專利名稱:液壓彈性膨脹破碎裝置的制作方法
本發(fā)明涉及一種液壓破碎裝置，該裝置適用于開采或切割花崗巖、大理石、漢白玉等名貴巖礦，也可用于拆除混凝土建筑物。
目前，國內(nèi)外廣泛采用膨脹破碎劑，開采、切割名貴巖礦物，或拆除混凝土建筑物。盡管所用破碎劑類型不同，但絕大多數(shù)都是以石炭類硅酸鹽化合物為主。使用破碎劑時，首先在被開采物上鉆出適當?shù)目?，然后把?jīng)過水化處理的膨脹破碎劑塞填進鉆孔內(nèi)。破碎劑經(jīng)過水化反應(yīng)，產(chǎn)生膨脹和硬化，使被開采的礦物有規(guī)律的破裂。由于破碎劑自身膨脹緩慢，大約要24小時才能達到破碎所需的壓力。因而生產(chǎn)周期較長，影響生產(chǎn)效率的提高;其次，膨脹破碎劑的使用受周圍環(huán)境溫度限制較大，如果使用溫度高于破碎劑適用溫度的范圍，水化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量過于集中，會使鉆孔內(nèi)蒸汽壓力迅速上升，易造成破碎劑突然噴濺，給操作人員帶來一定危險。另外，現(xiàn)有的破碎劑制做成本較高，而且只能一次使用，因而增加了生產(chǎn)成本。
由于膨脹破碎劑存在上述之不足，因此，液壓彈性膨脹破碎裝置為開采或切割各類名貴巖礦及折除混凝土建筑物，提供了一種新型的破碎工具，本發(fā)明的目的也就在于此。
液壓彈性膨脹破碎裝置主要由排氣手柄〔1〕、拉筋管〔12〕、注入管〔4〕、上、下封頭〔9、13〕及彈性體〔10〕構(gòu)成。拉筋管〔12〕是該裝置中一重要部件，主要承擔(dān)軸向拉力作用，拉筋管〔12〕的一端通過螺紋連接一排氣手柄〔1〕。排氣手柄〔1〕與拉筋管〔12〕兩者軸線之間有適當夾角，以便于操作使用。拉筋管〔12〕的中部和另一端可通過螺紋或焊接的方式與上封頭〔9〕和下封頭〔13〕相連接。彈性體〔10〕安裝在上、下封頭之間，連接處涂有高強度密封膠，上、下封頭與彈性體構(gòu)成彈性膨脹體。該彈性膨脹體是該裝置的主要工作部件;上、下封頭的間距可根據(jù)所用鉆頭長度來確定。拉筋管〔12〕的管壁上加工有排氣孔〔11〕和注入孔〔15a、15b〕。排氣孔〔11〕和注入孔〔15a〕沿拉筋管〔12〕軸向位置分別與上封頭〔9〕的底面和下封頭〔13〕的頂面位置相對應(yīng)。注入孔〔15b〕靠近于排氣手柄〔1〕，位于排氣手柄〔1〕與上封頭〔9〕之間。注入孔〔15b〕與注入管〔4〕一端相接，注入管的另一端與液壓源相接。
上、下封頭〔9、13〕的外表面上，沿其周邊加工有溝槽，彈性體〔10〕兩端凸出部分，恰于溝槽形狀相吻合。壓緊環(huán)〔8、14〕與上、下封頭〔9、13〕外表面間以螺紋相連接，用于壓緊彈性體〔10〕，使封頭與彈性體間形成密封聯(lián)接。彈性體可用附有尼龍編織布的橡膠材料制成。
為了排除整個裝置內(nèi)的氣體，可在排氣手柄〔1〕上安裝一排氣閥，或在排氣手柄〔1〕與拉筋管〔12〕相接的空心螺柱上加工有放氣孔〔3〕。放氣孔〔3〕可借助于排氣手柄〔1〕與拉筋管〔12〕之間的密封墊〔2〕密封。
如果上封頭〔9〕與拉筋管〔12〕間是采用螺紋連接，則上封頭的頂部應(yīng)加一密封墊〔7〕，并用以螺紋或焊接方式與拉筋管相連接的密封環(huán)〔6〕壓緊。
為了使本裝置能更有效地工作，可在拉筋管管內(nèi)裝有導(dǎo)管〔5〕，導(dǎo)管〔5〕的一端接在注入孔〔15b〕處，另一端直通拉筋管的底部。注入液體時，液體能順利地在彈性膨脹體內(nèi)和拉筋管內(nèi)上升，排凈裝置中的氣體。
使用液壓彈性膨脹破碎裝置開采各類名貴巖石礦，與使用膨脹破碎劑相比，可大大提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。該裝置具有設(shè)備簡單，操作方便靈活，應(yīng)用范圍廣等特點。
附圖是液壓彈性膨脹破碎裝置剖示圖。其中1-排氣手柄; 2、7-密封墊; 3-放氣孔;
4-注入管; 5-導(dǎo)管; 6-密封環(huán);
8、14-壓緊環(huán); 9-上封頭; 10-彈性體;
11-排氣孔; 12-拉筋管; 13-下封頭;
15a、15b-注入孔。
在實際使用液壓彈性膨脹破碎裝置過程中，可根據(jù)被破碎材料的強度，決定鉆孔的孔距大小及排列方式。在破碎物料確定后，由鉆頭及其長度來確定本裝置的設(shè)計尺寸，并根據(jù)選用材料進行強度校核，確定安全系數(shù)。
一、設(shè)計示例1.設(shè)拉筋管用YB231-70φ20×6無縫鋼管，S表示其壁厚，D1表示其內(nèi)徑，材料選用20號鋼，抗拉強度為σb＝4100kg/cm2;
2.設(shè)計壓力P為400kgf/cm2;
3.拉筋管最細處(空刀)外直徑用D2表示;D2＝18mm;
4.拉筋管管壁各孔的寬度為
＝5mm;
5.彈性體內(nèi)徑d＝40mm，外徑d＝49mm，鉆孔直徑為50mm;
二、強度計算1.拉筋管上部承壓強度σ上＝P〔D1+(S-C)〕/2(S-C)取附加壁厚C為零。
因此σ上＝400×〔0.8+0.6〕/2×0.6＝583kgf/cm2安全系數(shù)η＝σb/σ上＝7.032.拉筋管下部強度計算(1)軸向力Q＝P×π/4(d21-D22+D21)＝4208kgf(2)危險截面積AA＝π/4(D22-D21)-S×W＝1.74cm2所以拉筋管下部強度σ下為σ下＝Q/A＝2418.39kgf/cm2安全系數(shù)η＝σb/σ下＝1.7
本裝置中的彈性體可用具有良好彈性的附有尼龍編織布橡膠材料制成，密封墊可選用紫銅或鋁制成，其它各部件可采用普通碳鋼制做。各部件單獨加工好后，再進行整體組裝。
使用液壓彈性膨脹破碎裝置，應(yīng)首先按要求把各部件裝配好，然后放入已鉆好的孔洞里，扭動排氣手柄打開放氣孔，把液體強制注入裝置內(nèi)，當液體從放氣孔溢出時，扭緊排氣手柄。裝置內(nèi)的液壓開始升高，彈性體產(chǎn)生徑向膨脹。裝置內(nèi)的液壓可由壓力表直接讀取，當液壓接近設(shè)計要求時，巖石或混凝土開始破碎。
權(quán)利要求
1.液壓彈性膨脹破碎裝置，其特征在于該裝置的拉筋管[12]的一端通過螺紋連接有一排氣手柄[1]，拉筋管[12]的中部和另一端與上封頭[9]和下封頭[13]之間采用螺紋或焊接方式連接，彈性體[10]安裝在上、下封頭[9、13]之間，三者構(gòu)成彈性膨脹體，拉筋管沿軸線不同位置上加工有排氣孔[11]和注入孔[15a、15b]，注入孔[15b]與注入管[4]相接。
2.如權(quán)利要求
1所述的破碎裝置，其特征在于上、下封頭〔9、13〕的外表面加工有安裝彈性體〔10〕溝槽，彈性體〔10〕與上、下封頭〔9、13〕連接處，各有壓緊環(huán)〔8、14〕固緊。
3.如權(quán)利要求
1、2所述的破碎裝置，其特征在于拉筋管管內(nèi)裝有導(dǎo)管〔5〕，導(dǎo)管〔5〕的一端與拉筋管〔12〕的注入孔〔15b〕相接，另一端直通拉筋管的底部。
4.如權(quán)利要求
1所述的破碎裝置，其特征在于排氣手柄〔1〕上裝有排氣閥或加工有放氣孔〔3〕，放氣孔〔3〕位于與拉筋管〔12〕相接的空心螺柱上。
專利摘要
本發(fā)明是一種新型液壓彈性膨脹破碎裝置，該裝置適用于開采花崗巖、大理石、漢白玉等名貴巖礦。與使用膨脹破碎劑相比，使用本裝置可大大提高礦石開采效率、而且降低了生產(chǎn)成本。該裝置還具有應(yīng)用范圍廣、操作方便、靈活等特點。
文檔編號E21C37/00GK86107048SQ86107048
公開日1988年8月10日 申請日期1986年10月16日
發(fā)明者王長倫 申請人:王長倫導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan