[发明专利]一种钻孔内低压充装的一次性CO2

说明书

本发明涉及CO2爆破装置领域，尤其是涉及一种钻孔内低压充装的一次性CO2岩石致裂器，包括储液管、加热器、点火头、控压阀、充液管、液态CO2杜瓦罐、注液机构，注液机构包括设在储液管右上端的安装座，安装座上部和下部均设有开孔，安装座内设有阀芯，阀芯上方设有与安装座上部开孔匹配的凸起，阀芯外径与安装座内径相同，阀芯侧边沿高度方向设有沟槽，阀芯底部设有开口向下的凹槽，弹簧压在阀芯凹槽内与安装座下部相连，在安装座下部设有注液管。

技术领域

本发明涉及CO2爆破装置领域，尤其是涉及一种钻孔内低压充装的一次性 CO2岩石致裂器。

背景技术

CO2岩石致裂器因其使用时的低温、阻燃、环保、高效等优点,被广泛应用于各类矿山、采石场、水利、铁路、公路及各类市政工程的岩石开采,替代工业炸药进行施工作业。

CO2爆破产品发展至今已出现三种主流系列产品，包括：重复性储液管、孔外充装一次性储液管和孔内充装一次性储液管，但是，重复性储液管爆破存在普遍的问题：安装效率较低且劳动强度大、回收成本高，甚至部分储液管由于岩体裂缝错动导致变形过大、破裂而报废，而一次性CO2爆破器因其具有操作更为简单方便、无须回收、投资少，收益快的优点，越来越成为CO2爆破器使用者的首选。

现有技术使用孔外充CO2的一次性储液管是在储液管置入岩石致裂区钻孔之前，将储液管充满CO2，CO2储液管运输和预埋的过程中不可避免地存在颠簸碰撞、抛掷、剧烈震动等现象压力升高变得更加急剧，有时可能达到或超过致裂器管体材料本身的压力强度极限，从而使产品发生管体爆裂造成不安全事故，并且储液管的充装工艺需要采用专门的CO2灌装机，存在野外使用灌装机灌注时具有不方便快速移动、施工工序复杂、成本高昂的缺点，另一方面，还需要专门给灌装机提供电源。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种钻孔内低压充装的一次性CO2岩石致裂器，使用时只需将液态CO2杜瓦罐连接至本发明中的注液机构即可完成多根一次性CO2岩石致裂器灌装操作，可大幅度减少成本和现场操作人力投入，具有较好的实用性。

为了达到上述发明的目的，提出一种钻孔内低压充装的一次性CO2岩石致裂器，本发明是通过以下技术方案实现的：

用充液管将液态CO2杜瓦罐与储液管右上端的注液机构连接，注液机构的安装座上部和下部均设有开孔，安装座内设有阀芯，阀芯上方设有与安装座上部开孔匹配的凸起，阀芯外径与安装座内径数值相同，阀芯侧边沿高度方向设有沟槽，阀芯底部设有凹槽，弹簧通过卡簧与设置在安装座下部开孔的挡圈连接，在安装座下部设有注液管，加热器内部设有提供起爆热量的点火头。

液态CO2经注液管充装到储液管内部，通过储液管左上端的控压阀将储液管内气体排出，使得整个储液管快速降温灌装。

进一步地，为了快速将储液管内的气体通过控压阀排出，达到管体快速降温、快速充装的目的，将注液管设在储液管下部，注液管长度为储液管长度的 75-90％。

进一步地，为了保证安装座与储液管之间密封良好、不漏气，安装座与储液管之间设置有O型圈。

进一步地，为了提高注液机构整体的耐冲击、疲劳性能及密封性，阀芯的凸起高度为1-10mm，凸起部位设有密封圈。

进一步地，阀芯的凹槽深度为1-10mm。

进一步地，为了加快液态二氧化碳注入储液管的速度，沟槽均匀分布在阀芯侧面，其个数为2-8个。

进一步地，为了解决加热器端部加热的不足，增加点火头的个数，等间距的布置在加热器上，其个数3-5个，得储液管的端部至底部同时加热，产生足够的能量使得储液管内的液态CO2完全汽化，提高一次性CO2岩石致裂器爆威力，增加施工效率。

工作原理：