CN201282267Y - 高能防爆点火装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高能防爆点火装置，特别适用于高温高压燃烧设备-复合热载体发生器产品。包括火花塞组件(1)和点火电缆(4)，所述火花塞组件(1)包括火花塞(1.1)和火花塞座(1.2)，所述火花塞(1.1)的整个外表面除后端外螺纹部分和前端面外，均喷涂有0.4～1mm厚的绝缘涂料，所述点火电缆(4)由内至外共由七层紧密复合而成，第一层为芯层(4.1)，第二层为绝缘层I(4.2)，第三层为镀锡屏蔽网层(4.3)，第四层为绝缘层II(4.4)，第五层为外层镀锡屏蔽网(4.5)；第六层为绝缘层III(4.6)；第七层为PVC护套管(4.7)，所述火花塞组件(1)与点火电缆(4)之间的连接采用接口组件(3)，在接口组件(3)外设置有一隔爆接线盒组件(2)，该隔爆接线盒组件(2)由外壳(2.3)和火花塞组件(1)的压帽(1.5)围成。本实用新型具有防爆功能。

Description

高能防爆点火装置

(一)技术领域

本实用新型涉及一种高能防爆点火装置。主要用于解决油田、煤矿、海上平台等一类或二类危险场所及区域使用的燃烧设备的点火系统安全问题，特别适用于高温高压燃烧设备—复合热载体发生器产品。属于燃烧设备的技术领域。

(二)背景技术

高能点火系统的工作过程通常如下：通过变压器将220V或110V/50HZ交流电压升至次级高压，经硅堆整流变为直流，再经限流电阻向储能电容器充电。经过一定时间后，当储能电容器上的电压达到放电管击穿电压时，放电管击穿放电，使储能电容器上所储存的能量通过放电管、电感、点火电缆、导电杆加到半导体火花塞上，并使火花塞金属端面产生强烈的火花，从而点燃燃料与含氧气体的混合物。当储能电容器上的能量释放完后，放电管恢复阻断状态，以后重复上述工作过程。

在点火系统工作过程中，由于半导体火花塞的整个金属外表面为一体，同时，火花塞表面又直接与设备通过螺纹或夹持方式相连，因此，当储能电容器上的能量通过半导体火花塞金属端面放电时(此时，整个半导体火花塞表面为点火系统的负极)，会造成点火系统的负极与地线直接相通，从而当火花塞内部半导体性能变化或出现其它问题时，在火花塞、火花塞及点火电缆接口处及其它连接接触不良部位存在对外打火危险，在有天然气、煤气及其它危险气体的危险场所无法使用。

(三)发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种具有防爆功能的高能防爆点火装置。

本实用新型的目的是这样实现的：一种高能防爆点火装置，包括火花塞组件和点火电缆，所述火花塞组件包括火花塞和火花塞座，火花塞后端制有外螺纹，火花塞中间段装置在火花塞座和压帽内，火花塞前段和后段均伸出火花塞座和压帽外，

所述火花塞的整个外表面除后端外螺纹部分及前端面外，均喷涂有0.4～1mm厚的绝缘涂料，火花塞的中间段和后段除后端外螺纹部分外，均套装有绝缘套筒I和绝缘套筒II，所述火花塞座中间有外螺纹，后端制有内螺纹，其外螺纹用于与设备连接并形成可靠接地，绝缘涂层和绝缘套筒保证火花塞组件的整个金属外表面与外部其它连接件处于绝缘状态。所述压帽前端制有外螺纹，用于与所述火花塞座后端的内螺纹连接，连接压紧后形成可靠密封。

所述绝缘套筒I和绝缘套筒II由聚四氟乙烯或其它绝缘材料构成，该绝缘套筒I和绝缘套筒II内表面涂密封胶后与火花塞相连，以进一步增大半导体火花塞本体表面的绝缘电阻；该绝缘套筒I和绝缘套筒II外表面涂密封胶后与火花塞座和压帽连接。

这样，通过上述结构，可使整个火花塞组件的金属外表面除后端螺纹部分外，全部与外接设备处于绝缘状态，同时，通过金属火花塞座形成了可靠接地，从而使高能点火系统的负极与地线有效分开，消除了通过火花塞外表面对外打火的危险和隐患。

所述点火电缆由内至外共由七层紧密复合而成，其中，第一层为芯层，芯层采用单芯多根镀锡铜丝，用于连接点火系统的正极；第二层为绝缘层I，用于点火系统正极与负极之间的绝缘；第三层为镀锡屏蔽网层，用于连接点火系统的负极；第四层为绝缘层II，用于点火系统负极与外层镀锡屏蔽网的绝缘；第五层为外层镀锡屏蔽网；第六层为绝缘层III；第七层为具有对天然气或/和蒸汽气密的PVC护套管，

所述火花塞组件与点火电缆之间的连接采用接口组件，所述接口组件结构如下：

所述火花塞后端即连接接口端轴向开设有盲孔，为保证绝缘，盲孔内衬有陶瓷内衬管，该陶瓷内衬管前端封闭，且该封闭端中心嵌置有火花塞的接线柱，该接线柱与所述火花塞相连。

所述点火电缆前端即连接接口端呈阶梯状露出芯层、绝缘层I和镀锡屏蔽网层，所述露出的芯层外空套有陶瓷套管，芯层前端连接有端盖I，端盖I外连接有焊接端头，所述芯层连同套装在其外的陶瓷套管、前端的端盖I和焊接端头一起插入所述衬有陶瓷内衬管的火花塞后端的盲孔内，且焊接端头前端与所述接线柱紧密接触，这样，通过接线柱将点火电缆的芯层与火花塞组件的火花塞连接。

所述露出的镀锡屏蔽网层前端设置有端盖II，外缘套置有铜套，所述铜套和端盖II通过焊接或压接方式与所述镀锡屏蔽网层连接。铜套和所述露出的绝缘层I外套装有连接管，连接管的后端通过内螺纹连接有压紧螺母。所述绝缘层I外套装有弹簧和垫圈，该弹簧和垫圈置于所述连接管前端的沉孔内，弹簧置于所述陶瓷套管后侧，所述连接管前端设置有端盖III，该端盖III与所述陶瓷套管后端采用止口配合。所述连接管的端盖III与所述连接管以焊接或胶接结构形式相连。所述火花塞后端外螺纹上连接有连接螺母，所述连接螺母后端与所述连接管外缘采用止口配合连接。通过压紧螺母将点火电缆的镀锡屏蔽网层与连接管、连接螺母及火花塞组件金属外表面可靠连接。同时，将点火电缆的绝缘层II、外层镀锡屏蔽网、绝缘层III及PVC护套管与芯层、绝缘层I和镀锡屏蔽网层有效分离。点火电缆的保护接地通过外层镀锡屏蔽网由另一端单独接出。这样，通过上述接口组件结构，既可实现将点火系统的正极——点火电缆芯层与火花塞组件的半导体火花塞本体上的接线柱牢固连接，同时，又可实现将点火系统的负极——点火电缆镀锡屏蔽网层与火花塞组件金属外表面可靠连接，从而将点火系统的负极与地线完全分开，并使其自成回路，进一步消除点火系统对外部环境打火的危险和隐患。

为防止接口组件对外部环境裸露打火，在所述接口组件外设置有一隔爆接线盒组件，该隔爆接线盒组件由外壳和火花塞组件的压帽围成，所述外壳前端与所述压帽后端连接，并在外壳前端与压帽接合面处嵌置密封圈II，在压帽与所述火花塞组件的火花塞上的绝缘套筒II之间嵌置密封圈I，密封圈I用于增强密封效果，防止外部泄漏气体进入接线盒内部。同时，为保证另一端部密封，防止外部环境中危险气体进入接口位置，在所述外壳后端设置有一盲孔，盲孔内嵌置有密封填料和压盖，压盖后设置有压紧螺母，该压紧螺母与外壳后端的盲孔螺纹连接。由密封填料、压盖及压紧螺母组成密封结构。这样，整个火花塞与点火电缆的连接接口通过上述实用新型就实现了隔爆防护。本实用新型的作用原理主要是通过在原半导体火花塞表面喷涂绝缘材料，再在其表面上加装绝缘材料构成的绝缘套筒，同时通过结构改进改变原有的火花塞与设备的连接方式，使火花塞整个外表面及点火电缆中的点火系统负极与设备完全处于绝缘状态，并使其外部起屏蔽作用的金属外壳及点火电缆中的外层屏蔽网通过设备可靠接地，从而将高能点火系统的负极与地线完全分开，并使其自成回路，进而消除打火隐患，满足危险场所的防爆要求。整个系统工作过程中对外部环境无打火放电现象，可广泛应用于油田、煤矿、海上平台等危险场所。

(四)附图说明

图1为本实用新型防爆高能点火系统构成示意图。

图2本实用新型的总体结构示意图。

图3为本实用新型的火花塞组件结构示意。

图4为本实用新型的压帽的结构一示意图。

图5为图4的A-A剖示图。

图6为本实用新型的压帽的结构二示意图。

图7为图6的B-B剖示图。

图8为本实用新型的点火电缆横截面结构示意图。

图9为本实用新型的接口组件放大图。

图中：火花塞组件1、隔爆接线盒组件2、接口组件3、点火电缆4、隔爆高能点火器5、具有隔爆防护的电源电缆6、隔爆电源柜7、隔爆防护接口8；火花塞1.1、火花塞座1.2、绝缘套筒I1.3、绝缘套筒II1.4、压帽1.5、外螺纹1.1.1、盲孔1.1.2；密封圈I2.1、密封圈II2.2、外壳2.3、密封填料2.4、压紧螺母2.5、压盖2.6；连接螺母3.1、垫圈3.2、连接管3.3、压紧螺母3.4、铜套3.5、端盖II3.6、弹簧3.7、端盖III3.8、陶瓷套管3.9、陶瓷内衬管3.10、端盖I3.11、焊接端头3.12、接线柱3.13；芯层4.1、绝缘层I4.2、镀锡屏蔽网层4.3、绝缘层II4.4、外层镀锡屏蔽网4.5、绝缘层III4.6、PVC护套管4.7。

下面结合附图及具体实施例对本系统实用新型做进一步的详细说明。

参见图1～2，本实用新型涉及的高能防爆点火装置，主要由火花塞组件1、隔爆接线盒组件2、接口组件3、具有隔爆防护的点火电缆4、隔爆高能点火器5、具有隔爆防护的电源电缆6、隔爆电源柜7和隔爆防护接口8组成。

参见图2～3，所述火花塞组件1主要由火花塞1.1、火花塞座1.2、绝缘套筒I1.3、绝缘套筒II1.4和压帽1.5组成。所述火花塞1.1后端制有外螺纹1.1.1，火花塞1.1中间段装置在火花塞座1.2和压帽1.5内，火花塞1.1前段和后段均伸出火花塞座1.2和压帽1.5外。所述火花塞1.1的整个外表面除后端外螺纹部分及前端面外，均喷涂有0.4～1mm厚的三氧化二铝或其它绝缘涂料，火花塞1.1的中间段和后段除后端外螺纹部分外，均套装有绝缘套筒I1.3和绝缘套筒II1.4，所述火花塞座1.2中间制有外螺纹，后端制有内螺纹。

所述绝缘套筒I1.3和绝缘套筒II1.4由聚四氟乙烯或其它绝缘材料构成，该绝缘套筒I1.3和绝缘套筒II1.4内表面涂密封胶后与火花塞1.1相连；该绝缘套筒I1.3和绝缘套筒II1.4外表面涂密封胶后与火花塞座1.2和压帽1.5连接。

所述压帽1.5有二种结构形式，一种是压帽1.5前后二端分别制有外螺纹和内螺纹，部分外表面制有四角、六角或其它形式的扳口以便安装，如图4～5；另一种是压帽1.5前端制有外螺纹，用于与火花塞座1.2后端的内螺纹连接，外表面制有四角、六角或其它形式的扳口以便安装，后端制成法兰盘，如图6～7。

所述点火电缆4的截面结构如图8所示，由内至外共由七层紧密复合而成，其中，第一层为芯层4.1，芯层4.1采用单芯多根镀锡铜丝，第二层为绝缘层I4.2，绝缘层I4.2材质为F46或其它绝缘材料，第三层为镀锡屏蔽网层4.3，第四层为绝缘层II4.4，绝缘层II4.4材质为F46或其它绝缘材料，第五层为外层镀锡屏蔽网4.5；第六层为绝缘层III4.6，绝缘层III4.6为由F46材质或其它绝缘材料构成的绝缘护套；第七层为具有对天然气或/和蒸汽气密的PVC护套管4.7。其中，各绝缘层或绝缘护套的绝缘强度均在DV6000V以上。

参见图9，所述火花塞组件1与点火电缆4之间的连接即接口组件3如下：

所述火花塞1.1后端即连接接口端轴向开设有盲孔1.1.2，盲孔1.1.2内衬有陶瓷内衬管3.10，该陶瓷内衬管3.10前端封闭，且该封闭端中心嵌置有火花塞的接线柱3.13，该接线柱3.13与所述火花塞1.1相连。

所述点火电缆4前端即连接接口端呈阶梯状露出芯层4.1、绝缘层I4.2和镀锡屏蔽网层4.3，所述露出的芯层4.1外空套有陶瓷套管3.9，芯层4.1前端连接有端盖I3.11，端盖I3.11外连接有焊接端头3.12，所述芯层4.1连同套装在其外的陶瓷套管3.9、前端的端盖I3.11和焊接端头3.12一起插入所述衬有陶瓷内衬管3.10的火花塞1.1后端的盲孔1.1.2内，且焊接端头3.12前端与所述接线柱3.13紧密接触。这样，通过接线柱3.13将点火电缆4的芯层4.1与火花塞组件1的火花塞1.1连接。

所述露出的镀锡屏蔽网层4.3前端设置有端盖II3.6，外缘套置有铜套3.5，所述铜套3.5和端盖II3.6通过焊接或压接方式与所述镀锡屏蔽网层4.3连接。铜套3.5和所述露出的绝缘层I4.2外套装有连接管3.3，连接管3.3的后端通过内螺纹连接有压紧螺母3.4。所述绝缘层I4.2外套装有弹簧3.7和垫圈3.2，该弹簧3.7和垫圈3.2置于所述连接管3.3前端的沉孔内，弹簧3.7置于所述陶瓷套管3.9后侧，所述连接管3.3前端设置有端盖III3.8，该端盖III3.8与所述陶瓷套管3.9后端采用止口配合。所述连接管3.3的端盖III3.8与所述连接管3.3以焊接或胶接结构形式相连。所述火花塞1后端外螺纹1.1上连接有连接螺母2.1，所述连接螺母2.1后端与所述连接管3.3外缘采用止口配合连接。通过压紧螺母3.4将点火电缆4的镀锡屏蔽网层4.3与连接管3.3、连接螺母3.1及火花塞组件1金属外表面可靠连接。

为防止接口组件3对外部环境裸露打火，在所述接口组件3外设置有一隔爆接线盒组件2，该隔爆接线盒组件2由外壳2.3和火花塞组件1的压帽1.5围成，所述外壳2.3前端制有外螺纹，通过该外螺纹与所述压帽1.5后端的内螺纹螺纹连接，并在外壳2.3前端与压帽1.5接合面处嵌置密封圈II2.2，在压帽1.5与所述火花塞组件1的火花塞1.1上的绝缘套筒II1.4之间嵌置密封圈I2.1。同时，在所述外壳2.3后端设置有一盲孔，盲孔内嵌置有密封填料2.4和压盖2.6，压盖2.6后设置有压紧螺母2.5，该压紧螺母2.5与外壳2.3后端的盲孔螺纹连接。由密封填料2.4、压盖2.6及压紧螺母2.5组成密封结构。

Claims (10)

1、一种高能防爆点火装置，包括火花塞组件(1)和点火电缆(4)，所述火花塞组件(1)包括火花塞(1.1)和火花塞座(1.2)，火花塞(1.1)后端制有外螺纹(1.1.1)，火花塞(1.1)中间段装置在火花塞座(1.2)和压帽(1.5)内，火花塞(1.1)前段和后段均伸出火花塞座(1.2)和压帽(1.5)外，其特征在于：

所述火花塞(1.1)的整个外表面除后端外螺纹部分及前端面外，均喷涂有0.4～1mm厚的绝缘涂料，火花塞(1.1)的中间段和后段除后端外螺纹部分外，均套装有绝缘套筒I(1.3)和绝缘套筒II(1.4)，所述火花塞座(1.2)中间制有外螺纹，后端制有内螺纹，所述压帽(1.5)前端制有外螺纹，用于与所述火花塞座(1.2)后端的内螺纹连接，

所述点火电缆(4)由内至外共由七层紧密复合而成，其中，第一层为芯层(4.1)，芯层(4.1)采用单芯多根镀锡铜丝，第二层为绝缘层I(4.2)，第三层为镀锡屏蔽网层(4.3)，第四层为绝缘层II(4.4)，第五层为外层镀锡屏蔽网(4.5)；第六层为绝缘层III(4.6)；第七层为PVC护套管(4.7)，

所述火花塞组件(1)与点火电缆(4)之间的连接采用接口组件(3)，所述接口组件(3)结构如下：

所述火花塞(1.1)后端即连接接口端轴向开设有盲孔(1.1.2)，盲孔(1.1.2)内衬有陶瓷内衬管(3.10)，该陶瓷内衬管(3.10)前端封闭，且该封闭端中心嵌置有火花塞的接线柱(3.13)，该接线柱(3.13)与所述火花塞(1.1)相连，

所述点火电缆(4)前端即连接接口端呈阶梯状露出芯层(4.1)、绝缘层I(4.2)和镀锡屏蔽网层(4.3)，所述露出的芯层(4.1)外空套有陶瓷套管(3.9)，芯层(4.1)前端连接有端盖I(3.11)，端盖I(3.11)外连接有焊接端头(3.12)，所述芯层(4.1)连同套装在其外的陶瓷套管(3.9)、前端的端盖I(3.11)和焊接端头(3.12)一起插入所述衬有陶瓷内衬管(3.10)的火花塞(1.1)后端的盲孔(1.1.2)内，且焊接端头(3.12)前端与所述接线柱(3.13)紧密接触，

所述露出的镀锡屏蔽网层(4.3)前端设置有端盖II(3.6)，外缘套置有铜套(3.5)，铜套(3.5)和所述露出的绝缘层I(4.2)外套装有连接管(3.3)，连接管(3.3)的后端通过内螺纹连接有压紧螺母(3.4)，所述绝缘层I(4.2)外套装有弹簧(3.7)和垫圈(3.2)，该弹簧(3.7)和垫圈(3.2)置于所述连接管(3.3)前端的沉孔内，弹簧(3.7)置于所述陶瓷套管(3.9)后侧，所述连接管(3.3)前端设置有端盖III(3.8)，该端盖III(3.8)与所述陶瓷套管(3.9)后端采用止口配合，所述火花塞(1.1)后端外螺纹(1.1.1)上螺纹连接有连接螺母(3.1)，所述连接螺母(3.1)后端与所述连接管(3.3)外缘采用止口配合连接，

在所述接口组件(3)外设置有一隔爆接线盒组件(2)，该隔爆接线盒组件(2)由外壳(2.3)和火花塞组件(1)的压帽(1.5)围成，所述外壳(2.3)前端与所述压帽(1.5)后端连接，并在外壳(2.3)前端与压帽(1.5)接合面处嵌置密封圈II(2.2)，在压帽(1.5)与所述火花塞组件(1)的火花塞(1.1)上的绝缘套筒II(1.4)之间嵌置密封圈I(2.1)，在所述外壳(2.3)后端设置有一盲孔，盲孔内嵌置有密封填料(2.4)和压盖(2.6)，压盖(2.6)后设置有压紧螺母(2.5)，该压紧螺母(2.5)与外壳(2.3)后端的盲孔螺纹连接。

2、根据权利要求1所述的一种高能防爆点火装置，其特征在于：所述绝缘套筒I(1.3)和绝缘套筒II(1.4)由聚四氟乙烯材料构成，该绝缘套筒I(1.3)和绝缘套筒II(1.4)内表面涂密封胶后与火花塞(1.1)相连，绝缘套筒I(1.3)和绝缘套筒II(1.4)外表面涂密封胶后与火花塞座(1.2)和压帽(1.5)连接。

3、根据权利要求1所述的一种高能防爆点火装置，其特征在于：所述压帽(1.5)前端制有外螺纹，后端制有内螺纹，所述外壳(2.3)前端制有外螺纹，通过该外螺纹与所述压帽(1.5)后端的内螺纹螺纹连接。

4、根据权利要求3所述的一种高能防爆点火装置，其特征在于：所述压帽(1.5)外表面制有四角或六角。

5、根据权利要求1所述的一种高能防爆点火装置，其特征在于：所述压帽(1.5)前端制有内螺纹，后端制有法兰盘，所述外壳(2.3)前端制有法兰盘，通过螺栓及衬垫与所述压帽(1.5)后端法兰连接。

6、根据权利要求5所述的一种高能防爆点火装置，其特征在于：所述压帽(1.5)外表面制有四角或六角。

7、根据权利要求1～6其中之一所述的一种高能防爆点火装置，其特征在于：所述铜套(3.5)和端盖II(3.6)通过焊接或压接方式与所述镀锡屏蔽网层(4.3)连接。

8、根据权利要求1～6其中之一所述的一种高能防爆点火装置，其特征在于：所述端盖III(3.8)与所述连接管(3.3)以焊接或胶接等结构形式相连。

9、根据权利要求1～6其中之一所述的一种高能防爆点火装置，其特征在于：所述绝缘层I(4.2)、绝缘层II(4.4)及绝缘层III(4.6)材质为F46。

10、根据权利要求1～6其中之一所述的一种高能防爆点火装置，其特征在于：所述绝缘涂料为三氧化二铝。

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