CN101354140A - 燃爆试验用大电流点火装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃爆试验用大电流点火装置，该点火装置包括一火花塞，火花塞上端设有两个电极，一电极与火花塞连接，另一电极与火花塞绝缘并穿出火花塞下端，并均与电源相连，两电极的上端之间还设有一熔丝，熔丝的两端分别与两电极相连接。该点火装置采用了适于低压大电流溶化并汽化的低压熔丝，不但能够消除高压点火带来的安全隐患，提高了安全性，而且产生的火焰能量基本恒定，保证了试验的重复性。另外，采用调整电路，不但能够为熔丝提供不同的低电压，用以模拟不同的试验条件，而且还能够通过电容蓄电来避免受电源的影响，从而提高了试验的稳定性。

Description

燃爆试验用大电流点火装置

技术领域

本发明涉及易燃易爆物的试验设备，更具体地说，涉及一种燃爆试验用大电流点火装置，该点火装置使用较为安全、稳定。

背景技术

由于危险性化学品中的易燃易爆物(如爆炸品、自反应物或有机过氧化物)在储存和运输过程中，极容易发生自燃或爆炸，因此，需要对该类易燃易爆物进行燃爆试验，从而检测燃爆的时间和压力，确定该物品在封闭条件下点火的效应和传播燃爆的能力。根据联合国《关于危险货物运输的建议书》的试验和标准手册(4th)的11.6.1试验1(c)、12.6.1试验2(c)和23.4.1试验C.1中的有关规定，请参阅图1所示，用于该类试验的燃爆试验用点火装置10包括本体11、夹持塞12、侧臂管13和火花塞14，本体11为一圆柱形钢制压力容器，本体11的上、下两端开口，内部为空腔体，本体11上端设有铝制防爆盘111，通过夹持塞12的下端顶入本体11内并与本体11压紧密封；侧臂管13横向设于本体11一侧，一端与本体11内腔连接相通，另一端用于设置压力传感器；火花塞14设于本体11下端，请结合图2～5所示，火花塞14上端设有两个电极接头141，一个电极接头141与火花塞14绝缘，另一个电极接头141与火花塞14连接并接地；电极接头141上还设有一个低压雷管中常用的电引信头15，电引信头15通过黄铜触头151分别与两电极接头141相连接；电引信头15上还设有方形亚麻布16，亚麻布16中心穿孔并套于电引信头15上，再折叠将电引信头15包于其中，并通过细棉线扎紧。如果试验样品为液体，可将电引信头15的黄铜触头151穿过硅橡胶管后连接到点火塞的电极接头141上，而亚麻布16包裹电引信头15后，采用一块聚氯乙稀薄膜或等效物再裹一层，避免浸湿失效。试验时，只需将所需试验的样品装入本体11内部，然后将该点火装置10设于点火支撑架上，使防爆盘111朝下，并将点火塞连接至点火机，从而进行点火引燃亚麻布16，进而引爆样品，通过压力传感器测试压力并记录下时间等数据。但是，在该试验过程中，样品发生爆炸很容易造成火花塞14的损坏，从而严重破坏了该本体11的密封性，影响了试验的精确性，必须经常更换火花塞14，然而该火花塞14在市场上并无销售，需要特殊制作，而电引信头15属于火工品，虽可购买到，但对运输和存储有着较高的要求。在安装电引信头15时，必须通过焊接或在电极接头141上钻孔穿线的方式来连接，因此，不但增加了试验操作的难度以及工作量，还增加了试验成本。另外，该点火装置在进行点火时，产生的高压脉冲对传感器有一定影响，会造成传感器输出信号波形不稳定。

针对上述缺点，本申请人曾对火花塞进行了相应的改进，请参阅图6所示，改进后的火花塞24上端设有两个电极241a、241b，一为接地电极241a，与火花塞24连接并接地；另一为高压电极241b，与火花塞24绝缘并穿出火花塞24底部；两电极241a、241b上端之间还连接设有亚麻布卷25。使用时，将高压电源加载在两电极241a、241b上，使电极241a、241b之间瞬间产生电弧来点燃亚麻布卷25。虽然采用该火花塞24能够克服前者的缺点，但是由于其必须通过高压(高达7500V)才能点燃，而高压点燃存在着较大的安全隐患，易对操作人员以及设备造成严重的影响，并且点燃时还易受外部电源的影响，一旦发生电源电压波动或跳闸，将无法保证产生稳定的电弧，影响亚麻布卷25的点燃，导致试验的稳定性大大降低。

因此，迫切需要一种既安全又稳定的点火装置用以克服上述缺点。

发明内容

针对现有技术中存在的不安全、易造成人员、设备损害以及易受电源不稳定影响的缺点，本发明的目的是提供一种燃爆试验用大电流点火装置，该点火装置能够适于低压大电流点火，从而消除安全隐患，提高试验的稳定性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

该燃爆试验用大电流点火装置包括一火花塞，火花塞上端设有两个电极，一电极与火花塞连接，另一电极与火花塞绝缘并穿出火花塞下端，并且两电极与电源相连，所述的两电极的上端之间还设有一熔丝，熔丝的两端分别与两电极相连接。

所述的熔丝为低压熔丝，其两端分别绕接于两电极上。

所述的两电极与电源之间还设有一调压电路，调压电路的输入端与电源相连，输出端与两电极相连。

所述的调压电路包括调压变压器、整流器和双掷开关，调压变压器的输入端与电源相连，调压变压器的调压端与整流器相连，整流器的输出端与双掷开关并联并通过两电极连接至熔丝。

所述的整流器与双掷开关之间还依次并联有第一指示灯、第二指示灯、电压表和数个电容，并且在第一指示灯与第二指示灯的并联端之间还设有一指示开关。

所述的低压熔丝为铜丝。

所述的熔丝的直径为0.10～0.15毫米。

所述的调压电路的调压范围为0～250VDC。在上述技术方案中，本发明的燃爆试验用大电流点火装置包括一火花塞，火花塞上端设有两个电极，一电极与火花塞连接，另一电极与火花塞绝缘并穿出火花塞下端，并均与电源相连，两电极的上端之间还设有一熔丝，熔丝的两端分别与两电极相连接。该点火装置采用了适于低压大电流溶化并汽化的低压熔丝，不但能够消除高压点火带来的安全隐患，提高了安全性，而且产生的火焰能量基本恒定，保证了试验的重复性。另外，采用调整电路，不但能够为熔丝提供不同的低电压，用以模拟不同的试验条件，而且还能够通过电容蓄电来避免受电源的影响，从而提高了试验的稳定性。

附图说明

图1是现有技术的一种燃爆试验用点火装置的结构剖视示意图；

图2是图1中所示点火装置的火花塞的结构示意图；

图3是图1所示点火装置的电引信头的结构示意图；

图4是图1所示点火装置的亚麻布的结构示意图；

图5是图4所示的亚麻布套在电引信头上的状态示意图；

图6是现有技术的另一种火花塞的结构剖视示意图；

图7是本发明的燃爆试验用大电流点火装置的结构剖视示意图；

图8是图7所示的点火装置的火花塞的结构示意图；

图9是本发明的点火装置的调压电路的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

请参阅图7所示，本发明的燃爆试验用大电流点火装置30同样也包括本体31、夹持塞32、侧臂管33和火花塞34，本体31为一圆柱形钢制压力容器，本体31的上、下两端开口，内部为空腔体，本体31上端设有铝制防爆盘311和铅制垫圈；夹持塞32的下端伸入本体31上端，并将铝制防爆盘311和铅制垫圈顶入本体31内与本体31压紧密封；侧臂管33为空心管，一端与本体31侧壁连接固定，并与本体31内部相通，此连通处距安装夹持塞32的上端开口较近，而距安装火花塞34的下端开口较远；侧臂管33的另一端设置压力传感器(图中未示出)，并可通过侧臂管33的内螺纹331配合固定；火花塞34上端设有两个电极341a、341b，其中一电极341a与火花塞34连接并接地，而另一电极341b通过火花塞34内的绝缘层与火花塞34相绝缘，并穿出火花塞34下端，两个电极341a、341b均与外部低压电源相连，火花塞34上端伸入本体31下端，并通过螺纹配合与本体31连接固定。不同的是，请结合图8所示，在两电极341a、341b的上端之间还设有一熔丝35，熔丝35的两端分别与两电极341a、341b相连接。该熔丝35采用低压熔丝(加载低压可熔断的金属丝)，如铜丝、金丝、银丝、铂丝、钨丝等，其中，以铜丝为最佳，该熔丝35的直径为0.10～0.15毫米，并且熔丝35的两端通过绕置于两电极341a、341b上，从而与两电极341a、341b连接紧密。

请结合图9所示，作为一个实施例，在该点火装置30的两电极341a、341b与外部电源之间还设有一调压电路36，调压电路36的输入端与电源相连，输出端与两电极341a、341b相连。该调压电路36包括调压变压器T、整流器DZ和双掷开关S1，调压变压器T可选用自耦变压器，其输入端与电源相连，其调压端则与整流器DZ相连，整流器DZ为一硅整流桥DZ，其输出端与双掷开关S1并联并通过两电极341a、341b连接至熔丝35。整流器DZ与双掷开关S1之间还依次并联有第一指示灯L1、第二指示灯L2、电压表V和数个电容，电容的数量可以为一个、两个或多个，图9中所示的电容的数量为两个，分别为C1、C2，并且在第一指示灯L1与第二指示灯L2的并联端之间还设有一指示开关S2，在整流器DZ与第一指示灯L1之间还设有一限流电阻R，图9中的F为保险丝。该调压电路36的调压范围为0～250VDC(即调压变压器T的调压范围)，作为一实施例，该调压电路36的输出电流≥20A，此大电流适用于铜丝的熔断。

该调压电路36的工作原理如下：当接通外部电源而S2打开时，L1常亮，表示外部电源接通；然后通过调压变压器T进行调节，产生一个0～250V的直流电压，而输出电流则大于或等于20A，此时闭合S2，L2亮，并且电容C1、C2开始蓄电，此时观察电压表V读数，直至电压表V读数与调节的输出电压相同时，即电容C1、C2充电完成，最后断开S2，闭合S1，使直流电源通过两电极341a、341b加载到熔丝35上进行点火。若点火时突然发生电源电压波动或跳闸时，由于电容C1、C2已蓄电，因此能够为熔丝35提供稳定的电压，提高试验的稳定性。

下面，举例说明该点火装置30的具体使用过程：先剪下一段直径0.14mm的铜丝作为熔丝，并将该熔丝35的两端分别绕接在两电极341a、341b上；再将火花塞34旋入本体31内，并将压力传感器安装在侧臂管33一端，然后将5.0克偶氮二甲酰胺的试验样品放置本体31内腔，再将铅制垫圈和铝制防爆盘311安装在本体31上端，通过夹持塞32的下端伸入本体31上端并顶紧固定；然后将该点火装置30设于点火支撑架上，并置于防爆通风橱内；最后将火花塞34的两个电极341a、341b连接至调整电路，并接通电源。此时调节调压变压器T，并观察电容C1、C2的充电电压，当电压读数在250VDC附近时，断开S2，闭合S1，使调整电路36输出的直流电压直接加载在熔丝35上，使该熔丝35(铜丝)在瞬间熔化并汽化，从而产生一束高温火焰成为试验的点火源，随即引爆本体31内部的试验样品，最后记录下压力传感器检测的压力信号。该检测结果表明，本体31内的压力超过了2070kPa，完全满足试验要求，并且本体31内的压力从690kPa升至2070kPa的时间为69ms，该试验说明，被试验的偶氮二甲酰胺在封闭条件下传播燃爆的能力为“是，很慢”，与有关文献中记载的结果相一致。

本发明的点火装置30由于采用熔丝35作为点火源，只需加载低压电源即可点燃，不但大大提高了安全性，而且其在一定电压范围内所产生的火焰能量基本恒定，保证了试验的重复性，并且该熔丝35的安装十分简单，成本也很低廉；另外，采用调压电路36不但能够为熔丝35提供不同的低电压，用以模拟不同条件的试验，而且还能够通过电容蓄电来避免受电源的影响，从而也提高了试验的稳定性。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (8)

1.一种燃爆试验用大电流点火装置，该点火装置包括一火花塞，火花塞上端设有两个电极，一电极与火花塞连接，另一电极与火花塞绝缘并穿出火花塞下端，并且两电极与电源相连，其特征在于：

所述的两电极的上端之间还设有一熔丝，熔丝的两端分别与两电极相连接。

2.如权利要求1所述的燃爆试验用大电流点火装置，其特征在于：

所述的熔丝为低压熔丝，其两端分别绕接于两电极上。

3.如权利要求1所述的燃爆试验用大电流点火装置，其特征在于：

所述的两电极与电源之间还设有一调压电路，调压电路的输入端与电源相连，输出端与两电极相连。

4.如权利要求3所述的燃爆试验用大电流点火装置，其特征在于：

所述的调压电路包括调压变压器、整流器和双掷开关，调压变压器的输入端与电源相连，调压变压器的调压端与整流器相连，整流器的输出端与双掷开关并联并通过两电极连接至熔丝。

5.如权利要求4所述的燃爆试验用大电流点火装置，其特征在于：

所述的整流器与双掷开关之间还依次并联有第一指示灯、第二指示灯、电压表和数个电容，并且在第一指示灯与第二指示灯的并联端之间还设有一指示开关。

6.如权利要求2所述的燃爆试验用大电流点火装置，其特征在于：

所述的低压熔丝为铜丝。

7.如权利要求1或2或6所述的燃爆试验用大电流点火装置，其特征在于：

所述的熔丝的直径为0.10～0.15毫米。

8.如权利要求3至5中的任一项所述的燃爆试验用大电流点火装置，其特征在于：

所述的调压电路的调压范围为0～250VDC。

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