CN2514304Y - 低温气体***器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适应各类矿产开采的、可以调整压力和***速度、而且产块率高、安全可靠的低温气体***器。本实用新型包括一管形主体;装在管形主体内腔的化学热反应装置和易于汽化的液体;装在管形主体一端的注排液阀体;装在管形主体另一端的释能装置;以及与多孔泄能头连接的防止飞出机构。由于在使用本实用新型时对煤层的破坏性小,从而产块率大大提高,经试验,产块率一般可平均提高30%左右。另外本实用新型采用的CO₂、N₂均为阻燃,降低了瓦斯的***性,提高了采矿安全性,而且有利于工人健康。

Description

低温气体***器

技术领域：本实用新型涉及一种用于矿山开采、特别是利用汽化液体进行***开采的装置。

背景技术：目前，由于开采技术的限制，煤炭生产中煤炭的产块率不高。常用的炮采生产，由于***高温高压，反应剧烈，瞬间对煤层作功，冲击性大，致使煤层粉碎性破坏，因此产块率低。炭块率一般在10-20％左右，部分特硬煤种可达60％左右，但为数很少；在机械化采煤中，因滚筒割煤技术与效率要求，产炭率更低(不超过10％)。因此当前的煤炭生产无法满足市场对炭块的需求，也造成了资源内在价值的巨大浪费(因为末煤的价值低于块炭的价值)。

基于上述原因，本实用新型的目的在于提供一种适应各类矿产开采的、可以调整压力和***速度、而且产块率高、安全可靠的低温气体***器。

技术方案：本实用新型包括一管形主体；装在管形主体内腔的化学热反应装置和易于汽化的液体；装在管形主体一端、能封住管形主体端口的、设有电极金属网孔管定位装置的注排液阀体；装在管形主体另一端、能封住管形主体端口的、由***片、切割头和多孔泄能头组成的释能装置；以及与多孔泄能头连接的防止飞出机构。

上述化学热反应装置由金属网孔管作为支架型容器，内装化学反应料袋。料袋中两根电极引出线接至电极引出体上的两电极上，或一根接电极一根接外壳。金属网孔管用螺纹或快速接头方式与***相连接，***上设有两个或一个电极，在起定位的同时还与注排液阀密封配合。其固定由注排液阀上的台阶式通孔大口端空心压紧螺钉完成。

注排液阀体包括能与管形主体螺纹密封连接的圆柱形(或圆柱带凸)空心阀体，装在阀体内的阀芯、压紧螺钉、弹簧、密封圈，圆柱形(或圆柱带凸)阀体内还设有通孔或台阶式通孔，以及与阀体垂直相通和平行相通的注液孔。

释能装置包括能与管形主体另一端螺纹密封连接的具有阶梯通孔的释能本体，装在本体通孔中的密封垫、厚度为0.5-3mm的***片，孔径为5-25mm的切割座(当采用定孔调片时可省去此件，直接用泄能头确定孔径)。泄能头与释能本体末端螺纹连接，内有一深孔或通孔，在泄能头深孔或通孔周壁有若干个对称排列的泄能孔。

止飞机构以螺纹连接方式与泄能头相连，其目的是防止***时气体产生的外推力使主体从煤孔中外飞，并兼做放顶煤开采时固定***器。

止飞机构包括与泄能头螺纹连接的圆柱体，在圆柱体上与柱体平行方向开有一台阶式沟槽，沟槽局部上下打通，在槽内用锁钉固定一可以转动的偏心轮，偏心轮的偏心部分带齿，偏心轮可以在一定范围内绕锁钉在槽内转动。

管形主体内易于汽化的液体为二氧化碳或氮气。

使用时，从***器的注排液口注入液态CO2或N2，由于主体两端均已封堵，液体不会流出。当装到一定量后将***器装入打好的钻孔中，用引线将主体的电极接通，用蓄电池或矿用发爆器将主体内的化学材料激发点燃，由于温度升高，***器内的液体迅速升温、汽化、当压力达到设定压力时，***片断裂，压力通过泄能头上的多孔，多方向向钻孔周围高速喷出，对矿层作功，使之崩塌。与***相比，具有低温、缓压的效果，故破坏性大大减小，从而块率大大提高，经试验，产块率一般可平均提高30％左右。可根据实际需要做成不同长度的多种型号，对不同硬度的矿体改变设定压力和泄能速度，可使压力速度调整控制在恰到好处，以达到高产块率的目的。

本实用新型在***时由于压力释放相对缓慢，对煤矿顶板破坏性很小；CO2、N2均为阻燃，或灭火气体，降低了瓦斯的***性，提高了采矿安全性，化学反应材料及CO2、N2无毒副作用，有利于工人健康。

附图说明：

下面结合附图对本实用新型的实施例进一步说明。

图1是本实用新型的结构简图；

图2是本实用新型中管形主体的几种形式的结构简图；

图3是注排液阀的结构简图；

图4是注排液阀的另一种结构简图；

图5是空心压紧螺钉；

图6是电极引出体及金属网孔管的连接定位装置；

图7是图3阀体中的几种不同密封、定位方式；

图8是图6中连接定位装置的几种不同形式；

图9是电极引出的几种不同形式；

图10是电极引出密封的几种密封垫；

图11是电极保护盖的几种不同结构简图；

图12是释能装置的两种不同结构简图；

图13是释能装置的第三种结构简图；

图14是金属网孔管及局部展示图；

图15是化学反应料袋图；

图16是止飞机构的主体部件图；

图17是图16中偏心轮的结构简图；

图18是图16中锁钉的结构简图。

如图所示：在图1中，低温***器由以下几部分组成，1为管形主体，其左端螺纹连接注排液阀2，右端螺纹连接释能装置3；释能装置3的右端螺纹连接止飞机构5；热反应装置4固定在注排液阀上，热反应装置4的主体伸入管形主体1的内腔。

图2为***器管形主体1的几种不同形式，上图为内螺纹式，两端相同；中图为外螺纹式，两端不同，中图右端的外部和下图右端的内腔均为瓶颈式，采用下图可以省去释能本体43，而直接由泄能头46与管形主体1配合使用，具有结构简化、合理。图中几种形式可以互相交替混合使用，灵活掌握。

图3为本实用新型中注排液阀2的几种形式的各向视图，带凸的圆柱形阀体7上可固定安装图6中的电极引出体21或22。阀体右端与管形主体1螺纹配合，左端与图5中的空心压紧螺钉20配合。阀体上有两相互垂直的注排液孔8和9，配合图4中密封圈17、压紧密封螺钉18可进行充液，过程如下：将***片44装好压紧密封，并将化学反应料袋64装入金属网孔管53内，接好两电极，将金属网孔管与电极引出定位装置用螺纹或快速连接方式连接。连接好后整体从注排液阀的左端台阶通孔送入主体内，旋入空心压紧螺钉，加力压紧。此时通过锥面与注液阀的台阶接触，完成密封。完成上述步骤后可进行注液工作，步骤如下：松开压紧密封螺钉18，液体经台阶注液孔9进入，再进入主体内腔，由于压紧密封螺钉末端装有O形密封圈17，气体不会外漏；液体充满后，拧紧压紧密封螺钉，此时钉尖已将小孔口封死，即完成了充气任务，当处理故障需排掉内腔液体时，松开压紧密封螺钉，可将气体排出。

图4是注排液阀的又一种形式，与图3不同之处是：注液方式是由图中压紧螺钉14、阀芯15、弹簧16和密封圈17共同完成，其充液过程如下：松开压紧螺钉14，弹簧16将阀芯15顶开，液体经阶梯孔、与阀体平行的通孔进入主体内腔，液满后，拧紧压紧螺钉，压迫阀芯将小孔口封住，完成充液。当处理故障时，可松开压紧螺钉将气体排出；2、阀体左端设置螺纹或快速连接式电极护盖。

其次，也可将电极直接固定在阀体中，将金属网孔管直接固定在阀体右端，阀体左端用螺纹或快速连接方式增设电极保护盖。当然，注排液阀还可做成其它形式，如航空接头式等。

图5是注排液阀左端与台阶通孔配合的空心压紧螺钉20，是为图6中的电极引出及金属网孔管53的定位装置21或22设置的。右端螺纹用来固定21或22，左端带方部分为操作设置，左端内螺纹或快速连接方式配合电极护盖。

图6是电极引出体及金属网孔管53的连接定位装置，可以做成单孔两电极、单孔单电极、双孔双电极等形式，也可以做成外螺纹21形式或内螺纹22形式。其右端与金属网孔管53螺纹或快速连接方式配合，左端部分为与空心压紧螺钉导向定位配合，中间有一个或二个通孔，用来固定电极。

图7是注排液阀与园锥体平行的台阶通孔中台阶部分的几种形式，(1)、当采用平面加垫密封时采用23形式；(2)、当采用圆锥体与台阶孔压紧密封时采用24或25形式；(3)、当采用圆锥式台阶孔与定位装置的外圆压紧密封时，采用26形式。

图8是定位装置21的另外几种形式，分别与图7中注排液阀的台阶通孔的几种形式相配合，即27与23配合，还可与26配合；28或29与图7中24、25相配合，均可实现定位、密封的目的。

图9是电极的几种形式，上图为同心式双电极引出装置，图中31为内电极，30为外电极，32为引线固定螺钉或螺帽，37为外电极密封垫，38为内电极密封垫。内、外电极的中间衬垫绝缘材料。组装时将本体电极从注排液阀体上或***的通孔中穿过，大头在管形主体一侧，小头在阀体或***的外侧，分别用螺母加绝缘垫、弹垫等将其拧紧，即可密封。使用时，化学反应料包引出的两根线分别接内、外两电极，并且分别用螺母将其压紧。中图为一体式电极，38为密封垫，安装时将其从阀体的通孔中穿过，并在其外面加绝缘层，在其左端用螺帽加绝缘垫弹垫或双帽固定即可。下图为可拆解式电极，可根据需要加工其长短并组合，方式同上，即穿入阀体或定位装置后，外层加绝缘，左端加绝缘垫、弹垫或双帽固定，也可做成一头可拆，另一头加工成一体。

图10是电极与注排液阀体或***配合用的密封垫，有台阶通孔式密封垫37和直通式密封垫38两种，该垫所用材料必须是绝缘并且耐高温的材料。

图11是电极护盖的几种形式，它位于本实用新型的最左端，用来保护电极，使电极在使用或搬运过程中不被碰坏，用螺纹或快速连接方式与注排液阀或空心压紧螺钉配合。与其轴线平行有一台阶式通孔，小孔是为穿进电极引线而留，当在一般干燥环境使用时，两根细导线穿过即可，如39所示。当使用在淋水大或钻孔内水大的场合，甚至想用在水中时，则按40、41、42等形式，在小孔内的凹槽内放一O型密封圈，用外径适当的两芯防水线作引线，接至两电极上，再在护盖与注排液阀或定位装置之间垫橡胶垫或其它方式进行密封，使两电极不被水浸或受潮。

图12为本实用新型中释能装置的结构简图，释能本体51左端可与管形主体螺纹连接，释能本体内腔左右相通成阶梯孔，右端内腔放置***片44、切割头45，并通过螺纹连接泄能头46，在泄能头46的深孔或通孔周壁对称排列若干个泄能孔47和48，其中部分泄能孔与主管垂直，部分与主管夹角小于90度，也可以全部与主管垂直。密封垫44也可省去不用。切割头45也可做成50形状，其右端加工螺纹与泄能头46进行配合，使用时可采用：1、定孔调片式，即切割头孔径不变，根据***介质的硬度来更换***片，可做成不同规格的定型系列***片，以适用于各种场合使用。2、孔、片配合式，可根据需要调整切割头45的孔径和***片的设定压力，使***压力和气体排出时间恰到好处。3、也可定片调孔，即***片不变，用改变切割头孔径的方式改变***压力。

图13是释能装置的另一种形式，释能本体51左端加工成内螺纹可与管形主体相配合。***片44直接放入释能本体内，采用定孔调片方式时可将泄能头46左端内径加工为确定的内径，而省去切割头45，使用时可根据各自的不同情况用改变***片的方式调整至最佳***压力。此法较简单，无论用于内螺纹式释能本体还是外螺纹式释能本体，均较方便、适用。

图14是化学热反应装置4中用于放置化学反应料袋64的金属网孔管53，其左端加工成内螺纹或外螺纹或快速连接头与注排液阀2或***相连接，其余部分全部加工成网眼状，以便使反应热迅速传递给液体，并且减小占用空间。其次，金属网孔管53还可做成其它形式，如支架式等。

图15是化学反应料袋64的结构简图，料袋外皮55用可燃材料做成，如纸、塑料等，内装反应物料56，在其左端封口以内另装一引发小料袋57，此小袋必须密封，小料袋内装引发化学反应物58，在小料袋的左端设电阻丝59，电阻丝59与引线60连接后引出小料袋57，同时引出化学反应料袋64。整个化学反应料袋64两端封口，以漏不出反应物料56为好。使用时将两根引线60与注排液阀2或***上的电极柱接好，并将金属网孔管53与注排液阀或***连接。化学反应料袋64可做成按发热量不同，反应速度不同的系列规格5-10种，以适应不同硬度的开采对象和场所。

图16是图1中止飞机构5的本体结构简图，其左端螺纹可与图1 3中的泄能头46连接，在本体61中部开一与本体平行的台阶沟槽，局部开通，用以安装带齿偏心轮62和锁钉63。使用时将其拧入释能装置中的泄能头46上，带齿偏心轮62逆时针方向转入止飞机构的沟槽内，齿朝上送入打好的钻孔中，到位时正旋180°，让齿朝下，并往外拉，此时止飞机构挂住孔壁，当通电***时，可阻止***器械整体从钻孔中飞出。另外，止飞机构还有一个作用是：当用于放顶煤***时，可作为挂钩固定***器。

图17、图18分别是图16止飞机构中的偏心轮62和锁钉63的结构简图，组装时，锁钉63小头有一小眼64，用金属丝穿过锁住，不可超出太长，以防影响进入钻孔。

Claims (6)

1、一种用于矿山开采的低温气体***器，其特征在于：它包括一管形主体；装在管形主体内腔的化学热反应装置和易于汽化的液体；装在管形主体一端能封住孔口的设有能固定化学热反应装置和电源引入装置的注排液阀；装在管形主体另一端能封住孔口的由***片和多孔泄能头组成的释能装置；以及与泄能头连接的止飞机构。

2、根据权利要求1所述的低温气体***器，其特征在于：化学热反应装置由金属网孔管与固定在注排液阀上的电极引出体连接，化学反应料袋装在金属网孔管体内，化学反应料袋的引出线与电极引出体上的电极相连接。

3、根据权利要求1所述的低温气体***器，其特征在于：注排液阀包括与管形主体一端螺纹密封连接的圆柱形或圆柱带凸台的圆柱形阀体，圆形阀体内还设有与圆柱形阀体相平行的台阶式通孔，通孔大孔端加工螺纹。

4、根据权利要求1所述的低温气体***器，其特征在于：释能装置包括能与管形主体另一端螺纹密封连接的具有阶梯通孔的释能本体，装在本体通孔中的***片，泄能头与释能本体末端螺纹连接，内有一深孔或通孔，在泄能头深孔或通孔周壁对称排列若干个泄能孔。

5、根据权利要求1所述的低温气体***器，其特征在于：止飞机构包括与泄能头螺纹连接的圆柱体，在圆柱体上与柱体平行方向开有一台阶式沟槽，沟槽局部上下打通，在槽内用锁钉固定一可以转动的偏心轮，偏心轮的偏心部分带齿，偏心轮可以在一定范围内绕锁钉在槽内转动。

6、根据权利要求1所述的低温气体***器，其特征在于：管形主体内易于汽化的液体为二氧化碳或氮气。

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