一种具有止飞器的二氧化碳相变致裂器
技术领域
本实用新型涉及致裂破岩装置及岩土工程技术领域，尤其涉及一种具有止飞器的二氧化碳相变致裂器。
背景技术
随着时代的发展，人们不仅要求破岩技术效率高，对破岩安全性的要求也在不断提升，尤其在煤矿开采和高瓦斯地层增透方面体现最为明显。二氧化碳相变致裂技术利用液态二氧化碳在发热管加热的作用下迅速气化膨胀产生的高压气体冲击力，使快速岩土体破坏，实现破岩的目的，二氧化碳相变致裂技术属于物理破岩技术。在破岩过程中除了加热阶段，整个破岩过程不仅不像炸药爆破有升温现象，反而有降温现象，此外，二氧化碳还是一种阻燃气体，能在煤层中驱替瓦斯，因此在煤矿开采和高瓦斯地层使用此技术，可以极大的提升煤矿开采和高瓦斯地层破岩的安全性。
目前，二氧化碳相变致裂器在破岩时，都是先钻孔，再将二氧化碳相变致裂器插入致裂孔中，二氧化碳相变致裂器喷出的高能二氧化碳产生巨大的冲击反力易引起致裂器发生“飞管”，不仅降低破岩效率，而且对周围的人员和机械来说都是巨大的安全隐患，同时飞出致裂孔的致裂器也会被损坏，不利于重复利用，从而影响经济效益。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的实施例提供了一种具有止飞器的二氧化碳相变致裂器，旨在将致裂器稳定的固定在致裂孔中，防止致裂器从致裂孔内飞出。
本实用新型的实施例提供一种具有止飞器的二氧化碳相变致裂器，包括把柄、致裂器本体、释放头以及止飞器；
所述致裂器本体一端与所述把柄固定连接，另一端与所述释放头固定连接，所述释放头贯穿设有释放孔，用于放置于致裂孔内，以供二氧化碳气体从所述释放孔中释放以破岩；
所述止飞器包括第一限位环、第二限位环以及多个抵接结构，所述第一限位环可沿所述致裂器本体轴向移动安装于所述把柄外围，所述第二限位环安装于所述致裂器本体外围，所述抵接结构包括第一连杆、第二连杆以及抵接垫片，所述第一连杆一端和所述第二连杆一端铰接以形成铰接部，所述第一限位环与所述第一连杆另一端铰接，所述第二限位环与所述第二连杆另一端铰接，所述抵接垫片铰接于所述铰接部，多个所述抵接结构沿所述致裂器本体的周向设置，所述第一限位环在沿所述致裂器本体轴向上具有与所述第二限位环相对移动的位移，以改变所述第一连杆和所述第二连杆的弯曲度，以使所述抵接垫片具有与致裂孔壁相抵接的抵接位置、和远离所述致裂孔壁的远离位置。
进一步地，多个所述抵接结构在所述致裂器本体周向上均匀分布设置。
进一步地，所述把柄设有插销孔，所述插销孔与插销配合，所述插销用于与所述第一限位环相抵接，以限制所述第一限位环在所述致裂器本体轴向上的位移。
进一步地，所述把柄在沿所述致裂器本体轴向上贯穿设有多个间隔设置的插销孔。
进一步地，所述第二限位环可沿所述致裂器本体轴向移动安装于所述致裂器本体上。
进一步地，所述第二限位环内侧壁设有内螺纹，所述致裂器本体外侧壁设有外螺纹，所述第二限位环与所述致裂器本体螺纹连接。
进一步地，所述释放孔包括第一释放孔、第二释放孔和第三释放孔，所述第一释放孔和所述第二释放孔沿所述释放头直径方向布置，所述第一释放孔和所述第二释放孔的中心点和所述第三释放孔的连线与所述释放头直径方向相垂直，所述第三释放孔内固定设有剪切片。
进一步地，所述抵接垫片面向孔壁的侧面设有摩擦部。
本实用新型的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过将释放头放置于致裂孔内，沿致裂器本体轴向调整第一限位环与第二限位环的相对位置，朝靠近第二限位环的方向移动第一限位环，以减小第一限位环与第二限位环之间的距离，使得第一连杆和第二连杆的铰接部向外凸伸，使得抵接垫片从远离位置移至抵接位置，在致裂器喷出高能二氧化碳时，会产生巨大的反冲力，多个抵接垫片与致裂孔壁相抵接，从而为抵挡喷出高压二氧化碳产生的反作用力提供有力的支撑，可将致裂器稳定的固定在致裂孔中，防止致裂器从致裂孔内飞出。该止飞器不仅结构简单，造价低廉，损坏后便于更换，而且可靠性高，可起到有效的止飞作用，保障施工现场的人员和机械的安全，提高经济效益。
附图说明
图1是本实用新型提供的具有止飞器的二氧化碳相变致裂器一实施例的结构示意图；
图2是图1中具有止飞器的二氧化碳相变致裂器另一视角的结构示意图；
图3是图1中致裂器本体和止飞器的俯视图。
图中：把柄1、插销孔11、插销12、致裂器本体2、释放头3、释放孔31、第一释放孔31a、第二释放孔31b、第三释放孔31c、止飞器4、第一限位环41、第二限位环42、第一连杆43、第二连杆44、抵接垫片45、铰接部46。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。
请参见图1至图3，本实用新型的实施例提供一种具有止飞器的二氧化碳相变致裂器，包括把柄1、致裂器本体2、释放头3以及止飞器4。
请参见图1和图2，所述致裂器本体2一端与所述把柄1固定连接，另一端与所述释放头3固定连接，所述释放头3设有释放孔31，用于放置于致裂孔内，以供二氧化碳气体从所述释放孔31中释放以破岩。
所述止飞器4包括第一限位环41、第二限位环42以及多个抵接结构，所述第一限位环41可沿所述致裂器本体2轴向移动安装于所述把柄1外围，所述第二限位环42安装于所述致裂器本体2外围，所述抵接结构包括第一连杆43、第二连杆44以及抵接垫片45，所述第一连杆43一端和所述第二连杆44一端铰接以形成铰接部46，所述第一限位环41与所述第一连杆43另一端铰接，所述第二限位环42与所述第二连杆44另一端铰接，所述抵接垫片45铰接于所述铰接部46，多个所述抵接结构沿所述致裂器本体2的周向设置，所述第一限位环41在沿所述致裂器本体2轴向上具有与所述第二限位环42相对移动的位移，以改变所述第一连杆43和所述第二连杆44的弯曲度，以使所述抵接垫片45具有与致裂孔壁相抵接的抵接位置、和远离所述致裂孔壁的远离位置。
本实用新型提出的技术方案中，通过将释放头3放置于致裂孔内，沿致裂器本体2轴向调整第一限位环41与第二限位环42的相对位置，朝靠近第二限位环42的方向移动第一限位环41，以减小第一限位环41与第二限位环42之间的距离，使得第一连杆43和第二连杆44的铰接部46向外凸伸，使得抵接垫片45从远离位置移至抵接位置，在致裂器喷出高能二氧化碳时，会产生巨大的反冲力，多个抵接垫片45与致裂孔壁相抵接，从而为抵挡喷出高压二氧化碳产生的反作用力提供有力的支撑，可将致裂器稳定的固定在致裂孔中，防止致裂器从致裂孔内飞出。
具体的，所述抵接垫片45面向致裂孔壁的侧面设有摩擦部，摩擦部具体为密集的刻槽，可增大抵接垫片45与致裂孔壁之间的摩擦力，可进一步增强致裂器安装于致裂孔内的稳定性。
多个所述抵接结构在所述致裂器本体2周向上均匀分布设置，本实施例中，所述抵接结构设有三个，采用三点式固定二氧化碳相变致裂器，能保证其受力均匀，提高致裂器固定于致裂孔内的稳定性。
进一步地，所述把柄1设有插销孔11，所述插销孔11与插销12配合，所述插销12用于与所述第一限位环41相抵接，以限制所述第一限位环41在所述致裂器本体2轴向上的位移，向内移动第一限位环41，使抵接垫片45与致裂孔壁相抵接，将插销12插设于插销孔11内，使第一限位环41与插销12相抵接，由于第一限位环41和第二限位环42通过第一连杆43和第二连杆44相连，使得第一限位环41固定于插销12与第一连杆43之间；将插销12取下，向外移动第一限位环41，从而带动第一连杆43和第二连杆44转动，进而带动抵接垫片45从抵接位置移至远离位置，即可将致裂器从致裂孔中取出。所述把柄1在轴向上贯穿设有多个间隔设置的插销孔11，通过设有多个插销孔11，可调节第一限位环41固定的位置，从而调节第一连杆43和第二连杆44的开度，进而调节抵接垫片45与致裂器本体2之间的距离，可适用不同直径的致裂孔。
进一步地，所述第二限位环42可沿所述致裂器本体2轴向移动安装于所述致裂器本体2上，可调整第二限位环42在致裂器本体2上的位置。本实施例中，所述第二限位环42内侧壁设有内螺纹，所述致裂器本体2外侧壁设有外螺纹，所述第二限位环42与所述致裂器本体2螺纹连接，通过旋转第二限位环42即可调整第二限位环42的位置，使得可精准的调节第一连杆43和第二连杆44的开度，进而精准的调节抵接垫片45与致裂器本体2之间的距离，同时使得第二限位环42的安装拆卸简便，便于维修安装。该止飞器4不仅结构简单，造价低廉，损坏后便于更换，而且可靠性高，可起到有效的止飞作用，保障施工现场的人员和机械的安全，提高经济效益。
进一步地，请参见图2，所述释放孔31包括第一释放孔31a、第二释放孔31b和第三释放孔31c，所述第一释放孔31a和所述第二释放孔31b沿所述释放头3直径方向布置，所述第一释放孔31a和所述第二释放孔31b的中心点和所述第三释放孔31c的连线与所述释放头3直径方向相垂直，所述第三释放孔31c内固定设有剪切片(图中未示出)，本实施例中，剪切片焊接于第三释放孔31c内。
将致裂器放入致裂孔中，破岩时，高压二氧化碳气体首先冲破致裂器本体2中的剪切片，从相对的第一释放孔31a和第二释放孔31b中冲出而冲击致裂孔壁，对致裂孔产生一个拉应力将岩石拉坏，使得在垂直于第一释放孔31a和第二释放孔31b的中心连线上的致裂孔壁上产生裂隙，由于第三释放孔31c中的剪切片延缓高压二氧化碳从第三释放孔31c中释放，高压二氧化碳气体冲破第三释放孔31c中的剪切片，第三释放孔31c正对着的致裂孔壁上已产生有裂隙，因此冲出的高压二氧化碳气体会作用于裂隙，充分发挥高压气体的气楔作用，促进裂隙的扩展。
现有的二氧化碳相变致裂器的释放头3基本都是采用对称布置的两个释放孔31，这种布孔方式充分利用了高压气体的冲击力，但高压气体的气楔作用利用率较低。本技术方案中释放孔31的布置方式，可充分利用气体的气楔作用促进裂纹的扩展，因而可以提高能量利用率，提高破岩效率。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
