專利名稱：閉鎖式放炮裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種適用于有沼氣的地下采礦作業(yè)爆破工程起爆用的閉鎖式放炮裝置。
現(xiàn)有技術(shù)中的最相關(guān)文獻，如專利號為“88206347.2”、名稱為“防爆隔爆型放炮器”中存在以下不足(1)由于它把甲烷傳感器與甲烷閉鎖等裝置與放炮器部分裝于一體，使放炮器體積大、重量大，但為了能監(jiān)視井下爆破工地各場地的甲烷濃度，連炮人員要隨身攜帶它去連炮，這就給工人使用帶來了不便。(2)由于該放炮器內(nèi)沒有放炮線路閉鎖裝置，當放炮線路開路或短路時，該放炮器仍能充放電，這樣就不利于線路故障查找，同時在沒有串入電雷管時，工人經(jīng)常給放炮器充放電，縮短了放炮器的壽命。(3)因在有些用戶中，放炮器歸生產(chǎn)部門所管理，甲烷閉鎖裝置歸通風部門所管理，由于把這兩部分裝于一體，所以給用戶管理帶來了不便。
本實用新型的目的就是提供一種具有電氣閉鎖，能自動報警顯示的閉鎖式放炮裝置。
本實用新型的目的可通過以下方案實現(xiàn)，該閉鎖式放炮裝置由電源、電壓監(jiān)視器、低壓差穩(wěn)壓器、整形電路、振蕩器、倍壓儲能器構(gòu)成的放炮器和由甲烷閉鎖器、甲烷傳感器、穩(wěn)壓器構(gòu)成的控制器所組成，其特征在于將放炮器與控制器兩部分電路獨立分開，使之通過專用導線聯(lián)接，并在放炮器中增設(shè)了線路控制器和聯(lián)機閉鎖器；在控制器中增設(shè)了甲烷定點顯示器和聯(lián)機信號電路。
其中線路控制器是由集成電路、發(fā)光二極管、電阻、二極管及電位器組成，當放炮線路開路時，集成電路反相輸入端為高電位，輸出端為低電位，發(fā)光二極管發(fā)光顯示，同時二極管導通，經(jīng)過整形電路使閉鎖電路閉鎖，放炮器不能充電放炮；當放炮線路短路時，集成電路同相輸入端為低電位，其輸出端為低電位，發(fā)光二極管發(fā)光顯示，同時二極管導通，經(jīng)過整形電路使聯(lián)機閉鎖器，放炮器不能充電放炮。
其中聯(lián)機閉鎖器是由集成電路、繼電器及其接點、三極管、二極管、電阻及插座所組成。當控制器與放炮器通過專用導線聯(lián)機后，控制器經(jīng)過插座向放炮器的集成電路的反相輸入端加一個正電位信號，使輸出端為低電位，繼電器不吸合，發(fā)光二極管不亮，放炮器能正常充電放炮；當控制器與放炮器沒有聯(lián)機，或聯(lián)機但控制器由于甲烷超限已經(jīng)閉鎖，這時集成電路的反相輸入端沒有加上正電位信號，由于電阻的作用，使集成電路的反相輸入端為低電位，其輸出端為高電位，發(fā)光二極管發(fā)光顯示，同時三極管飽和導通，繼電器有電吸合，其常開接點閉合自保，常閉接點打開，放炮器不能充電放炮。
其中甲烷定點顯示器是在甲烷濃度為5％≤CK4≤1％時進行顯示，由集成電路，電阻和發(fā)光二極管所組成。當甲烷濃度大于0.5％，小于1％時，集成電路的輸出端為低電位，發(fā)光二極管發(fā)光顯示。
其中聯(lián)機信號電路是向放炮器提供聯(lián)機信號，由繼電器接點、電阻、二極管和插座組成，當甲烷閉鎖器閉鎖后，繼電器有電吸合，其常閉接點打開，此時不能向放炮器提供聯(lián)機信號。


圖1為外殼結(jié)構(gòu)示意圖圖2為系統(tǒng)方框圖圖3為放炮器電氣原理圖圖4為控制器電氣原理圖下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明圖1為本實用新型的外殼結(jié)構(gòu)圖。其中有載體催化元件及氣室1、調(diào)整孔及蓋板2、鎘鎳電池3、電源開關(guān)4、聯(lián)機導線5、插頭6、插座7、發(fā)光二極管指示燈8、吊環(huán)9、放炮器充電指示氖泡10、放炮器上殼體11、放炮器電路板12、放炮器毫秒開關(guān)13、放炮器儲能電容14、放炮器下殼體15、放炮器電池16、放炮器聯(lián)機插座7、放炮器發(fā)光二極管指示燈18、放炮器接線旋鈕19。
圖3為放炮器電氣原理，其各部分工作原理如下電源該放炮器可以使用充電式鎘鎳電池，也可使用普通干電池。由電池E、二極管D1、充電插座CK1、限流電阻R1所組成，其中D1是防止電池反充電或電池向外放電，R1起限流作用，由于D1、R1的作用保證了插座CK1安全火花的要求。
電壓監(jiān)視器用來監(jiān)視電池電壓。由集成電路IC1、發(fā)光二極管FD1、電阻R2、R3、R4、，電位器W1、二極管D2所組成。通過電阻R3、二極管D2在集成電路IC1的反相輸入端“6”加一個給定電壓，通過電阻R4，電位器W1在IC1的同相輸入端“5”加一個檢測電壓，檢測電壓隨電池電壓變化而變化。這兩輸入端的電壓進行比較，當電池電壓過低時，在IC1的輸出端“7”變?yōu)榈碗娢?，發(fā)光二極管FD1發(fā)光顯示。
低壓差穩(wěn)壓器為線路監(jiān)控器提供穩(wěn)定的電源。由集成電路IC2，三極管BG1，電阻R5、R6、R7，電容C1，二極管D3，電位器W2所組成。它由電阻R7、二極管D3向集成電路IC2的反相輸入端“2”提供一個給定電位，經(jīng)過IC2放大作用，通過三極管BG1自動調(diào)節(jié)其壓差，從而達到穩(wěn)壓目的。
線路監(jiān)控器監(jiān)控放炮線路的狀況。由集成電路IC3、IC4，發(fā)光二極管FD2、FD3，電阻R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15，二極管D4、D5，電位器W3、W4所組成。當放炮線路開路時，集成電路IC4反相輸入端“4”為高電位，其輸出端“2”為低電位，發(fā)光二極管FD3發(fā)光顯示，同時二極管D5導通，經(jīng)過整形電路使閉鎖電路閉鎖，放炮器不能充電放炮。當放炮線路短路時，集成電路IC3同相輸入端“7”為低電位，其輸出端“1”為低電位，發(fā)光二極管FD2發(fā)光顯示，同時二極管D4導通，經(jīng)過整形電路使聯(lián)機閉鎖器閉鎖，放炮器不能充電放炮。
聯(lián)機閉鎖器起聯(lián)機閉鎖及線路監(jiān)控閉鎖作用。由集成電路IC5，繼電器J，其接點J1、J2，三極管BG2，二極管D6、D7、D8，電阻R17、R18、R19、R20、R21、R22，插座CK2所組成。控制器經(jīng)過插座CK2向放炮器的IC5反相輸入端“8”加一個正電位信號，使IC5輸出端“14”為低電位，繼電器J不吸合，發(fā)光二極管FD4不亮，放炮器能正常充電放炮。當控制器與放炮器沒有聯(lián)機或聯(lián)機但控制器由于甲烷超限已經(jīng)閉鎖，這時IC5的反相輸入端“8”沒有加上正電位信號，由于電阻R22的作用，使IC5的反相輸入端“8”為低電位，其輸出端“14”為高電位，發(fā)光二極管FD4發(fā)光顯示，同時三極管BG2飽和導通，繼電器J有電吸合，其常開接點J1閉合自保，常閉接點J2打開，放炮器不能充電放炮。
整形電路增強動作信號的陡度，提高線路監(jiān)控器的抗干擾能力。由集成電路IC6，電阻R23、R24、R25，二極管D9、D10、D11、組成。由線路監(jiān)控器來的動作信號，經(jīng)過整形電路整形變?yōu)榉浅６傅拈_關(guān)信號，使之動作可靠。
振蕩器把電池E的直流電變?yōu)榻涣麟?。由三極管BG3、BG4，電阻R26、R27，電容C3、C4、C5脈沖變壓器B所組成。當把毫秒開關(guān)HK扭到“充”的位置，如果放炮器已聯(lián)機并且沒有閉鎖，這時電池E正極經(jīng)過繼電器常閉接點J2，電池負極經(jīng)過毫秒開關(guān)HK接點“1－6”，使振蕩器有電振蕩，在脈沖變壓器B的二次輸出端產(chǎn)生高壓交變脈沖電壓，為倍壓儲能器提供交流電能。
倍壓儲能器倍壓整流，向電容儲能。由電容C6、C7、C8、C9、C10、C11，二極管D14、D15、D16、D17，電阻R23R29、R30、R31，電位器W5、氖泡L，毫秒開關(guān)HK組成。由脈沖變壓器B二次輸出的高壓交流電經(jīng)過倍壓整流后向電容C8、C9、C10、C11，充電儲能，當電容電壓達到一定值后，氖泡L發(fā)光顯示，這時可以扭動毫秒開關(guān)HK放炮。
當控制器的聯(lián)機信號傳到放炮器后，把接好電雷管的放炮線路接到放炮器接線旋鈕X1、X2上，需要放炮時向逆時針方向扭動毫秒開關(guān)HK，放炮器內(nèi)各部分電路有電工作。電壓監(jiān)視器監(jiān)視電池電壓，電池電壓低于3、4伏，綠色發(fā)光二極管FD1發(fā)光顯示，提示更換電池或給電池充電。線路監(jiān)控器監(jiān)視放炮線回路電阻值。如果放炮線路短路，集成電路IC3翻轉(zhuǎn)，黃色發(fā)光二極管FD2發(fā)光顯示。如果放炮線開路或串電雷管過多，集成電路IC4翻轉(zhuǎn)，白色發(fā)光二極管FD3發(fā)光顯示。無論IC3或IC4翻轉(zhuǎn)均控制整形電路，使聯(lián)機閉鎖器閉鎖，放炮器不能充電放炮。
聯(lián)機閉鎖電路工作，監(jiān)視是否已聯(lián)機，當聯(lián)機信號已傳到放炮器內(nèi)，并接好了放炮線路，這時振蕩器振蕩，把3、4－4、5伏直流電變?yōu)?00伏交流電，經(jīng)過倍壓儲能器升高為2千伏直流電壓，儲能電容達到一定電壓后，氖泡L發(fā)光顯示，這時把毫秒開關(guān)HK向順時針方向扭到“放”的位置，開關(guān)接點“1－6”斷開，“2－4”瞬間接通，2千伏高壓瞬間通過開關(guān)接點“2－4”和放炮線路引爆電雷管。最后毫秒開關(guān)接點“3－4”接通把剩余電荷經(jīng)過電阻R31釋放。
圖4為控制器電氣原理圖，其控制器各部分工作原理如下電源作用、原理與放炮器電源相同。由電池E，二極管D1，限流電阻R0，充電插座CK1組成。
電壓監(jiān)視器作用、原理與放炮器電壓監(jiān)視器相同，由集成電路，IC1電阻R1、R2、R3，電位器W1，二極管D2，發(fā)光二極管FD1所組成。
甲烷閉鎖器甲烷超限閉鎖。由集成電路IC2，三極管BG，繼電器J及其接點J1、J3，二極管D4、D5，發(fā)光二極管FD2，蜂鳴器FM，電阻R5、R6、R7所組成。由甲烷傳感器傳來的信號加到集成電路IC2的兩個輸入端“4”、“5”，當甲烷超限后IC2翻轉(zhuǎn)，其輸出端“2”為高電位，三極管BG1導通，繼電器J有電吸合，其接點J1閉合自保，J3打開，斷開甲烷傳感器等部分電源負電，節(jié)省電能并延長載體催化元件壽命。
聯(lián)機信號電路向放炮器提供一個聯(lián)機信號。由接點J2，電阻R4，二極管D3，插座CK2所組成。當甲烷閉鎖器閉鎖后，繼電器J有電吸合，其常閉接點J2打開，這時不能向放炮器提供聯(lián)機信號。
甲烷傳感器把甲烷氣體量變?yōu)閷?yīng)的電氣量。由載體催化元件r1，補償元件r2，電阻R8、R9、R10、R11，電位器W2、W3所組成。當甲烷氣體濃度超限后，載體元件r1阻值增大，a點電位下降，在a－b兩點和a－c兩點輸出信號電壓，去控制甲烷閉鎖器和甲烷定點顯示器。
甲烷定點顯示器甲烷濃度為0.5％≤CH4≤1％時進行顯示。由集成電路IC3，電阻R12，發(fā)光二極管FD3所組成。當甲烷濃度大于0.5％，小于1％時集成電路IC3的輸出端“14”為低電位，發(fā)光二極管FD3發(fā)光顯示。
穩(wěn)壓器為甲烷傳感器提供穩(wěn)定直流電源。由集成電路IC4，電位器W4，電阻R13所組成。通過調(diào)整電位器W4可改變穩(wěn)壓器輸出電壓。
該控制器要放在連炮人員的上衣兜內(nèi)，連炮人員隨身攜帶，隨時監(jiān)視所經(jīng)過場所的甲烷濃度。首先合上控制器電源開關(guān)K，控制器整機有電工作。其中電壓監(jiān)視器監(jiān)視電池電壓，當電池電壓低于4.2伏時綠色發(fā)光二極管FD1發(fā)光顯示，表示鎘鎳電池需要充電。
甲烷濃度低于0.5％時，甲烷傳感器電橋輸出信號很小，集成電路IC2、IC3均不翻轉(zhuǎn)，甲烷閉鎖器，甲烷定點顯示器均不動作。
當甲烷濃度大于0.5％而小于1％時，甲烷傳感器電橋輸出信號，使集成電路IC3翻轉(zhuǎn)，其輸出端“14”為低電位，黃色發(fā)光二極管FD3發(fā)光顯示，提醒連炮人員注意，根據(jù)現(xiàn)場實際情況采取措施。由于這時甲烷傳感器電橋輸出信號很小，不能使集成電路IC2翻轉(zhuǎn)，甲烷閉鎖器不動作，可以與放炮器聯(lián)機放炮。
當甲烷濃度超過1％時，甲烷傳感器電橋輸出信號很大，使集成電路IC2翻轉(zhuǎn)，其輸出端“2”為高電位，三極管BG飽和導通，繼電器J有電吸合，其接點J1閉合自鎖，J3打開斷開甲烷傳感器等負電，使IC3的輸出端“14”為高電位，黃色發(fā)光二極管FD2不亮。由于三極管BG飽和導通，紅色發(fā)光二極管FD2發(fā)光顯示，蜂鳴器FM發(fā)光音響，表示甲烷濃度超過1％閉鎖。繼電器接點J2打開，使聯(lián)機信號電路失去正電，不能向放炮器發(fā)聯(lián)機信號。
當連炮人員攜帶控制器連完炮后，通過專用導線(如三線電纜)與放炮器進行聯(lián)機，如果控制器沒有閉鎖，控制器的聯(lián)機信號傳送到放炮器中，放炮器可以充電放炮。
本實用新型的顯著特點在于(1)它把放炮器與甲烷閉鎖兩部分分開，使放炮器與具有甲烷閉鎖功能的控制器實行電氣閉鎖，只有當兩部分聯(lián)機后放炮器才能正常發(fā)爆。在技術(shù)上為進一步保證“一炮三檢”規(guī)定的實施，提供了新型放炮裝置；(2)由于增加了放炮線路導通監(jiān)控裝置，放炮線路短路或開路放炮器均不能充放電，并能顯示放炮線路的故障性質(zhì)，便于查找線路故障，并能避免工人不串電雷管時，給放炮器充放電的可能，延長了放炮器的使用壽命；(3)它把放炮器與具有甲烷閉鎖功能的控制器分開，給用戶管理提供了方便。
權(quán)利要求1.一種閉鎖式放炮裝置，是由電源、電壓監(jiān)視器、低壓差穩(wěn)壓器、整形電路、振蕩器、倍壓儲能器構(gòu)成的放炮器和由甲烷閉鎖器、甲烷傳感器、穩(wěn)壓器構(gòu)成的控制器所組成，其特征在于將放炮器與控制器兩部分電路獨立分開，使之通過專用導線聯(lián)接，并在放炮器中增設(shè)了線路控制器和聯(lián)機閉鎖器，在控制器中增設(shè)了甲烷定點顯示器和聯(lián)機信號電路，其中(1)線路控制器是由集成電路IC3、IC4，發(fā)光二極管FD2、FD3，電阻R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15，二極管D4、D5，電位器W3、W4組成，當放炮線路開路時，集成電路IC4反相輸入端“4”為高電位，其輸出端“2”為低電位，發(fā)光二極管FD3發(fā)光顯示，同時二極管D5導通，經(jīng)過整形電路使閉鎖電路閉鎖，放炮器不能充電放炮；當放炮線路短路時，集成電路IC3同相輸入端“7”為低電位，其輸出端“1”為低電位，發(fā)光二極管FD2發(fā)光顯示，同時二極管D4導通，經(jīng)過整形電路使聯(lián)機閉鎖器閉鎖，放炮器不能充電放炮；其中(2)聯(lián)機閉鎖器是由集成電路IC5，繼電器J，其接點J1、J2，三極管BG2，二極管D6、D7、D8、，電阻R17、R18、R19、R20、R22，插座CK2組成，當控制器與放炮器通過專用導線聯(lián)機后，控制器經(jīng)過插座CK2向放炮器的IC5反相輸入端“8”加一個正電位信號，使IC5輸出端“14”為低電位，繼電器J不吸合，發(fā)光二極管FD4不亮，放炮器能正常充電放炮；當控制器與放炮器沒有聯(lián)機，或聯(lián)機但控制器由于甲烷超限已經(jīng)閉鎖，這時IC5的反相輸入端“8”沒有加上正電位信號，由于電阻R22的作用，使IC5的反相輸入端“8”為低電位，其輸出“14”為高電位，發(fā)光二極管FD4發(fā)光顯示，同時三極管BG2飽和導通，繼電器J有電吸合，其常開接點J1閉合自保，常閉接點J2打開，放炮器不能充電放炮；其中(3)甲烷定點顯示器，是在甲烷濃度為0.5%≤CH4≤1%時進行顯示，由集電路IC3，電阻R12，發(fā)光二極管FD3組成，當甲烷濃度大于0.5%，小于1%時，集成電路IC3的輸出端“14”為低電位，發(fā)光二極管FD3發(fā)光顯示；其中(4)聯(lián)機信號電路，它向放炮器提供聯(lián)機信號，由接點J2，電阻R4，二極管D3，插座CK2組成，當甲烷閉鎖器閉鎖后，繼電器J有電吸合，其常閉接點J2打開，此時不能向放炮器提供聯(lián)機信號。
2.如權(quán)利要求1所述的閉鎖式放炮裝置，其特征在于倍壓儲能器中的儲能電容均采用低吸收系數(shù)的電容，其吸收系數(shù)Ka小于1％。
專利摘要一種適用于有沼氣的地下采礦作業(yè)爆破工程起爆用的閉鎖式放炮裝置。由電源、電壓監(jiān)視器、低壓差穩(wěn)壓器、整形電路、振蕩器、倍壓儲能器構(gòu)成放炮器和由甲烷閉鎖器、甲烷傳感器、穩(wěn)壓器構(gòu)成的控制器所組成，它將放炮器與控制器兩部分電路獨立分開，通過專用導線聯(lián)接，在放炮器中增設(shè)了監(jiān)控放炮線路狀況的線路控制器和起聯(lián)機閉鎖及線路監(jiān)控閉鎖作用的聯(lián)機閉鎖器；在控制器中增設(shè)了甲烷濃度在1％-5％的定點顯示器和監(jiān)視是否已聯(lián)機的聯(lián)機信號電路。具有電氣閉鎖自動報警顯示；使用維修方便和壽命長便于管理的特點。
文檔編號E21C37/00GK2104931SQ9122922
公開日1992年5月20日 申請日期1991年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1991年11月30日
發(fā)明者李孝杰, 李恩 申請人:雙鴨山礦務(wù)局, 雙鴨山礦務(wù)局工學院