CN203203059U

CN203203059U - 一种安全点火器

Info

Publication number: CN203203059U
Application number: CN 201320195431
Authority: CN
Inventors: 王春龙; 张文豪; 景磊; 王方哲; 张凯; 官宝亮; 殷磊; 孙建; 杨超超; 王四运
Original assignee: Xian University of Architecture and Technology
Current assignee: Xian University of Architecture and Technology
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2023-04-17

Abstract

本实用新型公开了一种安全点火器，包括蓄电池、点火开关、升压电路和点火头，所述的点火头包括火药柱、发热元件和电缆，发热元件固定安装在火药柱中，发热元件两端与电缆相连；蓄电池和点火开关相连，点火开关和升压电路相连，升压电路的放电端的两个端子分别与从发热元件两端引出的电缆相连用于高压加热发热元件点燃点火药柱。本实用新型的安全点火器采用高压点火，相对市售的电热点火器延迟时间短，大大低于电热式点火器的延迟；高压电在导线上损耗的能量少，因此对电缆要求低，相同长度要求下可以采用细芯电缆，使成本大大减小；相同内芯的电缆可以使用更大的长度，以确保足够的安全距离。

Description

一种安全点火器

技术领域

本实用新型属于电力电子领域，具体涉及一种安全点火器。

背景技术

文娱表演中模型火箭的发射让人激动振奋，节庆时烟花爆竹的燃放渲染了节日的气氛，舞台上烟火效果的制造使人身临其境。而给火箭、烟花等烟火产品点火是一个十分危险的过程，通常人们是用香、烟头、打火机等近距离点火，如果烟火产品出现故障或者点火人员操作不当、撤离不及时就很可能酿成灾祸。尤其是因燃放烟花爆竹造成的事故，其中很大一部分发生在点火的时候。

目前市售的各类无线点火器成本较低，几十元至上百元不等，为降低成本多基于315遥控模块制造，这样的遥控装置很不安全，因为里面的编解码电路PT2262、2272仅有8位地址码，编码重复率为1/256，在当今充满无线电波的世界里，很容易受到其它信号干扰而造成电路误触发，这将给使用者带来很大的安全隐患。

而真正稳定可靠的遥控点火设备内有各类辅助保障检测电路、各种警示装置和高量级编解码电路，这样的设备不仅造价高昂、体积庞大，而且使用程序繁琐，多为军用品，不适合人民大众。

工业发爆器也是通过电缆控制，主要用于采煤、掘进、开山等工程中雷管的起爆。为保证安全，其构造十分复杂，体积庞大，因此成本高昂，只适合工业使用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种提高点火安全性的安全点火器。

为了实现上述任务，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种安全点火器，包括蓄电池、充电开关、升压电路、放电开关和点火头，所述的点火头包括火药柱、发热元件和电缆，发热元件固定安装在火药柱中，发热元件两端与电缆相连；蓄电池和充电开关相连，充电开关和升压电路相连，升压电路的放电端的两个端子分别与从发热元件两端引出的电缆相连用于高压加热发热元件点燃点火药柱，放电端和发热元件组成的回路上安装有用于控制发热元件加载高压电的放电开关。

本实用新型还具有如下技术特点：

所述的升压电路的放电端输出电压为1477V。

所述的发热元件采用0805贴片电阻。

所述的点火头采用裸露式点火头或包覆式点火头。

所述的包覆式点火头为在裸露式点火头的火药柱上包覆一层热缩管。

本实用新型的安全点火器采用高压点火，相对市售的电热点火器延迟时间短，大大低于电热式点火器的延迟；高压电在导线上损耗的能量少，因此对电缆要求低，相同长度要求下可以采用细芯电缆，使成本大大减小；相同内芯的电缆可以使用更大的长度，以确保足够的安全距离。安全点火器的广泛使用，可以大大降低因燃放各类烟火产品带来伤害的几率，针对大众设计，价格低廉，操作简便，应用前景广泛。

附图说明

图1是本实用新型的连接关系示意图。

图2是本实用新型的升压电路图。

图3是本实用新型的包覆式点火头的结构示意图。

图中各个标号的含义为：1-蓄电池，2-充电开关，3-升压电路，4-放电端，5-电缆，6-发热元件，7-点火头，8-火药柱，9-热缩管，10-放电开关。

以下结合附图和实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细地说明。

具体实施方式

点火器按照激发能量形式分为电点火器和机械点火器，而电点火器又有桥丝式、火花式和导电药式。本实用新型属于桥丝式点火器，其工作原理是：通过升压电路将3V电池提供的低压直流电转化为2000V左右的高压直流电，再给规格为2100V1.14uF的高压油浸电容充电，待充电完成后扳动空气开关使高压油浸电容放电，电容释放的脉冲电流全部作用于一个1/8W0805贴片电阻，电阻瞬间被激发，放出火花和一定的热量，引燃点火头中的火药，火药燃烧发出高温火焰，进而引燃火箭燃料或点燃烟花，从而完成火箭、烟花的安全发射和燃放。

遵从上述技术方案，如图1至图3所示，一种安全点火器，包括蓄电池1、充电开关2、升压电路3、放电开关10和点火头7，所述的点火头7包括火药柱8、发热元件6和电缆5，发热元件6固定安装在火药柱8中，发热元件6两端与电缆5相连；蓄电池1和充电开关2相连，充电开关2和升压电路3相连，升压电路3的放电端4的两个端子分别与从发热元件6两端引出的电缆5相连用于高压加热发热元件6点燃点火药柱8，放电端4和发热元件6组成的回路上安装有用于控制发热元件6加载高压电的放电开关10。

升压电路3的放电端4输出电压为1477V。升压电路3的电路图如图2所示，当开关SB（即充电开关2）闭合时，发射结正偏，集电极电流增大，因集电极电流从L2非同名端一侧流入，故当集电极电流增大到一定值后，因L2与L1的耦合作用，将抑制L1中基极电流，导致晶体管截止，集电极电流减小，对L1的抑制作用减小，故晶体管再次导通，这个过程将把3V直流电变成18kHz左右的高频交流电，经T升压到约500V（L3两端实测），当副边电路工作在正半周时，二极管VD2导通，电容C1充电，当副边电路工作在负半周时，副边电势与C1电势叠加，二极管VD3导通，电容C2进行两倍压充电，当副边电路再次工作在正半周时，副边电势与电容C2电势叠加为电容C3充电。三个电容的电压V1，V2，V3逐步叠加起来（v1+v2+v3=3Vmax=1500v）达到最后的1500v左右，充电完成。电路中，发光二极管VD1和限流电阻器R1构成指示灯电路，用来指示电路通断状态及显示电池电能的耗损情况。

升压电路中的元器件选择：

如表1所示，晶体管VT选用2N5609型硅NPN中功率三极管，亦可用8050、9013型等常用三极管代替。VD1用φ3mm红色发光二极管，VD2～VD4用1N4007型硅整流二极管。

R1～R3均用RTX-1/8W型碳膜电阻器。C1～C3一律用CL11-630V型涤纶电容器，SB用6mm×6mm立式微型轻触开关。G用5号干电池两节串联（配塑料电池架）而成，电压3V。

高频变压器T：选用2E19型铁氧体磁芯及配套塑料骨架，L1用φ0.22mm漆包线绕22匝，L2用同号线绕8匝，L3用φ0.08mm漆包线绕1400匝左右。注意图中黑点为同名端，头尾顺序绕，绕组间垫一、二层薄绝缘纸。

表1升压电路中的元器件清单

元件名称	元件型号	封装形式	位置编号
				蓄电池	4V	BAT-2	3V
电容器	Cap	RAD-0.3	C1，C2，C3
				电阻器	Res2	AXIAL-0.4	R1，R2，R3
轻触开关	SW-PB	SPST-2	SB
				变压器	Trans3	TRF_6	T
二极管	1N4007	DO-41	VD1，VD2，VD3
				发光二极管	LED2	3.2X1.6X1.1	VD4
三极管	2N3904	TO-92A	VT

发热元件6采用0805贴片电阻。0805贴片电阻封装尺寸为2.03mm*1.27mm，采用国产功率为1/8W的产品，其型号/规格：0805+/-0.1%33K（25PPM）；品牌/商标：SUPEROHM；精度类别：高精度型（≤1%）；外形结构特征：片状型；引出线类型：无引出线。

点火头7采用裸露式点火头或包覆式点火头。裸露式点火头结构简单，适合大批量制造，成本低廉，一旦制造成型药量不可改变。包覆式点火头有外壳包裹，结构稍复杂，可根据实际使用情况灵活改变内部点火药的种类和用量。包覆式点火头为在裸露式点火头的火药柱上8包覆一层热缩管9。

火药柱8配药的选择：

实际使用的点火药多为混合点火药，点火药一般主要由氧化剂、可燃剂和黏合剂均匀混合而成，本实用新型的火药柱8采用如下四种火药之一制成。

（1）黑火药:

选用的黑火药的配方重量比例为：W(KNO3)：W(C12H4O2)：W(S)=(70．0％～76．5％)：(18．6％～10．0％)：(11．4％～13．5％)。

（2）镁系点火药：

镁系点火药即以镁作为可燃剂的点火药，用于点燃照明剂、燃烧剂等。选用如下两种配方，配方中均为重量百分比：

（A）镁粉15%，硝酸钾75%，硫粉10%；

（B）镁粉30%，硝酸钾50%，氯酸钾20%；

镁系点火药燃烧可产生2000℃的高温，点燃力强，应用广泛。

（3）高硫点火药：

易于点燃，用于灼热发热元件、火柴、照明棒点火头等，选用如下配方，配方中均为重量百分比：

硫粉40%，氯酸钾55%，炭粉5%。

（4）基于乌洛托品的火药：

选用如下配方，配方中均为重量比：

氯酸钾：乌洛托品：升华硫：干馏木炭=44：14：0.5：1。

本实用新型的工作过程如下所述：

本实用新型的安全点火器在点火时，使用者在远处手持点火器，点火器通过足够长的电缆5与点火头7相连，而点火头7固定在需要点火的地方（如火箭发动机、烟花爆竹引信）。使用者先打开点火器上的充电开关2让蓄电池1给内部升压电路3中的电容充电几秒钟，待充电完成扳动放电开关10，高压脉冲就会通过电缆5给发热元件6加载高压电，使得发热元件6加热点燃火药柱8，使远处的点火头7发出高温火焰，从而引燃火箭、烟花等，实现安全点火。

有了安全点火器，就可以摆脱传统的近距离点火方式，在远处实现安全点火，再也不必提心吊胆。而且该装置体积小巧，操作简便，使用安全，价格低廉，点火延迟时间短，老人、妇女、儿童均适合使用。安全点火器的广泛使用，可以大大降低因燃放各类烟火产品带来伤害的几率，针对大众设计，价格低廉，操作简便，应用前景广泛。

连接点火线路时，正确的连接顺序是：

（1）将点火头7粘贴在需要点火的部位；

（2）将电缆5接到点火头7中发热元件6的连接导线上；

（3）拉长电缆5至足够安全的距离；

（4）将点火器的放电端4连接到电缆5上。

以上顺序不能打乱，尤其不能在点火器的放电端4连接在电缆5上的时候进行其他操作，防止点火器内可能残余的高压击伤使用者或造成误发火。

使用完毕后，也要首先拆除点火器的放电端4与电缆5的连接，再拆除其它部件。

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

实施例1：模型火箭点火

要使固体火箭发动机中的燃料能正常燃烧，就必须使燃料表面达到一定的温度，并在燃烧室中建立起一定的压力，为此就需要点火头7。点火头7为由0805贴片电阻及点火药构成的火药柱8，0805贴片电阻受到外界能量（电能）作用后，产生一定的火花，火花引燃点火药，发出硕大的火焰和高温，使火箭燃料迅速、全面地燃烧，以达到火箭弹燃烧时弹道性能的一致。

模型火箭点火主要依靠包覆式点火头，这种点火头7的点火药被包覆在热缩管9内，点火后火焰从端头喷口喷出，火力集中在前端，可以有效地点燃各类固体火箭燃料。点火同时热缩管9收缩，便于点火头7残余部分排出箭体。

实施例2：烟花点火：

烟花点火主要依靠裸露式点火头，这种点火头7的点火药暴露在外，类似于火柴头，点火后，火焰向四周扩散，能够有效地点燃各类烟花引信。裸露式点火头的制作成本低于包覆式点火头。

Claims

1.一种安全点火器，其特征在于，包括蓄电池（1）、充电开关（2）、升压电路（3）、放电开关（10）和点火头（7），所述的点火头（7）包括火药柱（8）、发热元件（6）和电缆（5），发热元件（6）固定安装在火药柱（8）中，发热元件（6）两端与电缆（5）相连；蓄电池（1）和充电开关（2）相连，充电开关（2）和升压电路（3）相连，升压电路（3）的放电端（4）的两个端子分别与从发热元件（6）两端引出的电缆（5）相连用于高压加热发热元件（6）点燃点火药柱（8），放电端（4）和发热元件（6）组成的回路上安装有用于控制发热元件（6）加载高压电的放电开关（10）。

2.如权利要求1所述的安全点火器，其特征在于，所述的升压电路（3）的放电端（4）输出电压为1477V。

3.如权利要求1所述的安全点火器，其特征在于，所述的发热元件（6）采用0805贴片电阻。

4.如权利要求1所述的安全点火器，其特征在于，所述的点火头（4）采用裸露式点火头或包覆式点火头。

5.如权利要求4所述的安全点火器，其特征在于，所述的包覆式点火头为在裸露式点火头的火药柱（8）上包覆一层热缩管（9）。