一种二氧化碳致裂器的制作方法

本申请涉及二氧化碳相变膨胀破岩技术的领域，尤其是涉及一种二氧化碳致裂器。

背景技术：

1、二氧化碳致裂技术是一种高压气体爆破技术，二氧化碳致裂技术利用液态二氧化碳吸热气化时体积急剧膨胀产生高压，致使煤（岩）体破碎或开裂，二氧化碳致裂技术可广泛应用于煤矿及非煤矿山、水泥、采石等诸多行业。

2、二氧化碳致裂器是实现二氧化碳致裂技术的设备，二氧化碳致裂器包括储液罐、充装阀、泄能器、剪切片和活性剂电阻，储液罐呈圆管状，将活性剂电阻装入储液罐内，再将充装阀拧紧安装于储液罐一端的开口边沿。将剪切片封堵安装于储液罐的另一端开口处，再将泄能器拧紧安装于储液罐一端的开口边沿，泄能器抵紧于剪切片设置。通过高压泵将液态的二氧化碳通过充装阀压缩至储液罐内，通过起爆器使得活性剂电阻进行点火迅速发生燃烧反应，液态二氧化碳气化急剧膨胀产生高压。高压作用使破裂片发生剪切破坏，高压气体瞬间自泄能器冲出，对周围介质产生强烈的冲击作用，而使其发生破坏和位移。

3、由于高压气体瞬间自泄能器冲出后，会对二氧化碳致裂器周边所有方位的介质进行冲击。二氧化碳致裂器的破岩方位并不可控，从而难以仅对一些特定方位的介质进行破坏和位移，而导致破岩施工存在较大的局限性。

技术实现思路

1、为了能够对二氧化碳致裂器的破岩方位进行控制，本申请提供一种二氧化碳致裂器。

2、本申请提供的一种二氧化碳致裂器采用如下的技术方案：

3、一种二氧化碳致裂器，包括储液罐、设置于储液罐内的发热件、连通设置于储液罐的充装阀和泄能装置，所述泄能装置包括多向泄能座、多个剪切片和控向件，所述多向泄能座可拆卸连接于储液罐一端的开口边沿，所述多向泄能座开设有控气槽，所述控气槽的槽壁开设有多个泄能孔，多个所述泄能孔环绕控气槽的中心线设置，多个所述剪切片分别对应封堵设置于多个泄能孔，所述控向件用于控制需要止泄的泄能孔进行止泄。

4、通过采用上述技术方案，多个泄能孔环绕储液罐的中心轴线设置，以对二氧化碳致裂器的泄能方向限定位于多个泄能孔的方位。控向件控制对需要止泄的泄能孔进行至止泄，液态二氧化碳气化急剧膨胀产生高压，高压作用仅能对可泄能的泄能孔内的剪切片进行破坏，以使得高压气体能够从指定的泄能孔内冲出，从而对高压气体的泄能方位进行控制，使得二氧化碳致裂器的破岩方位可控制，以能够满足破岩施工中需要对一些特定方位的煤（岩）体进行破坏和位移的需求。

5、可选的，所述控向件包括多个止泄堵头，多个所述止泄堵头分别对应插设于需要止泄的多个泄能孔内，且所述止泄堵头螺纹连接于泄能孔孔壁，所述止泄堵头设置于剪切片靠近控气槽的一侧。

6、通过采用上述技术方案，组装二氧化碳致裂器时，将多个止泄堵头分别对应螺纹连接于需要止泄的泄能孔孔壁，再将多向泄能座安装于储液罐。止泄堵头对泄能孔进行封堵，高压作用难以对需要止泄的泄能孔内的剪切片进行破坏，而只能对没有被止泄堵头封堵的泄能孔内的剪切片进行破坏，从而对高压气体的泄能方位进行控制。

7、可选的，所述泄能孔内设置有密封件，所述密封件用于对止泄堵头与泄能孔孔壁之间的间隙进行封堵。

8、通过采用上述技术方案，密封件对止泄堵头与泄能孔孔壁之间的间隙进行封堵，以减小液态二氧化碳气化急剧膨胀产生高压后，高压气体通过止泄堵头与泄能孔孔壁之间的间隙泄出并破坏剪切片，而导致二氧化碳致裂器的泄能方位不可控的可能性。

9、可选的，所述密封件包括固定连接于泄能孔孔壁的挡环和固定连接于挡环的密封圈，所述挡环与泄能孔同中心轴线设置，所述止泄堵头抵触于密封圈。

10、通过采用上述技术方案，将止泄堵头相对泄能孔孔壁拧入时，止泄堵头抵紧于密封圈和挡环，密封圈对止泄堵头与挡环之间的间隙进行封堵，以实现对止泄堵头与泄能孔孔壁之间的间隙进行封堵，以增加止泄堵头对泄能孔的封堵气密性。

11、可选的，所述泄能孔孔壁的截面轮廓呈阶梯轴状，所述泄能孔的大端远离止泄堵头设置，所述止泄堵头螺纹连接于泄能孔的小端，所述剪切片搭放于泄能孔的大端与小端的过渡面上，其中需要泄能的所述泄能孔的大端可拆卸连接有泄能器，所述泄能器抵触于剪切片；另一些需要止泄的所述泄能孔的大端可拆卸连接有止泄头，所述止泄头抵触于剪切片。

12、通过采用上述技术方案，通过泄能器抵触于剪切片、以及止泄头抵触于剪切片，使得剪切片稳定地对泄能孔进行封堵的同时能够可拆卸连接于多向泄能座，使得剪切片被破坏后，在重新对回收的储液罐和多向泄能座进行组装时，只需更换新的剪切片即可，而不用对多向泄能座进行更换，节约了成本。

13、可选的，所述储液罐设置有指示件，所述指示件用于对可泄能的泄能孔的方位进行标记。

14、通过采用上述技术方案，指示件对可泄能的泄能孔的方位进行标记，以便于在将储液罐放入煤（岩）体的钻孔内时，操作者能够知道泄能方位的朝向，以便于调整或定位破岩方位。

15、可选的，所述指示件包括固定连接于储液罐的导轨、滑移连接于导轨的指示标和穿设于指示标的锁止螺栓，所述锁止螺栓抵触于导轨，所述导轨环绕储液罐的中心轴线设置。

16、通过采用上述技术方案，将指示标相对导轨进行滑移，以使得指示标对着需要泄能的泄能孔的方位，再拧紧锁止螺栓使其抵触于导轨，以对指示标相对导轨的滑移进行锁止，使得在将储液罐放入煤（岩）体的钻孔内时，操作者能够知道泄能方位的朝向。

17、可选的，所述导轨设置有多个刻度线，多个所述刻度线的位置分别对应多个泄能孔的方位设置。

18、通过采用上述技术方案，将指示标滑移定位时，使得指示标对准刻度线，指示标能够相对更准确地对准泄能孔的泄能方向，以使得操作者能够更加准确地调整或定位破岩方位。

19、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

20、1.控向件控制对需要止泄的泄能孔进行至止泄，液态二氧化碳气化急剧膨胀产生高压后，高压作用仅能对可泄能的泄能孔内的剪切片进行破坏，以使得高压气体能够从指定的泄能孔内冲出，从而对高压气体的泄能方位进行控制，使得二氧化碳致裂器的破岩方位可控制，以能够满足破岩施工中需要对一些特定方位的煤（岩）体进行破坏和位移的需求；

21、2.密封件增加止泄堵头对泄能孔的封堵气密性，以减小液态二氧化碳气化急剧膨胀产生高压后，高压作用通过止泄堵头与泄能孔孔壁之间的间隙泄出并破坏剪切片，而导致二氧化碳致裂器的泄能方位不可控的可能性；

22、3.指示件对可泄能的泄能孔的方位进行标记，以便于在将储液罐放入煤（岩）体的钻孔内时，操作者能够知道泄能方位的朝向，以便于调整或定位破岩方位。

技术特征：

1.一种二氧化碳致裂器，其特征在于：包括储液罐（1）、设置于储液罐（1）内的发热件（2）、连通设置于储液罐（1）的充装阀（3）和泄能装置（4），所述泄能装置（4）包括多向泄能座（41）、多个剪切片（42）和控向件（43），所述多向泄能座（41）可拆卸连接于储液罐（1）一端的开口边沿，所述多向泄能座（41）开设有控气槽（411），所述控气槽（411）的槽壁开设有多个泄能孔（412），多个所述泄能孔（412）环绕控气槽（411）的中心线设置，多个所述剪切片（42）分别对应封堵设置于多个泄能孔（412），所述控向件（43）用于控制需要止泄的泄能孔（412）进行止泄。

2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳致裂器，其特征在于：所述控向件（43）包括多个止泄堵头（431），多个所述止泄堵头（431）分别对应插设于需要止泄的多个泄能孔（412）内，且所述止泄堵头（431）螺纹连接于泄能孔（412）孔壁，所述止泄堵头（431）设置于剪切片（42）靠近控气槽（411）的一侧。

3.根据权利要求2所述的一种二氧化碳致裂器，其特征在于：所述泄能孔（412）内设置有密封件（5），所述密封件（5）用于对止泄堵头（431）与泄能孔（412）孔壁之间的间隙进行封堵。

4.根据权利要求3所述的一种二氧化碳致裂器，其特征在于：所述密封件（5）包括固定连接于泄能孔（412）孔壁的挡环（51）和固定连接于挡环（51）的密封圈（52），所述挡环（51）与泄能孔（412）同中心轴线设置，所述止泄堵头（431）抵触于密封圈（52）。

5.根据权利要求1所述的一种二氧化碳致裂器，其特征在于：所述泄能孔（412）孔壁的截面轮廓呈阶梯轴状，所述泄能孔（412）的大端远离止泄堵头（431）设置，所述止泄堵头（431）螺纹连接于泄能孔（412）的小端，所述剪切片（42）搭放于泄能孔（412）的大端与小端的过渡面上，其中需要泄能的所述泄能孔（412）的大端螺纹连接可拆卸连接有泄能器（6），所述泄能器（6）抵触于剪切片（42）；另一些需要止泄的所述泄能孔（412）的大端可拆卸连接有有止泄头（7），所述止泄头（7）抵触于剪切片（42）。

6.根据权利要求1所述的一种二氧化碳致裂器，其特征在于：所述储液罐（1）设置有指示件（8），所述指示件（8）用于对可泄能的泄能孔（412）的方位进行标记。

7.根据权利要求6所述的一种二氧化碳致裂器，其特征在于：所述指示件（8）包括固定连接于储液罐（1）的导轨（81）、滑移连接于导轨（81）的指示标（82）和穿设于指示标（82）的锁止螺栓（83），所述锁止螺栓（83）抵触于导轨（81），所述导轨（81）环绕储液罐（1）的中心轴线设置。

8.根据权利要求7所述的一种二氧化碳致裂器，其特征在于：所述导轨（81）设置有多个刻度线（811），多个所述刻度线（811）的位置分别对应多个泄能孔（412）的方位设置。

技术总结
本申请涉及一种二氧化碳致裂器，其包括储液罐、设置于储液罐内的发热件、连通设置于储液罐的充装阀和泄能装置，泄能装置包括多向泄能座、多个剪切片和控向件，多向泄能座可拆卸连接于储液罐一端的开口边沿，多向泄能座开设有控气槽，控气槽的槽壁开设有多个泄能孔，多个泄能孔环绕控气槽的中心线设置，多个剪切片分别对应封堵设置于多个泄能孔，控向件用于控制需要止泄的泄能孔进行止泄。本申请具有能够对二氧化碳致裂器的破岩方位进行控制的效果。

技术研发人员：何春,徐旭,向睿,刘灿
受保护的技术使用者：重庆市交通工程监理咨询有限责任公司
技术研发日：20230420
技术公布日：2024/1/13