用于土木工程爆破的二氧化碳致裂器的制作方法

本发明涉及工程爆破技术领域，具体公开了一种用于土木工程爆破的二氧化碳致裂器。

背景技术：

现有的工程爆破施工中，还是以炸药爆破为主，但是炸药爆破具有安全性低、产生的烟雾污染大气环境的缺陷。近年来市面上出现了一种二氧化碳致裂器，通过二氧化碳瞬间由相变产生巨大压力，对地层进行爆破，尤其是针对矿山、岩石等，效果非常好，具有安全、低成本、地震波小等诸多优点。

现有的二氧化碳致裂器也存在诸多缺点：1、二氧化碳致裂器一般都可以重复使用，所以管体的外壁做的很厚，使其承受压力的能力提高，避免弯管、破裂等情况发生，这导致二氧化碳致裂器的质量大，运输困难；2、由于液态二氧化碳很不稳定，温度稍微升高就会气化，所以充装液态二氧化碳后的致裂器在储存和运输过程中容易发生爆炸危险；3、现有的致裂器是通过释放头中的释放孔来排出二氧化碳气体，在储存、运输、安装致裂器时，可能会有异物进入释放孔，导致设备出现故障、影响爆破效果；3、致裂器爆破与炸药爆破相比，致裂器虽然更加安全稳定，但是爆破力仍有不足。

技术实现要素：

本发明意在提供一种用于土木工程爆破的二氧化碳致裂器，以解决异物进入致裂器导致故障的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：

用于土木工程爆破的二氧化碳致裂器，包括储液管、充液头、引爆组件和释放头，所述充液头与储液管的一端联通，所述引爆组件设置在储液管的一端内，所述储液管的另一端设有，所述释放头密封，释放头由金属外壁围成，所述金属外壁上设有连接口，所述连接口与储液管的另一端联通，金属外壁包括若干第一外壁和第二外壁，所述第一外壁和第二外壁一体成型，第一外壁的壁厚小于第二外壁，所述第一外壁的壁厚为0.2-0.8mm。

可选地，所述金属外壁呈球形、锥形或正多边柱体形。

可选地，所述第一外壁呈矩形片状或圆形。

可选地，所述第一外壁上设有若干金属凸起，所述金属凸起呈球状、锥形或三棱柱形，所述金属凸起与第二外壁相互独立。

可选地，所述充液头内设有充液部，所述充液部包括从上到下依次联通的第一阶梯孔、第二阶梯孔、第三阶梯孔和第四阶梯孔，所述第一阶梯孔、第二阶梯孔和第四阶梯孔的纵截面均为矩形，所述第三阶梯孔为锥台形孔；所述充液部中设有柱塞，柱塞的顶部设有螺杆，螺杆上设有螺母。

可选地，所述柱塞的侧壁上设有环形槽，所述第二阶梯孔的内壁上设有纵截面为梯形的梯形槽，所述环形槽与梯形槽联通。

所述引爆组件包括第一导热丝，所述储液管的内部设有导热部，导热部呈包括若干弯折成型的第二导热丝，第二导热丝沿储液管的内壁周向均匀分布，第二导热丝的上部相连并形成有供第一导热丝插入的插筒，所述储液管的内壁上向内凹陷设有若干凹槽，所述第二导热丝抵靠在凹槽内。

本方案的工作原理及有益效果在于：

1、本方案中的释放头密封，外界异物无法进入到释放头中；

2、第一外壁的壁厚较薄，二氧化碳气体释放时能够轻易地冲破第一外壁，并不会对爆破产生负面影响。同时，第一外壁上设有金属凸起，金属凸起向外扩散，金属凸起能够快速地爆破岩层，使岩层破裂。

3、第一外壁设置成片状或者圆形时，第一外壁的形状即为射流的形状，根据爆破地质条件不同可选择不同形状的第一外壁。同时，设置多个第一外壁则能够形成多道射流，第一外壁的朝向不同，射流方向也不同，能够满足更多地质条件的爆破。

4、本方案中，在充液头内设有梯形槽和环形槽，当液态二氧化碳从柱塞和充液部之间泄露时，由于梯形槽和环形槽空间较大，所以液态二氧化碳能够先流入到梯形槽和环形槽中，避免其顺着柱塞和充液部之间的缝隙继续泄露。

5、本方案中设有第二导热丝，第二导热丝均匀分布，其发热的效果好，液态二氧化碳受热均匀，同时，第二导热丝抵靠在储液管内部即可以拆卸，爆破完成后储液管收集起来能够插入新的第二导热丝再继续使用。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图；

图2为图1中a处的放大图；

图3为实施例一的剖视图；

图4为图3中b处的放大图；

图5为图4中未设置柱塞时的结构示意图；

图6为第二导热丝和凹槽的结构示意图；

图7为实施例二的部分结构示意图；

图8为实施例三的部分结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：储液管1、第一外壁2、第二外壁3、金属凸起4、充液头5、引爆组件6、释放头7、螺杆8、、定压泄能片10、第一导热丝11、第二导热丝12、插筒13、第一阶梯孔14、第二阶梯孔15、柱塞16、环形槽17、梯形槽18、环形梯台19、弹簧20、转接头21、支架22、顶柱23、第三阶梯孔24、第四阶梯孔25、插筒27、凹槽28。

实施例一

本实施例基本如图1、图2和图3所示：

用于土木工程爆破的二氧化碳致裂器，包括储液管1、充液头5、引爆组件6和释放头7。

储液管1的上端设有圆柱形的安装槽，安装槽中通过螺钉固定有充液头5。结合图5，充液头5中竖直贯穿设有充液部，充液部包括从上到下依次联通的第一阶梯孔14、第二阶梯孔15、第三阶梯孔24和第四阶梯孔25。第一阶梯孔14、第二阶梯孔15和第四阶梯孔25的纵截面均为矩形，第三阶梯孔24的纵截面为锥形。结合图4，充液部中设有柱塞16，柱塞16的外壁上固定设有密封层。柱塞16的上部纵截面呈矩形，中部纵截面呈锥形，下部纵截面呈矩形。柱塞16的顶部固定设有螺杆8，螺杆8上设有螺母，螺母能够与第一阶梯孔14抵紧。柱塞16的侧壁上设有环形槽17，第二阶梯孔15的内壁上设有纵截面为梯形的梯形槽18，环形槽17与梯形槽18联通。第一阶梯孔14的内壁上设有内螺纹，第一阶梯孔14上螺纹连接有转接头21，转接头21呈筒状，转接头21的下端内壁上固定设有支架22，支架22朝下倾斜，支架22上固定设有顶柱23，顶柱23与螺杆8相抵。第二阶梯孔15的内壁上固定设有环形梯台19，环形梯台19的底部固定设有弹簧20，弹簧20的底部与柱塞16的上端固定连接。

引爆组件6设置在储液管1的上端，引爆组件6包括第一导热丝11，储液管1的内部设有导热部。结合图6，导热部呈包括若干弯折成型的第二导热丝12，第二导热丝12沿储液管1的内壁周向均匀分布，第二导热丝12的上部相连并形成有供第一导热丝11插入的插筒13，储液管1的内壁上向内凹陷设有若干凹槽28，所述第二导热丝12抵靠在凹槽28内。

储液管1的下端密封设有定压泄能片10，定压泄能片10的结构属于现有技术，已十分成熟，在此不再赘述。储液管1的下端还连接有释放头7，释放头7由金属外壁围成，金属外壁上设有连接口，连接口与储液管1的下端联通且密封，整个释放头7密封、不与外界联通。金属外壁整体呈正六边柱体形状，金属外壁由若干第一外壁2和第二外壁3组成，且第一外壁2和第二外壁3一体成型。第一外壁2的壁厚为0.3mm，且小于第二外壁3。第一外壁2共六块，均为长片状，分别位于金属外壁的六个竖直面上。第一外壁2的外侧端上固定设有若干锥形的金属凸起4，金属凸起4不与第二外壁3接触。

具体实施过程如下：

充液时，将转接头21旋入到第一阶梯孔14中，此时转接头21与第一阶梯孔14联通，同时支架22上的顶柱23推动螺杆8向下移动，弹簧20拉伸，柱塞16退出充液部一段距离，使得充液部与储液管1的内部联通，然后将二氧化碳液源与转接头21联通并充入液态二氧化碳。充液完成后，旋下转接头21，转接头21逐渐退出第一阶梯孔14，柱塞16在弹簧20作用下逐渐复位。然后操作人员手拉螺杆8，将柱塞16向外拉动，保证柱塞16完全插入到第二阶梯孔15、第三阶梯孔24和第四阶梯孔25，保证密封，再旋入螺母固定。

安装时，预先挖好爆破孔，将致裂器埋入爆破孔内，然后激发引爆组件6，发热丝将液态二氧化碳加热，液态二氧化碳逐渐变成气态，达到定压泄能片10的压力后，冲破定压泄能片10，二氧化碳进入释放头7，由于释放头7的第一外壁2很薄，所以二氧化碳会直接冲破第一外壁2，第一外壁2及其上的金属凸起4随着二氧化碳向外释放。由于第一外壁2设置在金属外壁的六个竖直边上，所以二氧化碳射流的方向是朝着六个第一外壁2的方向射出，且金属凸起4的质地坚硬能够有效地破裂岩层，提高爆破效果。

实施例二：

结合图7，与实施例一的不同之处在于：金属外壁整体呈正八边形，第一外壁2若干且均为圆形片状，分别位于金属外壁的八个竖直面上，第一外壁2的外侧端上固定设有若干三棱柱形的金属凸起4。本实施例中形成的射流方向与实施例一不同，适应于不同地层和程度的爆破。

实施例三：

结合图8，与实施例一和实施例二的不同之处在于：金属外壁整体呈球形，第一外壁2四块，均为长片状，第一外壁2均匀分布且与相邻的第一外壁2夹角呈90°，第一外壁2上固定设有若干呈球状的金属凸起4。本实施例中形成的射流方向与实施例一、二均不同，且射流有部分朝向岩石的下方，适应于不同地层和程度的爆破。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。