一种二氧化碳致裂器及其发热材料与使用方法技术

本发明专利技术涉及二氧化碳致裂技术领域，具体涉及到一种二氧化碳致裂器及其发热材料与使用方法。本申请的二氧化碳致裂器，包括带有若干排气孔的排管，排管内设置有储液管、发热装置、旋转装置，发热装置设置于所述储液管内，并与旋转装置相连接，旋转装置设置于储液管的端部，使得发热装置能够对储液管内二氧化碳进行均匀受热；储液管两端设置有压盖、泄能阀，压盖上设有贯穿其上下端面的旋转装置通孔，实现通过加热发热材料对储液管内的液态二氧化碳加热，使液态二氧化碳气化并膨胀，液态二氧化碳气化并膨胀到一定压力时产生的机械能使所述剪切片破裂，实现了劳动强度低、无明火、致裂威力大、安全、高效的效果。高效的效果。高效的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳致裂器及其发热材料与使用方法


[0001]本专利技术涉及二氧化碳致裂
，具体涉及到一种二氧化碳致裂器及其发热材料与使用方法。

技术介绍

[0002]随着我国城市地下铁路的发展，城市地铁网络的不断成熟，地铁车站及线路通常含有桩结构，并需进行人工挖孔桩施工。当人工挖孔桩碰到硬度较大的岩层时，则会采用人工配合机械开挖的方法，或者是炸药爆破的方法，前者施工困难、工作效率低并且人在下面施工时存在很大的安全风险，后者污染环境、工序繁琐、不安全而且成本高。
[0003]高压气体爆破是一种无炸药爆破，二十世纪60年代初，美国等一些发达国家开始研究这种物理爆破法，利用压缩机等机械设备或通过物理变化(例如液态变为气态)来产生高压气体，在煤、岩体中安装高压气体爆破管，通过手动和电动操作机构，使爆破管内的高压气体瞬间释放，以对周围介质膨胀做功而破碎之。爆破原理为将液态二氧化碳充入爆破管内，再将爆破管装入钻孔中，接通电源，电极加热元件将液态二氧化碳加热，变成气态二氧化碳，使爆破管内气体压力升高。当气体压力大于爆破管末端切变盘的抗剪应力时，高压气体通过爆破管末端的气门快速释放出来，为被爆物提供气动力和推力，将介质胀开崩。
[0004]如今，使用液态二氧化碳对介质进行破坏逐步应用到爆破震源、金属制品成型、地下矿山、露天矿山开采等领域，成为一种有潜力的新型爆破器材。二氧化碳爆破技术最初在矿山开采中的应用，是由于二氧化碳稳定的化学性质，替代炸药爆破，用于地下煤矿爆破落煤，可有效地控制爆破火花的产生，从而避免瓦斯、煤尘爆炸；随后，该技术推广到地下高瓦斯煤矿的瓦斯爆破导引释放、巷道轮廓预裂成型等，深受地下矿山青睐。进入21世纪，国内二氧化碳爆破器材生产商逐步涌现(主要部件仍然依靠进口)，运用范围进一步拓宽，从地下矿山开采拓展到露天矿山开采，从煤矿领域跨越到非煤矿山，出现了很多非煤矿山运用的成功范例。
[0005]然而，当前的二氧化碳致裂爆破方法中采用的发热材料发热量较少，使液态二氧化碳不能迅速膨胀爆破，导致其爆破时间较久，而且由于爆破能量不高、爆破速度相对较慢，导致岩石破壁时产生大量的粉尘和噪音，影响整个爆破过程。因此，针对上述情况，有必要研发一款能在短时间内完成爆破，而且爆破面平整，爆破过程中产生的噪音和粉尘少的二氧化碳致裂器用发热材料。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种二氧化碳致裂器及其发热材料与使用方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种二氧化碳致裂器，包括带有若干排气孔的排管，所述排管内设置有储液管、发热装置、旋转装置，所述发热装置设置于所述储液管内，并与所述旋转装置相连接；所述旋转装置设置于所述储液管的端部；所述储液
管两端设置有压盖、泄能阀，所述压盖上设有贯穿其上下端面的旋转装置通孔，所述发热装置固定在压盖下端面上；所述泄能阀与所述排管连接并通过剪切片与所述储液管连接；其中所述发热装置内填充有发热材料，通过加热所述发热材料对所述储液管内的液态二氧化碳加热，使液态二氧化碳气化并膨胀，所述液态二氧化碳气化并膨胀到一定压力时产生的机械能使所述剪切片破裂。
[0008]进一步的，旋转装置包括旋转轴，所述旋转轴包括第一旋转轴、第二旋转轴，所述第一旋转轴与第二旋转轴的旋转方向相反。
[0009]进一步的，发热装置包括发热管，所述发热管的一端连接于所述第一旋转轴，所述发热材料填充于发热管
[0010]进一步的，发热管内设置有加热器，所述加热器的一端连接于第二旋转轴。
[0011]进一步的，加热器呈螺纹状。
[0012]进一步的，压盖上还设有注液口，所述注液口通过封堵塞封口并通过注液通道与所述储液管内腔连通。
[0013]进一步的，排管内设置有与所述储液管连通的泄能通道，所述泄能阀通过所述剪切片和所述泄能通道与所述储液管连接。
[0014]一种二氧化碳致裂器的发热材料，所述发热材料填充于上述的二氧化碳致裂器中，其由下列重量份的原料组成，包括槐木炭粉45
‑
50份，高氯酸钙10
‑
15份，过氧化钙10
‑
14份、铋酸钠7
‑
9份，活性白土12
‑
16份，钾酚磺酸钠5
‑
8份，180目超细铝粉20
‑
25份，120目镁粉12
‑
18份。
[0015]进一步的，槐木炭粉50份，高氯酸钙15份，过氧化钙14份、铋酸钠8份，活性白土15份，钾酚磺酸钠8份，180目超细铝粉25份，120目镁粉15份。
[0016]一种使用二氧化碳致裂器的方法，应用上述的二氧化碳致裂器，其使用方法具体如下：
[0017]S1：在充装液态二氧化碳前，通过排气孔将管内气体排净；
[0018]S2：往发热管中填充发热材料，并用压盖压紧，再通过压盖上注液口将液态二氧化碳注入二氧化碳致裂器的储液管中，所述储液管内的空气在热力环流遇冷下沉和充装压力的双重作用下从排气孔溢出，直至液态二氧化碳充装完毕；
[0019]S3：检查排管内有无泄漏，让盛装有液态二氧化碳的储液管处于密闭状态，完成膨胀破准备工作；
[0020]S4：启动旋转装置，通过加热所述发热材料对所述储液管内的液态二氧化碳加热，使液态二氧化碳气化并膨胀，所述液态二氧化碳气化并膨胀到一定压力时产生的机械能使所述剪切片破裂，并通过所述泄能阀作用于岩体，实现二氧化碳致裂器的破岩。
[0021]本专利技术的有益效果：由上述对本专利技术的描述可知，与现有技术相比，本专利技术的二氧化碳致裂器，包括带有若干排气孔的排管，所述排管内设置有储液管、发热装置、旋转装置，所述发热装置设置于所述储液管内，并与所述旋转装置相连接，所述旋转装置设置于所述储液管的端部，使得发热装置能够对储液管内二氧化碳进行均匀受热；储液管两端设置有压盖、泄能阀，所述压盖上设有贯穿其上下端面的旋转装置通孔，所述发热装置固定在压盖下端面上；所述泄能阀与所述排管连接并通过剪切片与所述储液管连接；其中所述发热装置内填充有发热材料，通过加热所述发热材料对所述储液管内的液态二氧化碳加热，使液
态二氧化碳气化并膨胀，所述液态二氧化碳气化并膨胀到一定压力时产生的机械能使所述剪切片破裂，实现了劳动强度低、无明火、致裂威力大、安全、高效的效果。
附图说明
[0022]图1为本专利技术优选实施例中二氧化碳致裂器的结构示意图。
[0023]附图标记：1、排管；2、排气孔；3、储液管；4、发热装置；41、发热管；42、加热器；5、旋转装置；51、第一旋转轴；52、第二旋转轴；6、压盖；7、泄能阀；8、剪切片。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0025]在本专利技术的描述中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳致裂器，其特征在于：包括带有若干排气孔(2)的排管(1)，所述排管(1)内设置有储液管(3)、发热装置(4)、旋转装置(5)，所述发热装置(4)设置于所述储液管(3)内，并与所述旋转装置(5)相连接；所述旋转装置(5)设置于所述储液管(3)的端部；所述储液管(3)两端设置有压盖(6)、泄能阀(7)，所述压盖(6)上设有贯穿其上下端面的旋转装置(5)通孔，所述发热装置(4)固定在压盖(6)下端面上；所述泄能阀(7)与所述排管(1)连接并通过剪切片(8)与所述储液管(3)连接；其中所述发热装置(4)内填充有发热材料，通过加热所述发热材料对所述储液管(3)内的液态二氧化碳加热，使液态二氧化碳气化并膨胀，所述液态二氧化碳气化并膨胀到一定压力时产生的机械能使所述剪切片(8)破裂。2.根据权利要求1所述的二氧化碳致裂器，其特征在于：所述旋转装置(5)包括旋转轴，所述旋转轴包括第一旋转轴(51)、第二旋转轴(52)，所述第一旋转轴(51)与第二旋转轴(52)的旋转方向相反。3.根据权利要求1所述的二氧化碳致裂器，其特征在于：所述发热装置(4)包括发热管(41)，所述发热管(41)的一端连接于所述第一旋转轴(51)，所述发热材料填充于发热管(41)。4.根据权利要求3所述的二氧化碳致裂器，其特征在于：所述发热管(41)内设置有加热器(42)，所述加热器(42)的一端连接于第二旋转轴(52)。5.根据权利要求4所述的二氧化碳致裂器，其特征在于：所述加热器(42)呈螺纹状。6.根据权利要求1所述的二氧化碳致裂器，其特征在于：所述压盖(6)上还设有注液口，所述注液口通过封堵塞封口并通过注液通道与所述储液管(3)内腔连通。7.根据权利要求1所述的二氧化碳致裂器，其特征在于：所述排管(1)内设置有与所述储液管(3)连通的泄能通道，所述泄能阀(7)...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊雄，
申请(专利权)人：黄俊雄，
类型：发明
国别省市：