СЕТЕВОЙ ПРИБОР ВЗРЫВАНИЯ Российский патент 2003 года по МПК F42D1/55 

Изобретение относится к области взрывных работ, в частности к электрическому взрыванию зарядов, и может быть использовано в горной промышленности, строительстве и других областях.

Известен прибор для электрического взрывания от сети переменного тока (а.с. СССР, 252135, F 42 С 11/00, 1967 г.), содержащий кремниевый управляемый вентиль - тиристор, блок питания, фазосдвигающее устройство, устройство формирования остроугольных импульсов, ждущий блокинг-генератор, блок запуска управляющего вентиля, эквивалентное сопротивление, блок сигнализации и блокировки, устройство проверки напряжения.

Недостатками устройства у данного прибора для электрического взрывания от сети переменного тока являются отсутствие контроля потребленной энергии и невозможность разновременного взрывания различных групп электродетонаторов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для инициирования электрических нагрузок (см. патент РФ 2077699, опубликованный в БИ 11, 20.04.97, МПК⁷ F 42 D 1/055), содержащий центральный блок управления, включающий средства выработки пусковых, силовых и синхросигналов, дистанционное электрическое устройство задержки, каждое из которых связано с соответствующей электрической нагрузкой и соединено проводным соединителем последовательно для последующего программирования с помощью синхросигнала, поступающие от центрального блока управления, при этом проводное соединение дистанционных электронных устройств задержки выполнено в виде двунаправленной линии, противоположные концы которой соединены с выводами входа-выхода центрального блока управления, в который введен микрокомпьютер, а дистанционное электрическое устройство задержки выполнено одинаковым, причем каждое из них снабжено средствами управления синхросигналом, поступающим на дистанционные электронные устройства задержки в одном из двух заданных направлений, и запоминающих устройств для приема синхросигнала, поступающего от центрального блока управления.

Недостатками известного устройства являются - отсутствие контроля потребленной энергии, что снижает безопасность его работы.

Задачей предлагаемого технического решения является создание сетевого прибора взрывания безопасного и безотказного в работе.

Технический результат заключается в высокой степени достоверности инициирования за счет контроля потребленной электрической энергии ЭВС.

Этот результат достигается тем, что известный сетевой прибор взрывания, содержащий микроконтроллер, выполняющий функции центрального блока управления, устройства замедления (тиристорные ключи K₁ - К_n), каждое из которых подсоединено к соответствующей электровзрывной сети, запоминающее устройство, согласно изобретению, дополнительно снабжен внешним источником энергии, преобразователем напряжения, устройством контроля и защиты прибора, датчиком тока, датчиком напряжения, аналого-цифровым преобразователем, устройством ввода и отображения информации, причем тиристорные ключи K₁...K_n подсоединены к преобразователю напряжения и к электровзрывной сети (ЭВС), а к управляющим входам тиристорных ключей K₁...K_n подключен микроконтроллер, кроме того, между преобразователем напряжения и ключами подключены два датчика, один - последовательно (датчик тока), а другой - параллельно (датчик напряжения), оба датчика подключены к входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП), выход которого в свою очередь подсоединен к одному из входов микроконтроллера, к другим входам микроконтроллера подключены также устройство контроля и защиты прибора, устройство ввода и отображения информации, блок оперативно-запоминающего устройства (ОЗУ), а к другим входам устройства контроля и защиты прибора подключены АЦП, преобразователь напряжения, ключи К₁ - K_n.

Совокупность предложенных признаков позволяет осуществлять контроль потребляемой энергии ЭВС, обеспечивает проведение электровзрывных работ в условиях, опасных по газу и пыли с временем передачи энергии в ЭВС Δt=4 mc. Контроль потребляемой энергии позволяет устанавливать срабатывание электродетонаторов и появление отказов. Применение ограничения времени передачи энергии в ЭВС до Δt=4 mс, повышает безопасность проводимых электровзрывных работ. В блок ОЗУ, в процессе инициирования передается информация о том, имеют место или нет групповые отказы электродетонаторов. Эта информация позволяет принять необходимые меры по ликвидации отказов, что повышает безотказность проведения электровзрывных работ.

Сущность сетевого прибора взрывания поясняется чертежом, где представлена его блок схема. Сетевой прибор взрывания состоит из внешнего источника энергии 1, который соединен с преобразователем напряжения 2, параллельно с ним соединены ключи (K₁ - K_n) - 3, выходы которых подключены к ЭВС 4, 5, а входы соединены с микроконтроллером 6 и устройством контроля и защиты прибора 7, который также соединен с преобразователем напряжения 2, микроконтроллером 6, и АЦП 8, к входу АЦП 8 подсоединен датчик тока 9, датчик напряжения 10, а к выходу микроконтроллер 6. Датчик тока 9 соединен последовательно с преобразователем напряжения 2, и ключами (K₁...K_n) 3. Датчик напряжения 10 соединен параллельно с преобразователем напряжения 2. К микроконтроллеру 6 подсоединены также преобразователь напряжения 2, блок ОЗУ 11, и устройство ввода и отображения информации (УВОИ) 12.

Устройство работает следующим образом.

После включения прибора происходит автоматический запуск программы управления микроконтроллером 6, которая инициализирует преобразователь напряжения 2, тиристорные ключи K₁...K_n 3, УКЗП 7, БОЗУ 11, УВОИ 12, и при отсутствии аварийных ситуаций подается управляющий импульс на ПН 2, после чего напряжение от источника энергии 1, преобразуется в ПН 2 в постоянное, и подается на тиристорные ключи K₁ - K_n 3, находящиеся в закрытом состоянии, после этого на УВОИ 12 подается управляющий сигнал, и микроконтроллер 6 ожидает ввода заданных параметров предстоящего инициирования. После ввода данных управляющая программа микроконтроллера 6 проверяет состояние системы и ожидает нажатия кнопки "взрыв" на УВОИ 12, при нажатии кнопки "взрыв" микроконтроллер начинает посылать управляющие импульсы ключам K₁...K_n 3, и одновременно начинает обрабатывать данные, поступающие с АЦП 8 и УКЗП 7. Затем микроконтроллер 6 передает обработанную информацию в блок ОЗУ 11. После подачи управляющего импульса с микроконтроллера 6 на ключи K₁...K_n 3, происходит поочередное включение каждого ключа с заданным временем задержки, при этом данные, поступающие в АЦП 8 от датчика тока 9 и датчика напряжения 10, после преобразования в цифровой формат с АЦП 8 передаются микроконтроллеру 6, где производится интегрирование данных для каждой линии ЭВС отдельно. Во время работы прибора на УКЗП 7 передаются данные с ключей K₁...K_n 3, АЦП 8, и преобразователя напряжения 2, и при возникновении опасной ситуации производится блокировка отдельных блоков или же отключение всего прибора. Например, при возникновении в одной из ЭВС, подключенных к прибору, короткого замыкания или обрыва линии, блокируется ключ, отвечающий за передачу энергии к ней, и микроконтроллер 6 подает на УВОИ 12 данные об отказавшей ЭВС. После окончания процесса инициирования, микроконтроллер 6 посылает на УВОИ 12 данные о проведенном инициировании.

Использование предлагаемого прибора по сравнению с прототипом позволит повысить безопасность и безотказность в работе за счет контроля потребляемой энергии ЭВС.

Изобретение относится к взрывным работам, в частности к электрическому взрыванию зарядов, и может быть использовано в горной промышленности, строительстве и других отраслях. Техническим результатом является повышение безопасности и безотказности в работе взрывания за счет контроля потребляемой энергии электровзрывной сети (ЭВС). Технический результат достигается тем, что известный сетевой прибор взрывания, содержащий микроконтроллер, выполняющий функции центрального блока управления, устройства замедления в виде тиристорных ключей K₁. ..K_n, каждый из которых подсоединен к соответствующей ЭВС, запоминающее устройство (ЗУ), согласно изобретению дополнительно снабжен внешним источником энергии (ИЭ), преобразователем напряжения (ПН), устройством контроля и защиты прибора (УКЗП), датчиком тока (ДТ), датчиком напряжения (ДН), двумя аналого-цифровыми преобразователями (АЦП), устройством ввода и отображения информации (УВОИ). Причем тиристорные ключи K₁...K_n подсоединены к ПН и к ЭВС, кроме того, между ПН и тиристорными ключами K₁...K_n подключены последовательно ДН, причем их выходы подключены к входам АЦП, выходы которых в свою очередь подсоединены к входам микроконтроллера, а к другим входам подключены УВОИ, ОЗУ и УКЗП, к входам последнего подключены АЦП, ПН и тиристорные ключи K₁...K_n. 1 ил.

Сетевой прибор взрывания, содержащий микроконтроллер, выполняющий функции центрального блока управления, устройства замедления в виде тиристорных ключей K₁...K_n, каждое из которых подсоединено к соответствующей электровзрывной сети, запоминающее устройство, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен внешним источником энергии, преобразователем напряжения, устройством контроля и защиты прибора, датчиком тока, датчиком напряжения, двумя аналого-цифровыми преобразователями, устройством ввода и отображения информации, причем тиристорные ключи K₁...K_n подсоединены к преобразователю напряжения и к электровзрывной сети, а к управляющим входам тиристорных ключей K₁. . .Kn подключен микроконтроллер, кроме того, между преобразователем напряжения и тиристорными ключами K₁...K_n подключены последовательно датчик тока и параллельно датчик напряжения, выходы датчиков тока и напряжения подключены к входам аналого-цифровых преобразователей, выходы которых в свою очередь подсоединены к входам микроконтроллера, к другим входам которого подключены устройство ввода и отображения информации, блок оперативно-запоминающего устройства и устройство контроля и защиты прибора, к входам последнего подключены аналого-цифровой преобразователь, преобразователь напряжения, и тиристорные ключи K₁...K_n.