一种双超临界态引爆器及致裂器制造技术

本发明专利技术公开了一种双超临界态引爆器及致裂器，包括壳体和位于壳体内的填充腔，所述壳体包括第一分节、第二分节和联接头，填充腔包括还原剂填充腔和氧化剂填充腔，还原剂填充腔和氧化剂填充腔分别填充有填充有超临界态的氢或烷烃和超临界氧，所述第一分节和第二分节内分别为还原剂填充腔和氧化剂填充腔，所述联接头两端分别螺纹密封连接或无缝焊接第一分节和第二分节的一端，第一分节和第二分节的另一端分别连接有第一充气机构和第二充气机构，所述联接头中部安装隔离热塑片，隔离热塑片内封装有电热丝，电热丝通过导线导出到壳体外部；本发明专利技术具有制造成本低、反应料混合均匀度高、放热效率高和运输安全性好的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于引爆器
，尤其涉及双超临界态引爆器及致裂器。
技术介绍
气体爆破技术，是利用易气化的液态或固体物质气化膨胀产生高压气体，使周围介质膨胀做功，并导致破碎，具有无明火、安全、高效的特点。二氧化碳气体爆破器是气体爆破技术中的典型爆破器材，被广泛应用在采矿业、地质勘探、水泥、钢铁、电力等行业、地铁与隧道及市政工程、水下工程、以及应急救援抢险中。现有的气体爆破器主要包括汽化储液管和安装在汽化储液管内的发热引爆器；发热引爆器点火发热后将汽化储液管内的易气化物气化，并导致迅速膨胀。现有气体爆破器引爆器的结构主要是将产热的化学反应物通过装料带装在金属网管内，并将电热丝封装在化学反应物中；(参考专利文献：低温气体爆破器，公告号：CN2514304，公开日：2002.10.02)；该种引爆器结构需预先填装能发生产热反应的氧化剂和还原剂，普遍采用的是粉末状氧化剂和还原剂，常用的产热反应物组合是硫磺（S）、硝石（KNO3）和碳粉（C），其反应方程式为：S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑，俗称黑火药反应，该种反应料的成本较低。采用上述结构的引爆器，存在的问题是：1、引爆器内所需填装的热反应物需进行混料、拌匀、卷料或装袋等过程的加工，填装过程耗时耗工，制造成本较大；2、引爆器在填装药剂过程，氧化剂和还原剂容易出现混合不均的问题，导致放热效率较低；3、热反应料需预先混合填充，运输过程中温度偏高易引发燃烧或爆炸，具有较大的安全隐患；4、由于引爆材料的延时或其他情况出现，容易出现哑炮的情况，无法判断哑炮是何种原因造成的，故不能通过排哑炮方式消除安全隐患；5、现有气体爆破器引爆方式采用固态活化剂燃烧产生高温，直接导热到液态二氧化碳，使液态二氧化碳气化膨胀，其液态二氧化碳的吸热效率较低；6、引爆器的放热速度较慢，药剂反应不充分，热释效率低，液态物气化后的压强偏小，爆破威力较小；7、爆破后，引爆器内的反应物产生大量的含量有毒有害气体，如硫化氢、二氧化硫、一氧化氮和二氧化氮等气体，给爆破场所带来较大的毒害污染。
技术实现思路
本专利技术所要实现的目的是：设计出一种具有加工简单、制造成本低、反应料混合均匀度高、放热效率高、运输安全性好、无哑炮隐患以及液态气化物吸热效果好的引爆器；以解决
技术介绍
中存在的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种双超临界态引爆器，其特征在于：包括壳体和位于壳体内的填充腔，所述壳体包括第一分节、第二分节和联接头，填充腔包括还原剂填充腔和氧化剂填充腔，所述第一分节和第二分节内分别为还原剂填充腔和氧化剂填充腔；所述还原剂填充腔和氧化剂填充腔分别填充有还原剂和氧化剂，所述氧化剂为液态、超临界态或高压气态的氧，所述还原剂为液态、超临界态或高压气体的氢或烷烃；所述联接头中部安装隔离热塑片，隔离热塑片内封装有电热丝，电热丝通过导线导出到壳体外部；所述联接头两端分别密封连接第一分节和第二分节的一端，第一分节和第二分节的另一端分别连接有第一充气机构和第二充气机构；所述第一充气机构和第二充气机构为高压充气阀或高压气体单向阀。进一步，所述还原剂所使用的超临界态烷烃为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯或乙炔中的至少一种。进一步，所述壳体的抗压强度大于5.045Mpa，所述填充腔内的氧化剂为超临界态氧。进一步，所述壳体为纤维质筒或包含纤维材质的复合层筒，所述第一分节的两端分别密封包缠有第一金属接头和第二金属接头，第二分节的两端分别密封包缠有第三金属接头和第四金属接头，第一金属接头连接第一充气机构，第四金属接头连接第二充气机构，第二金属接头和第三金属接头分别连接联接头的两端。进一步，所述壳体采用玻璃纤维、芳纶纤维或碳纤维中的至少一种材质制成。进一步，所述壳体采用复合层制成，所述壳体包括纤维层和硬化层，硬化层位于纤维层的外层。进一步，所述壳体采用复合层制成，所述壳体包括基体层、纤维层和硬化层，硬化层位于纤维层的外层，基体层位于纤维层的内层。进一步，所述基体层采用有机玻璃或聚酯纤维或聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)或软质硅胶材料中的至少一种制成。进一步，所述纤维层采用碳纤维或芳纶纤维或玻璃纤维或石墨烯材料中的至少一种制成。进一步，所述硬化层采用UV硬化胶或环氧树脂胶或瞬间胶或厌氧胶或石膏或水泥。进一步，所述壳体采用玻璃钢材料制成，所述壳体与充气机构和点火机构通过密封胶接。进一步，所述壳体采用碳钢筒时，其壳体的筒壁厚度为1mm至10mm。进一步，所述壳体采用复合纤维材质时，壳体的筒壁厚度为0.5mm至10mm。进一步，所述电热丝通过导线从联接头的侧壁引出，联接头的侧壁上开设有用于引出导线的密封穿孔。进一步，所述第一充气机构与第二充气机构具有相同结构。进一步，所述第二充气机构包括充气孔、阀杆和充气阀座，充气孔贯通充气阀座的底部与顶部，充气孔中部为锁气腔，阀杆通过螺纹结构活动安装在锁气腔内，阀杆的底部安装有密封球。进一步，充气阀座通过无缝焊接、密封胶接或螺纹密封连接安装在壳体的一端。进一步，所述充气阀座螺纹密封连接在壳体的一端，充气阀座底部外壁设置有阀座外螺纹，壳体的一端开设有与阀座外螺纹相配合的阀座内螺口，阀座外螺纹与阀座内螺口之间设有密封圈。进一步，所述充气孔的充气口位于充气阀座的顶部侧边，阀杆位于充气阀座的顶部顶面。进一步，所述充气孔的充气口位于充气阀座的顶部顶面，阀杆位于充气阀座的顶部侧边。进一步，所述充气孔的充气口和阀杆均位于充气阀座的顶部顶面。进一步，所述第二充气机构采用单向进气结构，包括第二座体、第二阀腔、第二阀体和第二气孔，第二气孔位于第二座体轴心上部，第二阀腔位于第二座体轴心下部，第二气孔联通第二阀腔，第二阀腔内设有第二阀体，第二阀体的上端面密封贴合第二阀腔上壁，第二阀腔下部设置有第二锁紧螺丝，第二锁紧螺丝中部空心。进一步，所述第二阀体的下端与第二锁紧螺丝之间设有第二弹簧。进一步，所述第二座体的外壁无缝焊接、密封胶接或螺纹密封连接在壳体的一端。进一步，所述第二气孔上部设置有内螺纹口，内螺纹口螺纹连接有密封螺帽，用于实现双层锁气。进一步，所述第二阀体包括阀帽和顶杆，阀帽连接顶杆的下端，阀帽上部面密封贴合第二阀腔上壁，顶杆轴心处设置有进气道，顶杆外壁过渡配合第二气孔。进一步，所述第二阀体包括阀帽、顶杆和阀帽密封圈，阀帽连接顶杆的下端，阀帽上部面通过阀帽密封圈密封贴合第二阀腔上壁，顶杆间隙配合第二气孔。一种致裂器，其特征在于：采用上述双超临界态引爆器直接用于致裂物体。超临界氧是指氧处于临界温度（-118.57℃)和临界压力（5.043MPa）以上，介于气体和液体之间的流体氧，兼有气体液体的双重性质和优点；超临界氧与碳有机物发生燃烧反应时，具有高温高热的效果。本专利技术所述的引爆器，起爆前，将还原剂填充腔和氧化剂填充腔分别填充还液态还原剂和超临界态的氧化剂，点火过程中，通过导线进行通电，加热电热丝，加热丝热化后，隔离热塑片先被软化，还原剂填充腔和氧化剂填充腔相互导通，同时高温触发还原剂与氧化剂发生反应，由于还原剂和氧化剂均为流体态，其反应产热过程具有混料时间短，燃烧反应速度块，反应效率高，反应产热温度高的特点，用于气体爆破器，能较大程度的增加其爆破威力。另外，上述优化结构中，壳体采用纤维质筒或包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双超临界态引爆器，其特征在于：包括壳体（1）和位于壳体（1）内的填充腔（2），所述壳体（1）包括第一分节（11）、第二分节（12）和联接头（13），填充腔（2）包括还原剂填充腔（21）和氧化剂填充腔（22），所述还原剂填充腔（21）和氧化剂填充腔（22）分别填充有还原剂和氧化剂，所述氧化剂为液态、超临界态或高压气态的氧，所述还原剂为液态、超临界态或高压气体的氢或烷烃，所述第一分节（11）和第二分节（12）内分别为还原剂填充腔（21）和氧化剂填充腔（22），所述联接头（13）中部安装隔离热塑片（131），隔离热塑片（131）内封装有电热丝（132），电热丝（132）通过导线（133）导出到壳体（1）外部，所述联接头（13）两端分别密封连接第一分节（11）和第二分节（12）的一端，第一分节（11）和第二分节（12）的另一端分别连接有第一充气机构（3）和第二充气机构（4），所述第一充气机构（3）和第二充气机构（4）为高压充气阀或高压气体单向阀。

【技术特征摘要】
1.一种双超临界态引爆器，其特征在于：包括壳体（1）和位于壳体（1）内的填充腔（2），所述壳体（1）包括第一分节（11）、第二分节（12）和联接头（13），填充腔（2）包括还原剂填充腔（21）和氧化剂填充腔（22），所述还原剂填充腔（21）和氧化剂填充腔（22）分别填充有还原剂和氧化剂，所述氧化剂为液态、超临界态或高压气态的氧，所述还原剂为液态、超临界态或高压气体的氢或烷烃，所述第一分节（11）和第二分节（12）内分别为还原剂填充腔（21）和氧化剂填充腔（22），所述联接头（13）中部安装隔离热塑片（131），隔离热塑片（131）内封装有电热丝（132），电热丝（132）通过导线（133）导出到壳体（1）外部，所述联接头（13）两端分别密封连接第一分节（11）和第二分节（12）的一端，第一分节（11）和第二分节（12）的另一端分别连接有第一充气机构（3）和第二充气机构（4），所述第一充气机构（3）和第二充气机构（4）为高压充气阀或高压气体单向阀。2.根据权利要求1所述的双超临界态引爆器，其特征在于：所述超临界态烷烃为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯或乙炔中的至少一种。3.根据权利要求1所述的双超临界态引爆器，其特征在于：所述壳体（1）的抗压强度大于5.045Mpa，所述填充腔（2）内的氧化剂为超临界态氧。4.根据权利要求3所述的双超临界态引爆器，其特征在于：所述壳体（1）为纤维质筒或包含纤维材质的复合层筒，所述第一分节（11）的两端分别密封包缠有第一金属接头（111）和第二金属接头（112），第二分节（12）的两端分别密封包缠有第三金属接头（121）和第四金属接头（122），第一金属接头（111）连接第一充气机构（...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭远军，
申请(专利权)人：郭远军，
类型：发明
国别省市：湖南;43