[发明专利]一种二氧化碳充装阀和致裂器

说明书

技术领域

本发明属于爆破装置领域，特别涉及一种二氧化碳充装阀和致裂器。

背景技术

在矿产资源的开采中，炸药爆破是目前的常用方法之一。炸药爆破属于典型的明火爆破，具有威力大、作用猛的优点。但明火爆破具有明显的缺陷，其对使用条件、工作环境和操作管理都具有非常高的要求，特别是在煤矿井下，许多煤矿瓦斯事故都是由于明火引起的。同时，因炸药爆破导致的其他意外事故也时有发生，对于企业的安全生产和运营产生了严重后果。

针对炸药爆破的上述问题，业界出现了一种使用二氧化碳致裂的高压气体爆破技术。通过二氧化碳致裂器，利用液态二氧化碳吸热气化时体积急剧膨胀产生高压，致使煤(岩)体破碎或开裂。二氧化碳致裂器的结构如图1所示，二氧化碳致裂器100包括充装阀101、发热装置102、储液管103、密封垫104、定压剪切片105和释放管106。通过充装阀101将液态二氧化碳注入储液管103中，并向发热装置102提供电源，从而使发热装置102能够发热。由于发热装置102产生热量，当温度超过31℃时，液态二氧化碳开始气化，并且随着温度的变化压力也不断变化。当压力累积到定压剪切片105的预先设定的压力强度时，定压剪切片105破断，高压气体从释放管106释放，作用在煤(岩)体上，从而达到致裂的目的，此过程在50ms内完成。二氧化碳致裂器替代炸药，可用于爆破落煤、瓦斯综合治理、顶板治理、冲击地压治理、消突、顶煤弱化、石门揭煤、巷道底鼓治理、煤仓清堵等。用于煤层致裂增透，能够显著增加煤层透气性，解决低透气性煤层瓦斯抽采困难、超限频繁的问题，提高煤层瓦斯抽采效率。

对于其中的充装阀101，一方面要实现电气导通的功能，从外部向致裂器的发热装置102提供稳定可靠的电源；另一方面，在液态二氧化碳充装和气化时，充装阀内部会产生非常强的气压，会对充装阀内部的部件产生损坏。在传统的充装阀中，往往使用导线将外部的电源输入或者使用阀体作为电气通路之一同时在阀体内部引入导线形成另外一条通路，这种方式会导致导通性能不稳定，而且在致裂器起爆时可能会被损坏。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提高致裂器中充装阀的导电可靠性以及对高气压的承受能力。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种充装阀和一种致裂器。

本发明提出的充装阀具有阀体和位于所述阀体之中的导通部，所述导通部包括第一电极、第二电极，所述阀体上具有液态二氧化碳输入口、输出口以及截止阀，所述第一电极和所述第二电极均与所述阀体绝缘，所述第一电极与所述第二电极耦接，所述截止阀用于开启和关断所述输入口和所述输出口之间的通路，其特征在于，所述导通部还包括第三电极和第四电极，所述第三电极和所述第四电极与所述阀体绝缘，所述第三电极和所述第四电极耦接，所述第一电极和所述第三电极之间彼此绝缘，所述第二电极和所述第四电极之间彼此绝缘，而且所述导通部采用抗拉强度超过200兆帕的导体材料构成。

可选的，所述阀体的两端可以分别向内凹陷，所述第一电极和所述第三电极位于所述阀体一端的凹陷空间内，所述第二电极和所述第四电极位于所述阀体另一端的凹陷空间内。

可选的，所述阀体任意一端或者两端的凹陷空间的内侧壁可以为螺纹结构。

可选的，所述第一电极为球状电极。

可选的，所述第三电极为弹性材料构成的触片。

可选的，所述第一电极沿所述阀体中心轴线内侧方向可以耦接有压缩弹簧。

可选的，所述第一电极可以通过所述压缩弹簧以及沿着所述阀体的中心轴线设置的第一导体部耦接至所述第二电极，所述第三电极可以通过导电套以及平行于所述阀体的中心轴线设置的第二导体部耦接至所述第四电极，所述第二电极和所述第一导体部可以一体成型为螺杆结构。

本发明提出的致裂器包括充装阀、发热装置、储液管、密封垫、定压剪切片和释放管，所述充装阀为上述任一充装阀。

(三)有益效果

根据本发明的充装阀及致裂器，导电通路不易受到外部的影响，包括起爆带来的强大冲击以及水分等带来的影响，不易短路或断路，大大提升了导电通路的导通可靠性。另外，导通部的各组成部分之间均使用高抗拉强度的材料，在液态二氧化碳充装或气化时，导通部即使面对强大的气压冲击，也仍然不会变形，从而进一步确保了导电通路的可靠性和稳定性，整个充装阀也不易损坏，经久耐用。

附图说明