RU2541355C1

RU2541355C1 - Electric detonating system

Info

Publication number: RU2541355C1
Application number: RU2013139795/03A
Authority: RU
Inventors: Александр Петрович Осипцов
Original assignee: Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority date: 2013-08-27
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2015-02-10
Also published as: RU2013139795A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: electric detonating system comprises circuits of electric detonators, each of them consisting of two in series electric detonators and distinguished by the fact that each electric detonator includes external electrode and internal electrode, at that in each circuit of electric detonators their inner electrodes are interconnected and insulated while external electrodes of the first electric detonators in each circuit are jointed and form the first input for connection to power supply source, external electrodes of the second electric detonators in each circuit are jointed and form the second input for connection to power supply source, at that the first and second outputs for connection to power supply source are shunted.

EFFECT: improving safety of use.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области взрывных работ, в частности к электрическим устройствам, предназначенным для одновременного инициирования нескольких зарядов взрывчатого вещества или нескольких точек одного заряда.The invention relates to the field of blasting, in particular to electrical devices intended for the simultaneous initiation of several explosive charges or several points of a single charge.

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков является параллельно-последовательная электрическая взрывная сеть (В.В. Матвейчук, В.П. Чурсалов, Взрывные работы: Учебное пособие. - М: Академический проект, 2002. - 384 с.), содержащая параллельно подключаемые к источнику питания цепочки последовательно соединенных электродетонаторов.The closest in combination of essential features is a parallel-serial electric explosive network (VV Matveychuk, VP Chursalov, Blasting operations: Textbook. - M: Academic project, 2002. - 384 p.), Containing parallel connected to a power source of a chain of series-connected detonators.

Недостатком данного устройства является отсутствие защиты от случайного попадания электричества извне на электроды электродетонаторов в течение периода подготовки к взрыву, если сеть заземлена намеренно или случайно (Граевский М.М. Справочник по электрическому взрыванию зарядов ВВ. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Рандеву-AM, - 2000. - 448 с.). Защитное изолирование обоих электродов детонаторов не всегда возможно в течение достаточно короткого периода времени. Не исключено случайное попадание электричества на какой-либо из электродов электродетонаторов таким образом, что электрический ток будет протекать параллельно по электродетонаторам одной цепочки. При этом, если в цепочке два электродетонатора, то ток будет распределяться между ними примерно равномерно и величина тока, протекающего через каждый электродетонатор цепочки, будет составлять примерно половину величины подаваемого тока. При определенной пороговой величине тока может произойти преждевременный взрыв обоих электродетонаторов и взрыв зарядов (заряда).The disadvantage of this device is the lack of protection against accidental ingress of electricity from the outside onto the electrodes of the detonators during the period of preparation for the explosion, if the network is grounded intentionally or accidentally (Graevsky M.M. Handbook for the electric explosion of explosive charges. Edition. 2nd, revised and additional M.: Rendezvous-AM, - 2000. - 448 p.). Protective isolation of both detonator electrodes is not always possible for a sufficiently short period of time. It is not ruled out that an accidental hit of electricity on any of the electrodes of the detonators in such a way that the electric current will flow in parallel along the detonators of one chain. Moreover, if there are two electric detonators in the chain, then the current will be distributed between them approximately evenly and the amount of current flowing through each electric detonator of the chain will be approximately half the magnitude of the supplied current. At a certain threshold current value, premature explosion of both electric detonators and explosion of charges (charge) can occur.

Известны электродетонаторы или воспламенители коаксиальной конфигурации, оснащенные внутренним и внешним электродами (патент РФ №2104467; МПК F42B 3/12, опубл. в бюл. №4 от 10.02.1998 г., патент РФ №2179699; МПК F42B 3/12, F42C 19/12, опубл. в бюл. №5 от 20.02.2002 г.). Внешний электрод одновременно является емкостью для взрывчатого вещества, благодаря чему такие детонаторы обладают меньшими габаритами и повышенной технологичностью.Known electric detonators or igniters of a coaxial configuration, equipped with internal and external electrodes (RF patent No. 2104467; IPC F42B 3/12, publ. In Bulletin No. 4 of 02/10/1998, RF patent No. 2179699; IPC F42B 3/12, F42C 19/12, published in Bulletin No. 5 of 02.20.2002). The external electrode is at the same time a container for explosives, which is why such detonators have smaller dimensions and increased manufacturability.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в разработке технических мер снижения опасности и обеспечения защиты электрической взрывной сети с двумя установленными электродетонаторами коаксиальной конфигурации в каждой из параллельных цепочек от преждевременного взрыва электродетонаторов при случайном попадании электричества извне на какую-либо из открытых токоведущих частей сети, например, на открытый электрод любого электродетонатора, если сеть намеренно или случайно заземлена.The problem to which the claimed invention is directed is to develop technical measures to reduce the risk and ensure the protection of an electric explosive network with two installed coaxial electric detonators in each of the parallel circuits against premature explosion of electric detonators in case of accidental ingress of electricity from outside to any of the open live parts network, for example, to the open electrode of any electric detonator, if the network is intentionally or accidentally grounded.

Технический результат заключается в повышении безопасности использования электрической взрывной сети.The technical result is to increase the safety of using an electric explosive network.

Данный технический результат достигается тем, что в электрической взрывной сети, содержащей цепочки электродетонаторов, каждая из которых состоит из двух последовательно соединенных электродетонаторов, новым является то, что каждый электродетонатор включает внешний и внутренний электроды, при этом в каждой цепочке электродетонаторов их внутренние электроды соединены между собой и изолированы, а внешние электроды первых электродетонаторов каждой цепочки объединены и являются первым выводом для подключения к источнику питания, внешние электроды вторых электродетонаторов каждой цепочки объединены и являются вторым выводом для подключения к источнику питания, причем первый и второй выводы для подключения к источнику питания зашунтированы.This technical result is achieved in that in an electric explosive network containing chains of electric detonators, each of which consists of two series-connected electric detonators, it is new that each electric detonator includes external and internal electrodes, while in each chain of electric detonators their internal electrodes are connected between and isolated, and the external electrodes of the first electric detonators of each chain are combined and are the first output for connecting to a power source, externally The other electrodes of the second electric detonators of each chain are combined and are the second terminal for connection to a power source, the first and second terminals for connecting to a power source are shunted.

Для изолирования электродетонатора может применяться патрон, включающий токопроводящий корпус и внутренний электрод, при этом токопроводящий корпус патрона электрически соединен с внешним электродом электродетонатора, а внутренний электрод - с внутренним электродом электродетонатора.To isolate the detonator, a cartridge may be used, including a conductive housing and an internal electrode, while the conductive case of the cartridge is electrically connected to the external electrode of the detonator, and the inner electrode to the internal electrode of the detonator.

Соединение и внешнее изолирование внутренних электродов электродетонаторов каждой цепочки позволяет обеспечить многократное снижение величины тока, протекающего через электродетонаторы цепочки, при случайном попадании электричества на один из открытых электродов сети, значительно снизив вероятность преждевременного взрыва электродетонаторов и зарядов (заряда), что приводит к повышению безопасности использования.The connection and external isolation of the internal electrodes of the electric detonators of each chain allows for a multiple decrease in the current flowing through the electric detonators of the chain, in case of accidental contact with electricity on one of the open electrodes of the network, significantly reducing the likelihood of premature explosion of the electric detonators and charges (charge), which leads to increased safety of use .

Многократное снижение величины тока происходит из-за того, что большая часть электричества, случайно попадающего на открытые выводы для подключения источника питания или на открытые электроды электродетонаторов, стекает на землю через шунтирующий участок проводника цепочки, параллельный участку с электродетонаторами. Это обусловлено тем, что соотношение величин токов, протекающих по участку цепочки с электродетонаторами и по параллельному шунтирующему участку цепочки обратно пропорционально соотношению электрических сопротивлений цепи этих участков. Чем больше сопротивление участка цепочки с электродетонаторами по сравнению с сопротивлением шунтирующего участка в ней, тем меньший ток протечет через электродетонаторы. Обычно сопротивление электродетонаторов выше сопротивления подводящих проводников. Поэтому сопротивление участка с электродетонаторами будет в несколько раз выше сопротивления шунтирующего участка. Следовательно, значительно повышается допустимая величина случайного тока, попадающего извне в цепочку электродетонаторов, не приводящая к их взрыву. Электрическая взрывная сеть становится более безопасной при использовании.A multiple decrease in the current value occurs due to the fact that most of the electricity that accidentally falls on the open terminals for connecting the power source or on the open electrodes of the electric detonators flows to the ground through the shunting section of the chain conductor parallel to the section with the electric detonators. This is due to the fact that the ratio of the values of the currents flowing along the section of the chain with electric detonators and along the parallel shunting section of the chain is inversely proportional to the ratio of the electrical resistances of the circuit of these sections. The greater the resistance of the section of the chain with electric detonators compared to the resistance of the shunt section in it, the less current will flow through the electric detonators. Typically, the resistance of electric detonators is higher than the resistance of the lead wires. Therefore, the resistance of the section with electric detonators will be several times higher than the resistance of the shunt section. Consequently, the permissible value of the random current flowing from the outside into the chain of electric detonators, which does not lead to their explosion, is significantly increased. An electric blast network becomes safer to use.

Электрическое соединение токопроводящего корпуса и внешнего электрода электродетонатора осуществляют контактным замковым устройством, которое дополнительно блокирует электродетонатор в патроне для предотвращения доступа к внутреннему электроду электродетонатора.The electrical connection of the conductive housing and the external electrode of the electric detonator is carried out by a contact locking device, which additionally blocks the electric detonator in the cartridge to prevent access to the internal electrode of the electric detonator.

Применение электродетонаторов коаксиальной конфигурации, то есть включающих внешний и внутренний электроды, не является новым само по себе, но в совокупности с остальными существенными признаками обладает новизной и позволяет достичь заявленный технический результат.The use of electric detonators of a coaxial configuration, that is, including external and internal electrodes, is not new in itself, but in combination with other essential features it has novelty and allows to achieve the claimed technical result.

На фиг.1 приведен вариант реализации схемы электрической взрывной сети, на фиг.2 приведена схема конструкции патрона с электродетонатором и контактным замковым устройством.Figure 1 shows an embodiment of a circuit of an electric explosive network, figure 2 shows a diagram of the design of the cartridge with an electric detonator and contact locking device.

Электрическая взрывная сеть (фиг.1) содержит три параллельных цепочки электродетонаторов. Все цепочки электродетонаторов выполнены идентично.Electric blast network (figure 1) contains three parallel chains of detonators. All electric detonator chains are identical.

Каждая цепочка электродетонаторов (фиг.1) содержит первый 1 и второй 2 электродетонаторы, изоляторы 3, 4, проводники 5, 6, 7.Each chain of electric detonators (figure 1) contains the first 1 and second 2 electric detonators, insulators 3, 4, conductors 5, 6, 7.

Первый 1 и второй 2 электродетонаторы содержат взрывчатое вещество 8, 9, внешние электроды 10, 11 и внутренние электроды 12, 13.The first 1 and second 2 electric detonators contain explosive 8, 9, external electrodes 10, 11 and internal electrodes 12, 13.

Внутренние электроды 12, 13 электродетонаторов 1, 2 соединены проводником 5 и закрыты изоляторами 3, 4. Внешние электроды 10 первых электродетонаторов 1 каждой цепочки объединены с помощью проводников 6 и являются первым 14 выводом для подключения источника питания (на фиг.1 не показан). Внешние электроды 11 вторых электродетонаторов 2 каждой цепочки объединены с помощью проводников 7 и являются вторым 15 выводом для подключения источника питания (на фиг.1 не показан). Первый 14 и второй 15 выводы зашунтированы между собой шунтом 16 на период до соединения с источником питания и приведения электрической взрывной сети в состояние готовности к взрыву.The internal electrodes 12, 13 of the electric detonators 1, 2 are connected by a conductor 5 and covered by insulators 3, 4. The external electrodes 10 of the first electric detonators 1 of each chain are connected using conductors 6 and are the first 14 output for connecting a power source (not shown in Fig. 1). The external electrodes 11 of the second electric detonators 2 of each chain are connected using conductors 7 and are the second 15 output for connecting a power source (not shown in figure 1). The first 14 and second 15 conclusions are shunted together by a shunt 16 for the period before connecting to the power source and bringing the electric explosive network into a state of readiness for explosion.

Второй вывод 15 заземлен проводником 17. Все проводники выполнены изолированными.The second terminal 15 is grounded by conductor 17. All conductors are insulated.

Возможные варианты случайной подачи электричества показаны зигзагообразными стрелками 18, 19 и 20.Possible options for random supply of electricity are shown by zigzag arrows 18, 19 and 20.

В качестве изоляторов 3, 4 применяют патроны (фиг.2), каждый из которых содержит токопроводящий корпус 21, внутренний электрод 22, изолирующую втулку 23, контактное замковое устройство 24.As insulators 3, 4, cartridges are used (Fig. 2), each of which contains a conductive housing 21, an internal electrode 22, an insulating sleeve 23, a contact locking device 24.

Контактное замковое устройство 24 выполнено в виде цангового электрода и закреплено в токопроводящем корпусе 21. Упругие ламели цангового электрода 24 контактируют с внешним электродом установленного в патрон электродетонатора 25 и упираются в конструктивный элемент 26, выполненный на внешней поверхности электродетонатора в виде проточки, паза (пазов) или выступа (выступов). Тем самым предотвращается изъятие электродетонатора из патрона. Соединение патрона с другими элементами сети осуществляется проводниками 27.Contact locking device 24 is made in the form of a collet electrode and mounted in a conductive housing 21. The elastic lamellas of the collet electrode 24 are in contact with the external electrode mounted in the cartridge of the detonator 25 and abut against the structural element 26, made on the outer surface of the detonator in the form of a groove, groove (s) or protrusion (s). This prevents the removal of the electric detonator from the cartridge. The connection of the cartridge with other network elements is carried out by conductors 27.

Электрическая взрывная сеть работает следующим образом.Electric blast network operates as follows.

На период до соединения с источником питания (на фиг.1 не показан) и приведения электрической взрывной сети в состояние готовности к взрыву выводы 15 и 16 для подключения источника питания зашунтированы между собой шунтом 16. Поэтому при случайном попадании электричества 18, 19, 20 извне на одну из открытых токоведущих частей электрической взрывной сети, например, на выводы 15 и 16, или на электроды 10 или 11 одного из электродетонаторов 1, 2 одной из цепочек, большая часть электричества протечет по проводнику 17 на землю минуя электродетонаторы.For the period before connecting to the power source (not shown in Fig. 1) and bringing the electric explosive network into a state of readiness for explosion, the terminals 15 and 16 for connecting the power source are shunted by a shunt 16. Therefore, if there is an accidental supply of electricity 18, 19, 20 from the outside to one of the open current-carrying parts of the electric explosive network, for example, to terminals 15 and 16, or to the electrodes 10 or 11 of one of the electric detonators 1, 2 of one of the chains, most of the electricity will flow through conductor 17 to the ground, bypassing the electric detonators.

После установки в патрон (фиг.2) электродетонатора 25 защита внутреннего электрода электродетонатора и внутреннего электрода 22 патрона от доступа и случайного попадания электричества гарантируется защелкнутым замковым цанговым электродом 24.After installation in the cartridge (figure 2) of the electric detonator 25, the protection of the internal electrode of the electric detonator and the internal electrode 22 of the cartridge from access and accidental ingress of electricity is guaranteed by a latched locking collet electrode 24.

Для защиты других токоведущих частей электрической взрывной сети от случайного попадания электричества извне также применяются замковые устройства. Например, электроды 10 и 11 с шунтом 16 могут быть помещены в соединитель (авторское свидетельство СССР №938342; МПК H01R 17/00, опубл. в бюл. №23 от 23.06.1982 г.), вход которого защищается заглушкой замкового типа.To protect other live parts of the electric explosive network from accidental ingress of electricity from the outside, lock devices are also used. For example, electrodes 10 and 11 with a shunt 16 can be placed in the connector (USSR author's certificate No. 938342; IPC H01R 17/00, published in bulletin No. 23 of 06.23.1982), the input of which is protected by a lock-type plug.

Claims

1. An electric explosive network containing chains of detonators, each of which consists of two series-connected detonators, characterized in that each detonator includes external and internal electrodes, while in each chain of detonators their internal electrodes are interconnected and isolated, and the external electrodes the first electric detonators of each chain are combined and are the first output for connecting to a power source, the external electrodes of the second electric detonators of each chain the glasses are combined and are the second terminal for connecting to a power source, the first and second terminals for connecting to a power source are shunted.

2. The electric explosive network according to claim 1, characterized in that each electric detonator is installed in an additionally inserted cartridge, including a conductive housing and an internal electrode, while the conductive housing of the cartridge is electrically connected to the external electrode of the detonator, and the inner electrode to the internal electrode of the detonator.

3. The electric explosive network according to claim 2, characterized in that the conductive housing of the cartridge contains a contact locking device.