ES2942448T3

ES2942448T3 - Circuito de control para un detonador

Info

Publication number: ES2942448T3
Application number: ES20709116T
Authority: ES
Inventors: Michiel Jacobus Kruger; Daniel Auguste Maurissens; Albertus Abraham Labuschagne; Andre Louis Koekemoer
Original assignee: Detnet South Africa Pty Ltd
Current assignee: Detnet South Africa Pty Ltd
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2020-01-27
Publication date: 2023-06-01
Anticipated expiration: 2040-01-27
Also published as: FI3918269T3; US20220082363A1; PL3918269T3; WO2020160577A1; ZA202103257B; CA3120764C; US11686565B2; EP3918269B1; AU2020216558A1; MX2021006175A; CA3120764A1; BR112021012719A2; EP3918269A1

Abstract

Un circuito de control para un detonador que incluye una bomba de carga con un inductor que está conectado a tierra a través de un enlace fusible y donde la bomba de carga se coloca en un modo operativo para producir un voltaje de carga para un capacitor de disparo si el enlace se funde en respuesta. a un evento de tubo de choque. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Circuito de control para un detonador

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

[0001] Esta invención se refiere a un circuito de control para un detonador que, durante el uso, se inicia mediante la detección y la validación de un evento de tubo de choque.

[0002] En el documento WO 2011/044593 A1 se divulga un detonador con una batería que se puede mover mediante una onda de presión procedente de un tubo de choque hasta una posición en la que la batería se pone en contacto eléctrico con un circuito que controla el disparo de un elemento de encendido.

[0003] En el documento US 2011/155012 A1 se divulga un detonador de retardo eléctrico para usar en sistemas de iniciación de voladura activados por una señal de impulso no eléctrica transmitida a través de un tubo de choque con un extremo insertado dentro de la carcasa de un detonador que tiene sensores redundantes para detectar la presencia de una señal de impulso no eléctrica y un circuito de control informatizado para accionar el circuito de disparo. Se genera un voltaje elevado, el cual se almacena en un conjunto de condensadores y se descarga cuando se dispara en un encendedor con funcionamiento eléctrico.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

[0004] La invención proporciona un circuito de control para un detonador que está configurado para conectarse a un extremo de un tubo de choque que, al encenderse, genera un evento de tubo de choque en un extremo del tubo de choque, donde el circuito de control incluye un enlace fusible que está montado para responder a una primera característica de un evento de tubo de choque, un sensor que está montado para responder a una segunda característica de un evento de tubo de choque, una fuente de energía con un primer nivel de voltaje, una bomba de carga que está configurada, cuando está en funcionamiento, para producir un voltaje de salida con un segundo nivel de voltaje mayor que el primer nivel de voltaje, donde la bomba de carga incluye un inductor que está conectado a tierra por el enlace fusible, el circuito de control incluye además un condensador que está conectado a la bomba de carga, un conmutador y una unidad lógica, y donde el enlace fusible, al detectar dicha primera característica, se funde y la conexión del inductor a tierra pasa a ser de circuito abierto, y la unidad lógica, cuando el sensor detecta dicha segunda característica, pone la bomba de carga en un modo operativo en el que dicho voltaje de salida se aplica al condensador y, al accionar el conmutador, hace que el condensador se descargue a través de un elemento de encendido del detonador y, así, dispare el detonador.

[0005] El sensor puede ser un detector de plasma, un detector de luz o puede responder a la presión o a la temperatura. La invención no está limitada a este respecto. El sensor puede comprender un segundo enlace fusible.

[0006] La primera y la segunda característica pueden ser iguales o pueden diferir.

[0007] El sensor y el enlace fusible pueden montarse de modo que queden expuestos a un frente de onda de tubo de choque emitida desde el extremo de un tubo de choque al que está conectado el detonador.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0008] La invención se describe adicionalmente a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La Figura 1 ilustra los componentes de un detonador con un circuito de control de acuerdo con la invención, y La figura 2 representa esquemáticamente aspectos del circuito de control del detonador que se muestra en la figura 1.

DESCRIPCIÓN DE LA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA

[0009] En la figura 1 de los dibujos adjuntos se ilustra un detonador 10 que incluye una carcasa metálica tubular 12 que está cerrada por un extremo 14 y que está abierta por el extremo opuesto 16. Una carga de base 18 está colocada dentro de la carcasa 12 en el extremo 14. Esta va seguida por un módulo electrónico 22 y un conjunto de detección 24. Un extremo 26 de un tubo de choque 28 está conectado durante el uso al extremo abierto 16 de la carcasa tubular 12 por medio de un conector 30 que está insertado (32) en la carcasa 12

[0010] El conjunto de detección 24 incluye un primer enlace fusible 34 y un sensor 36. El sensor 36 puede comprender un segundo enlace fusible o puede consistir en un sensor de plasma, de temperatura o de luz. Estas características son solo ejemplares y no limitativas. No obstante, preferiblemente el sensor 36 comprende un segundo enlace fusible.

[0011] En referencia adicional a la Figura 2, que representa un circuito de control 38 según la invención, el módulo 22 incluye una unidad lógica 40, una batería 42 que tiene una salida con un voltaje V ¹, una bomba de carga o convertidor elevador 44 que incluye un inductor de bomba de carga 46, un condensador de carga 48, un conmutador 50 que se puede accionar para conectar el condensador 48, en condiciones controladas, a un elemento de encendido 54 del detonador 10 que está expuesto a la carga de base 18 y un temporizador 58.

[0012] El conjunto de detección 24 está montado de modo que responda a un evento de tubo de choque 56 que se emite desde el extremo 26 del tubo de choque 28 cuando el tubo de choque se enciende. El evento de tubo de choque tiene varias características, como la presión, la temperatura, la luz y el plasma, y las relaciones temporales entre estas características, que están asociadas únicamente con el evento del tubo de choque. En la presente situación, el primer enlace fusible 34 y el sensor 36 que, como se ha señalado, comprende preferiblemente un segundo enlace fusible, están ubicados de modo que estén directamente expuestos a una onda de presión producida por un evento de tubo de choque genuino 56 en el extremo 26 del tubo de choque 28.

[0013] En el circuito de control 38 que se muestra en la Figura 2, la unidad lógica 40 asegura que la bomba de carga 44 solo se habilite si el primer enlace fusible 34 está en estado fundido. De lo contrario, la bomba de carga 44 no funciona porque el inductor está conectado a tierra. La energía disponible de la batería 42 que está disponible con el nivel de voltaje V ¹no se aplica a la bomba de carga 44. Además, incluso si se aplicara energía a la bomba de carga 44, el primer enlace fusible 34, que conecta el inductor de la bomba de carga 46 a tierra, asegura que cualquier energía que se aplique al inductor 46 se descargue a tierra. De este modo, el circuito de control 38 de la figura 2 se mantiene inactivo. Además, mientras la bomba de carga 44 no está operativa, no hay energía disponible de la bomba de carga para permitir que el conmutador 50 funcione.

[0014] Si se produce un evento de tubo de choque 56, el conjunto de detección 24 lo detecta. Si la naturaleza del evento del tubo de choque es tal que el primer enlace fusible 34 se funde, la conexión establecida por el primer enlace fusible 34 del inductor 46 a tierra pasa a ser de circuito abierto. Además, la bomba de carga 44 solo se vuelve operativa si la batería 42 suministra energía a la bomba de carga 44. El sensor 36, a este respecto, funciona como un indicador lógico. Si el primer enlace fusible 34 es integral, tiene un primer estado lógico de, por ejemplo, "0". Si el primer enlace fusible 34 está fundido, entonces su salida cambia su estado lógico que, en este ejemplo, es un cambio a un "1" lógico. Cuando esto ocurre, se habilita la bomba de carga 44 y, como el inductor 46 está operativo, el voltaje V¹de la batería 42, que está en un nivel bajo, aumenta a un nivel más alto, V². A continuación, el condensador 48 se carga con una cantidad específica de energía. Además, la energía de la bomba de carga 44 se aplica al conmutador 50. Al final de un intervalo de tiempo determinado por el temporizador 58, y sujeto a la implementación satisfactoria de los protocolos de seguridad ejecutados para asegurar el funcionamiento seguro del detonador 10, el conmutador 50 se cierra y la energía del condensador 48 se descarga a través del elemento de encendido 54 para iniciar así la carga de base 18.

[0015] Por lo tanto, el circuito de control 38 está configurado de modo que la bomba de carga o el convertidor elevador 44 no puedan generar ningún voltaje de salida hasta que el evento del tubo de choque 56 haya provocado que se funda el primer enlace fusible 34. Además, la energía suministrada a la bomba de carga 44 y al conmutador 50 solo se aplica una vez que el sensor 36 ha detectado un evento de tubo de choque 56 y ha sido validado por la unidad lógica 40. El voltaje V ¹es demasiado bajo para ser utilizado para cargar el condensador 48 hasta llevarlo a un estado operativo. El voltaje del condensador de carga 48 solo puede aumentarse una vez que se ha producido un evento de tubo de choque 56 válido y se han fundido el primer enlace fusible 34 y el segundo enlace fusible 36. La fusión del enlace 34 hace que el inductor 46 y, por lo tanto, la bomba de carga, sean operativos. El sensor 36 se usa con fines de validación, es decir, se requiere la detección de dos características de un evento de tubo de choque, o la detección de una característica mediante dos sensores discretos, con fines de validación.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Circuito de control (38) para un detonador (10) que está configurado para conectarse a un extremo (26) de un tubo de choque (28) que, al encenderse, genera un evento de tubo de choque (56) en un extremo (26) del tubo de choque (28), donde el circuito de control (38) incluye un enlace fusible (34) que está montado de modo que responda a una primera característica de un evento de tubo de choque (56), un sensor (36) que está montado de modo que responda a una segunda característica de un evento de tubo de choque (56), una fuente de energía (42) con un primer nivel de voltaje, una bomba de carga (44) que está configurada, cuando está en funcionamiento, para producir un voltaje de salida con un segundo nivel de voltaje que es mayor que el primer nivel de voltaje, donde la bomba de carga (44) incluye un inductor (46) que está conectado a tierra por el enlace fusible (34), el circuito de control (38) incluye además un condensador (48) que está conectado a la bomba de carga (44), un conmutador (50), y una unidad lógica (40), y donde el enlace fusible (34), al detectar dicha primera característica, se funde y la conexión del inductor (46) a tierra pasa a ser de circuito abierto, y la unidad lógica (40), al detectar el sensor (36) dicha segunda característica, pone la bomba de carga (44) en un modo operativo en el que dicho voltaje de salida se aplica al condensador (48) y, al accionar el conmutador (50), hace que el condensador (48) se descargue a través de un elemento de encendido (54) del detonador (10) y, así, dispare el detonador (10).

2. Circuito de control (38) para un detonador (10) según la reivindicación 1, donde el sensor (36) es un detector de plasma, un detector de luz o responde a la presión o a la temperatura.

3. Circuito de control (38) para un detonador (10) según la reivindicación 1, donde el sensor (36) comprende un segundo enlace fusible.

4. Circuito de control (38) para un detonador (10) según la reivindicación 1, donde la primera y la segunda característica son iguales.

5. Circuito de control (38) para un detonador (10) según la reivindicación 1, donde la primera y la segunda característica son diferentes.

6. Circuito de control (38) para un detonador (10) según la reivindicación 1, donde el sensor (36) y el enlace fusible (34) están montados de modo que estén expuestos a un frente de onda de tubo de choque emitido desde el extremo (26) de un tubo de choque (28) al que está conectado el detonador (10).

7. Circuito de control (38) para un detonador (10) según la reivindicación 1, donde la bomba de carga (44) no funciona cuando el inductor (46) está conectado a tierra por el enlace fusible (34).