專利名稱：水壓靜態膨脹器的制作方法
技術領域：
本實用新型水壓靜態膨脹器涉及一種水壓靜態切斷采石技術所用的破巖器具。
在中國建筑工業出版社1986年出版的《飾面石材開采與加工》一書中，介紹了一種膨脹劑靜態爆破法，實際上是用類似膨脹水泥一類的膨脹劑作為爆破材料，利用膨脹劑遇水后的水化作用過程中的體積膨脹，將巖石脹裂。這種爆破，優點在于無任何沖擊波，無地震效應，更沒有飛石和噪聲，巖石所受的力基本上是靜壓荷載，但其施工工藝要求較高，爆破參數難以掌握，裝填膨脹劑速度要快，否則反應時間不一致，由此往往造成出材率低，后繼工程(即整形工藝)的成本增加，加上很難在冬季或雨季施工，使這種方法的應用受到局限。
該書中介紹的另一種劈楔及連續炮眼采礦法中所采用的液壓劈裂機也存在需要改進的地方，液壓劈裂機是一個液壓泵小車及若干個方便置入炮眼的圓柱形液壓劈裂器組成。每個劈裂器上部與液壓泵用高壓膠管聯接，傳遞壓力；下部裝有擴張板兩快，擴張板之間夾有一個與液壓缸活塞連桿相連接的楔子。劈裂巖石時，先用鑿巖機打出孔徑20～50毫米，得200～800毫米的炮眼，而后插入由固定在連桿上楔子和擴張板構成的劈裂器，開動液壓泵，靠液壓推動楔子插入兩快擴張板之間，將巖石劈裂。它的不足之處是耗能大，對于不同硬度的巖石，需調換不同角度的楔子，施工麻煩，劈開巖石所形成的裂縫較窄，往往不足以達到人們所需要的寬度。
本實用新型的目的是避免上述技術的不足之處而提供的一種能耗小、結構與配套設備簡單，利用水壓來方便地切斷不同硬度巖石的水壓靜態膨脹器。
本實用新型的目的可以通過以下措施來達到一種方便置入炮眼的圓柱形水壓靜態膨脹器，其上部有快速接頭與水的高壓膠管聯接來傳遞壓力，下部由注水鋼軸、橡膠筒、楔形密封頭環及楔形密封尾環裝配而成。
本實用新型的目的還可以通過從下措施來達到水壓靜態膨脹器注水鋼軸的前端有內孔通往側壁，在其外套一只兩端呈錐形，略短于注水鋼軸的橡膠筒；在凸出于橡膠筒之處的注水鋼軸的兩端，各套一只尾部呈喇叭口的楔形密封環，其喇叭口緊卡著橡膠筒的錐形面；置于頭部的楔形密頭環內孔貫通，將快速接頭一端置入孔內，使其與注水鋼軸形成有空隙的聯接并使它們的內孔相通，以利將高壓水導入注水鋼軸的外壁與橡膠筒內壁之間；而固定在尾部的楔形密封尾環內孔則不通，所形成的凹形底部恰好將注水鋼軸的尾端卡住。
水壓靜態膨脹器使用時類同于使用液壓劈裂器，須先用鑿巖機按開采設計要求打出孔徑為35～45毫米，深20～200厘米(亦可按所需開采荒料的大小來設計孔深)，孔間距為50厘米左右的若干炮眼，然后在各孔內裝上水壓靜態膨脹器，將高壓膠管和膨脹器的快速接頭聯接上，并將高壓膠管通過多通道接頭和水泵相連，然后開動水泵，根據巖石的不同特性及開采要求進行壓力調節，當水壓靜態膨脹器在高壓水的壓力下，使得具有彈性的橡膠筒膨脹，對巖石的鉆孔孔壁產生徑向壓力，當膨脹壓力大于巖石的抗拉強度時，巖石便會出現漲開的裂縫；壓力再行增加，至一定限度時，沿布孔面即可形成貫通裂縫，使巖石劈裂。
附圖的圖面說明如下
圖1為本實用新型水壓靜態膨脹器剖面以下結合附圖對本實用新型實施例作進一步詳述如
圖1所示，本實用新型為一種方便置入炮孔的圓柱形水壓靜態膨脹器，其上部有快速接頭(1)與水泵的高壓膠管聯接來傳遞壓力，引入高壓水，下部由注水鋼軸(4)、橡膠筒(5)、楔形密封頭環(2)及楔形密封尾環(3)裝配而成。注水鋼軸(4)的前端有內孔通往側壁，在其外套一只兩端呈錐形，略短于注水鋼軸(4)的橡膠筒(5)；在凸出于橡膠筒(5)之外的注水鋼軸(4)的兩端，各套一只尾部呈喇叭口的楔形密封環，其喇叭口緊卡著橡膠筒(5)的錐形外表面；置于頭部的楔形密封頭環(2)內孔貫通，將快速接頭(1)一端置入孔內，使其與注水鋼軸(4)形成有空隙的聯接并使它們的內孔相通，以利將高壓水導入注水鋼軸(4)的外壁與橡膠筒(5)內壁之間；而固定在尾部的楔形密封尾環(3)內孔則不通，所形成的凹形底部恰好將注水鋼軸(4)的尾端卡住。
本實用新型水壓靜態膨脹器外徑為33～43毫米，長度可根據所需開采荒料的大小設計孔深，一般為20～200厘米；注水鋼軸(4)內孔直徑為4～8毫米，外徑為14～18毫米，橡膠筒(5)內徑為16～20毫米，壁厚為10～12毫米。橡膠筒(5)系采用耐老化的純膠管。水壓靜態膨脹器外徑為40毫米，長度為80～120厘米，注水鋼軸(4)內孔直徑為6毫米，外徑為16毫米，橡膠筒(5)內徑為18毫米，壁厚為11毫米，效果較佳。
當水泵開動時，通過高壓軟管(6)將高壓水注入本實用新型水壓靜態膨脹器時，隨著壓力的增大，由于橡膠筒(5)和楔形密封頭環(2)、楔形密封尾環(3)均為錐面密封，所選擇錐形錐度在40°～60°之間，可使得水壓越大，密封越緊。再加上快速接頭(1)的密封結構可耐最大壓力達700×105Pa／cm2(快速接頭(1)為定型產品)，通過內孔導入注水鋼軸(4)側壁的高壓水的壓力全部作用在橡膠筒(5)上，使具有彈性的橡膠筒(5)不斷膨脹。又由于鉆孔直徑和水壓靜態膨脹器直徑間隙不大，因此只要有一定壓力，橡膠筒(5)就貼緊孔壁并對其施加壓力，當配以一定的開訪采方法使所布置膨脹器的總能力超過所在巖體的巖塊的抗拉強度時，巖石便出現張開裂縫，壓力再行增加至一定限度時，穩定斷裂的傳播隨即發生，這時，沿布孔面即會形成貫通裂縫，使巖石按預定方案劈裂。
本實用新型的優點和特點在于1、可配以一定的開采方法，充分利用巖石的物理力學特性，即其抗拉強度很低的特點，通過低功率的高壓水泵使水壓靜態膨脹器膨脹，導致巖石按設計要求斷裂，因此能耗較小。
2、結構及配套設備簡單，制造與施工容易，成本低，使用時不受低溫及濕度條件的限制。
3、采用本發明，分離巖石所需時間短，但因工具的使用要求，分離塊不能太大。因此可將分離和解體兩工序合并為一，直接開采成鋸床所需荒料。同時開采出的荒料成形好，不需再整形，所以可將整個回采工藝的三個工序(分離、解體和整形)合并為一，使得回采工藝大為簡化。
4、由于眼距較大，鉆眼輔助時間相對的減少。
5、由于分離塊度適中，運輸機械也可以中、小型化，整個生產成本可望降低。
權利要求1.一種方便置入炮孔的圓柱形水壓靜態膨脹器，有快速接頭(1)一端與水泵的高壓膠管聯接來傳遞壓力，其特征在于快速接頭(1)的另一端與中部外套有橡膠筒(5)、接頭端套有楔形密封頭環(2)及尾端套有楔形密封尾環(3)的注水鋼軸(4)相聯接。
2.根據權利要求1所說的水壓靜態膨脹器，其特征在于注水鋼軸(4)的接頭端有內孔通往側壁；外套的橡膠筒(5)兩端呈錐形，長度略短于注水鋼軸(4)，使注水鋼軸(4)的兩端凸出于橡膠筒(5)之外；楔形密封環尾部呈喇叭口，套在注水鋼軸(4)的兩端，使喇叭口緊卡著橡膠筒(5)的錐形外表面；置于接頭部的楔形密封頭環(2)內孔貫通，將快速接頭(1)一端置入孔內，使其與注水鋼軸(4)形成有空隙的聯接并使它們的內孔相通，以利將高壓水導入注水鋼軸(4)的外壁與橡膠筒(5)內壁之間；而固定在尾部的楔形密封尾環(3)內孔則不通，所形成的凹形底恰好將注水鋼軸(4)的尾端卡住。
3.根據權利要求2所說的水壓靜態膨脹器，其特征在于橡膠筒(5)的錐形錐度在40°～80°之間，可使得水壓越大，密封越緊。
4.根據權利要求1、2、3所說的水壓靜態膨脹器，其特征在于其外徑為33～43毫米，長度可根據所需開采荒料的大小設計孔深，一般為20～200厘米；注水鋼軸(4)內孔直徑為4～8厘米，壁厚為10～12毫米。
5.根據權利要求4所說的水壓靜態膨脹器，其特征在于其外徑為40毫米，長度為80～ 100厘米；注水鋼軸(4)內孔直徑為6毫米，外徑為16毫米，橡膠筒(5)內徑為18毫米，壁厚為11毫米。
6.根據權利要求1、2、3、5所說的水壓靜態膨脹器，其特征在于橡膠筒(5)系采用的老化的純膠管。
7.根據權利要求4所說的水壓靜態膨脹器，其特征在于橡膠筒(5)系采用耐老化的純膠管。
專利摘要水壓靜態膨脹器，涉及一種水壓靜切斷采石技術所用的破巖器具。本實用新型由快速接頭(1)、注水鋼軸(4)、橡膠筒(5)、楔形密封頭環(2)及楔形密封尾環(3)裝配而成。使用時由一臺水泵向若干個水壓靜態膨脹器注水，可利用水壓來方便地切斷不同硬度的巖石，配合適當的爆破方法，可將石材切割成型，形成飾面石材開采新技術。本實用新型能耗小、結構與配套設備簡單，使用方便、作用可靠。
文檔編號E21C37/00GK2084980SQ9022668
公開日1991年9月18日 申請日期1990年12月29日 優先權日1990年12月29日
發明者顧孟寒 申請人:顧孟寒