专利名称：燃爆试验用大电流点火装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及易燃易爆物的试验设备，更具体地说，涉及一种燃爆试验 用大电流点火装置，该点火装置使用较为安全、稳定。
背景技术：
由于危险性化学品中的易燃易爆物(如爆炸品、自反应物或有机过氧 化物)在储存和运输过程中，极容易发生自燃或爆炸，因此，需要对该类 易燃易爆物进行燃爆试验，从而检测燃爆的时间和压力，确定该物品在封 询条件下点火的效应和传播燃爆的能力。根据联合国《关于危险货物运输
的建议书》的试验和标准手册(4th)的11.6.1试验l (c) 、 12.6.1试验 2 (c)和23.4.1试验C.1中的有关规定，请参阅图l所示，用于该类试验 的燃爆试验用点火装置10包括本体11、夹持塞12、侧臂管13和火花塞 14，本体ll为一圆柱形钢制压力容器，本体11的上、下两端开口，内部 为空腔体，本体ll上端设有铝制防爆盘111,通过夹持塞12的下端顶入 本体ll内并与本体ll压紧密封；侧臂管13横向设于本体11一侧， 一端 与本体ll内腔连接相通，另一端用于设置压力传感器；火花塞14设于本 体ll下端，请结合图2 5所示，火花塞14上端设有两个电极接头141, 一个电极接头141与火花塞14绝缘，另一个电极接头141与火花塞14连 接并接地；电极接头141上还设有一个低压雷管中常用的电引信头15，电 引信头15通过黄铜触头151分别与两电极接头141相连接；电引信头15 上还设有方形亚麻布16,亚麻布16中心穿孔并套于电引信头15上，再折 叠将电引信头15包于其中，并通过细棉线扎紧。如果试验样品为液体，可 将电引信头15的黄铜触头151穿过硅橡胶管后连接到点火塞的电极接头 141上，而亚麻布16包裹电引信头15后，采用一块聚氯乙稀薄膜或等效 物再裹一层，避免浸湿失效。试验时，只需将所需试验的样品装入本体ll
内部，然后将该点火装置IO设于点火支撑架上，使防爆盘lll朝下，并
将点火塞连接至点火机，从而进行点火引燃亚麻布16，进而引爆样品，通 过压力传感器测试压力并记录下时间等数据。但是，在该试验过程中，样 品发生爆炸很容易造成火花塞14的损坏，从而严重破坏了该本体11的密 封性，影响了试验的精确性，必须经常更换火花塞14，然而该火花塞14
在巿场上并无销售，需要特殊制作，而电引信头15属于火工品，虽可购买 到，但对运输和存储有着较高的要求。在安装电引信头15时，必须通过焊 接或在电极接头141上钻孔穿线的方式来连接，因此，不但增加了试验操
作的难度以及工作量，还增加了试验成本。另外，该点火装置在进行点火 时，产生的高压脉冲对传感器有一定影响，会造成传感器输出信号波形不 稳定。
针对上述缺点，本申请人曾对火花塞进行了相应的改进，请参阅图6 所示，改进后的火花塞24上端设有两个电极241a、 241b, —为接地电极 241a,与火花塞24连接并接地；另一为高压电极241b,与火花塞24绝 缘并穿出火花塞24底部；两电极241a、 241b上端之间还连接设有亚麻布 卷25。使用时，将高压电源加载在两电极241a、 241b上，使电极241a、 241b之间瞬间产生电弧来点燃亚麻布巻25。虽然采用该火花塞24能够克 服前者的缺点，但是由于其必须通过高压(高达7500V)才能点燃，而高 压点燃存在着较大的安全隐患，易对操作人员以及设备造成严重的影响， 并且点燃时还易受外部电源的影响， 一旦发生电源电压波动或跳闸，将无 法保证产生稳定的电弧，影响亚麻布卷25的点燃，导致试验的稳定性大大 降低。 '
因此，迫切需要一种既安全又稳定的点火装置用以克服上述缺点。
发明内容
针对现有技术中存在的不安全、易造成人员、设备损害以及易受电源 不稳定影响的缺点，本发明的目的是提供一种燃爆试验用大电流点火装置， 该点火装置能够适于低压大电流点火，从而消除安全隐患，提高试验的稳 定性。
为实现上述目的，本发明釆用如下技术方案
该燃爆试验用大电流点火装置包括一火花塞，火花塞上端设有两个电 极， 一电极与火花塞连接，另一电极与火花塞绝缘并穿出火花塞下端，并 且两电极与电源相连，所述的两电极的上端之间还设有一熔丝，熔丝的两 端分别与两电极相连接。
所述的熔丝为低压熔丝，其两端分别绕接于两电极上。
所述的两电极与电源之间还设有一调压电路，调压电路的输入端与电 源相连，输出端与两电极相连。
所述的调压电路包括调压变压器、整流器和双掷开关，调压变压器的 输入端与电源相连，调压变压器的调压端与整流器相连，整流器的输出端 与双掷开关并联并通过两电极连接至熔丝。
所述的整流器与双掷开关之间还依次并联有第一指示灯、第二指示灯、 电压表和数个电容，并且在第一指示灯与第二指示灯的并联端之间还设有 一指示开关。
所述的低压熔丝为铜丝。
所述的熔丝的直径为0.10~0.15毫米。
所述的调压电路的调压范围为0 250VDC。在上述技术方案中，本发 明的燃爆试验用大电流点火装置包括一火花塞，火花塞上端设有两个电极， 一电极与火花塞连接，另一电极与火花塞绝缘并穿出火花塞下端，并均与 电源相连，两电极的上端之间还设有一熔丝，熔丝的两端分别与两电极相 连接。该点火装置采用了适于低压大电流溶化并汽化的低压熔丝，不但能 够消除高压点火带来的安全隐患，提高了安全性，而且产生的火焰能量基 本恒定，保证了试验的重复性。另外，采用调整电路，不但能够为熔丝提 供不同的低电压，用以模拟不同的试验条件，而且还能够通过电容蓄电来 避免受电源的影响，从而提高了试验的稳定性。
图l是现有技术的一种燃爆试验用点火装置的结构剖视示意图； 图2是图1中所示点火装置的火花塞的结构示意图3是图l所示点火装置的电引信头的结构示意图4是图l所示点火装置的亚麻布的结构示意图5是图4所示的亚麻布套在电引信头上的状态示意图6是现有技术的另一种火花塞的结构剖视示意图7是本发明的燃爆试验用大电流点火装置的结构剖视示意图8是图7所示的点火装置的火花塞的结构示意图9是本发明的点火装置的调压电路的电路原理图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。 请参阅图7所示，本发明的燃爆试验用大电流点火装置30同样也包括 本体31、夹持塞32、侧臂管33和火花塞34,本体31为一圆柱形钢制压 力容器，本体31的上、下两端开口，内部为空腔体，本体31上端设有铝 制防爆盘311和铅制垫圈；夹持塞32的下端伸入本体31上端，并将铝制 防爆盘311和铅制垫圈顶入本体31内与本体31压紧密封；侧臂管33为 空心管， 一端与本体31侧壁连接固定，并与本体31内部相通，此连通处 距安装夹持塞32的上端开口较近，而距安装火花塞34的下端开口较远； 侧臂管33的另一端设置压力传感器(图中未示出)，并可逸过侧臂管33 的内螺紋331配合固定；火花塞34上端设有两个电极341a、 341b，其中 一电极341a与火花塞34连接并接地，而另 一电极341b通过火花塞34内 的绝缘层与火花塞34相绝缘，并穿出火花塞34下端，两个电极341a、341b 均与外部低压电源相连，火花塞34上端伸入本体31下端，并通过螺紋配 合与本体31连接固定。不同的是，请结合图8所示，在两电极341a、 341b 的上端之间还设有一熔丝35,熔丝35的两端分别与两电极341a、 341b 相连接。该熔丝35釆用低压熔丝(加载低压可熔断的金属丝)，如铜丝、 金丝、银丝、钼丝、锡丝等，其中，以铜丝为最佳，该熔丝35的直径为 0.10~0.15毫米，并且熔丝35的两端通过绕置于两电极341a、 341b上， 从而与两电极341a、 341b连接紧密。
请结合图9所示，作为一个实施例，在该点火装置30的两电极341a、 341b与外部电源之间还设有一调压电路36，调压电路36的输入端与电源 相连，输出端与两电极341a、 341b相连。该调压电路36包括调压变压器 T、整流器DZ和双掷开关Sl,调压变压器T可选用自耦变压器，其输入 端与电源相连，其调压端则与整流器DZ相连，整流器DZ为一硅整流桥 DZ，其输出端与双掷开关Sl并联并通过两电极341a、 341b连接至熔丝 35。整流器DZ与双掷开关Sl之间还依次并联有第一指示灯Ll、第二指 示灯L2、电压表V和数个电容，电容的数量可以为一个、两个或多个，图 9中所示的电容的数量为两个，分别为Cl、 C2，并且在第一指示灯L1与 第二指示灯L2的并联端之间还设有一指示开关S2，在整流器DZ与第一指 示灯Ll之间还设有一限流电阻R，图9中的F为保险丝。该调压电路36 的调压范围为0 250VDC(即调压变压器T的调压范围)，作为一实施例， 该调压电路36的输出电流>20A，此大电流适用于铜丝的熔断。
该调压电路36的工作原理如下当接通外部电源而S2打开时，Ll常 亮，表示外部电源接通；然后通过调压变压器T进行调节，产生一个0 250V 的直流电压，而输出电流则大于或等于20A，此时闭合S2， L2亮，并且电 容C1、 C2开始蓄电，此时观察电压表V读数，直至电压表V读数与调节 的输出电压相同时，即电容C1、 C2充电完成，最后断开S2，闭合S1，使 直流电源通过两电极341a、 341b加载到熔丝35上进行点火。若点火时突 然发生电源电压波动或跳闸时，由于电容C1、 C2已蓄电，因此能够为熔 丝35提供稳定的电压，提高试验的稳定性。
下面，举例说明该点火装置30的具体使用过程先剪下一段直径 0.14mm的铜丝作为熔丝，并将该熔丝35的两端分别绕接在两电极341a、 341b上；再将火花塞34旋入本体31内，并将压力传感器安装在侧臂管 33—端，然后将5.0克偶氮二甲酰胺的试验样品放置本体31内腔，再将 铅制垫圈和铝制防爆盘311安装在本体31上端，通过夹持塞32的下端伸 入本体31上端并顶紧固定；然后将该点火装置30设于点火支撑架上，并 置于防爆通风橱内；最后将火花塞34的两个电极341a、 341b连接至调整 电路，并接通电源。此时调节调压变压器T，并观察电容C1、 C2的充电电 压，当电压读数在250VDC附近时，断开S2，闭合Sl,使调整电路36输
出的直流电压直接加载在熔丝35上，使该熔丝35 (铜丝)在瞬间熔化并 汽化，从而产生一束高温火焰成为试验的点火源，随即引爆本体31内部的 试验样品，最后记录下压力传感器检测的压力信号。该检测结果表明，本
体31内的压力超过了 2070kPa，完全满足试验要求，并且本体31内的压 力从690 kPa升至2070 kPa的时间为69ms,该试验说明，被试验的偶氮 二甲酰胺在封闭条件下传播燃爆的能力为"是，很慢"，与有关文献中记 载的结果相一致。
本发明的点火装置30由于釆用熔丝35作为点火源，只需加载低压电 源即可点燃，不但大大提高了安全性，而且其在一定电压范围内所产生的 火焰能量基本恒定，保证了试验的重复性，并且该熔丝35的安装十分简单， 成本也很低廉；另外，釆用调压电路36不但能够为熔丝35提供不同的低 电压，用以模拟不同条件的试验，而且还能够通过电容蓄电来避免受电源 的影响，从而也提高了试验的稳定性。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说 明本发明，而并非用作为对发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内， 对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
权利要求
1.一种燃爆试验用大电流点火装置，该点火装置包括一火花塞，火花塞上端设有两个电极，一电极与火花塞连接，另一电极与火花塞绝缘并穿出火花塞下端，并且两电极与电源相连，其特征在于所述的两电极的上端之间还设有一熔丝，熔丝的两端分别与两电极相连接。
2. 如权利要求l所述的燃爆试验用大电流点火装置，其特征在于 所述的熔丝为低压熔丝，其两端分别绕接于两电极上。
3. 如权利要求l所述的燃爆试验用大电流点火装置，其特征在于 所述的两电极与电源之间还设有一调压电路，调压电路的输入端与电源相连，输出端与两电极相连。
4. 如权利要求3所述的燃爆试验用大电流点火装置，其特征在于 所述的调压电路包括调压变压器、整流器和双掷开关，调压变压器的输入端与电源相连，调压变压器的调压端与整流器相连，整流器的输出端 与双掷开关并联并通过两电极连接至熔丝。
5. 如权利要求4所述的燃爆试验用大电流点火装置，其特征在于 所述的整流器与双掷开关之间还依次并联有第一指示灯、第二指示灯、电压表和数个电容，并且在第一指示灯与第二指示灯的并联端之间还设有 一指示开关。
6. 如权利要求2所述的燃爆试验用大电流点火装置，其特征在于 所述的低压熔丝为铜丝。
7. 如权利要求l或2或6所述的燃爆试验用大电流点火装置，其特 征在于所述的熔丝的直径为0.10~0.15毫米。
8. 如权利要求3至5中的任一项所述的燃爆试验用大电流点火装置， 其特征在于所述的调压电路的调压范围为0~250VDC。
全文摘要
本发明公开了一种燃爆试验用大电流点火装置，该点火装置包括一火花塞，火花塞上端设有两个电极，一电极与火花塞连接，另一电极与火花塞绝缘并穿出火花塞下端，并均与电源相连，两电极的上端之间还设有一熔丝，熔丝的两端分别与两电极相连接。该点火装置采用了适于低压大电流溶化并汽化的低压熔丝，不但能够消除高压点火带来的安全隐患，提高了安全性，而且产生的火焰能量基本恒定，保证了试验的重复性。另外，采用调整电路，不但能够为熔丝提供不同的低电压，用以模拟不同的试验条件，而且还能够通过电容蓄电来避免受电源的影响，从而提高了试验的稳定性。
文档编号F23Q3/00GK101354140SQ20081004258
公开日2009年1月28日 申请日期2008年9月5日 优先权日2008年9月5日
发明者刚 刘, 张小沁, 田俊荣 申请人:上海化工研究院