水压静态膨胀器的制作方法

文档序号:5383026阅读:591来源:国知局
专利名称:水压静态膨胀器的制作方法
技术领域
本实用新型水压静态膨胀器涉及一种水压静态切断采石技术所用的破岩器具。
在中国建筑工业出版社1986年出版的《饰面石材开采与加工》一书中,介绍了一种膨胀剂静态爆破法,实际上是用类似膨胀水泥一类的膨胀剂作为爆破材料,利用膨胀剂遇水后的水化作用过程中的体积膨胀,将岩石胀裂。这种爆破,优点在于无任何冲击波,无地震效应,更没有飞石和噪声,岩石所受的力基本上是静压荷载,但其施工工艺要求较高,爆破参数难以掌握,装填膨胀剂速度要快,否则反应时间不一致,由此往往造成出材率低,后继工程(即整形工艺)的成本增加,加上很难在冬季或雨季施工,使这种方法的应用受到局限。
该书中介绍的另一种劈楔及连续炮眼采矿法中所采用的液压劈裂机也存在需要改进的地方,液压劈裂机是一个液压泵小车及若干个方便置入炮眼的圆柱形液压劈裂器组成。每个劈裂器上部与液压泵用高压胶管联接,传递压力;下部装有扩张板两快,扩张板之间夹有一个与液压缸活塞连杆相连接的楔子。劈裂岩石时,先用凿岩机打出孔径20~50毫米,得200~800毫米的炮眼,而后插入由固定在连杆上楔子和扩张板构成的劈裂器,开动液压泵,靠液压推动楔子插入两快扩张板之间,将岩石劈裂。它的不足之处是耗能大,对于不同硬度的岩石,需调换不同角度的楔子,施工麻烦,劈开岩石所形成的裂缝较窄,往往不足以达到人们所需要的宽度。
本实用新型的目的是避免上述技术的不足之处而提供的一种能耗小、结构与配套设备简单,利用水压来方便地切断不同硬度岩石的水压静态膨胀器。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到一种方便置入炮眼的圆柱形水压静态膨胀器,其上部有快速接头与水的高压胶管联接来传递压力,下部由注水钢轴、橡胶筒、楔形密封头环及楔形密封尾环装配而成。
本实用新型的目的还可以通过从下措施来达到水压静态膨胀器注水钢轴的前端有内孔通往侧壁,在其外套一只两端呈锥形,略短于注水钢轴的橡胶筒;在凸出于橡胶筒之处的注水钢轴的两端,各套一只尾部呈喇叭口的楔形密封环,其喇叭口紧卡着橡胶筒的锥形面;置于头部的楔形密头环内孔贯通,将快速接头一端置入孔内,使其与注水钢轴形成有空隙的联接并使它们的内孔相通,以利将高压水导入注水钢轴的外壁与橡胶筒内壁之间;而固定在尾部的楔形密封尾环内孔则不通,所形成的凹形底部恰好将注水钢轴的尾端卡住。
水压静态膨胀器使用时类同于使用液压劈裂器,须先用凿岩机按开采设计要求打出孔径为35~45毫米,深20~200厘米(亦可按所需开采荒料的大小来设计孔深),孔间距为50厘米左右的若干炮眼,然后在各孔内装上水压静态膨胀器,将高压胶管和膨胀器的快速接头联接上,并将高压胶管通过多通道接头和水泵相连,然后开动水泵,根据岩石的不同特性及开采要求进行压力调节,当水压静态膨胀器在高压水的压力下,使得具有弹性的橡胶筒膨胀,对岩石的钻孔孔壁产生径向压力,当膨胀压力大于岩石的抗拉强度时,岩石便会出现涨开的裂缝;压力再行增加,至一定限度时,沿布孔面即可形成贯通裂缝,使岩石劈裂。
附图的图面说明如下


图1为本实用新型水压静态膨胀器剖面以下结合附图对本实用新型实施例作进一步详述如
图1所示,本实用新型为一种方便置入炮孔的圆柱形水压静态膨胀器,其上部有快速接头(1)与水泵的高压胶管联接来传递压力,引入高压水,下部由注水钢轴(4)、橡胶筒(5)、楔形密封头环(2)及楔形密封尾环(3)装配而成。注水钢轴(4)的前端有内孔通往侧壁,在其外套一只两端呈锥形,略短于注水钢轴(4)的橡胶筒(5);在凸出于橡胶筒(5)之外的注水钢轴(4)的两端,各套一只尾部呈喇叭口的楔形密封环,其喇叭口紧卡着橡胶筒(5)的锥形外表面;置于头部的楔形密封头环(2)内孔贯通,将快速接头(1)一端置入孔内,使其与注水钢轴(4)形成有空隙的联接并使它们的内孔相通,以利将高压水导入注水钢轴(4)的外壁与橡胶筒(5)内壁之间;而固定在尾部的楔形密封尾环(3)内孔则不通,所形成的凹形底部恰好将注水钢轴(4)的尾端卡住。
本实用新型水压静态膨胀器外径为33~43毫米,长度可根据所需开采荒料的大小设计孔深,一般为20~200厘米;注水钢轴(4)内孔直径为4~8毫米,外径为14~18毫米,橡胶筒(5)内径为16~20毫米,壁厚为10~12毫米。橡胶筒(5)系采用耐老化的纯胶管。水压静态膨胀器外径为40毫米,长度为80~120厘米,注水钢轴(4)内孔直径为6毫米,外径为16毫米,橡胶筒(5)内径为18毫米,壁厚为11毫米,效果较佳。
当水泵开动时,通过高压软管(6)将高压水注入本实用新型水压静态膨胀器时,随着压力的增大,由于橡胶筒(5)和楔形密封头环(2)、楔形密封尾环(3)均为锥面密封,所选择锥形锥度在40°~60°之间,可使得水压越大,密封越紧。再加上快速接头(1)的密封结构可耐最大压力达700×105Pa/cm2(快速接头(1)为定型产品),通过内孔导入注水钢轴(4)侧壁的高压水的压力全部作用在橡胶筒(5)上,使具有弹性的橡胶筒(5)不断膨胀。又由于钻孔直径和水压静态膨胀器直径间隙不大,因此只要有一定压力,橡胶筒(5)就贴紧孔壁并对其施加压力,当配以一定的开访采方法使所布置膨胀器的总能力超过所在岩体的岩块的抗拉强度时,岩石便出现张开裂缝,压力再行增加至一定限度时,稳定断裂的传播随即发生,这时,沿布孔面即会形成贯通裂缝,使岩石按预定方案劈裂。
本实用新型的优点和特点在于1、可配以一定的开采方法,充分利用岩石的物理力学特性,即其抗拉强度很低的特点,通过低功率的高压水泵使水压静态膨胀器膨胀,导致岩石按设计要求断裂,因此能耗较小。
2、结构及配套设备简单,制造与施工容易,成本低,使用时不受低温及湿度条件的限制。
3、采用本发明,分离岩石所需时间短,但因工具的使用要求,分离块不能太大。因此可将分离和解体两工序合并为一,直接开采成锯床所需荒料。同时开采出的荒料成形好,不需再整形,所以可将整个回采工艺的三个工序(分离、解体和整形)合并为一,使得回采工艺大为简化。
4、由于眼距较大,钻眼辅助时间相对的减少。
5、由于分离块度适中,运输机械也可以中、小型化,整个生产成本可望降低。
权利要求1.一种方便置入炮孔的圆柱形水压静态膨胀器,有快速接头(1)一端与水泵的高压胶管联接来传递压力,其特征在于快速接头(1)的另一端与中部外套有橡胶筒(5)、接头端套有楔形密封头环(2)及尾端套有楔形密封尾环(3)的注水钢轴(4)相联接。
2.根据权利要求1所说的水压静态膨胀器,其特征在于注水钢轴(4)的接头端有内孔通往侧壁;外套的橡胶筒(5)两端呈锥形,长度略短于注水钢轴(4),使注水钢轴(4)的两端凸出于橡胶筒(5)之外;楔形密封环尾部呈喇叭口,套在注水钢轴(4)的两端,使喇叭口紧卡着橡胶筒(5)的锥形外表面;置于接头部的楔形密封头环(2)内孔贯通,将快速接头(1)一端置入孔内,使其与注水钢轴(4)形成有空隙的联接并使它们的内孔相通,以利将高压水导入注水钢轴(4)的外壁与橡胶筒(5)内壁之间;而固定在尾部的楔形密封尾环(3)内孔则不通,所形成的凹形底恰好将注水钢轴(4)的尾端卡住。
3.根据权利要求2所说的水压静态膨胀器,其特征在于橡胶筒(5)的锥形锥度在40°~80°之间,可使得水压越大,密封越紧。
4.根据权利要求1、2、3所说的水压静态膨胀器,其特征在于其外径为33~43毫米,长度可根据所需开采荒料的大小设计孔深,一般为20~200厘米;注水钢轴(4)内孔直径为4~8厘米,壁厚为10~12毫米。
5.根据权利要求4所说的水压静态膨胀器,其特征在于其外径为40毫米,长度为80~ 100厘米;注水钢轴(4)内孔直径为6毫米,外径为16毫米,橡胶筒(5)内径为18毫米,壁厚为11毫米。
6.根据权利要求1、2、3、5所说的水压静态膨胀器,其特征在于橡胶筒(5)系采用的老化的纯胶管。
7.根据权利要求4所说的水压静态膨胀器,其特征在于橡胶筒(5)系采用耐老化的纯胶管。
专利摘要水压静态膨胀器,涉及一种水压静切断采石技术所用的破岩器具。本实用新型由快速接头(1)、注水钢轴(4)、橡胶筒(5)、楔形密封头环(2)及楔形密封尾环(3)装配而成。使用时由一台水泵向若干个水压静态膨胀器注水,可利用水压来方便地切断不同硬度的岩石,配合适当的爆破方法,可将石材切割成型,形成饰面石材开采新技术。本实用新型能耗小、结构与配套设备简单,使用方便、作用可靠。
文档编号E21C37/00GK2084980SQ9022668
公开日1991年9月18日 申请日期1990年12月29日 优先权日1990年12月29日
发明者顾孟寒 申请人:顾孟寒
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