综合效益分析 社会效益 经济效益 结论 节能型免维护铅酸电池矿灯的 研制与应用 概述 矿灯行业的发展现状 我国矿灯行业从六十年代开始，由当时的上海煤研所和上 海矿灯厂抚顺矿灯厂联合研制型矿灯进行起，至今已近五 十年，经过几代研发人员的努力，对产品进行了不断改进和创 新。回顾矿灯行业的发展史，大致经历了三个阶段 六十年代初到七十年代末，是国产矿灯的起步和发展阶 段，我国矿灯产品从无到有逐步发展壮大，结束了矿灯依赖国 外进口的历史，主要生产型及型矿灯。 八十年代至九十年代，是矿灯的全塑化发展时期和灯头的 双光源结构开发期。在这期间开发的全塑型单丝矿灯， 其重量轻，结构简单，携带方便，受到广大煤矿职工的欢迎， 得到了较大的推广。而双灯丝矿灯，由于增加了灯头的维护难 度，加上价格因素的制约，并未形成气候。 九十年代后期至今，是矿灯的免维护化和矿灯的小型化及 电源的多样化发展阶段。在矿灯电池的免维护化，电源的小型 化多样化方面进行了探索和试验，已取得定成果，形成了 镍氢矿灯锂电矿灯等多种规格的系列产品。 由于受到煤矿特定使用环境的制约，镍氢矿灯锂电矿灯 虽然显示出了自身的优越性，但在安全性可靠性方面还未完 全达到煤矿井下的要求。 在国外，如美国英国等国家，煤矿井下仍使用铅酸蓄电 池矿灯。在光源方面，美国英国等国家采用双灯丝结构德 国俄罗斯采用双灯丝或双灯泡的结构。根据国外发展情况和 我国煤矿实际预测，矿灯以免维护蓄电池为电源，以为光 源的技术方案，应为国内煤矿井下使用的矿灯产品近期发展趋 势。 矿灯的类型 现阶段煤矿使用的矿灯大至分为三类铅酸电池矿灯镍 氢电池矿灯锂电池矿灯。 普通， 经过反复比较试验，最终确定以安全可靠节能环保和维护量 小为综合指标，优选方案二为研制开发新代矿灯的方案。 节能型免维护铅酸电池矿灯的结构 节能型铅酸电池免维护矿灯是种便携式移动照明设备， 由灯头电源和控制保护电路组成。灯头内设有主辅两个光源 和光源驱动电路电源包括阀控式铅酸蓄电池和电源管理器。 见如下图。 图节能型免维护铅酸电池矿灯结构及组成 电缆电池槽盖电池槽电池管理器安全阀灯面玻璃 光源管理器灯头盖光源反射器灯头壳 节能型免维护铅酸电池矿灯的特点 节能型免维护铅酸电池矿灯采用的免维护密闭铅酸蓄电 池，具有全密闭免维护体积小重量轻不漏液寿命长 放电平稳无气体析出等特点，提高了矿灯的防爆性能，确保 了矿灯的本质安全。该电池采用先进的工艺技术进行整体优化 设计，使电池使用寿命可达次。灯头光源采用节能的 冷光源，体积小，结构坚固，工作电压低，在寿命期内不需更 换光源，节电效果明显，是公认的环保节能型光源。 阀控式密封免维护铅酸蓄电池 采用专用阀控式密封免维护铅酸蓄电池简称电池 作为电源，其安全性可靠性优于其它类型的蓄电池，其寿命 周期内不需要补充电解液，降低了矿灯的维护费用和补充电费 用，同时充电时没有酸雾，对人体和设备不构成危害和损害， 是矿灯的首选电源。 电池的材料 电池所用的材料没有产生火花与明火引发瓦斯气体 爆炸的因素。电池的主要材料是 铅及它的化合物，这些无机材料在常温 下冲击，摩擦都不产生火花，更不会产生明火。在高温 不会燃烧。 隔板用材料是纯度高的超细玻璃纤维组成的，它的主要 化学成分是，还有，元素的氧化物， 在冲击摩擦时，都不产生火花或明火，它的熔点在左右。 电解液是稀，占重量的左右。它虽有腐蚀性， 但没有产生火花或明火的因素，使用时完全密封在电池槽内。 电池槽护盖塑料件材料是树脂，它是高强度的绝缘 材料，击穿电压，阻燃性能达到，表 面电阻﹥，抗拉强度，抗弯强度。 此外，矿灯整体方案都按本质安全要求进行设计。 电池安全阀 电池设有安全阀，其作用是电池内压力大于时，将 电池内的气体排出，低于时关闭。保证了电池的 安全性与可靠性。 电池主要特性 安全密封在使用过程中，电解液不会从电池的端 子或外壳中泄露出。 没有自由酸特殊的吸液隔板将酸保持在其内部， 电池内没有自由酸液。 泄气系统电池内压超出正常水平后，电池会 放出多余气体并自动重新密封，保证电池内没有多余气体。 维护简单由于独无二的气体复合系统使产生的 气体转化成水，在使用电池的过程中不需要加水。 使用寿命长采用了有抗腐蚀结构的铅钙合金栏板 电池可浮充使用年。 质量稳定，可靠性高采用先进的生产工艺和严格 的质量控制系统，电池的质量稳定，性能可靠。电压 容量和密封在线进行检验。 电池结构 在电池中，部分数量的电解液被吸收在极片和隔板 中，以此增加负极吸氧能力，阻止电解液损耗，使电池能 目录 概述 矿灯行业的发展现状 矿灯的类型 现阶段矿灯存在的不足 问题的提出 节能型免维护铅酸电池矿灯研制 课题来源和要求 研制方案提出 研制方案的比较及确定 节能型免维护铅酸电池矿灯的结构 节能型免维护铅酸电池矿灯的特点 阀控式密封免维护铅酸蓄电池 光源灯头的本安型设计 控制电路 主要技术参数 使用范围和环境条件 核准通过，归档资料。 未经允许，请勿外传, 工业性试验 应用及效果分析 技术创新点 综合效益分析 社会效益 经济效益 结论 节能型免维护铅酸电池矿灯的 研制与应用 概述 矿灯行业的发展现状 我国矿灯行业从六十年代开始，由当时的上海煤研所和上 海矿灯厂抚顺矿灯厂联合研制型矿灯进行起，至今已近五 十年，经过几代研发人员的努力，对产品进行了不断改进和创 新。回顾矿灯行业的发展史，大致经历了三个阶段 六十年代初到七十年代末，是国产矿灯的起步和发展阶 段，我国矿灯产品从无到有逐步发展壮大，结束了矿灯依赖国 外进口的历史，主要生产型及型矿灯。 八十年代至九十年代，是矿灯的全塑化发展时期和灯头的 双光源结构开发期。在这期间开发的全塑型单丝矿灯， 其重量轻，结构简单，携带方便，受到广大煤矿职工的欢迎， 得到了较大的推广。而双灯丝矿灯，由于增加了灯头的维护难 度，加上价格因素的制约，并未形成气候。 九十年代后期至今，是矿灯的免维护化和矿灯的小型化及 电源的多样化发展阶段。在矿灯电池的免维护化，电源的小型 化多样化方面进行了探索和试验，已取得定成果，形成了 镍氢矿灯锂电矿灯等多种规格的系列产品。 由于受到煤矿特定使用环境的制约，镍氢矿灯锂电矿灯 虽然显示出了自身的优越性，但在安全性可靠性方面还未完 全达到煤矿井下的要求。 在国外，如美国英国等国家，煤矿井下仍使用铅酸蓄电 池矿灯。在光源方面，美国英国等国家采用双灯丝结构德 国俄罗斯采用双灯丝或双灯泡的结构。根据国外发展情况和 我国煤矿实际预测，矿灯以免维护蓄电池为电源，以为光 源的技术方案，应为国内煤矿井下使用的矿灯产品近期发展趋 势。 矿灯的类型 现阶段煤矿使用的矿灯大至分为三类铅酸电池矿灯镍 氢电池矿灯锂电池矿灯。 普通铅酸矿灯的蓄电池极板是由铅和铅的氧化物构成， 电解液是硫酸的水溶液。它的主要优点是电压稳定价格 便宜缺点是比能低即每公斤蓄电池存储的电能使用 寿命短日常维护频繁。 镍氢矿灯的镍氢电池是以镍镉电池技术为原型改进的，镉 电极被储氢合金取代，应用在镍氢电池上。它的缺点是严重 过放电长期存放不用，电池自放电过大内部正负电极易造成 短路。 锂电矿灯的锂电池大致为三类是钴酸锂电池二是锰 酸锂电池三是聚合物锂电池。这三种电池都不同程度地存在 着过充或过放所产生的爆炸问题，而钴酸锂电池因活性最高 体积小，安全性能最差。 随着科学技术的不断发展，新材料新技术取代传统材料和 传统技术已成为必然趋势。我公司研制的节能型铅酸免维护矿 灯，在结构上进行了彻底的改造，电池电解液消耗量非常小， 在使用寿命内不需补充蒸馏水，耐震耐高温体积小自放 电小，使用寿命可达普通蓄电池的两倍。 现阶段矿灯存在的不足