一种主动引爆的窨井盖

本发明属于公共设施技术领域，涉及一种窨井盖，具体是一种能够主动引爆窨井中易燃易爆气体避免造成危害的窨井盖。

背景技术：

窨井被广泛地引用在各种道路、城镇建筑等各种民用下水道设施中。由于窨井中存在生物有机物质，在适宜的条件下会产生易燃易爆的气体，最典型的是甲烷气体。窨井中因甲烷气体爆炸而导致人员伤亡及其他危害的实例屡见不鲜，因此技术人员历年来提出了不少技术以解决窨井内甲烷气体爆炸的难题。根据调研，目前的办法或者利用甲烷气体比空气轻的特点，采取附设通风管道的办法释放窨井中的甲烷气体，如专利号为200710050406.0的发明专利。但由于窨井一般处于封闭状态，气体对流不畅，无法释放窨井内所有的甲烷。申请号为201510763642.1的发明专利申请、专利号为201511003301.0的发明专利，提出了通过检测易燃气体浓度及通过强制通风等手段，避免窨井内气体爆炸的系统，但是这些装置比较复杂、成本比较高，基于国内窨井数量十分巨大，难以全面推广应用。

甲烷与空气混合后遇火能引起爆燃的最低浓度为4.9％，而甲烷爆燃最剧烈对应的浓度为9.5％。当浓度等于或者略微超过甲烷的爆燃浓度下限4.9％时，甲烷虽然也会爆燃，但是爆燃的威力远远低于甲烷浓度为9.5％时的情况。因此，如果在窨井中的甲烷浓度等于4.9％时及时引爆，则可以通过主动引发的可控爆燃，避免甲烷较高浓度时的剧烈爆燃，避免人身伤害事故的发生。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种主动引爆的窨井盖，通过主动引爆窨井中的甲烷气体，避免发生剧烈爆燃。

本发明包括井盖本体，所述的井盖本体顶面开有凹槽，太阳能电池板设置在凹槽内，凹槽通过钢化玻璃封闭。

所述的井盖本体的下部设置有工作腔，工作腔内设置有充电控制器、蓄电池、电火花发生装置。太阳能电池板通过充电控制器与蓄电池连接，为蓄电池充电。

所述的电火花发生装置包括定时开关、点火器和点火线圈。所述的定时开关的两个输入端分别接蓄电池的正、负极，输出端分别接点火器的电源端和接地端。所述的点火器的电源端和输出端接点火线圈原边的两端，点火线圈副边的两端连接放电针，放电针设置在工作腔外。

本发明提出的主动引爆窨井盖结构相对简单，基本与普通的窨井盖类似，采用主动引爆低浓度甲烷的办法避免窨井内的甲烷在较高浓度时的激烈爆燃，而不是通过检测、通风、报警等技术手段进行预防，反被动预防为主动引爆。本发明结构简单，维护方便，所有单元都均可采用现有的技术即可实现。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中电火花发生装置结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种主动引爆的窨井盖，包括井盖本体1，井盖本体1顶面开有凹槽2，凹槽2内设置有太阳能电池板3，钢化玻璃4将凹槽2封闭。

井盖本体1下部设置有工作腔5，工作腔内设置有充电控制器6、蓄电池7、电火花发生装置8。蓄电池7通过充电控制器6接太阳能电池板3，太阳能电池板3的输出经充电控制器6调整后给蓄电池7充电。太阳能电池板、充电控制器、蓄电池构成的工作电源为成熟的现有技术。蓄电池7接电火花发生装置8，为电火花发生装置供电。井盖本体1下部设置有固定环9，通过链条或者绳索与窨井主体连接固定，爆燃发生时限制井盖的高度。

如图2所示，电火花发生装置8包括定时开关81、点火器82、点火线圈83。定时开关81的两个输入端分别接蓄电池7的正、负极，输出端分别接点火器82的电源端和接地端。点火器82的电源端和输出端接点火线圈83原边的两端，点火线圈83的副边两端连接放电针84，放电针84设置在工作腔5外。

由于窨井一般设置在比较隐蔽的位置，或者在树木遮挡的马路中间，受到太阳直射的几率不高，因此本发明中太阳能电池采用阴雨天性能较好的非晶硅太阳能电池作为能源，太阳能电池板发出的电经过充电控制器给蓄电池充电，保证电路在晚上也能正常工作。

电火花发生装置中，定时器由蓄电池供电，根据设定的时间间隔周期性地接通或者关闭内部的开关。当定时器内的开关接通时，点火器和点火线圈构成的高压脉冲发生器发出一串高压脉冲，导致放电针之间产生电火花引爆甲烷。由于窨井内比较潮湿，除高压放电针对外，其他电子部件均安装在密封的工作腔内部。高压脉冲发生器输出的脉冲电压应足够高，以确保能够引起电极间空气的电离，一般要求3000v/mm以上。

如果窨井内甲烷气体浓度很低，产生的电火花不会引起爆燃，但是如果窨井内甲烷气体浓度已经达到爆燃的浓度，则电火花会引起甲烷的爆燃。由于定时器周期性地控制高压脉冲发生器发出电火花，因此只要窨井内的甲烷浓度达到爆燃的下限，窨井内的甲烷即会爆燃，所以窨井内的甲烷浓度始终不会高于下限浓度很多，使得甲烷爆燃的激烈程度大幅降低。实际使用时，只要合理调整定时器的开关周期，甲烷的爆炸都是在浓度刚刚接近爆燃的下限时发生，因此爆炸的威力不大，爆燃只能使得窨井盖轻微上抬，然后在重力的作用下复位。由于窨井盖额外设置固定环，通过链条或者绳索与窨井主体连接，防止主动引爆装置故障时高浓度甲烷爆炸引起的窨井盖被炸飞，进一步限制了窨井盖在爆燃时炸飞造成人身伤害和其他危害。

技术特征：

1.一种主动引爆的窨井盖，包括井盖本体(1)，其特征在于：

所述的井盖本体(1)顶面开有凹槽(2)，太阳能电池板(3)设置在凹槽(2)内，凹槽(2)通过钢化玻璃(4)封闭；

所述的井盖本体(1)下部设置有工作腔(5)，工作腔(5)内设置有充电控制器(6)、蓄电池(7)、电火花发生装置(8)；所述的太阳能电池板(3)通过充电控制器(6)与蓄电池(7)连接，为蓄电池(7)充电；

所述的电火花发生装置(8)包括定时开关(81)、点火器(82)和点火线圈(83)；所述的定时开关(81)的两个输入端分别接蓄电池(7)的正、负极，输出端分别接点火器(82)的电源端和接地端；所述的点火器(82)的电源端和输出端接点火线圈(83)原边的两端，点火线圈(83)的副边两端连接放电针(84)；所述的放电针(84)设置在工作腔(5)外。

2.如权利要求1所述的一种主动引爆的窨井盖，其特征在于：所述的井盖本体(1)下部设置有固定环(9)，通过链条或者绳索与窨井主体连接。

技术总结
本发明公开了一种主动引爆的窨井盖。现有的避免窨井内气体爆炸的系统比较复杂、成本比较高。本发明的井盖本体顶面设置有太阳能电池板，井盖本体的下部设置有工作腔，工作腔内设置有充电控制器、蓄电池、电火花发生装置。太阳能电池板通过充电控制器与蓄电池连接，为蓄电池充电。电火花发生装置包括定时开关、点火器和点火线圈。定时开关的两个输入端分别接蓄电池的正、负极，输出端分别接点火器的电源端和接地端。点火器的电源端和输出端接点火线圈原边的两端，点火线圈副边的两端连接放电针，放电针设置在工作腔外。本发明提出的主动引爆窨井盖结构相对简单，采用主动引爆低浓度甲烷的办法，有效避免窨井内较高浓度甲烷的激烈爆燃。

技术研发人员：季振国;席俊华;李阳阳
受保护的技术使用者：杭州电子科技大学
技术研发日：2021.02.22
技术公布日：2021.06.18