CN114623463B - 高能点火器 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种高能点火器，属于点火技术领域。该高能点火器包括：时控开关、升压整流电路、储能电容、开关放电管、电感器和点火头；时控开关的两个输出端与升压整流电路的两个输入端分别连接，时控开关的两个输入端用于与外接电源连接；储能电容的两端与升压整流电路的两个输出端分别连接，点火头的两个输入端与储能电容的两端分别连接，开关放电管与电感器串联后，连接在储能电容的一端和点火头的一个输入端之间。本申请实施例中，时控开关控制升压整流电路与外接电源间歇式导通，这样不仅能够保证升压整流电路对储能电容的充电效果，还能够延长升降整流电路的散热时间，保证升压整流电路的散热效果，从而提高升压整流电路的使用寿命。

Description

高能点火器

技术领域

本申请实施例涉及点火技术领域，特别涉及一种高能点火器。

背景技术

在石油石化等领域中，为了保证设备的正常运行，均会对设备中的管道进行泄压，以实现管道内气体的放空。而为了避免放空后的气体直接排放至外部环境，从而对外部环境造成的污染，通常都会在管道的放空口进行点火，以对放空的气体进行焚烧。

相关技术中，通常会采用火把在管道的放空口进行点火，这样很容易因明火造成安全隐患，同时对点火人员造成人身伤害。因此亟需一种能够自动点火的装置。

发明内容

本申请实施例提供了一种高能点火器，能够在点火过程中因升压整流电路长时间工作而烧毁的问题。所述技术方案如下：

本申请实施例提供了一种高能点火器，所述高能点火器包括：时控开关、升压整流电路、储能电容、开关放电管、电感器和点火头；

所述时控开关的两个输出端与所述升压整流电路的两个输入端分别连接，所述时控开关的两个输入端用于与外接电源连接，所述时控开关用于控制所述升压整流电路与所述外接电源在预设时长内间歇式导通；

所述储能电容的两端与所述升压整流电路的两个输出端分别连接，所述点火头的两个输入端与所述储能电容的两端分别连接，所述开关放电管与所述电感器串联后，所述开关放电管上未与所述电感器连接的一端与所述储能电容的一端连接，所述电感器上未与所述开关放电管连接的一端与所述点火头的一个输入端连接。

可选地，所述升压整流电路包括升压变压器和桥式整流电路电路；

所述升压变压器的两个输入端与所述时控开关的两个输出端分别连接，所述升压变压器的两个输出端与所述桥式整流电路的两个输入端分别连接，所述储能电容的两端并联在所述桥式整流电路的输出端。

可选地，所述高能点火器还包括限流电容，所述升压变压器的一个输出端和所述桥式整流电路的一个输入端通过所述限流电容连接。

可选地，所述升压整流电路包括升压变压器和全波整流电路；

所述升压变压器的两个输入端与所述时控开关的两个输出端分别连接，所述升压变压器的两个输出端与所述全波整流电路的两个输入端分别连接，所述储能电容的两端连接在所述升压变压器的中心抽头和所述全波整流电路的输出端。

可选地，所述时控开关为循环式时间继电器，所述时间继电器包括驱动线圈SJ和控制触点；

所述驱动线圈SJ的一端与所述控制触点的一端连接，所述驱动线圈SJ的另一端与所述升压整流电路的一个输入端连接，所述驱动线圈SJ的两端还用于与所述外接电源连接；

所述控制触点的另一端与所述升压整流电路的另一输入端连接，所述控制触点用于在所述驱动线圈SJ通电时控制所述升压整流电路与所述外接电源间歇式导通。

可选地，所述高能点火器还包括控制开关，所述控制开关的一端与所述驱动线圈SJ的一端连接，所述控制开关的另一端用于与所述外接电源连接，所述控制开关用于控制所述驱动线圈SJ在所述预设时长导通。

可选地，所述控制开关为常开开关。

可选地，所述控制开关为自锁开关。

可选地，所述高能点火器还包括放电电阻，所述放电电阻的两端与所述点火头的两个输入端分别连接。

可选地，所述点火头为双铂金三极火花塞。

本申请实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

本申请实施例中，通过时控开关控制升压整流电路与外接电源导通后，升降整流电路会对外接电源输入的电压先进行升压整流，从而使得整流后的直流电流满足对储能电容的充电条件。由于开关放电管具有一定的电压导通阈值，也即是在储能电容的充电电压未达到该电压导通阈值之前，储能电容处于持续充电状态，从而能够保证储能电容中存储的电能满足高能点火的需求，以保证储能电容放电后点火头点火的成功率。另外，通过时控开关能够控制升压整流电路与外接电源间歇式导通，从而能够保证升压整流电路间歇式工作，也即是升压整流电路对外接电源输入的电压进行间歇式升压整流，这样不仅能够保证升压整流电路对储能电容的充电效果，还能够延长升降整流电路的散热时间，保证升压整流电路的散热效果，从而避免了升压整流电路因内部温度升高而烧毁的现象，提高了升压整流电路的使用寿命，从而提高了该高能点火器的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例实施例提供的一种高能点火器的电路示意图；

图2是本申请实施例实施例提供的另一种高能点火器的电路示意图；

图3是本申请实施例实施例提供的又一种高能点火器的电路示意图；

图4是本申请实施例实施例提供的又一种高能点火器的电路示意图；

图5是本申请实施例实施例提供的再一种高能点火器的电路示意图。

附图标记：

1：时控开关；2：升压整流电路；

C1：储能电容；K：开关放电管；L：电感器；DH：点火头；T：升压变压器；D：桥式整流电路；C2：限流电容；SJ：驱动线圈SJ；SJ-1：控制触点；AT：控制开关；R：放电电阻。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例的实施方式作进一步地详细描述。

图1是本申请实施例示例的一种高能点火器的结构示意图。如图1所示，该高能点火器包括：时控开关1、升压整流电路2、储能电容C1、开关放电管K、电感器L和点火头DH；时控开关1的两个输出端与升压整流电路2的两个输入端分别连接，时控开关1的两个输入端用于与外接电源连接，时控开关1用于控制升压整流电路2与外接电源在预设时长内间歇式导通；储能电容C1的两端与升压整流电路2的两个输出端分别连接，点火头DH的两个输入端与储能电容C1的两端分别连接，开关放电管K与电感器L串联后，开关放电管K上未与电感器L连接的一端与储能电容C1的一端连接，电感器L上未与开关放电管K连接的一端与点火头DH的一个输入端连接。

本申请实施例中，通过时控开关1控制升压整流电路2与外接电源导通后，升降整流电路D会对外接电源输入的电压先进行升压整流，从而使得整流后的直流电流满足对储能电容C1的充电条件。由于开关放电管K具有一定的电压导通阈值，也即是在储能电容C1的充电电压未达到该电压导通阈值之前，储能电容C1处于持续充电状态，从而能够保证储能电容C1中存储的电能满足高能点火的需求，以保证开关放电管K被击穿后，储能电容C1所释放的电能保证点火头DH点火的成功率。另外，通过时控开关1能够控制升压整流电路2与外接电源间歇式导通，从而能够保证升压整流电路2间歇式工作，也即是升压整流电路2对外接电源输入的电压进行间歇式升压整流，这样不仅能够保证升压整流电路2对储能电容C1的充电效果，还能够延长升降整流电路D的散热时间，保证升压整流电路2的散热效果，从而避免了升压整流电路2因内部温度升高而烧毁的现象，提高了升压整流电路2的使用寿命，从而提高了该高能点火器的使用寿命。

其中，外接电源为交流电源，该交流电源的有效电压值为220伏、380伏等，当然还可以为其他数值的有效电压，只要能够通过升压整流电路2进行升压后，实现点火头DH的点火端产生电火花即可，本申请实施例对此不做限定。当该交流电源为380伏的三相交流电源时，升压整流电路2还包括第三个输入端，该输入端用于与外接电源的第三个输入端连接。这样，能够通过升压整流电路2对外接的三相交流电源输入的交流电压进行升压整流处理。

其中，预设时长可根据升压整流电路2的工作电压和点火头DH的点火要求进行确定，以避免预设时长较长时，升压整流电路2的工作时间较长，从而造成自身温度较高的情况，同时避免预设时长较短时，点火头DH点火的失败率。示例地，预设时长可为15秒、20秒、30秒等。

实际使用过程中，假设外接电源为220伏交流电源，预设时长为20秒，此时时控开关1的两个输出端分别与外接电源的火线和零线连接，则通过时控开关1在20秒内为升压整流电路2间隙式提供交流电压，通过升压整流电路2对间歇式输入的交流电压进行升压整流处理以为储能电容C1进行充电，进而在储能电容C1的充电电压大于开关放电管K的电压导通阈值时，基于储能电容C1释放的电能通过点火头DH进行点火。而若高能点火器在20秒内未点火成功，则点火人员可再次通过时控开关1控制升压整流电路2与外接电源在20秒内间隙式导通，以通过点火头重复点火，以保证点火成功。

在一些实施例中，时控开关1为以单片微处理器为核心配合电子电路等组成的一个电源开关控制装置，此时该电源开关控制装置的两个输入端用于与外接电源连接，该电源开关控制装置的两个输出端用于与升压整流电路2的两个输入端分别连接。

其中，单片微处理器上具有预设时长控制单元和循环间歇时间控制单元，进而在该电源开关控制装置工作时，预设时长控制单元能够以预先存储的预设时长进行计时，并在该预设时长内通过循环间歇时间控制单元基于循环间歇时间控制电源开关导通或者断开，以实现控制升压整流电路2与外接电源在预设时长内间歇式导通。

当然，单片微处理器上可以只具有循环循环间歇时间控制单元，此时该电源开关控制装置只能够实现升压整流电路2与外接电源的间歇式导通。因此，为了实现升压整流电路2在预设时长内与外接电源导通，高能点火器还包括控制开关AT，控制开关AT的一端与该电源开关控制装置的一个输入端连接，控制开关AT的另一端用于与外接电源连接。

这样，即可通过控制开关AT控制该电源开关控制装置与外接电源在预设时长内导通，进而能够通过该电源开关控制装置控制升压整流电路2在预设时长内与外接电源间歇式导通。

可选地，控制开关AT为自锁开关，此时用户可按压该自锁开关以控制该电源开关控制装置与外接电源导通，在预设时长后，用户继续按压该自锁开关，以控制该电源开关控制装置与外接电源的断开，从而实现在预设时长内控制该电源开关控制装置与外接电源导通。

可选地，控制开关AT为常开开关，此时用户在预设时长内持续按压该控制开关AT，即可实现在预设时长内控制该电源开关控制装置与外接电源导通。

由于常开开关需要用户持续按压，从而相对于自锁开关，能够避免用户因自身原因而忘了断开该电源开关控制装置与外接电源之间的连接。

在另一些实施例中，如图2所示，时控开关1为循环式时间继电器，此时该时间继电器包括驱动线圈SJ和控制触点SJ-1。

可选地，驱动线圈SJ可与外部电路连接，控制触点SJ-1串联在外接电源与升压整流电路2的一个输入端之间，此时可以通过外部电路控制驱动线圈SJ在预设时长内通电，进而在驱动线圈SJ通电的预设时长内，通过控制触点SJ-1的导通或者断开，控制升压整流电路2与外接电源在预设时长内的间歇式导通。

可选地，驱动线圈SJ的一端与控制触点SJ-1的一端连接，驱动线圈SJ的另一端与升压整流电路2的一个输入端连接，驱动线圈SJ的两端还用于与外接电源连接；控制触点SJ-1的另一端与升压整流电路2的另一输入端连接，控制触点SJ-1用于在驱动线圈SJ通电时控制升压整流电路2与外接电源间歇式导通。

此时为了实现驱动线圈SJ在预设时长内通电，如图2所示，高能点火器还包括控制开关AT，控制开关AT的一端与驱动线圈SJ的一端连接，控制开关AT的另一端用于与外接电源连接。这样，即可通过控制开关AT控制驱动线圈SJ的导通，以及控制驱动线圈SJ在预设时长内导通。

可选地，控制开关AT为自锁开关，此时用户可按压该自锁开关以控制驱动线圈SJ与外接电源导通，在预设时长后，用户继续按压该自锁开关，以控制驱动线圈SJ与外接电源的断开，从而实现在预设时长内控制驱动线圈SJ与外接电源导通。

可选地，控制开关AT为常开开关，此时用户在预设时长内持续按压该控制开关AT，即可实现在预设时长内控制驱动线圈SJ与外接电源导通。

由于常开开关需要用户持续按压，从而相对于自锁开关，能够避免用户因自身原因而忘了断开驱动线圈SJ与外接电源之间的连接。

本申请实施例中，升压整流电路2包括升压变压器T和整流电路，升压变压器T的两个输入端与时控开关1的两个输出端分别连接，升压变压器T的两个输出端与整流电路的两个输入端分别连接，整流电路的输出端与储能电容C1连接。

这样，即可通过升压变压器T对外接电源输入的电压进行升压处理，之后在通过整流电路对升压处理后的电压进行整流处理，以得到直流电流，从而便于为储能电容C1进行充电。

其中，升压变压器T主要用于对外接电源输入的交流电压进行升压处理，以满足后续点火头DH的点火电压。示例地，外接电源输入220伏的交流电压，此时可通过升压变压器T将220伏的交流电压进行升压后得到2000伏的交流电压，从而便于在进行整流处理后对储能电容C1进行充电，以满足后续点火头DH的点火要求。

其中，整流电路可以为桥式整流电路D或全波整流电路，当然还可以为其他整流电路，本申请实施例对此不做限定。示例地，整流电路为半波整流电路。

在一些实施例中，如图3所示，升压整流电路2包括升压变压器T和桥式整流电路D电路，升压变压器T的两个输入端与时控开关1的两个输出端分别连接，升压变压器T的两个输出端与桥式整流电路D的两个输入端分别连接，储能电容C1的两端并联在桥式整流电路D的输出端。

其中，桥式整流电路D包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管，第一二极管的负极与第二二极管的负极连接，第三二极管的正极和第四二极管的正极连接，第一二极管的正极与第四二极管的负极连接，第二二极管的正极与第三二极管的负极连接。

此时，第一二极管的正极与升压变压器T的一个输出端连接，第二二极管的正极与升压变压器T的另一个输出端连接，第一二极管的负极与储能电容C1的一端连接，第四二极管的正极与储能电容C1的另一端连接。

在另一些实施例中，升压整流电路2包括升压变压器T和全波整流电路；升压变压器T的两个输入端与时控开关1的两个输出端分别连接，升压变压器T的两个输出端与全波整流电路的两个输入端分别连接，储能电容C1的两端连接在升压变压器T的中心抽头和全波整流电路的输出端。

其中，全波整流电路包括第五二极管和第六二极管，第五二极管的负极与第六二极管的负极连接。此时，第五二极管的正极与升压变压器T的一个输出端连接，第六二极管的正极与升降变压器的另一个输出端连接，第五二极管的负极与储能电容C1的一端连接。

本申请实施例中，在基于升压变压器T升压处理后的高压输出电流至整流器进而为储能电容C1充电时，升压变压器T输出的电流很容易过大，从而造成升压变压器T过载运行。因此，如图4所示，高能点火器还包括限流电容C2，升压变压器T的一个输出端和整流电路D的一个输入端通过限流电容C2连接。

其中，当整流电路D为桥式整流电路D时，限流电容C2连接在升压变压器T的一个输出端和桥式整流电路D的一个输入端之间；当整流电路D为全波整流电路时，限流电容C2连接在升压变压器T的一个输出端和全波整流电路的一个输入端之间。

这样，通过限流电容C2限制了升压变压器T输出至整流电路D的最大电流，保证了升压变压器T不会出现过载运行，从而在时控开关1的基础上进一步延长了升压变压器T的使用寿命。

另外，由于限流电容C2限制了升压变压器T输出的最大电流，也即是限制了输入至整流电路D和储能电容C1的最大电流，因此同时保证了整流电路D和储能电容C1不会出现过载运行，从而延长了整流电路D和储能电容C1的使用寿命。

另外，相关技术中采用限流电阻限制升压变压器T输出至整流电路D的最大电流，这样限制的电流会因为限流电阻自身产生的热量而产生损耗，造成了能量的浪费。而本申请中采用限流电容C2，这样限制的电流会对限流电容C2进行充电，从而存储在限流电容C2内部，避免了能量的浪费，在限流电容C2两端连接的电压较小时，升降变压器输出至整流电路D的电流不足以对储能电容C1进行充电，此时限流电容C2又会充当电源进行放电，从而保证了输出至整流电路D的电流，保证了储能电容C1的速率，提高了能量的利用率。

本申请实施例中，如图5所示，高能点火器还包括放电电阻R，放电电阻R的两端与点火头DH的两个输入端分别连接，也即是实际使用过程中，放电电阻R的第一端与点火头DH的第一输入端连接，放电电阻R的第二端与点火头DH的第二输入端连接。

这样，由于放电电阻R与点火头DH的连接，即可实现储能电容C1与放电电阻R之间的形成的电回路，从而在点火头DH点火成功后，即可通过放电电阻R对储能电容C1上的电能进行消耗，以避免储能电容C1上存在电能因意外情况而造成高能点火器烧毁的情况。

本申请实施例中，点火头DH为双铂金三极火花塞。这样，由于铂金火花塞具有提高发火性、提高跳火性能、扩撒热范围、耐久性好的特征，从而能够保证点火的成功率。

其中，三级火花塞的中心电极采用2毫米纯铂金材质，也即是中心电极采用2毫米纯铂金材质，以在双铂金三极火花塞点火时，能够迅速聚集能量，保证快速且成功点火。

当然，本申请实施例中，点火头DH除了为双铂金三极火花塞外，还可以为其他点火结构，只要能够在储能电容C1放电时，保证点火成功即可，本申请实施例对此不做限定。

本申请实施例中，高能点火器还包括壳体，壳体具有外接插头，该外接插头用于与外接电源连接，时控开关1、升压整流电路2、储能电容C1、开关放电管K和电感器L均位于壳体内，时控开关1的两个输入端与外接插头连接，点火头DH固定在壳体上，且点火头DH的接线端伸入壳体的内部与储能电容C1连接，点火头DH的点火端裸露在壳体的外部，从而便于实现点火。

这样，通过壳体对上述电器件的容置，不仅便于高能点火器的安装，还能够避免外部杂物附着在各电器件上，从而通过壳体对高能点火器包括的各电器件形成有效保护。

本申请实施例中，通过时控开关控制升压变压器与外接电源导通后，升降变压器会对外接电源输入的电压进行升压，之后升压处理后的电压会通过整流电路进行整流，以便于整流后的直流电流能够对储能电容进行充电，从而保证该高能点火器具有点火条件。由于开关放电管具有一定的电压导通阈值，也即是在储能电容的充电电压未达到该电压导通阈值之前，储能电容处于持续充电状态，从而能够保证储能电容中存储的电能满足高能点火的需求，以保证开关放电管被击穿后，点火头点火的成功率。另外，通过时控开关能够控制升压变压器与外接电源间歇式导通，从而能够保证升压变压器间歇式工作，也即是升压变压器对外接电源输入的电压进行间歇式升压处理，这样不仅能够保证升压变压器对外接电源输入的电压的正常处理，还能够延长升降变压器的散热时间，保证升压变压器的散热效果，从而避免了升压变压器因内部温度升高而烧毁的现象，提高了升压变压器的使用寿命。在另外，通过在升压变压器的一个输出端连接的限流电容能够限制升压变压器的输出电流，从而避免升压变压器工作在过载状态，从而进一步提高升压变压器的使用寿命，进而提高了该高能点火器的使用寿命。

以上所述仅为本申请实施例的可选实施例，并不用以限制本申请实施例，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请实施例的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高能点火器，其特征在于，所述高能点火器包括：时控开关(1)、升压整流电路(2)、储能电容C1、开关放电管K、电感器L和点火头DH；

所述时控开关(1)的两个输出端与所述升压整流电路(2)的两个输入端分别连接，所述时控开关(1)的两个输入端用于与外接电源连接，所述时控开关(1)用于控制所述升压整流电路(2)与所述外接电源在预设时长内间歇式导通；

所述储能电容C1的两端与所述升压整流电路(2)的两个输出端分别连接，所述点火头DH的两个输入端与所述储能电容C1的两端分别连接，所述开关放电管K与所述电感器L串联后，所述开关放电管K上未与所述电感器L连接的一端与所述储能电容C1的一端连接，所述电感器L上未与所述开关放电管K连接的一端与所述点火头DH的一个输入端连接；

所述时控开关(1)为循环式时间继电器，所述时间继电器包括驱动线圈SJ和控制触点SJ-1；

所述驱动线圈SJ的一端与所述控制触点SJ-1的一端连接，所述驱动线圈SJ的另一端与所述升压整流电路(2)的一个输入端连接，所述驱动线圈SJ的两端还用于与所述外接电源连接；

所述控制触点SJ-1的另一端与所述升压整流电路(2)的另一输入端连接，所述控制触点SJ-1用于在所述驱动线圈SJ通电时控制所述升压整流电路(2)与所述外接电源间歇式导通；

所述高能点火器还包括控制开关AT，所述控制开关AT的一端与所述驱动线圈SJ的一端连接，所述控制开关AT的另一端用于与所述外接电源连接，所述控制开关AT用于控制所述驱动线圈SJ在所述预设时长导通；

还包括壳体，壳体具有外接插头，该外接插头用于与外接电源连接，时控开关(1)、升压整流电路(2)、储能电容C1、开关放电管K和电感器L均位于壳体内，时控开关(1)的两个输入端与外接插头连接，点火头DH固定在壳体上，且点火头DH的接线端伸入壳体的内部与储能电容C1连接，点火头DH的点火端裸露在壳体的外部。

2.如权利要求1所述的高能点火器，其特征在于，所述升压整流电路(2)包括升压变压器T和桥式整流电路D；

所述升压变压器T的两个输入端与所述时控开关(1)的两个输出端分别连接，所述升压变压器T的两个输出端与所述桥式整流电路D的两个输入端分别连接，所述储能电容C1的两端并联在所述桥式整流电路D的输出端。

3.如权利要求2所述的高能点火器，其特征在于，所述高能点火器还包括限流电容C2，所述升压变压器T的一个输出端和所述桥式整流电路D的一个输入端通过所述限流电容C2连接。

4.如权利要求1所述的高能点火器，其特征在于，所述升压整流电路(2)包括升压变压器T和全波整流电路；

所述升压变压器T的两个输入端与所述时控开关(1)的两个输出端分别连接，所述升压变压器T的两个输出端与所述全波整流电路的两个输入端分别连接，所述储能电容C1的两端连接在所述升压变压器T的中心抽头和所述全波整流电路的输出端。

5.如权利要求1所述的高能点火器，其特征在于，所述控制开关AT为常开开关。

6.如权利要求1所述的高能点火器，其特征在于，所述控制开关AT为自锁开关。

7.如权利要求1-4任一所述的高能点火器，其特征在于，所述高能点火器还包括放电电阻R，所述放电电阻R的两端与所述点火头DH的两个输入端分别连接。

8.如权利要求1-4任一所述的高能点火器，其特征在于，所述点火头DH为双铂金三极火花塞。