一种液压胀裂装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种液压胀裂装置，涉及液压静态破岩技术领域，适用于采掘和基建工程中对矿层、岩石、砼体的致裂和解小，该装置包括胀裂棒和液压驱控单元，胀裂棒包括扁芯胶管、弹性管套和内压切刀，使用时置入钻孔内，注入高压液体，可产生径向膨胀和孔内压切双重作用实现定向致裂；本实用新型专利技术液压驱控单元以压力自适应的方式定量地压注和回收压力液，可避免胀裂棒因过度膨胀而受损，同时具有径向膨胀和孔内压切双重致裂机制，且胀、切作用相互促进，使得均匀分布在各个方向上的压力能都得到充分利用，比单纯胀裂所需压力更低，开裂方向更可控，裂面更规整。

A hydraulic expanding device

【技术实现步骤摘要】
一种液压胀裂装置
本技术涉及采掘和基建石方工程中的液压静态破岩
，尤其涉及一种液压胀裂装置。
技术介绍
在采矿和基建石方工程的作业中，工人经常要对岩体或大块岩石、混凝土进行分裂。目前，除了炸药爆破、机械劈凿切割和化学膨胀剂胀裂等传统技术手段之外，近年来还出现了一类液压静态破岩技术，即在钻孔内置入胀裂装置，用液压设备产生的压力能驱动，推压钻孔内壁使其径向扩张，从而产生裂隙并扩大，使岩石或砼体裂开或破碎。上述液压静态破岩的方法，充分利用了岩石或混凝土等脆性材料抗压强度大，抗拉强度小，其抗拉强度远小于抗压强度的特性，具有作业安全、节省人力、用能效率高，无污染物排放等优点，但仍存在一些缺陷或不足，比如：已被广泛使用的液压劈裂机或液压分裂机，它们采用了液压缸推动钢制滑动套楔或柱塞的方式，这类作业工具上的油缸、活塞与胀裂机构是一体安装的，操作部分自身重量很大，可达几十甚至上百千克，使用时很费力。在已公开的数项技术或技术中，如：申请公布号CN101871752A的《液压静态爆破膨胀管》、申请公布号为CN105437377A的《一种液力裂切装置及方法》和授权公告号为CN206803861U的《一种膨胀器以及爆破系统》中，均提出了可置入钻孔中的可弹性膨胀密封管囊装置及相应的液压增压方案，此类胀裂技术可行有效，特别是明显减小了作业装置的体积和重量，使之轻巧易用，但仍有一些可改进完善不足，如：该类装置在承压膨胀时，压力能向钻孔四周各向均等释放，应力不集中，裂缝出现方向随机，断裂面不整齐，且用能效率不高；再者，该类装置或方案缺少有效的保护机制，尤其是当钻孔穿过的岩层有明显裂隙或夹有软质层时，膨胀管会在约束力小的地方局部优先膨胀，出现鼓包甚至破裂；此外，该类装置或方案缺少有效的压力控制机制，在胀裂过程中，当岩石已经开裂松动，进入扩张裂缝宽度的推石阶段，仍按原来的压力和流量注入压力液，就极易造成装置过度膨胀，从而降低寿命甚至直接失效,因此本技术提出一种液压胀裂装置以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提出一种液压胀裂装置，采用的扁芯胶管具有定向形变膨胀的特点，且在管腔扁平时有比变圆后更高的耐压上限，充分适应了岩石胀裂未开裂时抗力大，已开裂后的分离阶段抗力小的应力特性，比圆芯胀管更合理；钢制弹性管套，既能保护内部的胶管，又使其能承受比其承压上限超过其本身的爆破压力，从而可提供更强的胀裂力；同时具有径向膨胀和孔内压切双重致裂机制，且胀、切作用相互促进，使得均匀分布在各个方向上的压力能都得到充分利用，比单纯胀裂所需压力更低，开裂方向更可控，裂面更规整。为了解决上述的问题，本技术提出一种液压胀裂装置，包括胀裂棒和液压驱控单元，所述胀裂棒包括扁芯胶管、弹性管套和内压切刀，所述扁芯胶管两端压接有高压管接头，所述弹性管套为管壁有纵向割缝的弹簧钢管，所述扁芯胶管置于所述弹性管套内，所述弹性管套靠其自身弹性将所述扁芯胶管及高压管接头的套筒部分箍紧，所述内压切刀为长条形，且所述内压切刀置于所述扁芯胶管两侧，在所述扁芯胶管膨胀时，所述内压切刀刀背将其受到的挤压力集中到刃部压切钻孔内壁，切出导裂槽缝辅助致裂；所述液压驱控单元包括增压缸、蓄能器、换向阀组件、截止阀、压力传感器和气压表，所述增压缸为隔离式连续作用增压缸，所述增压缸前级和后级各有输入、输出两个端口，所述换向阀组件包括有触发式常闭型二位二通换向阀、第一换向阀和第二换向阀，所述触发式常闭型二位二通换向阀设置在增压缸的前级输入端口与压力源之间，所述增压缸后级的输入、输出端口通过第一换向阀和第二换向阀分别连接到蓄能器和一只胀裂棒上，所述第一换向阀和第二换向阀之间通过液压管相连通，所述蓄能器为皮囊式空气蓄能器，气口端安装有压力传感器和气压表，所产生的信号用于监测气压和控制所述增压缸与压力源之间截止阀的开闭。进一步改进在于：所述扁芯胶管包括芯管、增强层和外皮橡胶，所述芯管由超薄钢带与热塑性弹性体复合卷制，所述增强层由合成纤维缠绕、编织，所述芯管及增强层原始状态下呈受挤压的扁平状，所述外皮橡胶的包覆使管体呈圆形。进一步改进在于：所述弹性管套至少包含一只材质具有弹簧钢性质的钢管，且管壁上至少设有一条纵向的割缝。进一步改进在于：所述内压切刀包括刀体、弧形弹性钢片和钎片，所述内压切刀的刀体为条形钢，其横截面为楔形，所述内压切刀的刀背侧设有弧形弹性钢片，刀刃侧间隔镶嵌一排齿状硬质合金的钎片，所述内压切刀置于所述扁芯胶管两侧，刀背侧向内压陷在外皮橡胶上且刀刃向外，所述钎片夹在所述弹性管套纵向割缝间。进一步改进在于：所述液压驱控单元设置有双换向阀联控回路，控制所述胀裂棒在膨胀后的卸压程度，所述胀裂棒在卸压后将压力液输回至所述蓄能器中。进一步改进在于：当所述液压驱控单元中的蓄能器皮囊气压下降至设定的压力点时，自动触发所述增压缸前级输入端的阀门关闭，终止增压。本技术的有益效果为：本技术公开的一种液压胀裂装置，并具有以下有益：(1)采用的扁芯胶管具有定向形变膨胀的特点，且在管腔扁平时有比变圆后更高的耐压上限，充分适应了岩石胀裂未开裂时抗力大，已开裂后的分离阶段抗力小的应力特性，比圆芯胀管更合理；(2)该装置中采用的钢制弹性管套，既能保护内部的胶管，又能承受超过其本身承压上限的爆破压力，从而可提供更强的胀裂力；(3)该装置具有径向膨胀和孔内压切双重致裂机制，且胀、切作用相互促进，使得均匀分布在各个方向上的压力能都得到充分利用，比单纯胀裂所需压力更低，开裂方向更可控，裂面更规整；(4)该装置所采用的液压驱控单元，以压力自适应的方式定量压注和自动回收压力液，既可有效地保护胀裂棒免于因过载而损坏，还保证了压力液的无损失循环利用；(5)该装置提供了动力和控制接口，便于在台式工程机械上安装配套，可实现机械化作业。附图说明图1为本技术胀裂棒结构示意图；图2为本技术图1中A-A胀裂棒结构示意图；图3为本技术液压驱控单元结构示意图；图4为本技术胀裂棒自然状态下示意图；图5为本技术胀裂棒承压状态下结构示意图。其中：1-胀裂棒，2-液压驱控单元，11-扁芯胶管，12-弹性管套，13-内压切刀，14-高压管接头，111-芯管，112-增强层，113-外皮橡胶，131-刀体，132-弧形弹性钢片，133-钎片，21-增压缸，22-蓄能器，23-换向阀组件，231-触发式常闭型二位二通换向阀，232-第一换向阀，233-第二换向阀，24-截止阀，25-压力传感器，26-气压表，8-钻孔，9-导裂槽缝。具体实施方式为了加深对本技术的理解，下面将结合实施例对本技术做进一步详述，本实施例仅用于解释本技术，并不构成对本技术保护范围的限定。根据图1、2、3、4、5所示，本实施例提出了一种液压胀裂装置，包括胀裂棒1和液压驱控单元2，所述胀裂棒1包括扁芯胶管11、弹性管套12和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液压胀裂装置，包括胀裂棒(1)和液压驱控单元(2)，其特征在于：所述胀裂棒(1)包括扁芯胶管(11)、弹性管套(12)和内压切刀(13)，所述扁芯胶管(11)两端压接有高压管接头，所述弹性管套(12)为管壁有纵向割缝的弹簧钢管，所述扁芯胶管(11)置于所述弹性管套(12)内，所述弹性管套(12)靠其自身弹性将所述扁芯胶管(11)及高压管接头(14)的套筒部分箍紧，所述内压切刀(13)为长条形，且所述内压切刀(13)置于所述扁芯胶管(11)两侧，在所述扁芯胶管(11)膨胀时，所述内压切刀(13)刀背将其受到的挤压力集中到刃部压切钻孔内壁，切出导裂槽缝辅助致裂；/n所述液压驱控单元(2)包括增压缸(21)、蓄能器(22)、换向阀组件(23)、截止阀(24)、压力传感器(25)和气压表(26)，所述增压缸(21)为隔离式连续作用增压缸，所述增压缸(21)前级和后级各有输入、输出两个端口，所述换向阀组件(23)包括有触发式常闭型二位二通换向阀(231)、第一换向阀(232)和第二换向阀(233)，所述触发式常闭型二位二通换向阀(231)设置在增压缸(21)的前级输入端口与压力源之间，所述增压缸(21)后级的输入、输出端口通过第一换向阀(232)和第二换向阀(233)分别连接到蓄能器(22)和一只所述胀裂棒(1)上，所述第一换向阀(232)和第二换向阀(233)之间通过液压管相连通，所述蓄能器(22)为皮囊式空气蓄能器，气口端安装有压力传感器(25)和气压表(26)，所产生的信号用于监测气压和控制所述增压缸与压力源之间截止阀(24)的开闭。/n...

【技术特征摘要】
1.一种液压胀裂装置，包括胀裂棒(1)和液压驱控单元(2)，其特征在于：所述胀裂棒(1)包括扁芯胶管(11)、弹性管套(12)和内压切刀(13)，所述扁芯胶管(11)两端压接有高压管接头，所述弹性管套(12)为管壁有纵向割缝的弹簧钢管，所述扁芯胶管(11)置于所述弹性管套(12)内，所述弹性管套(12)靠其自身弹性将所述扁芯胶管(11)及高压管接头(14)的套筒部分箍紧，所述内压切刀(13)为长条形，且所述内压切刀(13)置于所述扁芯胶管(11)两侧，在所述扁芯胶管(11)膨胀时，所述内压切刀(13)刀背将其受到的挤压力集中到刃部压切钻孔内壁，切出导裂槽缝辅助致裂；
所述液压驱控单元(2)包括增压缸(21)、蓄能器(22)、换向阀组件(23)、截止阀(24)、压力传感器(25)和气压表(26)，所述增压缸(21)为隔离式连续作用增压缸，所述增压缸(21)前级和后级各有输入、输出两个端口，所述换向阀组件(23)包括有触发式常闭型二位二通换向阀(231)、第一换向阀(232)和第二换向阀(233)，所述触发式常闭型二位二通换向阀(231)设置在增压缸(21)的前级输入端口与压力源之间，所述增压缸(21)后级的输入、输出端口通过第一换向阀(232)和第二换向阀(233)分别连接到蓄能器(22)和一只所述胀裂棒(1)上，所述第一换向阀(232)和第二换向阀(233)之间通过液压管相连通，所述蓄能器(22)为皮囊式空气蓄能器，气口端安装有压力传感器(25)和气压表(26)，所产生的信号用于监测气压和控制所述增压缸与压力源之间截止阀(24)的开闭。


2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永利，
申请(专利权)人：张永利，
类型：新型
国别省市：河北;13