[发明专利]一种超高压液态金属密封电磁控制阀

说明书

本发明实施例公开了一种超高压液态金属密封电磁控制阀，包括阀体、主密封组件以及泄压组件，阀体内分别形成有主密封腔、高压气体入口，以及泄压腔，主密封组件装配于主密封腔内，包括密封柱塞、主回位弹簧以及主封腔螺栓，泄压组件装配于泄压腔内，包括泄压柱塞、副回位弹簧以及副封腔螺栓，并在主密封腔内填充液态金属。本发明通过液态CO2经相变气化后的高压气体自高压气体入口推动密封柱塞上行，打开高压气体入口的同时驱动液态金属进入泄压腔内承压，并由高压气体通过泄能通道冲击岩体孔洞壁裂岩爆破，使液态CO2独立且充分的相变，并能实现对高压气体的保压和快速释放，以代替爆破片，并实现高效破岩。

技术领域

本发明实施例涉及爆破裂岩技术领域，具体涉及一种超高压液态金属密封电磁控制阀。

背景技术

现有的CO2爆破是指通过电流或火工品加热，产生高温击穿安全膜，瞬间将液态二氧化碳气化，急剧膨胀产生高压冲击波致爆破片打开，利用液态二氧化碳吸热气化急剧膨胀产生高压致使岩体开裂。在此过程中不产生火花或者有毒有害气体，且噪音相对于炸药爆破低。由于该方法具有环保、安全性高、噪音小、审批快、能够有效代替炸药爆破等优点被广泛的应用于高瓦斯或煤与瓦斯突出煤层开采与地铁基坑开挖。

但上述方法制作的爆破管爆破效能低，抑制了CO2爆破方法的推广。原因在于在CO2爆破过程中由于局部加热气化，气化的CO2量逐渐增加，相变不充分，受爆破片性能不稳定性的限制，爆声气体释放的量与速度均有一定程度的不可控性，这在一定程度上弱化了破岩效果。另一方面，在实行爆破管集群爆破时，由于爆破片的泄压不可控性，难以产生优化的群体爆破效应。目前市场上的电磁阀都达不到承受爆破管内高压气体泄压的要求，控制性的泄压未能在实践中应用。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种超高压液态金属密封电磁控制阀，以解决现有技术中爆破片泄压头不可控性的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，一种超高压液态金属密封电磁控制阀，封装于液态CO2相变管的泄能端，包括：

阀体，所述阀体的中部形成有竖直设置的主密封腔，所述阀体的底部形成有高压气体入口，所述高压气体入口与主密封腔呈连通设置，在阀体上于主密封腔的一侧设有竖直设置的泄压腔，所述泄压腔的底部通过泄压通道与主密封腔呈连通设置；

主密封组件，所述主密封组件包括密封柱塞、主回位弹簧以及主封腔螺栓，所述主封腔螺栓于泄压通道的上方固定在主密封腔内，所述密封柱塞于泄压通道的下方活动设置在主密封腔内，所述主回位弹簧设置在密封柱塞和主封腔螺栓之间，以使所述密封柱塞在主回位弹簧的作用下密封高压气体入口；

泄压组件，所述泄压组件包括泄压柱塞、副回位弹簧以及副封腔螺栓，所述副封腔螺栓固定在泄压腔内，所述泄压柱塞于副封腔螺栓的下方活动设置在泄压腔内，所述副回位弹簧设置在泄压柱塞和副封腔螺栓之间；

其中，所述主密封腔内填充有液态金属，并在阀体上设有横向设置的泄能通道，所述泄能通道连通主密封腔和高压气体入口设置，并通向阀体外侧，以使液态CO2经相变气化后的高压气体自高压气体入口推动密封柱塞上行，打开高压气体入口的同时驱动液态金属进入泄压腔内承压，并由高压气体通过泄能通道冲击岩体孔洞壁裂岩爆破。

进一步地，所述泄压腔布置于主密封腔的上部，以使所述泄压通道布置于密封柱塞和主封腔螺栓之间。

进一步地，所述泄压腔布置有四个，且四个泄压腔呈两两对称设置，每个泄压腔均通过一条泄压通道与主密封腔连通，且每个泄压腔内均装配有一组泄压组件。

进一步地，所述阀体上于泄压通道的中部设有电磁截止阀，所述电磁截止阀上自配有阀针，所述阀针置于泄压通道内，以受电磁控制构成泄压通道的开启或封闭。