[发明专利]一种双超临界态气体爆破器

说明书

技术领域

本发明属于爆破器技术领域，尤其涉及双超临界态气体爆破器。

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，并导致膨胀爆炸。

现有气体爆破器中的引爆器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，常用的氧化剂有硫磺、硝酸钾、高氯酸钾和高锰酸钾，常用的还原剂有铝粉、碳粉，其中常用的反应料组合为硫磺、硝酸钾和碳粉，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。

采用上述引爆器结构的气体爆破器，存在的问题是：1、引爆器内所需填装的热反应料是需进行混料、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、由于引爆材料的受潮、变质或形变等原因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。

液氧炸药是矿山炸药的一类,1895年由德国人Ｃ．林德发明。它是由液态氧和固态可燃性吸收剂组成的爆炸混合物。液氧炸药的装药方式分外浸法和内浸法（参考期刊文献：液氧炸药的研究.北京钢铁学院学报.1960年01期），外浸法是把能吸取液氧的可燃物（如炭黑、纸粕、木屑等）包裹成圆柱体，仅在使用前浸入液氧里，使可燃物的孔隙中吸满液氧，然后填装到炮眼中，并进行堵塞，用雷管起爆；内浸法是把能吸取液氧的可燃物（如炭黑、纸粕、木屑等）包裹成圆柱体，填充在炮眼中，并进行堵塞，然后通过预留的充注口向炮眼灌入液氧，再用雷管起爆（参考期刊文献：液氧炸药的研究.北京钢铁学院学报.1960年01期；以及参考专利文献：一种液氧炸药组合物及液氧炸药，专利号：CN201310134136.7，公开日：2013.07.10）。液氧炸药具有：温度升高速率快和体积迅速膨胀时间短的特点, 其爆炸力高于TNT 等姓硝的炸药的爆炸力。

然而，液氧炸药存在的不足之处是：1、它只能应用于露天作业和筑路造桥、爆破建筑等, 而不能用于坑道和矿井等作业爆破, 因为液氧炸药爆破时氧气四溢, 会引起矿井中坑气、煤尘爆炸从而引起事故；2、液氧炸药必须随装随用, 一般制成后一小时内就要用掉, 不然液氧挥发就会失去效力；3、液氧炸药装药操作复杂，安全性差；4、液氧炸药的爆破温度过高，容易引发燃烧。

由于液氧炸药技术存在上述不足，液氧炸药技术的研究和发展受到局限，目前，液氧炸药技术几乎很少被应用。

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、膨胀吸热效率高、爆破威力大、无毒害气体释放的气体爆破器；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：一种双超临界态气体爆破器，其特征在于：

包括内管、内管填充腔、内管充气点火头、外管充气头和外管，所述内管内为内管填充腔，内管两端分别密封连接有第一密封内盖和第二密封内盖，内管的外层为外管，内管与外管之间密封连接有第一密封外盖和第二密封外盖，所述内管、外管、第一密封外盖和第二密封外盖形成的密封腔为外管填充腔，外管填充腔内填充液态二氧化碳或液态氮气等液态易气化物；