RU2698350C1

RU2698350C1 - Electric explosive network

Info

Publication number: RU2698350C1
Application number: RU2018117750A
Authority: RU
Inventors: Александр Петрович Осипцов; Роман Валерьевич Яковенко; Владимир Александрович Афанасьев
Priority date: 2018-05-14
Filing date: 2018-05-14
Publication date: 2019-08-26

Abstract

FIELD: blasting operations.SUBSTANCE: invention relates to blasting equipment and can be used in creation of electric means and explosive charge blasting networks. Electric explosive network comprises power supply and at least one transmission line of electric pulse with two shunt leads, including at least one electric detonator. Shunt is made in the form of electrically insulated inductance coil and has detachable mating part also in the form of inductance coil connected to power supply.EFFECT: increased operational safety of electric explosion network.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к взрывной технике и может быть использовано при создании электрических средств и сетей подрыва взрывных зарядов для повышения их эксплуатационной безопасности.The invention relates to explosive technology and can be used to create electrical equipment and networks for the explosion of explosive charges to increase their operational safety.

Важной задачей, стоящей в данной области техники, помимо обеспечения надежности работы изделий, является обеспечение их высокой безопасности.An important task in this technical field, in addition to ensuring the reliability of the products, is to ensure their high safety.

Известна 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. 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-АМ, - 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).Known parallel-serial electric explosive network (V.V. Matveychuk, V.P. Chursalov, Blasting operations: Textbook. - M.: Academic project, 2002. - 384 p.), Containing chains connected in series to a power source in series electric detonators. 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 charges of explosives. Edition. 2nd, revised and add.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.

Известна электрическая взрывная сеть (патент РФ №2541355; МПК F42B 3/10, F42C 19/12, опубл. в бюл. №4 от 10.02.2015), в которой входы зашунтированы. Недостатком конструкции известного устройства является то, что непосредственно перед проведением взрыва шунт между электрическими выводами необходимо изъять. При этом возрастает опасность преждевременного взрыва от сети при подключении источника питания в ненадлежащем состоянии, при ошибочном преждевременном подключении источника питания, при проверках сети либо при аварийном контакте с внешним электрическим источником.Known electrical explosive network (RF patent No. 2541355; IPC F42B 3/10, F42C 19/12, published in Bulletin No. 4 of 02/10/2015), in which the inputs are shunted. A disadvantage of the design of the known device is that immediately before the explosion, the shunt between the electrical terminals must be removed. In this case, the risk of premature explosion from the network increases when the power supply is connected in an inappropriate condition, if the power supply is erroneously connected prematurely, during network checks or in emergency contact with an external electrical source.

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

Указанный технический результат достигается тем, что в электрической взрывной сети, содержащей источник питания и, по крайней мере, одну линию передачи электрического импульса с двумя зашунтированными выводами, включающую по крайней мере один электродетонатор, применено новое техническое решение, когда шунт выполнен в виде электрически изолированной катушки индуктивности, и имеет отъемную ответную часть также в виде катушки индуктивности, подключенной к источнику питания.The specified technical result is achieved in that in an electric blast network containing a power source and at least one electric pulse transmission line with two shunted leads, including at least one electric detonator, a new technical solution is applied when the shunt is made in the form of electrically isolated inductor, and has a detachable counterpart also in the form of an inductor connected to a power source.

Выполнение шунта в виде катушки индуктивности (далее - шунтирующей катушки), замыкающей контур линии передачи электрического импульса - контур нагрузки с электродетонаторами, позволяет сделать его несъемным, т.е. постоянно действующим, и дополнительно выполнять функцию приемника переменного или импульсного магнитного поля, формируемого при подрыве сети катушкой индуктивности, подключенной к источнику питания и состыкованной с шунтирующей катушкой. Изоляция проводника шунтирующей катушки в контуре нагрузки исключает гальванический контакт контура с внешними источниками электричества и, соответственно, протекание какого-либо тока от этих источников через электродетонаторы как до, так и после стыковки с ответной частью.The implementation of the shunt in the form of an inductor (hereinafter referred to as the shunt coil), which closes the circuit of the transmission line of the electrical impulse - the load circuit with electric detonators, makes it non-removable, i.e. permanently acting, and additionally perform the function of a receiver of an alternating or pulsed magnetic field generated when the network is undermined by an inductor connected to a power source and connected to a shunt coil. Insulation of the conductor of the shunt coil in the load circuit eliminates galvanic contact of the circuit with external sources of electricity and, accordingly, the flow of any current from these sources through electric detonators both before and after docking with the counterpart.

Переменный ток в контуре источника питания с частотой от 10³ до 10⁹ Гц или импульсный ток с соответствующим периодом нарастания тока формируют в катушке источника питания переменное или импульсное магнитное поле, индуцирующее в состыкованной шунтирующей катушке переменный или импульсный электрический ток с параметрами, достаточными для инициирования электродетонаторов.An alternating current in the circuit of a power source with a frequency of 10 ³ to 10 ⁹ Hz or a pulse current with a corresponding period of increase in current forms an alternating or pulsed magnetic field in the coil of the power source, inducing an alternating or pulsed electric current with parameters sufficient to initiate in the docked shunt coil electric detonators.

Таким образом, в электрической взрывной сети реализуется индуктивный разъем, когда стыковка контуров питания и нагрузки производится не гальванически, а индуктивно, с исключением ошибочного доступа к цепи контура с электродетонаторами и сохранением его безопасного зашунтированного и изолированного состояния в течение всего времени проведения работ с сетью как до стыковки разъема, так и после вплоть до подрыва электродетонаторов.Thus, in an electric explosive network, an inductive connector is realized when the power and load circuits are not galvanically coupled, but inductively, with the exception of erroneous access to the circuit circuit with electric detonators and preservation of its safe shunted and isolated state during the entire period of work with the network as before docking the connector, and after until the detonation of electric detonators.

Применение электрической взрывной сети с индуктивным разъемом во взрывоопасной газовой среде, например - в шахтах, исключает искрообразование и взрыв среды.The use of an electric explosive network with an inductive connector in an explosive gas environment, for example, in mines, eliminates sparking and explosion of the medium.

На фиг. 1 приведен вариант реализации схемы электрической взрывной сети с индуктивным разъемом. Позициями обозначены: 1 - линия передачи электрического импульса, 2 - электродетонатор, 3, 4 - выводы линии передачи электрического импульса, 5 - шунтирующая катушка, 6 - катушка источника питания, 7 - источник питания, 8 - контур источника питания.In FIG. 1 shows an embodiment of an electric blast network circuit with an inductive connector. Positions indicate: 1 - electric pulse transmission line, 2 - electric detonator, 3, 4 - electric pulse transmission line conclusions, 5 - shunt coil, 6 - power source coil, 7 - power source, 8 - power source circuit.

Электрическая взрывная сеть с индуктивным разъемом (фиг. 1) содержит три параллельных линии 1 передачи электрического импульса к электродетонаторам 2. Общие выводы 3 и 4 линий 1 зашунтированы катушкой 5 из изолированного проводника. С катушкой 5 состыкована катушка 6 источника питания 7, замыкающая контур 8 источника питания.An electric explosive network with an inductive connector (Fig. 1) contains three parallel lines 1 for transmitting an electric pulse to electric detonators 2. The common conclusions 3 and 4 of lines 1 are shunted by a coil 5 from an insulated conductor. Coil 5 is connected to the coil 6 of the power source 7, which closes the circuit 8 of the power source.

Устройство функционирует следующим образом.The device operates as follows.

В исходном состоянии контур нагрузки с электродетонаторами замкнут катушкой, изолированной от окружающей среды. При этом гальваническая связь с любыми заряженными электрическим зарядом токоведущими внешними устройствами исключается.In the initial state, the load circuit with electric detonators is closed by a coil isolated from the environment. In this case, galvanic communication with any charged electric current-carrying external devices is excluded.

Для приведения электрической взрывной сети с индуктивным разъемом в действие необходимо состыковать индуктивный разъем и сформировать в контуре питания электрический импульс с необходимыми параметрами. При этом в катушке индуктивности, подключенной к источнику питания, возникнет переменное магнитное поле, достаточное для возбуждения электродвижущей силы в шунтирующей катушке и импульса тока в контуре нагрузки, достаточного для инициирования электродетонаторов сети.To bring an electric explosive network with an inductive connector into operation, it is necessary to couple the inductive connector and form an electric pulse in the power circuit with the necessary parameters. In this case, an alternating magnetic field will appear in the inductor connected to the power source, sufficient to excite the electromotive force in the shunt coil and the current pulse in the load circuit, sufficient to initiate the electric detonators of the network.

Для предотвращения влияния на контур нагрузки интенсивных внешних электромагнитных полей кабель контура выполняется экранированным, а на шунтирующую катушку одевается заземленный экранирующий кожух из проводящего материала, несмотря на то, что по расчетам токи наводки от мощных внешних электромагнитных полей и импульсов имеют в контуре нагрузки с шунтирующей катушкой крайне низкий уровень и не представляют опасности не только с точки зрения инициирования взрыва электродетонатора, но и его выхода из строя.To prevent the influence of intense external electromagnetic fields on the load circuit, the circuit cable is shielded, and a grounded shielding casing of conductive material is put on the shunt coil, despite the fact that, according to calculations, the induction currents from powerful external electromagnetic fields and pulses have loads with a shunt coil extremely low level and do not pose a danger not only from the point of view of initiating an explosion of an electric detonator, but also of its failure.

Разработана расчетно-теоретическая модель электрической взрывной сети с индуктивным разъемом, конструкция индуктивного разъема и рабочие чертежи, по которым изготовлен и успешно испытан опытный образец устройства.A calculation and theoretical model of an electric explosive network with an inductive connector, an inductive connector design and working drawings have been developed, according to which a prototype of the device has been made and successfully tested.

Claims

An electric blast network containing a power source, at least one electric pulse transmission line with two shunted leads, including at least one electric detonator, characterized in that the shunt is made in the form of an electrically isolated inductor and has a detachable counterpart also in the form of an inductor connected to a power source.