爆炸製造金剛石的方法及裝置的製作方法
2023-04-24 19:02:46
專利名稱：爆炸製造金剛石的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及爆炸製造金剛石的方法及裝置，尤其適用於生產金剛石的大中小廠家。
金剛石在開採工業，機械加工工業，玻璃工業，電子工業，精密儀表工業及航天工業中都有廣泛的用途，當今國內外的金剛石生產量遠遠滿足不了社會需求。該技術領域的已有技術有靜壓法，該法耗電量大，並需要加溫設備加壓，其設備昂貴，造價高;美國專利號為3659972公開了一種爆炸裝置，其生產費用高，工藝複雜，高溫持續時間長;日本工業火藥雜誌V01、49，V04，1988，中公開了一種迫打式裝置，料盒埋鉗在鋁錠或鉛錠裡，工藝複雜，金屬材料用量大，散熱慢，易使石墨變成金剛石後重新石墨化，成本貴，效率低。
鑑於已有技術的不足之處，本發明提供可在水中爆炸製造金剛石的方法和裝置，它使生產工藝簡化，實現快速生產金剛石。
本發明爆炸製造金剛石的方法及裝置，其特徵在於運用爆轟波理論及物體中的衝擊波傳播理論，採用烈性炸藥爆轟裝置，使石墨在衝擊波的高壓作用下變成金剛石，一種炸轟裝置是利用內爆式雙筒結構、雙層炸藥爆炸對料管進行壓縮，內筒炸藥用來控制料管的擠壓過程和衝擊波波形的傳播結構;兩筒之間是外裝藥，內筒和料管中間是內裝藥，各部分裝藥的長度和厚度取決於料管的直徑、長度和石墨與金屬粉的比例;原料配比、裝料厚度及密度與衝擊波產生的擠壓力和芯棒的大小有嚴格的數值關係;用下小上大的提藍式外筒來保證料管中的壓力作用時間及節省炸藥;另一種爆轟裝置是在上筒中裝有碗形炸藥，球缺式平波體、主藥柱和衝擊體;主藥柱的長度根據所用炸藥的爆轟波參數以及衝擊體的飛行速度來確定;衝擊體的厚度和飛行速度根據料盒所要求的衝擊波壓力大小和恆壓作用時間來確定;衝擊體緊貼在主藥柱上，距離衝擊體的下方設有料盒，料盒下面設有反射體，料盒與反射體用金屬卡筒固定。
本發明爆炸製造金剛石的方法及裝置適用於生產金剛石的廠家，採用在水中爆炸製造金剛石，方法可靠可行，裝置結構簡單緊湊，生產工藝簡單，具有散熱快，原料變成金剛石不易逆變，投資少，見效快，轉變率高，生產成本低，是當前國內生產金剛石的理想途徑，具有廣泛的實用性。
圖1是本發明的結構圖;
圖2是本發明另一實施例結構圖。
下面結合附圖對本發明的實施例作進一步描述圖1所示本發明運用爆轟波理論及物體中的衝擊波傳播理論，該裝置整體使用了內爆式裝藥結構，由內筒18、外筒15、料管12中設置芯棒14組成;外筒15和內筒18中裝填炸藥，兩筒之間是外裝藥，內筒和料管中間是內裝藥，各部分裝藥的長度和厚度取決於料管12的直徑、長度和石墨與金屬粉的比例;利用內爆式雙層炸藥結構產生衝擊波對料管12進行壓縮;用內筒18中炸藥11來控制料管的擠壓過程和衝擊波波形的傳播結構;原料13的配比、裝料厚度及密度與衝擊波產生的擠壓力和芯棒14的大小有嚴格的數值關係;用提藍式外筒15來保證料管12中的壓力作用時間及節省炸藥;整個裝置可倒置於水中引爆。料管12為銅管，芯棒14為鐵棒，利用芯棒14強化衝擊波對石墨和金屬粉混合原料13的擠壓，提高石墨變成金剛石的比例，並消除穿孔。料管12的底部設有鐵堵頭17，上部設有頂部為弧形封頭9，封頭9上還裝有炸藥8和雷管5，雷管5上裝有導火線4，料管12上部還設有鍋帽式蓋帽6。外裝藥由三部分構成即下部是中空錐式園臺裝藥19;中間是帶凹槽的錐式園臺裝藥10;上部是球缺式裝藥3。內裝藥由兩部分構成即下部是中空園柱式裝藥11;上部是中間帶凹槽的園錐體裝藥8。外筒15上部設有筒蓋2，筒蓋2與外筒15由螺栓1緊固，內外筒內所有炸藥均設有牛皮紙7、16隔層。
圖2所示本發明的另一實施例，該裝置運用爆轟波理論及物體中的衝擊波傳播理論，由上筒14、卡筒5、碗形炸藥11，球缺式平波體12、主藥柱15、衝擊體16、銅料盒7及反射體17組成。碗形炸藥11，平波體12和主藥柱15裝在上筒14內，衝擊體16粘貼在主藥柱15上，上筒頂部用堵塞物9堵塞，碗形炸藥11上部裝有帶有引線的雷管10。主藥柱15的長度根據所用炸藥的爆轟波參數以及衝擊體16的飛行速度來確定;衝擊體16的厚度和飛行速度根據料盒7所要求的衝擊波壓力大小和恆壓作用時間來確定，石墨粉和金屬粉混合原料6的配比、裝料厚度及密度與衝擊體16的速度、厚度有嚴格的數值關係;碗形炸藥11和主藥柱15之中嵌埋了球缺式平波體。料盒7下面設有反射體17，料盒7和反射體17用金屬卡筒固定。上部炸藥架於水面之上，料盒7和反射體17架於水中，水面與裸露的料盒上表面平行。為使上筒14和卡筒5保持平行並間隔一定的距離，用兩塊對稱金屬板8，通過螺栓4、13分別將上筒和卡筒固定，整個裝置用支架3架於水上，水箱2中裝有水1，在衝擊體16的作用下，料盒7被高速打入水中。
權利要求
1.爆炸製造金剛石的方法及裝置，其特徵在於運用爆轟波理論及物體中的衝擊波傳播理論，裝置由內筒、外筒、料管中設置芯棒組成；外筒和內筒中裝填炸藥，兩筒之間是外裝藥，內筒和料管中間是內裝藥，各部分裝藥的長度和厚度取決於料管的直徑，長度和石墨與金屬粉的比例；利用內爆式雙層炸藥結構產生衝擊波對料管進行壓縮；用內筒炸藥來控制料管的擠壓過程和衝擊波波形的傳播結構；原料配比、裝料厚度及密度與衝擊波產生的擠壓力和芯棒的大小有嚴格的數值關係；用提藍式外筒來保證料管中的壓力作用時間及節省炸藥；整個裝置可倒置於水中引爆。
2.根據權利要求1所述的製造金剛石的方法及裝置，其特徵在於利用芯棒強化衝擊波對石墨和金屬粉混合原料的擠壓，提高石墨變成金剛石的比例，並消除穿孔。
3.根據權利要求1所述的製造金剛石的方法及裝置，其特徵在於外裝藥由三部分構成即下部是中空錐式園臺裝藥;中間是帶凹槽的錐式園臺裝藥;上部是球缺式裝藥。
4.根據權利要求1所述的製造金剛石的方法及裝置，其特徵在於內裝藥由兩部分構成即下部是中空園柱式裝藥;上部是中間帶凹槽的園錐體裝藥。
5.根據權利要求1所述的製造金剛石的方法及裝置，其特徵在於料管上部堵有弧形封頭。
6.根據權利要求1所述的製造金剛石的方法及裝置，其特徵在於使用了內爆式裝藥結構，並裝藥整體呈下小上大的提藍式。
7.爆炸製造金剛石的方法及裝置，其特徵在於運用爆轟波理論及物體中的衝擊波傳播理論，爆轟裝置是由上筒、卡筒、碗形炸藥、球缺式平波體、主藥柱、衝擊體、料盒及反射體組成，碗形炸藥、平波體和主藥柱裝在上筒內，衝擊體粘貼在主藥柱上，上筒頂部用堵塞物堵塞;主藥柱的長度根據所用炸藥的爆轟波參數以及衝擊體的飛行速度來確定;衝擊體的厚度和飛行速度根據料盒所要求的衝擊波壓力大小和恆壓作用時間來確定，原料配比、裝料厚度及密度與衝擊體的速度、厚度有嚴格的數值關係;整個裝置架於水上，在衝擊體的作用下，料盒被高速打入水中。
8.根據權力要求7所述的製造金剛石的方法及裝置，其特徵在於碗形炸藥和主藥柱之中嵌埋了球缺式平波體。
9.根據權利要求7所述的製造金剛石的方法及裝置，其特徵在於料盒下面設有反射體，料盒與反射體用金屬卡筒固定。
10.根據權利要求7所述的製造金剛石的方法及裝置，其特徵在於上部炸藥架於水面之上，料盒和反射體架於水中，水面與裸露的的料盒上表面平行。
全文摘要
爆炸製造金剛石方法及裝置，適用於生產金剛石的大中小廠家。運用爆轟波理論及物體中的衝擊波傳播理論，在水中爆炸製造金剛石；採用烈性炸藥爆轟裝置，一筒中設置料管和芯棒或料盒和反射體；另一筒內設置炸藥和平波體，兩筒同軸裝配，兩筒的大小根據結構的不同而改變，方法可靠可行，裝置結構簡單緊湊，生產工藝簡單，具有散熱快，原料變成金剛石不易逆變。投資少，見效快，效率高，可用於製造金剛石微粉和大顆粒金剛石，應用前景廣闊。
文檔編號B01J3/08GK1065811SQ91106989
公開日1992年11月4日 申請日期1991年4月19日 優先權日1991年4月19日
發明者劉長泰, 榮際凱, 魏忠義 申請人:中國礦業大學