《二氧化碳開採器》是煤炭科學技術研究院有限公司於2013年1月4日申請的發明專利，該專利的申請號為2013100019766，公布號為CN103033102A，授權公布日為2013年4月10日，發明人是霍中剛、溫良、倪昊、黃圓月、孫小明、尹嵐嵐。
《二氧化碳開採器》包括泄能頭、定壓泄能片、主管和充裝頭，泄能頭和充裝頭分別旋合在主管的兩端，充裝頭上設定有通向主管充裝腔的充裝通道及開啟和關閉充裝通道的頂針，泄能頭上設定有泄能通道，泄能通道的一端通向主管的充裝腔，另一端通向二氧化碳開採器外，泄能頭泄能通道與主管的充裝腔間密封設定有定壓泄能片，主管的充裝腔內設定有加熱裝置，定壓泄能片在加熱裝置將充裝到主管充裝腔內的液態二氧化碳加熱氣化並膨脹到一定壓力時破裂。該發明的二氧化碳開採器可代替礦井開採中常用的雷管和炸藥，避免明火爆炸引起瓦斯爆炸，實現礦井安全生產，還可以在瓦斯抽採過程中使煤體預裂，有效增加煤層透氣性，提高煤層瓦斯抽采效率。
2016年12月7日，《二氧化碳開採器》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《二氧化碳開採器》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：二氧化碳開採器
- 公布號：CN103033102A
- 授權日：2013年4月10日
- 申請號：2013100019766
- 申請日：2013年1月4日
- 申請人：煤炭科學技術研究院有限公司
- 地址：北京市朝陽區和平里青年溝東路5號
- 發明人：霍中剛、溫良、倪昊、黃圓月、孫小明、尹嵐嵐
- Int.Cl.：F42D1/00(2006.01)I
- 代理機構：北京品源專利代理有限公司
- 代理人：胡彬
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
截至2013年1月，炸藥爆破經歷了千年的歷史，由於沒有可替代的好方法而延用至今，仍是煤礦開採的方法之一。炸藥爆破威力大、作用猛，是典型的明火爆破。但明火爆破有許多缺陷，對使用條件、使用環境、日常管理等方面有較高要求，尤其是在煤礦井下。許多煤礦瓦斯事故都是由於明火爆炸引起的。同時因炸藥發生其他意外爆炸的案例也時有發生，影響了社會的安定、也造成了經濟的損失。
二氧化碳氣體爆破是利用液態二氧化碳在受熱時迅速氣化膨脹，從而對外做功的原理來工作的，其屬於低溫爆破，爆破時無煙無火花，不會產生明火而引發瓦斯爆炸，在瓦斯礦井使用絕對安全；無一氧化碳和氮氧化物等有毒有害氣體產生，改善工作環境，有益礦工身體健康。
使用液態二氧化碳進行深孔預裂爆破，作用時間極短（毫秒級），爆破過程中快速釋放的二氧化碳氣體具有降溫、阻燃、阻爆的作用，完全可以避免因放炮產生明火而引起瓦斯事故，特別適合於高瓦斯及煤與瓦斯突出礦井爆破落煤，有利於煤礦安全生產。
發明內容
專利目的
《二氧化碳開採器》的目的在於提供一種二氧化碳開採器，以代替礦井開採中常用的雷管和炸藥，避免明火爆炸引起瓦斯爆炸，實現礦井安全生產。
技術方案
一種二氧化碳開採器，其包括泄能頭、定壓泄能片、主管和充裝頭，所述泄能頭和充裝頭分別旋合在主管的兩端，所述充裝頭上設定有通向主管充裝腔的充裝通道及開啟和關閉充裝通道的頂針，所述泄能頭上設定有泄能通道，所述泄能通道的一端通向主管的充裝腔，另一端通向二氧化碳開採器外，所述泄能頭泄能通道與主管的充裝腔間密封設定有定壓泄能片，所述主管的充裝腔內設定有加熱裝置，所述定壓泄能片在加熱裝置將充裝到主管充裝腔內的液態二氧化碳加熱氣化並膨脹到一定壓力時破裂。
優選地，所述加熱裝置為電點火加熱裝置，該電點火加熱裝置包括加熱劑盛裝紙管、加熱劑和埋設在加熱劑內的電點火頭，所述電點火頭上連線有兩根引線，該兩根引線分別與二氧化碳開採器外的電源正負極電連線。
可選地，所述加熱裝置為電加熱裝置，該電加熱裝置上連線有兩根引線，該兩根引線分別與二氧化碳開採器外的電源正負極電連線。
為便於引線與二氧化碳開採器外的電源電連線，優選地，所述充裝頭上設定有引線外導體，所述引線外導體與充裝頭絕緣，引線外導體的一端與連線在加熱裝置上的其中一根引線連線，另一端延向二氧化碳開採器外。
為便於電點火加熱裝置的安裝，同時，避免液態二氧化碳進入加熱劑盛裝紙管內影響點火，優選地，所述充裝頭與主管旋合的一端的端部與主管間固定有導電墊圈，所述導電墊圈的中心孔上固定有絕緣接頭，所述絕緣接頭封堵在加熱劑盛裝紙管的開口端上，所述絕緣接頭上開設有引線孔，所述連線在電點火頭上的其中一根引線穿過引線孔與引線外導體連線，所述引線外導體將引線孔的位於加熱劑盛裝紙管外的孔口封堵，所述導電墊圈的實體部分上設定有連通充裝頭充裝通道和主管充裝腔的過流孔。
為便於引線外導體的製造和安裝，同時，方便利用具有插針的快速引線將引線外導體與電源連線，優選地，所述引線外導體包括導電桿和導電套，所述導電桿的一端與所述其中一根引線連線，另一端與導電套接觸，所述導電套延向二氧化碳開採器外。
優選地，所述主管由導電材料製成，連線在加熱裝置上的另一根引線與主管電連線。
優選地，所述主管由鋼鐵材料製成，所述導電墊圈由銅製成，連線在電點火頭上的其中一根引線穿過絕緣接頭上的引線孔與導電桿連線，所述導電桿將引線孔的位於加熱劑盛裝紙管外的孔口封堵，連線在電點火頭上的另一根引線與導電墊圈電連線。
為便於在充裝後封堵充裝通道，優選地，所述充裝頭上的充裝口中心線與頂針軸線不在一條直線上。
優選地，所述充裝頭上的充裝口中心線與頂針軸線成90°夾角。
優選地，泄能通道通向二氧化碳開採器外的一端具有若干個朝向不同方向的泄能孔。
有益效果
（2）爆破力易控，選用不同破裂壓力值的泄能片即可實現爆破力的精確控制；
（3）與雷管炸藥的全向泄能相比，泄能方向較集中且可根據需要設定，爆破後，拋煤量多、塊大、煤塊成塊率高，粉煤比率明顯降低，基本不揚塵，降低了煤塵爆炸隱患；
（4）煤塊拋出距離短，減少了工人的勞動量，且不會造成放炮崩人事故的發生。
附圖說明
圖1是《二氧化碳開採器》實施例的二氧化碳開採器的示意圖；
圖2是圖1所示二氧化碳開採器在A-A處的局部剖視示意圖；
圖3是用於該發明實施例的導電墊圈的示意圖；
圖中：1、泄能頭；11、泄能通道；2、定壓泄能片；3、主管；31、充裝腔；4、充裝頭；41、充裝通道；42、充裝口；5、頂針；6、加熱劑盛裝紙管；7、導電桿；8、導電套；9、導電墊圈；10、絕緣接頭；101、引線孔；12、密封圈；13、頂絲；14、絕緣套；15、絕緣隔離墊；16、銅套。
技術領域
《二氧化碳開採器》涉及一種爆破裝置，特別涉及二氧化碳開採器。
權利要求
1.一種二氧化碳開採器，其特徵在於：其包括泄能頭、定壓泄能片、主管和充裝頭，所述泄能頭和充裝頭分別旋合在主管的兩端，所述充裝頭上設定有通向主管充裝腔的充裝通道及開啟和關閉充裝通道的頂針，所述泄能頭上設定有泄能通道，所述泄能通道的一端通向主管的充裝腔，另一端通向二氧化碳開採器外，所述泄能頭泄能通道與主管的充裝腔間密封設定有定壓泄能片，所述主管的充裝腔內設定有加熱裝置，所述定壓泄能片在加熱裝置將充裝到主管充裝腔內的液態二氧化碳加熱氣化並膨脹到一定壓力時破裂；所述加熱裝置為電點火加熱裝置，該電點火加熱裝置包括加熱劑盛裝紙管、加熱劑和埋設在加熱劑內的電點火頭，所述電點火頭上連線有兩根引線，該兩根引線分別與二氧化碳開採器外的電源正負極電連線，或者所述加熱裝置為電加熱裝置，該電加熱裝置上連線有兩根引線，該兩根引線分別與二氧化碳開採器外的電源正負極電連線；所述充裝頭上設定有引線外導體，所述引線外導體與充裝頭絕緣，引線外導體的一端與連線在加熱裝置上的其中一根引線連線，另一端延向二氧化碳開採器外；所述充裝頭與主管旋合的一端的端部與主管間固定有導電墊圈，所述導電墊圈的中心孔上固定有絕緣接頭，所述絕緣接頭封堵在加熱劑盛裝紙管的開口端上，所述絕緣接頭上開設有引線孔，所述連線在電點火頭上的其中一根引線穿過引線孔與引線外導體連線，所述引線外導體將引線孔的位於加熱劑盛裝紙管外的孔口封堵，所述導電墊圈的實體部分上設定有連通充裝頭充裝通道和主管充裝腔的過流孔。
2.根據權利要求1所述的二氧化碳開採器，其特徵在於：所述引線外導體包括導電桿和導電套，所述導電桿的一端與所述其中一根引線連線，另一端與導電套接觸，所述導電套延向二氧化碳開採器外。
3.根據權利要求1所述的二氧化碳開採器，其特徵在於：所述主管由導電材料製成，連線在加熱裝置上的另一根引線與主管電連線。
4.根據權利要求2所述的二氧化碳開採器，其特徵在於：所述主管由鋼鐵材料製成，所述導電墊圈由銅製成，連線在電點火頭上的其中一根引線穿過絕緣接頭上的引線孔與導電桿連線，所述導電桿將引線孔的位於加熱劑盛裝紙管外的孔口封堵，連線在電點火頭上的另一根引線與導電墊圈電連線。
5.根據權利要求1所述的二氧化碳開採器，其特徵在於：所述充裝頭上的充裝口中心線與頂針軸線不在一條直線上。
6.根據權利要求1所述的二氧化碳開採器，其特徵在於：所述充裝頭上的充裝口中心線與頂針軸線成90°夾角。
實施方式
如圖1～3所示，該實施例的二氧化碳開採器包括泄能頭1、定壓泄能片2、主管3和充裝頭4，泄能頭1和充裝頭4分別旋合在主管3的兩端，充裝頭4上設定有通向主管3充裝腔31的充裝通道41及開啟和關閉充裝通道41的頂針5，泄能頭1上設定有泄能通道11，泄能通道11的一端通向主管3的充裝腔31，另一端通向二氧化碳開採器外，泄能通道通向二氧化碳開採器外的一端具有若干個朝向不同方向的泄能孔，泄能頭1的泄能通道11與主管3的充裝腔31間密封設定有定壓泄能片2，主管3的充裝腔31內設定有加熱裝置，定壓泄能片2在加熱裝置將充裝到主管3充裝腔31內的液態二氧化碳加熱氣化並膨脹到一定壓力時破裂。
所述加熱裝置為電點火加熱裝置，該電點火加熱裝置包括加熱劑盛裝紙管6、加熱劑和埋設在加熱劑內的電點火頭，電點火頭上連線有兩根引線，該兩根引線分別與二氧化碳開採器外的電源正負極電連線。加熱劑盛裝紙管6由牛皮紙、蠟紙等易燃材料製成。
可選地，所述加熱裝置為電加熱裝置，該電加熱裝置上連線有兩根引線，該兩根引線分別與二氧化碳開採器外的電源正負極電連線。
可選地，所述加熱裝置為僅利用化學反應產生的熱量進行加熱的化學加熱裝置。
為便於引線與二氧化碳開採器外的電源電連線，充裝頭4上設定有引線外導體，所述引線外導體與充裝頭4絕緣，引線外導體的一端與連線在加熱裝置上的其中一根引線連線，另一端延向二氧化碳開採器外。
為便於引線外導體的製造和安裝，同時，方便利用具有插針的快速引線將引線外導體與電源連線，所述引線外導體包括導電桿7和導電套8，導電桿7的一端與所述其中一根引線連線，另一端與導電套8接觸，導電套8延向二氧化碳開採器外，以與快速引線的插針插接。
為便於電點火加熱裝置的安裝，同時，避免液態二氧化碳進入加熱劑盛裝紙管內影響點火，充裝頭4與主管3旋合的一端的端部與主管3間固定有導電墊圈9，導電墊圈9的中心孔上固定有絕緣接頭10，絕緣接頭10封堵在加熱劑盛裝紙管6的開口端上，絕緣接頭10上開設有引線孔101，連線在電點火頭上的其中一根引線穿過引線孔101與導電桿7連線，導電桿7將引線孔101的位於加熱劑盛裝紙管6外的孔口封堵，導電墊圈9的實體部分上設定有連通充裝頭4充裝通道41和主管3充裝腔31的過流孔91。
優選地，主管3由鋼鐵材料製成，導電墊圈9由銅製成，連線在電點火頭上的另一根引線與導電墊圈9連線，進而與主管3電連線。
為便於在充裝後封堵充裝通道，充裝頭4上的充裝口42中心線與頂針5軸線成90°夾角。
《二氧化碳開採器》的二氧化碳開採器可代替礦井開採中常用的雷管和炸藥，避免明火爆炸引起瓦斯爆炸，實現礦井安全生產，還可以在瓦斯抽採過程中使煤體預裂，有效增加煤層透氣性，提高煤層瓦斯抽采效率，具有優越的使用性能和廣闊的套用前景。
榮譽表彰
2016年12月7日，《二氧化碳開採器》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
