一种超临界二氧化碳喷射装置的制作方法

1.本发明涉及机械技术领域，具体为一种超临界二氧化碳喷射装置。


背景技术：

2.超临界二氧化碳是维持在临界温度及临界压力以上的二氧化碳流体，超临界二氧化碳具有无毒、价廉、来源广泛、临界温度低、化学惰性等优点，在工业上是常用的超临界流体之一，广泛用作合成反应的溶剂和提取天然产物的萃取剂，工业上，超临界二氧化碳进行高压冲击达到破碎岩石的效率高于水进行高压冲击达到破碎岩石的效率，但现有的喷射装置只能够进行直向喷射冲击，需要进行流体冲击方向的调整以便于提高破碎效率时，难以调节，极其费力，且进行冲击破碎操作过程中，破碎岩石与流体的溅射会对破碎现场的操作人员造成误伤，所以人们需要一种超临界二氧化碳喷射装置来解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种超临界二氧化碳喷射装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种超临界二氧化碳喷射装置，包括变向导流组件、第一定向组件、第二定向组件、增压引流组件、溅射防护组件，所述变向导流组件包括分进口管、球形槽支撑体、球形管、喷射出口管、喷射头，所述分进口管一端固定连通有球形槽支撑体，所述球形槽支撑体内部转动安装有球形管，所述球形管远离分进口管一端固定连通有喷射出口管，所述喷射出口管远离球形管一端安装有喷射头，所述变向导流组件内设置有第一定向组件，所述第一定向组件起到控制喷射头朝向的作用，所述变向导流组件内设置有第二定向组件，所述第二定向组件起到配合第一定向组件对喷射头进行朝向控制的作用，所述变向导流组件一侧设置有增压引流组件，所述增压引流组件起到对喷射流体进行加压的作用，所述增压引流组件外侧设置有溅射防护组件，所述溅射防护组件起到防止流体或受冲击颗粒产生大幅度溅射的作用。
5.所述第一定向组件包括安装块、第一电磁铁、安装槽、第一铁块，所述球形槽支撑体外侧壁一侧固定安装有安装块，所述安装块内安装有第一电磁铁，所述球形管外侧壁一侧开设有安装槽，所述安装槽内固定安装有第一铁块。
6.所述第二定向组件包括第二铁块、第二电磁铁、第三电磁铁、第四电磁铁，所述球形管外侧壁一侧固定安装有第二铁块，所述球形槽支撑体外侧壁一侧中部安装有第三电磁铁，所述第三电磁铁靠近分进口管一侧安装有第四电磁铁，所述第三电磁铁远离分进口管一侧安装有第二电磁铁。
7.所述增压引流组件包括安装板、外密封圈、内填充块、总进口管，若干个分进口管呈圆周阵列贯穿固定在安装板上，所述安装板远离球形槽支撑体一侧边缘固定安装有外密
封圈，所述安装板靠近外密封圈一侧中央固定安装有内填充块，分进口管远离球形槽支撑体一端位于外密封圈与内填充块夹缝空间内，外密封圈与内填充块夹缝空间与总进口管相互连通。
8.所述溅射防护组件包括稳定衔接圈、滑动遮挡壳体、排渣槽，所述安装板侧壁上利用滑轨滑槽安装有稳定衔接圈，稳定衔接圈能够相对于安装板沿喷射头阵列圆周方向进行同轴旋转，所述稳定衔接圈外侧壁上滑动安装有滑动遮挡壳体，所述滑动遮挡壳体一侧开设有排渣槽。
9.所述稳定衔接圈外侧壁上开设有弧面滑槽，所述滑动遮挡壳体内侧壁上安装有弧面滑轨,弧面滑轨能够在弧面滑槽内滑动，滑动遮挡壳体能够利用弧面滑轨与弧面滑槽相对于稳定衔接圈进行滑动。
10.第一电磁铁中央点与球形管中央点连线，第三电磁铁中央点与球形管中央点连线，两条连线夹角为90度。
11.所述第一电磁铁、第二电磁铁、第三电磁铁、第四电磁铁通过电线电性连接有plc控制器，总进口管、外密封圈、安装板内开设有排线槽，电线排布在排线槽内。
12.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明利用高压流体冲击力进行破壁碎岩操作，且利用超临界二氧化碳射流喷射能够使岩石强度降低，碎岩效率远远高于水射流碎岩效率，在超临界二氧化碳射流碎岩过程中，操作人员能够利用plc控制器对第一电磁铁、第二电磁铁、第三电磁铁、第四电磁铁进行控制，实现喷射头朝向不同的方向进行射流碎岩，大大提高破碎效率；本发明以磁力吸引代替转轴的工作效果，能够稳定喷射出口管的同时，在不使用本装置时，无转轴使球形管在球形槽支撑体内活动灵活度高，方便上油保养，利于延长装置使用寿命；本发明中，控制第一电磁铁与第二电磁铁同时打开时，第一铁块被向第一电磁铁方向吸引，第二铁块被向第二电磁铁方向吸引，此时所有喷射头向安装板中央方向倾斜，能够集中对中央的岩石进行破碎，破碎效果得到叠加，且倾斜的冲击方向能够对岩石进行斜向切割破碎，使前期被垂直切割出槽的岩石表面进一步被斜向切割，使得岩石快速碎裂脱落，能够有效提高碎岩效率，对破碎岩石块进行清理后，使装置能够快速进行更深层岩石的破碎，整体上大大提高了岩石破碎效率；本发明中，控制第一电磁铁与第四电磁铁同时打开，喷射头朝向远离安装板中央一侧，能够对安装板外侧边缘岩石进行破碎，在野外岩石勘测、工业生产中，会对岩石进行钻孔操作，进行岩石钻孔的操作中，对安装板外侧边缘岩石进行破碎，能够快速加大岩石破碎孔径，使滑动遮挡壳体能够快速深入岩石破碎孔径中，利于本装置破碎钻孔的流畅性，能够大大提高钻孔效率；本发明只利用垂直切割进行岩石表面破碎时，环形的冲击流体，能够适用于岩石的快速采样工作，本装置能够适用于岩石采样、岩石破碎、岩石钻孔的多方面高效破碎工作，且操作简单；本发明设计滑动遮挡壳体，能够将喷射出的超临界二氧化碳以及冲击破碎的岩石颗粒进行多方向隔绝遮挡，能够避免溅射误伤附近工作人员。
附图说明
13.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是本发明一种超临界二氧化碳喷射装置的整体结构后斜视示意图；图2是本发明一种超临界二氧化碳喷射装置的整体结构前斜视示意图；图3是本发明一种超临界二氧化碳喷射装置的无滑动遮挡壳体状态下结构示意图；图4是本发明一种超临界二氧化碳喷射装置的分进口管、外密封圈、内填充块位置关系结构示意图；图5是本发明一种超临界二氧化碳喷射装置的变向导流组件斜视结构示意图；图6是本发明一种超临界二氧化碳喷射装置的变向导流组件沿第一电磁铁方向剖面结构示意图；图7是本发明一种超临界二氧化碳喷射装置的变向导流组件沿第二电磁铁方向剖面结构示意图；图中：101、分进口管；102、球形槽支撑体；103、球形管；104、喷射出口管；105、喷射头；201、安装块；202、第一电磁铁；203、安装槽；204、第一铁块；301、第二铁块；302、第二电磁铁；303、第三电磁铁；304、第四电磁铁；401、安装板；402、外密封圈；403、内填充块；404、总进口管；501、稳定衔接圈；502、滑动遮挡壳体；503、排渣槽；504、弧面滑槽；505、弧面滑轨。
具体实施方式
14.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
15.请参阅图1
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7，本发明提供技术方案：一种超临界二氧化碳喷射装置，包括变向导流组件、第一定向组件、第二定向组件、增压引流组件、溅射防护组件，变向导流组件包括分进口管101、球形槽支撑体102、球形管103、喷射出口管104、喷射头105，分进口管101一端固定连通有球形槽支撑体102，球形槽支撑体102内部转动安装有球形管103，球形管103远离分进口管101一端固定连通有喷射出口管104，喷射出口管104远离球形管103一端安装有喷射头105，变向导流组件内设置有第一定向组件，第一定向组件起到控制喷射头105朝向的作用，变向导流组件内设置有第二定向组件，第二定向组件起到配合第一定向组件对喷射头105进行朝向控制的作用，变向导流组件一侧设置有增压引流组件，增压引流组件起到对喷射流体进行加压的作用，增压引流组件外侧设置有溅射防护组件，溅射防护组件起到防止流体或受冲击颗粒产生大幅度溅射的作用。
16.第一定向组件包括安装块201、第一电磁铁202、安装槽203、第一铁块204，球形槽支撑体102外侧壁一侧固定安装有安装块201，安装块201内安装有第一电磁铁202，球形管103外侧壁一侧开设有安装槽203，安装槽203内固定安装有第一铁块204。
17.第二定向组件包括第二铁块301、第二电磁铁302、第三电磁铁303、第四电磁铁304，球形管103外侧壁一侧固定安装有第二铁块301，球形槽支撑体102外侧壁一侧中部安装有第三电磁铁303，第三电磁铁303靠近分进口管101一侧安装有第四电磁铁304，第三电磁铁303远离分进口管101一侧安装有第二电磁铁302。
18.增压引流组件包括安装板401、外密封圈402、内填充块403、总进口管404，若干个分进口管101呈圆周阵列贯穿固定在安装板401上，安装板401远离球形槽支撑体102一侧边缘固定安装有外密封圈402，安装板401靠近外密封圈402一侧中央固定安装有内填充块403，分进口管101远离球形槽支撑体102一端位于外密封圈402与内填充块403夹缝空间内，外密封圈402与内填充块403夹缝空间与总进口管404相互连通。
19.溅射防护组件包括稳定衔接圈501、滑动遮挡壳体502、排渣槽503，安装板401侧壁上利用滑轨滑槽安装有稳定衔接圈501，稳定衔接圈501能够相对于安装板401沿喷射头105阵列圆周方向进行同轴旋转，稳定衔接圈501外侧壁上滑动安装有滑动遮挡壳体502，滑动遮挡壳体502一侧开设有排渣槽503。
20.稳定衔接圈501外侧壁上开设有弧面滑槽504，滑动遮挡壳体502内侧壁上安装有弧面滑轨505,弧面滑轨505能够在弧面滑槽504内滑动，滑动遮挡壳体502能够利用弧面滑轨505与弧面滑槽504相对于稳定衔接圈501进行滑动。
21.第一电磁铁202中央点与球形管103中央点连线，第三电磁铁303中央点与球形管103中央点连线，两条连线夹角为90度。
22.第一电磁铁202、第二电磁铁302、第三电磁铁303、第四电磁铁304通过电线电性连接有plc控制器，总进口管404、外密封圈402、安装板401内开设有排线槽，电线排布在排线槽内。
23.本发明的工作原理：总进口管404远离外密封圈402一端通过管件依次连接有高压泵、超临界二氧化碳储存设备，高压泵将超临界二氧化碳抽入总进口管404内，总进口管404口径截面面积大于外密封圈402与内填充块403夹缝截面面积，超临界二氧化碳进入外密封圈402与内填充块403夹缝中会进一步加强压力，提高最终喷射力度，然后超临界二氧化碳从外密封圈402与内填充块403夹缝空间进入分进口管101、球形槽支撑体102、球形管103、喷射出口管104，最终通过喷射头105集中喷射出去，利用高压流体冲击力能够进行破壁碎岩操作，且利用超临界二氧化碳射流喷射能够使岩石强度降低，碎岩效率远远高于水射流碎岩效率，在超临界二氧化碳射流碎岩过程中，操作人员能够利用plc控制器对第一电磁铁202、第二电磁铁302、第三电磁铁303、第四电磁铁304进行控制，实现喷射头105朝向不同的方向进行射流碎岩，控制第一电磁铁202与第三电磁铁303同时打开，第一铁块204被向第一电磁铁202方向强力吸引，以磁力吸引代替转轴的工作效果，能够稳定喷射出口管104的同时，在不使用本装置时，无转轴使球形管103在球形槽支撑体102内活动灵活度高，方便上油保养，第二铁块301被向第三电磁铁303方向吸引，此时喷射头105朝向与岩石表面垂直，能够进行垂直冲击，对岩石进行破碎切割；操作人员控制第一电磁铁202与第二电磁铁302同时打开，第一铁块204被向第一电磁铁202方向吸引，第二铁块301被向第二电磁铁302方向吸引，此时所有喷射头105向安装板401中央方向倾斜，能够集中对中央的岩石进行破碎，破碎效果得到叠加，且倾斜的冲击方向能够对岩石进行斜向切割破碎，使前期被垂直切割出槽的岩石表面
进一步被斜向切割，使得岩石快速碎裂脱落，能够有效提高碎岩效率，对破碎岩石块进行清理后，使装置能够快速进行更深层岩石的破碎，整体上大大提高了岩石破碎效率；操作人员控制第一电磁铁202与第四电磁铁304同时打开，喷射头105朝向远离安装板401中央一侧，能够对安装板401外侧边缘岩石进行破碎，在野外岩石勘测、工业生产中，会对岩石进行钻孔操作，进行岩石钻孔的操作中，对安装板401外侧边缘岩石进行破碎，能够加大岩石破碎孔径，使滑动遮挡壳体502能够深入岩石破碎孔径中，利于本装置破碎钻孔的流畅性，能够大大提高钻孔效率，操作人员利用plc控制器对喷射头105进行垂直、内倾斜、外倾斜的间歇性调节控制，从不同角度对岩石进行冲击破碎，能够大大提高破碎效率，只进行垂直切割，环形的冲击流体，能够利用于岩石的采样工作中，本装置能够适用于岩石采样、岩石破碎、岩石钻孔的多方面高效破碎工作，且操作简单，在钻孔操作中，超临界二氧化碳与少量碎石能够通过排渣槽503溢出，避免孔内流体充斥满的状况下影响到钻孔操作的顺畅性，滑动遮挡壳体502能够将喷射出的超临界二氧化碳以及冲击破碎的岩石颗粒进行多方向隔绝，能够避免溅射造成的误伤附近工作人员的现象。
24.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
25.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。