Вибуховий прилад конденсаторний

Реферат: Винахід належить до засобів електричного підривання зарядів вибухових речовин з використанням груп послідовно з'єднаних електродетонаторів, захищених від блукаючих струмів і сторонніх електроджерел напругою до 500 В. У вибуховому приладі конденсаторному (ВПК-1) як перетворювач напруги використовують однотактний імпульсний генератор на транзисторі, подільнику напруги і конденсаторі, з'єднаного з первинними обмотками трансформатора, а на виході - з вторинною обмоткою, проміжним конденсатором, діодним блоком і акумулюючим конденсатором з системою сигналізації контролю зарядки акумулюючого конденсатора, підключеного до електровибухової мережі через комутуючий тиристор, керований електрод якого увімкнуто за схемою: пусковий ключ - захисний блок. Винахід дозволяє підвищити ККД приладу і надійність керування електропідриванням, знизити габаритні розміри і, як наслідок, підвищити безпеку ведення вибухових робіт як в промислових умовах шахт і рудників, так і при випробуванні вибухових речовин в полігонних умовах базисних і витратних складів вибухових матеріалів. UA 98546 C2 (12) UA 98546 C2 UA 98546 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до засобів електричного підривання зарядів вибухових речовин з використанням груп послідовно з'єднаних електродетонаторів, захищених від рухливих струмів і сторонніх електроджерел напругою до 500 В і зводжуваних перед підриванням шляхом пропускання через електродетонатор постійного електричного струму, автономного і дистанційного їх підриву, а також може бути використаний для дистанційного підриву групи зарядів під час проведення експериментальних вибухів як в лабораторних, так і полігонних умовах для потреб гірничодобувних підприємств. Відомі вибухові пристрої для електричного підривання зарядів вибухових речовин як для умов відкритих, так і підземних гірничих робіт [Лурье А.И. Электрическое взрывание зарядов / Садовский Г.И. [и др]… - М: Недра, 1973. - С. 88-90; Взрывные приборы и машинки для электровзрывания. - М.: Недра, 1975. - С. 42-43]. Найбільш близьким аналогом винаходу, вибраним за прототип, є вибуховий пристрій для електричного підривання зарядів вибухових речовин з використанням груп послідовно з'єднаних електродетонаторів, відповідно [А.С. СССР № 1438371, МКВ F 42 D 3/04. Взрывное устройство / В.З. Полежаев, М.А. Мельников. - Заявл. № 4211771/40-23, от 19.03.87 г. - ДСП]. Вибуховий пристрій, вибраний за прототип, представлено розміщеною в корпусі батареї живлення, з'єднану через перемикач з нормально замкнутими контактами зі входом перетворювача напруги, вихід якого з'єднано з первинною обмоткою трансформатора, а вторинна - з подвоювачем напруги, що складається з конденсатора і діодного блока, акумулюючого конденсатора, а другий перемикач, зблокований з першим, з'єднано з вибуховим ланцюгом. Наведений вибуховий пристрій не забезпечує іскробезпечність вибухових ланцюгів, стійкий контроль системи заряджання та ініціюючого імпульсу, а також запобігання спрацьовуванню приладу в разі його несправності і повторного вмикання, і як наслідок - зниження коефіцієнта корисної дії (ККД) приладу, надійності в управлінні електропідриванням, безпечності ведення вибухових робіт як в промислових умовах шахт і рудників, так і під час випробування вибухових речовин (ВР) в полігонних умовах. В основу винаходу поставлена задача удосконалення вибухового приладу конденсаторного, в схемі якого проведено конструктивні зміни через введення як перетворювача напруги однотактного імпульсного генератора на транзисторі, подільника напруги і конденсаторі, з'єднаного з первинними обвивками трансформатора, а на виході - із вторинною обвивкою, проміжним конденсатором, діодним блоком і акумулюючим конденсатором із системою сигналізації контролю зарядки акумулюючого конденсатора, підключеного до електровибухової мережі через комутуючий тиристор, керуючий електрод якого включено за схемою: "пусковий ключ - захисний блок", досягається підвищення ККД приладу і надійність управління електропідриванням, і як наслідок - підвищення безпечності ведення вибухових робіт як в промислових умовах шахт і рудників, так і під час випробування ВР в полігонних умовах базисних і витратних складів вибухових матеріалів (ВМ). Поставлена задача вирішується тим, що у вибуховому приладі конденсаторному (ВПК-1), що містить батарею живлення, з'єднану через вимикач зі входом перетворювача напруги, виходи якого з'єднано з первинними обвивками трансформатора, а вторинна обмотка трансформатора з'єднана з випрямлячем напруги, що складається із конденсатора, діодного блока і акумулюючого конденсатора, увімкнутого між першим і другим виводами діодного блока, а паралельно акумулюючому конденсатору увімкнуто блок сигналізації і вибуховий ланцюг, згідно з винаходом, перетворювач напруги виконано у вигляді однотактного імпульсного генератора, зібраного на транзисторі, подільника напруги і конденсатора, вхід якого з'єднано в точці початку первинної обмотки трансформатора, першої гілки подільника напруги і виходу індикатора - світлодіода вмикання батареї живлення, підключеного до одного з її виходів, а в точці з другим виходом підключена до вимикача гілка, що складається з подільника напруги, гасильного опору входу індикатора - світлодіода вмикання батареї живлення, проміжного конденсатора і емітера транзистора, при цьому, кінець першої обмотки трансформатора з'єднано з колектором транзистора, початок третьої обмотки - з базою транзистора, кінець її - в точці з'єднання проміжного конденсатора і подільника напруги, кінці вторинної обмотки трансформатора з'єднано однією гілкою з проміжним конденсатором і першим входом діодного блока, друга гілка - з другим входом діодного блока, причому в точці з'єднання першого виходу діодного блока підключені акумулюючий конденсатор і світлосигнальний пристрій по ланцюжку, що складається з послідовно з'єднаних гасильного опору, неонової лампи і постійно розімкнутими контактами першої кнопки "Пуск" контролю зарядки акумулюючого конденсатора, а вхід введеного блока вмикання і захисту з постійно розімкнутими контактами другої кнопки "Пуск-Вибух" з'єднано в точці першого виходу діодного блока, входу акумулюючого 1 UA 98546 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 конденсатора, гасильного опору, неонової лампи, а вихід другої кнопки "Пуск-Вибух" з'єднано в точці на вході першої гілки подільника напруги, вихід якого, з'єднано в точці керованого електрода комутуючого тиристора і входа другої гілки подільника напруги з другим виходом вибухового ланцюга, при цьому вони з'єднані в точці виходу акумулюючого конденсатора, другого виходу діодного блока і входу з постійно розімкнутими контактами першої кнопки "Пуск" контролю зарядки акумулюючого конденсатора, а вихід комутуючого тиристора з'єднано в точці з першим виходом вибухового ланцюга. В запропонованому вибуховому приладі конденсаторному (ВПК-1) технічний результат досягається тим, що в схему як перетворювач напруги введено однотактний імпульсний генератор на транзисторі, ввімкненого в ланцюг подільника напруги і конденсатора, з'єднаного з первинними обмотками трансформатора, а на виході - з вторинною обмоткою, проміжним конденсатором, діодним блоком і акумулюючим конденсатором із системою сигналізації зарядки акумулюючого конденсатора, що входить до ланцюга захисного блока пускового ключа керованого електрода комутуючого тиристора, з'єднаного з вибуховим ланцюгом, досягається підвищення ККД приладу і надійність управління електропідриванням, і як наслідок - підвищення безпечності ведення вибухових робіт як в промислових умовах шахт і рудників, так і при випробуванні ВР в полігонних умовах базисних і витратних складів ВМ. Суть винаходу пояснюється кресленнями. На Фіг. 1, Фіг. 2 представлена принципова електрична схема вибухового приладу конденсаторного (ВПК-1) і зовнішній вигляд приладу. Вибуховий прилад конденсаторний (ВПК-1) має джерело живлення (1) (Фіг. 1; Фіг. 2), з'єднане через перший перемикач (2) з нормально розімкнутими контактами зі входом з однієї сторони гасильного опору (3), з'єднано з індикатором вмикання батареї (4) (світлодіод), вихід якого з'єднано з виходом батареї живлення (1). Затискачі батареї живлення (1) і паралельно з'єднаного з нею сигнального пристрою (4) підключені до перетворювача напруги, що зібраний на базі однотактного імпульсного генератора, що складається з ланцюжка подільника напруги (5, 6), проміжного конденсатора (7), транзистора (8) і підвищувального трансформатора (9), обмотки якого в центральній точці з'єднані через проміжний конденсатор (7) з кінцем третьої обмотки трансформатора (9), вихід - з емітером транзистора (8) планарного типу, наприклад КТ 816, 818, в точці однієї з гілок подільника напруги (5, 6), індикатора (4) вмикання батареї живлення (1). Друга гілка подільника напруги (5, 6) з'єднана в точці початку першої і обмотки трансформатора (9), а кінець - з колектором транзистора (8), база якого з'єднана з початком третьої III обмотки трансформатора (9). Вихід з трансформатора (9) здійснюється через другу II підвищувальну обмотку. Підвищувальний трансформатор (9) перетворювача напруги виготовлюється на базі кільцевого феритового магнітопроводу марки HH 2000, НМ 2000, намотуючи спочатку первинну І, рівномірно розподіляючи її вздовж кільцевого магнітопроводу, потім поверх неї - третю III, а поверх первинної І і третьої III обмотки намотується вторинна II. До затискачів вторинної обмотки трансформатора (9) ввімкнені в одній гілці проміжний конденсатор (10) і діодний блок (11), а друга гілка - до іншого входу діодного блока (11). Паралельно діодному блоку (11) увімкнені акумулюючий конденсатор (12) і блок контролю зарядки акумулюючого конденсатора (12), з'єднаних з ним по ланцюжку однією гілкою через нормально розімкнені контакти входу першої кнопки "Пуск" (13) послідовно з'єднаних неонової лампи (14) і гасильного опору (15), а другий - акумулюючим конденсатором (12) і виходом діодного блока (11). В точках вмикання акумулюючого конденсатора (12) і блока контролю зарядки його з'єднано вхід введеного блока вмикання і постійно розімкнутими контактами другої кнопки "Пуск-Вибух" (16), а вихід другої кнопки "Пуск-Вибух" (16) з'єднано в точці на вході першої гілки подільника напруги (17), вихід якого, з'єднано в точці керованого електрода комутуючого тиристора (18) і входу другої гілки подільника напруги (19) з другим виходом вибухового ланцюга (20). При цьому вони з'єднані в точці виходу акумулюючого конденсатора (12), другого виходу діодного блока (11) і входу з постійно розімкнутими контактами першої кнопки "Пуск" (13) контролю зарядки акумулюючого конденсатора (12), а вихід керованого вентиля (18) з'єднано в точці з першим виходом вибухового ланцюга (20). Вибуховий прилад конденсаторний (ВПК-1) працює таким чином. В початковому стані схема знеструмлена. Під час подавання команди "Заряд", вмиканням батареї живлення (1) замиканням контактів перемикача (2) засвічується світлодіод (4) контролю вмикання живлення перетворювача напруги, за допомогою якого на вторинній обмотці II підвищуючого трансформатора (9) з'являється висока напруга, яка згладжується конденсатором (10) і випрямлюється діодним блоком (11) досягаючи значень 400-600 В. Постійний струм із виходу діодного блока (11) протікає через акумулюючий конденсатор (12) і заряджує його, з одночасною подачею струму 2 UA 98546 C2 5 10 15 на блок захисту і комутації вибухової мережі. Контроль зарядки акумулюючого конденсатора (12) здійснюється вмиканням неонової лампи (14) першою кнопкою "Пуск" (13). При подаванні команди "Вибух" з вмиканням другої кнопки "Пуск-Вибух» (16) сигнал за схемою керування подається через першу гілку подільника напруги (17) на керований електрод комутуючого тиристора (18), який вмикається, і акумулюючий конденсатор (12) розряджається через вибуховий ланцюг (20) і відкритий тиристор (18), а друга гілка подільника напруги (19) стримує струм включення керованого електрода комутуючого тиристора (18), захищаючи тим самим від несанкціонованого спрацьовування вибухового ланцюга (20). Після цього настає спрацьовування електродетонаторів вибухового ланцюга. Завершивши цикл електророзрядження перетворювач напруги повторює наступний цикл заряджання акумулюючого конденсатора (12) і вибуховий прилад конденсаторний (ВПК-1) готовий до наступного ініціювання електродетонаторів вибухового ланцюга. Таким чином, електрична схема приладу контролює виконання обох команд керування "Заряд" - "Вибух". Застосування вибухового приладу конденсаторного (ВПК-1) дозволить підвищити безпеку ведення вибухових робіт як в промислових умовах шахт і рудників, так і під час випробування ВР в полігонних умовах базисних і витратних складів ВМ, і як наслідок - знизити перестої кар'єрів, забоїв шахт і рудників при ліквідації наслідків відмов до 20 %. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 45 Вибуховий прилад конденсаторний, який містить батарею живлення, з'єднану через вимикач зі входом перетворювача напруги, виходи якого з'єднані з первинними обмотками (, ) трансформатора, а вторинна обмотка () трансформатора з'єднана з випрямлячем напруги, що складається з конденсатора, діодного блока і акумулюючого конденсатора, ввімкненого між першим і другим виводами діодного блока, а паралельно акумулюючому конденсатору ввімкнені блок сигналізації і вибуховий ланцюг, який відрізняється тим, що перетворювач напруги виконано у вигляді однотактного імпульсного генератора, зібраного на транзисторі, подільнику напруги і конденсаторі, вхід якого з'єднано в точці з'єднання входу первинної обмотки трансформатора, першої гілки подільника напруги і виходу індикатора - світлодіода вмикання батареїживлення, підключеного до одного з її виходів, а в точці з другим виходом до вимикача підключена гілка, що складається з другої гілки подільника напруги, гасильного опору входу індикатора - світлодіода вмикання батареї живлення, проміжного конденсатора і емітера транзистора, причому вихід першої обмотки () трансформатора з'єднано з колектором транзистора, вхід третьої обмотки () - з базою транзистора, а її вихід - в точці з'єднання проміжного конденсатора і подільника напруги, при цьому кінці вторинної обмотки () трансформатора з'єднано однією гілкою з проміжним конденсатором і першим входом діодного блока, а другою гілкою - з другим входом діодного блока, причому в точці з'єднання першого виходу діодного блока підключені акумулюючий конденсатор і світлосигнальний пристрій по ланцюжку, що складається з послідовно з'єднаних гасильного опору, неонової лампи і першої кнопки "Пуск" з постійно розімкнутими контактами для контролю зарядки акумулюючого конденсатора, при цьому прилад містить блок вмикання і захисту з другою кнопкою "ПускВибух" з постійно розімкнутими контактами, вхід якого з'єднано в точці з'єднання першого виходу діодного блока, входу акумулюючого конденсатора, гасильного опору, неонової лампи, а вихід другої кнопки "Пуск-Вибух" з'єднано з входом першої гілки подільника напруги, вихід якого з'єднано в точці з'єднання керованого електрода комутуючого тиристора і входу другої гілки подільника напруги з другим виходом вибухового ланцюга, при цьому вони з'єднані в точці з'єднання виходу акумулюючого конденсатора, другого виходу діодного блока і входу першої кнопки "Пуск", а вихід комутуючого тиристора з'єднано з першим виходом вибухового ланцюга. 3 UA 98546 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4