專利名稱：受控觸發(fā)的切割裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于切割(sever)混凝土制品部件的裝置，該裝置包 括容器，在所述容器中由在預(yù)定延遲后通過化合物與水溶液之間的化學(xué)反 應(yīng)生成的氣體來生成過壓，所述容器包括水溶液并附接至殼體，所述殼體 包括用于存儲所述化合物的第 一凹部，在所述第一凹部與所述容器之間布 置有爆裂盤，用于確保所述化合物與所述水溶液之間的完全密封。
背景技術(shù)：
存在這樣的切割裝置，其包括用于封裝化學(xué)反應(yīng)物或機械成分的容器， 所述容器通過膨脹引起混凝土部件破裂。專利申請WO-0036228如此描述 了一種切割元件，該切割元件包括瓶狀容器，該瓶狀容器具有扁平的封閉 的底壁和與該底壁形成銳角的側(cè)壁。連接到布置在側(cè)壁頂部的管狀裝配件 的剛性管形成將破裂劑引入瓶狀容器內(nèi)的通道。這種切割元件難以使用， 因為需要多個步驟分別放置所述元件，然后通過剛性中空管將破裂劑引 入各個瓶狀容器中。在建筑工地，這兩個步驟是耗時的，并且需要特別小 心，尤其是在引入破裂劑時。
切割方法的主要問題之一是控制在混凝土中生成裂紋的反應(yīng)劑的膨 脹。實際上，反應(yīng)劑的膨脹不應(yīng)該發(fā)生在混凝土凝固前，也不應(yīng)該發(fā)生在 混凝土的阻力尤其是混凝土對拉伸的阻力變得過高時。已知的膨脹劑通常 是包括水和生石灰的混合物以及一般添加劑，這些添加劑適應(yīng)于混凝土和 建筑制品類型的操作溫度條件。
即使利用抑制劑(retardant),也不容易控制由水和生石灰之間的化學(xué) 反應(yīng)所引起的膨脹。因此，專利US-4571124描述一種摧毀促進(jìn)物質(zhì) (demolition-facilitating substance )，該物質(zhì)包含重量百分比30%的粉末和重 量百分比70%的水，并放置于中空防護(hù)管中，所述防護(hù)管自身放置在摧毀 混凝土樁的區(qū)域的有限空間中。構(gòu)成摧毀促進(jìn)物質(zhì)的粉末包括鐵酸氧化鋁 鉀((CaO)4Al203Fe203 )、游離氧化鈣(CaO )、氧化鎂(MgO)和抑制劑(例如硼)。摧毀促進(jìn)物質(zhì)的膨脹在混凝土樁中生成預(yù)定水平的裂紋。該產(chǎn)品的 主要缺點之一是使用抑制劑，所述抑制劑的作用是使膨脹與混凝土樁的阻 力增加一致，從而使裂紋的生成與混凝土樁的阻力增加一致。然而，有必 要使摧毀促進(jìn)物質(zhì)的成分適應(yīng)各個建筑工地的混凝土的溫度條件，尤其是 通過改變作為溫度的函數(shù)的抑制劑比例。這種使膨脹劑適應(yīng)于溫度條件的 改造難以在建筑工地實施。
文件JP 08 285500涉及一種容器，在該容器中通過生成氣體來生成超 壓，所述氣體隨容納在兩個凹部中的化合物和水溶液之間的化學(xué)反應(yīng)而生 成，所述兩個凹部通過爆裂盤彼此隔開。所述反應(yīng)發(fā)生在容器突靠在待爆 裂的物體上時。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種切割裝置，該切割裝置獨立于環(huán)境限制而確 ?；瘜W(xué)反應(yīng)的可靠且受控的觸發(fā)，并可用于任意混凝土制品，而且便于實施。
所述裝置的特征在于，殼體包括封裝電子觸發(fā)器的第二凹部，所述觸 發(fā)器控制致動器，以在預(yù)定延遲后使爆裂盤爆裂，從而引起容器內(nèi)的所述 化學(xué)反應(yīng)。
所述致動器的觸發(fā)發(fā)生在由所述電子觸發(fā)器的延遲所確定的精確時 刻。在所述裝置的觸發(fā)與所述化學(xué)反應(yīng)的開始之間應(yīng)該有3到4天的延遲。
根據(jù)一優(yōu)選實施方式，所述盤是安裝在所述殼體上并密封所述殼體的 帽體的一部分。所述帽體包括具有內(nèi)螺紋的孔，所述內(nèi)螺紋與從所述容器 延伸出來的套筒上的外螺紋配合。所述電子觸發(fā)器的致動器包括煙火起爆 器，所述煙火起爆器可由電容器的放電來操作，以使所述盤爆裂。所述起 爆器可位于所述觸發(fā)器的印刷電路板上，也可直接位于所述爆裂盤上。
所述觸發(fā)器還包括定時電路，所述定時電路包括時鐘，所述時鐘具有 石英晶體時基和微控制器。所述觸發(fā)器的延遲的開始以及所述電容器的充 電的開始由準(zhǔn)備電路觸發(fā)，所述準(zhǔn)備電路包括與極性相反的兩個永久磁體 協(xié)作的;茲開關(guān)，所述》茲體之一是固定的，而另一磁體可通過銷來移除。
由所述帽體封閉的所述容器具有由兩個錐形壁限制出的凹部，所述兩 個錐形壁形成銳角并具有共同的外部輪廓。由反作用力所引起的徑向分力在所述外部輪廓附近處為最大，以便所述徑向分力使混凝土沿與所述外部 輪廓相交的平面產(chǎn)生水平破裂，從而確定切割區(qū)域。垂直分力的作用使混 凝土樁在切割操作期間發(fā)生輕微的上升運動。


本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征將從以下對本發(fā)明的特定實施方式的描述中 變得清楚明了，所述特定實施方式作為非限制性示例而提出，并表示在附
圖中，在所述附圖中
-圖1是本發(fā)明的切割裝置的縱截面圖，其中容器已組裝到容納電子觸
發(fā)器的殼體；
-圖2示出所述容器的透視-圖3是與底部容器旋開且分離后的圖1的殼體的視-圖4示出圖3的縱截面-圖5示出觸發(fā)器的示意-圖6是圖2的容器的替代方案。
具體實施例方式
一種用于切割混凝土制品尤其是柱形、條形或鑄造壁狀(castwall)制 品的部件的裝置，包括容器10，在該容器10中生成大量氣體，以在容器 10內(nèi)產(chǎn)生過壓。該過壓使容器爆裂，并生成能夠使混凝土開裂的反應(yīng)力。 在澆注混凝土前優(yōu)選使用定位框體來安裝切割元件，或者在澆注后優(yōu)選使 用可重新利用的或留在原地的棒材將切割元件插入新鮮混凝土中。
物優(yōu)選從鉤、石咸金屬(鋰、鉀和鈉)、碳酸;咸金屬(alkaline metal carbonates )、 碳化4丐和碳酸4丐中選取。
舉例來il，對于鉤，#4居以下反應(yīng)式，生成的氣體是氫氣Ca+H20 — l/2H2+Ca(OH)。
幾克化合物，例如4克純鈣，就生成足夠切割混凝土部件的氣體。當(dāng) 然，在不背離本發(fā)明的情況下，也可使用其它化合物。
為了使膨脹效應(yīng)發(fā)生在混凝土開始凝固時，有必要控制容器10內(nèi)氣體 的生成，使得氣體不會在一澆注混凝土后就發(fā)生，或不會在混凝土變得過
6硬后發(fā)生。為了在適當(dāng)?shù)臅r候獲得化合物與水溶液之間的反應(yīng)，通過電子 觸發(fā)器11的作用來控制水溶液接觸化合物的時刻。該觸發(fā)器容納在設(shè)置有
帽體12A的殼體12中，該帽體12A螺紋連接到容器IO上，以密封該容器 10。
根據(jù)一優(yōu)選實施方式，優(yōu)選使用圖1和2所示類型的容器10。由例如 聚乙烯等塑料制成的容器10包括內(nèi)部凹部13,所述內(nèi)部凹部13由兩個錐 形壁即底壁14和頂壁15限制出，所述底壁14和頂壁15具有共同的外部 輪廓16,并形成例如5。到60°之間的銳角cx。底壁14具有突出的安裝元 件17,該安裝元件17用于將容器10安裝至置于新鮮混凝土中的金屬結(jié)構(gòu) 件，并保持容器10就位。頂壁15通過套筒(hub) 18而延伸，該套筒18 具有外螺紋19，所述外螺紋19與帽體12A的孔20的配合螺紋21螺紋配合， 所述帽體12A用于將容器IO安裝到電子觸發(fā)器11的殼體12，并密封容器 10。
帽體12A通過爆裂盤(burst disk) 23與殼體12隔開，所述爆裂盤23 具有預(yù)定的厚度并形成分隔壁，以確保在電子觸發(fā)器11沒有發(fā)出觸發(fā)命令 時釣和水之間的完全密封。在爆裂盤23上方，殼體12被分成第一凹部24 和第二凹部26,所述第一凹部24封裝有化合物筒25,例如釣基的，所述 第二凹部26封裝有電子觸發(fā)器11。
在圖3-5中，電子觸發(fā)器11的元件在垂直容納于第二凹部26中的印刷 電路板上相互連接。該觸發(fā)器包括準(zhǔn)備電路(arming circuit) 27、例如3V 電池等直流電源28、定時器(timer) 29、開關(guān)電路30、能量儲備電路31 和致動器32。
準(zhǔn)備電路27包括例如磁開關(guān)33，如帶有柔性接觸片的簧片繼電器 (Reed relay )，所述磁開關(guān)33與在殼體12的頂部彼此并置的兩個永久磁體 34、 35協(xié)作。i茲體之一34是固定的，而另一個-茲體35可在銷36的作用下 被釋放。兩個磁體34、 35完全相同，但是具有相反的磁極性。當(dāng)兩個磁體 34、 35均存在時，它們的磁場相互抵銷，且開關(guān)33打開。所述準(zhǔn)備(arming) 在于通過拔出銷36來移除第二磁體35,使開關(guān)33閉合。可使用例如電機 開關(guān)或電子開關(guān)等任意其它類型的開關(guān)來代替^^開關(guān)33。
3V電池電源28與開關(guān)33和電阻器R1串聯(lián)。能量儲備電路31包括電 解電容器Cl,所述電解電容器Cl并聯(lián)在電阻器Rl和形成電源28的接地端(ground)的〗氐電4立之間。
定時器29包括時鐘(clock) 37和微控制器38。時鐘37包括石英時基 (quartz time base ) 39,所述石英時基39既連接到孩i控制器38,又通過兩 個去耦電容器(decoupling capacitors ) C3、 C4連接到接地端。
開關(guān)電路30包括例如NPN雙極晶體管等功率晶體管Q2，所述功率晶 體管Q2的集電極與致動器32串聯(lián)，而其發(fā)射極接地。晶體管Q2的基極 (base)通過電阻器R2連接到微控制器38的輸出端Sl。當(dāng)然也可使用任 意其它類型的開關(guān)元件。
致動器32包括煙火起爆器(pyrotechnical detonator) 40和塑料爆裂盤 23,所述煙火起爆器40用于在電容器CI放電時破壞所述塑料爆裂盤23。 起爆器40可以是Davey Bickford型號N28BR，并且起爆器40布置在電路 板上，或直接布置在爆裂盤23上。在后一情況下，電路板與起爆器通過電 連接件(未示出)相連。
電子觸發(fā)器11的4喿作如下
銷36的移除使開關(guān)33開啟或閉合，從而開始觸發(fā)器定時循環(huán)。開關(guān) 33的輸出端通過電連接件L1連接到微控制器38的供電端子B1，以供給適 應(yīng)于定時電路29的電壓。電池電源28開始定時(timing),并且同時給能 量儲備電路31的電容器C1充電。附加電容器C4連接在供電端子B1與接 地端之間，以在晶體管Q2切換后繼續(xù)對微控制器38供電。當(dāng)?shù)竭_(dá)定時器 延遲(delay )時，微控制器38的輸出端Sl向晶體管Q2發(fā)送切換指令，于 是晶體管Q2從斷開切換為接通。于是電容器C1向起爆器40中放電，于是 起爆器40發(fā)生爆炸，并在殼體12中引起過壓。 一旦壓強超過預(yù)定閾值(例 如5巴)，爆裂盤23就發(fā)生屈服。
當(dāng)盤23如此爆裂時，存儲在第一凹部24中的鈣25掉入容器10中， 并與水混合，引起化學(xué)反應(yīng)，從而在密閉容器內(nèi)生成氫氣。也可設(shè)想相反 的過程，其中水在上方，并流到鈣上。
在圖1中，容器10的形狀使反作用力F集中，該反作用力F由化合物 被電子觸發(fā)器11釋放并與容納在容器10中的水混合時的膨脹效應(yīng)生成。 壓強是面積的反函數(shù)，由反作用力生成的徑向分量Fl在兩個錐形壁14和 15共同的外部輪廓16附近處較大。這致使混凝土沿與外部輪廓16相交的 平面發(fā)生水平破裂，其確定切割區(qū)域22。垂直分力F2的作用可使混凝土樁(concrete pile )在切割時發(fā)生微小的上升運動。
溫度變化對膨脹效應(yīng)的影響很小，不必根據(jù)溫度來改變化合物和/或水 溶液的數(shù)量或成分。
用于切割的容器IO也可為本文描述的形狀之外的形狀。例如，本發(fā)明 也可使用專利申請WO-0036228中所描述的容器類型。
也可以-使用圖6所示的輪廓比圖2的輪廓淺的容器10。下壁和上壁彼 此平行，并且分別受到壓縮力(箭頭F4)和拉伸力(箭頭F3)。膨脹后的 裂紋方向沿水平方向延伸(箭頭F5)，并如同圖1中那樣與輪廓16相交。
權(quán)利要求
1、用于切割混凝土制品部件的裝置，包括容器(10)，在所述容器(10)中由在預(yù)定延遲后通過化合物與水溶液之間的化學(xué)反應(yīng)生成的氣體來生成過壓，所述容器(10)包括所述水溶液并附接至殼體(12)，所述殼體(12)包括用于存儲所述化合物的第一凹部(24)，在所述第一凹部(24)與所述容器(10)之間布置有爆裂盤(23)，用于確保所述化合物與所述水溶液之間的完全密封，其中，所述殼體(12)包括封裝電子觸發(fā)器(11)的第二凹部(25)，所述觸發(fā)器(11)控制致動器(32)，以在預(yù)定延遲后使所述爆裂盤(23)爆裂，從而引起所述容器(10)內(nèi)的所述化學(xué)反應(yīng)。
2、 如權(quán)利要求1所述的切割裝置，其中，所述盤(23)是安裝在所述 殼體(12)上并密封所述殼體(12)的帽體(12A)的一部分。
3、 如權(quán)利要求2所述的切割裝置，其中，所述帽體(12A)包括具有 內(nèi)螺紋(21)的孔(20)，所述內(nèi)螺紋(21)與從所述容器(10)延伸出來 的套筒(18)上的外螺紋(19)配合。
4、 如權(quán)利要求1所述的切割裝置，其中，所述電子觸發(fā)器(11)的致 動器(32 )包括煙火起爆器(40 ),所述煙火起爆器(40 )通過電容器(Cl ) 的放電來操作，以使所述盤(23)爆裂。
5、 如權(quán)利要求4所述的切割裝置，其中，所述觸發(fā)器(11)還包括定 時電路(29)，所述定時電路(29)可被操作以控制與所述致動器(32)串 聯(lián)的開關(guān)電路(30)。
6、 如權(quán)利要求5所述的切割裝置，其中，所述定時電路(29)包括時 鐘(37),所述時鐘(37)具有石英晶體時基(39)和微控制器(38)。
7、 如權(quán)利要求4-6中任一項所述的切割裝置，其中，所述觸發(fā)器(ll) 的延遲的開始以及所述電容器(Cl)的充電的開始由準(zhǔn)備電路(27)觸發(fā)， 所述準(zhǔn)備電路(27)包括與極性相反的兩個永久磁體(34、 35)協(xié)作的f茲 開關(guān)(38),所述磁體之一(34)是固定的，而另一磁體(35)可通過銷(36) 來移除。
8、 如權(quán)利要求6所述的切割裝置，其中，所述開關(guān)電路(30)包括具 有基極的雙極晶體管(Q2),所述基極通過電阻器(R2)連接到所述微控制器(38)的輸出端(SI )。
9、 如權(quán)利要求4-8中任一項所述的切割裝置，其中，所述起爆器(40) 位于所述觸發(fā)器(11)的印刷電路板上，或直接位于所述爆裂盤(23)上。
10、 如權(quán)利要求1-9中任一項所述的切割裝置，其中，由所述帽體(12A) 封閉的所述容器(10)具有由兩個錐形壁(14、 15)限制出的凹部(13)， 所述兩個錐形壁(14、 15)形成銳角(a )并具有共同的外部輪廓(16)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于切割混凝土制成的建筑部件的裝置，所述裝置包括容器(10)，在所述容器(10)中通過氣體生成效應(yīng)來生成超壓，所述氣體生成效應(yīng)由在預(yù)定期間后發(fā)生在化合物與水溶液之間的化學(xué)反應(yīng)引起。所述容器(10)容納所述水溶液并連接到殼體(12)，所述殼體(12)分成用于存儲所述化合物的第一殼體(24)和容納電子觸發(fā)器(11)的第二殼體(25)。在所述第一殼體(24)與所述容器(10)之間設(shè)置有蓋體(23)，以在沒有所述觸發(fā)器(11)的開始指令的情況下確保所述化合物與所述水溶液之間的完全密封。包括煙火起爆頭(40)的致動器(32)在預(yù)定中斷時間后使所述蓋體(23)爆炸，從而引起所述容器(10)內(nèi)的所述化學(xué)反應(yīng)。
文檔編號E02D9/00GK101617085SQ200880005750
公開日2009年12月30日 申請日期2008年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月23日
發(fā)明者多米尼克·方弗里德, 讓-巴普蒂斯特·方弗里德 申請人:雷賽皮克斯公司