Универсальная автоматизированная система инициирования зарядов промышленных взрывчатых веществ Российский патент 2019 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.

Известно устройство для определения отказов при электровзрывании, включающее регистрирующие элементы, счетное устройство, схему запуска с отсчетом взрыва, согласующее устройство, устройство ввода и отображения информации, причем в качестве счетного устройства используют микроконтроллер (см патент РФ на изобретение №2446379, МПК ⁹ F42D 5/02, опубл. 27.03.2012 г.)

Недостатком данного прибора является опасность взрывных работ из-за отсутствия контроля изоляции и входного сопротивления электровзрывной цепи, а так же величины блуждающих токов.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является универсальный автоматический прибор взрывания (см. патент РФ на изобретение №2333459, МПК ⁹ F42D 5/02, опубл. 10.09.2008 г.)

Недостатком прототипа является отсутствие гальванической развязки между высоковольтной цепью инициирования зарядов взрывчатых веществ и низковольтной измерительной цепью прибора, а так же отсутствием искробезопасного замыкателя для работ в условиях опасных по газу и пыли.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение эффективности, безопасности и безотказности взрывных работ.

Технический результат заключается в поочередном подключении к электровзрывной цепи низковольтной измерительной цепи прибора и высоковольтной цепи инициирования; в применении гальванической развязки между высоковольтной и измерительной частями схемы прибора, а так же в измерении и контроле величины энергии, отданной в электровзрывную цепь энергии для инициирования зарядов взрывчатых веществ.

Решение технической задачи достигается тем, что универсальная автоматизированная система инициирования зарядов промышленных взрывчатых веществ, включающая источник питания, конденсатор-накопитель, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, блок контроля блуждающих токов согласно изобретению, дополнительно снабжена управляемым высоковольтным преобразователем, замыкателем, формирователем тестового напряжения, низковольтным преобразователем, блоком измерения сопротивления электровзрывной цепи, блоком управления, блоком измерения напряжения, блоком измерения тока, устройством отображения информации, устройством ввода информации, блоком гальванической развязки, при этом источник питания одним выходом соединен с управляемым высоковольтным преобразователем, выход которого подключен к конденсатору-накопителю, а один выход конденсатора-накопителя через замыкатель подключен к формирователю тестового напряжения, а второй выход конденсатора-накопителя - к блоку измерения напряжения, при этом формирователь тестового напряжения через первый вход коммутатора подключается к электровзрывной цепи, а выходы коммутатора подключены к блоку измерения тока и блоку измерения сопротивления электровзрывной цепи, при этом второй выход источника питания подключен к низковольтному преобразователю, к выходу которого подключены аналого-цифровой преобразователь, блок измерения тока, блок измерения напряжения и блок измерения сопротивления электровзрывной цепи, при этом выходы блока измерения тока, блока измерения напряжения и блока измерения сопротивления электровзрывной цепи подключены к аналого-цифровому преобразователю, к входам которого так же подключены блок контроля блуждающих токов и блок гальванической развязки, при этом блок контроля блуждающих токов вторым входом подключен к электродам для измерения блуждающих токов, а второй вход блока гальванической развязки подключен к блоку управления, при этом выходы блока гальванической развязки подключены к замыкателю, формирователю тестового напряжения и к коммутатору, а к входам блока управления подключены устройство ввода информации, источнику питания, а выходы блока управления подключены к низковольтному преобразователю, к управляемому высоковольтному преобразователю, к блоку гальванической развязки и к устройству отображения информации.

Данный прибор позволит повысить эффективность, безопасность и безотказность взрывных работ.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена функциональная схема универсальной автоматизированной системы инициирования зарядов промышленных взрывчатых веществ.

Универсальная автоматизированная система инициирования зарядов промышленных взрывчатых веществ состоит из источника питания 1, управляемого высоковольтного преобразователя 2, конденсатора-накопителя 3, замыкателя 4, формирователя тестового напряжения 5, коммутатора 6, блока управления 7, низковольтного преобразователя 8, блока измерения напряжения 9, блока измерения тока 10, блока измерения сопротивления изоляции электровзрывной цепи 11, устройства отображения информации 12, устройства ввода информации 13, блока гальванической развязки 14, аналого-цифрового преобразователя 15 и блока измерения блуждающих токов 16.

Устройство работает следующим образом.

При включении прибора источник питания 1 подавал питание на блок управления 7, управляемый высоковольтный преобразователь 2 и низковольтный преобразователь 8.

Низковольтный преобразователь 8 осуществлял питание блока измерения напряжения 9, блока измерения тока 10, блока сопротивления изоляции электровзрывной цепи 11, аналого-цифрового преобразователя 15.

Одновременно с этим управляемый высоковольтный преобразователь 2 осуществлял заряд конденсатора-накопителя 3 до величины напряжения, необходимой для инициирования электровзрывной цепи, а так же управляемый высоковольтный преобразователь 2 осуществлял питание формирователя тестового напряжения 5, который, в свою очередь, осуществлял питание блока измерения сопротивления изоляции электровзрывной цепи 11.

В это же время напряжение с источника питания 1 подавалось на блок управления 7, который включал устройство отображения информации 12 и устройство ввода информации 13, через которых в память блока управления 7 записывались эталонные значения напряжения источника питания, сопротивления изоляции электровзрывной цепи, количество электродетонаторов в электровзрывной цепи, входное сопротивление электровзрывной цепи, время иницирования и допустимая величина блуждающих токов.

После ввода эталонных значений через устройство ввода информации 13, блок управления 7 сравнивал напряжение на источнике питания 1 с минимально допустимым его значением и принимал решение о возможности либо невозможности выполнения инициирования электровзрывной цепи, информацию о чем выводилась на устройство отображения информации 12.

В случае, если напряжение на источнике питания 1 было меньше установленного эталонного и продолжение инициирования было невозможно, блок управления 7 выводил соответствующую информацию на устройство отображения информации 12 и дальнейший процесс инициирования электровзрывной цепи блокировался.

В случае, если напряжение на источнике питания 1 было больше или равно установленному эталонному и продолжение инициирования было возможно, то блок управления 7 последовательно выполнял следующие действия:

Получал сигнал с блока измерения блуждающих токов 16 через аналого-цифровой преобразователь 15 и блок гальванической развязки 14 и оценивал величину блуждающих токов путем сравнения с ранее введенным эталонным значением;

Получал сигнал с блока измерения сопротивления электровзрывной цепи 11 через аналого-цифровой преобразователь 15 и блок гальванической развязки 14 и оценивал входное сопротивление электровзрывной цепи путем сравнения с ранее введенным эталонным значением.

При этом на каждом этапе выполнялось сравнение соответствующего параметра с заранее заданным эталонным значением, и, в случае, отклонения какого-либо из них, инициирование электровзрывной цепи блокировалось.

Если величина блуждающих токов и сопротивление инициируемой электровзрывной цепи соответствовали заданным, блок управления 7 через управляемый высоковольтный преобразователь 2 заряжал конденсатор-накопитель 3 до величины заданного для инициирования напряжения и по его достижении коммутатор 6 замыкал конденсатор-накопитель 3 на инициируемую электровзрывную цепь.

Одновременно с этим блок управления 7 через аналого-цифровой преобразователь 15 собирал данные об изменении напряжения на конденсаторе-накопителе 3 и величине токе в цепи инициирования с блока измерения напряжения 9 и блока измерения тока 10. По истечении заданного времени инициирования замыкатель 4 шунтировал инициируемую электровзрывную цепь и разряжал конденсатор-накопитель 3.

После этого, на основании информации, полученной с блока измерения тока 10, блока измерения напряжения 9 и аналого-цифрового преобразователя 15, блок управления 7 вычислял и выводил на устройство отображения информации 12 данные о процессе инициирования (количество отказавших ЭД, время инициирования), после чего блок управления 7 блокировал работу прибора во избежание случайного повторения команды инициирования.

Использование предлагаемой универсальной автоматизированная системы инициирования зарядов промышленных взрывчатых веществ позволит, по сравнению с прототипом, путем поочередного подключения к электровзрывной цепи низковольтной измерительной цепи прибора и высоковольтной цепи инициирования, а так же измерением и контролем величины отданной в электровзрывную цепь энергии для инициирования зарядов взрывчатых веществ существенно повысить эффективность, безопасность и безотказность в работе с электровзрывными сетями.

Изобретение относится к области взрывных работ, в частности к электрическому взрыванию зарядов, и может быть использовано в горной промышленности, строительстве и других областях. Универсальная автоматизированная система инициирования зарядов промышленных взрывчатых веществ включает источник питания, конденсатор-накопитель, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, блок контроля блуждающих токов. Дополнительно снабжена управляемым высоковольтным преобразователем, замыкателем, формирователем тестового напряжения, низковольтным преобразователем, блоком измерения сопротивления электровзрывной цепи, блоком управления, блоком измерения напряжения, блоком измерения тока, устройством отображения информации, устройством ввода информации, блоком гальванической развязки. Источник питания одним выходом соединен с управляемым высоковольтным преобразователем, выход которого подключен к конденсатору-накопителю, а один выход конденсатора-накопителя через замыкатель подключен к формирователю тестового напряжения, а второй выход конденсатора-накопителя - к блоку измерения напряжения. Формирователь тестового напряжения через первый вход коммутатора подключается к электровзрывной цепи, а выходы коммутатора подключены к блоку измерения тока и блоку измерения сопротивления электровзрывной цепи. Второй выход источника питания подключен к низковольтному преобразователю, к выходу которого подключены аналого-цифровой преобразователь, блок измерения тока, блок измерения напряжения и блок измерения сопротивления электровзрывной цепи. Выходы блока измерения тока, блока измерения напряжения и блока измерения сопротивления электровзрывной цепи подключены к аналого-цифровому преобразователю, к входам которого также подключены блок контроля блуждающих токов и блок гальванической развязки. Блок контроля блуждающих токов вторым входом подключен к электродам для измерения блуждающих токов, а второй вход блока гальванической развязки подключен к блоку управления. Выходы блока гальванической развязки подключены к замыкателю, формирователю тестового напряжения и к коммутатору, а к входам блока управления подключены устройство ввода информации, источник питания, а выходы блока управления подключены к низковольтному преобразователю, к управляемому высоковольтному преобразователю, к блоку гальванической развязки и к устройству отображения информации. Изобретение позволяет повысить эффективность, безопасность и безотказность взрывных работ. 1 ил.

Универсальная автоматизированная система инициирования зарядов промышленных взрывчатых веществ, включающая источник питания, конденсатор-накопитель, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, блок контроля блуждающих токов, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена управляемым высоковольтным преобразователем, замыкателем, формирователем тестового напряжения, низковольтным преобразователем, блоком измерения сопротивления электровзрывной цепи, блоком управления, блоком измерения напряжения, блоком измерения тока, устройством отображения информации, устройством ввода информации, блоком гальванической развязки, при этом источник питания одним выходом соединен с управляемым высоковольтным преобразователем, выход которого подключен к конденсатору-накопителю, а один выход конденсатора-накопителя через замыкатель подключен к формирователю тестового напряжения, а второй выход конденсатора-накопителя - к блоку измерения напряжения, при этом формирователь тестового напряжения через первый вход коммутатора подключается к электровзрывной цепи, а выходы коммутатора подключены к блоку измерения тока и блоку измерения сопротивления электровзрывной цепи, при этом второй выход источника питания подключен к низковольтному преобразователю, к выходу которого подключены аналого-цифровой преобразователь, блок измерения тока, блок измерения напряжения и блок измерения сопротивления электровзрывной цепи, при этом выходы блока измерения тока, блока измерения напряжения и блока измерения сопротивления электровзрывной цепи подключены к аналого-цифровому преобразователю, к входам которого также подключены блок контроля блуждающих токов и блок гальванической развязки, при этом блок контроля блуждающих токов вторым входом подключен к электродам для измерения блуждающих токов, а второй вход блока гальванической развязки подключен к блоку управления, при этом выходы блока гальванической развязки подключены к замыкателю, формирователю тестового напряжения и к коммутатору, а к входам блока управления подключены устройство ввода информации, источник питания, а выходы блока управления подключены к низковольтному преобразователю, к управляемому высоковольтному преобразователю, к блоку гальванической развязки и к устройству отображения информации.