[发明专利]一种双超临界态引爆器及致裂器

说明书

技术领域

本发明属于引爆器技术领域，尤其涉及双超临界态引爆器及致裂器。

背景技术

气体爆破技术，是利用易气化的液态或固体物质气化膨胀产生高压气体，使周围介质膨胀做功，并导致破碎，具有无明火、安全、高效的特点。

二氧化碳气体爆破器是气体爆破技术中的典型爆破器材，被广泛应用在采矿业、地质勘探、水泥、钢铁、电力等行业、地铁与隧道及市政工程、水下工程、以及应急救援抢险中。

现有的气体爆破器主要包括汽化储液管和安装在汽化储液管内的发热引爆器；发热引爆器点火发热后将汽化储液管内的易气化物气化，并导致迅速膨胀。

现有气体爆破器引爆器的结构主要是将产热的化学反应物通过装料带装在金属网管内，并将电热丝封装在化学反应物中；(参考专利文献：低温气体爆破器，公告号：CN2514304，公开日：2002.10.02)；该种引爆器结构需预先填装能发生产热反应的氧化剂和还原剂，普遍采用的是粉末状氧化剂和还原剂，常用的产热反应物组合是硫磺（S）、硝石（KNO3）和碳粉（C），其反应方程式为：S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑，俗称黑火药反应，该种反应料的成本较低。

采用上述结构的引爆器，存在的问题是：1、引爆器内所需填装的热反应物需进行混料、拌匀、卷料或装袋等过程的加工，填装过程耗时耗工，制造成本较大；2、引爆器在填装药剂过程，氧化剂和还原剂容易出现混合不均的问题，导致放热效率较低；3、热反应料需预先混合填充，运输过程中温度偏高易引发燃烧或爆炸，具有较大的安全隐患；4、由于引爆材料的延时或其他情况出现，容易出现哑炮的情况，无法判断哑炮是何种原因造成的，故不能通过排哑炮方式消除安全隐患；5、现有气体爆破器引爆方式采用固态活化剂燃烧产生高温，直接导热到液态二氧化碳，使液态二氧化碳气化膨胀，其液态二氧化碳的吸热效率较低；6、引爆器的放热速度较慢，药剂反应不充分，热释效率低，液态物气化后的压强偏小，爆破威力较小；7、爆破后，引爆器内的反应物产生大量的含量有毒有害气体，如硫化氢、二氧化硫、一氧化氮和二氧化氮等气体，给爆破场所带来较大的毒害污染。

发明内容

本发明所要实现的目的是：设计出一种具有加工简单、制造成本低、反应料混合均匀度高、放热效率高、运输安全性好、无哑炮隐患以及液态气化物吸热效果好的引爆器；以解决背景技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种双超临界态引爆器，其特征在于：包括壳体和位于壳体内的填充腔，所述壳体包括第一分节、第二分节和联接头，填充腔包括还原剂填充腔和氧化剂填充腔，所述第一分节和第二分节内分别为还原剂填充腔和氧化剂填充腔；所述还原剂填充腔和氧化剂填充腔分别填充有还原剂和氧化剂，所述氧化剂为液态、超临界态或高压气态的氧，所述还原剂为液态、超临界态或高压气体的氢或烷烃；

所述联接头中部安装隔离热塑片，隔离热塑片内封装有电热丝，电热丝通过导线导出到壳体外部；

所述联接头两端分别密封连接第一分节和第二分节的一端，第一分节和第二分节的另一端分别连接有第一充气机构和第二充气机构；

所述第一充气机构和第二充气机构为高压充气阀或高压气体单向阀。

进一步，所述还原剂所使用的超临界态烷烃为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯或乙炔中的至少一种。

进一步，所述壳体的抗压强度大于5.045Mpa，所述填充腔内的氧化剂为超临界态氧。

进一步，所述壳体为纤维质筒或包含纤维材质的复合层筒，所述第一分节的两端分别密封包缠有第一金属接头和第二金属接头，第二分节的两端分别密封包缠有第三金属接头和第四金属接头，第一金属接头连接第一充气机构，第四金属接头连接第二充气机构，第二金属接头和第三金属接头分别连接联接头的两端。

进一步，所述壳体采用玻璃纤维、芳纶纤维或碳纤维中的至少一种材质制成。

进一步，所述壳体采用复合层制成，所述壳体包括纤维层和硬化层，硬化层位于纤维层的外层。

进一步，所述壳体采用复合层制成，所述壳体包括基体层、纤维层和硬化层，硬化层位于纤维层的外层，基体层位于纤维层的内层。

进一步，所述基体层采用有机玻璃或聚酯纤维或聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)或软质硅胶材料中的至少一种制成。

进一步，所述纤维层采用碳纤维或芳纶纤维或玻璃纤维或石墨烯材料中的至少一种制成。

进一步，所述硬化层采用UV硬化胶或环氧树脂胶或瞬间胶或厌氧胶或石膏或水泥。