РЕЛЕ ВРЕМЕНИ ПОДРЫВА ПИРОСРЕДСТВ Российский патент 2016 года по МПК F42D1/55 

Изобретение относится к системам инициирования пиросредств.

Известен сетевой прибор взрывания (см. патент РФ №2202766, «Сетевой прибор взрывания», К.Х. Пагиев, Ю.С. Петров, А.А. Маслов, опубликованный 20.04.2003, F42D 1/055), содержащий микроконтроллер, выполняющий функции центрального блока управления, устройства замедления в виде тиристорных ключей К1…Кn, каждое из которых подсоединено к соответствующей электровзрывной сети, запоминающее устройство, внешний источник энергии, преобразователь напряжения, устройство контроля и защиты прибора, датчик тока, датчик напряжения, два аналого-цифровых преобразователя и устройство ввода и отображения информации. Тиристорные ключи К1…Кn подсоединены к преобразователю напряжения и к электровзрывной сети, а к управляющим входам тиристорных ключей К1…Кn подключен микроконтроллер. Между преобразователем напряжения и тиристорными ключами К1…Кn подключены последовательно датчик тока и параллельно датчик напряжения. Выходы датчиков тока и напряжения подключены к входам аналого-цифровых преобразователей, выходы которых 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 которого подключены аналого-цифровой преобразователь, преобразователь напряжения и тиристорные ключи К1…Кn.

Недостатком данного устройства является низкая устойчивость к разрядам статического электричества и электромагнитным наводкам в электровзрывных сетях.

Известно реле времени (см. патент РФ 2072628, «Реле времени», Л.Б. Егоров, Г.И. Шишкин, опубликованный в БИ №3 27.01.97, H03K 17/28), содержащее трехканальный формирователь импульсов, три усилителя мощности, три электромагнитных реле и три элемента совпадения. Каждое электромагнитное реле имеет две группы контактов и обмотку, подключенную к выходу соответствующего усилителя мощности. Замыкающий контакт второй группы каждого электромагнитного реле является выходом соответствующего канала реле времени. Переключающий контакт второй группы контактов первого, второго и третьего электромагнитных реле соединены с замыкающим контактом первой группы контактов соответственно третьего, первого и второго электромагнитных реле. Переключающие контакты первых групп контактов всех электромагнитных реле объединены, а размыкающие контакты подключены к шине питания. Входы первого, второго и третьего усилителей мощности подключены к выходам соответствующих элементов совпадения, первые входы которых подключены к выходам соответственно первого, второго и третьего каналов формирователя импульсов, а вторые входы подключены к дублирующим выходам соответственно второго, третьего и первого каналов формирователя импульсов. Данное устройство выполнено трехканальнам, реализующим дублирование по формуле «1-2, 2-3, 3-1», но может быть выполнено и в многоканальном исполнении с дублированием по формуле «1-2, 2-3, …, n-1».

Недостатком данного устройства является низкая точность времени выдачи выходных импульсов, что связано с большой задержкой срабатывания электромагнитных реле, разбросом указанной задержки как технологическим, так и связанным с изменением напряжения питания, а также наличием дребезга контактов. Другим недостатком данного устройства является низкая надежность, что связано со срабатыванием контактов электромагнитных реле при полной нагрузке и связанным с этим ускоренным износом контактов.

Вышеуказанное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и поэтому выбрано в качестве прототипа.

Достигаемым техническим результатом является повышение точности времени выдачи выходных импульсов и повышение надежности устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что в реле времени подрыва пиросредств, содержащем формирователь импульсов, усилитель мощности, выход которого подключен к обмотке электромагнитного реле, имеющего контактные группы, замыкающий контакт каждой контактной группы является соответствующим выходом реле времени, новым является то, что дополнительно введены электронные ключи и диоды, количество которых соответствует количеству контактных групп реле, резистор, первый вывод которого через соответствующий диод соединен с размыкающим контактом соответствующей контактной группы реле, переключающий контакт которой через соответствующий электронный ключ соединен с первой шиной питания, второй вывод резистора соединен со второй шиной питания, управляющий вход каждого электронного ключа соединен с соответствующим выходом формирователя импульсов, дополнительный выход которого подключен к входу усилителя мощности, а информационный вход - к первому выводу резистора.

Указанная совокупность существенных признаков позволяет повысить точность времени выдачи выходных импульсов и надежность устройства за счет стробирования импульсов, формируемых электромагнитным реле, импульсами, формируемыми с помощью электронных ключей, а также за счет автоматического самоконтроля устройства непосредственно перед его применением.

На фигуре приведена схема реле времени подрыва пиросредств.

Реле времени подрыва пиросредств содержит n-канальный формирователь импульсов 1, n электронных ключей 2-1, …, 2-n, n диодов 3-1, …, 3-n, резистор 4 и усилитель мощности 5, выход которого подключен к обмотке электромагнитного реле 6, имеющего n групп контактов 6-1, …, 6-n. Замыкающий контакт каждой группы контактов является выходом 7-1, …, 7-n соответствующего канала реле времени. Переключающий контакт каждой группы контактов 6-1, …, 6-n через соответствующий электронный ключ 2-1, …, 2-n соединен с первой шиной питания 8, а размыкающий контакт - через соответствующий диод 3-1, …, 3-n с первым выводом резистора 4, второй вывод которого соединен со второй шиной питания 9, управляющий вход каждого электронного ключа 2-1, …, 2-n соединен с выходом соответствующего канала формирователя импульсов 1, дополнительный канал которого подключен к входу усилителя мощности 5, а информационный вход - к первому выводу резистора 4.

Реле времени подрыва пиросредств (см. чертеж) работает следующим образом.

Реле времени начинает работу с автоматического самоконтроля. Формирователь 1 формирует во всех каналах, кроме дополнительного, импульсы, разнесенные во времени в соответствии с заданными временными уставками, но имеющие минимальную длительность, достаточную для осуществления самоконтроля, но недостаточную для подрыва пиросредств в случае неисправности контактных групп 6-1, …, 6-n. На выходы 7-1, …, 7-n данные импульсы не проходят, так как обмотка реле 6 обесточена, и через размыкающие контакты групп контактов 6-1, …, 6-n импульсы через диоды 7-1, …, 7-n поступают на информационный вход формирователя 1, который контролирует их совпадение во времени с импульсами, формируемыми в каналах. Контролируется также правильность задания и отработки временных уставок. Данный способ самоконтроля безопасен, так как не выделяется энергия на выходах 7-1, …, 7-n. В случае отрицательного результата самоконтроля реле времени подрыва пиросредств прекращает работу, сигнализируя о неисправности.

Если результат самоконтроля положительный, реле времени начинает работу на подрыв пиросредств непосредственно после окончания самоконтроля или по команде начала отсчета. Формирователь 1 формирует во всех каналах импульсы, разнесенные во времени в соответствии с заданными временными уставками. Перед каждым импульсом с упреждением на время, превышающее время переходного процесса срабатывания электромагнитного реле 6 и дребезга его контактов, формируется импульс на выходе дополнительного канала формирователя 1. К моменту появления импульса на выходе любого канала формирователя 1 переключающий контакт соответствующей группы контактов 6-1, …, 6-n подключен к выходу 7-1, …, 7-n соответствующего канала реле времени, и импульс проходит на подрыв соответствующего пиросредства. Одновременно с окончанием выходного импульса оканчивается и импульс на выходе дополнительного канала формирователя 1, и электромагнитное реле 6 выключается. В этом состоянии в каждой группе контактов 6-1, …, 6-n переключающие контакты отключены от замыкающих контактов, что предотвращает протекание тока через инициирующие элементы пиросредств, подключенных к выходам каналов реле времени, в условиях воздействия внешних факторов.

Проведено макетирование реле времени подрыва пиросредств с использованием микросхемы БМК 5517БЦ2У в качестве формирователя импульсов. Остальная часть устройства реализована на базе дискретных элементов. Испытания макета подтвердили работоспособность заявляемого устройства и его практическую ценность.

Изобретение относится к системам инициирования пиросредств. Реле времени подрыва пиросредств содержит n-канальный формирователь импульсов, n электронных ключей, n диодов, резистор и усилитель мощности, выход которого подключен к обмотке электромагнитного реле, имеющего n групп контактов. Замыкающий контакт каждой группы контактов является выходом соответствующего канала реле времени. Переключающий контакт каждой группы контактов через соответствующий электронный ключ соединен с первой шиной питания, а размыкающий контакт - через соответствующий диод с первым выводом резистора, второй вывод которого соединен со второй шиной питания, управляющий вход каждого электронного ключа соединен с выходом соответствующего канала формирователя импульсов, дополнительный канал которого подключен к входу усилителя мощности, а информационный вход - к первому выводу резистора. Достигаемым техническим результатом является повышение точности времени выдачи выходных импульсов и надежности устройства. 1 ил.

Реле времени подрыва пиросредств, содержащее формирователь импульсов, усилитель мощности, выход которого подключен к обмотке электромагнитного реле, имеющего контактные группы, замыкающий контакт каждой контактной группы является соответствующим выходом реле времени, отличающееся тем, что дополнительно введены электронные ключи и диоды, количество которых соответствует количеству контактных групп реле, резистор, первый вывод которого через соответствующий диод соединен с размыкающим контактом соответствующей контактной группы реле, переключающий контакт которой через соответствующий электронный ключ соединен с первой шиной питания, второй вывод резистора соединен со второй шиной питания, управляющий вход каждого электронного ключа соединен с соответствующим выходом формирователя импульсов, дополнительный выход которого подключен к входу усилителя мощности, а информационный вход - к первому выводу резистора.