[实用新型]纤维镍氢高能矿灯

说明书

本实用新型涉及煤矿井下携带式照明工具，尤其涉及一种金属氢化物-纤维镍环保高能防爆电池作为电源的矿灯。

目前，煤矿使用的绝大部分矿灯采用的是铅酸蓄电池作为电源，该类型矿灯不但存在着重量比能量较低、体积大、寿命短、光比能低等缺点，而且，维护量大，使用成本高，污染环境。

为了克服上述不足之处，本实用新型提供了一种容量大、重量轻、防爆性能高、无污染、免维护的氢化物(MH)-纤维镍(Ni)高能矿灯。

该纤维镍氢高能矿灯主要有电池壳体，纤维镍氢电池组、密封垫、密封板、电子欠压保护器、电磁过流保护器、电缆线、灯头所组成。

本实用新型的核心是电源部分，作为电源部分的环保高能免维护碱性蓄电池，其正电极是氧化镍纤维电极(Ni)，负电极是金属氢化物电极(MH)，电解液采用KOH水溶液，隔膜采用吸碱量透气性好的PP隔膜。蓄电池采用正极限制设计，负极过量设计，保证电池充电、放电的稳定性，以达到性能高、寿命长。

MH-Ni蓄电池是箔式电极卷绕式结构，外壳采用低碳钢引伸镀镍壳体，封口采用机械密封，盖帽设有安全防爆阀，确保在异常情况下电池的安全使用，以达到无污染，免维护。

本高能矿灯技术解决方案涉及高能复合纤维镍-氢电池组，所说该复合纤维镍-氢電池为三只性能一致的纤维-氢電池，用镍电极片串联焊接而成的，三只电池均经严格分容一致组合成一体，并成直立状放置在电池壳体中，用双面胶和热注塑胶固定，起固定、缓冲减震作用。所述纤维镍氢高能矿灯的核心部分是烧结式复合镍纤维正极板的制造工艺，本工艺是将我公司生产专利技术产品复合镍纤维和加拿大INCO公司生T225材料及造孔剂混合使用，通过烧结炉的刮浆、烘干烧结等工序，形成电池基板。该基板由于复合镍纤维经烧结后，得以脱芯而形成中空镍纤维，从而使基板孔率比普通基板孔率提高15～20％，增加了电池活性物质的负载量，提高了电池的容量。所述复合中空镍纤维为短纤维状，中间为3～5μm的化纤，通过湿法氢还原技术制造而成，直径为20～30μm。表面具有优良的导电性能。该纤维镍在电池基板中呈空间三维网状结构，降低了电池内阻，增强了电池基板的强度和导电性能，进一步提高了电池大电流充放电性能，延长了电池的寿命，所述电池组通过严格设计结合各种保护措施，电池寿命可保证在二年以上。

发明设计的电子欠压保护器是针对矿灯过分延点而设计的电子保护器，它是在充分考虑电池放电能力的基础上而特殊设计的。电子欠压保护器的核心是采样电路，即采样到设定值M，当采样低于M值时，电子欠压保护器动作，切断电源防止电池进一步地深放电，对电池极板造成伤害，从而影响电池寿命。当电池组电压回升到设定值N时，该电子欠压保护器恢复供电，矿灯又可正常工作。

附图1为纤维镍氢电池高能矿灯结构示意图；

附图2为密封板示意图；

附图1所示：1·电池壳体  2·纤维镍氢高能电池组  3·密封垫  4·密封板  5·电子欠压保护器  6·电磁过流保护器  7·壳体上部  8·电缆线  9·灯头

附图2所示：10·浇注双面螺母  11·浇注单面螺母  12·浇注双面螺母

参照附图1和附图2，说明如下：方案中所述电池壳体(1)为高强度ABS工程塑料浇注而成，壳体上设有两个腰带扣，腰带扣采用加厚设计，防止使用过程中出现断扣现象。电池组件中的正极出线用胶皮电缆线引出，接于密封板(4)(图2)的浇注双面螺母(12)的下接口。本方案中所说的密封垫为橡胶皮垫(3)。上面设有4个固定孔，两个出线孔，起防尘、防水、隔爆作用。方案中所述密封板(4)为ABS工程塑料浇注而成，上面设有固定孔4个，浇注铜质螺母3个。其中浇注螺母(10)为双面螺母。下接口联结电池组件(2)的负极出线，上接口联结电磁过流保护器(6)的进线端，浇注螺母(11)为单面螺母，用于电磁过流保护器(6)的出线端和矿灯头双芯电缆线的负极引线端，浇注螺母(12)为双面(12)为双面螺母。下接口联结电池组件(2)的正极出线，上接口联结矿灯头双芯电缆线的正极引线端。方案所述电磁过流保护器(6)，起到电池组件的过载及短路保护和过放电作用，当负载增大超过保护值或短路时，该电磁过流保护器迅速启动内部电路，变成涓流输出，保护电池组不受伤害，当故障点不排除，该电磁过流保护器一直处于保护状态，直到故障排除为止，且在发生短路故障时，由于电磁保护器极短时间内启动保护功能，不会产生电火花；故障点排除后，该电磁过流保护器自动恢复正常工作状态，保护次数可达一万次以上，解决了原酸性矿灯一次性保险在起保护后需更换的问题。当电池出现过放电现象时本高能矿灯发明的电池过放电电子欠压保护器(5)，在电池放电电压到设定值M时，该电子保护器自动切断电源，自动进入保护电池状态，防止电池过放电对电池伤害，当电池电压回升到设定值N时，该电子欠压保护器又自动恢复供电，矿灯又可正常工作，从而进一步延长电池使用寿命。密封垫(3)和密封板(4)涂粘合剂粘牢后，分别将正、负极引线端子用螺丝、平垫、弹簧垫紧固在相对应的接线口上，电池壳体(1)上的口涂密封胶，将密封垫、密封板组件用螺钉固定在电池壳体，使整个电池壳体内部安全隔爆，防尘防水。方案所述矿灯头为煤科院上海分院的专利产品，其双芯电缆线(8)用固定卡板安放在矿灯电池壳体上部(7)的出线孔中，出线孔中设有防爆胶垫、固定螺母，起隔爆、防尘和防止电缆线拨脱现象。灯头(9)上设有一控制开关，矿灯电路正常，控制开关闭合后，设在灯头中的高能灯泡即发光。所述该型高能矿灯的比光能较普通酸性矿灯提高了91％，所述矿灯整体重量仅为850克，其重量比能量较普通酸性矿灯提高了42％，由于采用了高能纤维镍氢电池，体积仅为360立方厘米。