阅读说明：本技术 一种模块化可控延时触发装置 (Controllable time delay trigger device of modularization ) 是由 刘二强 孔令宇 赵广辉 李华英 林金保 贾有 常超 于 2019-12-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种可控模块化延时触发装置,在绝缘外壳中,弹簧旋盖、弹簧、保险销、绝缘拉丝、易熔合金、正极触头顺序连接。采用模块化设计启动触发,其弹簧旋盖与弹簧的上端盖相连,通过旋动旋盖带动弹簧伸长来蓄力,旋盖上配有刻度,通过旋转控制弹簧的伸长量。通过旋盖旋转角度可控制弹簧拉力的大小,以确定易熔合金蠕变位移增大到与正极金属套接触的时间,从而达到触发时间可控的目的。当保险销拔出后,易熔合金在由绝缘丝连接的弹簧拉力作用下发生蠕变变形,但蠕变位移增加至与正极金属套接触时电路形成通路,进而实现触发。(The invention discloses a controllable modular delay trigger device, wherein a spring spiral cover, a spring, a safety pin, an insulation wire drawing, a fusible alloy and a positive contact are sequentially connected in an insulation shell. The modularized design is adopted to start and trigger, the spring spiral cover is connected with the upper end cover of the spring, the spring is driven to extend by rotating the spiral cover to store force, the spiral cover is provided with scales, and the extension amount of the spring is controlled by rotation. The size of the spring tension can be controlled through the rotation angle of the screw cap so as to determine the time for increasing the creep displacement of the fusible alloy to be in contact with the anode metal sleeve, and the aim of controlling the trigger time is fulfilled. After the safety pin is pulled out, the fusible alloy generates creep deformation under the action of the tension of the spring connected with the insulating wire, but the creep displacement is increased to form a passage when the fusible alloy is in contact with the positive metal sleeve, and then triggering is realized.)

一种模块化可控延时触发装置

技术领域

本发明涉及工业延时触发器械技术领域，具体为一种模块化可控延时触发装置。

背景技术

目前在现在的工业生产中，有时需要延时触发装置来实现生产的目的，如延时起爆装置、设备定期检修装置等。目前存在的时间延时装置类型较少，多数为电子延时装置，通过设置时间来完成触发，而电子设备对工作环境要求较高，在潮湿、粉尘等环境使用时容易出现短路、断路等形式失效。而机械装置对工作环境要求相对较低，且不受装置长期放置电量损耗的影响，具有设备结构简单工作稳定的优点。

易熔合金是一种低熔点合金，不同于常规合金，在常温时其一定应力条件下的变形具有时间相关性特征，这就为延时触发装置的时间设定来源提供了可能性。本发明拟采用易熔合金的该特征，设计一种模块化可控延时触发装置，为相关行业领域提供可靠稳定的延时触发装置。

发明内容

本发明为了克服上述技术缺点，提供的一种模块化可控延时触发装置，采用模块化设计，操作简单，可以实现多方面的使用。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种模块化可控延时触发装置，包括弹簧顶盖弹簧旋盖、弹簧组件、保险销、台阶状负极金属套、绝缘拉丝、易熔合金、绝缘外壳体、导电金属片、正极触头、负极触头。

所述绝缘外壳体内中央同轴线开设有连续的台阶腔道，位于上部的台阶腔道内螺纹安装有弹簧旋盖。

所述弹簧旋盖中空、且中间通过隔板分隔为上腔和下腔，所述隔板中央预留有弹簧过孔。

所述弹簧组件包括弹簧，所述弹簧上端一体连接有弹簧上端盖，所述弹簧下端一体连接有弹簧下端盖，所述弹簧下端盖设有用于保险销穿过的大拉环和连接绝缘拉丝的小拉环。

所述弹簧组件的弹簧穿过弹簧旋盖弹簧过孔，所述弹簧旋盖的上腔旋入弹簧顶盖将弹簧上端盖压紧。

所述绝缘外壳体上部预留有保险销插孔，所述保险销穿过保险销插孔和弹簧下端盖的大拉环，此时弹簧处于拉伸状态。

所述台阶状负极金属套安装于绝缘外壳体的台阶腔道的台阶处，所述绝缘拉丝穿过台阶状负极金属套的中央预留孔，所述绝缘拉丝上端与弹簧下端盖的小拉环固定连接，所述绝缘拉丝下端与易熔合金上端的金属盖固定连接；所述金属盖与台阶状负极金属套下端面之间预留有间隙。

所述易熔合金位于绝缘外壳体下部的台阶腔道内，所述易熔合金下端与位于台阶腔道末端的正极触头连接。

所述绝缘外壳体下部内嵌入安装有导电金属片，所述导电金属片一端与台阶状负极金属套连接、其另一端与位于绝缘外壳体表面的负极触头连接。

使用时，在绝缘外壳中，弹簧旋盖通过弹簧顶盖与弹簧上端盖相连，弹簧下端盖与电路正极通过绝缘拉丝相连。旋动弹簧旋盖则可调整弹簧的伸长量，力值通过公式F＝kx来决定(其中k为弹簧的弹性系数，x为弹簧的伸长量)。待弹簧旋盖旋一定角度对弹簧完成蓄力时，拔出保险销，弹簧则会通过绝缘拉丝给易熔合金一定拉力，易熔合金在该拉力作用下发生拉伸蠕变伸长，并最终与负极金属套接触，从而形成通路。

本发明设计合理，根据易熔合金蠕变实验的实验数据和相关计算公式，可计算一定拉力下定蠕变位移需要的时间，而保险栓的设计可以确保装置在非工作状态的安全性。通过旋动弹簧旋盖，则可根据需要调整弹簧伸长量即弹簧拉力值，进而当保险栓拔出后弹簧通过绝缘丝给予易熔合金拉力，使易熔合金发生蠕变变形。当蠕变位移为Δl(t)时，回路正负极接触，装置实现触发，即在时刻t实现触发。

附图说明

图1表示易熔合金的力学模型。

图2表示模块化可控延时触发装置的结构示意图。

图3表示弹簧旋盖的结构示意图。

图4表示弹簧组件的结构示意图。

图5表示台阶状负极金属套的结构示意图。

图6表示易熔合金上端安装金属盖示意图。

图中：1-弹簧顶盖，2-弹簧旋盖，21-隔板，22-上腔23-下腔，24-弹簧过孔，3-弹簧组件，31-弹簧，32-弹簧上端盖，33-弹簧下端盖，34-大拉环，35-小拉环，4-保险销，5-台阶状负极金属套，51-护管套，6-绝缘拉丝，7-易熔合金，71-金属盖，8-绝缘外壳体，9-卡榫，10-导电金属片，11-正极触头，12-负极触头。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

一种模块化可控延时触发装置，包括弹簧顶盖1、弹簧旋盖2、弹簧组件3、保险销4、台阶状负极金属套5、绝缘拉丝6、易熔合金7、绝缘外壳体8、导电金属片10、正极触头11、负极触头12。

如图2所示，绝缘外壳体1内中央同轴线开设有连续的台阶腔道，构成三种不同直径的腔道。弹簧旋盖2、弹簧组件3、保险销4、台阶状负极金属套5、绝缘拉丝6、易熔合金7、正极触头11顺序连接。

如图3所示，弹簧旋盖2中空、且中部通过隔板21分隔为开放的上腔22和下腔23，隔板21中央预留有弹簧过孔24。弹簧旋盖2边缘设有刻度，用于调节弹簧。

如图4所示，弹簧组件3包括弹簧31，弹簧31上端一体连接有弹簧上端盖32，弹簧31下端一体连接有弹簧下端盖33，弹簧下端盖32设有用于保险销4穿过的大拉环34和连接绝缘拉丝6的小拉环35，小拉环35位于大拉环34下方。

如图2所示，位于上部的台阶腔道内螺纹安装有弹簧旋盖2。弹簧组件3的弹簧31穿过弹簧旋盖2的弹簧过孔24，弹簧旋盖2的上腔旋入弹簧顶盖1将弹簧上端盖32压紧。

如图2所示，绝缘外壳体8上部预留有保险销插孔，保险销4穿过保险销插孔和弹簧下端盖33的大拉环34，此时弹簧31处于拉伸状态。当保险销4拔出后，易熔合金7在由绝缘拉丝6连接的弹簧拉力作用下发生蠕变变形，但蠕变位移增加至与负极金属套接触时电路形成通路，进而实现延时触发。

如图5所示，台阶状负极金属套5中央设有用于绝缘拉丝6穿过的护管套51，来阻止保险销拔出时引起绝缘拉丝晃动。

如图2所示，台阶状负极金属套5安装于绝缘外壳体8的台阶腔道的台阶处，绝缘拉丝6穿过台阶状负极金属套5的中央预留孔，绝缘拉丝6上端与弹簧下端盖33的小拉环35固定连接，绝缘拉丝6下端与易熔合金7上端的金属盖71固定连接，如图6所示，易熔合金7上端安装有金属盖71；金属盖71与台阶状负极金属套5下端面之间预留有间隙。

如图2所示，易熔合金7位于绝缘外壳体8下部的台阶腔道内，易熔合金7下端与位于台阶腔道末端的正极触头11连接。

如图2所示，绝缘外壳体8下部内嵌入安装有导电金属片10，导电金属片10一端与台阶状负极金属套5连接、其另一端与位于绝缘外壳体8表面的负极触头12连接。

如图2所示，绝缘外壳体8外设有卡榫9，用于模块化安装。

具体应用时，在绝缘外壳体8中，弹簧旋盖2通过弹簧顶盖1与弹簧上端盖32相连，从而可通过旋动旋盖2来调整弹簧组件3中弹簧31的伸量，并依据弹簧旋盖2上的刻度来控制弹簧31的伸长量。弹簧下端盖33与电路正极通过绝缘拉丝6相连。旋动弹簧旋盖2，则可调整弹簧的伸长量，力值通过公式F＝kx来决定(其中k为弹簧的弹性系数，x为弹簧的伸长量)。待旋盖旋一定角度对弹簧完成蓄力时，拔出保险销，弹簧则会通过绝缘拉丝给易熔合金一定拉力，易熔合金在该拉力作用下发生拉伸蠕变伸长，并最终与负极金属套接触，从而形成通路。

具体延时触发时间如下：

1)、在图1中，F为弹簧31对易熔合金7力学模型所施加的力，G为易熔合金7的弹性模量，η为易熔合金7对应模型的阻尼系数。

对易熔合金进行一定应力σ下的蠕变测试，设易熔合金原长为l，直径为d，采用Voigt-MaxWell力学模型对实验数据进行分析，可得材料对应力学模型的粘弹性常数G和τ。

其中ε(t)为蠕变应变，σ为蠕变应力，G为力学模型中的弹簧常数，τ为模型延迟时间,t为时间变量。

2)、弹簧预设拉力F可通过调节装置旋盖实现，弹簧伸长量x：

x＝x₀-Δ+Δx (2)

F＝kx (3)

其中x₀为弹簧初始长度，Δx为旋盖调整量，k为弹簧弹性常数，Δ为正负极间距。Δ相对于弹簧伸长量x很小，故而旋盖调整完成后，机构在工作状态时弹簧伸长量x为一近似恒定值。设易熔合金丝在弹簧拉力F作用下的弹性位移为Δl，易熔合金材料的弹性模量为E，截面积为A，该位移是时间无关项。设时间相关的蠕变位移为Δl(t)，则由Δ＝Δl+Δl(t)。则弹性位移Δl及蠕变阶段易熔合金的应力σ和应变ε(t)可表达为

3)、将公式(3)、(5)和(6)带入公式(1)可得

即

4)、延时时间计算公式t为：

其中Δl(t)＝Δ-Δl。

5)、旋动弹簧旋盖，待旋盖旋一定角度(即弹簧伸长量调整为需要值时)，拔出保险销，弹簧则会通过绝缘丝给易熔合金一定拉力，易熔合金在该拉力作用下发生拉伸蠕变伸长。当蠕变位移为Δl(t)时，回路正负极接触，装置实现触发，即在时刻t实现触发。

具体实施时，绝缘外壳体8为对称利于装配的两部分构成。弹簧旋盖2先通过螺纹旋入绝缘外壳体8上端的腔道中，直至旋入最大深度。将绝缘拉丝6上端与弹簧下端盖33相连，将台阶状负极金属套5的护套管51穿入绝缘拉丝6，绝缘拉丝6下端与易熔合金上端的金属盖71相连，然后将这一相连的整体通过弹簧旋盖2放入绝缘外壳体8的腔体中，易熔合金7下端与位于绝缘外壳体8底端面(台阶腔道末端)的正极触头11连接。然后调节负极金属套5底面与金属盖71之间的距离，同时将导电金属片10与负极触头12焊接，然后嵌入预先在绝缘外壳体8的卡槽，与负极金属套5焊接。然后将弹簧顶盖1旋入弹簧旋盖2中进行对弹簧上端盖32的固定。将卡榫9进行安装，将保险销4***弹簧下端盖33的大拉环34并且穿出外壳体，然后将绝缘外壳体8与另一部分结合。

在图3中，弹簧旋盖2边缘刻有刻度，为了保证旋转较短的角度就可以实现对弹簧明显的拉伸，扩大了螺纹的节距，并采用梯形螺纹。

在图4中弹簧31与弹簧上端盖32、弹簧下端盖33为一体化设计防止彼此脱离，在弹簧下端盖33上钻有两个孔，大孔为保险销4的穿孔，小孔为绝缘拉丝6的穿孔。

在图5中负极金属套5中心设有较长的护套管51，防止保险销4拔出的过程中带动绝缘拉丝6的晃动，为了与金属盖71更好的接触降低电阻，负极金属套5的下壁厚度比上壁厚度增加1mm。

该触发装置整体作为一个***式模块，形状为柱体，下部两侧有限位键以及卡榫固定。采用模块化设计启动触发，通过旋动弹簧旋盖带动弹簧伸长来蓄力，弹簧旋盖上配有刻度，通过旋转控制弹簧的伸长量。则通过旋盖旋转角度可控制弹簧拉力的大小，以确定易熔合金蠕变位移增大到与负极金属套接触的时间，从而达到触发时间可控的目的。

应当指出，对于本技术领域的一般技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和应用，这些改进和应用也视为本发明的保护范围。