[发明专利]一种可定向等离子破岩装置

说明书

本发明公开了一种可定向等离子破岩装置，包括高压等离子气产生装置、破岩组件、进气塞组件和定向位置调节装置，其特征在于：所述进气塞组件与单进气管相连，用以将外部气体通入所述高压等离子产生装置的内部；所述高压等离子气产生装置用以将其内部的气体电离形成高压等离子通道；所述破岩组件与岩石直接接触，用以将岩石击碎；所述定向位置调节装置用于对整体装置的位置及方向进行调节，实现定向破岩，本发明可以通过调节有效控制岩石破碎的区域、方向、块度等，实现定向破岩，既能提高爆炸能量利用率，提高破岩效率，又能满足工程具体需要。

技术领域

本发明涉及破岩装置，尤其涉及一种可定向等离子破岩装置。

背景技术

岩石破碎是人类改造自然、利用自然资源的主要方法。在人类社会发展的进程中，破岩技术无论在城市建设方面还是在铁路、勘探、钻井及其工业应用方面都发挥着重要的作用。传统的方法主要是利用炸药爆破和机械冲击进行岩石破碎，随着科学技术的发展和社会的进步，炸药爆破产生的地震、空气冲击波、飞石危害、空气污染、噪声等负面效应越来越难以满足安全、环保的要求，而机械冲击破岩也由于效率低下、经济性差等缺点使其适用性受到限制，难以满足工程需要。

在这种情况下，等离子破岩作为一种新兴的破岩技术应运而生。它是利用高压脉冲放电产生的冲击波、射流或等离子体通道的力学效应对岩石产生破坏。破碎岩石的方式主要有液电破碎和电破碎两种。电破碎是将放电电极与岩石接触紧密，电场强度足够强，使岩石体击穿，等离子体通道发生在岩体内部。液电破碎方式中，放电电极并未与岩石接触，放电通道直接发生在液体介质中，利用放电产生的冲击波或者水射流对岩石进行破碎。在这种情况下，可以在高、低压放电电极间连接金属丝，放电过程中能量沉积在金属丝上，利用金属丝在液体介质中瞬间爆炸产生的冲击波对岩石进行破碎。

等离子破岩爆破安全性提高而爆破成本降低，可以代替炸药爆破，并克服机械破岩效率偏低的缺点，具有安全可靠、节能环保、经济实用的特点，应用前景良好。

在实际工程中，针对对岩石破碎的区域、方向、块度方面的研究尚属空白，现场施工急需要一种可定向破岩，破岩效率高的破岩装备。

发明内容

本发明提供的一种可定向等离子破岩装置，可以有效解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可定向等离子破岩装置，包括高压等离子气产生装置、破岩组件、进气塞组件和定向位置调节装置，所述进气塞组件与单进气管相连，用以将外部气体通入所述高压等离子产生装置的内部；所述高压等离子气产生装置用以将其内部的气体电离形成高压等离子通道；所述破岩组件与岩石直接接触，用以将岩石击碎；所述定向位置调节装置用于对整体装置的位置及方向进行调节，实现定向破岩。

进一步的，作为优选，所述高压等离子气产生装置包括上端盖、壳体和下端盖，所述壳体的主体部分为圆柱形空腔，所述壳体还向外凸起形成多个小型圆柱形凸起空腔，所述凸起空腔排布在壳体的三个方向上，每个方向上布有2-3个，所述壳体的上端固定有上端盖，所述壳体的下端固定有下端盖，所述上端盖上固定有高压电极，所述下端盖上固定有低压电极。

进一步的，作为优选，所述高压电极和低压电极同轴设置在壳体的主体部分的内部，所述高压电极外接电极导线。

进一步的，作为优选，所述进气塞组件包括进气塞外壳和单向头，所述进气塞外壳设置在上端盖上，所述进气塞外壳的内部设有空腔，所述单向头滑动设置在进气塞外壳的空腔内，所述单向头与进气弹簧的一端接触，所述进气弹簧的另一端与进气塞螺钉相接触，所述进气塞螺钉螺纹旋入进气塞外壳的内部，所述进气塞螺钉为中空结构，用以通过气体，所述进气弹簧为压缩状态，用以对单向头施加压力。

进一步的，作为优选，所述上端盖上设置有四个进气塞组件，所述进气塞外壳与单进气管连接，所述单进气管与五通头连接，所述五通头与总进气管连接。