用于裂石设备的膨胀装置的制造方法_2

文档序号:9063395阅读:来源:国知局
,膨胀管53’挤压第一和第二膨胀壳体51’、55’并且膨胀管53’从圆形变成椭圆形,从而膨胀管53’挤压石料的面积变大。如图2所示,膨胀管53’施加给第一和第二膨胀壳体51’、55’的力沿着箭头F指示的方向传递。显而易见,膨胀管53’经由第一和第二膨胀壳体51’和55’传递的挤压力的方向过于分散,没有集中到石料开裂的方向上,不利于石料的开裂。进一步,膨胀管53’沿自身的360°圆周方向向外膨胀,膨胀管53’在圆周上没有与膨胀壳体紧靠的部分不能为膨胀壳体提供挤压力。这使得整个液压系统的效率很低,严重浪费能量。
[0020]图3是根据本实用新型的用于裂石设备的膨胀装置的横截面图。该膨胀装置5也是大体上呈圆柱状。膨胀装置5示出为被设置在待开裂石料的预制孔6中,图3还示出了在石料的预计开裂处的预计开裂线100。膨胀装置5被沿着其圆形横截面剖开以便更清楚地显示其内部结构,膨胀装置5包括第一膨胀壳体51、第二膨胀壳体55和膨胀管53。液压管2与膨胀装置5的连接具体是通过将液压管2与膨胀装置5的膨胀管53连接来实现的。在裂石设备组装好的状态下,第一膨胀壳体51与第二膨胀壳体55彼此对置并且在它们之间形成空腔,膨胀管53设置在该空腔中并且紧靠第一膨胀壳体51和第二膨胀壳体55。当加压液体被输送到膨胀管53时,膨胀管53膨胀并挤压第一膨胀壳体51和第二膨胀壳体55,第一和第二膨胀壳体51、55因此挤压石料并使石料开裂。优选地,第一膨胀壳体51和第二膨胀壳体55的外表面都为半圆形,第一膨胀壳体51包括用于形成空腔的两个内表面-第一内表面511和第二内表面512,第二膨胀壳体55包括用于形成空腔的两个内表面-第三内表面551和第四内表面552。优选地,如膨胀装置的横截面图-图3所示,在组装好的状态下由第一内表面511、第二内表面512、第三内表面551和第四内表面552围成的空腔的横截面是菱形,即空腔的横截面的四边形的4个边长度相等。膨胀装置5在预制孔6中的位置设置成,使得所述空腔的菱形横截面的一条对角线(将第一膨胀壳体51与第二膨胀壳体55分开的对角线-即在膨胀装置5的横截面中将内表面511和551的交点与内表面512和552的交点相连接的对角线)与预计开裂线100所在的直线重合。
[0021]在该【具体实施方式】中,当加压液体进入膨胀管53时,膨胀管53膨胀,从而在膨胀管53分别与第一内表面511、第二内表面512接触的两个点处分别沿箭头Fl和F2方向挤压第一膨胀壳体51,并且在膨胀管53分别与第三内表面551、第四内表面552接触的两个点处分别沿箭头F3和F4方向挤压第二膨胀壳体55。随着膨胀管53的膨胀和外形尺寸变大,膨胀管53与第一内表面511、第二内表面512、第三内表面551和第四内表面552接触的4个挤压点变成4个小的挤压区域并且膨胀管53变形。然而,这4个挤压区域的接触面积都不大,因此挤压力分散不明显,我们仍然可以认为膨胀管53在4个挤压接触点处挤压两个膨胀壳体。膨胀管53沿箭头Fl方向为第一膨胀壳体51提供第一挤压力Fl,沿箭头F2方向为第一膨胀壳体51提供第二挤压力F2。第一挤压力Fl和第二挤压力F2沿箭头F12的方向形成第一挤压合力F12。膨胀管53沿箭头F3方向为第一膨胀壳体55提供第三挤压力F3,并且沿箭头F4方向为第一膨胀壳体51提供第四挤压力F4。第三挤压力F3和第四挤压力F4沿箭头F34的方向形成第一挤压合力F34。由于第一膨胀壳体51与第二膨胀壳体55环绕成的空腔的横截面为菱形,而菱形的一个性质是对角线相互垂直且平分并且每条对角线平分一组对角,所以Fl与F2的大小相等、方向相对于F12对称,并且F3与F4的大小相等、方向相对于F34对称,从而可知第一挤压合力F12与第二挤压合力F34大小相等方向相反,第一挤压力F12和第二挤压力F34都以垂直于预计开裂线100的方向施加到石料。也就是说,除了在将挤压力Fl和挤压力F2合并成挤压合力F12以及将挤压力F3和挤压力F4合并成挤压合力F34之外,由膨胀管53提供的挤压力几乎没有损失,膨胀管53的大部分膨胀力都通过所述空腔的菱形结构被引导至石料开裂的方向,与现有技术的膨胀装置相比,这极大地提高了能量利用效率。当把菱形横截面的形状设置成Fl与F2之间的夹角以及F3与F4之间的夹角都比较小时,膨胀装置5的能量利用效率更高。优选地,第一内表面511与第二内表面512之间的角度以及第三内表面551与第四内表面552之间的角度在30度到150度的范围内。更优选地,第一内表面511与第二内表面512之间的角度以及第三内表面551与第四内表面552之间的角度都是75度。
[0022]图4是如图3所示的用于裂石设备的膨胀装置的横截面图,所述膨胀装置内设置有两个膨胀条。如图4所示,膨胀装置5还可以设置成包括第一膨胀条52和第二膨胀条54。第一和第二膨胀条52、54分别设置在膨胀管53与第一膨胀壳体51和第二膨胀壳体55之间,优选地分别对置设置在第一膨胀壳体51与第二膨胀壳体55之间的空腔中的两者相互接触的两个位置附近(图4中的顶端和底端)。备选地,根据本实用新型的膨胀装置5也可以设置除2个膨胀条之外的其他数量的膨胀条,例如包括但不限于I个、3个、4个、5个和6个。如图4所示,第一膨胀壳体51和第二膨胀壳体55形成空腔的内表面并未完全与膨胀管53紧靠而是与膨胀管53之间仍有一些空间,膨胀条就设置在所述空间中。所述空间优选地接近所述接触位置。当加压液体被输送到膨胀管53时,膨胀管53在膨胀并挤压第一膨胀壳体51和第二膨胀壳体55的同时还膨胀并挤压第一和第二膨胀条52、54。此时,由于受到膨胀管53的挤压,第一膨胀壳体51和第二膨胀壳体55朝向背离膨胀管53并使石料开裂的方向(即,如图4中两个箭头F12和F34指示的方向)移动,使得两者挤压石料并且两者的接触部不再彼此接触而是彼此慢慢分开,并且第一膨胀条52和第二膨胀条54也分别朝向背离膨胀管53的方向(S卩,与图4中所示箭头F12和F34指示的方向垂直的方向)移动,使得两个膨胀条分别在两个接触位置插入第一膨胀壳体51与第二膨胀壳体55之间来将两个膨胀壳体分开,并因此帮助挤压和推动两个膨胀壳体,从而进一步帮助两个膨胀壳体挤压石料。由两个膨胀条52和54帮助提供的挤压力的分力沿着平行于如图4中指示的箭头F12和F34的方向施加到石料上。优选地,第一膨胀壳体51与第二膨胀壳体55设置成大小相等并相对于膨胀管53对置设置,第一膨胀条52与第二膨胀条54设置成大小相等并相对于膨胀管53对置。这种设置使得膨胀管53通过第一和第二膨胀壳体51、55及第一和第二膨胀条52、54施加到待开裂石料的力更大并且均匀分布。此外,膨胀壳体及膨胀条相对于膨胀管53对置设置还使得膨胀管53受到膨胀壳体和膨胀条的反作用力的大小和方向更均匀,从而能够减缓膨胀管53的破损。在一个优选实施方式中,第一和第二膨胀条52,54的横截面是梯形或三角形,第一和第二膨胀条52、54的尖锐部位(梯形的上底边或三角形的一个角)分别朝向与如图4中所示箭头F12和F34指示的方向
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