CN113245689A - 电弧点火远程控制点火装置其专用切割弹 - Google Patents

电弧点火远程控制点火装置其专用切割弹 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电弧点火远程控制点火装置其专用切割弹，电弧点火远程控制点火装置包括：电源；高压逆变器，与所述电源电连接；导线电极，有两个，与所述高压逆变器电连接；以及定位片，设置在切割弹点火位上，在所述定位片上设置有两个穿线孔，两个所述导线电极通过穿线孔穿接在所述定位片上。本发明储存时可将电源与其他部分拆卸后放置，存储时，导线电极不受静电影响而产生电弧，安全可靠，不会意外点火。使用时再通过接线柱将电源与其他部分连接，采用电源开关和按动开关双重控制，使用安全可靠。

Description

电弧点火远程控制点火装置其专用切割弹
技术领域
本发明涉及应急切割领域，具体地说是一种电弧点火远程控制点火装置其专用切割弹。
背景技术
现有的切割弹装置内部装填切割剂，端部设置喷嘴，类似于火箭发动机工作原理，将切割剂点燃后，通过喷嘴向外喷射高温熔渣和高温气体。切割弹装置用于销毁装备设施、切割金属、事故救援等工程或军事行业。目前一次性使用的切割弹采用较为普遍的点火方式有两种：一种为电点火头作为底火，另一种为镍铬电热丝发热点火。
第一种电点火头多为切割弹后部点火，该电点火头端部封装黑火药。在长时间储存时，如果环境潮湿，黑火药容易潮解失效，导致无法引燃；如果环境干燥，由于该电点火头静电感度高，极易因静电积累引燃黑火药而引发自点火。第二种镍铬电热丝在点火时会有毫秒级的点火延迟，加热速率在106K/s以下，最高点火温度在1500K左右，不仅点火速度慢，加热面积大，而且点火温度低，药柱吸潮等极端条件下可能会无法点燃铝热剂。
发明内容
本发明的目的之一就是提供一种用于切割弹的电弧点火远程控制点火装置，以解决现有点火装置容易失败或易引发自点火的问题。
本发明的目的之一是这样实现的：一种电弧点火远程控制点火装置，
包括：
电源；
高压逆变器，与所述电源电连接；
导线电极，有两个，与所述高压逆变器电连接；以及
定位片，设置在切割弹点火位上，在所述定位片上设置有两个穿线孔，两个所述导线电极通过穿线孔穿接在所述定位片上。
进一步地，本发明可以按如下技术方案实现：
两个导线电极由定位片的一面各穿过一个所述穿线孔后，在定位片的另一面相向弯折，在两个所述导线电极的相向弯折端之间设置有球形挡块，所述球形挡块的直径R1大于所述导线电极的直径R2。
所述导线电极通过接线柱和电线与所述高压逆变器相连接，所述导线电极通过所述接线柱和电线的一端相连接，所述电线的另一端通过所述接线柱与所述高压逆变器相连接。
在所述电源上设置有电源开关，在连接所述电源和所述高压逆变器的电线上设置有按动开关。
所述电源为2节可充电3.7V的18650锂电池。
本发明的目的之二就是提供一种切割弹，以解决现有切割弹的点火方式容易失败或短路的问题。
本发明的目的之二是这样实现的：一种切割弹，包括电弧点火远程控制点火装置，所述电弧点火远程控制点火装置包括：
电源；
高压逆变器，与所述电源电连接；
导线电极，有两个，与所述高压逆变器电连接；以及
定位片，设置在切割弹点火位上，在所述定位片上设置有两个穿线孔，两个所述导线电极通过穿线孔穿接在所述定位片上。
进一步地，本发明可以按如下技术方案实现：所述切割弹包括有管壳，在所述管壳上设置有封堵所述管壳一端的底座，在所述管壳内部设置有切割剂，在所述管壳另一端设置有喷嘴，所述喷嘴的外表面与所述管壳内壁紧贴，所述喷嘴的上喷口处为收口向下的锥形结构，所述喷嘴的下喷口处为柱形结构，所述喷嘴柱形结构的直径与锥形结构下端面的直径相同；所述定位片设置在所述喷嘴的下喷口处。
两个所述导线电极由定位片的一面各穿过一个所述穿线孔后，在定位片的另一面相向弯折，在两个所述导线电极的相向弯折端之间设置有球形挡块，所述球形挡块的直径R1大于所述导线电极的直径R2。
在所述切割剂上开设有横向孔和两个纵向孔，所述横向孔的两端分别与两个所述纵向孔的一端相连通，所述纵向孔的另一端与所述穿线孔相连通；两个导线电极分别穿过所述穿线孔和所述纵向孔后，在所述横向孔内相向弯折，所述横向孔的直径R3大于所述球形挡块的直径R1，所述横向孔的直径R3<R1+R2，所述球形挡块为绝缘球形挡块。
所述定位片为设置有外螺纹的圆形柱体，所述定位片螺纹连接到所述喷嘴的下喷口处。
本发明利用交流电弧来作为点火方式，电弧长度可调控，点火加热速率快，可达109K/s，点火延迟在10us以下，点火温度高，可达3000~7000K，点火能量集中，能可靠地点燃切割弹中的铝热切割剂，电弧点火可连续工作10s以上。
本发明储存时可将电源与其他部分拆卸后放置，存储时，导线电极不受静电影响而产生电弧，安全可靠，不会意外点火。使用时再通过接线柱将电源与其他部分连接，采用电源开关和按动开关双重控制，使用安全可靠。
本发明采用定位片来完成导线电极的定位和切割弹端口的密封，并将导线电极预装在切割弹的喷口处，实现点火头和切割弹喷口一体化，在装配时较为方便，省工省力。本发明的电弧点火远程控制点火装置结构简单，便于携带，可多次使用，配件在市面能大量购买，一次性使用的仅是点火位上的定位片、球形挡块和导线电极，其他部分均可拆卸，可回收，成本较低，性价比高。本发明的定位片、球形挡块和导线电极耐腐蚀性强，沸点低，可产生较多高温粒子，切割弹工作时，被铝热剂高温熔化而清理掉。
本发明在两个导线电极的相向弯折端之间设置有球形挡块，球形挡块的直径R1大于导线电极的直径R2。横向孔的直径R3>R1，横向孔的直径R3<R1+R2，以保证球形挡块既能阻止导线电极短路，又能在点火时引导电弧沿球形挡块表面传输。
附图说明
图1是本发明的示意图。
图2是定位片的结构示意图。
图3是本发明切割弹的结构示意图。
图4是切割弹的点火头的局部示意图。
图5是部分切割剂的结构示意图。
图6是导线电极安装在切割剂内部的结构示意图。
图中：1、定位片，2、电源，3、高压逆变器，4、接线柱，5、导线电极，6、穿线孔，7、喷嘴，8、管壳，9、切割剂，10、底座，11、电线，12、电源开关，13、按动开关，14、球形挡块，15、横向孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作列举性说明。
如图1所示，本发明的电弧点火远程控制点火装置，包括有：电源2，与电源2连接的高压逆变器3，与高压逆变器3连接的两个导线电极5，以及设置在切割弹点火位上的定位片1。
导线电极5通过接线柱4和电线11与高压逆变器3相连接。具体地说，导线电极5通过接线柱4和电线11的一端相连接，电线11的另一端通过接线柱4与高压逆变器3相连接。在电源2上设置有电源开关12，在电源2和高压逆变器3的电线11上设置有按动开关13。电源2为2节可充电3.7V的18650锂电池，形成7.4V的电源2。高压逆变器3用于输出交流电弧。高压逆变器3与电源2间用长电线11相接，高压逆变器3与导线电极5用不超过1米的电线11相接。接线柱4有四个，分别设置在导线电极5的两个输入端和高压逆变器3的两个输出端，电线11可采用纯铜线，通过接线柱4连接导线电极5、高压逆变器3和电源2形成回路。导线电极可采铁铬铝合金电热丝作为正负极端口产生电弧。
定位片1用于定位导线电极5位置和控制电弧长度，并作为密封盖密封切割弹内部的切割剂9。定位片1为设置有外螺纹的圆形柱体，定位片1螺纹连接到切割弹点火位上。如图2所示，在定位片1上设置有两个穿线孔6，两个导线电极5通过穿线孔6穿接在定位片1上。两个导线电极5由定位片1的一面各穿过一个穿线孔6后，在定位片1的另一面相向弯折，在两个导线电极5的相向弯折端之间设置有球形挡块14，球形挡块14的直径R1大于导线电极5的直径R2。该球形挡块14为绝缘球形挡块，采用绝缘塑料制作。其中，穿线孔6的孔径略小于导线电极5的直径R2，通过外力拉拔导线电极5使其穿过穿线孔6，并强迫穿线孔6发生弹性形变，使导线电极5和定位片1依靠摩擦力紧固，因此实现定位目的。将导线电极5一端穿过穿线孔6后削尖弯折，控制好正负极的距离为2~3mm，然后将定位片1通过螺纹安装到切割弹的点火位上，导线电极5的另一端与切割弹外部的接线柱4连接，点火头即制作完毕。
如图3所示，与本发明的电弧点火远程控制点火装置所配套使用的切割弹包括有管壳8和电弧点火远程控制点火装置。在管壳8上设置有封堵管壳8一端的底座10，在管壳8内部设置有切割剂9，在管壳8另一端设置有喷嘴7，喷嘴7的外表面与管壳8内壁紧贴，喷嘴7的上喷口处为收口向下的锥形结构，喷嘴7的下喷口处为柱形结构，喷嘴7柱形结构的直径与锥形结构下端面的直径相同。定位片1为设置有外螺纹的圆形柱体，定位片1螺纹连接到喷嘴7的下喷口处。该喷嘴7可采用石墨喷嘴7，切割剂9采用铝热剂药柱，定位片1可采用具有良好的耐腐蚀性、结构强度和绝缘性的聚氨酯或尼龙材料。
两个导线电极5由定位片1的一面各穿过一个穿线孔6后，在定位片1的另一面相向弯折，在两个导线电极5的相向弯折端之间设置有球形挡块14，球形挡块14的直径R1大于导线电极5的直径R2。如图4和图6所示，在切割剂9上开设有横向孔15和两个纵向孔16，横向孔15的两端分别与两个纵向孔16的一端相连通，纵向孔16的另一端与穿线孔6相连通；两个导线电极5分别穿过穿线孔6和纵向孔16后，在横向孔15内相向弯折，球形挡块14设置在横向孔15内。横向孔15的直径R3大于球形挡块14的直径R1，横向孔15的直径R3<R1+R2。其中，切割剂9为具有一定强度、能够用钻头或车床进行加工的铝热剂药柱，如图5所示，该铝热剂药柱由若干加工过的圆柱体药块按照规律装配，以形成横向孔15和纵向孔16,并在装配过程中将球形挡块14装入横向孔15中部。
球形挡块14直径为R1，导线电极5直径为R2，铝热剂药柱横向孔15直径为R3，三者尺寸关系为R3>R1>R2且R3<R1+R2。如图4所示，导线电极5产生紫色高温电弧等离子体，电弧等离子体从药柱和挡块之间的窄缝隙穿过，加热药柱表面使之引燃，进而铝热剂发生大面积燃烧，产生的高温将导线电极5、定位片1和球形挡块14气化，铝热反应产生的高温熔流得以从石墨喷嘴7喷出。
本发明在使用时，拨动电源开关12盒按动开关13即可点燃切割弹。使用结束后，拆解高压逆变器3和电源2，高压逆变器3和电源2可回收重复利用。

Claims (10)

1.一种电弧点火远程控制点火装置，其特征是，包括：
电源；
高压逆变器，与所述电源电连接；
导线电极，有两个，与所述高压逆变器电连接；以及
定位片，设置在切割弹点火位上，在所述定位片上设置有两个穿线孔，两个所述导线电极通过穿线孔穿接在所述定位片上。
2.根据权利要求1所述的电弧点火远程控制点火装置，其特征是，两个导线电极由定位片的一面各穿过一个所述穿线孔后，在定位片的另一面相向弯折，在两个所述导线电极的相向弯折端之间设置有球形挡块，所述球形挡块的直径R1大于所述导线电极的直径R2。
3.根据权利要求1所述的电弧点火远程控制点火装置，其特征是，所述导线电极通过接线柱和电线与所述高压逆变器相连接，所述导线电极通过所述接线柱和电线的一端相连接，所述电线的另一端通过所述接线柱与所述高压逆变器相连接。
4.根据权利要求1所述的电弧点火远程控制点火装置，其特征是，在所述电源上设置有电源开关，在连接所述电源和所述高压逆变器的电线上设置有按动开关。
5.根据权利要求1所述的电弧点火远程控制点火装置，其特征是，所述电源为2节可充电3.7V的18650锂电池。
6.一种切割弹，包括电弧点火远程控制点火装置，其特征是，所述电弧点火远程控制点火装置包括：
电源；
高压逆变器，与所述电源电连接；
导线电极，有两个，与所述高压逆变器电连接；以及
定位片，设置在切割弹点火位上，在所述定位片上设置有两个穿线孔，两个所述导线电极通过穿线孔穿接在所述定位片上。
7.根据权利要求6所述的切割弹，其特征是，所述切割弹包括有管壳，在所述管壳上设置有封堵所述管壳一端的底座，在所述管壳内部设置有切割剂，在所述管壳另一端设置有喷嘴，所述喷嘴的外表面与所述管壳内壁紧贴，所述喷嘴的上喷口处为收口向下的锥形结构，所述喷嘴的下喷口处为柱形结构，所述喷嘴柱形结构的直径与锥形结构下端面的直径相同；所述定位片设置在所述喷嘴的下喷口处。
8.根据权利要求7所述的切割弹，其特征是，两个所述导线电极由定位片的一面各穿过一个所述穿线孔后，在定位片的另一面相向弯折，在两个所述导线电极的相向弯折端之间设置有球形挡块，所述球形挡块的直径R1大于所述导线电极的直径R2。
9.根据权利要求8所述的切割弹，其特征是，在所述切割剂上开设有横向孔和两个纵向孔，所述横向孔的两端分别与两个所述纵向孔的一端相连通，所述纵向孔的另一端与所述穿线孔相连通；两个导线电极分别穿过所述穿线孔和所述纵向孔后，在所述横向孔内相向弯折，所述横向孔的直径R3大于所述球形挡块的直径R1，所述横向孔的直径R3<R1+R2，所述球形挡块为绝缘球形挡块。
10.根据权利要求7、8或9所述的切割弹，其特征是，所述定位片为设置有外螺纹的圆形柱体，所述定位片螺纹连接到所述喷嘴的下喷口处。
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