新型压电式防儿童开启打火机点火装置的研制

CR (CHILD RESISTANCE) 法案是欧美等发达国家推出的针对打火机的保护儿童安全的一项技术法规该法案的主题是市场上流通的打火机必须带有防儿童开启装置[1]。据行业调查目前符合CR标准技术的知识产权几乎都掌握在欧美等发达国家的企业手里国内企业的开发空间少之甚少虽然国内的一些打火机生产厂家也不断推出了各种CR装置技术但都与国外的CR技术有雷同之处几乎都有侵权存在到目前为止没有一家中国打火机企业取得安全锁的CR认可[2~3]。

我国是打火机出口大国占据世界80%打火机的产量;温州作为我国金属外壳打火机生产基地每年出口金属打火机约20亿人民币。据统计在2007年3月11日欧盟CR法案正式实施后全年出口欧盟141 6批次数量2704万只金额2385万美金与上一年度相比分别下降了71%、72%和85%[4]。传统的打火机都是直接点火型很容易被儿童误操作造成点火带来不应该的伤害和火灾[5]。一些国家的厂商在打火机内另外安装上各种安全锁从而提高了生产成本和使用时点火操作的不便[6];有的厂家为了避开欧美等国家的CR法规用加重点火压力来防儿童开启其点火压力达到9.5至10磅使用十分吃力防住了儿童的同时也给消费者的正常使用带来了不便。总之现有技术的CR打火机装置几乎都存在着各种各样的弊病。

目前温州地区的防儿童开启装置多以电子加重为主这种方式的结构使得打火机操作极其困难[7]这样势必使温州的打火机不具有国际市场的竞争力。在这样的国内外形势下研究开发具有完全自主知识产权的打火机CR技术势不可待。

1 压电式防儿童开启打火机点火装置的结构与功能

1.1 设计原则及要求

研制一种对儿童难以模仿的而且正常使用者可以很容易操作的使用方便的CR打火机装置。除此之外研制的CR打火机在生产成本上和现有的非CR打火机不差上下。使普通非CR打火机的消费者可以毫不犹豫地接受CR打火机;另一方面能够对CR法规的实施起到平稳过度同时更好的保障人民群众的生命财产安全。

1.2 压电式防儿童开启打火机点火装置工作原理

针对以上设计原则及要求改进打火机装置的一个核心技术即打火机的一个部件:压电式点火装置 (压电陶瓷) 在其内部增加了一个防儿童开启的构件并且这种防儿童开启压电式点火装置与传统的打火机用一般压电式点火装置安装尺寸一样生产成本不变组装时难度不变。一只普通的打火机只要把原来的压电点火装置换上这款防儿童开启压电点火装置就可以成为具有CR功能的打火机。

该款具有防止儿童开启功能的打火机是基于对打火机点火时特殊的操作流程来实施的使用时先将打火机的按手按到底进入安全锁启动状态接着稍微减轻按手的力量使按手回升到总行程的60%到80%的解锁位置时随即再次按下按手进行储能点火;但当儿童按下打火机按手到放手复位的过程中由于儿童操作动作单纯不会随时在解锁位置给打火机按手受力储能整个过程会直接由复位弹簧将整个工作还原从而达到了防儿童开启。电火花是通过按下控制可燃气体阀门的按手并激活一种电子触媒剂 (石英) 创造出来的。仅作为通过儿童测试的目的此款具有防止儿童开启功能的打火机在被正确操作时会产生一种可以听到的“嘀”声。

1.3 压电式防儿童开启打火机点火装置结构设计

如图1至4所示该装置包括1导电储能管2行槽结构5储能弹簧15能力释放限位窗6导向轴7撞击轴8撞击锤9环形控制行槽10点火行槽19储能挡肩11复位弹簧12承击钉13导电铜片14压电陶瓷16放电铜片17铜帽18放电导线。

点火时第一步当第一次按下导电储能管1时导向轴沿着控制行槽的一边下行见图5至图6.此时撞击轴不能使储能弹簧产生储能;第二步减弱对点点储能管1的受力由于复位弹簧的向上力作用导向轴和能力释放限位窗带着撞击轴上行当行至图7状况时此时撞击轴随着能力释放限位窗的底斜边滑到储能挡肩上;第三步此时紧接着再一次按下导电储能管导向轴随着垂直下行到图8而撞击轴7则留在储能挡肩上使储能弹簧储能继续往下按导电储能管使导向轴下行到底时如图9能力释放限位窗的上斜边迫使撞击轴滑出储能挡肩此时储能弹簧瞬间释放撞击锤猛击承击钉产生高压点火。终止点火时只要取消对导电储能管的受力整个过程由复位弹簧还原到启动前的状况。

当儿童误操作时在按下导电储能管1导向轴下行到图6时即松开储能管由于儿童操作动作单纯整个过程由图5到图6经过图7直接由复位弹簧将整个工作还原到图5从而达到防儿童开启。

2 测试结果

对产品做ISO9994:2005测试;按照EN13869:2002的要求做CR测试将设计的压电式点火装置结构安装于普通打火机中实现了防儿童开启的目的且通过了CR及相关其他测试。

3 结语

该装置研制的目的就是解决CR法案带来的不利影响帮助企业提高产品的科技含量促进温州乃至全国打火机的出口。该研制成果符合各种打火机对该技术的配置可以让现有的各种各样的打火机不用做高难度的调整可以直接配上该装置而达到CR的标准。该项技术拥有良好的推广前景不仅能有效地减少国外CR法案带来的不利影响还可以给我国打火机带来年出口三十亿以上的经济效益。

摘要：研发一种新型压电式装置有助于减少欧盟CR法规带来的负面影响促进国内打火机出口。通过设计打火机按钮按压力过程的复杂化将打火机的按手按到底进入安全锁启动状态接着稍微减轻按手的力量使按手回升到总行程的60%到80%的解锁位置时随即再次按下按手进行储能点火。该种点火装置的研制消费者能方便地操作使用又能有效阻止儿童开启。该装置成功地通过了防止儿童开启测试生产成本低打火机的改进工艺简单拥有良好的市场前景。

关键词：CR法案,防儿童开启,点火装置

参考文献

[1] BSEN ISO9994:2006 A1:2008 Light-ers-Safety specification[s].

[2] 赵国庆, 王利兵, 尚为, 等.出口打火机安全性能的研究[J].检验检疫科学, 2003, 13 (5) :37～39.

[3] 张安.温州出口打火机不合格原因分析[J].检验检疫科学, 2005 (4) :22～24.

[4] 刘炜彬.中国打火机检测水平迎来新时代[J].今日科技, 2007 (10) :61.

[5] GB 19288-2003, 打火机生产安全规范[S].

[6] ASTM F400:04 Standard ConsumerSafety Specification for Lighters[S].

[7] 邱建, 陈丹超.重力型打火机参数测试仪的研制[J].科技资讯, 2007 (2) :8.