一種對充式氣體爆破裝置的製作方法

2023-05-12 08:00:11

本發明屬於爆破器技術領域，尤其涉及對充式氣體爆破裝置。

背景技術：

氣體爆破技術，是利用易氣化的液態或固體物質氣化膨脹產生高壓氣體，使周圍介質膨脹做功，並導致破碎，具有無明火、安全、高效的特點。

二氧化碳氣體爆破器是氣體爆破技術中的典型爆破器材，被廣泛應用在採礦業、地質勘探、水泥、鋼鐵、電力等行業、地鐵與隧道及市政工程、水下工程、以及應急救援搶險中。

現有的氣體爆破器主要包括汽化儲液管和安裝在汽化儲液管內的發熱引爆器；發熱引爆器點火發熱後將汽化儲液管內的易氣化物氣化，並導致膨脹爆炸。

現有氣體爆破器中的引爆器結構主要是將產熱的化學反應物通過裝料帶裝在金屬網管內，並將電熱絲封裝在化學反應物中；(參考專利文獻：低溫氣體爆破器，公告號：CN2514304，公開日：2002.10.02)；該種引爆器結構需預先填裝能發生產熱反應的氧化劑和還原劑，普遍採用的是粉末狀氧化劑和還原劑，常用的氧化劑有硫磺、硝酸鉀、高氯酸鉀和高錳酸鉀，常用的還原劑有鋁粉、碳粉，其中常用的反應料組合為硫磺、硝酸鉀和碳粉，其反應方程式為：S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑，俗稱黑火藥反應，該種反應料的成本較低。

採用上述引爆器結構的氣體爆破器，存在的問題是：1、引爆器內所需填裝的熱反應料是需進行混料、拌勻、卷料或裝袋等過程的加工，填裝過程耗時耗工，製造成本較大；2、引爆器在填裝藥劑過程，氧化劑和還原劑容易出現混合不均的問題，導致放熱效率較低；3、熱反應料需預先混合填充，運輸過程中溫度偏高易引發燃燒或爆炸，具有較大的安全隱患；4、由於引爆材料的受潮、變質或形變等原因容易出現啞炮的情況，無法判斷啞炮是何種原因造成的，故不能通過排啞炮方式消除安全隱患；5、現有氣體爆破器引爆方式採用固態活化劑燃燒產生高溫，直接導熱到液態二氧化碳，使液態二氧化碳氣化膨脹，其液態二氧化碳的吸熱效率較低；6、引爆器的放熱速度較慢，藥劑反應不充分，熱釋效率低，液態物氣化後的壓強偏小，爆破威力較小；7、爆破後，引爆器內的反應物產生大量的含量有毒有害氣體，如硫化氫、二氧化硫、一氧化氮和二氧化氮等氣體，給爆破場所帶來較大的毒害汙染。

液氧炸藥是礦山炸藥的一類,1895年由德國人Ｃ．林德發明。它是由液態氧和固態可燃性吸收劑組成的爆炸混合物。液氧炸藥的裝藥方式分外浸法和內浸法（參考期刊文獻：液氧炸藥的研究.北京鋼鐵學院學報.1960年01期），外浸法是把能吸取液氧的可燃物（如炭黑、紙粕、木屑等）包裹成圓柱體，僅在使用前浸入液氧裡，使可燃物的孔隙中吸滿液氧，然後填裝到炮眼中，並進行堵塞，用雷管起爆；內浸法是把能吸取液氧的可燃物（如炭黑、紙粕、木屑等）包裹成圓柱體，填充在炮眼中，並進行堵塞，然後通過預留的充注口向炮眼灌入液氧，再用雷管起爆（參考期刊文獻：液氧炸藥的研究.北京鋼鐵學院學報.1960年01期；以及參考專利文獻：一種液氧炸藥組合物及液氧炸藥，專利號：CN201310134136.7，公開日：2013.07.10）。液氧炸藥具有：溫度升高速率快和體積迅速膨脹時間短的特點, 其爆炸力高於TNT 等姓硝的炸藥的爆炸力。

然而，液氧炸藥存在的不足之處是：1、它只能應用於露天作業和築路造橋、爆破建築等, 而不能用於坑道和礦井等作業爆破, 因為液氧炸藥爆破時氧氣四溢, 會引起礦井中坑氣、煤塵爆炸從而引起事故；2、液氧炸藥必須隨裝隨用, 一般製成後一小時內就要用掉, 不然液氧揮發就會失去效力；3、液氧炸藥裝藥操作複雜，安全性差；4、液氧炸藥的爆破溫度過高，容易引發燃燒。

由於液氧炸藥技術存在上述不足，液氧炸藥技術的研究和發展受到局限，目前，液氧炸藥技術幾乎很少被應用。

另外，現有的氣體爆破器，主要包括儲液管、安裝在儲液管內的引爆器和封堵頭，封堵頭用於封堵儲液管的埠和固定引爆器，同時，封堵頭上設置有用於充排易氣化液的充裝口和用於導出引線的引線孔，充裝口採用閥體進行密封，引線孔採用密封圈或密封膠進行密封；如專利文獻CN01279237.3記載的，「低溫氣體爆破器包括一管形主體；裝在管形主體內腔的化學熱反應裝置和易於汽化的液體；裝在管形主體一端能封住孔口的設有能固定化學熱反應裝置和電源引入裝置的注排液閥；裝在管形主體另一端能封住孔口的由爆破片和多孔洩能頭組成的釋能裝置；以及與洩能頭連接的止飛機構」。

通過上述現有的氣體爆破器的結構描述可知，具有充氣和引線結構的封堵頭中需開設兩個孔，分別為用於充排易氣化液的充裝口和用於導出引線的引線孔；採用該種結構存在的問題是：1、具有充氣和引線結構的封堵頭，在打孔過程中，工藝較為複雜，耗工耗時長，封堵頭開設引線孔時，如果打孔孔徑較大，其密封處理較困難，易出現洩氣問題，如果打孔孔徑較小，其鑽孔難道較大，鑽孔成本較大；2、引線孔需灌入密封膠，密封后被固化，且在高壓下易導致洩氣；3、製造成本高。

技術實現要素：

本發明所要實現的目的是：設計出一種具有加工簡單、製造成本低、反應料混合均勻度高、放熱效率高、運輸安全性好、無啞炮隱患、膨脹吸熱效率高、爆破威力大、無毒害氣體釋放的氣體爆破器，且具有較好的密封效果；以解決背景技術中存在的技術問題。

為了實現上述目的，本發明所採用的技術方案為：一種對充式氣體爆破裝置，其特徵在於：包括內管、內管填充腔、內管充氣導電頭、外管充氣頭和外管，所述內管內為內管填充腔，內管兩端分別密封連接有第一密封內蓋和第二密封內蓋，內管的外層為外管，內管與外管之間連接有第一密封外蓋和第二密封外蓋；

所述內管與第一密封外蓋和第二密封外蓋間隙配合，外管與第一密封外蓋和第二密封外蓋密封連接；

所述第一密封內蓋和第二密封內蓋密封連接分別與第一密封外蓋和第二密封外蓋；

所述內管與外管之間密封腔為外管填充腔；

所述內管填充腔內安裝有電熱絲；

所述第一密封內蓋的軸心部設置有第一安裝腔，第一安裝腔密封安裝內管充氣導電頭；

所述第二密封內蓋側邊設置第二密封帽沿和第二腰沿，第二密封帽沿通過第一密封圈與第二密封外蓋密封連接，第二腰沿通過第二密封圈與內管下端面密封連接，第二密封圈密封貼合第二密封外蓋的內徑壁；

所述第二密封內蓋的第二密封帽沿與第二腰沿之間設置有沿徑向方向的第一徑向氣孔；所述第二密封內蓋的軸心部設置有第二安裝腔和軸向通孔，第二安裝腔與軸向通孔相聯通，軸向通孔位於軸向外側，軸向通孔與第一徑向氣孔貫通；

所述第二密封外蓋的內側面設置有第三安裝腔，第三安裝腔的底部設置有貫通第三安裝腔與第二密封外蓋內徑壁的第二徑向氣孔，第二徑向氣孔與第一徑向氣孔連通；

所述第二安裝腔安裝有導電連接頭，所述第三安裝腔安裝有外管充氣頭；

所述內管充氣導電頭包括充氣座體、充氣孔、導電閥芯和閥腔，充氣座體內軸心上部為充氣孔，充氣座體內軸心下部為閥腔，閥腔上部與充氣孔聯通，閥腔內活動安裝導電閥芯，閥腔下部安裝鎖閥螺絲，鎖閥螺絲軸心開設有用於導氣的導氣穿孔；所述導電閥芯包括導電閥帽、上導電頂針和下導電頂針，上導電頂針和下導電頂針分別位於導電閥帽的上、下端，導電閥帽與閥腔間隙配合，導電閥帽側面安裝有絕緣滑環，導電閥帽上層面與閥腔上壁面之間安裝有密封圈，上導電頂針與充氣孔間隙配合，充氣孔的孔壁或者上導電頂針的側邊表面設置有絕緣層，下導電頂針穿過導氣穿孔，下導電頂針與導氣穿孔孔壁間隔；所述充氣座體密封連接第一安裝腔；

所述導電連接頭包括連接頭基體、導電穿孔、密封鎖腔、導電針、導電針密封圈和密封圈鎖緊螺絲，連接頭基體內的軸心上部為導電穿孔，連接頭基體內的軸心下部為密封鎖腔，導電針穿過導電穿孔和密封鎖腔，導電針的側邊外層包裹有導電針絕緣層，導電針密封圈安裝在密封鎖腔內，並通過安裝在密封鎖腔內的密封圈鎖緊螺絲鎖緊，密封圈鎖緊螺絲軸心開設導電針引出孔；

所述外管充氣頭為高壓充氣閥或高壓氣體單向閥；

所述電熱絲通過導線連接第一導電插頭和第二導電插頭，第一導電插頭包括正極插孔和負極套管，所述第一導電插頭與第二導電插頭結構相同。

進一步說明，所述內管填充腔填充有固態還原劑和流體態氧化劑，或者，所述內管填充腔填充有流體態還原劑和固態氧化劑。

進一步說明，所述流體態氧化劑為液態氧、超臨界態氧或高壓氣態氧，所述固態還原劑為木屑、紙屑、棉絲、碳粉、鋁粉、鎂粉、鐵粉、矽粉、煤粉或碳黑。

進一步說明，所述固態氧化劑為三氧化二鐵（Fe2O3）、二氧化錳（MnO2）或高錳酸鉀（KMnO4），所述流體態還原劑為液氫、液態烷烴、超臨界態烷烴或高壓氣態烷烴烷烴，烷烴包括甲烷、乙烷和丙烷。

進一步說明，所述外管填充腔內填充液態易氣化物，所述液態易氣化物為液態二氧化碳、液態氮氣或液氧。

進一步，所述充氣座體與第一安裝腔通過螺紋密封連接、無縫焊接、密封膠接或整體連接。

進一步，所述導氣穿孔的邊壁設置有導氣槽。

進一步，所述外管充氣頭採用單向閥結構，包括第二充氣座體、第二充氣孔、第二閥芯和第二充氣閥腔，第二充氣座體內軸心下部為第二充氣孔，第二充氣座體內軸心上部為第二充氣閥腔，第二充氣閥腔下部與第二充氣孔聯通，第二充氣閥腔內活動安裝第二閥芯，第二充氣閥腔上部安裝第二鎖閥螺絲，第二鎖閥螺絲軸心開設有用於導氣的第二導氣穿孔，所述第二閥芯包括第二閥帽和鎖氣彈簧，第二閥帽設置在第二充氣閥腔的底部，第二閥帽下層面與第二充氣閥腔下壁面之間安裝有第二閥腔密封圈，鎖氣彈簧的下端安裝在第二閥帽的上端，鎖氣彈簧的上端接觸第二鎖閥螺絲下端面。

進一步，第二充氣座體與第三安裝腔通過螺紋密封連接、無縫焊接、密封膠接或整體連接。

進一步，所述第一密封內蓋側邊設置第一密封帽沿和第一腰沿，第一密封帽沿和第一腰沿的下方分別安裝有第三密封圈和第四密封圈，第一密封帽沿通過第三密封圈與第一密封外蓋密封連接，第一腰沿通過第四密封圈與內管上端密封連接。

進一步，所述導電穿孔的上埠設置有第一負極插接口，所述導電針引出孔的下埠設置有第二負極插接口。

進一步，所述第一密封外蓋的上部和第二密封外蓋的下部分別設置有正向螺紋孔和反向螺紋孔。

進一步，所述第一密封內蓋的上部外環壁設置有正向外螺紋，第二密封內蓋的上部外環壁設置有反向外螺紋。

進一步，所述還原劑為纖維質材料。纖維質材料包括木屑、紙屑、棉絲。採用該類還原劑，燃燒後，反應物為二氧化碳和水汽，具有無毒害氣體汙染的效果。

進一步，所述還原劑為還原性單質。還原性單質包括碳粉、鋁粉、鎂粉、鐵粉或矽粉。

進一步，所述還原劑為煤粉或碳黑。該種材料成本極低，且對超臨界氧有較強的吸附性，其反應熱量釋放大。

進一步，所述還原劑為動物毛質。該種材料具有較強的吸附性。

進一步，所述還原劑為石油化工產品。所述石油化工產品包括煤油、柴油、汽油或石蠟。

進一步，所述還原劑為油脂類產品。所述油脂類產品包括動物油、植物油或合成油脂。

進一步，所述還原劑為糖類物質。所述糖類物質包括葡萄糖、蔗糖或澱粉。

進一步，所述還原劑為醇類物質。所述醇類物質包括乙醇、丙醇或丁醇。

進一步，所述還原劑為烴類物質。所述烴類物質包括甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、乙炔、或丙炔。

進一步，所述內管填充腔內還填充有催化劑，所述催化劑為四氧化三鐵（Fe3O4）、三氧化二鐵（Fe2O3）、二氧化錳（MnO2）、氧化鉻（Cr2O3）、氧化銅（CuO）、氧化鋅（ZeO）、氧化鎳（NiO）、硫酸錳（MnSO4）、硫酸鉻（CrSO4）或活性碳的至少一種。

進一步，所述內管填充腔內還填充有升溫劑，所述升溫劑為鋁粉或鎂粉中的一種或兩種混合。

進一步，所述還原劑為粉末狀、顆粒狀、條絲狀或壓製成塊狀。

進一步，所述內管的抗壓強度大於5.045Mpa。

進一步，所述內管為碳鋼筒，內管兩端分別與第一密封內蓋和第二密封內蓋通過無縫焊接、密封膠接或螺紋密封連接結構連接。

進一步，所述內管為纖維質筒或包含纖維材質的複合層筒，所述內管的一端密封包纏有第一金屬接頭，內管的另一端密封包纏有第二金屬接頭，第一金屬接頭連接第一密封內蓋，第二金屬接頭連接第二密封內蓋。

進一步，所述內管採用玻璃纖維、芳綸纖維或碳纖維中的至少一種材質製成。

進一步，所述內管採用包含有玻璃纖維、芳綸纖維或碳纖維的複合材料製成。

進一步，所述內管採用纖維和樹脂的複合材料製成。

進一步，所述內管為包含纖維材質的複合層筒，所述內管包括纖維層和硬化層，硬化層位於纖維層的外層，或者內管包括基體層、纖維層和硬化層，硬化層位於纖維層的外層，基體層位於纖維層的內層。

進一步，所述基體層採用有機玻璃或聚酯纖維或聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)或軟質矽膠材料中的至少一種製成。

進一步，所述纖維層採用碳纖維或芳綸纖維或玻璃纖維或石墨烯材料中的至少一種製成。

進一步，所述硬化層採用UV硬化膠或環氧樹脂膠或瞬間膠或厭氧膠或石膏或水泥。

進一步，所述內管採用玻璃鋼材料製成，所述內管與第一密封內蓋和第二密封內蓋通過密封膠接。

進一步，所述內管採用碳鋼筒時，其內管的筒壁厚度為1mm至10mm。

進一步，所述內管採用複合纖維材質時，內管的筒壁厚度為0.5mm至10mm。

進一步，所述外管為含纖維材質的複合管，所述外管包括外管密封基層和外管纖維層內外分布，外管的一端連接有第一纏繞接頭，外管的另一端連接有第二纏繞接頭；

進一步，所述第一纏繞接頭的外層壁頂部設置有用於纏繞纖維的第一掛齒，第二纏繞接頭的外層壁頂部設置有用於纏繞纖維的第二掛齒，第一纏繞接頭的外層壁底部設置有用於連接外管密封基層的第一凸臺，第二纏繞接頭的外層壁底部設置有用於連接外管密封基層的第二凸臺。

超臨界氧是指氧處於臨界溫度（-118.57℃)和臨界壓力（5.043MPa）以上，介於氣體和液體之間的流體氧，兼有氣體液體的雙重性質和優點；超臨界氧與碳有機物發生燃燒反應時，具有高溫高熱的效果。

本發明所述的爆破器，其內管填充腔內預先放置還原劑，還原劑為固態或液態，固態還原劑可以是粉末狀、顆粒狀或條絲狀；運輸過程中，內管填充腔內無氧化劑，因此運輸過程中的靜電或溫度偏高不會引發燃燒爆炸；在爆破現場使用時，通過使用內管充氣導電頭填充超臨界氧，超臨界氧可均勻的吸附在還原劑表面，填充後通過對其內管充氣點火頭進行通電，加熱電熱絲，點燃內管填充腔內的反應料。

另外，上述優化結構中，內管採用纖維質筒或包含纖維材質的複合層筒，由於纖維材質的抗拉強度較大，其中，碳纖維的抗拉強度達3500MPa以上，芳綸纖維的抗拉強度達5000-6000MPa，玻璃纖維的抗拉強度在2500MPa左右，聚酯纖維的抗拉強度達500MPa以上，而碳鋼鋼材的抗拉強度普遍在345MPa左右，故完全可以替代現有碳鋼對高壓氣、高壓液或液化氣進行約束；採用纖維材質，能減小殼體的壁厚，同時，纖維材質密度小，能較大程度的減小殼體的重量，並減小殼體的製造成本。

現有的爆破器，其引爆器的氧化劑和還原劑均為固態物，需在生產過程中混合，並製成塊狀，或用帶體裝填；本發明所述爆破器內的引爆器，其填充腔內預先填裝還原劑，並在現場通過內管充氣導電頭充壓入超臨界氧（氧化劑）；本發明所述的爆破器，其引爆器無需在生產過程預先填充混合料（反應料），能避免混合料在生產、儲存和運輸過程因摩擦、高溫、靜電引發燃燒或爆炸，本發明的結構方式避免了生產、儲存和運輸過程帶來的安全隱患。

現有的爆破器，其引爆器主要是採用固態反應物進行混料後包裝而成的反應料包，未進行有效的密封和防潮、防震動、防高溫、防摩擦處理，容易出現反應料受潮、反應料與電熱絲剝脫分離存在間隙的問題，導致產生啞炮；本發明所述的爆破器，其填充腔內的超臨界氧均勻吸附在還原劑中，超臨界氧與還原劑均勻混合，電熱絲被超臨界氧和還原劑均勻附集，在引爆時能實現100%起爆，能有效避免啞炮的產生。

現有的爆破器，其引爆器中反應料需低溫環境下混合，且為固態顆粒混合，其混合均勻度存在較大的限制，起爆後，其反應速度較慢，反應的充分性較差，存在大量的殘留，熱能釋放效率在40%以下；本發明所述的爆破器，由於超臨界氧兼有氣體和液體的雙重性質，填充腔內的還原劑吸附超臨界氧後，能以溶解的分子狀態隨超臨界氧共同流動，超臨界氧與還原劑高度均勻混合，在通電引爆後能短時間內實現充分反應，熱能釋放效率達到95%以上。

現有採用活化劑引爆的方式，需要在生產過程中，預先配製活化劑組分，通常是高氯酸鉀等強氧化劑和鋁粉等強還原劑，需要稱重、混料、攪拌、制型；本發明的結構方式，通過向填充腔充入超臨界氧，使超臨界氧吸附在還原劑上，節省了傳統引爆器（活化劑）生產過程中所需的混料、拌料、制型的生產工藝；同時，採用超臨界氧比採用高氯酸鉀、高錳酸鉀和鋁粉混合物成本更低。

現有的爆破器，其引爆器引燃後，在反應過程中，其反應熱持續向周邊傳導，傳導到周邊的液態二氧化碳中，並由周邊液態二氧化碳向外擴散熱量，該種導熱過程，二氧化碳的溫度分布不均，吸熱效率較低，二氧化碳氣化膨脹壓強較低；本發明所述的爆破器，其引爆器內反應料存在密封殼體約束，其反應料可在密封殼體的約束下發生充分的放熱反應，反應產生的高溫高壓氣體物致使殼體瞬間炸裂，並瞬時混合到液態二氧化碳中，高溫高壓氣體與二氧化碳瞬間混合，實現二氧化碳瞬間吸熱氣化，該種引爆方式，相對於現有的，其液態二氧化碳的吸熱速度快，吸熱效率達到98%以上，其引爆器產生的熱量能充分的被液態二氧化碳吸收，能較大程度的提升氣體爆破器的爆破威力。

本發明所述的爆破器，其反應料能充分反應，反應產物能實現充分氧化，其反應產物主要為無毒無害的氣體，對爆破現場無汙染，能有效減小現場工作人員的中毒隱患，實現安全爆破，無汙染，無有毒有害氣體產生，爆破後馬上能施工作業。

本發明所述的氣體爆破器結合了傳統的氣體爆破技術和液氧炸藥技術，相比於傳統的氣體爆破器，較大程度的提升了爆破威力，相比於傳統的液氧炸藥，解決了液氧炸藥存在的高危險性和使用環境限制。

本發明所述的氣體爆破器可通過調節填充腔內超臨界氧的含量，實現調控爆破尾氣中的含氧量，可用於封閉環境（礦井、巷道）的爆破、以及瓦斯區的爆破，比常規二氧化碳爆破器具有威力大、無汙染、以及安全性好的優點，並避免封閉爆破環境的窒息隱患。

另外，本發明所述的引爆器，實現了充氣與導電的一體化，並通過兩端對充方式對內、外管進行充氣，簡化了充氣結構和引線結構的加工製造過程，降低了製造成本，並提高了充氣效率。

有益效果：本發明所述的對充式氣體爆破裝置具有加工簡單、製造成本低、反應料混合均勻度高、放熱效率高、運輸安全性好、無啞炮隱患、膨脹吸熱效率高、爆破威力大、無毒害氣體釋放的優點，同時又具有結構簡單，製造成本低的優點。

附圖說明

圖1為本發明實施例1的整體結構示意圖；

圖2為本發明實施例1的第一密封內蓋6a結構示意圖；

圖3為本發明實施例1中第二密封內蓋6b的連接裝配結構示意圖；

圖4為本發明實施例1中內管充氣導電頭3的結構示意圖；

圖5為本發明實施例1中導氣穿孔351的截面示意圖；

圖6為本發明實施例1中導電連接頭9結構示意圖；

圖7為本發明實施例1中電熱絲21連接結構示意圖；

圖8為本發明實施例1中外管充氣頭4的結構示意圖；

圖9為本發明實施例2的內管1結構示意圖；

圖10為本發明實施例3中外管5結構示意圖；

圖11為本發明實施例3中第一掛齒5111的立體結構示意圖；

圖12為本發明實施例4的安裝連接結構示意圖；

圖13為本發明實施例5的安裝連接結構示意圖；

圖14為本發明實施例6中第一密封內蓋6a結構示意圖；

圖15為本發明實施例6中第二密封內蓋6b結構示意圖；

圖16為本發明實施例6中第二密封外蓋7b局部結構示意圖；

圖中：

1為內管、111為第一金屬接頭，112為第一金屬接頭，101為基體層，102為纖維層，103為硬化層；

2為內管填充腔、21為電熱絲、22為導線、23為導電插頭、231為正極插孔、232為負極套管；

3內管充氣導電頭、31充氣座體、32為充氣孔、321為絕緣層、33為導電閥芯、331為導電閥帽、332為上導電頂針、333為下導電頂針、34為閥腔、35為鎖閥螺絲、351為導氣穿孔、352為導氣槽、36為絕緣滑環、37為閥腔密封圈；

4為外管充氣頭、41為第二充氣座體、42為第二充氣孔、43為第二閥芯、431為第二閥帽、433為鎖氣彈簧、44為第二充氣閥腔、45為第二鎖閥螺絲、451為第二導氣穿孔、46為第二閥腔密封圈；

5為外管、501為外管密封基層、502為外管纖維層、511為第一纏繞接頭、512為第二纏繞接頭、5111為第一掛齒、5121為第一掛齒、5112為第一凸臺、5122為第二凸臺；

6a為第一密封內蓋、61a為第一密封帽沿、62a為第一腰沿、601a為正向外螺紋；

6b為第二密封內蓋、61b第二密封帽沿、62b第二腰沿、第一徑向氣孔63b、第二安裝腔64b、軸向通孔65b、601b為為反向外螺紋、611為內螺紋管；

7a為第一密封外蓋、701a為正向螺紋孔；

7b為第二密封外蓋、第三安裝腔71b、第二徑向氣孔72b、701b為反向螺紋孔、711為螺杆；

8為外管填充腔；

9為導電連接頭、91為連接頭基體、92為導電穿孔、93為密封鎖腔、94為導電針、95為導電針密封圈、96為密封圈鎖緊螺絲、941為導電針絕緣層、961為導電針引出孔、921為第一負極插接口、962為第二負極插接口；

s1為第一密封圈、s2為第二密封圈、s3為第三密封圈、s4為第四密封圈。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述；顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

實施例1

一種對充式氣體爆破裝置，如圖1所示，包括內管1、內管填充腔2、內管充氣導電頭3、外管充氣頭4和外管5，所述內管1內為內管填充腔2，內管1兩端分別密封連接有第一密封內蓋6a和第二密封內蓋6b，內管1的外層為外管5，內管1與外管5之間連接有第一密封外蓋7a和第二密封外蓋7b；所述內管1與第一密封外蓋7a和第二密封外蓋7b間隙配合，外管5與第一密封外蓋7a和第二密封外蓋7b密封連接；所述第一密封內蓋6a和第二密封內蓋6b密封連接分別與第一密封外蓋7a和第二密封外蓋7b；所述內管1與外管5之間密封腔為外管填充腔8，所述外管填充腔8內填充液態二氧化碳或液態氮氣等液態易氣化物；所述內管填充腔2內安裝有電熱絲21，內管填充腔2填充有還原劑和氧化劑，所述氧化劑為超臨界態氧、高壓氣態氧或液態氧，所述還原劑為含碳有機物或還原性單質。

如圖2所示，所述第一密封內蓋6a側邊設置第一密封帽沿61a和第一腰沿62a，第一密封帽沿61a和第一腰沿62a的下方分別安裝有第三密封圈s3和第四密封圈s4，第一密封帽沿61a通過第三密封圈s3與第一密封外蓋7a密封連接，第一腰沿62a通過第四密封圈s4與內管1上端密封連接；所述第一密封內蓋6a的軸心部設置有第一安裝腔63a，第一安裝腔63a密封安裝內管充氣導電頭3。

如圖3所示，所述第二密封內蓋6b側邊設置第二密封帽沿61b和第二腰沿62b，第二密封帽沿61b通過第一密封圈s1與第二密封外蓋7b密封連接，第二腰沿62b通過第二密封圈s2與內管1下端面密封連接，第二密封圈s2密封貼合第二密封外蓋7b的內徑壁；所述第二密封內蓋6b的第二密封帽沿61b與第二腰沿62b之間設置有沿徑向方向的第一徑向氣孔63b；所述第二密封內蓋6b的軸心部設置有第二安裝腔64b和軸向通孔65b，第二安裝腔64b與軸向通孔65b相聯通，軸向通孔65b位於軸向外側，軸向通孔65b與第一徑向氣孔63b貫通；所述第二密封外蓋7b的內側面設置有第三安裝腔71b，第三安裝腔71b的底部設置有貫通第三安裝腔71b與第二密封外蓋7b內徑壁的第二徑向氣孔72b，第二徑向氣孔72b與第一徑向氣孔63b連通；所述第二安裝腔64b安裝有導電連接頭9，所述第三安裝腔71b安裝有外管充氣頭4。

如圖4所示，所述內管充氣導電頭3包括充氣座體31、充氣孔32、導電閥芯33和閥腔34，充氣座體31內軸心上部為充氣孔32，充氣座體31內軸心下部為閥腔34，閥腔34上部與充氣孔32聯通，閥腔34內活動安裝導電閥芯33，閥腔34下部安裝鎖閥螺絲35，鎖閥螺絲35軸心開設有用於導氣的導氣穿孔351；所述導電閥芯33包括導電閥帽331、上導電頂針332和下導電頂針333，上導電頂針332和下導電頂針333分別位於導電閥帽331的上、下端，導電閥帽331與閥腔34間隙配合，導電閥帽331側面安裝有絕緣滑環36，導電閥帽331上層面與閥腔34上壁面之間安裝有密封圈37，上導電頂針332與充氣孔32間隙配合，充氣孔32的孔壁或者上導電頂針332的側邊表面設置有絕緣層321，下導電頂針333穿過導氣穿孔351，下導電頂針333與導氣穿孔351孔壁間隔；充氣座體31與第一安裝腔63a通過螺紋密封連接。

如圖5所示，所述導氣穿孔351的邊壁設置有導氣槽352。

如圖6所示，所述導電連接頭9包括連接頭基體91、導電穿孔92、密封鎖腔93、導電針94、導電針密封圈95和密封圈鎖緊螺絲96，連接頭基體91內的軸心上部為導電穿孔92，連接頭基體91內的軸心下部為密封鎖腔93，導電針94穿過導電穿孔92和密封鎖腔93，導電針94的側邊外層包裹有導電針絕緣層941，導電針密封圈95安裝在密封鎖腔93內，並通過安裝在密封鎖腔93內的密封圈鎖緊螺絲96鎖緊，密封圈鎖緊螺絲96軸心開設導電針引出孔961。

如圖7所示，所述電熱絲21通過導線22連接第一導電插頭23和第二導電插頭24，第一導電插頭23包括正極插孔231和負極套管232，所述第一導電插頭23與第二導電插頭24結構相同。

如圖8所示，所述外管充氣頭4採用單向閥結構，包括第二充氣座體41、第二充氣孔42、第二閥芯43和第二充氣閥腔44，第二充氣座體41內軸心下部為第二充氣孔42，第二充氣座體41內軸心上部為第二充氣閥腔44，第二充氣閥腔44下部與第二充氣孔42聯通，第二充氣閥腔44內活動安裝第二閥芯43，第二充氣閥腔44上部安裝第二鎖閥螺絲45，第二鎖閥螺絲45軸心開設有用於導氣的第二導氣穿孔451，所述第二閥芯43包括第二閥帽431和鎖氣彈簧433，第二閥帽431設置在第二充氣閥腔44的底部，第二閥帽431下層面與第二充氣閥腔44下壁面之間安裝有第二閥腔密封圈46，鎖氣彈簧433的下端安裝在第二閥帽431的上端，鎖氣彈簧433的上端接觸第二鎖閥螺絲45下端面。

作為上述實施方式的進一步具有說明，所述內管1、外管5、第一密封內蓋6a、第二密封內蓋6b、第一密封外蓋7a和第二密封外蓋7b均為碳鋼材質。

作為上述實施方式的進一步具有說明，所述內管1的實施尺寸為：筒壁厚度為1mm、內直徑為10mm、內管1的長度為200mm；或者，筒壁厚度為2mm、內直徑為20mm、內管1的長度為1000mm；或者，筒壁厚度為4mm、內直徑為40mm、內管1的長度為2000mm；或者，筒壁厚度為10mm、內直徑為80mm、內管1的長度為5000mm。

作為上述實施方式的進一步具有說明，實施過程中，所述內管填充腔2先預先放置固態還原劑，其固態還原劑為粉末狀，然後，在爆破現場通過充氣機構充入液態氧、超臨界氧或高壓氣態氧。

作為上述實施方式的進一步具有說明，所述還原劑為木屑、紙屑、棉花、煤粉、碳黑或碳粉中的至少一種。

作為上述實施方式的進一步具有說明，所述還原劑為粉末狀，灌裝入內管填充腔2內。

作為上述實施方式的進一步具有說明，所述內管填充腔2內還填充有催化劑，所述催化劑為四氧化三鐵（Fe3O4）、三氧化二鐵（Fe2O3）、二氧化錳（MnO2）中的至少一種。

作為上述實施方式的進一步具有說明，所述內管填充腔2內還填充有升溫劑，所述升溫劑為鋁粉或鎂粉中的一種或兩種混合。

本實施例所述的爆破器，能有效避免在引爆器生產過程需預先填充反應劑混合料，從而消除運輸過程中存在的安全隱患；同時，能省去反應料的混料、拌料過程，且其反應料混合更為均勻；此外，具有較高的反應溫度和產熱，能較大程度的增強氣體爆破器的爆破威力。

實施例2

與實施例1不同之處在於：如圖9所示，所述內管1為包含纖維材質的複合層筒，所述內管1包括由內向外依次為：基體層101、纖維層102和硬化層103；所述內管1的一端密封包纏有第一金屬接頭111，內管1的另一端密封包纏有第二金屬接頭112，第一金屬接頭111連接第一密封內蓋6a，第二金屬接頭112連接第二密封內蓋6b；第一金屬接頭111和第二金屬接頭112的底部向外凸出，避免與內管1脫落。

作為上述實施方式的進一步具有說明，所述基體層101採用聚乙烯(PE)材料；所述纖維層102採用玻璃纖維材料；所述硬化層103採環氧樹脂膠材料。

作為上述實施方式的進一步具有說明，所述內管1的實施尺寸為：筒壁厚度為0.5mm、內直徑為10mm、內管1的長度為200mm；或者，筒壁厚度為1mm、內直徑為20mm、內管1的長度為1000mm；或者，筒壁厚度為2mm、內直徑為40mm、內管1的長度為2000mm；或者，筒壁厚度為10mm、內直徑為80mm、內管1的長度為5000mm。

由於玻璃纖維的抗拉強度在2500MPa左右，而碳鋼鋼材的抗拉強度普遍在345MPa左右，故完全可以替代現有碳鋼對高壓氣、高壓液或液化氣進行約束，同時，在相同的抗壓設計下，纖維材質殼體的厚度小於碳鋼材質殼體厚度。

採用上述實施例實施方式，能較大程度的減小殼體重量，同時減小製造成本。

實施例3

與實施例1不同之處在於：如圖10所示，所述外管5為含纖維材質的複合管，所述外管5包括外管密封基層501和外管纖維層502內外分布，外管5的一端連接有第一纏繞接頭511，外管5的另一端連接有第二纏繞接頭512；

所述第一纏繞接頭511的外層壁頂部設置有用於纏繞纖維的第一掛齒5111，第二纏繞接頭512的外層壁頂部設置有用於纏繞纖維的第二掛齒5121，第一纏繞接頭511的外層壁底部設置有用於連接外管密封基層501的第一凸臺5112，第二纏繞接頭512的外層壁底部設置有用於連接外管密封基層501的第二凸臺5122。

作為上述實施方式的進一步說明，如圖11所示，所述第一掛齒5111和第二掛齒5121呈環套狀，所述第一掛齒5111通過螺紋連接方式環繞在第一纏繞接頭511的外層壁頂部，第二掛齒5121通過螺紋連接方式環繞在第二纏繞接頭512的外層壁頂部。

實施例4

與實施例1不同之處在於：如圖12所示，所述第一密封外蓋7a的上部和第二密封外蓋7b的下部分別設置有正向螺紋孔701a和反向螺紋孔701b；其正向螺紋孔701a和反向螺紋孔701b用於實現相鄰兩個爆破器的連接安裝，連接安裝過程，通過使用螺杆711，將其兩端分別旋進正向螺紋孔701a和另一相鄰爆破器的反向螺紋孔701b，從而實現相鄰爆破器的貼合。

實施例5

與實施例1不同之處在於：如圖13所示，所述第一密封內蓋6a的上部外環壁設置有正向外螺紋601a，第二密封內蓋6b的上部外環壁設置有反向外螺紋601b；其正向外螺紋601a和反向外螺紋601b用於實現相鄰兩個爆破器的連接安裝，連接安裝過程，通過使用內螺紋管611，將其兩端分別旋進正向外螺紋601a和另一相鄰爆破器的反向外螺紋601b，從而實現相鄰爆破器的貼合。

實施例6

與實施例1不同之處在於：如圖14、圖15和圖16所示，所述充氣座體31與第一密封內蓋6a整體連接，也即在第一密封內蓋6a中直接加工出充氣孔32和閥腔34；所述導電連接頭9的連接頭基體91與第二密封內蓋6b整體連接，也即在第二密封內蓋6b中直接加工出導電穿孔92和密封鎖腔93；所述第二充氣座體41與第二密封外蓋7b為整體連接，也即在第二密封外蓋7b中直接加工出第二充氣孔42和第二充氣閥腔44。

實施例7

與實施例2不同之處在於：所述內管1為包含纖維和樹脂材料的複合殼體，製造過程中，先使用纖維製成網狀殼體骨架，再使用樹脂膠噴塗在網狀殼體中，待硬化後形成包含纖維和樹脂的複合殼體。

作為上述實施方式的進一步具有說明，所述纖維材料為玻璃纖維，所述樹脂材料為環氧樹脂膠。

由於玻璃纖維的抗拉強度在2500MPa左右，較碳鋼抗拉強度高，能用於替代碳鋼進行約束，在相同的抗壓設計下，玻璃纖維複合材質殼體的厚度小於碳鋼材質殼體厚度，同時，玻璃纖維成本低，能較大程度減小生產成本。

實施例8

與實施例2不同之處在於：所述內管1為包含碳纖維和環氧樹脂膠材料的複合殼體，製造過程中，先使用碳纖維製成網狀殼體骨架，再使用環氧樹脂膠噴塗在網狀殼體中，待硬化後形成包含纖維和樹脂的複合殼體。

由於碳纖維的抗拉強度達3500MPa以上，較玻璃纖維的抗拉強度高，在相同的抗壓設計下，碳纖維材質殼體的厚度小於玻璃纖維材質殼體厚度。

實施例9

與實施例2不同之處在於：所述內管1為包含芳綸纖維和環氧樹脂膠材料的複合殼體，製造過程中，先使用芳綸纖維製成網狀殼體骨架，再使用環氧樹脂膠噴塗在網狀殼體中，待硬化後形成包含纖維和樹脂的複合殼體。

由於芳綸纖維的抗拉強度達6000MPa以上，是玻璃纖維的抗拉強度的2.5倍左右，在相同的抗壓設計下，芳綸維材質殼體的厚度僅為玻璃纖維材質殼體厚度的一半，同時，芳綸纖維的密度小，可較大程度的減小殼體重量。

最後應說明的是：以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換,凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。