本实用新型涉及爆破技术，尤其涉及一种充装头、二氧化碳致裂器和二氧化器致裂器组。
背景技术：
随着科学技术的发展，二氧化碳致裂器逐步替代了矿井开采中常用的雷管和炸药。二氧化碳致裂器是利用液体二氧化碳受热时迅速气化膨胀，从而对外做功来实现爆破的。由于爆破过程中释放的二氧化碳气体具有降温、阻燃和阻爆的作用，所以二氧化碳致裂器可以避免因明火而引起的瓦斯爆炸事故，有利于煤矿安全生产。
目前，二氧化碳致裂器中的充装头通常采用插针式或者顶针式的接线方式，即将充装头中的插针或者顶针作为电源一极与起爆装置的内极连接，将致裂管管体作为电源另一极与起爆装置的外极连接，这种充装头的接线方式称为单电极式。然而，单电极式充装头在工作时，因致裂管管体带电会存在生产安全的隐患。而且单电极式充装头在用于多管并联起爆时，需要利用导线并联连接多个致裂器的外部，但是这种并联接线方式复杂，故障率高，并且导线易断，易导致起爆失败。
技术实现要素：
本实用新型实施例提供一种充装头，以消除管体带电的生产安全隐患，实现安全起爆。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种充装头，包括：壳体，所述壳体内设置有轴向正极、中心电极和轴向负极；其中，
所述轴向正极与起爆装置连接；
所述起爆装置、所述中心电极和所述轴向负极依次串联连接。
进一步的，所述充装头还包括：与所述轴向正极连接的径向正极，以及与所述轴向负极连接的径向负极。
进一步的，所述充装头还包括：径向正极连接孔和径向负极连接孔，均设置于所述壳体的表面上，以供所述径向正极和所述径向负极分别与外置的绝缘导线连接。
进一步的，所述中心电极与所述壳体之间、所述轴向负极与所述壳体之间、所述轴向正极与所述壳体之间以及所述中心电极与所述轴向正极之间，均设置有绝缘填充物。
进一步的，所述径向正极与所述壳体之间以及所述径向负极与所述壳体之间均设置绝缘填充物。
进一步的，所述充装头还包括：排气阀和充液阀；其中，所述排气阀用于排出致裂管中的二氧化碳气体；所述充液阀用于向所述致裂管中充入二氧化碳液体。
进一步的，所述充装头还包括：支撑架，用于固定所述轴向正极。
第二方面，本实用新型实施例还提供了一种二氧化碳致裂器，包括如本实用新型任意实施例所述的充装头。
进一步的，所述二氧化碳致裂器还包括：预埋两根绝缘导线的致裂管，所述致裂管通过所述绝缘导线与所述充装头连接。
第三方面，本实用新型实施例还提供了一种二氧化碳致裂器组，包括多个如本实用新型任意实施例所述的二氧化碳致裂器，各个二氧化碳致裂器的充装头包括径向正极和径向负极，所述多个二氧化碳致裂器通过所述径向正极和所述径向负极并联连接。
本实用新型实施例通过在充装头的壳体内设置轴向正极、中心电极和轴向负极，并将轴向正极与起爆装置连接，将起爆装置、中心电极和轴向负极依次串联连接，使得电流从轴向正极流入起爆装置，然后通过中心电极从轴向负极流出，形成了闭合回路，消除了单电极式充装头工作时管体带电的生产安全隐患，实现了安全起爆。
附图说明
图1是本实用新型实施例一提供的一种充装头的结构示意图；
图2是本实用新型实施例二提供的一种充装头的结构示意图；
图3是本实用新型实施例二提供的一种充装头的主视图；
图4是本实用新型实施例二提供的一种充装头的侧视图；
图5是图4沿A-A方向的剖视图；
图6是本实用新型实施例三提供的一种二氧化碳致裂器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本实用新型实施例一提供的一种充装头的结构示意图，本实施例可适用于二氧化碳致裂器中通过充装头对起爆装置进行电加热的情况。如图1所示，该充装头包括：壳体1，壳体1内设置有轴向正极2、中心电极3和轴向负极4。
其中，轴向正极2与起爆装置5连接；起爆装置5、中心电极3和轴向负极4依次串联连接。
可选的，轴向正极2设置于壳体1的中心轴上。中心电极3与轴向电极2同轴设置，但这两个电极不进行直接连接。轴向负极4设置于远离中心轴的位置处。轴向正极2横穿中心电极3，与起爆装置5的内极51连接；轴向负极4可以与中心电极3直接连接，如图1所示。轴向负极4也可以通过一个单独的径向电极间接连接中心电极3，以缩小中心电极的尺寸，降低生产成本。中心电极3与起爆装置5的外极52连接，以使起爆装置5中的电流通过中心电极3传导至轴向负极4。本实施例中对轴向正极2、轴向负极4和中心电极3的位置、形状、大小不做具体限定，只需满足轴向正极2与起爆装置5连接，起爆装置5、中心电极3和轴向负极4依次串联连接即可。
可选的，中心电极3与壳体1之间、轴向负极4与壳体1之间、轴向正极2与壳体1之间以及中心电极3与轴向正极2之间，均设置有绝缘填充物，以使电流按照固定方向进行传导。
可选的，该充装头还包括：排气阀8和充液阀9；其中，排气阀8用于排出致裂管中的二氧化碳气体；充液阀9用于向致裂管中充入二氧化碳液体。
本实施例中，在排出致裂管中的二氧化碳液体至大气环境时，由于在排出口二氧化碳液体会迅速气化为二氧化碳气体，所以排气阀排出的是致裂管中的二氧化碳气体。
本实施例中充装头的工作过程为：充装头的轴向正极2和轴向负极4与外置电源的正负极分别连接。电流通过轴向正极2流入至起爆装置5的内极51，然后电流再通过起爆装置5的外极52流入至中心电极3，进而返回至轴向负极4，从而形成了闭合回路，实现了电流的导通。
需要注意的是，本实施例中的起爆装置5的内极51为正极，起爆装置5的外极52以及中心电极为负极。轴向正极2和起爆装置5的外极51共同组成了起爆正极；轴向负极4、中心电极3和起爆装置5的外极52共同组成了起爆负极，从而实现了充装头的双电极连线方式。本实施例中的双电极指的是充装头中同时具有正电极和负电极两种，相比于现有技术中单电极式充装头的连线方式，即充装头中仅有正电极或者负电极而言，双电极式充装头工作时无需将电流传导至致裂管管体，便可对致裂管中二氧化碳液体进行电加热，从而消除了单电极连接方式中管体带电的生产安全隐患，实现了安全起爆，为煤矿瓦斯难抽煤层增渗工程提供了有效的技术与装备。
本实用新型实施例通过在充装头的壳体1内设置轴向正极2、中心电极3和轴向负极4，并将轴向正极2与起爆装置5连接，将起爆装置5、中心电极3和轴向负极4依次串联连接，使得电流从轴向正极2流入起爆装置5，然后通过中心电极3从轴向负极4流出，形成了闭合回路，无需使得电流传导至致裂管，从而消除了单电极式充装头工作时管体带电的生产安全隐患，实现了安全起爆。
实施例二
图2是本实用新型实施例二提供的一种充装头的结构示意图；图3是本实用新型实施例二提供的一种充装头的主视图；图4是本实用新型实施例二提供的一种充装头的侧视图；图5是图4沿A-A方向的剖视图。如图2至图5所示，本实用新型实施例二在上述实施例的基础上进行优化：充装头还包括：与轴向正极连接的径向正极，以及与轴向负极连接的径向负极。
优化后，如图2所示，一种充装头包括：壳体1，轴向正极2、中心电极3、轴向负极4、径向正极6和径向负极7。
其中，轴向正极2与起爆装置5连接；起爆装置5、中心电极3和轴向负极4依次串联连接；轴向正极2和径向正极6连接；轴向负极4和径向负极7连接。
需要注意的是，本实施例中的轴向正极2、轴向负极4和径向负极7可以是实体电极，也可以是中空电极，以节省电极材料，降低生产成本。
可选的，如图5所示，轴向正极2包括两个连接的组件，分别为第一轴向正极21和第二轴向正极22。其中第一轴向正极21为实体电极，第二轴向正极22为空心电极。中心电极3包括两个连接的组件，分别为第一中心电极31和第二中心电极32，以便于电极的分步安装。轴向负极4可包括三个依次连接的部件，分别为第一轴向负极41、第二轴向负极42和第三轴向负极43。其中，在第二轴向负极42周围放置第一支撑部件44，以固定第二轴向负极42于轴线上，并使第二轴向负极42与第一轴向负极41和第三轴向负极43稳定连接。径向负极7的结构与轴向负极4的结构类似。径向负极7包括三个依次连接的部件，分别为第一径向负极71、第二径向负极72和第三径向负极73。其中，在第二径向负极72周围放置第二支撑部件74，以固定第二径向负极72于径线上，并使第二径向负极72与第一径向负极71和第三径向负极73稳定连接。
其中，第一轴向正极21与径向正极6连接，以使轴向电极2的电流沿径向传导。第二轴向正极22横穿中心电极3，并与起爆装置5连接，但第二轴向正极22不与中心电极3连接。第一中心电极31与第三径向负极73连接，第三径向负极73与第三轴向负极43连接，从而使中心电极的电流通过第三径向负极73传导至第一轴向负极41，形成闭合回路。由于第一径向负极71、第二径向电极72与第三径向负极73依次连接，所以径向的电流也可以通过第一径向负极71返回至第三轴向负极43，进而可以实现多个充装头的并联连接。
可选的，中心电极3与壳体1之间、轴向负极4与壳体1之间、轴向正极2与壳体1之间、中心电极3与轴向正极2之间，径向正极6与壳体1之间以及径向负极7与壳体1之间均设置有绝缘填充物100，以使电流按照固定方向进行流动。
可选的，如图3所示，该充装头还包括：径向正极连接孔61和径向负极连接孔75，均设置于壳体1的表面上，以供径向正极6和径向负极7分别与外置的绝缘导线连接。
其中，径向正极6和径向负极7分别通过径向正极连接孔61和径向负极连接孔75与外置的绝缘导线连接，以使当前充装头的径向正极6的电流传导至另一个充装头的轴向正极2中，并通过另一充装头的轴向负极4返回至当前充装头的径向负极7，从而实现多个充装头的并联连接。
可选的，该充装头还包括：支撑架110，用于固定轴向正极2。
其中，支撑架110包裹在第二轴向正极22周围，将第二轴向正极22固定在轴线上不动。
可选的，该充装头还包括：排气阀8和充液阀9；其中，所述排气阀8用于排出致裂管中的二氧化碳气体；所述充液阀9用于向所述致裂管中充入二氧化碳液体。
其中，排气阀8和充液阀9结构类似，均沿壳体1的轴向设置。以排气阀8为例说明，参见图5。在壳体1的轴向设置第一通气孔81，在壳体1的径向设置第二通气孔82。第一通气孔81的一端与致裂管中的充装通道连通，另一端与第二通气孔82连通，以利用排气阀8控制致裂管中二氧化碳的排出。排气阀8的工作部为锥形。当排气阀8的锥形部件与第一通气孔81接触时，将第一通气孔81堵塞密封，此时禁止排气。当排气阀8的锥形部件未与第一通气孔81接触时，二氧化碳从第一通气孔81流入第二通气孔82，从而将二氧化碳排出。本实施例中排气阀8中锥形部件的移动是通过调节排气阀8中的六角螺母来实现的，从而对二氧化碳的排出进行控制。
本实施例通过在壳体1中设置与轴向正极2连接的径向正极6，以及与轴向负极4连接的径向负极7，将当前充装头中的电流通过径向正极6径向传导至下一充装头，并通过当前充装头中的径向负极7返回，从而实现了多个充装头的并联连接。
实施例三
图6给出了本实施例三提供的一种二氧化碳致裂器的结构示意图。本实施例可适用于对煤矿进行安全爆破的情况。如图6所示，该二氧化碳致裂器包括如本实用新型任意实施例所述的充装头200。除了包括充装头200外，该二氧化碳致裂器还包括起爆装置210、致裂管220和泄能头230。
其中，充装头200、起爆装置210、致裂管220和泄能头230串联连接。优选的，充装头200、起爆装置210、致裂管220和泄能头230依次通过螺纹进行连接，以实现稳定连接，并便于安装和维修。
本实施例中可以仅通过充装头200对起爆装置210进行电加热，从而无需致裂管220作为电源的一极，因此致裂管220的管体不会带电，消除了管体带电的安全隐患。
可选的，致裂管220内预埋两根绝缘导线，以使致裂管220通过绝缘导线与充装头200中的径向正极6和径向负极7进行电连接。通过致裂管220和泄能头230的机械连接，将充装头200中的电流传导至泄能头230中，以便实现多个致裂器的稳定连接和安全起爆。
本实施例通过设置包括本实用新型任意实施例所述的充装头200的二氧化碳致裂器，使得致裂管220的管体不会带电，从而消除了管体带电的安全隐患。
实施例四
本实施例四提供了一种二氧化碳致裂器组。本实施例可适用于对多个致裂器进行安全联爆的情况。该二氧化碳致裂器组包括多个上述实施例所述的二氧化碳致裂器，各个二氧化碳致裂器的充装头包括径向正极和径向负极，多个二氧化碳致裂器通过径向正极和径向负极并联。
其中，各个二氧化碳致裂器中的致裂管通过预埋的两根绝缘导线分别与充装头中的径向正极和径向负极电连接。通过二氧化碳致裂器中致裂管和泄能头的机械连接，将当前二氧化碳致裂管中充装头的电流传导至当前二氧化碳致裂管的泄能头中，进而传导至下一个二氧化碳致裂器的充装头中，以实现了多个二氧化碳致裂器的快速并联。
可选的，该二氧化碳致裂器组还包括多个自导通装置，每个自导通装置用于机械连接当前二氧化碳致裂管的泄能头与下一个二氧化碳致裂管的充装头，以将当前二氧化碳致裂管的充装头的电流传导至下一个二氧化碳致裂器的充装头中，克服了现有技术中利用导线来并联致裂器的外部以实现多管联爆的缺陷。实现了多个二氧化碳致裂器的稳定连接和安全引爆。
本实施例将多个二氧化碳致裂器通过径向正极和径向负极并联连接，实现了多个二氧化碳致裂器的稳定连接和安全引爆。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。