Файл: Лурье А.И. Электрическое взрывание зарядов.pdf

приборов взрывания успевает полностью или почти полностью разрядиться раньше разрыва сети разлетающимися кусками. Этим, по-впднмому, п объясняется, почему в настоящее время ни в СССР,

ни за рубежом конденсаторные приборы и машинки с постоянным импульсом тока промышленностью серийно не выпускаются, хотя схемы таких приборов разработаны.

§ 9. АВТОНОМНЫЕ ПРИБОРЫ ВЗРЫВАНИЯ

Из автономных приборов взрывания наибольшее распростране­ ние имеют конденсаторные взрывные приборы и машинки. До недав­ него прошлого наша промышленность выпускала динамо электриче­ ские взрывные машинки ПМ-1, ПМ-3, ПМ-ЗГ и ВМ-10 [10], которые применяются до сих пор. В настоящее время в СССР изготовляются только конденсаторные взрывные приборы и машинки, а также высо­ кочастотные пскробезопасные взрывные приборы. Однако во многих странах выпуск динамоэлектрическпх машинок продолжается.

Конденсаторные взрывные приборы н машпшш

Прпнцпп действия конденсаторных взрывных приборов п машинок.

В конденсаторных взрывных приборах и машинках источником тока

вичного источника энергпн, и в быстрой (в течение нескольких миллисекунд) отдаче запаса

энергии во взрывную сеть. Вследствие этого мощность, посылаемая взрывным прибором (машинкой) во взрывную сеть, будет в несколько тысяч раз больше мощности, получаемой при зарядке, что позволяет при помощи маломощного, а следовательно, малогабаритного и лег­ кого источника энергии воспламенять большое число ЭД.

При включении ключа Кн1 от источника постоянного тока ИПТ будет заряжен конденсатор-накопитель Сн , а при нажатии на кнопку Кн2 — конденсатор будет разряжен на взрывную сеть.

Разряд конденсатора протекает весьма быстро и начинается сразу после подключения к конденсатору взрывной сети при практически максимальном токе. Конденсатор-накопитель моя^ет быть рассчитан на отдачу количества энергии, которое необходимо для взрывания ЭД. Вследствие этого конденсаторные приборы и машинки по сравнению с дииамоэлектрическими имеют следующие преимущества: простое

64

устройство и большую надежность действия (не нужен мощный гене­ ратор, не нужны ни пружина, ни передаточный механизм, ни первый конечный контакт); параметры прибора могут быть приведены к нскробезопасным без использования движущихся механических устройств; небольшой удельный вес и низкий удельный объем; могут быть изго­ товлены на большую производительность (для одновременного взры­ вания более тысячи ЭД) при весе и габаритах, приемлемых для переносных аппаратов; могут бить снабжены светосигнальным устрой­ ством, позволяющим контролировать исправность прибора и готов­ ность его к взрыванию; позволяют взрывать сети не только с по­ следовательным, но с параллельным и со смешанным соединением ЭД; могут быть соединены между собой параллельно, что позволяет при помощи нескольких приборов относительно небольшой производи­ тельности взрывать весьма большое число ЭД.

Устройство конденсаторных взрывных приборов и машинок.

Конденсаторные взрывные приборы и машинки состоят из конден­ сатора-накопителя, зарядного устройства и взрывного переключа­ теля. Кроме того, многие конденсаторные приборы и машинки снаб­ жены светосигнальным устройством для подачи сигналов о заряжании конденсатора-накопителя до заданного напряжения.

К о н д е н с а т о р - н а к о п и т е л ь должен иметь номиналь­ ное напряжение не ниже расчетного. В современных конденсатор­ ных приборах и машинках конденсатор-накопитель обычно заря­ жается до нескольких сотен, а в ряде случаев и до нескольких тысяч вольт. Хотя повышение напряжения позволяет использовать конден­ сатор меньшей емкости и получать более быстрый его разряд, при­ менять очень большое напряжение нежелательно, так как это может привести к пробою изоляции проводов ЭД и магистрали. Поэтому напряжение выше 1000 В применяют лишь в приборах и машинках, предназначенных для взрывания очень большого числа последова­ тельно включенных ЭД или ЭД пониженной и весьма низкой чув­ ствительности.

Во взрывных приборах и машинках применяют металло-бу- мажные конденсаторы, так как они работают достаточно надежно при положительных и отрицательных температурах и при больших напряжениях. Электролитические конденсаторы, не имеющие таких свойств, во взрывных приборах и машинках применять не рекомен­ дуется.

конденсатора-накопителя от батарей и с преобразователем напряже­ ния. При использовании зарядных устройств первого типа конден­ сатор обычно заряжается от малогабаритных (галетных) гальваниннческих батарей, напряжение которых равно расчетному напря­ жению конденсатора-накопителя. Зарядное устройство второго типа состоит из одного — трех последовательно соединенных обычных элементов (КБС и др.), из релаксационного генератора, преобразу­ ющего низкое постоянное напряжение батареи в повышенное

переменное, и из схемы удвоения и выпрямления, которая дает на­ пряжение постоянного тока в несколько сотен вольт.

Зарядное устройство у конденсаторных в з р ы в и ы х м а ш и - н о к состоит из маломощного генератора с ручным приводом, из по­ вышающего трансформатора пли автотрансформатора и из схем умножения и выпрямления напряжения. В ряде случаев трансфор­ матор (автотрансформатор) в зарядном устройстве отсутствует.

У генераторов, применяемых в конденсаторных машинках и име­ ющих ротор в виде постоянного магнита, нет контактных колец н щеток, поэтому они очень надежны в работе.

Используемый в зарядном устройстве взрывного прибора релаксационный генератор п схема удвоенпя и выпрямления напряжения устроены и действуют следующим образом.

Р е л а к с а ц и о н н ы й г е н е р а т о р РГ (рис. 33) состоит нз

в цепь базы Б транзистора, а обмотка 01 — в цепь его коллектора К. С обмот­ ки 02 (выходной) снимается переменное напряжение, создаваемое генератором.

Упрощенно работу генератора можно представить так: прп включении ключа В через делптель Rl — R2 будет протекать ток / д , который на рези­

сторе R1 вызовет падение напряжения £/д , при этом точка I получит отрицатель­ ный потенциал по отношению к эмиттеру Э транзистора. Такой же отрицательный потенцпал будет н на его базе Б. Вследствие этого транзистор откроется * и через обмотку 01 начнет протекать ток 7К , который будет быстро нарастать п увеличит магнитный поток в сердечнике трансформатора, что создаст в обмотке ОО э. д. с. Е0, которая также нарастает.

* Трапзпстор типа р — п — р открыт (пропускает ток), когда его база имеет отрицательный потенцпал по отношению к эмиттеру, п заперт прп положи­ тельном потепцпале на базе.

66

Допустим, что в течение первого полупернода точка 6 обмотки 02 имеет положительный потенциал, а точка 8 — отрицательный*. При этом диод Д1 будет открыт, а дпод Д2 закрыт. Вследствие этого в течение первого полупериода происходит зарядка копдепсатора Св до амплитудного значения напряжения обмоткп 02 с полярностью, показапной на рпс. 33.

Во время второго полупериода точка 6 получит отрицательный потенциал. При этом дпод Д1 будет закрыт, а дпод Д2 — открыт и через него конденсаторнакопитель Са будет заряжаться от последовательно соединенных между собой обмоткп 02 а заряженного конденсатора Сй. В результате происходящего прп этом сложения напряжений обмотки 02 и конденсатора Св конденсатор-накопи­ тель зарядится до двойного значения амплитуды напряжения обмотки 02, т. е. рассматриваемая схема даст удвоение напряжения.

В з р ы в н о й п е р е к л ю ч а т е л ь предназначен для вклю­ чения конденсатора-накопителя на зарядку и для присоединения его к взрывной сети в момент

Взрывобезопасные при­ боры и машинки (для шахт, опасных по газу или пыли) должны обеспечивать опере­ жающее отключение взрыв­ ной сети или приводиться в

искробезопасное состояние (см. § 8, гл. I I ) . Если применяется опе­ режающее отключение, взрывные приборы и машинки снабжаются взрывным переключателем с миллисекундным механическим замыка­ телем. Он подключает конденсатор-накопитель к взрывной сети на 2—4 мс, после чего присоединяет к нему разрядный резистор.

Если взрывной прибор или машинка приводится в искробезопас­ ное состояние, применяется переключатель без миллисекундного замыкателя и шунтирующий резистор Rm, включенный параллельно конденсатору-накопителю (рис. 34). Сопротивление шунтирующего резистора выбирается таким, чтобы при самых неблагоприятных условиях (при разомкнутой взрывной сети) конденсатор-накопитель полностью разряжался не более чем за 4 мс. Применение шунтиру­ ющего резистора вместо миллисекундного механического замыка­ теля, имеющего движущиеся части, значительно повышает надеж­ ность действия взрывных приборов (машинок). Кроме того, отпадает необходимость измерять длительность импульса тока взрывных при­ боров (машинок), для чего требуются относительно сложные и доро­ гие измерительные приборы.

* Показанные на рпс. 33 знаки полярностп без скобок относятся к одному полупериоду (например, нечетному), а в скобках — к другому (например, четному).

68