专利摘要

一种工程岩体孔内致裂用大功率低损耗微波同轴传输线，采用组合式结构，包括输入端同轴线、中间段同轴线及输出端同轴线，输入端同轴线通过若干串联的中间段同轴线与输出端同轴线相连。输入端同轴线包括输入端内导体、外导体、微波输入接头、微波输出接头及导体支撑盘；中间段同轴线包括中间段内导体、外导体、微波输入接头、微波输出接头及导体支撑盘；输出端同轴线包括输出端内导体、外导体、微波输入接头、微波输出接头、前导体支撑盘及后导体支撑盘；输入端微波输出接头上设有干冷气体接入口，中间段导体支撑盘及输出端前导体支撑盘上设有干冷气体通过孔，输出端微波输出接头上设有干冷气体排出口。本发明功率容量高，远距离传输能量损耗小。

权利要求

1.工程岩体孔内致裂用远距离大功率低损耗微波同轴传输线，其特征在于：采用组合式结构，包括输入端同轴线、中间段同轴线及输出端同轴线，所述输入端同轴线通过若干串联的中间段同轴线与输出端同轴线相连；

所述输入端同轴线包括输入端内导体、输入端外导体、输入端微波输入接头、输入端微波输出接头及输入端支撑盘；所述输入端内导体为实心圆柱体结构或空心圆柱体结构，所述输入端外导体为圆柱筒形结构，输入端外导体同轴套装在输入端内导体外侧；所述输入端微波输入接头同轴固连在输入端外导体的前端筒口，所述输入端支撑盘固装在输入端内导体与输入端微波输入接头之间，通过输入端支撑盘维持输入端内导体与输入端外导体的同轴状态；所述输入端微波输出接头同轴固连在输入端外导体的后端筒口；

所述中间段同轴线包括中间段内导体、中间段外导体、中间段微波输入接头、中间段微波输出接头及中间段支撑盘；所述中间段内导体为实心圆柱体结构或空心圆柱体结构，所述中间段外导体为圆柱筒形结构，中间段外导体同轴套装在中间段内导体外侧；所述中间段微波输入接头同轴固连在中间段外导体的前端筒口，所述中间段支撑盘固装在中间段内导体与中间段微波输入接头之间，通过中间段支撑盘维持中间段内导体与中间段外导体的同轴状态；所述中间段微波输出接头同轴固连在中间段外导体的后端筒口；所述中间段微波输入接头与输入端微波输出接头同轴螺纹连接配合，或者与相邻中间段同轴线的中间段微波输出接头同轴螺纹连接配合；

所述输出端同轴线包括输出端内导体、输出端外导体、输出端微波输入接头、输出端微波输出接头、输出端前支撑盘及输出端后支撑盘；所述输出端内导体为实心圆柱体结构或空心圆柱体结构，所述输出端外导体为圆柱筒形结构，输出端外导体同轴套装在输出端内导体外侧；所述输出端微波输入接头同轴固连在输出端外导体的前端筒口，所述输出端前支撑盘固装在输出端内导体与输出端微波输入接头之间；所述输出端微波输出接头同轴固连在输出端外导体的后端筒口，所述输出端后支撑盘固装在输出端内导体与输出端微波输出接头之间；通过所述输出端前支撑盘及输出端后支撑盘维持输出端内导体与输出端外导体的同轴状态；所述输出端微波输入接头与中间段微波输出接头同轴螺纹连接配合；

在所述输入端微波输出接头上开设有干冷气体接入口，在所述中间段支撑盘及输出端前支撑盘上开设有若干干冷气体通过孔，在所述输出端微波输出接头上开设有若干干冷气体排出口；

所述输入端支撑盘、中间段支撑盘、输出端前支撑盘及输出端后支撑盘均采用透波材料制成；

在所述输入端外导体、中间段外导体、输出端外导体的内表面和输入端内导体、中间段内导体、输出端内导体的外表面涂镀一层低电阻率的材料。

2.根据权利要求1所述的工程岩体孔内致裂用远距离大功率低损耗微波同轴传输线，其特征在于：所述输入端内导体、输入端外导体、输入端微波输入接头、输入端微波输出接头、中间段内导体、中间段外导体、中间段微波输入接头、中间段微波输出接头、输出端内导体、输出端外导体、输出端微波输入接头及输出端微波输出接头均采用导电金属材料制成。

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程及采矿工程技术领域，特别是涉及一种工程岩体孔内致裂用大功率低损耗微波同轴传输线。

背景技术

微波辅助破岩技术是一种极具潜力的新兴破岩技术，在机械刀具切削岩石前，通过微波预先辐射致裂岩石，降低岩石的单轴压缩、抗拉和点荷载强度等力学特性，解决机械法破碎硬岩时刀具易磨损的问题，即可提高破岩效率，还可降低破岩成本。采用微波辅助致裂技术可对深部岩体进行有效的应力释放，在应力释放孔的基础上增加岩体预裂，这样在围岩内部造成一个破裂带，降低内部岩体应力和能量集中水平，从而有效降低极强岩爆的风险。

想要将微波辅助破岩技术应用到工程岩体进行孔内致裂，就必须采用大功率微波进行致裂，因此就必须要用到大功率微波致裂装置，同时还要拥有适合的微波同轴传输线才行。

但是，目前传统结构的微波同轴传输线无法满足大功率孔内致裂要求，其功率容量偏低且远距离传输时微波能量损耗大，而且微波同轴传输线的外径尺寸无法有效满足岩体孔尺寸要求，并且现场安装和拆卸也不方便。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种工程岩体孔内致裂用大功率低损耗微波同轴传输线，具有更高的功率容量，远距离传输时微波能量损耗小，能够有效满足大功率孔内致裂要求，并且方便现场安装和拆卸。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种工程岩体孔内致裂用大功率低损耗微波同轴传输线，采用组合式结构，包括输入端同轴线、中间段同轴线及输出端同轴线，所述输入端同轴线通过若干串联的中间段同轴线与输出端同轴线相连。

所述输入端同轴线包括输入端内导体、输入端外导体、输入端微波输入接头、输入端微波输出接头及输入端导体支撑盘；所述输入端内导体为实心圆柱体结构或空心圆柱体结构，所述输入端外导体为圆柱筒形结构，输入端外导体同轴套装在输入端内导体外侧；所述输入端微波输入接头同轴固连在输入端外导体的前端筒口，所述输入端导体支撑盘固装在输入端内导体与输入端微波输入接头之间，通过输入端导体支撑盘维持输入端内导体与输入端外导体的同轴状态；所述输入端微波输出接头同轴固连在输入端外导体的后端筒口。

所述中间段同轴线包括中间段内导体、中间段外导体、中间段微波输入接头、中间段微波输出接头及中间段导体支撑盘；所述中间段内导体为实心圆柱体结构或空心圆柱体结构，所述中间段外导体为圆柱筒形结构，中间段外导体同轴套装在中间段内导体外侧；所述中间段微波输入接头同轴固连在中间段外导体的前端筒口，所述中间段导体支撑盘固装在中间段内导体与中间段微波输入接头之间，通过中间段导体支撑盘维持中间段内导体与中间段外导体的同轴状态；所述中间段微波输出接头同轴固连在中间段外导体的后端筒口；所述中间段微波输入接头与输入端微波输出接头同轴螺纹连接配合，或者与相邻中间段同轴线的中间段微波输出接头同轴螺纹连接配合。

所述输出端同轴线包括输出端内导体、输出端外导体、输出端微波输入接头、输出端微波输出接头、输出端前导体支撑盘及输出端后导体支撑盘；所述输出端内导体为实心圆柱体结构或空心圆柱体结构，所述输出端外导体为圆柱筒形结构，输出端外导体同轴套装在输出端内导体外侧；所述输出端微波输入接头同轴固连在输出端外导体的前端筒口，所述输出端前导体支撑盘固装在输出端内导体与输出端微波输入接头之间；所述输出端微波输出接头同轴固连在输出端外导体的后端筒口，所述输出端后导体支撑盘固装在输出端内导体与输出端微波输出接头之间；通过所述输出端前导体支撑盘及输出端后导体支撑盘维持输出端内导体与输出端外导体的同轴状态；所述输出端微波输入接头与中间段微波输出接头同轴螺纹连接配合。

在所述输入端微波输出接头上开设有干冷气体接入口，在所述中间段导体支撑盘及输出端前导体支撑盘上开设有若干干冷气体通过孔，在所述输出端微波输出接头上开设有若干干冷气体排出口。

所述输入端内导体、输入端外导体、输入端微波输入接头、输入端微波输出接头、中间段内导体、中间段外导体、中间段微波输入接头、中间段微波输出接头、输出端内导体、输出端外导体、输出端微波输入接头及输出端微波输出接头均采用导电金属材料制成。

所述输入端导体支撑盘、中间段导体支撑盘、输出端前导体支撑盘及输出端后导体支撑盘均采用透波材料制成。

本发明的有益效果：

本发明的工程岩体孔内致裂用大功率低损耗微波同轴传输线，具有更高的功率容量，远距离传输时微波能量损耗小，能够有效满足大功率孔内致裂要求，并且方便现场安装和拆卸。

附图说明

图1为本发明的一种工程岩体孔内致裂用大功率低损耗微波同轴传输线的结构示意图；

图2为本发明的输入端同轴线的结构示意图；

图3为本发明的中间段同轴线的结构示意图；

图4为本发明的输出端同轴线的结构示意图；

图中，1—输入端同轴线，2—中间段同轴线，3—输出端同轴线，4—输入端内导体，5—输入端外导体，6—输入端微波输入接头，7—输入端微波输出接头，8—输入端导体支撑盘，9—中间段内导体，10—中间段外导体，11—中间段微波输入接头，12—中间段微波输出接头，13—中间段导体支撑盘，14—输出端内导体，15—输出端外导体，16—输出端微波输入接头，17—输出端微波输出接头，18—输出端前导体支撑盘，19—输出端后导体支撑盘，20—干冷气体接入口，21—干冷气体通过孔，22—干冷气体排出口，23—干冷气体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～4所示，一种工程岩体孔内致裂用大功率低损耗微波同轴传输线，采用组合式结构，包括输入端同轴线1、中间段同轴线2及输出端同轴线3，所述输入端同轴线1通过若干串联的中间段同轴线2与输出端同轴线3相连。

所述输入端同轴线1包括输入端内导体4、输入端外导体5、输入端微波输入接头6、输入端微波输出接头7及输入端导体支撑盘8；所述输入端内导体4为实心圆柱体结构或空心圆柱体结构，所述输入端外导体5为圆柱筒形结构，输入端外导体5同轴套装在输入端内导体4外侧；所述输入端微波输入接头6同轴固连在输入端外导体5的前端筒口，所述输入端导体支撑盘8固装在输入端内导体4与输入端微波输入接头6之间，通过输入端导体支撑盘8维持输入端内导体4与输入端外导体5的同轴状态；所述输入端微波输出接头7同轴固连在输入端外导体5的后端筒口。

所述中间段同轴线2包括中间段内导体9、中间段外导体10、中间段微波输入接头11、中间段微波输出接头12及中间段导体支撑盘13；所述中间段内导体9为实心圆柱体结构或空心圆柱体结构，所述中间段外导体10为圆柱筒形结构，中间段外导体10同轴套装在中间段内导体9外侧；所述中间段微波输入接头11同轴固连在中间段外导体10的前端筒口，所述中间段导体支撑盘13固装在中间段内导体9与中间段微波输入接头11之间，通过中间段导体支撑盘13维持中间段内导体9与中间段外导体10的同轴状态；所述中间段微波输出接头12同轴固连在中间段外导体10的后端筒口；所述中间段微波输入接头11与输入端微波输出接头7同轴螺纹连接配合，或者与相邻中间段同轴线2的中间段微波输出接头12同轴螺纹连接配合。

所述输出端同轴线3包括输出端内导体14、输出端外导体15、输出端微波输入接头16、输出端微波输出接头17、输出端前导体支撑盘18及输出端后导体支撑盘19；所述输出端内导体14为实心圆柱体结构或空心圆柱体结构，所述输出端外导体15为圆柱筒形结构，输出端外导体15同轴套装在输出端内导体14外侧；所述输出端微波输入接头16同轴固连在输出端外导体15的前端筒口，所述输出端前导体支撑盘18固装在输出端内导体14与输出端微波输入接头16之间；所述输出端微波输出接头17同轴固连在输出端外导体15的后端筒口，所述输出端后导体支撑盘19固装在输出端内导体14与输出端微波输出接头17之间；通过所述输出端前导体支撑盘18及输出端后导体支撑盘19维持输出端内导体14与输出端外导体15的同轴状态；所述输出端微波输入接头16与中间段微波输出接头12同轴螺纹连接配合。

在所述输入端微波输出接头7上开设有干冷气体接入口20，在所述中间段导体支撑盘13及输出端前导体支撑盘18上开设有若干干冷气体通过孔21，在所述输出端微波输出接头17上开设有若干干冷气体排出口22。

所述输入端内导体4、输入端外导体5、输入端微波输入接头6、输入端微波输出接头7、中间段内导体9、中间段外导体10、中间段微波输入接头11、中间段微波输出接头12、输出端内导体14、输出端外导体15、输出端微波输入接头16及输出端微波输出接头17均采用导电金属材料制成。本实施例中，导电金属材料选用铜。

所述输入端导体支撑盘8、中间段导体支撑盘13、输出端前导体支撑盘18及输出端后导体支撑盘19均采用透波材料制成。本实施例中，透波材料选用聚四氟乙烯。

为了进一步提高外导体与内导体之间的导电率，以进一步降低传输损耗，可以在外导体的内表面和内导体的外表面涂镀一层低电阻率的材料。

由于输入端同轴线1与中间段同轴线2之间、相邻中间段同轴线2之间、中间段同轴线2与输出端同轴线3之间均通过螺纹连接，保证了外导体与内导体之间的良好电接触，避免了因电接触不良导致的过多的能量损耗；同时采用螺纹连接方式也更加方便现场进行微波同轴传输线的拆卸和安装。

为了避免微波同轴传输线在传输大功率微波时产生高热，则通过干冷气体对微波同轴传输线进行实时冷却，防止高温对空气介质的传输特性产生不良影响。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

首先将分散状态的输入端同轴线1、中间段同轴线2及输出端同轴线3串联组装在一起，然后通过同轴转换器将输入端同轴线1与微波发生器连接在一起，同时将输出端同轴线3与微波加热器连接在一起；再将干冷气体接入口20与干冷机的气体输出口相接通。

启动微波发生器和干冷机。大功率微波首先通过同轴转换器传输至输入端同轴线1，再依次通过中间段同轴线2及输出端同轴线3传输至微波加热器，最终通过微波加热器向外辐射微波能量，辐射出的微波能量直接由岩体孔周围的岩石吸收，从而使岩体孔周围的岩石产生致裂。

在大功率微波传输过程中，由干冷机输出的干冷气体将依次通过输入端同轴线1、中间段同轴线2及输出端同轴线3，直至从干冷气体排出口22排出，通过干冷气体对微波同轴传输线进行实时冷却，防止高温对空气介质的传输特性产生不良影响。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

一种工程岩体孔内致裂用大功率低损耗微波同轴传输线专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。