FI73830C - Elektrisk taendare. - Google Patents

Description

Tyi&^7) KUULUTUSJULKAISU

[B] (11) UTLÄQGNINGSSKRIFT /3830 ^ (45) ' !. *· i f --.>·/ _ ·· (51) Kv.lk-/Intel4 F 42 C 11/04

SUOMI-FIN LAND

(FI) (21) Patenttihakemus-Patentansökning 791651 (22) Hakemispäivä-Ansökningsdag 24.05.79

Patentti· ja rekisterihallitus (23) Alkupäivä - Giitighetsdag 24.05.79

Patent- och registerstyrelsen (41, Tullut julkiseksj _ Bllvlt offenthg 25*11*79 (44) Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm. - ii 07 Ö7

Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad J * ' '0' (86) Kv hakemus - Int ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus-Begärd prioritet 24.05.78 Iso-Br itann ia-Storbri tann ien(GB) 21735/78 (71) Imperial Chemical Industries Limited, Imperial Chemical House,

Millbank, London, Iso-Britannia-Storbritannien(GB) (72) Eirwyn Jones, Alloway, Ayrshire, Scotland,

Michael lan Mitchell, Chester, Cheshire, Iso-Britannia-Storbritannien(GB) (74) Oy Kolster Ab (54) Sähkösytytin - Elektrisk tändare Tämä keksintö kohdistuu sytytinrakennelmiin, joilla laukaistaan sähköisesti toimintaan saatettavissa olevia sytyttimiä, jotka ovat sitä tyyppiä, jota käytetään sähkönalleissa, räjäytysherätti-missä sekä palavien panosten sytyttämiseen pyroteknisissä laitteissa. Erityisesti tämä keksintö kohdistuu sähköisesti toimintaan saatettavaan sytytinrakennelmaan, johon sisältyy vastustyyppinen sähköinen sytytinosa, joka sijaitsee kotelossa ja jossa on kaksi sähköistä liitäntänapaa, sähköä johtava yhdysjohdin, joka on sähköisesti liitetty kyseisiin liitäntänapoihin, jotta aikaansaataisiin jatkuva sähköpiiri liitäntänapojen yli yhdysjohtimen ulottuessa kotelon ulkopuolelle. Lisäksi keksintö kohdistuu menetelmiin tällaisen sytytinrakennelman rakentamiseksi ja laukaisemiseksi.

Sähköisesti toimintaan saatettavissa oleviin sytyttimiin sisältyy yleisesti vastustyyppinen sähkösytytinosa, jossa on kaksi sähköliitinnapaa. Kaksijohtiminen sytytyksen syöttöjohdin on yleensä liitetty näihin kahteen sähköliitinnapaan niin, että juuri ennen käyttöä nämä kaksi johdinta sytyttimestä voidaan liittää laukaisu- 2 73830 energian syöttölähteeseen. Vastustyyppinen sähköinen sytytysosa on sähköä johtavaa seosta, joka kuumenee sähköllä syttymispisteeseen tai sisältää siltatyyppisen johdinosan, jolla on ennakolta määritelty vastus, jotta aikaansaataisiin lämpöä termisessä kosketuksessa palavan seoksen kanssa. Sähköllä toimintaan saatettavien sy-tyttimien valmistaminen ja käyttö sellaisena kuin näitä yleisesti käytetään räjäytinherättimien nalleissa kuvataan kirjassa "Blasting Practice", julkaissut ICI-Nobels Explosive Company Limited (Kynoch 1972), luvut 2 ja 2.

Kuvatussa sytyttimessä vastustyyppinen sähköinen sytytysosa sisältää siltalangan, joka on metallurgisesti liitetty metallielek-trodien parin väliin ja johon myös sytytyksen syöttöjohtimet liitetään. Nämä elektrodit upotetaan syttyvään aineseokseen. Sytyttimen syöttöjohtimet ovat halkaisijaltaan 0,51 - 1,22 mm kupari- tai rau-tajohtimia, jotka on eristetty synteettisellä muoviaineella, kuten polyvinyylikloridilla.

Erityisesti on kehitetty kolme ryhmää vastustyyppisiä sähköisiä sytytinlaitteita, joilla on erilaiset herkkyydet, sähköisiä räjäyttimiä varten:

Ryhmän 1 sytytinosilla on ominaisvastus suuruudeltaan 0,9 -1,6 ohmia sekä sytytysherkkyys alueella 3-5 millijoulea ohmia kohden;

Ryhmän 2 sytytinosilla on ominaisvastus 0,15 - 0,18 ohmia ja sytytysherkkyys alueella 80 - 140 millijoulea ohmille;

Ryhmän 3 sytytinosilla on ominaisvastus 0,02 - 0,04 ohmia ja sytytsherkkyys alueella 1 000 - 2 500 millijoulea ohmille.

Kaupallisisa sähköisiä räjäyttimiä on yleisesti saatavilla varustettuna kahdella erillisellä syöttöjohtimella, jotka helpottavat myöhempää liittämistä laukaisuenergian syöttölähteeseen, näiden ollessa paljaana noin 1 cm pituudelta niiden laitteeseen liittymättömistä päistä. Käytössä on ymmärrettävä, että syöttöjohtimien paljastetut päät liitetään kiertämällä paljaana oleva syöttöjohtimen pää toisesta sytytysosasta ja paljaana oleva johdin toisesta sytyt-timestä niin, että sytytinosat kytketään keskenään sarjaan, rinnakkain tai sarja-rinnakkaisjärjestykseen tämän sähköisen laukaisuenergian syöttölähteen kanssa. Useissa tapauksissa sytyttimet saapuvat valmistajalta niiden kahden paljaana olevan johtimen pään kustakin sytyttimestä ollessa kierrettynä yhteen ja suojattuna jo valmista-

II

3 73830 jän luona varmuustoimenpiteenä satunnaisia sähkönsyöttöjä vastaan. Näissä tapauksissa tulee käyttäjän erotella paljastetut päät.

Kun johtimet otetaan suojuksesta esiin, on räjäytin alttiina vahingossa tapahtuvan syttymisen vaaralle ulkopuolisen sähköisen energian syöttölähteen vaikutuksesta, jollaisia ovat sähköstaattiset purkaukset henkilöstä tai sytytintä hyvin lähellä sijaitsevasta aineesta, jollaista voi olla pneumaattisesti syötetty ammonium-nitraatti polttoöljyperusteinen räjähdysaine (ANFO), häiriövirta paristosta tai sähköjohtimesta tai satunnainen galvaaninen virta. Tämän vakavan varmuusongelman lisäksi näiden kaupallisesti saatavissa olevien sytyttimien käyttäminen on erittäin epämukavaa. Syöttö johtimien todellinen liittäminen on hyvin vaivalloista, vaikeaa ja aikaa vaativaa, erityisesti, kun kyseessä on rinnakkaiset tai sarja-rinnakkaiset piirit. Kytkentöjä täytyy usein tehdä huonossa valossa ja ahtaissa tiloissa maan alla olevassa kaivoksessa tai tunnelissa. Tällaisessa ympäristössä on aina olemassa mahdollisuus virheelliseen liittämiseen tai paljaan johtimen liitäntöjen joutumiseen kosketuksiin veden kanssa tai muuhun hyvään maavuotokoske-tukseen ennen tarkoitettua sytyttimien laukaisua.

Erilaisia järjestelyjä on jo yritetty sytyttimien suojaamiseksi satunnaisilta virroilta ja turvallisuusvaarojen pienentämiseksi. Sytyttimiä on yhdistetty laukaisupiiriin muuntajan sydän-osan kautta ja tietyissä sytytinjärjestelyissä, jotka on suunniteltu sotilaskäyttöön, ovat muuntajien sydänosat olleet irrotettavissa kahdeksi osaksi, jotta sallittaisiin ensiö- ja toisiopiirien pitäminen toisistaan erillään aina siihen saakka, että tarvitaan kokoaminen laukaisua varten. Sitten rakennelma viritetään käyttöä varten yhdistämällä muuntajan sydänosat toinen toisiinsa kiinni. Näissä sotilaskäytön sytytinlaitteistoissa ovat muuntajan käämitykset sytyttimen syöttöjohtimista erillisiä ja ne ovat myös erillisiä laukai-sukaapeliin nähden, joka on kytketty tehonsyöttöön. Mikäli tällaista käytetään kaupallisen sytyttimen yhteydessä, tulisi muuntajan käämitykset liittää laukaisukaapeliin ja sytyttimen syöttöjohtimiin käsin. Tällainen tilanne on edelleen epätyydyttävä.

Niinpä tämän keksinnön ensisijaisena kohteena on aikaansaada sellainen sytytysjärjestelmä yhden tai useamman sähköisesti toimintaan saatettavissa olevan sytyttimen laukaisemiseksi, joka on turvallinen käyttää, ja aikaansaada menetelmiä tällaisten sytytinsys- 4 73830 teemien rakentamiseksi ja käyttämiseksi. Nyt kyseessä olevalla keksinnöllä aikaansaadaan sytytysjärjestely, josta johtimesta toiseen liitännät on voitu jättää pois ja jossa ulkopuoliset syöttöjohtimet ovat kaikissa tilanteissa eristettyinä.

Eristetyt syöttöjohtimet tietystä kaupallisesti käytettäivs-sä olevasta, sähköisesti toimintaan saatettavissa olevasta sytytti-mestä tai syöttöjohtimet tietyn sähköisen laukaisuenergian syöttö-lähteestä ovat käytössä muodostamaan käämityksen muuntajasta, joka sähkömagneettisesti kytkee sähköisesti toimintaan saatettavissa olevan sytyttimen sähköisen laukaisuenergian syöttölähteeseen. Tämä järjestely tekee tarpeettomaksi kaikki johtimien liittämiset muuntajan käämityksiin ja tekee tarpeettomaksi johtimien toisiinsa liittämisen syöttöjohtimien välillä. Tämä aikaansaa edelleen sytyttimen suojauksen vahingossa tapahtuvaa ja tarkoituksetonta laukaisua vastaan laukaisuenergian ulkopuolisista syöttölähteistä. Riittävä kytkentä voidaan helposti toteuttaa jopa yhdellä ainoalla syöttöjohti-men silmukalla, joka pujotetaan löysästi tämän rengassydänmuuntajän sydänosan lävitse.

Keksinnön mukaiselle sytytinrakennelmalle on tunnusomaista, että kotelon ulkopuolella oleva yhdysjohtimen osa on täysin eristys-aineen peitossa ja muodostaa ainakin yhden silmukan, joka on sähkömagneettisesti kytketty muuntajasydämeen toisiokäämityksenä käämittynä ainakin yhden kierroksen sydämen ympäri. Syöttöjohtimien eristys on jatkuvaa näitten johtimien koko pituudelta, jotta vältettäisiin vahingossa tapahtuva kosketus ulkopuolisiin sähkösyöttöihin.

Tämän sytytinrakennelman ensimmäisessä suoritusmuodossa, joka on esitettynä kuviossa 1, helpotetaan eristettyjen syöttöjohtimien joukosta sytyttimiä ja sähkön syötöstä (laukaisukaapeli) muodostamista avaamalla muuntajan sydän sen liikkuvaa osaa hyväksi käyttäen. Tämä järjestely sallii jatkuvien syöttöjohtimien käytön, mikä täten tekee tarpeettomaksi välissä tapahtuvan johtimien toisiinsa liittämisen. Täten on sytyttimen syöttöjohtimet muodostettu yhdestä ainoasta jatkuvasta eristetystä johtimesta, jonka päät on vastaavasti kytketty sähköisesti kahteen sähköiseen liitäntänapaan sytytinosassa ja jonka päiden välissä sijaitsee silmukka. Tämä yhdistelmä sytyttimestä sähköisesti kytkettynä yhtenäiseen eristet-tyyn johtimeen, joka muodostaa välissä olevan silmukan, muodostaa sytytysjärjestelyn. Tämä sytytyslaitteiston välissä oleva silmukka

II

5 73830 kierretään avattavissa olevan muuntajan sydämen sisään, johon on myös yhdistetty sähköteholähteen syöttöjohtimet.

Useita sytytinosia voidaan samanaikaisesti ja mukavasti yhdistää samaan muuntajan sydämeen ja ne voidaan sytyttää yhdellä ainoalla signaalilla sähkölähteestä. Tällainen sytyttimien rinnakkais järjestely on erityisen edullinen usean laukaisun räjäytyksissä, koska sillä vältetään yleinen räjäyttimen viiveajan vaihtelun ongelma, joka saattaa aikaansaada virhelaukaisuja käytettäessä sarjaan kytkettyjä sytyttimiä, ja vältetään myös ongelma piiritasapai-notuksesta rinnakkain kytketyissä piireissä.

Eräässä toisessa suoritusmuodossa, joka on esitetty kuviossa 2, muodostetaan sytytyslaitteisto muodostamalla sytyttimen syöttö johtimien yhtenäinen pituus silmukaksi rengasmaisen sydämen läpi. Joukko tällaisia rengassydämiä liitetään sitten sähkömagneettisesti muuntajan sydämeen yhdellä ainoalla eristetyn johtimen silmukalla, joka viedään kunkin rengasmaisen sydämen ja muuntajan sydänosan lävitse .

Sähkön syötön ja sytyttimen väliin saatetaan kytkeä useampiakin kuin yksi muuntaja sarjaan, ja pitkähköä eristetyn syöttö-johtimen silmukkaa, joka on samankaltainen kuin sytyttimen syöttö-johdin, voidaan käyttää näiden kahden muuntajan ensiön ja toision kytkemiseksi toisiinsa, joihin muuntajiin sytyttimen ja syöttöläh-teen syöttöjohtimet ovat vastaavasti kytkettynä. Tällaisella järjestelyllä saattaa toinen muuntajista, joka on kytketty sytytti-meen, olla joka kerta käytettävissä ja olla sijoitettavissa lähelle sytytintä räjäytysalueelle.

Eräässä kolmannessa sytytysrakennelman suoritusmuodossa, joka on esitetty kuviossa 3, on laukaisukaapeli sähköisen laukaisu-energian syöttölähteestä yksi ainoa, eristetty lanka, jonka päät on yhdistetty sähköisesti sähköisen syöttölähteen kytkinnapoihin, ja on tämän kaapelin tietty väliosuus vedetty silmukaksi yhden tai useamman muuntajan sydänosan sisään, jolloin yksi tai useampia sytyttimen syöttöjohtimia on yhdistetty kuhunkin näistä sydämistä.

Tällä keksinnöllä aikaansaadaan myös menetelmä valmistaa kaksi sytytysrakennelman järjestelyä, jotta turvallisesti ja mukavasti laukaistaisiin sähköisesti toimintaan saatettavissa olevia sytyttimiä. Valmistamismenetelmälle on tunnusomaista, että siihen sisältyy vaiheina: sähköä johtavan eristetyn yhdysjohtimen sähköi- 6 73830 nen kytkeminen vastustyyppisen sähköisen sytytinosan kahden lii-täntänavan yli jatkuvan sähköpiirin muodostamiseksi liitäntänapojen yli; kytkinosan koteloiminen koteloon, jolloin yhdysjohtimen täysin eristetty osa ulottuu kotelon ulkopuolelle; ja ainakin yhden silmukan muodostaminen yhdysjohtimen ulkopuoliseen osaan, joka silmukka on sähkömagneettisesti kytketty muuntajan rengassydämeen toisiokää-mityksenä.

Eräs vaihtoehtoinen valmistamismenetelmä sisältää eristetyn sytyttimen syöttöjohtimen jatkuvan osuuden muodostamisen silmukaksi rengasmaisen sydänosan ympärille ennen kuin se liitetään sähköisesti kahteen sähköiseen liitännän kytkinnapaan sytytinlaittees-sa. Tämä rengasmainen sydänosa puolestaan yhdistetään sähkömagneettisesti laukaisua varten. Tämä keksintö aikaansaa edelleen menetelmän, jolla laukaistaan sähköisesti toimintaan saatettavissa oleva sytytin, joss syöttöjohtimet tietystä sytytinlaitteesta kytketään laukaisukaapeliin laukaisun sähköisen energian syöttölähteestä muuntajan kautta, jossa on sydänosa, jolla aikaansaadaan suljettu magneettinen piiri. Ainakin tietty osa tämän muuntajan käämityksistä sisältää eristetyn osuuden syöttöjohtimista syöttimestä ja/ tai sähköisestä syöttölähteestä muodostettuna silmukaksi tähän magneettiseen piiriin.

Tämän keksinnön mukainen sytytysrakennelma ja sen menetelmät aikaansaavat oleellisen parannuksen turvallisuuteen satunnaisten sähköisten syöttölähteiden ja vuotovirtojen vaikutuksia vastaan. Tämä rakennelma voidaan helposti suunnitella suojaamaan satunnaisia sähköstaattisia purkauksia, tasavirran ja alhaisen taajuuden vaihtovirtasyöttölähteitä vastaan. Nyt on esim. havaittu, että käytettäessä yhden ainoan silmukan eli kierroksen kytkentää sytyttimen syöttöjohtimissa muuntajaan, edellyttäen, että syöttöjohtimet ovat kokonaispituudeltaan vähintäin kuusi metriä, on aikaansaatu suoja suuren jännitteen purkauksia vastaan pienistä kondensaattoreista -12 (2 000 x 10 Faradia) niin suuri, että voidaan taata riittävä varmuus sähköstaattisia purkauksia vastaan henkilöistä sekä ANFO räjähdysaineesta.

Tämän keksinnön mukaiset sytytysrakennelma sekä laukaisu ja valmistamismenetelmät ratkaisevat kauan tunnetun varmuusongelman, joka liittyy tavanomaisten sähköisten toimintaan saatettavissa olevien sytyttimien laukaisuun. Enää ei ole olemassa tarvetta paljas-

II

7 73830 taa syöttö johdinta, joka on yhdistetty sähköisesti toimintaan saatettavissa olevaan sytyttimeen, mikä saattaa käyttäjän alttiiksi vahingossa tapahtuvan syttymisen vaaralle ulkopuolisesta sähköisestä syöttölähteestä, kuten sähköstaattisesta purkauksesta tietystä henkilöstä tai lähellä olevasta aineesta. Tämän lisäksi esitetyn järjestelyn käyttäminen saattaa minimiinsä johtimien vaivalloisen kytkemisen, jota tarvitaan tavanomaisissa järjestelyissä. Tämän keksinnön mukaista laukaisujärjestelmää voidaan käyttää huonoissa valaistusolosuhteissa ja ahtaassa tilassa maan alla olevassa kaivoksessa tai tunnelissa. Ei ole olemassa käytännöllisesti katsoen mitään vaaraa vahingossa tapahtuvaan liitäntään tai yhdistämiseen ympäristössä olevaan veteen tai muuhun vahingossa tapahtuvan laukaisun aiheuttavaan energiansyöttölähteeseen. Muuntajan sydänosan käyttäminen, jossa on siirrettävissä oleva osuus, yksinkertaistaa erityisesti kaikkien osien kokoamista kokonaisjärjestelmäksi, joka soveltuu joukon sähköisesti toimintaan saatettavissa olevia sytyttimiä laukaisemiseen.

Eristetyt syöttöjohtimia kaupallisesti saatavissa olevasta sytyttimestä tai laukaisuyksiköstä ovat edullisesti käytetty hyväksi muuntajan käämityksinä, jotka yhdistävät nämä sytyttimet sähköisen laukaisuenergian syöttölähteeseen. Tämä järjestely tekee tarpeettomaksi minkä tahansa liitännän muuntajan käämityksiin tai syöttöjohtimien välillä ja aikaansaa ylimääräisen suojan eristämällä sytyttimet satunnaisen laukaisuenergian syöttölähteestä. Riittävä sähkömagneettinen kytkentä voidaan helposti toteuttaa silloinkin, kun käytetään ainoastaan yhtä ainoaa syöttöjohtimen silmukkaa pujotettuna löysästi rengassydänmuuntajän läpi.

Useita tämän keksinnön eduista tulee helposti käymään ilmi, kun tämä keksintö tulee paremmin ymmärrettäväksi viitattaessa seu-raavassa olevaan yksityiskohtaiseen selitykseen ja oheisiin vaatimuksiin, kun niitä tarkastellaan yhdessä oheisten piirustusten kanssa, joissa: kuvio 1 on diagrammaesitys keksinnön mukaisen sytytysjärjestelmän eräästä ensimmäisestä suoritusmuodosta, kuvio 2 on diagrammaesitys tämän keksinnön mukaisen sytytys-järjestelmän eräästä toisesta suoritusmuodosta, ja kuvio 3 on kolmas suoritusmuoto tämän keksinnön mukaisesta sytytysjärjestelmästä.

8 73830

Viitaten nys oheisiin piirustuksiin, joissa vastaavat viitenumerot tarkoittavat samanlaisia tai toisiansa vastaavia osia kaikkialla ja viitaten erityisesti kuvioon 1, on siinä esitetty tietty ensimmäinen suoritusmuoto tämän keksinnön mukaisesta sytytys-järjestelmästä. Laukaisuyksikkö 11 toimii sähköisen laukaisuener-gian syöttölähteenä, jolla saatetaan toimintaan joukko vastustyyp-pisiä sähköisiä sytytinosia 16 (sähköisesti toimintaan saatettavia sytyttimiä). Sähköenergiaa laukaisuyksiköstä 11 tuodaan sähköisesti kytkettynä laukaisukaapeliin 12, joka taas on sähköisesti kytketty primäärikäämityksen 13 päihin, joka käämitys on kierretty muuntajan rengassydämen 14 ympärille. Muuntajan rengassydämellä 14 on suorakaiteen muoto ja siirrettävissä oleva osuus 15, joka on siirrettävissä sallimaan muuntajan renkaan sydänosan väliaikainen avaaminen, kuten on esitettynä umpiviivalla ja katkoviivalla kuviossa 1.

Kaksi sähköistä liitännän kytkinnapaa kustakin vastustyyppi-sestä sähköisestä sytytinosasta 16 yhdistetään sytytyksen syöttö-johtimeen 17, jollaisena on jatkuva osuus eristettynä sähköä johtavaa johdinta. Sytyttimen syöttöjohdin 17 sisältää, koska se on jatkuva johdin, silmukkapään, joka on pujotettu muuntajan rengassydä-men 14 ympäri sen aukon kautta, joka muodostetaan käsittelemällä siirrettävissä olevaa osaa 15 tämän muuntajan rengassydämestä. Kun sytyttimen syöttöjohtimen 17 silmukkapää pujotetaan silmukaksi muuntajan rengassydämen 14 ympärille, muodostetaan muuntajan toisiokää-mitys 18, joka yhdistää sähkömangeettisesti kunkin sytyttimen syöt-töjohtimen muuntajan rengassydämeen. Tämä sytytysjärjestelmä on valmiina laukaistavaksi, kun muuntajan rengassydämen 14 siirrettävissä oleva osuus 15 suljetaan siihen asentoon, joka on havainnollistettu katkoviivoilla kuviossa 1. Siirrettävissä olevan osuuden 15 sulkeminen umpeuttaa magneettisen piirin muuntajan rengassydä-messä 14 niin, että primäärikäämitys 13 ja silmukaksi vedetyn toi-r siokäämitykset 18 liitetään sähkömagneettisesti toinen toisiinsa. Sytytysosat 16 laukaistaan samanaikaisesti, kun muodostetaan laukai-susignaali laukaisuyksiköllä 11.

Sytytysjärjestelmän sen suoritusmuodon mukaisesti, joka on kaavamaisesti esitettynä kuviossa 1, voidaan menetelmä vastustyyp-pisen sähköisen sytytysosan 15 laukaisemiseksi määritellä sisältämään seuraavat vaiheet:

Kytketään sähköisesti vastustyyppisen sähköisen sytytinosan tl 9 73830 16 kaksi sähköistä liitäntänapaa sytyttimeen syöttöjohtimeen 17, jollaisena on jatkuva osuus eristettyä sähköä johtavaa lankaa;

Kytketään sähkömagneettisesta sytyttimen syöttöjohdin 17 muuntajan rengassydämeen 14 muodostamalla silmukaksi sytyttimen syöttöjohtimen silmukkapää tämän muuntajan rengassydämen ympärille;

Kytketään sähkömagneettisesti muuntajan rengassydän 14 lau-kaisuyksikköön, jollaisena on sähköisen laukaisuenergian syöttö-lähde, jotta täten saatettaisiin toimintaan sytytinosat 16.

Kuviossa 1 esitetyn sytytysjärjestelmän sydämenä on sytytin-laitteisto, joka on aikaansaatu:

Kytkemällä sähköisesti yhtenäisen johtimen kaksi päätä sähköisesti toimintaan saatettavissa olevan sytyttimen kahteen kyt-kinnapaan;

Muodostamalla silmukka tähän yhtenäiseen johtimeen.

Täten muodostettu silmukka vedetään muuntajan rengassydämen 14 ympärille juuri ennen sytyttimen haluttua laukaisemista.

Asiaa rajoittamattomana esimerkkinä sisältää laukaisuyksik-kö 11 signaaligeneraattorin, jonka ulostulotaajuus on 10 kHz, yhdistettynä ja käyttäen 25 watin tehovahvistinta, jonka ulostuloaste soveltuu käyttämään 16 ohmin kuormitusimpedanssia. Tämän vahvistimen ulostulo syötetään suoraan 100 metrin pituiseen kahden sy-dänosan laukaisukaapeliin 12, kaapelin kummankin sydänosan sisältäessä 7 säiettä paksuudeltaan 0,4 mm lävistäjämitan kuparijohdinta ja on eristetty 3,1 mm halkaisijämittään käyttämällä polyvinyy-likloridia, kokonaisvastuksen tässä laukaisukaapelissa ollessa 4 ohmia. Muuntajan rengassydän 14 on suuren permiabiliteetin ferriit-tiainesta muodostettuna suorakaiteen muotoon, jonka ulkomitat ovat 6,3 x 5,7 cm ja jonka poikkileikkauksen mitat ovat 13 x 13 mm. Muuntajan rengassydämen 14 primäärikäämitys 13 sisältää 12 kierrosta halkaisijaltaan 0,61 mm kuparijohdinta, joka on eristettynä ulkopuolisen halkaisijan paksuuteen 1,14 mm käyttäen polyvinyyliklo-ridia. Sytytinosat 16 ovat nalleja, jotka sisältyvät räjäyttimiin ja jotka ovat herkkiä laukaisuimpulssille suuruudeltaan 3-5 milli-joulea/ohmi ja jotka on sovitettu 5 metrin pitkään kaksinkertaiseen sytyttimen syöttöjohtimeen 17. Sytyttimen syöttöjohtimet 17 käyttävät samaa johdinta, jota käytetään muodostamaan primäärikäämitys 13 muuntajan rengassydämessä 14. Sytyttimen syöttöjohtimet 17 päättyvät suljettuina, täysin eristettyinä silmukkoina, jotka muodosta- 10 73830 vat toisiokäämityksen muuntajan käämityksestä 18 muuntajan rengas-sydämelle 14. 30 räjäytintä laukaistiin samanaikaisesti käyttäen yhtä ainoaa signaalia laukaisuyksiköstä 11.

Viitaten nyt kuvioon 2, joka on diagranunatyyppinen esitys tämän keksinnön mukaisen sytytysjärjestelmän eräästä toisesta suoritusmuodosta, on siinä jälleen esitetty joukko vastustyyppisiä sähköisiä sytytysosia 16, jotka tulee saattaa toimintaan signaalilla laukaisuyksiköstä 11.

Laukaisuyksikkö 11 yhdistetään jälleen laukaisukaapelilla 12 muuntajan primäärikäämitykseen 13. Tässä suoritusmuodossa kuitenkin muuntajan käämitykset on kierretty muuntajan rengassydämen 19 ympärille, jossa ei ole mitään liikkuvia osia. Muuntajan rengassy-dän 19 on yhtenäinen, ferromagneettista ainetta oleva rengas. Tässäkin on jälleen kaksi sähköistä kytkentänapaa kustakin vastustyyp-pisestä sähköisestä sytytinosasta 16 yhdistetty sytyttimen syöttö-johtimen 17 kahteen päähän, syöttöjohtimen ollessa yhtenäinen sähköä johtava lanka. Tässä suoritusmuodossa sytyttimen syöttöjohtimen 17 silmukan muuntajan toisiokäämitykseksi 18 muuntajan rengassydämen 14 ympärille kiertämisen sijaan, jossa on liikkuva osuus 15, yhdistetään sytyttimen syöttöjohtimen silmukkapää kustakin sytytinosasta sähkömagneettisesti rengasmaiseen muuntajasydämeen 20. Tämä sähkömagneettinen kytkentä toteutetaan kiertämällä useita kierroksia sytyttimen syöttöjohtimen 17 silmukkapäästä rengasmaisen muuntajan sydänosan 20 ympärille. Rengasmaiset muuntajan sydänosat 20 taas yhdistetään puolestaan sähkömagneettisesti muuntajan rengas-sydämeen 19 yhdellä ainoalla eristetyn johtimen 21 silmukalla, joka kulkee kunkin renkaan läpi, joka tulee kytkeä ja kulkee muuntajan rengassydämen kautta. Tämä sähkömagneettinen kytkentä rengasmaisen muuntajan sydämen 20 ja muuntajan rengassydämen 19 välillä voidaan toteuttaa juuri ennen sytytinosien 16 laukaisemista kenttäolosuhteissa.

Kuviossa 2 esitetyssä järjestelmässä saattaa alempana kuvattu laukaisumenetelmä toimintaan vastustyyppiset sähköiset syty-tinosat 16: Laukaisuyksikkö 11 kehittää sähköisen laukaisuenergian syöttölähteen, joka yhdistetään sähkömagneettisesti muuntajan rengassydämeen 19 laukaisukaapelin 12 sekä primäärikäämityksen 13 kautta. Se muuttuva magneettinen vuo, joka indusoidaan muuntajan rengassydämeen 19, yhdistää sähkömagneettisesti sähköisen signaali 11 73830

Iin eristetyn johtimen silmukkaan 21, joka kulkee rengasmaisten muuntajan sydänosien 20 kautta. Sähkömagneettisen kytkennän ansiosta silmukan 21 ja rengasmaisen muuntajan sydänosan 20 välillä indusoidaan magneettinen vuo kunkin renkaan sisään. Sähkömagneettinen kytkentä rengasmaisen muuntajan sydänosien 20 ja sytyttimen syöttö-johtimien 17 välillä indusoi sähköisen signaalin sytyttimen syöttö-johtimiin, mikä puolestaan saattaa toimintaan vastustyyppiset sähköiset sytytinosat 16.

Oleellisesti ottaen sisältää laukaisun menetelmä vaiheet: kytketään sähköisesti vastustyyppisen sähköisen sytytinosan kaksi sähköistä kytkentänapaa eristetyn, sähköä johtavan langan yhtenäisen osuuden kahteen päähän; kytketään johtimen yhtenäinen osuus sähkömagneettisesti sy-tytinlaitteiston magneettisesti pehmeämagneettiseen sydänosaan; kytketään sähkömagneettisesti sytytyslaitteiston magneettisesti pehmeämagneettinen sydänosa muuntajan sydänosaan sekä kytketään muuntajan sydänosa sähkömagneettisesti sähköisen laukaisuenergian syöttölähteeseen.

Kuviossa 2 esitetty järjestely sallii sytytinrakennelmien aikaansaamisen, kunkin sisältäessä vastustyyppisen sähköisen sytytinosan 16, sytyttimen syöttöjohtimen 17 sekä rengasmaisen muunta-jasydämen 20. Sytyttimen syöttöjohdin 17, joka on yhtenäinen osuus sähköä johtavaa lankaa, vedetään useita kertoja silmukaksi rengasmaisen muuntajasydämen 20 ympärille. Sen kaksi päätä kytketään säh-käisesti sytytinosan 16 kahteen sähköiseen kytkentänapaan. Tällä tavoin voidaan sytytinlaitteisto valmistaa helppoa ja turvallista käyttöä varten kentällä. Jotta voitaisiin käyttää täten valmistettua sytytinlaitteistoa tarvitsee käyttäjän viedä ainoastaan yksi ainoa eristetyn johtimen 21 silmukka kunkin rengasmaisen muuntajan sydänosista 20 läpi tällaisessa sytytinlaitteistossa, joka tulee laukaista. Tämä eristetyn johtimen silmukka 21 yhdistetään sitten muuntajan rengassydämen 19 kautta ja sytytinosat 16 ovat valmiina laukaistavaksi.

Oleellisesti ottaen sisältää valmistamismenetelmä omina vaiheinaan : muodostetaan silmukaksi yhtenäinen osuus eristettyä johdinta rengasmaisen sydänosan ympärille; kytketään sähköisesti eristetyn johtimen kaksi päätä kahteen 12 73830 sähköiseen kytkentänapaan sähköisesti toimintaan saatettavissa olevasta sytyttimestä.

Esittäen erityinen asiaa rajoittamaton esimerkki, on eräs erityinen suoritusmuoto, joka on esitetty kuviossa 2, valmistettu seuraavaan tapaan: vastustyyppiset sähköiset sytytinosat 16 on järjestetty esitettyyn tapaan. Laukaisuyksikköön 11 sisältyy signaaligeneraattori, jonka ulostulotaajuus on 10 kHz, käyttäen 25 watin tehovahvistinta, joka on suunniteltu syöttämään 16 ohmin kuormaa. Vahvistimen ulostulo on yhdistetty suoraan 100 metriä pitkään, kaksisydämiseen laukaisukaapeliin 12, jossa kumpikin lanka muodostuu 7 säikeestä halkaisijamitaltaan 0,4 mm kuparilankaa, ja joka on eristetty 3,1 mm kokonaispaksuuteen käyttäen polyvinyylikloridia, tämän laukaisukaapelin kokonaisvastuksen ollessa 4 ohmia. Muuntajan rengassydän 19 on jatkuva suorakaide, joka on muodostettu suuren permiabiliteetin ferriittiaineesta ja jonka ulkopuoliset mitat ovat 6,3 x 5,7 cm ja jonka poikkileikkauksen mitat ovat 13 x 13 mm. Pri-määrikäämitys 13 muodostuu 12 kierroksesta 0,61 mm läpimitan kupari-johdinta päällystettynä 1,14 mm ulkopuoliseen halkaisijämittään saakka käyttäen polyvinyylikloridia. Rengasmaisia muuntajasydämiä 20 valmistetaan suuren permiabiliteetin ferriittiaineesta, joissa kussakin on ulkohalkaisija 2,5 cm ja poikkileikkauksen pinta-ala 2 15 mm . Sytytyksen syöttöjohtimet 17 valmistetaan samasta johtimesta, jota käytetään primäärikäämityksessä 13 ja vedetään ne viisi kertaa rengasmaisen muuntajasydämen 20 ympäri. Silmukka 21 on yhden metrin pituinen, halkaisijaltaan 0,61 mm kuparilanka eristettynä polyvinyylikloridilla ulkohalkaisijaan 0,14 mm saakka. 10 sytytin-osaa 16 laukaistiin samanaikaisesti yhdellä ainoalla tehoyksiköstä 11 saadulla signaalilla tätä rakennetta käyttäen.

Viitaten nyt kuvioon 3, joka on kaavamainen esitys eräästä kolmannesta, tämän keksinnön mukaisen sytytinlaitteiston suoritusmuodosta, on tarkoituksena jälleen laukaista joukko vastustyyppisiä sähköisiä sytytinosia 16 laukaisusignaalista, joka kehitetään lau-kaisuyksiköllä 11. Samoin kuin kuvion 1 esittämässä suoritusmuodossa kytketään joukko sytytinlaitteistoja, joista kukin sisältää sy-tytinosan 16 ja sytyttimen syöttöjohtimen 17, sähkömagneettisesti muuntajan rengassydämeen 14, jossa on liikuteltavissa oleva osuus 15. Sytyttimen syöttöjohtimen 17 silmukkapää muodostaa muuntajan käämityksen 18 toision niin, että magneettivuo muuntajan rengassy- is 73830 dämen 14 sisällä indusoi sähköisen signaalin sytyttimen signaali-johtimeen 17. Samoin kuin kuvion 1 esittämässä järjestelyssä aikaansaa laukaisuyksikkö 11 laukaisusignaalin, joka yhdistetään lau-kaisukaapeliin 12. Tässä suoritusmuodossa kuitenkin laukaisukaapeli 12 on kytketty eristetyn johtimen silmukan 21 molempien päiden yli, johtimen kulkiessa kunkin muuntajan rengassydämen 14 kautta. Kuhunkin tällaiseen muuntajan rengassydämeen 14 sisältyy joukko sytytys-rakennelmia kytkettynä sähkömagneettisesti tähän sen toisiokäämi-tyksinä. Silmukka 21 muodostaa oleellisesti ottaen primäärikäämi-tyksen, jossa on yksi ainoa kierros kussakin muuntajan rengassydä-mistä 14.

Se laukaisumenetelmä, joka muodostuu kuviossa 3 esitetystä järjestelystä, on seuraavan kaltainen: laukaisuyksikkö 11 kehit tää laukaisusignaalin, joka yhdistetään silmukkaan 21 laukaisukaa-pelilla 12. Silmukka 21, joka kulkee kunkin muuntajasydämen 14 kautta, toimii primäärikäämityksenä kullekin muuntajasydämistä ja aikaansaa magneettisen vuon kunkin tällaisen sydänosan kanssa olevan sähkömagneettisen kytkennän ansiosta. Tämä muuttuva magneetinen vuo kussakin muuntajasydämistä 14 indusoi sähköisen signaalin kuhunkin sytyttimen syöttöjohtimista 17, joka on kytketty muuntajan sydämeen ja indusoi siihen signaalin saattaen toimintaan vastustyyppi-sen sähköisen sytytinosan 16, joka on liitetty sähköisesti johti-meen.

Kuvion 3 järjestelyn mukaisesti sytytysrakennelmat, jotka sisältävät sytytinosan 16 ja sytyttimen syöttöjohtimet 17 valmistetaan yhtenä ainoana yksikkönä samoin kuin ensimmäisessä suoritusmuodossa, niin että kenttäkäytössä sytyttimen syöttöjohtimen 17 sil-mukkapää täytyy ainoastaan pudottaa muuntajan sydämen 14 yli, jotta rakennelma olisi valmiina käyttöön. Käyttäjä voi tällöin muodos-. . taa silmukaksi yhteen niin monta muuntajan sydänosaa 14 kuin on tarpeen silmukan 21 avulla, joka on valmistettu yhtenäisestä eristetystä johtimesta, joka sitten yhdistetään laukaisukaapeliin 12.

Asiaa rajoittamattomana esimerkkinä tullaan seuraavassa kuvaamaan eräs erityinen suoritusmuoto: yhdeksän vastustyyppistä sähköistä sytytinosaa 16 järjestettiin kuten kuviossa 3 on esitetty, kunkin kolmen sytyttimen osan 16 ryhmän ollessa kytketty muun-tajasydämeen 14, jossa on siirrettävissä oleva osuus 15. Silmukka 21 on yhden metrin pituinen, halkaisijaltaan 0,61 mm kuparilanka, 14 73830 joka on eristetty polyvinyylikloridilla ulkohalkaisi jaan 1,14 mm saakka. Silmukka 21 kytketään suoraan laukaisukaapeliin 12, joka taas puolestaan kytketään laukaisuyksikköön 11. Sytytinosan 16 sy-dänosien 14, laukaisukaapelin 12 ja laukaisuyksikön 11 erityiset ominaisuudet ovat samoja, jotka esitettiin siinä erityisessä esimerkissä, joka kohdistui kuviossa 1 esitettyyn suoritusmuotoon. Kaikki yhdeksän räjäytintä laukaistaan samanaikaisesti käyttämällä laukai-suyksiköstä 11 saatua yhtä ainoaa signaalia.

Tämän johdosta on nyt ilmeistä, että nyt on aikaansaatu laitteisto sekä järjestely, jolla laukaistaan vastustyyppisiä sähköisiä sytytinosia, jotka ovat sitä tyyppiä, jota yleisesti käytetään rä-jäyttimissä ja muissa pyroteknisissä tai räjähtävissä laitteissa. Edelleen on aikaansaatu turvallinen menetelmä, jolla yhdistetään sähköisesti toimintaan saatettavissa oleva sytytin sähköisen laukai-suenergian syöttölähteeseen, mikä ei vaadi lankojen välisten liitäntöjen toteuttamista ja missä ulkopuoliset syöttöjohtimet ovat kaikkina hetkinä eristettyinä turvallisuuden lisäämiseksi. Edelleen on aikaansaatu menetelmä sellaisten sytytinrakennelmien valmistamiseksi, joita on helppo käyttää yhdessä hakijan koko järjestelmän kanssa kenttätilanteessa, jolloin tällaiset sytytinrakennelmat ovat rakenteensa perusteella helppoja ja turvallisia käsitellä ja käyttää.

Sytytysjärjestelmään sisältyy sähköisesti toimintaan saatettavissa oleva sytytin sekä sähköisen laukaisuenergian syöttölähde, muuntaja, jossa sydänosa aikaansaa suljetun magneettisen piirin, sekä syöttöjohtimet sähköisen laukaisuenergian syöttölähteestä sekä sytyttimestä yhdistettynä muuntajan välityksellä toisiinsa. Eristetty osuus syöttöjohtimista on vedetty silmukaksi muuntajan sydänosan kautta muodostamaan ainakin osa tämän muuntajan käämityksestä. Edullisimmin on syöttöjohtimien eriste jatkuva näiden johtimien koko pituudelta, jotta voitaisiin välttää vahingossa tapahtuva ulkopuolisille sähköisille syöttölähteille alttiiksi joutuminen.

Menetelmä sähköisesti toimintaan saatettavissa olevien sy-tytyslaitteistojen kokoamiseksi on aikaansaatu, jotta voitaisiin laukaista sytytin käyttäen pulssimaista sähköistä syöttöä. Sytyttimen syöttöjohtimet on yhdistetty muuntajan välityksellä syöttämään syöttöjohtimia, jolloin muuntajassa on sydänosa aikaansaaden suljetun magneettisen piirin ja ainakin osan tämän muuntajan käämityksestä muodostuessa sytyttimen syöttöjohtimien ja/tai syöttöjohtimen ti 15 73830 lankojen eristetystä osuudesta vedettynä silmukaksi tähän magneettiseen piiriin.

Tämän lisäksi on aikaansaatu menetelmä sähköisesti toimintaan saatettavissa olevien sytyttimien laukaisemiseksi, jossa syöt-töjohtimet sytyttimestä on kytketty syöttöjohtimiin laukaisuyksi-köstä sellaisen muuntajan välityksellä, jossa on sydänosa, joka tuottaa suljetun magneettisen piirin. Ainakin osa muuntajan käämityksistä muodostuu eristetystä osuudesta sytyttimen syöttöjohtimis-sa ja/tai magneettisen piirin syöttöjohtimissa.

Ilmeisestikin alan asiantuntijan mieleen tulee helposti muita suoritusmuotoja ja muunnelmia tästä keksinnöstä, kun hänellä on käytettävissään edellä olevassa selityksessä ja piirustuksessa esitetty tietous. Tämän johdosta on ymmärrettävä, että tämän keksinnön ei tule rajoittua pelkästään tähän ja että kyseiset muunnokset ja suoritusmuodot on tarkoitettu sisältymään oheisten patenttivaatimusten puitteisiin.

Esimerkiksi voidaan erityisenä rakenteena tässä laitteistossa olevaa muuntajaa (tai muuntajia) käyttää joko jännitettä ylöspäin nostavana tai pienentävänä muuntajana, kun käytetään kierrosten lukumäärän sopivaa asettamista syötön ja sytyttimen syöttöjoh-timissa, jotka on muodostettu silmukaksi tähän magneettiseen piiriin. Tämän muuntajan sydänosa voidaan muodostaa mistä tahansa halutusta rakennemuodosta ja poikkileikkauksen muodosta, mutta tavanomaiset muodot, kuten rengasmainen, pyöreä tai suorakaiteen muotoinen rakenne suorakaiteen muotoisine poikkileikkauksineen ovat helposti saatavilla olevia. Sydänosan aineksen tulisi olla suuren per-meabiliteetin ferriittiainesta.

Muuntajan ominaisuudet voidaan valita siten, että vaihtovirrat verkkotehon taajuuksilla 50 - 60 herziä eivät indusoi riittävää energiaa tähän muuntajaan tämän sytyttimen laukaisemiseksi. Muuntaja valitaan edullisimmin siirtämään tarvittava laukaisuenergia, kun ' primäärin virta syötetään noin 1-20 kHz taajuudella pulssimaisesta syötöstä.

Sytyttimen syöttöjohtimet voivat olla sellaisia, joita käytetään tavanomaisissa sytytinlaitteissa, esim. halkaisijaltaan 0,5 -1,22 mm kupari- tai rautajohtimia, jotka on eristetty synteettisellä muoviaineksella, kuten polyvinyylikloridilla. Sähköisen syötön syöttöjohtimet laukaisukaapelista voivat olla samankaltäisiä kuin ie 73830 sytyttimen syöttöjohtimet tai ne voivat olla järeämmän luokan johtimia tai usean säikeen johtimia.

Tämä keksintö on sovellettavissa kaikkiin yleisesti käytettyihin sytyttimiin sekä erityisesti sellaisiin, joita käytetään sähkönalleissa räjäytystöiden räjäyttimissä, edullisena pidetyn siltalangan lankanallin vastuksen ollessa alueella 0,5 - 1,6 ohmia ja sen herkkyyden ollessa alueella 3-16 millijoulea ohmille.

li

Claims (7)

73830 17

1. Sähköisesti toimintaan saatettava sytytinrakennelma, johon sisältyy: vastustyyppinen sähköinen sytytinosa, joka sijaitsee kotelossa (16) ja jossa on kaksi sähköistä liitäntänapaa; sähköä johtava yhdysjohdin (17), joka on sähköisesti liitetty kyseisiin liitäntänapoihin, jotta aikaansaataisiin jatkuva sähkö-piiri liitäntänapojen yli yhdysjohtimen ulottuessa kotelon ulkopuolelle, tunnettu siitä, että kotelon ulkopuolella oleva yhdys johtimen osa on täysin eristysaineen peitossa ja muodostaa ainakin yhden silmukan (18), joka on sähkömagneettisesti kytketty muun-tajasydämeen (14, 20) toisiokäämityksenä käämittynä ainakin yhden kierroksen sydämen ympäri.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rakennelma, tunnet-t u siitä, että muuntajasydän on rengassydän (20).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen rakennelma, tunnet-t u siitä, että muuntajan sydän on fysikaalisesti avattavissa, jotta siihen pääsee yhdysjohtimen silmukoita tai käämityksiä.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen rakennelma, tunnet-t u siitä, että primäärikäämitys käsittää yhden kierroksen johtimesta (21) joka on sähkömagneettisesti kytketty yhteen, tai kuhunkin muuntajan sydämeen (14, 20).

5. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisen sähköisesti toimintaan saatettavan sytytyinrakennelman rakentamiseksi, tunnettu siitä, että tähän menetelmään sisältyy sen vaiheina: sähköä johtavan eristetyn yhdysjohtimen sähköinen kytkeminen vas-tustyyppisen sähköisen sytytinosan (16) kahden liitäntänavan yli jatkuvan sähköpiirin muodostamiseksi liitäntänapojen yli; kytkin-osan koteloiminen koteloon, jolloin yhdysjohtimen (17) täysin eristetty osa ulottuu kotelon ulkopuolelle; ja ainakin yhden silmukan (18) muodostaminen yhdysjohtimen ulkopuoliseen osaan, joka silmukka on sähkömagneettisesti kytketty muuntajan rengassydämeen (14, 20) toisiokäämityksenä.

6. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisen sähköisesti toimintaan saatettavan sytytinrakennelman laukaisemiseksi, tunnettu siitä, että siihen sisältyy ainakin yhden, yhdysjohtimen 73830 13 (17) ulkopuolisessa osassa olevan silmukan (18) sähkömagneettinen kytkeminen muuntajasydämeen (14, 20) siinä olevana toisiokäämityk-senä, ja muuntajasydämen sähkömagneettinen kytkeminen sähköiseen laukaisuenergian lähteeseen (11) muuntajasydämen primäärikäämityk-sen (13, 21) avulla.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että muuntajasydämet ovat yksittäisiä sydämiä ja pri-määrikäämitys koostuu yhdestä johdinsilmukasta, joka pujotetaan kunkin sydämen läpi, jotta aikaansaataisiin yksi kierros johtimesta jokaisen sydämen ympäri. tl 73830 19