本發(fā)明屬于爆破工程，具體涉及一種基于電解水生成氣體的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)膨脹力發(fā)生裝置。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)有的技術(shù)中，產(chǎn)生強(qiáng)膨脹力的裝置通常依賴于化學(xué)爆炸物或液壓技術(shù)?；瘜W(xué)爆炸物雖然能產(chǎn)生強(qiáng)大的膨脹力，但其使用受到嚴(yán)格的安全和法規(guī)限制，且存在較高的風(fēng)險(xiǎn)。液壓裝置則需要復(fù)雜的儲(chǔ)存和釋放系統(tǒng)和傳動(dòng)裝置等，且膨脹力降低，且難以實(shí)現(xiàn)小型化。

2、為了解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中也有一些小型化的機(jī)械裝置或膨脹性化學(xué)材料。這些機(jī)械裝置通常只能產(chǎn)生有限的膨脹力，難以滿足高強(qiáng)度膨脹力的需求，而膨脹性化學(xué)材料如生石灰，操作復(fù)雜、對(duì)施工人員的健康和環(huán)境有一定危害。因此，開發(fā)一種能夠在狹小空間內(nèi)快速、安全、可控地產(chǎn)生強(qiáng)膨脹力的裝置具有重要的實(shí)際意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種基于電解水生成氣體的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)膨脹力發(fā)生裝置，該裝置通過電解水溶液產(chǎn)生氫氣和氧氣產(chǎn)生靜態(tài)膨脹力，并可利用電火花點(diǎn)火頭點(diǎn)燃?xì)怏w產(chǎn)生瞬間膨脹力，從而實(shí)現(xiàn)快速、強(qiáng)力、可控的膨脹效果。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種基于電解水生成氣體的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)膨脹力發(fā)生裝置，包括直流電源和一端開口的薄壁容器，薄壁容器內(nèi)部設(shè)有空腔，薄壁容器的開口端設(shè)有容器密封頭，容器密封頭與空腔形成密閉反應(yīng)室，電解質(zhì)溶液分布在反應(yīng)室內(nèi)，反應(yīng)室內(nèi)還設(shè)有電火花點(diǎn)火頭和正負(fù)固態(tài)電極，所述薄壁容器被放置的使，正負(fù)固態(tài)電極(5)部分或全部浸在電解質(zhì)溶液內(nèi)部時(shí)，電火花點(diǎn)火頭與電解質(zhì)溶液不接觸，正負(fù)固態(tài)電極和電火花點(diǎn)火頭均與直流電源連接，薄壁容器為彈性材料可膨脹變大。

3、所述薄壁容器外部設(shè)有將薄壁容器包裹起來的快速固化密封膠，快速固化密封膠采用膨脹水泥材料。

4、所述正負(fù)固態(tài)電極和電火花點(diǎn)火頭均通過導(dǎo)線與直流電源連接。

5、所述薄壁容器膨脹時(shí)，膨脹后最大容積至少為原有容積的2倍。

6、電解質(zhì)溶液的體積占薄壁容器容積的比例為10％～95％，，電解質(zhì)溶液中的電解質(zhì)為易溶于水的碳酸鹽、硫酸鹽、醋酸鹽、草酸鹽中的一種或幾種，溶液進(jìn)行電解反應(yīng)時(shí)僅產(chǎn)生氫氣和氧氣。

7、所述容器密封頭采用塑料制成。

8、所述浮漂為耐腐蝕絕緣高分子材料制成，電解質(zhì)溶液上部漂浮有浮漂，浮漂頂部固定有電火花點(diǎn)火頭，浮漂漂浮在電解質(zhì)溶液表面時(shí)，其至少30％的體積始終露出液面

9、所述正負(fù)固態(tài)電極為惰性電極。

10、所述電火花點(diǎn)火頭采用抗氧化且耐腐蝕的合金制成。

11、所述直流電源1的電壓可調(diào)供電電壓范圍為1v至100000v之間，進(jìn)行電解反應(yīng)時(shí)供電電壓為正負(fù)固態(tài)電極和電火花點(diǎn)火頭可接受的低電壓，且此時(shí)電火花點(diǎn)火頭表面溫度不超過500攝氏度，進(jìn)行氣體點(diǎn)燃反應(yīng)時(shí)，供電電壓為正負(fù)固態(tài)電極和電火花點(diǎn)火頭可接受的高電壓，電火花點(diǎn)火頭溫度可超過500攝氏度。

12、本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：通過電壓調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)可控的膨脹力，避免使用化學(xué)爆炸物，能有效降低安全風(fēng)險(xiǎn)，利用電解水產(chǎn)生的氫氣和氧氣，結(jié)合電火花點(diǎn)火頭點(diǎn)燃，產(chǎn)生高溫高壓，可提供強(qiáng)大的膨脹力，操作簡(jiǎn)單，易于控制。

技術(shù)特征：

1.一種基于電解水生成氣體的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)膨脹力發(fā)生裝置，包括直流電源(1)和一端開口的薄壁容器(2)，其特征在于，薄壁容器(2)為彈性材料，可膨脹變大，薄壁容器(2)內(nèi)部設(shè)有空腔(8)，薄壁容器(2)的開口端設(shè)有容器密封頭(3)，容器密封頭(3)與空腔(8)形成密閉反應(yīng)室，電解質(zhì)溶液(4)分布在反應(yīng)室內(nèi)，反應(yīng)室內(nèi)還設(shè)有電火花點(diǎn)火頭(6)和正負(fù)固態(tài)電極(5)，所述薄壁容器(2)被放置的使，正負(fù)固態(tài)電極(5)部分或全部浸在電解質(zhì)溶液(4)內(nèi)部時(shí)，電火花點(diǎn)火頭(6)與電解質(zhì)溶液(4)不接觸，正負(fù)固態(tài)電極(5)和電火花點(diǎn)火頭(6)均與直流電源(1)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)生裝置，其特征在于，所述薄壁容器(2)外部設(shè)有將薄壁容器(2)包裹起來的快速固化密封膠(10)，快速固化密封膠(10)采用膨脹水泥材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)生裝置，所述正負(fù)固態(tài)電極(5)和電火花點(diǎn)火頭(6)均通過導(dǎo)線(9)與直流電源(1)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)生裝置，其特征在于，所述薄壁容器(2)膨脹時(shí)，膨脹后最大容積至少為原有容積的2倍。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)生裝置，其特征在于，所述電解質(zhì)溶液(4)的體積占薄壁容器(2)容積的比例為10％～95％，電解質(zhì)溶液(4)中的電解質(zhì)為易溶于水的碳酸鹽、硫酸鹽、醋酸鹽、草酸鹽中的一種或幾種，溶液進(jìn)行電解反應(yīng)時(shí)僅產(chǎn)生氫氣和氧氣。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)生裝置，其特征在于，所述容器密封頭(3)采用塑料制成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)生裝置，其特征在于，所述電解質(zhì)溶液(4)上部漂浮有浮漂(7)，浮漂(7)頂部固定有電火花點(diǎn)火頭(6)，浮漂(7)為耐腐蝕絕緣高分子材料制成，浮漂(7)漂浮在電解質(zhì)溶液(4)表面時(shí)，其至少30％的體積始終露出液面。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)生裝置，其特征在于，所述正負(fù)固態(tài)電極(5)為惰性電極。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)生裝置，其特征在于，所述電火花點(diǎn)火頭(6)采用抗氧化且耐腐蝕的合金制成。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)生裝置，其特征在于，所述直流電源(1)的電壓可調(diào)供電電壓范圍為1v至100000v之間，進(jìn)行電解反應(yīng)時(shí)供電電壓為正負(fù)固態(tài)電極(5)和電火花點(diǎn)火頭(6)可接受的低電壓，且此時(shí)電火花點(diǎn)火頭表面溫度不超過500攝氏度，進(jìn)行加熱反應(yīng)時(shí)，供電電壓為正負(fù)固態(tài)電極(5)和電火花點(diǎn)火頭(6)可接受的高電壓，電火花點(diǎn)火頭溫度可超過500攝氏度。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公布了一種基于電解水生成氣體的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)膨脹力發(fā)生裝置，包括直流電源和薄壁容器，薄壁容器內(nèi)部設(shè)有空腔，薄壁容器一端設(shè)有容器密封頭，容器密封頭與空腔形成密閉反應(yīng)室，電解質(zhì)溶液分布在反應(yīng)室內(nèi)，電解質(zhì)溶液內(nèi)部浸有正負(fù)固態(tài)電極，反應(yīng)室內(nèi)還設(shè)有電火花點(diǎn)火頭，所述電火花點(diǎn)火頭與電解質(zhì)溶液不接觸，正負(fù)固態(tài)電極和電火花點(diǎn)火頭均與直流電源連接，薄壁容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)時(shí)，其內(nèi)部容積可膨脹變大。本發(fā)明利用電解水產(chǎn)生的氫氣和氧氣，結(jié)合電火花點(diǎn)火頭點(diǎn)燃，能提供較大的膨脹力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于控制。

技術(shù)研發(fā)人員：孫金山,孫齊岳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江漢大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15