WO2023075615A1 - Un adaptador electrónico con retardo programable remotamente para la iniciación de la explosión de fulminantes u otros accesorios explosivos - Google Patents

Un adaptador electrónico con retardo programable remotamente para la iniciación de la explosión de fulminantes u otros accesorios explosivos Download PDF

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WO2023075615A1
WO2023075615A1 PCT/PE2022/050021 PE2022050021W WO2023075615A1 WO 2023075615 A1 WO2023075615 A1 WO 2023075615A1 PE 2022050021 W PE2022050021 W PE 2022050021W WO 2023075615 A1 WO2023075615 A1 WO 2023075615A1
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explosion
adapter
control unit
primer
remote control
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PCT/PE2022/050021
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Inventor
Arnaldo Ignacio ARANCIBIA VÁSQUEZ
Original Assignee
Arancibia Vasquez Arnaldo Ignacio
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C11/00—Electric fuzes
    • F42C11/06—Electric fuzes with time delay by electric circuitry
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C15/00—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges
    • F42C15/40—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein the safety or arming action is effected electrically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C19/00—Details of fuzes
    • F42C19/08—Primers; Detonators
    • F42C19/12—Primers; Detonators electric

Definitions

  • a remotely programmable electronic delay adapter for the initiation of the explosion of primers or other explosive accessories
  • the present invention in general, is located in the technical field of explosives used in mining activities, civil works and quarries, and refers more particularly to an electronic adapter for the initiation of caps or other explosive accessories that is characterized in that It has a circuit with the ability to remotely program a delay time to generate the explosion as required in each particular blasting activity.
  • the application 000403-2021/DIN describes an electronic device for the initiation of the explosion of caps which is adaptable and coupleable in situ with said cap through respective covers that are coupled with a casing, where the casing contains a printed circuit board (PCB), a power capacitor, a trigger resistor, a voltage regulator, a varistor diode, a current rectifier, and an integrated timer that interfaces with one or more delay resistors and a delay capacitor , in addition to an optocoupler associated with the integrated timer and the activation resistor to activate an ignition filament to produce the spark in the detonator to carry out the blasting.
  • PCB printed circuit board
  • this adapter has a design that works efficiently, it has the limitation that the delay cannot be set on site, so the setting of this time must come from the factory. In practice, this it generates delays in manufacturing since it must be configured according to the specific requirement in the high range of the various delay times.
  • the programmed delay does not turn out to be adequate for the specific operation, which can generate various result factors in the rock and even accidents to the workers who handle them.
  • the present invention deals with an electronic adapter with a remotely programmable delay for the initiation of a common primer or other explosive accessories that is specially designed to be coupled in situ with said primer through respective caps that can be attached to the adapter casing and where the casing contains an electronic circuit made up of a printed circuit board (PCB) in which a varistor diode, a current rectifier, one or more energy capacitors for energy storage, an optocoupler which allows sensing the state, are electronically connected. of an ignition filament arranged at one of the ends of the PCB and two transistors connected in cascade that allow the spark to be produced in the ignition filament that ignites the charge of the primer to generate the explosion.
  • a bidirectional communication block that acts in conjunction with a communication chip is also arranged on the PCB. bidirectional that are connected to a microcontroller and have the purpose of allowing the reception and transmission of data from and to a remote control unit and a voltage regulator.
  • the microcontroller is programmed and configures the necessary information as well as the delay time of the device.
  • the remote control unit in addition to providing power to the device, has data processing means and an operating system specially designed for this application.
  • the remote control unit has a switch, a charging connector, display means, a tactile interface for entering information, wireless transmission means, an RFID access means to the operating system of said remote control unit and a output connector all connected together electronically.
  • said components are housed in a casing that has a lid.
  • the varistor diode constitutes the first component of the circuit, where the power supply to the circuit circulates, if the voltage exceeds a safe predetermined voltage range for the circuit, it acts as a short circuit to protect the other electronic components.
  • the current rectifier allows to modify the current supply polarity that is stored in the energy capacitors that is later distributed to the ignition filament.
  • the voltage regulator allows to adapt the voltage required in the bidirectional communication chip and the microcontroller for its operational operation.
  • the optocoupler is operatively associated with the microcontroller, to allow sensing the operating state in which the ignition filament is found.
  • Cascaded transistors work as follows: a transistor is connected with a resistor at its base and connected in series to a microcontroller pin, and in turn the transistor is cascaded to another transistor, allowing the passage of energy stored in the capacitors towards the ignition filament which, when heated instantly, generates a spark in the explosive charge of the cap to blast.
  • the bidirectional communication block has a data transmission and reception noise isolation component, a data reception component and a data transmission component which are associated with the bidirectional communication chip and this in turn with the microcontroller allowing the reception and transmission of data and the programming of the delay time from the remote control unit.
  • the microcontroller is the electronic component in which all the required instructions are programmed, it is in charge of saving the activation delay in its non-volatile memory, together with the bidirectional communication chip and the external control unit to execute the instructions of sensing and activation of the ignition filament.
  • the communication between the remote control unit and the device occurs through a programming port arranged on the PCB, which is directly associated with the microcontroller.
  • the casing that is sealed at its ends by respective covers in order to provide protection to the device and are coupled once they are in conjunction with the common primer.
  • the present invention makes it possible to obtain, in addition to the beneficial effects of its closest antecedent, remotely programming the required delay time at the blasting site, thereby simplifying its manufacture.
  • the time for the explosion of the primer can be configured according to a specific requirement, with which the explosives placed in different locations can explode in the desired order and time and not immediately all at once, improving the fracture results. on the rock or the ground, in addition to the fact that accidents caused by known devices and techniques are significantly reduced.
  • FIGURE N° 1 An exploded plan view of the electronic adapter with a remotely programmable delay for the activation of detonators or other explosive accessories is shown according to the embodiment example Preferred view of the invention showing the elements of the electronic circuit that are located on the upper part of the PCB and the casing that covers it.
  • FIGURE N° 2 An exploded bottom view of the electronic adapter with remotely programmable delay for the activation of detonators or other explosive accessories shown in figure 1 is shown, showing the elements of the electronic circuit that are located in the lower part of the PCB and, the casing that covers it.
  • FIGURE N° 3 An exploded plan view of the electronic adapter with remotely programmable delay for the activation of detonators or other explosive accessories shown in Figure 1 is shown, showing the coupling of the casing that covers the circuit and the rear cover of said casing.
  • FIGURE N° 4 An exploded plan view of the electronic adapter with remotely programmable delay for the activation of detonators or other explosive accessories of figures 1 and 2 is shown, showing the manner of coupling the device in a common detonator of the explosive accessory.
  • FIGURE N° 5 An exploded plan view of the electronic adapter with remotely programmable delay for the activation of detonators or other explosive accessories of figure 4 is shown, showing the way of coupling the explosive accessory with the front cover in a common detonator.
  • FIGURE N° 6 An exploded plan view of the electronic adapter with remotely programmable delay for the activation of caps or other explosive accessories of figure 5 is shown, showing the way of complete coupling with the cap.
  • FIGURE N° 7 A schematic top view of the remote control unit for programming the delayed electronic adapter is shown remotely programmable for activation of primers or other explosive accessories.
  • FIGURE N° 8 A left isometric schematic view of the remote control unit for programming the electronic adapter with a remotely programmable delay for the activation of caps or other explosive accessories is shown.
  • FIGURE N° 9 A right isometric schematic view of the remote control unit for programming the electronic adapter with a remotely programmable delay for the activation of caps or other explosive accessories is shown.
  • PCB printed circuit board
  • (117) mate with the casing (110) of the adapter and where the casing (110) contains an electronic circuit made up of a PCB (101) in which a varistor diode (103), a current rectifier (104), one or more energy capacitors (105) for energy storage, an optocoupler ( 106) which allows sensing the state of an ignition filament (109) arranged at one of the ends of the PCB and two transistors (107, 108) connected in cascade that allow the spark to be produced in the ignition filament (109) that ignite the capstone's explosive charge (300) to create the explosion.
  • a bidirectional communication block (111) is also arranged on the PCB that acts in conjunction with a bidirectional communication chip (113) that is connected to a microcontroller (114) in order to allow the reception and transmission of data. to and from a remote control unit (200).
  • the adapter comprises a voltage regulator (112).
  • the remote control unit (200) in addition to providing power to the device through electrical conductors (102), has data processing means and a specially designed operating system. (not illustrated) that allow the interaction and configuration of the remote control unit (200) with at least one electronic adapter (100).
  • said remote control unit (200) has a switch (203), a charging connector (204) associated with a battery (not shown), display means (202), a touch interface (not shown) associated with display means (202) for entering information, wireless transmission means (205), RFID access means (206) to said remote control unit (200), an output connector (207) all connected together in electronic way.
  • said components are housed in a casing (201) that has a hinged cover (208).
  • the charging connector (204) receives power from a 12v charger to provide charging for the device and the battery.
  • the battery is lead acid 12v at 2.5A.
  • the configuration of the remote control unit (200) can be done manually through the touch interface, which can be associated with the display means or can be done remotely through the wireless connection means (205). ) (antenna type for example) with a smart device (cell phone, tablet or laptop type) with a specially designed application installed on said smart device to govern its operation.
  • the output connector (207) allows the connection of one or more programmable electronic adapters (100), with a limit of 200.
  • the RFID access means (206) is proposed as a security means where swiping an RFID card (not shown) gives access to the operating system.
  • the remote control unit (200) has a handle (209) in the casing structure (201) that allows its portability, and joining means (210) are provided between the cover (208) and the casing ( 201) to keep them closed when required.
  • Said joining means (210) can be any of the known techniques, for example, tongue-and-groove structures.
  • the varistor diode (103) constitutes the first component of the circuit, where the power supply to the circuit circulates, if the voltage exceeds the safe predetermined voltage range for the circuit, it acts as a short circuit to protect the other electronic components.
  • the current rectifier (104) allows to modify the supply polarity.
  • a resistor (R1) whose specifications are found in Table 1, is connected to the current rectifier (104) to limit the current that reaches it and allows controlled charging of the power capacitors ( 105) for energy storage that is subsequently distributed to the ignition filament (108).
  • the current rectifier (104) is preferably a diode bridge.
  • the voltage regulator (112) makes it possible to adjust the voltage required in the bidirectional communication chip (113) and the microcontroller (114) for its operational operation.
  • the optocoupler (106) is operationally associated with a resistor (R2) connected to its cathode and with two other resistors (R3, R4) that are connected in series to a pin of the microcontroller (114), allowing sensing the state of operation in which the ignition filament (108) is found.
  • the technical specifications of the resistors (R3, R4) are found in table 1.
  • a first transistor (107) is connected to a resistor (R5) at its base and connected in series to a pin of the microcontroller (114), and in turn said transistor (107) is connected in cascade to a second transistor. (108) associated with a resistor (R6), so that it allows the passage of the energy stored in the capacitors (105) towards the ignition filament (108) which, when heated instantly, generates a spark in the detonator (200) to perform the blasting
  • the technical specifications of the resistors (R5, R6) are found in table 1.
  • the bidirectional communication block (111) has a noise isolation component in the reception and/or transmission of data, a data reception component and a data transmission component which are associated with the bidirectional communication chip (113) and this in turn with the microcontroller (114) allowing the reception and transmission of data and the programming of the delay time from the remote control unit (200).
  • the noise isolation component is made up of two ceramic capacitors (C1)
  • the data reception component is made up of two resistors (R7, R8)
  • the data transmission component made up of a transistor (T) and two resistors (R9, R10), whose specifications are found in table 1.
  • the bidirectional communication block (111) together with the bidirectional communication chip (113), whose specification can be seen in Table 1, allows the reception and transmission of data and the programming of the delay from and to a remote control unit ( 200) to the microcontroller (114).
  • the microcontroller (114) is the electronic component in which all the required instructions are programmed, it is in charge of saving the activation delay in its non-volatile memory, together with the bidirectional communication chip (113) and the control unit. remote (200) to execute the instructions for sensing and activating the ignition filament (108). Communication between the remote control unit and the device occurs through a programming port (115) arranged on the PCB (101), which is directly associated with the microcontroller (114).
  • the electronic adapter (100) in order to provide protection to the circuit of the electronic adapter (100), it also has a casing (110) that is sealed at one end by a rear cover (116) and at the other end by a cover. front (117) that is incorporated when the primer (300) is coupled.
  • Said casing (110) and covers (116) and (117) are preferably made of aluminum material.
  • the energy capacitors (105) store energy allowing, at the time of blasting, to activate the ignition filament (108) or, in the event that the electrical conductors (102) suffer damage, give the circuit sufficient time autonomy so that the ignition filament (108) is activated.
  • the optocoupler (106) forms a security means, since it allows energy to be released towards the energy capacitors (105) towards the ignition filament (108) once the delay programmed in the microcontroller (114) has been completed, circulating a electric current through the ignition filament (108), this generates a small spark sufficient to activate the charge of the primer (200).
  • the ignition filament (108) is preferably a tungsten filament.
  • the primer (300) is not part of the device but rather the installation is done in situ and, in figures 4 to 6 the coupling of the adapter with said primer is shown. As can be seen in figures 5 and 6, when the adapter is installed, a front cover (117) is attached that serves to protect the primer (300). Regarding the primer (300), its configuration is well known in the state of the art, so it does not require a detailed description of it. The most used in the industry are the no. 6 and no 8.
  • the configuration of the PCB (101) maintains the shape of the patent application 000403-2021/DIN, having a thick portion and a thinner and elongated portion that cooperates with the ignition filament (109) to put it in contact. with the charge of the primer (300).
  • Table 1 technical specifications of the electronic components of the preferred embodiment.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

La presente invención se refiere a un adaptador electrónico con retardo programable remotamente para la iniciación de la explosión de un fulminante que es acoplable in situ con este a través de sendas tapas acoplables con la carcasa del dispositivo y donde la carcasa contiene una PCB en el cual están conectados electrónicamente un diodo varistor, un rectificador de corriente, uno o más condensadores de energía, un optoacoplador asociado a un filamento de ignición y a dos transistores conectados en cascada que permiten producir la chispa en el filamento de ignición para encender la carga del fulminante para generar la explosión. Además, comprende un bloque de comunicación bidireccional que actúa en conjunto con un chip de comunicación bidireccional conectado a un microcontrolador que tienen la finalidad de recibir y transmitir datos desde y hacia la unidad de control remoto donde se programa y configura la información necesaria así como del tiempo de retardo del adaptador. La invención tiene las ventajas de que permite realizar la programación del tiempo de retardo requerido en el adaptador en el mismo sitio de la voladura y de manera remota, se mejoran los resultados en la fractura en la roca y se reducen de manera notable los accidentes.

Description

Un adaptador electrónico con retardo programadle remotamente para la iniciación de la explosión de fulminantes u otros accesorios explosivos
CAMPO TÉCNICO
La presente invención, en general, se ubica en el campo técnico de los explosivos empleados en actividades mineras, obras civiles y en canteras, y se refiere más particularmente, a un adaptador electrónico para la iniciación de fulminantes u otros accesorios explosivos que se caracteriza porque tiene un circuito con la capacidad de programar de manera remota un tiempo de retardo para generar la explosión conforme se requiera en cada actividad de voladura particular.
ESTADO DE LA TÉCNICA
El solicitante conoce como antecedente más cercano a la presente de invención a la solicitud de documento de patente con número de expediente 000403- 2021/DIN, la cual fue presentada por el mismo solicitante el 25 de marzo del 2021.
En la solicitud 000403-2021/DIN se describe un dispositivo electrónico para la iniciación de la explosión de fulminantes el cual es adaptable y acoplable in situ con dicho fulminante a través de sendas tapas que se acoplan con una carcasa, donde la carcasa contiene a una placa de circuito impreso (PCB), un condensador de energía, una resistencia de activación, un regulador de voltaje, un diodo varistor, un rectificador de corriente y un temporizador integrado que se conecta con una o más resistencias de retardo y un condensador de retardo, además de un optoacoplador asociado al temporizador integrado y a la resistencia de activación para accionar a un filamento de ignición para producir la chispa en el fulminante para realizar la voladura.
Pese a que este adaptador tiene un diseño que funciona de manera eficiente, tiene la limitación de que el retardo no puede ser configurado in situ, por lo que la configuración de este tiempo debe venir desde fábrica. En la práctica, esto genera demoras en la fabricación ya que debe configurarse según el requerimiento específico en la alta gama de los diversos tiempos de retardo.
Además, en algunos casos el retardo programado no resulta ser el adecuado para la operación específica, con lo que puede generar diversos factores de resultado en la roca e incluso accidentes a los trabajadores que los manipulan.
Por lo descrito anteriormente, existe la necesidad de introducir un dispositivo para la iniciaciación o activación precisa en cuanto a los tiempos de retardo para la explosión de fulminantes u otros accesorios explosivos que permita solventar los problemas del antecedente mencionado anteriormente.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Como ya se ha mencionado anteriormente, la presente invención constituye una mejora a la solicitud de patente 000403-2021/DIN, por lo que comparten características comunes de algunos de los elementos, los cuales se incluyen aquí y en la realización preferente para su referencia y con la finalidad de mejorar la comprensión de los aspectos de la presente invención.
La presente invención se trata de un adaptador electrónico con retardo programadle remotamente para la iniciación de un fulminante común u otros accesorios explosivos que está especialmente diseñado para acoplarse in situ con dicho fulminante a través de sendas tapas acopladles con la carcasa del adaptador y donde la carcasa contiene a un circuito electrónico conformado por una placa de circuito impreso (PCB) en el cual están conectados electrónicamente un diodo varistor, un rectificador de corriente, uno o más condensadores de energía para el almacenamiento de energía, un optoacoplador el cual permite sensar el estado de un filamento de ignición dispuesto en uno de los extremos de la PCB y dos transistores conectados en cascada que permiten producir la chispa en el filamento de ignición que enciende la carga del fulminante para generar la explosión. Además, se encuentran dispuestos también en la PCB un bloque de comunicación bidireccional que actúa en conjunto con un chip de comunicación bidireccional que se conectan con un microcontrolador y tienen la finalidad de permitir la recepción y transmisión datos desde y hacia una unidad de control remota y un regulador de voltaje. El microcontrolador se programa y configura la información necesaria así como del tiempo de retardo del dispositivo.
La unidad de control remoto, además de proporcionar la alimentación de energía al dispositivo, dispone de medios de procesamiento de datos y un sistema operativo especialmente diseñado para esta aplicación. Además, la unidad de control remoto dispone de un interruptor, un conector de carga, medios de visualización, una interfaz táctil para introducir la información, medios de transmisión inalámbrica, un medio de acceso RFID al sistema operativo de dicha unidad de control remoto y un conector de salida todos conectados entre sí de manera electrónica. Además, dichos componentes se encuentran alojados en una carcasa que dispone de una tapa.
En lo referente al circuito del adaptador electrónico, los expertos en la técnica, deben entender que otros elementos electrónicos pueden ser necesarios para limitar la energía y/o proteger los componentes electrónicos como por ejemplo resistencias y/o condensadores, como se podrá observar en la descripción de la realización preferente, sin embargo, no se mencionan en esta sección porque no forman parte de la esencialidad de la invención, sino que estos pueden variar o no ser necesarios cuando se trabaja con los elementos que tienen la capacidad adecuada, siendo que pueden ser objeto de otras realizaciones que no implican una diferencia técnica respecto a la invención propuesta.
El diodo varistor constituye el primer componente del circuito, donde circula la alimentación de energía al circuito, si el voltaje supera un rango de tensión predeterminado seguro para el circuito, este actúa como un corto circuito para proteger los demás componentes electrónicos.
El rectificador de corriente, permite modificar la polaridad de alimentación de corriente que se almacena en los condensadores de energía que posteriormente se distribuye hacia el filamento de ignición. El regulador de voltaje permite adecuar la tensión requerida en el chip de comunicación bidireccional y el microcontrolador para su funcionamiento operativo.
El optoacoplador está asociado operativamente con el microcontrolador, para permitir sensar el estado de funcionamiento en el que se encuentra el filamento de ignición.
Los transistores conectados en cascada funcionan como sigue: un transistor está conectado con una resistencia en su base y conectado en serie a un pin del microcontrolador, y a su vez el transistor está conectado en cascada a otro transistor, de manera que permite el paso de la energía almacenada en los condensadores hacia el filamento de ignición que al calentarse instantáneamente genera una chispa en la carga explosiva del fulminante para realizar la voladura.
El bloque de comunicación bidireccional tiene un componente de aislamiento de ruido en la transmisión y recepción de datos, un componente de recepción de datos y un componente de transmisión de datos los cuales están asociados con el chip de comunicación bidireccional y este a su vez con el microcontrolador permitiendo la recepción y transmisión de datos y la programación del tiempo de retardo desde la unidad de control remoto.
El microcontrolador es el componente electrónico en el que se programan todas las instrucciones requeridas, es el encargado de guardar en su memoria no volátil el retardo de activación, en conjunto con el chip de comunicación bidireccional y la unidad de control externa para ejecutar las instrucciones de sensado y activación del filamento de ignición. La comunicación, entre la unidad de control remota y el dispositivo se da a través de un puerto de programación dispuesto en la PCB, el cual está asociado directamente con el microncontrolador. Así mismo, la carcasa que es sellada en sus extremos por sendas tapas con la finalidad de proporcionar protección al dispositivo y se acoplan una vez que están en conjunto con el fulminante común.
La presente invención permite obtener, además de los efectos beneficiosos de su antecedente más cercano, realizar la programación del tiempo de retardo requerido en el mismo sitio de la voladura de manera remota, con lo cual se logra simplificar su fabricación.
No genera contaminación al ambiente, al realizar la activación de manera electrónica.
Permite su transporte, manipulación, en su almacenamiento, en su fabricación y/o en su transporte de manera segura, al no estar en un solo paquete integrado con todo el accesorio explosivo, sino que es adaptable para su instalación in situ.
Finalmente, el tiempo para la explosión del fulminante puede configurarse según un requerimiento específico, con lo que los explosivos colocados en distintas ubicaciones pueden explotar en el orden y el tiempo deseado y no de manera inmediata todos a la vez, mejorándose los resultados en la fractura en la roca o el suelo, además de que se reducen de manera notable los accidentes ocasionados por los dispositivos y técnicas conocidas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Con la finalidad de mejorar la comprensión de los aspectos técnicos de la invención, se están anexando a la presente memoria descriptiva un pliego de dibujos, los cuales tienen un carácter explicativo, más no limitativo, los cuales representan lo siguiente:
FIGURA N° 1 : Se muestra una vista de planta explosionada del adaptador electrónico con retardo programadle remotamente para la activación de fulminantes u otros accesorios explosivos según el ejemplo de realización preferente de la invención mostrando los elementos del circuito electrónico que se encuentran por la parte superior de la PCB y, la carcasa que lo cubre.
FIGURA N° 2: Se muestra una vista inferior explosionada del adaptador electrónico con retardo programadle remotamente para la activación de fulminantes u otros accesorios explosivos de la figura 1 mostrando los elementos del circuito electrónico que se encuentran por la parte inferior de la PCB y, la carcasa que lo cubre.
FIGURA N° 3: Se muestra una vista de planta explosionada del adaptador electrónico con retardo programadle remotamente para la activación de fulminantes u otros accesorios explosivos de la figura 1 mostrando el acople de la carcasa que cubre el circuito y la tapa posterior de dicha carcasa.
FIGURA N° 4: Se muestra una vista de planta explosionada del adaptador electrónico con retardo programadle remotamente para la activación de fulminantes u otros accesorios explosivos de las figuras 1 y 2 mostrando la manera de acoplamiento del dispositivo en un fulminante común del accesorio explosivo.
FIGURA N° 5: Se muestra una vista de planta explosionada del adaptador electrónico con retardo programadle remotamente para la activación de fulminantes u otros accesorios explosivos de la figura 4 mostrando la manera de acoplamiento en un fulminante común del accesorio explosivo con la tapa delantera.
FIGURA N° 6: Se muestra una vista de planta explosionada del adaptador electrónico con retardo programadle remotamente para la activación de fulminantes u otros accesorios explosivos de la figura 5 mostrando la manera de acoplamiento completo con el fulminante.
FIGURA N° 7: Se muestra una vista esquemática de planta de la unidad de control remoto para la programación del adaptador electrónico con retardo programable remotamente para la activación de fulminantes u otros accesorios explosivos.
FIGURA N° 8: Se muestra una vista esquemática isométrica izquierda de la unidad de control remoto para la programación del adaptador electrónico con retardo programable remotamente para la activación de fulminantes u otros accesorios explosivos.
FIGURA N° 9: Se muestra una vista esquemática isométrica derecha de la unidad de control remoto para la programación del adaptador electrónico con retardo programable remotamente para la activación de fulminantes u otros accesorios explosivos.
Los elementos mostrados en referencias a las figura 1 a 5 corresponden a:
100.- Adaptador electrónico,
101 .- placa de circuito impreso (PCB),
102.- conductores eléctricos,
103.- diodo varistor,
104.- rectificador de corriente,
105.- condensadores de energía,
106.- optoacoplador,
107.- primer transistor,
108.- segundo transistor,
109.- filamento de ignición,
110.- carcasa,
111.- bloque de comunicación bidireccional,
112.- regulador de voltaje,
113.- chip de comunicación bidireccional,
114.- microcontrolador,
115.- puerto de programación,
116.- tapa posterior de la carcasa,
117.- tapa delantera de la carcasa,
200.- unidad de control romoto,
201 .- carcasa, 202.- medios de visualization,
203.- interruptor,
204.- conector de carga,
205.- medios de transmisión inalámbrica,
206.- medios de acceso RFID,
207.- conector de salida,
208.- tapa,
209.- asidero,
210.- medios de unión,
300.- Fulminante común,
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10 y R11.- Resistencias
C1 , C2.- condensadores cerámicos,
T.- transistor
EJEMPLOS DE REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
El adaptador electrónico con retardo programadle para la activación de fulminantes comunes u otros accesorios explosivos de la presente invención se llevará a la práctica en un ejemplo de realización preferente en referencia a las figuras 1-9. Los expertos en la técnica, deben entender que los elementos del circuito, como las resistencias y o condensadores, así como sus especificaciones técnicas de cada uno empleados para limitar la energía y/o proteger los componentes electrónicos se emplean para ejemplificar esta realización preferente, sin embargo, pueden variar o no ser necesarios cuando se trabaja con los elementos que tienen la capacidad adecuada, por lo que no deben interpretarse como una limitación al concepto inventivo de la invención. En ese sentido, las especificaciones técnicas de los componentes electrónicos empleados pueden observarse en la tabla 1 , mostrada al final de esta sección.
Según lo mencionado anteriormente, el adaptador electrónico (100) con retardo programadle para la iniciación de un fulminante común (300) u otros accesorios explosivos que está especialmente diseñado para acoplarse in situ con dicho fulminante a través de sendas tapas pasterior (116) y delantera (117) acopladles con la carcasa (110) del adaptador y donde la carcasa (110) contiene a un circuito electrónico conformado por una PCB (101 ) en el cual están conectados electrónicamente un diodo varistor (103), un rectificador de corriente (104), uno o más condensadores de energía (105) para almacenamiento de energía, un optoacoplador (106) el cual permite sensar el estado de un filamento de ignición (109) dispuesto en uno de los extremos de la PCB y dos transistores (107, 108) conectados en cascada que permiten producir la chispa en el filamento de ignición (109) que enciende la carga explosiva del fulminante (300) para generar la explosión. Además, se encuentran dispuestos también en la PCB un bloque de comunicación bidireccional (111 ) que actúa en conjunto con un chip de comunicación bidireccional (113) que se conecta con un microcontrolador (114) con la finalidad de permitir la recepción y transmisión de datos desde y hacia una unidad de control remoto (200). Además el adaptador comprende un regulador de voltaje (112).
En referencia a las figuras 7 a 9, la unidad de control remoto (200), además de proporcionar la alimentación de energía al dispositivo a través de los conductores eléctricos (102), dispone de medios de procesamiento de datos y un sistema operativo especialmente diseñado (no ilustrados) que permiten la interacción y configuración de la unidad de control remoto (200) con al menos un adaptador electrónico (100). Además, dicha unidad de control remoto (200) dispone de un interruptor (203), un conector de carga (204) asociado a una batería (no ilustrada), medios de visualización (202), una interfaz táctil (no ilustrada) asociada a los medios de visualización (202) para introducir la información, medios de transmisión inalámbrica (205), un medio de acceso RFID (206) a dicha unidad de control remoto (200), un conector de salida (207) todos conectados entre sí de manera electrónica. Además, dichos componentes se encuentran alojados en una carcasa (201) que dispone de una tapa (208) abatióle.
El conector de carga (204) recibe energía de un cargador de 12v para proporcionar carga al dispositivo y la batería. La batería es de ácido plomo de 12v a 2.5A. La configuración de la unidad de control remoto (200) se puede realizar de manera manual a través de la interfaz táctil, que puede estar asociada a los medios de visualización o se puede realizar de manera remota a través de los medios de conexión inalámbrica (205) (tipo antenas por ejemplo) con un dispositivo inteligente (tipo celular, tableta o laptop) con un aplicativo especialmente diseñado instalado en dicho dispositivo inteligente para gobernar su funcionamiento.
El conector de salida (207) permite la conexión de uno o más adaptadores electrónicos programadles (100), siendo su límite de 200.
El medio de acceso RFID (206) se propone como un medio de seguridad donde al deslizar una tarjeta RFID (no ilustrada) se tiene acceso al sistema operativo.
Además, la unidad de control remoto (200) dispone de un asidero (209) en la estructura de la carcasa (201 ) que permite su portabilidad y, se proporcionan medios de unión (210) entre la tapa (208) y la carcasa (201 ) para mantenerlas cerradas cuando se requieran. Dichos medios de unión (210) puede ser cualquiera de las técnicas conocidas, por ejemplo, estructuras machihembradas.
Ahora haciendo referencia a las figuras 1 a 6, se describirá lo que respecta al adaptador electrónico programadle (100).
El diodo varistor (103) constituye el primer componente del circuito, donde circula la alimentación de energía al circuito, si el voltaje supera el rango de tensión predeterminado seguro para el circuito, este actúa como un corto circuito para proteger los demás componentes electrónicos.
El rectificador de corriente (104), permite modificar la polaridad de alimentación. En este ejemplo de realización preferente, una resistencia (R1 ), cuyas especificaciones encuentran en la tabla 1 , se encuentra conectada al rectificador de corriente (104) para limitar la corriente que llega hacia este y permite la carga controlada de los condensadores de energía (105) para almacenamiento de energía que posteriormente se distribuye hacia el filamento de ignición (108). El rectificador de corriente (104), de manera preferente es un puente de diodos.
El regulador de voltaje (112) permite adecuar la tensión requerida en el chip de comunicación bidireccional (113) y el microcontrolador (114) para su funcionamiento operativo.
En el ejemplo, el optoacoplador (106) está asociado operativamente a una resistencia (R2) conectada en el cátodo del mismo y con otras dos resistencias (R3, R4) que están conectadas en serie a un pin del microcontrolador (114), permitiendo sensar el estado de funcionamiento en el que se encuentra el filamento de ignición (108). Las especificaciones técnicas de las resistencias (R3, R4) se encuentran en la tabla 1.
En este ejemplo, un primer transistor (107) está conectado con una resistencia (R5) en su base y conectado en serie a un pin del microcontrolador (114), y a su vez dicho transistor (107) está conectado en cascada a un segundo transistor (108) asociada a una resistencia (R6), de manera que permite el paso de la energía almacenada en los condensadores (105) hacia el filamento de ignición (108) que al calentarse instantáneamente genera una chispa en el fulminante (200) para realizar la voladura. Las especificaciones técnicas de las resistencias (R5, R6) se encuentran en la tabla 1.
En referencia a la figura 2, el bloque de comunicación bidireccional (111) tiene un componente de aislamiento de ruido en la recepción y/o la transmisión de datos, un componente de recepción de datos y un componente de transmisión de datos los cuales están asociados con el chip de comunicación bidireccional (113) y este a su vez con el microcontrolador (114) permitiendo la recepción y transmisión de datos y la programación del tiempo de retardo desde la unidad de control remota (200).
En el ejemplo de realización preferente, el componente de aislamiento de ruido está conformado por dos condensadores cerámicos (C1 ), el componente de recepción de datos está conformado por dos resistencias (R7, R8), y el componente de transmisión de datos conformado por un transistor (T) y dos resistencias (R9, R10), cuyas especificaciones se encuentran en la tabla 1.
El bloque de comunicación bidireccional (111 ) en conjunto con el chip de comunicación bidireccional (113), cuya especificación se aprecia en la tabla 1 , permite la recepción y transmisión de datos y la programación del retardo desde y hacia una unidad de control remoto (200) al microcontrolador (114).
El microcontrolador (114) es el componente electrónico en el que se programan todas las instrucciones requeridas, es el encargado de guardar en su memoria no volátil el retardo de activación, en conjunto con el chip de comunicación bidireccional (113) y la unidad de control remoto (200) para ejecutar las instrucciones de sensado y activación del filamento de ignición (108). La comunicación, entre la unidad de control remota y el dispositivo se da a través de un puerto de programación (115) dispuesto en la PCB (101 ), el cual está asociado directamente con el microcontrolador (114).
Por otro lado, con la finalidad de proporcionar protección al circuito del adaptador electrónico (100) este cuenta además con una carcasa (110) que es sellada en uno de sus extremos por una tapa posterior (116) y en el otro extremo por una tapa delantera (117) que se incorpora cuando se acopla el fulminante (300). Dichas carcasa (110) y tapas (116) y (117) están fabricadas preferentemente de material de aluminio.
Para simplificar el acoplamiento, entre la carcasa (110) y las tapas (116) y (117) con el fulminante (300), se puede realizar mediante un sellado por ajuste de presión simple como el de la solicitud de patente 000403-2021/DIN. Sin embargo, otros medios de unión pueden emplearse para su montaje, por ejemplo estructuras roscadas.
Los condensadores de energía (105) almacenan energía permitiendo al momento de la voladura, activar el filamento de ignición (108) o, en el caso que los conductores eléctricos (102) sufran un daño, dar suficiente autonomía de tiempo al circuito para que el filamento de ignición (108) sea activado. El optoacoplador (106) conforma un medio de segundad, pues permite liberar la energía hacia los condensadores de energía (105) hacia el filamento de ignición (108) una vez se ha completado el retardo programado en el microcontrolador (114), haciendo circular una corriente eléctrica por el filamento de ignición (108), este genera una pequeña chispa suficiente para activar la carga del fulminante (200).
Así mismo, el filamento de ignición (108) es preferentemente un filamento de tungsteno.
Los expertos en la técnica deben comprender que el fulminante (300) no forma parte del dispositivo sino que la instalación se hace in situ y, en las figuras 4 a 6 se muestra el acoplamiento del adaptador con dicho fulminante. Como puede apreciarse en las figuras 5 y 6, cuando se realiza la instalación del adaptador, se acopla una tapa delantera (117) que sirve para proteger al fulminante (300). Respecto al fulminante (300), su configuración es bien conocida en el estado del arte, por lo que no amerita una descripción detallada del mismo. Los más empleados en la industria son el nro. 6 y nro 8.
Así mismo, la configuración de la PCB (101 ) mantiene la forma de la solicitud de patente 000403-2021/DIN, teniendo una porción gruesa y una porción más fina y alargada que coopera con el filamento de ignición (109) para ponerlo en contacto con la carga del fulminante (300).
De esta manera, se ha descrito de manera suficiente y amplia todos los aspectos técnicos de la invención, con lo cual un experto en la técnica debe entender que cualquier cambio en la forma, en el nombre o en los elementos, siempre que estos no alteren el funcionamiento de la presente invención, se considera dentro del alcance de la misma.
Tabla 1 : especificaciones técnicas de los componentes electrónicos de la realización preferente.
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Claims

REIVINDICACIONES
1 . Un adaptador electrónico (100) para la iniciación de la explosión de un fulminante (300) del tipo que es acopladle in situ con dicho fulminante (300) a través de sendas tapas posterior (116) y delantera (117) con una carcasa (110) y conteniendo la carcasa (110) una placa de circuito impreso (101 ) donde se disponen conectados electrónicamente un diodo varistor (103), un rectificador de corriente (104), uno o más condensadores de energía (105), un regulador de voltaje (112) y un optoacoplador (106) el cual permite sensar el estado de un filamento de ignición (109) dispuesto en el extremo de la placa de circuito impreso (101) para generar la chispa en la carga del fulminante (300) caracterizado porque además comprende:
- un microcontrolador (114) donde se programa el tiempo de retardo el cual está conectado operativamente con el optoacoplador (106) y el regulador de voltaje (112);
- dos transistores (107, 108) conectados en cascada que se conectan operativamente con el microcontrolador (114) y el filamento de ignición (108);
- un bloque de comunicación bidireccional (111 ) que actúa en conjunto con un chip de comunicación bidireccional (113) conectados operativamente con el microcontrolador (114) para permitirle la transmisión y recepción de datos así como la programación de un tiempo de retardo deseado de manera remota desde una unidad de control remoto (200) por medio de un puerto de programación (115) dispuesto en la placa de circuito impreso (101) y;
- porque dicha unidad de control remoto (200) comprende conectados electrónicamente entre sí medios de procesamiento de datos y un sistema operativo que permiten la interacción y configuración de la unidad de control remoto (200) con al menos un adaptador electrónico (100), un interruptor (203), un conector de carga (204) asociado a una batería, medios de visualización (202) asociados a una interfaz táctil para su configuración manual, medios de transmisión inalámbrico (205), un conector de salida (207) para conectar uno o más adaptadores electrónicos (100) y donde dichos componentes se encuentran alojados en una carcasa (201 ) que dispone de una tapa (208).
2. El adaptador electrónico (100) para la iniciación de la explosión de un fulminante (300) según la reivindicación 1 caracterizado porque el bloque de comunicación bidireccional (111 ) tiene un componente de aislamiento de ruido en la recepción y/o la transmisión de datos, un componente de recepción de datos y un componente de transmisión de datos los cuales están asociados con el chip de comunicación bidireccional (113).
3. El adaptador electrónico (100) para la iniciación de la explosión de un fulminante (300) según la reivindicación 1 caracterizado porque la unidad de control remoto (200) puede configurarse de manera remota a través de los medios de transmisión inalámbrica (205) con un dispositivo inteligente y un aplicativo instalado en dicho dispositivo.
4. El adaptador electrónico (100) para la iniciación de la explosión de un fulminante (300) según la reivindicación 1 caracterizado porque la unidad de control remoto (200) dispone de un asidero (209) en la estructura de la carcasa (201) y de unos medios de unión (210) entre la tapa (208) y la carcasa (201) para mantenerlas cerradas cuando se requieran.
5. El adaptador electrónico (100) para la iniciación de la explosión de un fulminante (300) según las reivindicaciones 1 y 4 caracterizado porque la tapa (208) es abatióle respecto a la carcasa (201 ).
6. El adaptador electrónico (100) para la iniciación de la explosión de un fulminante (300) según la reivindicación 1 caracterizado porque la unidad de control remoto (200) comprende además un medio de acceso RFID (206) constituye un medio de seguridad para acceder al sistema operativo por medio de una tarjeta RFID.
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