋放部件的一端開口且向內形成釋放空間，釋放部件的圓周壁上有一端與釋放空間連通另一端與外界連通的徑向釋放孔；釋放部件的開口端與起爆部件相配合處設有一個破裂部件；所述的起爆部件上設有引爆液壓接口；破裂部件包括破裂片，在所述的破裂片的兩端設有活塞刀和環形刀，且受壓源來自于活塞刀一側。改進的二氧化碳震裂裝置采用液壓能起爆，填補二氧化碳震裂裝置液壓能起爆空白。改進的二氧化碳震裂裝置采用液壓能起爆，在煤礦等高爆炸性氣體環境下使用更加安全。改進的二氧化碳震裂裝置采用液壓能起爆，使用更加簡便易行。
【專利說明】一種用于煤礦的改進二氧化碳震裂裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及二氧化碳震裂裝置，尤其是煤礦等爆炸性氣體環境下使用的二氧化碳震裂裝置。
【背景技術】
[0002]現有【技術領域】的二氧化碳震裂裝置主要有兩類，一類是引進英國CARDOX公司的二氧化碳震裂裝置，另一類是根據英國CARDOX公司的二氧化碳震裂裝置的原理和結構通過技術改進形成的二氧化碳震裂裝置。這兩類二氧化碳震裂裝置都是使用電能進行起爆的，電能起爆本身在高爆炸性氣體環境下使用就是一種危險，而且電能起爆引起的高溫還會產生一些一氧化碳等有害氣體。另外，其破裂部件只包括一個破裂片，引爆時，需要很強的壓力才能引爆。
實用新型內容
[0003]為了克服現有二氧化碳震裂裝置存在的不足之處，而提供一種改進的二氧化碳震裂裝置。
[0004]本實用新型采用的技術方案如下:
[0005]一種用于煤礦的改進二氧化碳震裂裝置，包括依次組裝在一起的釋放部件，破裂部件和起爆部件；所述的釋放部件的一端開口且向內形成釋放空間，釋放部件的圓周壁上有一端與釋放空間連通另一端與外界連通的徑向釋放孔；所述的釋放部件的開口端與起爆部件相配合處設有一個破裂部件；所述的起爆部件上設有與液壓源相連的引爆液壓接口 ；所述的破裂部件包括破裂片，在所述的破裂片的至少一側設有提供剪切力的刀具。
[0006]在所述的破裂片的兩端設有活塞刀和環形刀，且受壓源來自于活塞刀一側。
[0007]所述的起爆部件內設有將其空間分割成受壓空間和施壓空間的隔離部件，且所述的起爆部件上設有與施壓空間相通的引爆液壓接口。
[0008]所述的起爆部件上設有與受壓空間相通的二氧化碳灌注接口。
[0009]所述的隔離部件上設有與其為一體的且與受壓空間相通的二氧化碳灌注接口 ；且隔離部件的軸向方向開有與灌注螺塞相互相配合的孔。
[0010]所述的起爆部件包括端部與釋放部件相配合的起爆管，起爆管的尾部與起爆尾密封配合，在起爆管和起爆尾形成的腔體內設有隔離部件。
[0011]所述的隔離部件為隔離活塞體，所述的隔離活塞體包括相互為一體的大直徑柱體和小直徑柱體,有大直徑柱體的一端，其內部設有端部開口的直孔，有小直徑柱體一端的內部設有與灌注螺塞相配合的螺紋孔，所述的直孔和螺紋孔貫通；灌注接口位于小直徑柱體一端的側壁上，一端與螺紋孔連通，另一端與外界連通。
[0012]所述的起爆部件還包括承壓環、第三密封圈和第三擋圈；
[0013]所述的起爆管的內部的一端設有與釋放部件相配合的第一連接內螺紋，內部的另一端設有與承壓環相配合的第二連接內螺紋，內部的中間有第一通孔，第一連接內螺紋的底部和第一通孔交界處有臺肩；
[0014]所述的起爆尾外部的一端設有與起爆管相配合的第二連接外螺紋，有第二連接外螺紋的一端的內部有一端端部開口的第一半孔，另一端設有引爆液壓接口。
[0015]所述的承壓環的外部有與起爆管的第二連接內螺紋相配合的第三連接外螺紋，內部有第二通孔；
[0016]所述的第三密封圈和第三擋圈安裝在起爆管和起爆尾之間，用來密封起爆管和起爆尾之間的縫隙；
[0017]所述的第一通孔、第二通孔和第一半孔連通，共同構成改進后的起爆空間。
[0018]所述的破裂部件的破裂片的材質為金屬或承壓高分子材料。
[0019]所述的釋放部件的外部的一端有第一連接外螺紋，有第一連接外螺紋的一端的內部有一端端部開口的釋放空間，圓周壁上有一端與釋放空間連通另一端與外界連通的圓周分布的徑向釋放孔。
[0020]所述的活塞刀的圓周方向通過第二密封圈和第二擋圈與起爆管的內圈配合。
[0021]所述的用于煤礦的改進二氧化碳震裂裝置及組裝方法，如下:
[0022]1.將破裂部件的破裂片、活塞刀，環形刀、第二密封圈和第二擋圈清洗干凈；
[0023]2.第二密封圈和第二擋圈按照順序裝入活塞刀的槽內，活塞刀連同第二密封圈和第二擋圈推入起爆部件的起爆管的第一通孔中；
[0024]3.破裂片和環形刀按照破裂片在先的順序放置在起爆管的臺肩上；
[0025]4.將釋放部件的第一連接外螺紋旋入起爆部件的起爆管的第一連接內螺紋中，把破裂部件的環形刀、破裂片和起爆部件的起爆管的臺肩嚴密地擠壓在一起；
[0026]5.將隔離活塞體、第一密封圈、第一擋圈和灌注螺塞清洗干凈后組裝成隔離部件；
[0027]6.將隔離部件從起爆部件的起爆管的第二連接內螺紋一端推入起爆部件的起爆管的第一通孔中，旋入起爆部件的承壓環，旋入起爆部件的起爆尾。
[0028]組裝過程中，在旋入起爆部件的起爆尾之前，使灌注接口與二氧化碳源導通，松開灌注螺塞，液態二氧化碳注入爆炸空間。待注入足量的液態二氧化碳后，旋緊灌注螺塞關閉灌注接口，使爆炸空間與外界隔離。二氧化碳震裂裝置液態二氧化碳灌裝完成。
[0029]本實用新型的使用方法如下:
[0030]將引爆液壓接口與液壓源的管路接通，然后將二氧化碳震裂裝置送入等待爆破的鉆孔中。啟動液壓源，液壓源的工作介質通過管路和引爆液壓接口源源不斷地進入引爆空間，引爆空間內的工作介質壓強增大，推動隔離部件向爆炸空間一側移動，引起爆炸空間內的液態二氧化碳壓強增大，分布在破裂部件的活塞刀端部的軸向推理增大，對破裂片的剪切力增大，且在另一側設有環形刀，產生與破裂片的剪切力方向相同的剪切力；當兩者的剪切力之和產生的強度大于破裂片的剪切強度時，破裂片被剪破，液態二氧化碳進入釋放部件的釋放空間，并迅速發生相變形成氣態二氧化碳通過徑向釋放孔向外界釋放，產生爆炸。對鉆孔進行爆破。
[0031]本實用新型與現有技術相比具有顯著的優點:
[0032]1、改進的二氧化碳震裂裝置采用液壓能起爆，填補二氧化碳震裂裝置液壓能起爆空白。
[0033]2、改進的二氧化碳震裂裝置采用液壓能起爆，在煤礦等高爆炸性氣體環境下使用更加安全。
[0034]3、改進的二氧化碳震裂裝置采用液壓能起爆，使用更加簡便易行。
[0035]4.通過在破裂片的兩側設置活塞刀和環形刀，增大了破裂片的剪切力，加快了破裂片的爆破速度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]圖1:本實用新型的改進的二氧化碳震裂裝置的實施例一的結構示意圖。
[0037]圖2:圖1的釋放部件的結構示意圖。
[0038]圖3:圖1的破裂部件的結構示意圖。
[0039]圖4:圖1的起爆部件的結構示意圖。
[0040]圖5:圖1的隔離部件的結構示意圖。
[0041]圖6:圖1的起爆部件和隔離部件組裝在一起的結構示意圖。
[0042]圖7:本實用新型的改進的二氧化碳震裂裝置的實施例二的結構示意圖。
[0043]圖8:圖7的破裂部件的結構示意圖。
[0044]圖9:圖7的起爆部件的結構示意圖。
[0045]圖10:圖7的隔離部件的結構示意圖。
[0046]圖11:圖7的釋放部件、破裂部件、起爆部件的一部分和隔離部件組裝在一起準備灌裝二氧化碳的結構示意圖。
[0047]圖中:1 一釋放部件、2—破裂部件、3—起爆部件、4一隔離部件、5—第一連接外螺紋、6—釋放空間、7—徑向釋放孔、8—破裂片、9一密封墊圈、1—第一連接內螺紋、11一起爆空間、12一引爆液壓接口、13—灌注螺塞、14一灌注接口、15 —臺肩、16 —隔尚活塞、17—第一密封圈、18—第一擋圈、19 一爆炸空間、20 —引爆空間、21—活塞刀、22—環形刀、23—密封圈、24—第二擋圈、25—起爆管、26—起爆尾、27—承壓環、28—第二密封圈、29—第二擋圈、30—第二連接內螺紋、31—第一通孔、32—第二連接外螺紋、33—第一半孔、34—第二連接外螺紋、35—第二通孔、36—隔尚活塞體、37—大直徑柱體、38—小直徑柱體、39—第二半孔、40—螺紋孔。
【具體實施方式】
[0048]下面將結合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細描述:
[0049]實施例一
[0050]圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6示出本實用新型的改進的二氧化碳震裂裝置的第一種結構。這一結構的改進的二氧化碳震裂裝置，包括釋放部件1，破裂部件2，起爆部件3和隔離部件4。圖1是這一結構的改進的二氧化碳震裂裝置的結構示意圖，圖2是釋放部件I的結構示意圖，圖3是破裂部件2的結構示意圖，圖4是起爆部件3的結構示意圖，圖5是隔離部件4的結構示意圖，圖6是隔離部件4裝入起爆部件3的結構示意圖。
[0051]圖2是釋放部件I的結構。這一結構的釋放部件I的外部的一端有第一連接外螺紋5，有第一連接外螺紋5的一端的內部有一端端部開口的釋放空間6，圓周壁上有一端與釋放空間6連通另一端與外界連通的圓周分布的徑向釋放孔7。
[0052]圖3是破裂部件2的結構。這一結構的破裂部件2包括破裂片8和密封墊圈9。
[0053]圖4是起爆部件3的結構。這一結構的起爆部件3的內部的一端有第一連接內螺紋10，有第一連接內螺紋10的一端的內部有一端端部開口的起爆空間11，另一端有引爆液壓接口 12，有第一連接內螺紋10的一端的圓周壁上有一端與起爆空間11連通另一端由灌注螺塞13封閉的灌注接口 14，第一連接內螺紋10的底部和起爆空間11交界處有臺肩15。
[0054]圖5是隔離部件4的結構。這一結構的隔離部件4包括隔離活塞16，第一密封圈17和第一擋圈18。
[0055]圖6是起爆部件3和隔離部件4組裝在一起的結構。隔離部件4將起爆部件3的起爆空間11分隔成為爆炸空間19和引爆空間20兩個隔離的部分。
[0056]圖1是本實用新型的改進的二氧化碳震裂裝置組裝完成的結構。將隔離活塞15、第一密封圈16和第一擋圈17清洗干凈后組裝成隔離部件4。將隔離部件4推入起爆部件3的起爆空間11中，并推送至底部，將起爆空間11分隔成爆炸空間19和引爆空間20兩個隔離的部分。將破裂片8和密封墊圈9組成的破裂部件2，按照密封墊圈9在先的順序放在起爆部件3的第一連接內螺紋10的底部的臺肩15上。將釋放部件I的第一連接外螺紋5旋入起爆部件3的第一連接內螺紋10中，把破裂部件2的破裂片8、密封墊圈9和起爆部件3的臺肩15嚴密地擠壓在一起，實現密封。本實用新型的改進的二氧化碳震裂裝置組裝完成。
[0057]使灌注螺塞13與二氧化碳源連通。松開灌注螺塞13，使灌注接口 14與二氧化碳源導通，液態二氧化碳注入爆炸空間19。待注入足量的液態二氧化碳后，旋緊灌注螺塞13封閉灌注接口 14，使爆炸空間19與外界隔離。二氧化碳震裂裝置液態二氧化碳灌裝完成。
[0058]將引爆液壓接口 12與液壓源的管路接通，然后將二氧化碳震裂裝置送入等待爆破的鉆孔中。啟動液壓源，液壓源的工作介質通過管路和引爆液壓接口 12源源不斷地進入引爆空間20，引爆空間20內的工作介質壓強增大，推動隔離部件4向爆炸空間19 一側移動，引起爆炸空間19內的液態二氧化碳壓強增大，分布在破裂部件2的破裂片8上的軸向推理增大，破裂片8在釋放空間6開口處受到的剪切力增大。當破裂片8在釋放空間6開口處受到的剪切力大于其剪切強度時，破裂片8在釋放空間6開口處破裂，液態二氧化碳進入釋放部件I的釋放空間6，并迅速發生相變形成氣態二氧化碳通過徑向釋放孔7向外界釋放，產生爆炸。對鉆孔進行爆破。
[0059]改進的二氧化碳震裂裝置采用液壓能起爆，填補二氧化碳震裂裝置液壓能起爆空白。改進的二氧化碳震裂裝置采用液壓能起爆，在煤礦等高爆炸性氣體環境下使用更加安全。改進的二氧化碳震裂裝置采用液壓能起爆，使用更加簡便易行。
[0060]實施例二
[0061]圖7、圖8、圖9、圖10和圖11示出本實用新型的改進的二氧化碳震裂裝置的第二種結構。這一結構的改進的二氧化碳震裂裝置是在實施例一的基礎上改進形成的，同樣包括釋放部件1，破裂部件2，起爆部件3和隔離部件4。出于對性能、制造、裝配等方面的考慮，對破裂部件2，起爆部件3和隔離部件4進行了相應地改變。圖7是這一結構的改進的二氧化碳震裂裝置的結構示意圖，圖8是破裂部件2的結構示意圖，圖9是起爆部件3的結構示意圖，圖10是隔離部件4的結構示意圖，圖11是釋放部件I，破裂部件2，起爆部件3的一部分和隔離部件4組裝在一起準備灌裝二氧化碳的結構示意圖。
[0062]釋放部件I的結構與實施例一相同。
[0063]圖8是改進后的破裂部件2的結構。這一結構的破裂部件2包括破裂片8、活塞刀21，環形刀22、第二密封圈23和第二擋圈24，去掉了密封墊圈9。破裂片8與實施例一相同。破裂片8、活塞刀21，環形刀22、第二密封圈23和第二擋圈24共同構成改進后的破裂部件2。
[0064]圖9是改進后的起爆部件3的結構。這一結構的起爆部件3包括起爆管25、起爆尾26、承壓環27、第三密封圈28和第三擋圈29，去掉了灌注螺塞13和灌注接口 14。
[0065]起爆管25的內部的一端有與實施例一相同的第一連接內螺紋10,內部的另一端有第二連接內螺紋30，內部的中間有第一通孔31，第一連接內螺紋10的底部和第一通孔31交界處有與實施例一相同的臺肩15。
[0066]起爆尾26外部的一端有第二連接外螺紋32，有第二連接外螺紋32的一端的內部有一端端部開口的第一半孔33，另一端與實施例一相同有引爆液壓接口 12。
[0067]承壓環27的外部有第三連接外螺紋34，內部有第二通孔35。
[0068]先用承壓環27的第三連接外螺紋34旋入起爆管25的第二連接內螺紋30，并旋送至底部，然后用起爆尾26的第二連接外螺紋32旋入起爆管25的第二連接內螺紋30，壓緊承壓環27，第三密封圈28和第三擋圈29安裝在起爆管25和起爆尾26之間，用來密封起爆管25和起爆尾26之間的縫隙。
[0069]起爆管25、起爆尾26、承壓環27、第三密封圈28和第三擋圈29組裝在一起共同構成改進后的起爆部件3。第一通孔31、第二通孔35和第一半孔33連通，共同構成改進后的起爆空間11。
[0070]圖10是改進后的隔離部件4的結構。這一結構的隔離部件4包括與實施例一的隔離活塞16作用相同的隔離活塞體36，以及與實施例一作用相同的灌注螺塞13、灌注接口14、第一密封圈17和第一擋圈18。
[0071]隔離活塞體36包括大直徑柱體37和小直徑柱體38，有大直徑柱體37 —端的內部有一端端部開口的第二半孔39，有小直徑柱體38 —端的內部有螺紋孔40，第二半孔39和螺紋孔40貫通。灌注接口 14位于小直徑柱體38—端的側壁上，一端與螺紋孔40連通，另一端與外界連通。
[0072]灌注螺塞13旋入螺紋孔40中。
[0073]圖11是釋放部件1，破裂部件2，起爆部件3的一部分和隔離部件4組裝在一起準備灌裝二氧化碳的結構。
[0074]圖7是本實用新型的改進的二氧化碳震裂裝置組裝完成的結構。將破裂部件2的破裂片8、活塞刀21，環形刀22、第二密封圈23和第二擋圈24清洗干凈，第二密封圈23和第二擋圈24按照順序裝入活塞刀21的槽內，活塞刀21連同第二密封圈23和第二擋圈24推入起爆部件3的起爆管25的第一通孔31中，破裂片8和環形刀22按照破裂片8在先的順序放置在起爆管25的臺肩15上。將釋放部件I的第一連接外螺紋5旋入起爆部件3的起爆管25的第一連接內螺紋10中，把破裂部件2的環形刀22、破裂片8和起爆部件3的起爆管25的臺肩15嚴密地擠壓在一起。
[0075]將隔離活塞體36、第一密封圈16、第一擋圈17和灌注螺塞13清洗干凈后組裝成隔離部件4。將隔離部件4從起爆部件3的起爆管25的第二連接內螺紋30 —端推入起爆部件3的起爆管25的第一通孔31中，旋入起爆部件3的承壓環27，旋入起爆部件3的起爆尾26，本實用新型的改進的二氧化碳震裂裝置組裝完成。
[0076]組裝過程中，在旋入起爆部件3的起爆尾26之前，使灌注接口 14與二氧化碳源導通，松開灌注螺塞13，液態二氧化碳注入爆炸空間19。待注入足量的液態二氧化碳后，旋緊灌注螺塞13關閉灌注接口 14，使爆炸空間19與外界隔離。二氧化碳震裂裝置液態二氧化碳灌裝完成。
[0077]將引爆液壓接口 12與液壓源的管路接通，然后將二氧化碳震裂裝置送入等待爆破的鉆孔中。啟動液壓源，液壓源的工作介質通過管路和引爆液壓接口 12源源不斷地進入引爆空間20，引爆空間20內的工作介質壓強增大，推動隔離部件4向爆炸空間19 一側移動，引起爆炸空間19內的液態二氧化碳壓強增大，分布在破裂部件2的活塞刀21端部的軸向推理增大，對破裂片8的剪切力增大。當剪切力產生的強度大于破裂片8的剪切強度時，破裂片8被剪破，液態二氧化碳進入釋放部件I的釋放空間6，并迅速發生相變形成氣態二氧化碳通過徑向釋放孔7向外界釋放，產生爆炸。對鉆孔進行爆破。
[0078]改進的二氧化碳震裂裝置采用液壓能起爆，填補二氧化碳震裂裝置液壓能起爆空白。改進的二氧化碳震裂裝置采用液壓能起爆，在煤礦等高爆炸性氣體環境下使用更加安全。改進的二氧化碳震裂裝置采用液壓能起爆，使用更加簡便易行。
【權利要求】
1.一種用于煤礦的改進二氧化碳震裂裝置，包括依次組裝在一起的釋放部件，破裂部件和起爆部件；所述的釋放部件的一端開口且向內形成釋放空間，釋放部件的圓周壁上有一端與釋放空間連通另一端與外界連通的徑向釋放孔；所述的釋放部件的開口端與起爆部件相配合處設有一個破裂部件；其特征在于:所述的起爆部件上設有與液壓源相連的引爆液壓接口 ；所述的破裂部件包括破裂片，在所述的破裂片的至少一側設有提供剪切力的刀具，所述的破裂片的兩端設有活塞刀和環形刀。
2.如權利要求1所述的用于煤礦的改進二氧化碳震裂裝置，其特征在于:所述的起爆部件內設有將其空間分割成受壓空間和施壓空間的隔離部件，且所述的起爆部件上設有與施壓空間相通的弓I爆液壓接口。
3.如權利要求2所述的用于煤礦的改進二氧化碳震裂裝置，其特征在于:所述的隔離部件上設有與其為一體的且與受壓空間相通的二氧化碳灌注接口 ；且隔離部件的軸向方向開有與灌注螺塞相互相配合的孔。
4.如權利要求3所述的用于煤礦的改進二氧化碳震裂裝置，其特征在于:所述的起爆部件包括端部與釋放部件相配合的起爆管，起爆管的尾部與起爆尾密封配合，在起爆管和起爆尾形成的腔體內設有隔離部件。
5.如權利要求3所述的用于煤礦的改進二氧化碳震裂裝置，其特征在于:所述的隔離部件為隔離活塞體，所述的隔離活塞體包括相互為一體的大直徑柱體和小直徑柱體，有大直徑柱體的一端，其內部設有端部開口的直孔，有小直徑柱體一端的內部設有與灌注螺塞相配合的螺紋孔，所述的直孔和螺紋孔貫通；灌注接口位于小直徑柱體一端的側壁上，一端與螺紋孔連通，另一端與外界連通。
6.如權利要求3所述的用于煤礦的改進二氧化碳震裂裝置，其特征在于:所述的起爆管的內部的一端設有與釋放部件相配合的第一連接內螺紋，內部的另一端設有與承壓環相配合的第二連接內螺紋，內部的中間有第一通孔，第一連接內螺紋的底部和第一通孔交界處有臺肩。
7.如權利要求3所述的用于煤礦的改進二氧化碳震裂裝置，其特征在于:所述的起爆尾外部的一端設有與起爆管相配合的第二連接外螺紋，有第二連接外螺紋的一端的內部有一端端部開口的第一半孔，另一端設有引爆液壓接口。
8.如權利要求3所述的用于煤礦的改進二氧化碳震裂裝置，其特征在于:所述的起爆部件還包括承壓環、第三密封圈和第三擋圈；所述的承壓環的外部有與起爆管的第二連接內螺紋相配合的第三連接外螺紋，內部有第二通孔；所述的第三密封圈和第三擋圈安裝在起爆管和起爆尾之間，用來密封起爆管和起爆尾之間的縫隙。
9.如權利要求3所述的用于煤礦的改進二氧化碳震裂裝置，其特征在于:所述的釋放部件的外部的一端有第一連接外螺紋，有第一連接外螺紋的一端的內部有一端端部開口的釋放空間，圓周壁上有一端與釋放空間連通另一端與外界連通的圓周分布的徑向釋放孔。
10.如權利要求1所述的用于煤礦的改進二氧化碳震裂裝置，其特征在于:所述的活塞刀的圓周方向通過第二密封圈和第二擋圈與起爆管的內圈配合。
【文檔編號】E21C37/14GK203835394SQ201420175776
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年4月11日 優先權日:2014年4月11日
【發明者】李華誠, 陳祥力, 鞏和一, 李光武 申請人:山東山礦測控技術有限公司