CN1142600A - 多级自控型安全起爆器 - Google Patents

Abstract

多级自控型安全起爆器是专用于爆炸品的安全保障装置，它不仅能为油井内的射孔、爆破装置提供安全保障，还可为水下及类似场合下的爆炸装置提供安全保障。该起爆器由马笼头、枪帽和安全自控器等部分组合而成，其最大特征是采用五级以上自控安全装置(隔直流装置、快速连接装置、压力自控点火装置、短路和屏蔽装置、压力自控隔爆传爆装置、大电流点火装置等)，实现全方位、多角度自动避爆、隔爆、传爆等功能，可有效防止意外(包括地面)爆炸事故的发生，确保人身安全和国家财产不受损失。

Description

多级自控型安全起爆器

本发明涉及一种多级自控型安全起爆器，是专用于爆炸品的安全保障装置。该起爆器不仅能为油井内的射孔、爆破装置提供安全保障，还可为水下及类似场合下的爆炸装置提供安全保障。

在油井射孔、爆破等作业中，国内外普遍采用电雷管同导爆索直接接触，用通电的方法使电雷管起爆，从而引爆导爆索和射孔弹等爆炸物。由于杂散电流、静电、射频(电波辐射)等电激发源和人为误操作等因素普遍存在，极大地威胁着电雷管的安全，从而导致地面爆炸事故时有发生，造成人员伤亡和国家财产的损失。

本发明的目的就是提供一种全新的、多级联防、自动控制、重复使用、安全可靠的爆炸物品起爆器。

本发明的目的是这样实现的。

起爆器中设有隔直流装置(点火变压器)，它能阻隔直流电误供电及直流电漏电的侵入，确保安全；设有快速连接装置，使起爆器连接用人最少、时间最省，大大降低了意外伤害的可能性，提高了安全系数；设有压力自控点火装置，常压时(地面)使点火源与电雷管电热丝处于绝对断开状态，保证安全。加压后(井下)接通点火源与电雷管电热丝；设有短路和屏蔽装置，提高了电雷管抗静电、漏电和电波辐射的能力；设有压力自控隔爆传爆装置(包括隔爆活舌和隔爆间隙等)，常压下(地面)即使电雷管误爆也不会引爆导爆索等爆炸物，保证地面施工安全；设有大电流点火装置，防止一般漏电和电感应等导致的电雷管误爆。

总之，本发明为了杜绝射孔、爆破等作业中意外爆炸事故的发生，采取了多级防爆隔爆措施，使长期困扰人们的爆炸物品安全起爆问题得以较圆满解决，并有了可靠的技术保证，从而确保了人身安全和国家财产安全。

下面将结合附图对本发明做进一步的详细描述：

附图注解：

电缆(1)、马笼头(2)、导线(3)、导线(4)、初级线圈(5)、点火变压器(6)、导线(7)、导线(8)、次级线圈(9)、导线孔(10)、棱柱(11)、球状物(12)、长槽(13)、孔(14)、枪帽(15)、插座(16)、丝扣(17)、滑块(18)、“O”形密封圈(19)、弹簧(20)、导向孔(21)、导电触点(22)、弹性金属片(23)、电热丝(24)、起爆药(25)、绝缘层(26)、雷管体(27)、“O”形密封圈(28)、“O”形密封圈(29)、滑块(30)、马笼头内腔(31)、弹簧(32)、枪头(33)、扭簧(34)、轴(35)、孔(36)、隔爆活舌(37)、导爆索(38)、贯通孔(39)、插针(40)、滑腔(41)、控制腔(42)、隔塞(43)、起爆腔(44)、挡块(45)、电雷管(46)、滑腔(47)、安全自控器(48)、限位片(49)。

图1是多级自控型安全起爆器的结构示意图。图2是安全自控器的剖面结构示意图。由图1和图2可知，该起爆器由马笼头(2)枪帽(15)和安全自控器(48)三大部分组成，其主要特征是马笼头(2)为上细下粗的中空金属管状物，它与枪帽(15)上部连接，枪帽(15)为一园柱体中空金属物，上部开一长槽(13)并与中部开的孔(14)相通，枪帽(15)下部通过丝扣(17)与安全自控器(48)连接。

马笼头(2)为一上细下粗的中空金属管状物，其上端与电缆(1)外皮连接，下端通过一棱柱(11)与球状物(12)连接，且棱柱(11)的棱宽小于球状物(12)的外径，导线孔(10)贯穿球状物(12)和棱柱(11)同马笼头内腔(31)相通，内腔中装有点火变压器(6)，设计其次级可输出2安培以上的电流，其初级线圈(5)两端分别通过导线(3)和导线(4)同电缆(1)缆芯相接，其次级线圈(9)一端通过导线(7)与马笼头(2)外壳相接，另一端通过导线(8)并穿过导线孔(10)与插座(16)相连接。

枪帽(15)为一园柱体中空金属物，其上部开有一长槽(13)，槽宽略大于棱柱(11)棱宽，长槽(13)的上部开至枪帽(15)的顶端，下部与一孔(14)相连，且孔(14)的孔径略大于球状物(12)的外径，枪帽(15)下部通过丝扣(17)与枪头(33)连接，也即与安全自控器(48)连接为一体。

枪头(33)为一园柱体中空金属管状物，其内加工有上大下小贯通孔(39)，贯通孔(39)上部大孔内装一组防爆装置，主要由弹性金属片(23)将点火电源与点火电热丝(24)隔离，贯通孔(39)下部小孔内一侧装有隔爆装置，主要由隔爆活舌(37)将电雷管(46)和导爆索(38)阻隔开。

雷管体(27)为一上粗下细中空的金属柱状物，其内开有园柱形上、中、下三腔，分别为滑腔(41)、控制腔(42)和起爆腔(44)。滑腔(41)通过导向孔(21)与控制腔(42)相通，控制腔(42)与起爆腔(44)之间装有非导电材料制成的隔塞(43)，滑腔(41)内装有滑块(18)，滑块(18)为一上粗下细的金属柱状物，其中心装有插针(40)，插针(40)除两头裸露外其余部分均包囊有绝缘层(26)，滑块(18)上端沿外径装有“O”形密封圈(19)，下端外套弹簧(20)后整体装入滑腔(41)中，并能随外界压力的变化而沿轴向上下移动。控制腔(42)内装有呈“7”状的弹性金属片(23)，其一端通过导电触点(22)与挡块(45)接触，另一端固定于隔塞(43)。起爆腔(44)内装有点火电热丝(24)，其一端与固定在隔塞(43)上的弹性金属片(23)相接，另一端与雷管体(27)相接，点火电热丝(24)周围充填有起爆药(25)。

隔爆活舌(37)为一内填松软物质的金属扇形物，其上装有扭簧(34)，并通过轴(35)安装于枪头(33)内，在枪头(33)一侧开一孔(36)，隔爆活舌(37)可绕轴(35)旋转并将其推置孔(36)中，隔爆活舌(37)的下方装有限位片(49)和导爆索(38)。

下面分别就各级防爆隔爆措施的实现及其工作过程详细表述如下：

1.隔直流装置工作过程(参见图1)

马笼头(2)内设有点火变压器(6)，由于变压器具有“隔直流、通交流”的特性，故能有效消除直流电误供电及直流电漏电所造成的危害，保证施工安全。

2.快速连接装置工作过程(参见图1)

图1所示结构是一种快速连接装置，它能使连接操作用人最少、时间最省(由原来的8人15分钟缩减至1人1分钟)，从而大大降低了意外事故造成伤害的几率，提高了安全系数。工作过程：首先将马笼头(2)提起，与枪帽(15)轴线垂直，再将球体(12)连同导线(8)和插座(16)一起垂直穿入孔(14)后并沿长槽(13)上移至枪帽(15)顶端，此时马笼头(2)与枪帽(15)则成一直线，然后再将插座(16)与插针(40)上部对接，至此快速连接完成。

3.压力自控点火装置工作过程(参见图2)

常压(地面)情况下，弹簧(20)未被压缩，滑块(18)在滑腔(41)中处于上止点位置，插针(40)不与弹性金属片(23)接触，此时为安全状态(初始状态)。

加压(井下)情况下，外力作用于滑块(18)使其克服弹簧(20)弹力后沿滑腔(41)下移至下止点挡块(45)止，同时带动插针(40)下部穿过导向孔(21)后，同控制腔(42)中的弹性金属片(23)接触并使其向下弯曲，断开导电触点(22)与档块(45)的接触，这时，由次级线圈(9)开始，经导线(8)、插座(16)、插针(40)、弹性金属片(23)、点火电热丝(24)、雷管体(27)、滑块(30)、枪头(33)、枪帽(15)、马笼头(2)、导线(7)后，回到次级线圈(9)，形成点火回路，此时若在初级线圈(5)中正常供电，则可起爆电雷管(46)。

假若此时装置又回到常压(地面)情况下，滑块(18)在弹簧(20)弹力作用下将沿滑腔(41)上移至上止点，同时带动插针(40)上移断开与弹性金属片(23)的接触，弹性金属片(23)靠其弹性恢复原状，使导电触点(22)与挡块(45)接触，使点火电热丝(24)两端自成短路，装置回到安全状态(初始状态)。

4、短路和屏蔽装置工作过程(参见图2)

常压(地面)时，插针(40)与弹性金属片(23)断开，点火电热丝(24)一端通过弹性金属片(23)、导电触点(22)、挡块(45)、雷管体(27)回到点火电热丝(24)另一端，形成“短路”，提高了电雷管(46)的抗静电、漏电和电波感应的能力。另外，电雷管(46)由于采用全封闭的金属屏蔽外壳，故能有效地避免电波干扰，提高了该起爆装置的安全度。

5、压力自控隔爆传爆装置工作过程(参见图2)

常压(地面)情况下，弹簧(32)未被压缩，滑块(30)在滑腔(47)中处于上止点位置，此时电雷管(46)与导爆索(38)之间隔有隔爆活舌(37)和限位片(49)，装置处于隔爆状态(初始状态)，此时即使电雷管(46)意外爆炸，由于有隔爆活舌(37)和限位片(49)的阻隔，也不会引爆导爆索(38)。

加压(井下)情况下，外力作用于滑块(30)使其克服弹簧(32)弹力后沿滑腔(47)下移至下止点，同时带动电雷管(46)下移，顶动隔爆活舌(37)逆时针旋转90度角并将隔爆活舌(37)推置右侧孔(36)中，最终使电雷管(46)的下部通过限位片(49)的中心孔与导爆索(38)的上部对接，装置进入传爆状态，此时若起爆电雷管(46)就能引爆导爆索(38)等爆炸物。

若再回到常压(地面)情况下，弹簧(32)将滑块(30)沿滑腔(47)向上推回到上止点，同时带动电雷管(46)上提至隔爆活舌(37)上方止，隔爆活舌(37)则在扭簧(34)的扭力作用下以轴(35)为圆心顺时针旋转复位，封堵于电雷管(46)与限位片(49)之间，将电雷管(46)与导爆索(38)隔开。装置返回隔爆状态(初始状态)。

6、大电流点火装置工作过程(参见图1、图2)

大电流点火装置由点火变压器(6)、大电流点火电热丝(24)等部件构成，其工作过程为：在点火变压器(6)的初级线圈(5)中供入大于220伏的交流电，次级线圈(9)输出2安培以上的大电流，通过导线(8)、插座(16)、插针(40)、弹性金属片(23)，供给大电流点火电热丝(24)，引燃起爆药(25)，点响电雷管(46)。由于电雷管(46)中采用了大电流点火电热丝(24)，故可防止一般电流的漏电和电感应等导致的电雷管(46)误爆。

Claims (8)

1.多级自控型安全起爆器是由马笼头(2)、枪帽(15)和安全自控器(48)几大部分组成，其特征是马笼头(2)为上细下粗的中空金属管状物，它与枪帽(15)上部连接，枪帽(15)为一园柱体中空金属物，枪帽(15)下部连接着安全自控器(48)。

2.按权利要求1所述的该起爆器的马笼头(2)，其特征是马笼头(2)上端与电缆(1)外皮连接，下端通过棱柱(11)与球状物(12)连接，球状物(12)直径大于棱柱(11)的棱宽和长槽(13)的槽宽，马笼头内腔(31)内装有变压器(6)，设计为次级可产生2安培以上的电流，其初级线圈(5)两端分别通过导线(3)和导线(4)与电缆(1)的缆芯相接，次级线圈(9)一端通过导线(7)与马笼头(2)外壳相接，另一端通过导线(8)并穿过导线孔(10)与插座(16)相接。

3.按权利要求1所述的该起爆器的枪帽(15)，其特征是枪帽(15)为一园柱体中空金属物，其上部开一长槽(13)，槽宽略大于棱柱(11)宽度，长槽(13)向上延伸至枪帽(15)的顶端，且孔(14)与长槽(13)相连通，孔(14)直径大于球状物(12)的直径，枪帽(15)下部通过丝扣(17)与安全自控器(48)连接在一起。

4.按权利要求1所述的该起爆器的安全自控器(48)，其特征是在枪头(33)中加工有贯通孔(39)的金属管状物，枪头(33)上部大孔内装有一组隔爆装置，主要由弹性金属片(23)把电热丝(24)阻隔开，枪头(33)下部也装有隔爆传爆装置，主要由隔爆活舌(37)把电雷管(46)与导爆索(38)阻隔开。

5.按权利要求1或4所述的该起爆器的安全自控器(48)，其特征是枪头(33)上部孔内装有滑块(30)，滑块(30)为一上粗下细中空的金属柱状物，其上端装有“O”形密封圈(29)，其下端装弹簧(32)并整体装入枪头(33)中，滑块(18)为一上粗下细的金属柱状物，其中心装有插针(40)。

6.按权利要求5所述的该起爆器的安全自控器(48)，其特征是滑块(18)上端装有“O”形密封圈(19)，下端外套弹簧(20)，控制腔(42)内装有呈“7”状的弹性金属片(23)，其一端通过导电触点(22)与雷管体(27)接触，另一端固定于隔塞(43)，雷管体(27)为一上粗下细中空的金属柱状物，其中开有园柱形上中下三腔，分别为滑腔(41)、控制腔(42)、起爆腔(44)。

7.按权利要求6所述的该起爆器的安全自控器(48)，其特征是滑腔(41)通过插针导向孔(21)与控制腔(42)相通，控制腔(42)与起爆腔(44)之间装有非导电材料制成的隔塞(43)，滑腔(41)内装有滑块(18)，起爆腔(44)内装有点火电热丝(24)，其一端与固定在隔塞(43)上的弹性金属片(23)相连接，另一端与雷管体(27)相连接，点火电热丝(24)周围装填有起爆药(25)。

8.按权利要求7所述的该起爆器的安全自控器(48)，其特征是隔爆活舌(37)为一扇形物体，其上装有复位扭簧(34)，并通过轴(35)安装于枪头(33)中，在枪头(33)一侧开孔(36)，隔爆活舌(37)可绕轴(35)旋转，并将隔爆活舌(37)推置孔(36)内，隔爆活舌(37)的下方装有导爆索限位片(49)和导爆索(38)。

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