Устройство разрушения руды электрическим током Советский патент 1981 года по МПК E21C37/18 

(54) УСТЮЙСТВО РАЗРУШЕНИЯ РУДЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТОКОМ

1

Изобретение относится к горной промьпиленности и предназначено для разрушения руд черных и цветных металлов как в виде негабаритов, так и в массиве.

Известны устройства для разрушения горных пород электрическим током, содержащие электроды и специальный трансформатор 1.

Недостаток этих устройств - многоступенчатость изменения напряжения пробоя и необходимость создания выдержки времени перед переключением, что снижает эффективность процесса разрушения при остывании канала за время переключения.

Известно также устройство разрушения скальных порюд электрическим током, содержащее источники пробоя и источник разрушающего напряжения с тиристорными цепями управления 2.

Недостаток указанного устройства - трудность создания канала пробоя одиночными нерегулируемьпли импульсами. В момент прохождения импульса высокого напряжения через негабарит не может проходить ток от источника низкого напряжения и канал пробоя остывает окончательно не сформировавшись. Это , снижает эффективность разрушения.

Цель изобретения - повышение эффективности разрушения.

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено развязывающими диодами и широтноимпульсным модулятором, выполненным в виде блока синхронизации, пусковото блока, блока сброса, блока триггера, инвертирующего усилителя и блока питагшя, соединенного с блоком синхронизации, с входом пускового блока и через него с выходом блока сброса, входом блока синхронизации и блоком триггера, выход которого соединен с выходом блока сброса, прячем блок питания и блок

15 синхронизации пощслючены к инвертирующему усилителю, а блок триггера подключен к тиристорным цепям управления источника разрушающего напряжения, выход соединен с выходом источника пробоя через развя20зывающие диоды.

На чертеже показана блок-схема устройства. Источник пробоя 1 соединен с источником разрушающего напряжения 2 и получает питаrafe от тиристоров 3, цепь управления, которых управляется or широтно-импульсного модуляторИ, состоящего из блока питания 4, .соедийенного с блоком синхрошзации и формирователя 5, подключенного к блоку инвертирующего усилителя 6. Выход блока питания 4 соединен с входом пускового блока 7 и через него с выходом блока сброса 8, входом блока синхронизации 5 и блоком триггера с усилителем 9, выход блока триггера 9 соединен с выходом блока сброса 8.

К месту соединешю источника пробоя 1 и источника разрушающего напряжения 2 подключены электроды 10. Блок пиэания 4 содержит трансформатор И, резисторы 12, 13 и 14, которые предназначены для синхронизации подачи управляющих импульсов с сетью, мост диодов 15, развязьгеагопдий диод 16, сглаживаюадий конденсатор 17, стабилизирующий резистор 18, стабилитрон 19 и стабилитроны 20 дпя питания логических элементов, сглаживающие конденсаторы 21 и 22.

В, блок питания 4 включен динисторный генератор, состоящий из конденсаторов 23 и 24, резисторов: 25 и 26 и динистора 27. К соединению стабилитронов 19 и 20 включена дифференцирующая цепь, состоящая из резистора 28 и конденсатора 29.

Блок синхронизации и формирователя 5 состоит из корректирующих резисторов 30, 31, 32 и 33, с1шхронизатора 34 (нуль-орган триггер 1 1мидта), формирователей 35 и 36, разделительного конденсатора 37. Блок инвертирующего усилителя б содержит Ш1вертир)пощий усилитель 38, элемент задержки времени 39 и дифференцирующую цепь, состоящую из конденсатора 40 и резисторов 41 и 42. Пусковой блок 7 содержит пусковой элемент 43, злемент задержки 44, дифференцирующую цепь, состоящую из резистора 45 и конденсаторов 46 и 47. Блок триггера 9 содержит триггер 48 и выходной усилитель 49. Резистор 45 поворачивается реверсивным электродвигателем 50. В блоке тиристоров 3 установлены усилительные. элементы 51 и 52, например фототиристоры, которые своей силовой частью подключены в цепь управления тиристоров 53 и 54.

В источнике пробоя установлены включенные по любой выпрямительной схеме развязывающие диоды 55.

Устройство работает следзтощим образом.

На тиристоры 3 и источник разрушающего напряжения 2 подается напряжение от сети, причем на источник разрушающего напряжения подается больщая мощность, включается .также напряжение на трансфЬрматор 11 и мост диодов 25. После подачи питания на блок питания 4, динисторный генератор 23, 24, 25, 26 и 27 генерирует импульсы леобходимой частоты.

Выходные импульсы дифференцируются и поступают id блок синхронизации и формирователь 5. В блоке.синхронизации и формирователе 5 импульсы преобразуются до необходимой длительности и формы.

Сформированные импульсы инвертируются в блоке инвертирующего усилителя 6 и поступают m вход пускового блока 7. На выходе Цускового блока 7 получаются импульсы заданной скважности. Величина скважности регулируется резистором 45 пускового блока 7. Управление резистором 45 производится дистанционно. Например электродвигателем 50, причем сигнал направления перемещения вала резистора зависит от величины тока в канале пробоя. Максимальная скважность достигается при величине сопротивления резистора 45 равного нулю, минимальная скважность ползчается при полностью введенном сопротивлении резистора 45.

Одновременно синхронизированное с сетью напряжение блока питания 4 поступает на блок синхронизации и фо{)мирователя 5, где преобразуется до нужной формы я длительности. На выходе блока отнхронизации и формирователя 5 появляются узкие импульсы, синхрониЯ1рованные с напряжением питающей сети. Частота входных импульсов блока синхрониза1щк и формирователя 5 равна частоте литаю щего напряжения. Выходные импульсы блока 5 инвертируются инвертирующим усилителем 6, после Чего поступают на вход элемента задержки того же блока.

Импульсы с выхода блока 6 поступают на

5 пусковой блок 7. Так как зтот импульс определяет момент включения источника пробоя 1, то для исключения бросков тока при индуктивном характере источника пробоя 1, выступающего в качестве нагрузки, сопрютивление

0 резистора 42 подбираем таким образом, чтобы фаза импульса относительно питающего напряжения была оптимальной. Одновременно выходкые импульсы с блока синхронизации и формирователя поступают на вход элемента

5 блока сброса 8, через блок инвертирующего усилителя 6 и пусковой блок 7.

В каждом импульсном цикле регулирова.ния появление импульса на входе пускового блока 7 блокирует элемент блока сброса 8, в реQ зультате чего сбрасьгеающие импульсы на его выходе исчезают. Одновременно выходной импульс блока сброса 8 инвертируется инвертирЗ ощимся усилителем 6, в результате чего его выходной сигнал исчезает, приводя к де, блокировке блока пуска 7, на выходе которого появляются пусковые импульсы. Первый выходной импульс блока пуска 7 ориентирует блок триггера 9 в состояние запуск, что приведет к открыванию тиристоров 3 и включению источников пробоя. Открывание тиристоров 3 будет происходить только в момент появления импульса управления, а закрьгеание после снягия импульса управления и переходе напряжения - через нуль. Регулируя резистор 45, удается подавать импульсы или непрерывно (тогда тиристоры 3 фактически открыты непрерывно), или периодически, что приводит к открьгеанию тиристоров 3 только тогда, когда эти импульсы поступают. Такое включение при. водит к пропуску отдельных полуволн напряжения и, следовательно, уменьшению среднего напряжения и тока на выходе источника пробоя I.

Включение источника пробоя 1 с источником разрзшюния 2 на одну нагрузку и с оданаковой полярностью позволяет отстр(жться от высокого напряжения источника пробоя путем установки, например, в цепи источника разрушения развязывающих диодов 55. Источник пробоя может оказаться индуктивной нагру кой по отношению к сети с тиристорами, напрнмер, при использовании в качестве источника пробоя силового трансформатора, поэтому при частом включении его, что будет иметь место при регулировании, возможно частое появление пускового тока источника пробоя, который бесполезно отнимает злектрояюргшо из сети, греет трансформатор, провода, тиристоры и т.д.

Для бестокового включения источника . пробоя 1 в устройстве применен нуль-орган 34 (блок синхронизации и формирователя 5), который позволяет включать источник пробоя 1 в момент, близкий к амплитуде питающего напряжения. В паузе между выходными импулсалт пускового блока 7, на выходе инвертирующего усилителя 6 появляется сжгнал, блокирующий злемент пускового блока 7, и пус-ковые импульсы на его выходе исчезают.Одновременно снижается блокировка с блока сброса 8 и на его выходе появляются сбрасывающие импульсы.

Первый же выходн(ж импульс инвертирующего блока 7 ориентирует блок триггера 9 в состояние сброса, в результате чего его выходной сигнал исчезает, что приводит к закрытию тиристоров 3.

Таким образом, предлагаемое устройство регулирует напряжение источника пробоя в зависимости от электрического сопротивления канала пробоя при граничной величине тока. Время после подачи напряжения пробоя и включением разрушающего напряжения минимально, так как оба напряжешся приложены к зяектродам одновременно, поэтому канал пробоя ве успевает остыть.

Регулирование напряжения лробоя не сопровождается пусковъал током источника пробоя, когда он представляет из себя индуктивную нагрузку, например трвнсформатор. Умеяьо ние напряжения пробоя прсжзводится автоматически при помощи изменения тока пробоя,

s воздействующего ш токовое реле н реверсивный злектродвигагель, когорьга вращает ось регулировочного резистора.

20

Формула изобретения

Устройство разрушения руды электрическим током, содержащее источник пробоя и источник ра уиающего напряжения с тирисгортымн цепями управлешш, отличающееся : тем, что, с целью т вышения эффективное pa iytneatH, оио снабжено развязывающими даодвми и шяротио-импульсным модулятором, мшоквквнмм в виде блока синхронизации, пускового фкнса, блока сброса, бжжа т;яптерл, ттертуукщего усилителя и блока питания, соедкненного с блоком синхро1шзац1Ш, с входом пускового блсжа и через него с выходом блока сброса, входом блока синхронизащш и блоком трштер, выход соеданен с выходом блока сброса, прячем ипок питания и блок сюсхро1шзаЦ1га подасяючетл к яюертярующему усилителю, а блок триггера ПОДКЛЮЧИ к тристортшм цепям упршикхтя источника разрушающего напряжения, выход которого соединен с выходом мсточшка щюбоя через развязывающие диода. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе - . Хрущев Г. Н. и яр. Разру10«а е негебврита тисами промьпштенной частоты. - Горный журнал, 1969, № 1, с. 44-46.

2. Патент Японии ff 471001, кл. 98101, спубл1(к. 1972 (прототип).