一种二氧化碳液-气相变快速加热装置的制作方法

本发明属于二氧化碳液-气相变应用技术领域，具体涉及一种二氧化碳液-气相变快速加热装置。

背景技术：

co2液-气相变膨胀技术在露天台阶破岩、基坑开挖、岩石破碎及隧道掘进等工程中应用广泛，其相变膨胀需用一种加热装置，而现有加热装置(也称活化器、加热剂、加热管)由于设计缺陷常出现加热效果差、加热速度慢或药物成分敏感等问题。

一是加热装置呈长管状，在加热装置一端激发，易造成装置内加热药剂反应不完全，加热效果差的问题。

二是加热药剂反应需要一定时间，在一点激发，易造成装置内加热药剂反应速度滞后于反应放热热量需求，加热效果差。

三是通过调整加热药剂中氧化剂的含量，虽然对药剂加热效果、加热速度有一定的改善，但药剂敏感性提高，安全性降低。

技术实现要素：

为了克服现有技术应用领域中存在的不足，本发明提出了一种二氧化碳相变膨胀效果好、安全性能有保障、加热反应速度快且加热效果好的新型的二氧化碳液-气相变快速加热装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种二氧化碳液-气相变快速加热装置，包括药剂壳体和装在药剂壳体内部的加热药剂，其特征在于，还包括绝缘端头、密封塞、激发组件，所述药剂壳体的一端连接有绝缘端头，所述绝缘端头上设有档片，所述药剂壳体的另一端设置有密封塞，所述装填在药剂壳体内的加热药剂内部设有激发组件，所述激发组件的一端连接有端部连接脚线，所述端部连接脚线穿过绝缘端头向药剂壳体外部延伸，所述激发组件的另一端连接有尾部连接脚线，所述尾部连接脚线穿过密封塞向外药剂壳体延伸。

进一步地，所述激发组件包括引火头脚线、引火线、引火头，所述引火头脚线布设在加热药剂内部，所述引火头脚线的一端与端部连接脚线相连接，所述引火头脚线的另一端与引火线的一端相连接，所述引火线与引火头脚线连接处设有引火头，所述引火线的另一端与尾部连接脚线相连接。

进一步地，所述激发组件包括引火头脚线和一个以上的电引火头，所述引火头脚线布设在加热药剂内部，所述引火头脚线的一端与端部连接脚线相连接，所述引火头脚线的另一端与尾部连接脚线相连接，所述引火头脚线上间隔分布有两个以上的电引火头。

进一步地，所述加热药剂的成分包括高氯酸钾、草酸铵、水杨酸，所述加热药剂的各成分配比为：高氯酸钾：40～70％，草酸铵：20～40％，水杨酸：10～20％。

进一步地，所述加热药剂的成分包括高氯酸钾、草酸铵、水杨酸、可燃添加剂，所述加热药剂的各成分配比为：高氯酸钾：40～60％，草酸铵：20～40％，水杨酸：5～20％，可燃添加剂：5～15％。

与现有技术相比，本发明的有益效果有：

一种二氧化碳液-气相变快速加热装置，通过对端部连接脚线接收电能，激发组件在通电的情况下使得加热药剂快速燃烧，从而实现快速为二氧化碳由液态相变成气态加热，弥补了现有技术的加热装置中的加热药剂反应不完全、反应速度滞后的缺陷，且无须调整加热药剂中的氧化剂含量，本发明在保证加热药剂敏感性能不变的前提下，既能保证快速加热装置使用的安全性，还可以提高加热装置的加热效果和加热速度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明实施例1和2中激发单元的放大结构示意图；

图3为本发明实施例3和4中激发单元的放大结构示意图。

图例说明：1：药剂壳体，2：加热药剂，3：绝缘端头，31：档片，4：密封塞，5：激发组件，6：端部连接脚线，7：尾部连接脚线，51：引火头脚线，52：引火线，53：引火头，54：电引火头。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如附图1所示，一种二氧化碳液-气相变快速加热装置，包括药剂壳体1、加热药剂2、绝缘端头3、密封塞4、激发组件5，在药剂壳体1内部装填有加热药剂2，在药剂壳体1的一端连接有绝缘端头3，绝缘端头3用于固定药剂壳体1，在绝缘端头3上设有一块外形比绝缘端头大的档片31，档片31用于将快速加热装置定位，在药剂壳体1的另一端设置有密封塞4，密封塞4能很好的保证药剂不松动，且具有良好的密度，并起到防潮和隔离外部环境的作用，加热药剂2内部的中心预埋有激发组件5，在激发组件5的一端连接有端部连接脚线6，端部连接脚线6穿过绝缘端头3向药剂壳体1外部延伸，端部连接脚线6用于接通供电电源，激发组件5的另一端连接有尾部连接脚线7，尾部连接脚线7穿过密封塞4向药剂壳体1外部延伸。本发明通过端部连接脚线6接收电能，激发组件5在通电的情况下使得加热药剂2快速燃烧，从而实现快速为二氧化碳由液态相变成气态加热。

如附图2所示，一种二氧化碳液-气相变快速加热装置的一种激发单元，包括引火头脚线51、引火线52、引火头53，引火头脚线51布设在加热药剂2内部的中心位置，引火头脚线51的一端与端部连接脚线6相连接，绝缘端头3保证连接脚线与外界绝缘，引火头脚线51的另一端与引火线52相连接，引火线52采用现有技术制造，引火线52可设置成线状、条状、螺旋状、褶皱状，引火线52可根据快速加热装置的长度灵活设定，引火线52与引火头脚线51连接处设有一个引火头53。采用该激发单元的二氧化碳液-气相变快速加热装置工作原理为：首先通过端部连接脚线6接收电能，使得激发组件5上的引火头脚线51接收电能，引火头脚线51将引火头53瞬间点火，然后引火线52瞬间被激发燃烧，使得加热药剂2在引火线52经过处连续快速燃烧，从而实现快速加热的功能。

加热药剂2的成分包括高氯酸钾、草酸铵、水杨酸，其中高氯酸钾为氧化剂，草酸铵、水杨酸为还原剂，基于氧平衡的化学反应可参考9kclo4+2c2h8n2o4+2c7h6o3→9kcl+2n2+14h2o+18co2。加热药剂2的各成分配比为：高氯酸钾：40％，草酸铵：40％，水杨酸：20％，加热药剂2装填在药剂壳体1内部能起到很好的防潮、防静电作用。

实施例2

本实施例2与实施例1不同之处在于：加热药剂2的成分包括高氯酸钾、草酸铵、水杨酸，其中高氯酸钾为氧化剂，草酸铵、水杨酸为还原剂，基于氧平衡的化学反应可参考9kclo4+2c2h8n2o4+2c7h6o3→9kcl+2n2+14h2o+18co2。加热药剂2的各成分配比为：高氯酸钾：70％，草酸铵：20％，水杨酸：10％，加热药剂2装填在药剂壳体1内部能起到很好的防潮、防静电作用。

实施例3

本实施例3与实施例1不同之处在于：如附图3所示，一种二氧化碳液-气相变快速加热装置的另一种激发单元，包括引火头脚线51、电引火头54，引火头脚线51上设置有两个以上的电引火头54，各电引火头54间隔的分布在引火头脚线上，电引火头54采用现有技术制造，设置在引火头脚线51上的电引火头54数量根据快速加热装置的长度不同灵活设定。采用该激发单元的二氧化碳液-气相变快速加热装置工作原理为：首先通过端部连接脚线6接收电能，使得激发组件5上的引火头脚线51接收电能，引火头脚线51将各电引火头54瞬间点火，然后加热药剂2在多个电引火头54处被激发，使得加热药剂2多点快速燃烧，从而实现快速加热的功能。

加热药剂2的成分包括高氯酸钾、草酸铵、水杨酸、可燃添加剂，其中高氯酸钾为氧化剂，草酸铵、水杨酸为还原剂，基于氧平衡的化学反应可参考9kclo4+2c2h8n2o4+2c7h6o3→9kcl+2n2+14h2o+18co2。加热药剂2的各成分配比为：加热药剂2的各成分配比为：高氯酸钾：55％，草酸铵：25％，水杨酸：5％，可燃添加剂：15％，加热药剂2装填在药剂壳体1内部能起到很好的防潮、防静电作用。

实施例4

本实施例4与实施例3不同之处在于：加热药剂2的成分包括高氯酸钾、草酸铵、水杨酸、可燃添加剂，其中高氯酸钾为氧化剂，草酸铵、水杨酸为还原剂，基于氧平衡的化学反应可参考9kclo4+2c2h8n2o4+2c7h6o3→9kcl+2n2+14h2o+18co2。加热药剂2的各成分配比为：加热药剂2的各成分配比为：高氯酸钾：45％，草酸铵：30％，水杨酸：20％，可燃添加剂：5％，加热药剂2装填在药剂壳体1内部能起到很好的防潮、防静电作用。

此外，多个以上四种实施例中的二氧化碳液-气相变快速加热装置可以以相互连接的形式组合使用，连接方便，形式灵活多变，具有广泛推广应用的空间。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。