本申請涉及氣體爆破技術領域，尤其涉及用于巖體爆破的一次性二氧化碳致裂器及其制作方法。

背景技術：

氣體爆破技術是利用易氣化的液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)氣化膨脹產(chǎn)生高壓能量以實現(xiàn)爆破，其中二氧化碳氣爆技術應用非常廣泛。二氧化碳氣爆技術于20世紀50年代就開始被英國重視和開發(fā)，最初是專門為高瓦斯礦井的采煤工作研發(fā)的，由于其只產(chǎn)生低噪聲和低振動，與炸藥相比具有價格低、安全、易于使用等優(yōu)點，目前已廣泛應用于采礦業(yè)、地質(zhì)勘探工程、地鐵與隧道及市政工程、鋼鐵行業(yè)和水泥行業(yè)當中?，F(xiàn)在市面上存在著有利用二氧化碳氣爆技術原理制成的二氧化碳致裂器，該種二氧化碳致裂器設有用于儲存液態(tài)二氧化碳并可重復使用的膨脹管，致裂器在經(jīng)氣爆后可回收膨脹管再充液以重復使用，但該種二氧化碳致裂器在實現(xiàn)爆破后需要回到爆炸點回收膨脹管，而經(jīng)氣爆后的爆炸點環(huán)境往往由于巖石運動原因造成膨脹管回收困難。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本申請?zhí)峁┝嗽跉獗笪沩毣厥张蛎浌艿囊环N結構簡單的一次性二氧化碳致裂器。

本申請由以下技術方案實現(xiàn)的：

結構簡單的一次性二氧化碳致裂器，包括：

膨脹管，其包括吹塑成型的本體層及包覆于本體層外側(cè)的增強層，所述本體層內(nèi)設有儲液腔；

上堵頭，其連接于所述本體層的一端并與所述本體層形成密閉容器，所述上堵頭上設有與所述儲液腔相通的安裝口；

活化器，其一端穿過所述安裝口并伸入至所述儲液腔內(nèi)，其另一端活動安裝在所述上堵頭處；

端蓋，其與所述上堵頭相連接并罩設于所述活化器的上方，且所述活化器與所述端蓋及所述上堵頭之間留有與所述儲液腔相通的間隙，所述端蓋上設有與所述間隙相通的充液孔，在充液時，所述充液孔與所述間隙形成充液通道，在充液完成后，所述儲液腔內(nèi)的壓強大于外界以頂壓所述活化器使其抵靠在所述端蓋上以使所述間隙與充液孔之間形成密封。

所述本體層由聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲醛、聚苯醚、聚酯、聚苯硫醚或聚芳基酯中的一種或至少兩種制成。

所述增強層由玻璃鋼、碳纖維、環(huán)氧樹脂、芳綸纖維、硼纖維、碳化硅纖維、石棉纖維或石墨烯的一種或至少兩種制成。

所述安裝口包括有直徑由上至下逐漸減小的錐形段，所述活化器包括設于所述儲液腔內(nèi)的活化筒及封堵在所述活化筒的一端的封堵頭，所述封堵頭為階梯狀柱體，且其直徑最大的一段卡設在所述錐形段上，所述封堵頭直徑最大的一段的周側(cè)面上開有若干段沿所述封堵頭軸向延伸的連通缺口槽，且所述連通缺口槽使所述充液孔與所儲液腔相連通。

所述活化筒內(nèi)設有活化劑，所述活化劑浸設有引爆器，所述引爆器上連接有引爆導線，所述引爆導線遠離所述引爆器的一端穿過所述封堵頭向外延伸并正對所述充液孔。

所述端蓋上設有用于容置所述封堵頭的容置腔，所述容置腔內(nèi)設有第一平面部及與所述第一平面部連接沿所述膨脹管的軸向斜向下延伸的第一斜面部，所述充液孔設于所述第一平面部上，所述封堵頭上設有與所述第一平面部形狀相適配的第二平面部及與所述第二平面部連接與所述第一斜面部形狀相適配的第二斜面部，所述第二斜面部上設有安裝凹槽，所述安裝凹槽內(nèi)設有壓緊密封圈。

所述本體層上設有泄能結構。

進一步的，所述泄能結構包括若干個設于所述本體層上并繞所述本體層軸線周向分布的泄能孔及設于本體層內(nèi)側(cè)或本體層與增強層之間用于封堵所述泄能孔的泄能片。

所述泄能結構也可為包括若干個設于所述本體層上并沿所述本體層的軸向分布的泄能孔及設于本體層內(nèi)側(cè)或本體層與增強層之間用于封堵所述泄能孔的泄能片。

所述泄能結構也可為沿所述本體層的軸向設置的應力槽。

本申請還公開了制作如上所述結構簡單的一次性二氧化碳致裂器的方法，包括如下步驟：

(1)將上堵頭安置于模具中；

(2)在模具內(nèi)將塑料材質(zhì)通過吹塑成型的方式制作成設有儲液腔的本體層并使上堵頭鑲嵌于本體層上；

(3)在本體層外通過纏繞或套接或噴涂的方式增設增強層；

(4)將活化器穿過上堵頭的安裝口伸入至儲液腔內(nèi)，且活化器的一端活動安裝在上堵頭處；

(5)將端蓋罩設在活化器的上方且與所述上堵頭固定連接。

進一步的，步驟(2)中，在本體層上還開設泄能結構。

與現(xiàn)有技術相比，本申請有如下優(yōu)點：

本申請中膨脹管內(nèi)的二氧化碳在經(jīng)活化器的引爆受熱氣化膨脹后，當膨脹管內(nèi)的壓強大于膨脹管的抗拉強度時，二氧化碳會沖破整個膨脹管向外泄能實現(xiàn)爆破，使用戶在使用后毋須回收膨脹管，十分方便，且氣爆時二氧化碳是沖破整個膨脹管向外泄能，能提高對膨脹管周邊環(huán)境的氣爆效果。

【附圖說明】

為了更清楚地說明本申請實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1是本實施例在充液時的示意圖；

圖2是圖1的A部放大示意圖；

圖3是本實施例充液完成后的示意圖；

圖4是圖3的B部放大示意圖；

圖5是泄能片設于本體層內(nèi)側(cè)時泄能結構的示意圖一；

圖6是泄能片設于本體層及增強層之間時泄能結構的示意圖一；

圖7是泄能片設于本體層內(nèi)側(cè)時泄能結構的示意圖二；

圖8是泄能片設于本體層及增強層之間時泄能結構的示意圖二；

圖9是泄能結構的示意圖三。

【具體實施方式】

如圖1至圖2所示的結構簡單的一次性二氧化碳致裂器，包括：膨脹管1、上堵頭2、活化器3以及端蓋4。

所述膨脹管1至少包括吹塑成型的本體層102及包覆于本體層102外側(cè)的增強層103，所述本體層102內(nèi)設有用于儲存液態(tài)二氧化碳的儲液腔101，優(yōu)選的，所述本體層102由聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲醛、聚苯醚、聚酯、聚苯硫醚或聚芳基酯等的高強度塑料中的一種或至少兩種制成質(zhì)量較輕的瓶狀體用于盛放液態(tài)的二氧化碳，以減輕膨脹管1整體的質(zhì)量，所述增強層103可由玻璃鋼、碳纖維、環(huán)氧樹脂、芳綸纖維、硼纖維、碳化硅纖維、石棉纖維或石墨烯等高強度材料的一種或至少兩種制成，以提高膨脹管1整體的抗拉強度，使膨脹管1在質(zhì)量較輕的條件下滿足盛放液態(tài)二氧化碳時所需要的抗拉強度，采用上述材料制成的膨脹管1在其內(nèi)的液態(tài)二氧化碳受熱氣化膨脹時，當膨脹管內(nèi)的壓強大于膨脹管的抗拉強度時，二氧化碳會很容易的沖破整個膨脹管向外泄能實現(xiàn)爆破，使用戶在使用后毋須回收膨脹管，十分方便，且氣爆時二氧化碳是沖破整個膨脹管向外泄能，能提高對膨脹管周邊環(huán)境的氣爆效果。

所述上堵頭2設于所述本體層102的一端并與所述本體層102形成密閉容器，所述上堵頭2上設有與所述儲液腔101相通的安裝口201，所述安裝口201包括有直徑由上至下逐漸減小的錐形段。

所述活化器3的一端穿過所述安裝口201并伸入至所述儲液腔101內(nèi)，其另一端活動安裝在所述上堵頭2處，所述活化器3包括設于所述儲液腔101內(nèi)的活化筒301及封堵在所述活化筒301的一端的封堵頭302，所述封堵頭302為階梯狀柱體，且其直徑最大的一段卡設在所述錐形段上，所述封堵頭302直徑最大的一段的周側(cè)面上開有若干段沿所述封堵頭302軸向延伸的連通缺口槽302a，且所述連通缺口槽302a使所述充液孔401與所儲液腔101相連通，所述活化筒301內(nèi)設有活化劑303，所述活化劑303浸設有引爆器304，所述引爆器304上連接有引爆導線305，所述引爆導線305遠離所述引爆器304的一端穿過所述封堵頭302向外延伸，用戶可通過引爆導線305觸發(fā)引爆器以引爆活化器，使膨脹管1內(nèi)的液態(tài)二氧化碳受熱膨脹。

所述端蓋4通過螺紋連接或焊接等方式與所述上堵頭2相連接并罩設于所述活化器3的上方，且所述活化器3與所述端蓋4及所述上堵頭2之間留有與所述儲液腔101相通的間隙，所述端蓋4上設有與所述間隙相通的充液孔401，所述引爆導線305穿過所述封堵頭302向外延伸的一端正對所述充液孔401，在充液時，所述充液孔401與所述間隙形成充液通道，液態(tài)二氧化碳如圖中箭頭所示經(jīng)充液通道流入儲液腔101內(nèi)，且在充液時，充液孔401處的壓強大于儲液腔101內(nèi)的壓強，在充液完成后，充液孔401處沒有液態(tài)二氧化碳后，如圖3至圖4所示，所述儲液腔101內(nèi)的壓強大于充液孔401的壓強以頂壓所述活化器3使其抵靠在所述端蓋4上以使所述間隙與充液孔401之間形成密封?；罨髋c端蓋及上堵頭之間設有空隙形成充液通道，便于用戶向儲液腔內(nèi)充液，且當充液完成后，直接利用儲液腔與外界之間的壓強差以使活化器的封堵頭抵靠在端蓋上以密封儲液腔，結構巧妙且密封效果好，便于使用。

進一步的，所述端蓋4上設有用于容置所述封堵頭302的容置腔402，所述容置腔402內(nèi)設有第一平面部403及與所述第一平面部403連接沿所述膨脹管1的軸向斜向下延伸的第一斜面部404，所述充液孔401設于所述第一平面部403上，所述封堵頭302上設有與所述第一平面部403形狀相適配的第二平面部302b及與所述第二平面部302b連接與所述第一斜面部404形狀相適配的第二斜面部302c，所述第二斜面部302c上設有安裝凹槽，所述安裝凹槽內(nèi)設有壓緊密封圈302d。端蓋與活化器的封堵頭形狀相適配，能提高當封堵頭抵靠在端蓋上時儲液腔整體的密封效果，在封堵頭上設置壓緊密封圈也能進一步提高儲液腔的密封性。

進一步的，所述本體層102上設有泄能結構5。

具體的，如圖5至圖6所示，所述泄能結構5包括若干個設于所述本體層102上并繞所述本體層102軸線周向分布的泄能孔及設于本體層102內(nèi)側(cè)或本體層102與增強層103之間用于封堵所述泄能孔的泄能片。

如圖7至圖8所示，所述泄能結構5還可為包括若干個設于所述本體層102上并沿所述本體層102的軸向分布的泄能孔及設于本體層102內(nèi)側(cè)或本體層102與增強層103之間用于封堵所述泄能孔的泄能片。

如圖9所示，所述泄能結構5還可為沿所述本體層102的軸向設置的應力槽。設置泄能結構能使本實施例在引爆時更容易的泄露能量，提高爆炸效果。

本實施例還公開了制作如上所述的結構簡單的一次性二氧化碳致裂器的方法，包括如下步驟：

(1)將上堵頭安置于模具中；

(2)在模具內(nèi)將塑料材質(zhì)通過吹塑成型的方式制作成設有儲液腔的本體層并使上堵頭鑲嵌于本體層上；

(3)在本體層外通過纏繞或套接或噴涂的方式增設增強層；

(4)將活化器穿過上堵頭的安裝口伸入至儲液腔內(nèi)，且活化器的一端活動安裝在上堵頭處；

(5)將端蓋罩設在活化器的上方且與所述上堵頭固定連接。

進一步的，步驟(2)中，在本體層上還開設泄能結構。

本實施例工作原理如下：

充液：通過在充液孔中充入液態(tài)二氧化碳，液態(tài)二氧化碳經(jīng)活化器與端蓋及上堵頭之間的空隙流入儲液腔內(nèi)，當充液完成后，充液孔處沒有了液態(tài)二氧化碳，儲液腔內(nèi)的壓強大于充液孔處的壓強以頂壓活化器使活化器抵靠在端蓋上以密封儲液腔。

氣爆：用戶通過引爆導線觸發(fā)引爆器以引爆活化器使膨脹管內(nèi)的液態(tài)二氧化碳受熱氣化膨脹，當膨脹管內(nèi)的壓強大于膨脹管的抗拉強度時，二氧化碳沖破整個膨脹管向外泄能以實現(xiàn)對環(huán)境的氣爆，且氣爆后毋須回收膨脹管，十分方便。

如上所述是結合具體內(nèi)容提供的一種實施方式，并不認定本申請的具體實施只局限于這些說明。凡與本申請的方法、結構等近似、雷同，或是對于本申請構思前提下做出若干技術推演或替換，都應當視為本申請的保護范圍。