NO872005L - Tenningssystem. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et tenningssystem

for avfyring av elektriske fenghetter. Mer spesielt angår oppfinnelsen et slikt tenningssystem som samtidig kan tenne flere fenghetter enn nå tilgjengelige tenningssystemer.

Et tenningssystem som anvender elektromagnetisk kobling mellom energikilden og tenningselementet i hetten er f.eks. beskrevet i US patent 4 297 947. Selv om det patenterte system har vist seg å være meget effektivt, er det begrenset med hensyn til antall hetter det kan tenne samtidig.

Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et tenningssystem som overvinner begrensningene ved teknikkens stand.

Det er et mer spesielt formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et slikt tenningssystem som kan tenne flere fenghetter samtidig enn nå tilgjengelige tenningssystemer kan.

I samsvar med oppfinnelsen er det tilveiebragt et tenningssystem for avfyring av en rekke elektriske fenghetter, omfattende en transformator med en primærvikling og en sekundærvikling og anordninger som forbinder sekundærviklingen med de resistive elementer i fenghettene, som denne anordning for å lagre en likespenning. Lagringsanordningen er koblet til primærviklingen. Lagringsanordningen blir utladet gjennom primærviklingen ved forutbestemte mellomrom hvorved det frembringes et pulstog i primærviklingen. Pulstoget blir overført gjennom sekundærviklingen til de resistive elementer.

Oppfinnelsen vil forstås bedre på bakgrunn av den følgende beskrivelse sammen med de vedføyde tegninger, hvor: Fig. 1 er en skjematisk tegning av systemet ifølge oppfinnelsen; Fig. 2 illustrerer i større detalj drivkretsen på fig. 1; Fig. 3 viser signalet ved primærviklingen i transformatoren på fig. 1; Fig. 4 viser signalet ved sekundærviklingen i transformatoren på fig. 1; Fig. 5 illustrerer hvordan systemet på fig. 1 er forbundet med fenghettene.

Det vises til fig. 1 hvor systemet omfatter en høyspent, likespent kraftforsyning 1. Kraftforsyningen er i grunnleggende trekk ikke mer enn en krets som omfatter likerettere og lignende hvor omforming av en vekselstrøms-inngang, fra vekselstrømsnettet, til en likespennings-utgang. Slike kretser er velkjente på området og krever ikke noen ytterligere beskrivelse.

Utgangen fra den likespente kraftforsyning 1 blir matet

til en anordning for lagring av ladning, f.eks. en lagringskondensator, illustrert ved 3, gjennom en ladningsstrøm-begrenser 5 som på kjent måte kan omfatte en motstand. En ende av lagringskondensatoren 3 er koblet til utgangen på den likespente kraftforsyning, og den andre ende er koblet til et punkt for et felles potensial f.eks. jord. Den ene ende av lagringskondensatoren er også koblet til inngangen på en spenningsfølende krets 7. Formålet med den spenningsfølende krets er å bestemme når spenningen over lagringskondensatoren når et forutbestemt nivå. Slike kretser er velkjente på området.

Utgangen fra den spenningsfølende krets blir matet til inngangen på en elektronisk låsekrets 9 som har utganger 10 og 12. Utgang 10 på den elektroniske låsekrets 9 blir matet til en inngang på en vekselstrømsbryter 11, og utgangen fra vekselstrømsbryteren 11 blir matet til av/på-klemmen på den likespente kraftforsyning 1. Den andre utgangen 12 på den elektroniske låsekretsen 9, blir matet til en forsinkelses-låsekrets 13 som diskutert ytterligere nedenfor. Den ene ende av lagringskondensatoren 3 blir også matet til midtpunktet 15

på primærviklingen 17 til en transformator 19 som har en sekundærvikling 21. Den ene ende av lagringskondensatoren 3 blir matet til midtpunktet 15 gjennom en feilbeskyttende strømbegrensningsanordning 16 som igjen kan omfatte en motstand.

Primærviklingen 17 består av en første halvdel 23 som strekker seg fra midtpunktet 15 i en retning, og en annen halvdel 25 som strekker seg fra midtpunktet 15 i motsatt retning. Halvdelen 23 er i en krets med en drivkrets 27, mens halvdelen 25 er i en krets med en drivkrets 29. Drivkretsene 27 og 29 vil bli fullstendig beskrevet i forbindelse med fig. 2 nedenfor.

Anordningen 31 for overspenningsbeskyttelse er i en krets med drivkretsen 27 mens anordningen 33 for overspenningsbeskyttelse er i en krets med drivkretsen 29, og anordningen 34 for overspenningsbeskyttelse er mellom portene og de jordede klemmene til FET-transistorene. Anordningene for overspenningsbeskyttelse omfatter arrangementer av zener dioder for å begrense spenningen som kjent på området.

Utgangen fra forsinkelses-låseanordningen 13 blir matet

til en av/på-klemme på et bistabilt vippearrangement 35 som har utganger 37 og 39. Som velkjent på området er utgangen 39 lav når utgangen 37 er høy, og omvendt.

Alle de elektroniske kretsene, slik som den spenningsfølende kretsen 7, den elektroniske låsekretsen 9, forsinkelses-låsekretsen 13, drivkretsene 27 og 29 og anordningene 31 og 33 for overspenningsbeskyttelse blir energisert ved hjelp av en forspenningsforsyning 41 som også er koblet til vekselstrøm-nettet.

Det vises nå til fig. 2 hvor drivkretsene 27 og 29

omfatter en rekke brytere anordnet i parallell. En foretrukket utførelsesform omfatter de spesielt 8 felteffekt-transistorer 43 av effekttypen i parallell. Utgang 37 er koblet til styreelektrodene til felteffekt-transistorene av drivkretsen 27, mens utgangen 39 er koblet til styreelektrodene på felt-ef f ekt-transistorene av drivkretsen 29.

Det vises nå til fig. 5 hvor sekundærviklingen 21 i transformatoren 19 er koblet til en blykabel 45 som kan være fra 300 til 1.000 fot lang og med tråd i tykkelse 10 til 12. Blykablen 45 er også koblet til hver ende av en primærsløyfe 47. Sløyfen 47 som er 100-300 fot lang er tredd gjennom en rekke toroider 49 (opptil 300), og sekundærviklingen 51 i hver toroid er koblet til det resistive element i en tilhørende fenghette 55. Det sistnevnte arrangement er maken til det arrangement som er illustrert på fig. 2 i det ovenenvnte US patent.

Under drift arbeider systemet på følgende måte:

etter at fenghettene er blitt anbragt og toroidene er

blitt tredd, blir pluggen til DC-kraftforsyningen plugget inn i nettet, og vekselstrømmen i nettet blir omformet til likespenning

som lader lagringskondensatoren 3. Når ladningen på lagringskondensatoren forårsaker at det opptrer en forutbestemt spenning over kondensatoren (140 volt i en foretrukket utfør-elsesform), så vil den spenningsfølende krets avgi et signal for å trygge den elektroniske låsekrets 9. Den elektroniske låsekretsen vil så gjennom sin utgang 10 tilveiebringe et signal for å aktivere vekselstrømbryteren 11 som deretter vil slå av den likespente kraftforsyning. Vekselstrømbryteren 11 vil forbli aktivert inntil vekselstrømskilden er frakoblet systemet.

Samtidig vil den elektroniske låsekretsen gjennom sin utgang 12 tilveiebringe et signal for å trygge forsinkelses-låseanordningen 13. Forsinkelses-låseanordningen vil tilveiebringe en forutbestemt forsinkelse (fortrinnsvis 30 ms), hvoretter forsinkelses-låseanordningen 13 så vil tilveiebringe et aktiveringssignal til vippearrangementet 35. Vippearrangementet vil så bli slått på for å tilveiebringe signaler alternativt ved sin utgang 37 og 39. Frekvensen til vippen er fortrinnsvis gjort variabel. I et arrangement er vippens frekvens 10 kHz.

Det vises nå til fig. 2 hvor man ser at når utgang 37 er høy, vil spenningen bli tilført felteffekt-transistorene 43 av drivkretsen 27 for å slå på alle disse felteffekt-transistorene. Det vil dermed være tilveiebragt en bane for utladning av lagringskondensatoren 3 gjennom halvdelen 23 og gjennom de kortsluttede felteffekt-transistorene 43 i drivkretsen 27. I den andre halvdelen av vippesyklusen er utgangen 39 høy og en utladningsbane for lagringskondensatoren er tilveiebragt gjennom halvdelen 25 og drivkretsen 29. Hver av drivkretsene er klart vist på fig. 1 og 2 og har en utgang koblet til et felles potensial, f.eks. jord.

Signalet ved midtpunktet 15 av primærviklingen 17 er således et pulstog med avtagende amplityde som illustrert på fig. 3. Dette signalet som er et vekselstrømsignal, blir transformert og signalet opptrer som illustrert på fig. 4, over transformatorens 19 sekundære vikling 21. Transformasjons-forholdet til transformatoren 19 er fortrinnsvis i størrelses-orden 6-8:1. Utgangen fra sekundærviklingen er derfor i

størrelsesorden 950 volt "spiss", 6 ampere i gjennomsnitt.

Denne utgangen blir samtidig tilført hvert resistivt element 53

i fenghettene 55 som er koblet til primærsløyfen 47 gjennom toroidene 49.

I betraktning av det faktum at 8 felteffekt-transistorer blir brukt i parallell, er det ikke nødvendig å bruke noen høyspennings-bryter. Hele arrangementet tillater levering av tilstrekkelig energi til å avfyre opp til 300 detonatorer.

De fleste tidligere kjente systemer som anvender elektromagnetisk kobling mellom energikilden og fenghettene krever i tillegg en kondensatorkrets på sekundærsiden for å kansellere en del av induktansen til sprengkretsen. I det foreliggende arrangement er en slik kondensator ikke nødvendig på grunn av nivået til den leverte energi. Utgangen er følgelig mer stabil idet den ikke blir påvirket av uventet resonans i utgangskretsen, hvilken uventede resonans kunne føre til høyspenninger eller strømmer.

Selv om en spesiell utførelsesform er blitt beskrevet, var dette kun for å illustrere, og ikke begrense oppfinnelsen. Forskjellige modifikasjoner som vil fremstå for fagfolk på området, ligger innenfor rammen av oppfinnelsen som defineres i de følgende krav.

Claims (10)

1. Tenningssystem for avfyring av en rekke elektriske fenghetter, hvilket tenningssystem omfatter en transformator med en primærvikling og en sekundærvikling, og en anordning som forbinder sekundærviklingen med de resistive elementer i fenghettene, karakterisert ved at systemet omfatter en anordning for å lagre en likespenning, idet lagringsanordningen er koblet til primærviklingen, og en anordning for å tillate utladning av lagringsanordningen ved forutbestemte mellomrom gjennom primærviklingen, hvorved det frembringes et pulstog i primærviklingen som blir overført gjennom sekundærviklingen til de resistive elementer for derved å avfyre fenghettene.

2. System ifølge krav 1, karakterisert ved at lagringsanordningen omfatter en lagringskondensator og omfatter en anordning for ladning av lagringskondensatoren til et forutbestemt spenningsnivå.

3. System ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at anordningen for å tillate utladning omfatter drivkretsanordninger som omfatter et parallelt arrangement av en rekke elektroniske bryteranordninger, og en anordning for aktivering av de elektroniske bryteranordningene ved de forutbestemte mellomrom.

4. System ifølge krav 3, karakterisert ved at primærviklingen har et midtpunkt, idet den første halvdel av primærviklingen strekker seg fra midtpunktet ved en ende av den første halvdelen, i en retning til den andre ende av den første halvdel, og den annen halvdel av primærviklingen strekker seg fra midtpunktet ved en ende av nevnte halvdel i motsatt retning til den andre ende av den annen halvdel, at en ende av lagringskondensatoren er koblet til midtpunktet og den andre enden av lagringskodensatoren er koblet til et punkt med felles potensial, at drivkretsanordningene omfatter en første drivkrets og en annen drivkrets, at den første drivkrets er koblet mellom den andre ende av den første halvdel og punktet for felles potensial, og ved at den annen drivkrets er koblet mellom den andre ende av den annen halvdel og punktet med felles potensial.

5. System ifølge krav 4, karakterisert ved at hver av de første og andre drivkretser omfatter åtte felteffekt-transistorer (FET) koblet i parallell, idet aktiver-ingsanordningen er koblet til styreelektroden til alle felteffekt-transistorene.

6. System ifølge krav 5, karakterisert ved at aktiveringsanordningenomfatter en bistabil vippe med en første utgang og en annen utgang, at den første utgang er koblet til styreelektrodene på felteffekt-transistorene i den første drivkretsen, og ved at den annen utgang er koblet til styreelektroden på felteffekt-transistorene i den annen drivkrets.

7. System ifølge noen av kravene 2-6, karakterisert ved at anordningen for ladning av lagringskondensatoren til det forutbestemte nivå omfatter: en D.C.-kraftforsyning som har en utgang koblet til den ene ende av lagringskondensatoren, og som også har en av/på-klemme, en spenningsfølende krets som har en inngang koblet til den ene ende av kondensatoren og også har en utgang, en første låseanordning som har en inngang koblet til utgangen fra den spenningsfø lende krets og også har en første utgang, en bryteranordning med en utgang koblet til den første utgang fra den første låseanordning og som også har en utgang koblet til av/på-klemmen på D.C.-kraftforsyningen, hvorved D.C.-kraftforsyningen lader lagringskondensatoren for å øke D.C.-nivået på lagringskondensatoren, og når D.C.-nivået når det forutbestemte nivå, blir den første låseanordning trygget for å aktivere bryteranordningen til å slå av kraftforsynigen.

8. System ifølge krav 6 og 7, karakterisert ved at den første låseanordning også har en annen utgang og videre omfatter: en forsinkelses-låseanordning for å tilveiebringe en forutbestemt forsinkelse, og som har en inngang koblet til den annen utgang på den første låseanordning, og som også har en utgang, idet vippen har en av/på-klemme koblet til utgangen fra forsinkelses-låseanordningen, hvorved vippen blir slått på etter utgangen av den forutbestemte forsinkelse etter det tidspunkt da det forutbestemte nivå er nådd på lagringskondensatoren .

9. System ifølge krav 7 eller 8, karakterisert ved at det omfatter en første strømbegrenser-anordning koblet mellom utgangen på D.C.-kraftforsyningen ved den ene ende av lagringskondensatoren, og ved en annen strømbegrenser-anordning koblet mellom den ene ende av lagringskondensatoren og midtpunktet på primærviklingen.

10. System ifølge noen av kravene 5 til 9, karakterisert ved at det omfatter en første beskyttende overspenningsanordning koblet mellom portelektrodene til felteffekt-transistorene og en annen terminal på felteffekt-transistorene, og ved en annen overspenningsbeskyttelse koblet mellom portelektrodene til felteffekt-transistorene og den andre terminalen på felteffekt-transistorene.