CN102731233A - 一种模块化电子芯片及应用该电子芯片的电子雷管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及雷管制造技术，具体涉及一种模块化电子芯片及应用该电子芯片的电子雷管。模块化电子芯片包括设置在电路板上的电子芯片和两个长条电极，电极输入端与雷管外部起爆信号元件连接，输出端与桥丝连接，桥丝上固定有药头，电极中部设有由电绝缘材料构成的密封件，它将电极及所在部位的电路板完全包容固连成一体，其外周面与套装的雷管管壳的内孔表面和/或雷管管壳内金属帽的内腔表面匹配，卡口后紧密配合，使药头在密封空间内。本发明的电子雷管，其燃烧产生的能量被限制在较小的空间内，燃烧后产生的能量增大，能够更迅速地点燃激发药，并通过形成的高速运动飞片，迅速实现雷管的起爆；燃烧能量的增大有利于提高激发起爆雷管的起爆可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及火工品制造技术领域，尤其涉及雷管制造技术领域，具体涉及一种模块化电子芯片及应用该电子芯片的电子雷管。
背景技术
电子雷管技术发展迅速。电子雷管利用电子芯片实现延期，电子芯片是电子雷管中精确控制延期的元件，电子芯片取代了传统起爆药，具有延期精确、可编程的特点。一般而言，电子芯片焊接在一块电路板上，进入电路板的两极是能量输入端，连接着导入雷管外部起爆信号的元件（如脚线），从电路板出去的两极是输出端，连接着桥丝，桥丝上固定着药头。从起爆顺序看，进入电路板的电极导入起爆信号到电子芯片，芯片接收起爆信号后，经过预定的延期时间后，从伸出的两个电极输出电流，引燃桥丝上的药头，利用药头燃烧的能量激发起爆雷管。电子雷管的主要元件和主要起爆过程如上所述，虽然，不同结构的电子雷管其元件种类会有所差别，但不会脱离所描述的起爆过程。目前，从电子芯片到药头这部分的工艺尚存在需改进之处。例如专利CN102261872A（数码延期电子雷管）中公开了一种延期电子雷管结构，其电子芯片下方药头位于反扣的第二加强帽上方，使第二加强帽能起到防止点火传爆药洒药的作用，但它也阻隔了药头与点火传爆药之间的通道。并且，由于药头所处空间密封区域中包括有电路板，而电子雷管为了实现精确延期和可编程，芯片一般较长，即电路板一般也较长，这意味着药头燃烧产物要在较大的空间内膨胀。从功能原理可知，较大的膨胀空间意味着产生的压力较小，这不仅不利于药头激发起爆雷管的起爆可靠性，而且增加了雷管内装药燃烧转爆轰的反应时间。专利CN201527236U（一种安全起爆数码雷管）也同样存在这方面问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种模块化电子芯片及应用该电子芯片的电子雷管，这种模块化电子芯片使药头所在空间小而且密封，药头产生的能量能可靠迅速地实现雷管起爆。
本发明的技术方案如下：
本发明的模块化电子芯片，包括设置在电路板上的电子芯片和两个长条电极，其电极的输入端用于和雷管外部起爆信号的元件的连接，输出端与桥丝连接，桥丝上固定有药头，其特征在于，在电极的中部设有密封件，该密封件将电极及所在部位的电路板完全包容固连成一体，其外周面与套装的雷管管壳的内孔表面和/或雷管管壳内的柱状金属帽的内腔表面匹配，用卡口后得到紧密配合，使药头在密封空间内；所述密封件由具有电绝缘性的材料构成，例如塑料或树脂，常见的有聚亚安酯等。
所述密封件将电极及所在部位的电路板完全包容固连成一体，是指利用注塑技术，使密封件与电路板完全包容固连成一体，其外周面与所用雷管管壳的内孔表面和/或雷管管壳内的柱状金属帽的内腔表面匹配，用卡口后得到紧密配合，使药头所在空间封闭；也可以借助于粘结剂、胶水或树脂材料，使套装在电路板外围的密封件和电极及所在部位的电路板完全粘合成一体，密封件外周面与套装的雷管管壳的内孔表面和/或雷管管壳内的柱状金属帽的内腔表面匹配，用卡口后得到紧密配合。
本发明的应用上述模块化电子芯片的电子雷管，包括有壳体、激发炸药和由电子芯片构成的延期元件，其特征在于，所述电子芯片是模块化电子芯片，它包括设置在电路板上的电子芯片和两个长条电极，其电极的输入端用于和雷管外部起爆信号的元件的连接，输出端与桥丝连接，桥丝上固定有药头，在电极的中部设有密封件，该密封件将电极及所在部位的电路板完全包容固连成一体，其外周面与套装的雷管管壳的内孔表面或雷管管壳内的柱状金属帽的内腔表面匹配，用卡口后得到紧密配合，使药头所在空间封闭；所述密封件由电绝缘性材料构成，例如塑料或树脂，常见的有聚亚安酯等。
在上述电子雷管中，所述密封件将电极及所在部位的电路板完全包容固连成一体，是指利用注塑技术，使密封件与电路板完全包容固连成一体，其外周面与所用雷管管壳的内孔表面和/或雷管管壳内的柱状金属帽的内腔表面匹配，用卡口后得到紧密配合，使药头所在空间封闭；也可以借助于粘结剂、胶水或树脂材料，使套装在电路板外围的密封件和电极及所在部位的电路板完全粘合成一体，密封件外周面与套装的雷管管壳的内孔表面和/或雷管管壳内的柱状金属帽的内腔表面匹配，用卡口后得到紧密配合。
本发明的模块化电子芯片，利用注塑技术的制作过程简单，密封可靠，特别适宜大批量规模生产；利用粘结剂、胶水或树脂材料粘合的情况，适用于单件使用或小批量使用，不需要专用设备，简单易行。
本发明的应用模块化电子芯片的电子雷管，利用密封件将药头密封在一个较小的空间内。当起爆电流点燃药头后，其燃烧产生的能量被限制在较小的空间内，根据膨胀空间小、产生的压力大的原理，使燃烧后产生的能量增大。因此，相比现有技术，本发明的模块化电子芯片能够更迅速地点燃激发药，并通过形成的高速运动飞片，迅速实现雷管的起爆；同时，燃烧能量的增大也非常有利于提高激发起爆雷管的起爆可靠性。
下面通过实施例和附图做进一步说明。
附图说明
图1是本发明所述的模块化电子芯片的一种实施例结构示意图。
图2是本发明所述的模块化电子芯片的另一种实施例结构示意图。
图3是本发明所述应用模块化电子芯片的飞片式电子雷管的实施例结构示意图。
具体实施方式
参见图1，在长方形印刷电路板1上设有两根电极3，印刷电路板中部两侧向内收缩一定间距，两侧形成凹槽；两根电极3与所在一侧的电路板边沿平行。并与右侧电子芯片2电连接。电极3左端连接有桥丝5，桥丝5上固定有药头6。设置在印刷电路板中部的密封件4外周面为圆柱形，并有两级台阶。小台阶外径用于与电雷管管的金属帽内腔直径动配合，大台阶直径用于与雷管内径配合。密封件轴线与长方形印刷电路板的长度方向轴线重合。该密封件4由注塑机注塑而成，材料为常见塑料，其直径大小及形状由注塑模具调控制得到。本实施例中的印刷电路板1设计成“凹槽”形状是为了注塑工艺需要。在实际制作过程中，熔融态塑料通过注塑孔从电路板1的一侧注入，两侧的凹槽能够方便熔融态塑料从注入侧流动到另一侧，从而保证注塑效果。
参见图2，是另一种实施例设计。电路板1设计成等宽度的长方形，两根电极平行设置。在密封件所处范围内的电路板上开设两个小孔7，其目的也是为了注塑工艺的需要。熔融态塑料通过注塑孔从电路板1的一侧注入，小孔7能够使熔融态塑料方便地流动到另一侧，从而保证注塑效果。
图3是应用图2模块化电子芯片实施例制作的飞片式电子雷管结构示意图。脚线8经塑料塞9引入雷管内部，并分别与电子芯片2所在电路板1输入的两个电极连接，密封件4位于金属帽11的内部，并通过卡口使密封件4的小台阶和金属帽11实现固连，即实现了金属帽自卡口处的密封，密封件4右侧大台阶端部与管壳10内部紧配合，药头6被密封在金属帽内的空间内。燃烧后产生的膨胀作用被限制在金属帽内自卡口处向左的空间内。
该电子雷管整个延期起爆过程是：当起爆电流信号通过脚线8进入雷管内，并首先启动电子芯片2，经过预设的延期时间后，电极3输出电流随即通过桥丝5点燃药头6。由于密封件4与金属帽11、管壳10通过卡口固连并实现密封，药头6燃烧产生的能量被限制在金属帽内从卡口处向下的空间内。故燃烧后产生的能量能够更迅速地点燃金属帽11中的激发药12，激发药12产生燃烧/爆燃后释放的能量剪切内帽11底部形成高速运动飞片，飞片冲击起爆雷管底部装药13，实现雷管的起爆。
下面提供一个上述雷管应用实施例和性能测试结果：
主要部件尺寸为：管壳8总长度为70mm，外径7.0mm；底部装药13总高度30mm；金属帽11总高度为18mm，激发药12装药高度6mm；电子芯片10长度为11mm。
测试结果表明：本发明实施例的瞬发雷管从发爆器输出电流到雷管爆炸引发压力传感器之间的时间差为2.3ms，而普通装药结构雷管的这一时间差为3.5ms，说明本发明设计的结构有利于激发药快速反应，有利于雷管爆轰的形成。水下爆炸和空中爆炸冲击波测试表明：具有本发明的模块化电子芯片结构的雷管爆炸产生的冲击波压力比普通装药结构的雷管分别高出12.5%、16%。
Claims (6)
1.一种模块化电子芯片，包括设置在电路板上的电子芯片和两个长条电极，其电极的输入端用于和雷管外部起爆信号的元件的连接，输出端与桥丝连接，桥丝上固定有药头，其特征在于，在电极的中部设有密封件，该密封件将电极及所在部位的电路板完全包容固连成一体，其外周面与套装的雷管管壳的内孔表面和/或雷管管壳内的柱状金属帽的内腔表面匹配，用卡口后得到紧密配合，使药头在密封空间内；所述密封件由具有电绝缘性的材料构成。
2.如权利要求1的模块化电子芯片，其特征在于，所述密封件将电极及所在部位的电路板完全包容固连成一体，是指利用注塑技术，使密封件与电路板完全包容固连成一体，其外周面与所用雷管管壳的内孔表面和/或雷管管壳内的柱状金属帽的内腔表面匹配，用卡口后得到紧密配合，使药头所在空间封闭。
3.如权利要求1的模块化电子芯片，其特征在于，所述密封件将电极及所在部位的电路板完全包容固连成一体，是指借助于粘结剂、胶水或树脂材料，使套装在电路板外围的密封件和电极及所在部位的电路板完全粘合成一体，密封件外周面与套装的雷管管壳的内孔表面和/或雷管管壳内的柱状金属帽的内腔表面匹配，用卡口后得到紧密配合。
4.一种应用权利要求1所述模块化电子芯片的电子雷管，包括有壳体、激发炸药和由电子芯片构成的延期元件，其特征在于，所述电子芯片是模块化电子芯片，它包括设置在电路板上的电子芯片和两个长条电极，其电极的输入端用于和雷管外部起爆信号的元件的连接，输出端与桥丝连接，桥丝上固定有药头，在电极的中部设有密封件，该密封件将电极及所在部位的电路板完全包容固连成一体，其外周面与套装的雷管管壳的内孔表面或雷管管壳内的柱状金属帽的内腔表面匹配，用卡口后得到紧密配合，使药头所在空间封闭；所述密封件由电绝缘性材料构成。
5.如权利要求4所述的电子雷管，其特征在于，所述密封件将电极及所在部位的电路板完全包容固连成一体，是指利用注塑技术，使密封件与电路板完全包容固连成一体，其外周面与所用雷管管壳的内孔表面和/或雷管管壳内的柱状金属帽的内腔表面匹配，用卡口后得到紧密配合，使药头所在空间封闭。
6.如权利要求4所述的电子雷管，其特征在于，所述密封件将电极及所在部位的电路板完全包容固连成一体，是指借助于粘结剂、胶水或树脂材料，使套装在电路板外围的密封件和电极及所在部位的电路板完全粘合成一体，密封件外周面与套装的雷管管壳的内孔表面和/或雷管管壳内的柱状金属帽的内腔表面匹配，用卡口后得到紧密配合。
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