[发明专利]微型独立模块式发爆器

说明书

本实用新型属于煤矿作业中微型化、轻量化设计的安全引爆装置。

目前，国内煤矿开采中使用的各类发爆器，其电气元件采用平面安装方式，为了达到隔爆型电气间隙及爬电距离的要求，对高压引脚之间拉开间隔，使防爆壳内容增大，导致隔爆面和壁厚增大，造成传统发爆器的体积大，笨重，同时增大了成本，也增加了壳内互斯含量，加之，各元件焊点多为裸露状态，在矿井潮湿环境中易产生爬电，给安全作业带来隐患。

本实用新型的目的，在小型单元式发爆器的基础上发展而来，采用高密度立体布置优化设计及微型毫秒开关创新设计，开发出体积更小，重量更轻，性能更可靠，安全性更高的发爆器，即微型独立模块式发爆器。

为了实现上述目的，采用如下技术方案：微型独立模块式发爆器含外壳、电池、毫秒开关、泄放电阻等，其电气安装(参见图9、10、11)采用独立模块封装结构，含有直流升压单元，电池充电控制及保护单元，导通测试单元组成并固化为模块，显示单元固定在独立模块予留孔内，氖灯与发光二极管合用一个观察窗。直流升压单元由自激振荡电路和整流电路组成，整流电路：除50发为半波整流外，其余均为倍压整流，自激振荡电路由毫秒开关充电档与电池负极连接、整流高压输出端与电容组正极连接，分压端与电容组分压端连接，接地端与电容组负极连接，显示单元中氖灯与分压电阻连接；电池充电控制及保护单元由电压检测判断电路组成，内含分压电阻、精密基准电压源其基准极接分压电阻、阳极接电池负极，阴极接发光二极管负极，发光二极管正极接限流电阻，再接VMOS管栅极及稳压管与电池电源构成回路；充电电路由VMOS场效应管、稳压管、电阻、二极管构成恒流充电电路，VMOS管源极接电池正极，漏极经PTC热敏电阻接于充电端子(正极)，栅、源二极并联稳压管，栅极经限流电阻与电压检测电路连接构成充电电压上限控制电路，当电池电压达到上限时电阻分压达到2.5V以上，精密基准电压源导通，发光二极管LED发光显示，同时VMOS管栅极电压低于源极电压而截止，电池停止充电，导通测试电路用测试端子与充电端子共用，在上述电路中VMOS管漏、源二极之间反向并联一只二极管，为测试负载提供电源回路，精密基准电压源基准极与充电端子(负极)之间跨接一只电阻，便构成了导通测试电路，其测试负载与分压电路并联，当负载接通时发光显示，表明负载已接好，否则应排除故障。上述电路中除显示单元外，均装在一个塑料盒内用704、705胶或环氧树脂封装。

微型独立模块式发爆器各组成部分位置关系与安装结构，具有三种不同的安装结构形式，(参见图1~8)即薄型普型，长型。薄型的特点：防爆壳内腔闭合高度为18mm，独立模块、毫秒开关安装高度≤18mm，电容Φ16×25mm为卧式安装，充电电池选用Φ18×65mm锂电池3.6V,50～100发用1只，150～200发用2只，普型的特点：防爆壳内腔闭合高度为28mm，毫秒开关、独立模块均易于满足此要求，电容Φ16×25mm采用立式安装，100发用4只，150～200发用6只，其中4只立式安装，另外2只为卧式安装，与3节5号电池组合为二层(电池为锂电池、铅电池或镍氢电池)。对超尺寸部分，局部放大壳内腔高度。长型的特点：防爆壳内腔闭合高度也为28mm。内廓形状为长条形，长-100用2节5号锂电池或铅电池，二层安装置于毫秒开关右侧，电容用4只，立式安装在独立模块及毫秒开关侧面，长-150/200用6只电容其中4只立式，2只卧式安装，与3节5号锂电池、铅电池或镍氢电池组合为二层，对超尺寸部分，局部放大外壳内腔高度。综上所述，微型化后防爆壳内腔尺寸为：薄-50为88×72×18mm，薄-100为88×72×18mm，薄-150为104×72×18mm，薄-200为124×72×18mm，普-100为74×72×28mm，普-150/200为88×72×28mm，长-50/100为90×56×28mm，长-150为106×56×28mm。

本实用新型对传统发爆器的机械式毫秒开关进行了微型化设计，(参见图14)取消了滑板、滑块及内凸轮，简化为带锋刃角的凸轮开关轴，与钢球、弹簧共同组成换档机构，保留传统毫开关中导电片结构方案，使尺寸缩小符合微型化要求，它由凸轮开关轴带动转动轴，转动轴带动活动导电片，左旋止位档使活动导电片与充电档导电片接触，右旋止位档使活动导电片与泄放档导电片接触，中档位为不停歇过渡档，使活动片在转动过程中接触放炮释能导电片，其瞬间接触≤4ms，调整弹簧力及凸轮锋刃角度变化，可以调整引爆供电时间毫秒值大小。外形尺寸：传统型毫秒开关为Φ48×24mm微型毫秒开关为36×36×18mm(轴端不计)。