专利名称:综合保护型可控硅发爆器的制作方法
本实用新型属于爆破技术及其安全装置。
爆破是煤矿生产建设的主要技术手段之一，发爆器是爆破时用以引爆电雷管的一种器具。目前常用发爆器操作繁琐，缺乏保护，可靠性差，存在的主要问题是限时开关采用机械开关，寿命短，有时接触(供电)时间大大超过6ms(部标值)，限时可靠性差，机械开关只能断开一根电源，容易造成漏电，发生事故。机械毫秒开关损坏后，工人无法知道，但照常可以使用，易引起误爆造成伤亡，而且操作复杂，每放一次炮，必须从接线柱上把母线解下，并扭结成短路，工人在现场操作难以实现，经常因违章而造成事故。
本实用新型的目的是为了解决现用发爆器存在的上述问题，利用可控硅元件的快速内关断特性和机械弹力返回原理，设计了一种具有双重限时、双重稳压，综合保护等多种功能的电子线路和机械装置相结合的新型发爆器。
本实用新型由控制电路和机械装置两部分组成。整机装在体积为177×114×48mm3的盒中，盒的面板上有一只指示灯和供插入操作钥匙的钥匙孔，钥匙孔对准盒内的机械自动返回装置。该装置使插入的钥匙按工作需要和操作规程的步骤可分别放在“关”、“充电”和“放炮”三个位置。机械弹力返回自动解结母线装置的保护作用是通过内部安装的一只弹簧来实现，如操作者没有及时取出钥匙，通过弹簧使开关能自动返回到稳定状态，切断电源从而达到保护。盒内有设计好的印刷电路板，控制电路的各元件装在上面。
附
图1 是控制电路的电原理图，图2是机械弹力自动返回装置。下面结合附图作进一步详细说明图1中由BGI和变压器组成自激振荡器。变压器B升压后，通过D1、D2整流对C1充电，C1的电压逐渐升高，当达到额定值时，DW1导通，发光二极管LED1发光，C1上的端电压Uc经R4、R5分压使BG2、BG3导通，降低了BG1基极偏压，振荡停止，实现稳压。图中K1、K2是两只微动开关同轴装在机械弹力自动返回装置中的拨爪2上，参见图2，拨爪2有三个位置。3为关断位置，此时，K1的1～2接，K2的1～3接；4为充电位置，此时K1的1～3接，K2的1～3接；5为放炮位置，此时，K1的1～2接，K2的1～2接。拨爪2的三个位置由插入的钥匙旋转位置而定。插入时是3，拧90°后是4，再拧90°后是5，拧的过程无时间要求。工作时拨出钥匙，K1的1～2接点相接，1～3接点分断，发爆器不能充电，而K2的1～3接点也闭合，1～2接点断，及时将放炮母线(S1和S2)和主电源断开并短连在一起，(即代替了手工操作的母线扭结)如K1、K2和KP2任何一个损坏，电路都能进行保护，发爆器不能使用，可靠地实现断开母线和短连母线的要求。连完炮后插入钥匙右转90°(即拨爪由3置于4的位置)时。K1的1～3接点相接，发爆器开始充电，K2的1～3点仍相接，指示灯LED亮后，说明主电容器C1上电已充足。将钥匙再右旋90°，拨爪2置于5放炮位置。首先K2的1～3接点断，1～2点相接。紧接着K1的1～2点相接，经D4、C2输出单个正脉冲，触发可控硅，使KP2导通，将C1中的储能输出给电雷管，引爆炸药。
本实用新型的双重限时原理是利用KPI和KP2实现双重断电限时的。KP1短路放电，KP2断开主电源。为保证在有瓦斯及煤尘爆炸危险的矿井中使用，采取超前切断电源的方式，以确保安全。由于可控硅元件的快速内关断特性，起爆后，当雷管桥丝由于熔断或炸断的一瞬间(小于30μs内)也就是在炸药还没爆炸以前，此时瓦斯、煤尘不可能涌出，放炮母线已经自动断电，不会产生“爆后电火花”同时K1的1～2相接，经R9对C3充电，经4毫秒，BG4导通。输出的脉冲电压，触发可控硅KP1立即将主电容C1中储能经R6泄放掉，能够确保爆破安全。
本实用新型的综合保护特征由K1、K2和KP2组成双重综合保护电路，其中任何一个元件损坏，发爆器都无法使用。若K1损坏，不论是1～2相接，还是1～3闭合，发爆器均无法使用若1～2相接时，电源被断开，1～3相接时，母线被断开；若K2损坏，1～3常闭时。母线一直处于短路状态。如1～2常闭，则R10通过1～2接点与R4并联。提高了BG2的基极偏压。使BG3饱和导通，迫使BG1停止振荡，使发爆器不能工作；若KP2损坏，发爆器也无法使用。当KP2发生漏电，内阻降低到10KΩ左右时，这时C1负极→R7→BG4的B1、B2、KP2、K2的3→1接点→R10→R4，作用同上。微动开关K2起自动解接母线的作用。由于1～3接点间无电流通过，没有火花产生。因而接触可靠，寿命较长，在多年井下试验证明K1、K2均无损坏现象。采用自动解接母线装置比人工能较好地实现《煤矿安全规程》307条关于“放炮后必须立即……摘掉母线并扭结成短路的要求”，简化了操作，保证了安全。为了提高限时精度，由R12、DW2组成的稳压电路以减少电压变化对T(供)的影响。而单结晶体管BG4和钽电容C3受温度影响对T(供)的作用正好相反，起了很好的补偿作用。实验证明T(供)受电压、温度变化影响较小。D5、R16、R15、LED2组成保护KP1的显示电路，当KP1导通时使LED1、LED2都闪光一次，说明KP1正常。LED损坏一只后另一只仍能指示，如不闪亮必须立即停用检查。
本实用新型的机械装置为图(2)所示弹簧(1)拨爪(2)微动开关K1、K2等组成。盒内机械设备拨爪(2)和印刷板上的两只微动开关K1、K2同轴安装。图2绘出了拨爪(2)的3个位置，(3)为关断，(4)为充电，(5)为放炮。拨爪在位置(5)时，压住弹簧(1)、K2的1～3接点断开，1～2接点闭合，接通外电路。当手一离开钥匙，由于弹簧作用拨爪离开位置(5)，K2的1～2接点立即分断，1～3接点闭合，主电源和外电路断开保证了安全。
本实用新型采用电子开关取代传统机械开关，明显提高了限时精度。综合保护功能有效地防止了一些误爆事故，安全性能明显优于目前国内各类发爆器。
权利要求
1.可控硅发爆器，由控制电路和机械装置所组成，其特征在于控制电路由两只可控硅KP1、KP2和两只同轴连接在拨爪(2)上的微动开关K1、K2以及R9、C3、BG4触发电路所组成，机械装置由执行机械弹力返回的弹簧和受钥匙旋转控制的拨爪2所组成。
2.按照权利要求
1所述的发爆器，保护泄放电阻R6和可控硅KP1相串联并在主电源上，KP2串在输出电路中。
3.按照权利要求
1所述的发爆器有一个减少温度对T(供)影响由单结晶体管BG4和钽电容C3组成的补偿电路。
4.按照权利要求
1所述的发爆器有一个D5、R15、R16、LED组成的保护KP1的显示电路。
5.按照权利要求
1所述的发爆器其特征在于有一个作用于控制主振荡器的接在K2、1～2接点上与R4相并联的R10。
6.按照权利要求
1所述的发爆器，其特征在于一个通过单结晶体管与R10和K2、1～3接点相连保护KP2的电路。
7.按照权利要求
1所述的发爆器的机械装置，其特征在于拨爪2上装有两只微动开关K1和K2是同轴连动的，并有三个档，这三个位置是“关”“3”、“充电”“4”、“放炮”“5”，弹簧1置于“放炮5”档上。
专利摘要
一种用于煤矿爆破的发爆器，由控制电路和机械装置组成。采用可控硅元件组成的双重限时电路取代传统的机械开关，提高了限时精度。机械弹力自动返回装置的功能是即使在钥匙没有及时取出的情况下，也能起到自动断开并短接母线的作用，保证了使用的安全。综合保护功能有效地防止违章操作而引起的误爆事故。该设备具有操作简单、保护完善、可靠性高、体积小、电压低、寿命长适用于煤矿、冶金、军工等爆破工作使用。
文档编号F42C15/00GKCN2053736SQ89210874
公开日1990年2月28日 申请日期1989年3月10日
发明者蔡新华, 周爱国, 杜金和, 鹿和平 申请人:山东省枣庄矿务局柴里煤矿导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan