两元自断液气裂岩管的制作方法与工艺

文档序号:12968502阅读:400来源:国知局
技术领域本实用新型涉及一种爆破设备,具体的说是一种两元自断液气裂岩管。

背景技术:
目前,国内生产的同类液气裂岩管的技术来源于上世纪60年代初美国埃多克斯爆破筒;本装置是源于对管道阻塞物的清理及高瓦斯煤矿的抽排功能。从设计结构上,现有设备对岩体爆破有较大缺陷。现有装置是在原创的基础上加长了裂岩管的长度、直径从而加大了充液量,在连接上采用了快速连接,使泄压压力有所提升,在结构上没有实质性改变。现有设备依然采用一条整体管,管底部剪切片式泄压方式,使汽体从下至上分布,造成泄压速度慢,又由于采用圆片剪切式泄压片(受裂岩管径及结构限制)泄压汽体流量受限,因此使被裂岩的岩孔内相对密封性差,使产生的高压瞬间压力不足,从而严重影响裂岩效果。在泄压同时,被剪切下的残片也会飞出几十米远,造成危险。现有裂岩管在泄压时,由于被裂的岩体产生巨大的位移作用力,造成裂岩管管体弯曲及管头折断的现象,造成严重损失。又因为裂岩管连接采用的是钢性连接,中深孔无法使用也不能多排同时作业,因此工作效率不高,也是现有设备推广的难点及瓶颈。

技术实现要素:
本实用新型是针对背景技术以及现有技术瓶颈,通过实际工况大量实验及创新研发,特提供一种安全系数高,使用成本较低,操作简便,爆破力更大,裂岩效果更好的两元自断液气裂岩管装置。实现上述目的所采用的技术方案是:一种二元自断液气裂岩管,包括主管体,主管体内设置有热源管,主管体的两端装有自锁式充液电极头和电极尾座,所述的主管体由A单元管和B单元管组成,A单元管与B单元管为两个独立中空管体,二者之间通过超压释能器连接;所述的自锁式充液电极头与A单元管连接,其内部装有充液杆,充液杆上端与电极螺杆连接,充液杆上部与充液头内壁之间的部分装有自锁式弹簧,充液杆中部为锥体部分,锥体外部装有密封套,锥体上有出液孔,锥体尾部有密封环,密封套中央为与锥体相匹配的锥形孔,密封套外围与充液头内壁之间有密封圈;充液杆下部装在A单元管内;所述的电极尾座安装在B单元管的尾部,电极尾座上装有K阴极电极螺杆;所述的主管体内设有盲装机构,该盲装机构包括设在自锁充液电极头与电极尾座上的两个伞状电极,伞状电极通过伸缩电极体与两端的电极杆连接;所述的热源管被压紧在两伞状电极之间,实现其固定及电极相连通;热源管中央部位装有柱式电子触发管;所述的超压释能器为中空圆柱筒体,圆柱筒体的外壁及内壁上以120°三等分的布置方式分设有预应力槽。所述的自锁式充液电极头为自锁结构,充液杆上的锥体与密封套之间为分体结构,充液杆中部开有充液通道,充液杆的锥体上设置有三个分液孔。自锁式的充液电极头常态为弹性状态,在弹力作用下,充液杆的锥体与密封套紧密吻合,使进液孔闭合,实现自锁封闭;充液时,在外力及液体压力的作用下,充液杆被向下压,弹簧被压缩,锥体向下脱离密封套,开启出液孔,实现液体充入。超压释能器为中空管体,其两端分别通过螺纹与A单元管和B单元管连接;其管体内、外壁上有均布有三组预应力槽,每组预应力槽为五条,构成倒日字型结构。盲装电极中,伞状电极的外壁上均匀分布多个通孔;伞状电极中部设有电极极面,其一端置于伞状电极内,另一端通过伸缩电极体与充液杆和电极尾座的电极螺杆连接。密封套为阶梯形结构,其上部大径段的中央为椎孔,且外围设置有密封圈槽,通过密封圈与充液头内壁固定;其下部小径段与充液杆固定套装在一起。本实用新型所公开的这种裂岩管,设计为创新中置式可变超压释能器结构,突破了现有裂岩管用于爆破的技术瓶颈。本实用新型具有以下优点:1.安装操作简单,降低人工成本,相对现有设备提高3倍以上;2.超压释能器为一次性自毁结构,使损坏裂岩主管、充液头、电极尾座的强大岩石反作用力在超压释能器上被释放掉,从而很好保护了裂岩管、充液电极头、电极尾座。大大降低了设备使用成本和故障率;3.可实现单孔、浅孔、中深孔、多排孔同时或延时爆破,大大提高工作效率,并能扩大应用领域;4.采用中置式可变超压释能器可使直径、长度相同的裂岩管比现有裂岩管多充装10-20%液量,明显的提高了爆破压力,因为中置式可变超压释能器从设计结构上完全与现有裂岩管不同,泄压口可以随意增加2-5倍于现有设备,实现管内高压瞬间释放,从而提高裂岩孔内的超高压汽体,产生更强大的爆破力,中置式可变超压释能器采用多门设计,多门泄压方式打开,同时A管与B管中间存在的凹槽结构可以使在裂岩管释放气压同时产生自锁的能力,从而实现裂岩管不飞管的目的,由于采用预裂线的方式,超压释能器只能打开门,不会飞出残片,更适合高安全工况环境使用;5.中置式可变超压释能器无需连接电极线,对内部热源管无影响,使热源管触发率提高到98%;6.现有裂岩管为一根整体结构,本实用新型将一根管分为A单元和B单元两部分,在使用中,孔底管A与B单元管长度比为3:7,中上部裂岩管A与B单元长度比为7:3,此结构设计使在孔下部两个释压口距离缩短了40%,可以产生更强的合成气压场,使孔底部裂岩效果加强,解决现有设备裂岩效果差的问题;7.裂岩管内部的热源管改变传统的短棒式电极点式连接及插线连接方式,传统热源管安装工序繁琐,接触动态电阻不稳定,由于设计长度结构问题,发热汽化效率低。本实用新型将热源管长度加长一倍,并将其放在裂岩管中部,在触发加热时,使管内液体充分受热瞬间汽化,提高了爆破力。本实用新型裂岩管内采用创新的盲装电极装置及双端电极热源管结构(采用面接触电极,接触电阻更小,控制在0.10欧以内)安装耗材一人操作只用6-8秒时间(现有裂岩管热源管安装需要二人在50-60秒完成)并且动态电阻小且稳定,无断线故障,具有更强的抗冲击与振动能力,从而保证触发率在98%以上,现有设备触发率在65-85%;8.现有裂岩管在充装时,要用专用扳手旋开或关闭阀针,存在漏气及损坏现象。电极与充液端口是分开结构,使用中存在漏电或内部短路故障较多,造成内部热源管无法触发,严重影响裂岩管的使用效果。本实用新型将充液端口与电极融为一体结构,充液时只需要旋开电极螺母,充液专用端口按压在充液电极端口处,即可自动打开充液阀开始充液,达到设定充液量及压力减去外作用力自动弹起,充液完成,自动锁闭充液阀,将电极螺母放入端口即可完成充装作业,实现一人操作,提高效率80%以上;9.本实用新型专利采用软连接缓冲模块结构,实现裂岩管之间可180°转向,可以实现中深孔下管,裂岩而不损坏裂岩管的目的。附图说明图1为本实用新型的整体结构示意图。图2为本实用新型的整体结构剖视图。图3为充液电极头结构示意图。图4为充液杆结构示意图。图5为盲装机构结构示意图。图6为密封套结构示意图。图7为热源管结构示意图。图8为超压释能器结构示意图。图中:电极尾座1,B管体2,超压释能器3,A管体4,充液电极头5,盲装机构6,热源管7,电极螺杆8,弹簧9,充气头10,密封套11,分液孔12,充液杆13,充液管道14,出液孔15,锥体16,伞状电极17,电极连接杆18,密封套19,电极20,电触发管21,预应力槽22。具体实施方式下面结合附图和实施实例对本实用新型做进一步的说明。参见附图1-8,本实用新型所公开的这种裂岩管是一种液气爆破管,可广泛适用于需要安全爆破的领域,安全性高,爆破力强,操作简单,效率高,使用成本低。本实用新型所公开的这种二元自断液气裂岩管,包括A\\B单元管体,管体内设置有热源管,管体的两端分别安装有充液电极头和电极尾座,电极尾座上装有K阴极电极螺杆。充液电极头通过螺纹与A单元管体的一端连接,A管体与B管体之间通过超压释能器连接,电极尾座与B管体的端部通过螺纹连接,热源管贯穿A\\B两单元管体内部,充液电极头和电极尾座的外端分别设置有电极杆,电极杆的里端分别通过电极与热源管两端的电极连接,电极通过电极杆与热源管内部的电触发管连接。管体包括A单元管体和B单元管体,A单元管体和B单元管体为两个独立的中空管体,二者之间通过超压释能器连接,以此构成二元管体结构。作为优选,本裂岩管分为底部专用裂岩管和中上部通用裂岩管,底部裂岩管A部分与B部分的比例是7:3设计,中上部裂岩管A部分与B部分是3:7设计,这样设置能够有效缩短孔底部两泄压口的爆破距离,增大气压场,提高其爆破力。自锁式充液电极头与A单元管体连接,充液头内插装有充液杆,充液杆的上端与A阳极电极螺杆连接,充液杆上部与充液头内壁之间的部分套装有弹簧,充液杆中部设置锥体,锥体外圆周上设置有出液孔,锥体上套装有密封套,密封套中央为与锥体相匹配的锥形孔,密封套外围与充液头内壁之间设置有0型密封圈。充液杆下部插装在A单元管体内。充液电极头为自锁式结构,充液杆上的锥体与密封套之间为活动分体结构,充液杆中部设置有充液管道,充液杆的下部设置有分液孔。密封套为阶梯型结构,其上部大径段的中央为锥形孔,且外围设置有密封凹槽,通过密封环与充液头内壁固定;其下部小径段与充液杆固定套装在一起。充液杆上部与密封套小径段接触部位也设置有密封环。充液电极头中,正常状态下弹簧为弹性状态,在弹簧弹力推动作用下,充液杆的锥体与密封套的锥形孔紧密吻合,关闭出液孔,实现管内液体闭锁;充液时,卸下电极螺杆,将充液端口与充液杆端口连接,在外力与液体(液体压2.6-5MP)压力作用下,充液杆被向下压,弹簧被压缩,锥体向下移动并脱离密封套的锥形孔,开启出液孔,液体由出液孔射出,实现向管体内充液,液体通过分液孔射出,实现管体内液体压力的均衡充装。管体内设置有盲装机构,该盲装机构包括分设在A单元管体和B单元管体相对远端的两个伞状电极,伞状电极中心的极面通过伸缩电极体分别与主管体两端的电极杆连接。盲装机构中,伞状电极的外壁均布有数组通孔,起到压力均衡作用,伞状电极中央设置有电极连接杆,电极连接杆的端面为极面,其一端置于伞状接头内,另一端通过伸缩电极体与充液杆端部电极尾座上的电极杆连接。热源管设置在两伞状的凹型电极之间,热源管两端的电极分别于伞状电极面连接,热源管内中央安装有柱式电子触发管。超压释能器为中空圆柱筒体,其侧壁上沿的圆周设置有预应力槽。所述超压释能器为中空管体,其两端分别通过螺纹与A单元管体和B单元管体连接,超压释能器的内外侧壁上有三组预应力草槽,每组预应力槽包括5条槽体,且构成倒日字型结构,其数据根据工作压力由计算机控制生成。本实用新型所采用的超压释能器为一次性自毁结构,超压释能器部分是整个裂岩管作用力的核心部分,在爆破过程中使损坏裂岩管、充液头、电极尾座的岩石反作用力集中在超压释能器上,使超压释能器自行有限破裂或完全折断状态来抵消强外力作用,保护了主体裂岩管不受损坏,大大降低了设备本身损坏的概率,延长了设备使用寿命。
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