本实用新型属于土木工程地下爆破施工领域及本安型爆破压裂模拟实验教学领域，尤其涉及一种封闭环境干冰粉加热控温装置。
背景技术：
压裂技术作为一种使岩体破碎的技术，在采矿工程、隧道工程和水利水电工程等领域得到广泛应用。70年来，压裂技术得到了高速发展，目前常用的压裂技术包含水力压裂技术、高能气体压裂技术、co2相变压裂技术等。
co2相变膨胀致裂技术相比于其他几种压裂技术，优点在于震感微弱，噪音小，只需将材料放于密封器中，无需设备辅助，简化压裂工序，操作简便效率较高，且干冰粉易于填装运输，更加安全，不会出现燃烧、爆燃甚至爆炸等状况。传统的co2相变膨胀致裂技术是通过压缩灌装机将液态co2压缩后灌装入特制膨胀管内，膨胀管内具有发热装置，通过加热使液态co2在极短的时间内转变成气态，从而达到使岩体破裂的效果。但这种技术由于膨胀管材料强度不够、发热装置易摩擦、产生静电，施工时常常发生安全事故，如炸管、飞管等。
专利cn106437709公开了一种干冰二氧化碳致裂装置，干冰致裂器包括储冰管，所述储冰管两端封墙，所述储冰管中穿设有一根发热管，所述发热管中填充有发热剂，所述发热管和储冰管之间的空腔用于填充干冰，所述发热管还通过引爆线路与起爆装置连接，所述储冰管材料的抗拉强度小于l0mpa。该装置通过发热剂将瞬间将干冰升华，产生冲击力和膨胀力，但发热剂产生的热量不够，使干冰挥发较慢，会延长爆破施工时间，同时，干冰粉挥发不完全，产生的内压强不足，导致爆破效果不佳。
技术实现要素：
本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种封闭环境干冰粉加热控温装置，解决了干冰粉挥发速率较慢，挥发不完全导致致裂管内部压强不足，爆破力度较小，不足以将被爆岩体炸开的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种封闭环境干冰粉加热控温装置，包括壳体、自限温电伴热带、起爆器、电阻丝激发装置、导线；所述自限温电伴热带放置于所述壳体内部，所述自限温电伴热带的两根导线穿过壳体的上部与外部电源相连；所述壳体内部还设有电阻丝激发装置，所述电阻丝激发装置的两根导线穿过壳体的上部与所述起爆装置相连；所述壳体的上部设有一活动开盖；所述壳体与所述自限温电伴热带、所述电阻丝激发装置之间的空隙用于填充干冰粉。
为了解决干冰粉挥发速率较慢，挥发不完全导致致裂管内部压强不足，爆破力度较小，不足以将被爆岩体炸开的问题，本装置通过在壳体内部设置自限温电伴热带和电阻丝激发装置，自限温电伴热带能随周围环境温度变化自动调节输出功率，通过自限温电伴热带将干冰的温度加热至环境所需要的引爆温度，再点燃电阻丝激发装置，实现爆破。
进一步地，所述起爆装置为电起爆器。电起爆器为chtf-1、ld-1000型、ld-800型、ld-500型、ld-300型、ld-2000型、ld-3000型中的任意一种。
进一步地，所述壳体外层还设有隔热材料，防止壳体内部热量散失。
进一步地，所述隔热材料为硅酸铝纸。
进一步地，所述活动开盖上设有多个开孔，所述开孔用于所述导线穿过。
进一步地，所述开孔上还设有密封塞。在设置好自限温电伴热带和电阻丝激发装置后，关闭活动开盖，用密封塞堵住开孔，防止气化后的干冰泄露。
进一步地，所述活动开盖上端还设有密封层。
进一步地，所述密封层为速干水泥。
进一步地，所述隔热材料和混凝土试块之间还设有石膏，石膏能提高壳体的抗压能力。
所述自限温电伴热带本身能随周围环境温度变化自动调节输出功率，即环境温度较低时其以较大功率加热，环境温度较高时以较小功率加热，加快干冰粉挥发速率，该方式使用安全，在环境温度达到限定值后不会继续升高，保证了压裂管内的二氧化碳压强低于临界值，从而实现密封环境内安全快速加热干冰粉的功能。
所述自限温电伴热带最低工作温度可达-50℃，最高温度可达135℃，适用于各种环境下岩石或混凝土的爆破。
一种封闭环境干冰粉加热控温装置的使用方法：
s1：在混凝土试块中设计孔径并钻孔，竖直插入壳体，并在壳体外壁套一层隔热材料；
s2：向壳体内加入电阻丝激发装置，电阻丝激发装置上的两根导线连接电起爆器，再加入自限温电伴热带，自限温电伴热带的两个导线连接外部电源；
s3：向壳体内注入干冰粉；关闭活动开盖，用密封塞堵住活动开盖上的开孔；
s4：向隔热材料和混凝土之间注入石膏，提高壳体的耐压能力；5分钟后，再在活动开盖上采用密封层封堵；
s5：启动电源，自限温电伴热带开始放热，闷压30分钟；
s6：检查电路，启动起爆装置，电阻丝激发装置产生火花，起爆。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本装置中设置自限温电伴热带装置，可提高密封环境内干冰粉挥发速率，缩短时间；同时可自动限制加热时的最高温度，防止温度过高，压强过大使壳体炸裂；低温状态下可快速启动且发热均匀，安全可靠，操作简便。
2、本装置中设置电阻丝激发装置，产生火花，能够快速的引爆壳体内部的干冰粉，爆破力大。
附图说明
图1为实施例1的结构示意图；
图2为实施例2的结构示意图；
图中：1、导线；2、壳体；3、干冰粉；4、自限温电伴热带；5、隔热材料；6、密封层；7、活动开盖；8、混凝土试块；9、电源；10、起爆装置；11、电阻丝激发装置；12、石膏。
具体实施方式
下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
一种封闭环境干冰粉加热控温装置，包括壳体2、自限温电伴热带4、起爆装置10、电阻丝激发装置11、导线1；所述自限温电伴热带4放置于所述壳体2内部，所述自限温电伴热带4的两根导线1穿过壳体2的上部与外部电源9相连；所述壳体2内部还设有电阻丝激发装置11，所述电阻丝激发装置11的两根导线1穿过壳体2的上部与所述起爆装置10相连；所述壳体2与所述自限温电伴热带4、所述电阻丝激发装置11之间的空隙用于填充干冰粉3；所述起爆装置10为电起爆器。
实施例2
一种封闭环境干冰粉加热控温装置，包括壳体2、自限温电伴热带4、起爆装置10、电阻丝激发装置11、导线1；所述自限温电伴热带4放置于所述壳体2内部，所述自限温电伴热带4的两根导线1穿过壳体2的上部与外部电源9相连；所述壳体2内部还设有电阻丝激发装置11，所述电阻丝激发装置11的两根导线1穿过壳体2的上部与所述起爆装置10电起爆器相连；所述壳体2与所述自限温电伴热带4、所述电阻丝激发装置11之间的空隙用于填充干冰粉3；在壳体2外层还设有隔热材料5硅酸铝纸，防止壳体内部热量散失；所述隔热材料5和混凝土试块8之间还设有石膏12；在所述壳体的上部设有一活动开盖7，所述活动开盖7上设有多个开孔，所述开孔用于所述导线穿过，所述开孔上还设有密封塞；所述活动开盖7上端还设有密封层6，所述密封层6为速干水泥。
一种封闭环境干冰粉加热控温装置的使用方法：
s1：在混凝土试块8中设计孔径并钻孔；竖直插入壳体，并在壳体2外壁套一层隔热材料；
s2：向壳体内加入电阻丝激发装置11，电阻丝激发装置11上的两根导线连接电起爆器，再加入自限温电伴热带4，自限温电伴热带4的两个导线连接外部电源；
s3：向壳体内注入干冰粉3；关闭活动开盖7，用密封塞堵住活动开盖上的开孔；
s4：向隔热材料和混凝土之间注入石膏12，提高壳体的耐压能力；5分钟后，再在活动开盖上采用速干水泥密封封堵；
s5：启动电源9，自限温电伴热带4开始放热，闷压30分钟；
s6：检查电路，启动起爆装置10，电阻丝激发装置11产生火花，起爆。
本装置能够达到较为理想的加热控温效果，安全可靠、易于操作。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
1.一种封闭环境干冰粉加热控温装置，其特征在于：包括壳体(2)、自限温电伴热带(4)、起爆装置(10)、电阻丝激发装置(11)、导线(1)；所述自限温电伴热带(4)放置于所述壳体(2)内部，所述自限温电伴热带(4)的两根导线(1)穿过壳体(2)上部与外部电源(9)相连；所述壳体(2)内部还设有电阻丝激发装置(11)，所述电阻丝激发装置(11)的两根导线穿过壳体(2)的上部与所述起爆装置(10)相连；所述壳体(2)的上部设有一活动开盖(7)；所述壳体(2)与所述自限温电伴热带(4)、所述电阻丝激发装置(11)之间的空隙填充干冰粉(3)。
2.如权利要求1所述的一种封闭环境干冰粉加热控温装置，其特征在于：所述起爆装置(10)为电起爆器。
3.如权利要求1所述的一种封闭环境干冰粉加热控温装置，其特征在于：所述壳体(2)外层还设有隔热材料(5)。
4.如权利要求3所述的一种封闭环境干冰粉加热控温装置，其特征在于：所述隔热材料(5)为硅酸铝纸。
5.如权利要求1所述的一种封闭环境干冰粉加热控温装置，其特征在于：所述活动开盖(7)上设有多个开孔，所述开孔用于所述导线穿过。
6.如权利要求5所述的一种封闭环境干冰粉加热控温装置，其特征在于：所述开孔上还设有密封塞。
7.如权利要求1所述的一种封闭环境干冰粉加热控温装置，其特征在于：所述活动开盖(7)上端还设有密封层(6)。
8.如权利要求7所述的一种封闭环境干冰粉加热控温装置，其特征在于：所述密封层(6)为速干水泥。
9.如权利要求3所述的一种封闭环境干冰粉加热控温装置，其特征在于：所述隔热材料和混凝土试块(8)之间还设有石膏(12)。
技术总结