CN109141146A - 抗电磁干扰高压放电等离子点火器具的安全电雷管 - Google Patents

Abstract

本发明抗电磁干扰高压放电等离子点火器具的安全电雷管，属于抗电磁干扰高压放电等离子点火器具的安全电雷管技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种抗电磁干扰高压放电等离子点火器具的安全电雷管；解决该技术问题采用的技术方案为：包括金属外壳，所述金属外壳具体为一端开口的金属管，金属外壳的开口端引出脚线，脚线的一端插入金属外壳开口处设置的塑料中间体中，并与等离子点火器具相连；等离子点火器具的电路面涂有一薄层混合点火药，沿混合点火药内侧还设置有猛炸药；等离子点火器具具体为一种抗电磁干扰高压放电产生等离子流场冲击波的点火器具，等离子点火器具内部设置有焊盘a的电路铜箔面、焊盘b的电路铜箔面、电阻Rb和电容Cs；本发明应用于工业电雷管。

Description

抗电磁干扰高压放电等离子点火器具的安全电雷管

技术领域

本发明抗电磁干扰高压放电等离子点火器具的安全电雷管，属于抗电磁干扰高压放电等离子点火器具的安全电雷管技术领域。

背景技术

现有的工业电雷管基本结构如图1所示，其主要由脚线（1）、塑料塞（2）、点火头（3）、气室（4）、加强帽（5）、起爆药（6）、猛炸药（7）和外壳（8）所组成，其中起爆药（6）是现有工业雷管中的核心装药，一般采用碰创摩擦敏感性较高、遇火就爆炸的DDNP二硝基重氮酚起爆药，正因为起爆药的化学性质不稳定，使得现有的工业电雷管在日常生产、运输、储存、使用过程中极易发生爆炸安全事故；另一方面，电雷管使用DDNP二硝基重氮酚作为起爆药，其在制药过程中会产生大量的污水，排放的污水中含有剧毒的污染物清除困难，目前还没有有效的技术方法解决该问题，使用该类型物质作为起爆药很不环保。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种抗电磁干扰高压放电等离子点火器具的安全电雷管；为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：抗电磁干扰高压放电等离子点火器具的安全电雷管，包括金属外壳，所述金属外壳具体为一端开口的金属管，所述金属外壳的开口端引出脚线，所述脚线的一端插入金属外壳开口处设置的塑料中间体中，并与等离子点火器具相连；

所述等离子点火器具的电路面涂有一薄层混合点火药，沿混合点火药内侧还设置有猛炸药；

所述等离子点火器具具体为一种抗电磁干扰高压放电产生等离子流场冲击波的点火器具，所述等离子点火器具内部设置有焊盘a的电路铜箔面、焊盘b的电路铜箔面、电阻Rb和电容Cs；

所述脚线的一端分别插入焊盘a和焊盘b中并进行焊接；

所述焊盘a设置在焊盘a的电路铜箔面上，

所述焊盘b设置在焊盘b的电路铜箔面上，

所述焊盘a的电路铜箔面外侧面的一端与焊盘b的电路铜箔面外侧面的一端之间设置有电阻Rb，

所述焊盘a的电路铜箔面外侧面的另一端与焊盘b的电路铜箔面外侧面的另一端之间设置有电容Cs，

所述焊盘a的电路铜箔面内侧面与焊盘b的电路铜箔面内侧面之间形成高压放电的电隙，所述电隙通过高压放电形成等离子流场冲击波。

所述电阻Rb的阻值大于1KΩ，电容Cs的电容值大于1000P。

所述脚线的另一端与起爆器的输出端相连，所述起爆器的电路结构为：

所述起爆器的电源输入端依次串接开关K、二极管D1后与电阻R1的一端相连，所述电阻R1的另一端并接电阻R2的一端，电容C0的一端后与晶体管T1的集电极相连，所述电阻R2的另一端串接电阻R3后与泄能电磁开关JK相连，所述晶体管T1的基极并接电阻R4的一端，电容C1的一端后与起爆控制器的信号输出端相连，所述晶体管T1的发射极并接电阻R4的另一端、电容C1的另一端、起爆控制器的零线端、电阻R5的一端，电容C2的一端后与起爆器的输出端相连。

所述起爆器的电源输入端提供直流电源，瞬时供电电压为400V-2000V。

所述混合点火药可以选择三硝基本酚钾、三硝基本酚钾+高氯酸钾、LTNR三硝基间笨二酚铅，以及氯酸钾+硫氰酸铅类、氯酸钾+木炭类等作为点火药剂。

所述猛炸药分为两段，具体成分为钝化黑索金、钝化太安、TNT、聚奥8、奥克托金、特屈儿，以及按一定比例相互混合的钝化猛炸药。

所述金属外壳的内外侧均设置有绝缘涂层。

本发明相对于现有技术具备的有益效果为：本发明针对现有的电雷管结构及点火方式进行改进，主要对外壳内部的点火层及装药层进行优化，取消了起爆药点火引爆的方式，改为电路焊盘与铜箔的连接结构，通过内部设置的放电电隙来形成等离子流场冲击波，从而激活点火药，完成电雷管的点火操作，同时等离子点火器具的内部还设置有相应的抗电磁干扰装置，满足金属矿开采时电雷管抗电磁干扰，控制稳定，保持较高的使用可靠性；整个装置使用离子点火器具进行点火，使电雷管在生产、存储、运输、使用的过程中更安全，外壳内部使用的点火药更加环保，制作工艺简单，污染小，可推广使用。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1为现有电雷管的结构示意图；

图2为本发明电雷管的结构示意图；

图3为A-A向剖面图；

图4为B-B向剖面图；

图5为本发明等离子点火器具的电路图；

图6为本发明起爆器的电路图。

具体实施方式

如图2所示，本发明涉及工业雷管中一种抗电磁干扰的新型等离子点火器具，具体为，由无起爆药组成的高压放电等离子流场冲击波起爆猛炸药的安全电雷管；本发明内部设置的等离子点火器具（30）、混合点火药（40）、猛炸药（50）之间紧密结合，不存在气室空间；在所述金属外壳（10）内，由外向内紧密设置有脚线（70）、塑料中间体（20）、等离子点火器具（30）、混合点火药（40）、猛炸药（50）；其中带有塑料绝缘的导电双脚线（70）和等离子点火器具（30）电气连接；所述等离子点火器具（30）具体是一种抗电磁干扰的高压放电产生等离子流场冲击波的点火器具。

所述混合点火药（40）具体可以选择三硝基本酚钾、三硝基本酚钾+高氯酸钾、LTNR三硝基间笨二酚铅，以及氯酸钾+硫氰酸铅类、氯酸钾+木炭类等作为点火药剂。

所述猛炸药（50）具体可以选择感度较低的钝化黑索金、钝化太安、TNT、聚奥8、奥克托金、特屈儿，以及按一定比例相互混合的钝化猛炸药。

所述金属外壳（10）的内外侧均设置有绝缘涂层，所述绝缘涂层是在金属外壳（10）内外层喷涂或涂刷一层环氧树脂或其它可固化的绝缘漆，防止金属外壳（10）瞬时感应的静电和内部的等离子点火器具（30）之间形成电流回路放电打火。

如图3和图4所示，是本发明的抗电磁干扰高压放电等离子点火器具的放大结构图，其中A-A图是等离子点火器具（30）的印刷线路板紧贴混合点火药（40）的剖面左视放大图，B-B图是等离子点火器具（30）的印刷线路板紧贴塑料中间体（20）的剖面右视放大图；所述等离子点火器具（30）采用固定规格尺寸精度的印刷线路板制作工艺进行制作；B-B图中等离子点火器具印刷线路板紧贴塑料中间体（20），所述贴片电阻Rb和贴片电容Cs并联组成抗电磁辐射吸收电路，（30-1）和（30-2）是印刷线路板中带脚线焊盘a、b的上下隔离的电路铜箔面；A-A图中离子点火器具印刷线路板紧贴混合点火药（40）一面中（30-1）和（30-2）是印刷线路板中带脚线焊盘a、b的上下隔离的电路铜箔面，d是上下隔离的电路铜箔相互对称的锯齿形高压放电的电隙，电隙通过高压放电形成等离子流场冲击波。所述脚线（70）的一端，对应分别焊接在（30-1）和（30-2）印刷线路板中a、b脚线焊盘上；所述等离子点火器具（30）印刷线路板A-A图电路面，涂有一薄层混合点火药（40）。

如图5所示，是本发明的抗电磁干扰高压放电等离子点火器具（30）的等效电路图，图中设置相互并联的电阻电容及电隙组成抗电磁辐射吸收电路，所述贴片电阻Rb的阻值大于1KΩ，贴片电容Cs的电容值大于1000P，d为高压放电的电隙，a和b是脚线接线端。

如图6所示，是本发明的抗电磁干扰高压放电等离子点火器具的安全电雷管使用的起爆器电路图，图中包括起爆器电路（100）和连接高压放电等离子点火器具等效电路（30-B）；所述的起爆器电路（100）由开关K、二极管D1、电阻R1-R5、电容C1-C2、高压储能电容C0、IGBT晶体管T1、泄能电磁开关JK所组成；所述起爆器电路（100）的接线端子E1、E2是通过长导线电缆与脚线（70）的另一端相连，脚线（70）的一端连接抗电磁干扰高压放电等离子点火器具等效电路（30-B）的a、b端。

所述的起爆器电路（100）连接抗电磁干扰高压放电等离子点火器具电路（30-B）的工作原理如下：当起爆器电路（100）内没有启动高电压加载在储能电容C0两端时，起爆器电路（100）接线端子E1、E2之间的电压差为零，此时抗电磁干扰等离子点火器具电路（30-B）的脚线a和b端，通过长导线电缆连接在起爆器电路（100）的接线端子E1、E2上，由于外界存在电磁辐射及静电场，长导线电缆中就会存在感应电流或电荷，在脚线（70）内形成电压差，为了吸收长导线电缆中的感应电流或电荷，抗电磁干扰高压放电等离子点火器具中的电阻Rb与电容Cs并联和起爆器电路（100）的接线端子E1、E2中连接的电阻R5和电容C2并联，吸收长导线电缆中的感应电流或电荷，从而始终维持双绞线（70）之间的电压差为零。

所述的起爆器电路（100）内启动高电压加载在高压储能电容C0两端，此时的充有电压值大于400V，小于2000V的直流电压，当IGBT晶体管T1控制极输入起爆电信号，IGBT晶体管T1导通，高压储能电容C0两端充有电能电压，通过长导线电缆加入到等离子点火器具电路（30-B）的脚线a和b端，此时电阻Rb和电容Cs组成并联电路两端电压瞬时超过300V时，锯齿形高压放电的电隙d开始放电，引燃混合点火药（40）产生爆燃，同时电隙d之间瞬时产生高压放电的电能注入混合点火药（40）中，促使爆燃的化学能燃气中叠加强等离子流场冲击波能，由初始的燃气中叠加强等离子流场冲击波能作用在前段猛炸药（50）内传播爆燃，并瞬间由爆燃转变为爆轰形成稳定的爆轰波作用在后段猛炸药（60）内形成爆轰，完成电雷管的起爆。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.抗电磁干扰高压放电等离子点火器具的安全电雷管，其特征在于：包括金属外壳（10），所述金属外壳（10）具体为一端开口的金属管，所述金属外壳（10）的开口端引出脚线（70），所述脚线（70）的一端插入金属外壳（10）开口处设置的塑料中间体（20）中，并与等离子点火器具（30）相连；

所述等离子点火器具（30）的电路面涂有一薄层混合点火药（40），沿混合点火药（40）内侧还设置有猛炸药；

所述等离子点火器具（30）具体为一种抗电磁干扰高压放电产生等离子流场冲击波的点火器具，所述等离子点火器具（30）内部设置有焊盘a的电路铜箔面（30-1）、焊盘b的电路铜箔面（30-2）、电阻Rb和电容Cs；

所述脚线（70）的一端分别插入焊盘a和焊盘b中并进行焊接；

所述焊盘a设置在焊盘a的电路铜箔面（30-1）上，

所述焊盘b设置在焊盘b的电路铜箔面（30-2）上，

所述焊盘a的电路铜箔面（30-1）外侧面的一端与焊盘b的电路铜箔面（30-2）外侧面的一端之间设置有电阻Rb，

所述焊盘a的电路铜箔面（30-1）外侧面的另一端与焊盘b的电路铜箔面（30-2）外侧面的另一端之间设置有电容Cs，

所述焊盘a的电路铜箔面（30-1）内侧面与焊盘b的电路铜箔面（30-2）内侧面之间形成高压放电的电隙，所述电隙通过高压放电形成等离子流场冲击波。

2.根据权利要求1所述的抗电磁干扰高压放电等离子点火器具的安全电雷管，其特征在于：所述电阻Rb的阻值大于1KΩ，电容Cs的电容值大于1000P。

3.根据权利要求2所述的抗电磁干扰高压放电等离子点火器具的安全电雷管，其特征在于：所述脚线（70）的另一端与起爆器（100）的输出端相连，所述起爆器（100）的电路结构为：

所述起爆器（100）的电源输入端依次串接开关K、二极管D1后与电阻R1的一端相连，所述电阻R1的另一端并接电阻R2的一端，电容C0的一端后与晶体管T1的集电极相连，所述电阻R2的另一端串接电阻R3后与泄能电磁开关JK相连，所述晶体管T1的基极并接电阻R4的一端，电容C1的一端后与起爆控制器的信号输出端相连，所述晶体管T1的发射极并接电阻R4的另一端、电容C1的另一端、起爆控制器的零线端、电阻R5的一端，电容C2的一端后与起爆器（100）的输出端相连。

4.根据权利要求3所述的抗电磁干扰高压放电等离子点火器具的安全电雷管，其特征在于：所述起爆器（100）的电源输入端提供直流电源，瞬时供电电压为400V-2000V。

5.根据权利要求4所述的抗电磁干扰高压放电等离子点火器具的安全电雷管，其特征在于：所述混合点火药（40）可以选择三硝基本酚钾、三硝基本酚钾+高氯酸钾、LTNR三硝基间笨二酚铅，以及氯酸钾+硫氰酸铅类、氯酸钾+木炭类等作为点火药剂。

6.根据权利要求5所述的抗电磁干扰高压放电等离子点火器具的安全电雷管，其特征在于：所述猛炸药分为两段，具体成分为钝化黑索金、钝化太安、TNT、聚奥8、奥克托金、特屈儿，以及按一定比例相互混合的钝化猛炸药。

7.根据权利要求6所述的抗电磁干扰高压放电等离子点火器具的安全电雷管，其特征在于：所述金属外壳（10）的内外侧均设置有绝缘涂层。