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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 205

Скачиваний: 4

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Площадь этого

участка кривой (на рис. 38 она заштрихована),

а следовательно,

и импульс тока посланный конденсатором во

взрывную сеть за время t, могут быть определены из выражения

Kt = - ^ - { i - e " ^ ) , A ^ c ,

(П.8)

преобразованного из выражения (II.4), если верхний предел инте­

грирования

принять равным i.

 

 

 

 

 

 

Из

выражения

(II.8)

можно

получить

формулу для определения

времени, в течение

которого конденсатор

отдаст импульс

тока Kt,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(II.9)

где

К — импульс тока, который конденсатор может отдать при пол­

ном

разряде, А 2 - с .

 

 

 

 

 

 

 

Из

этого выражения

следует, что время, за которое

конденсатор

отдает

99%

запасенпой

в нем

энергии

(KJK

0,99),

может быть

определено

по

формуле

 

 

 

 

 

 

 

Найдя по формуле (П.9) время, в течение которого

конденсатор

отдает импульс тока Kt,

при помощи выражения (II.1) можно опре­

делить силу тока в конце этого импульса.

 

 

 

Время, за которое разрядный ток конденсатора спадает до дан­

ного

значения

i, может

быть определено

по

формуле

 

 

 

 

 

 

 

t = RCln-^-

= RC\n^,

с,

 

 

(11.11)

где 1Ы

— максимальное

(начальное) значение

разрядного

тока.

По этой формуле время, за которое

разрядный ток

уменьшится

в 100 раз (IJi

= 100), будет равно 4,6

RC.

 

 

 

Формула (11.11) получается из выражения (II.1) после несложных преобразований.

Пример 4. Определить пмпульс тока, который конденсатор емкостью 9 мкФ, заряженный до 600 В, может дать во взрывную сеть сопротивлением 320 Ом

при полном разряде и прн разряде в течение 4 мс.

 

Р е ш е н и е .

1. Импульс тока при полном разряде конденсатора по фор­

муле (II.5)

 

 

 

 

кппг . q . ю - 6

 

 

К =

2 . 3 9 ц

= 5,06 • Ю-зА 2 .с = 5,06 А2 • мс.

 

2. Импульс тока при разряде конденсатора в течение 4 мс по формуле (II.8)

Kt= Ш112Г

( l - e -

» ' • ' • " - ) = 5 , 0 в . 1 0 - . ( 1 - в - М . , .

73

 

 

 


В математическом справочнике находим, что е""2"^ = 0,062, прп этом

Kt = 5,06 • Ю-з (1—0,062) ~4,75 • 10"3 Д 2 • с =4,75 А 2 • мс.

Пример 5. Определить время, за которое конденсатор-накопитель, упомя­ нутый в примере 4, отдаст во взрывную сеть сопротивлением 320 Ом импульс тока, равный 3 А2 • мс, а также найтп сплу тока в конце этого импульса.

Р е ш е н и е . 1. Искомое время t по формуле (II.9)

9 • 10-° • 6002

/

2. Сила тока в конце пмпульса по формуле (II.1)

_ 1,29- 1(1~3

J = о

J 1 1 1 = 1.2 А.

Полученный результат совпадает с данными графиков, приведенных на рнс. 36 п 38. Прп этом на первом графике ИСКОМЫЙ ток находится непосред­ ственно, а на втором — после извлечения квадратного корня.

Пример 6. Определить время, за которое конденсатор, упомянутый и при­ мере 4, отдаст во взрывную сеть сопротивлением 320 Ом 99% запасенной в нем энергии.

Р е ш е н п е. Искомое время t но формуле (11.10)

«=2,3-320-9-10

-6 = 6,62- Ю-3 с = 6,62мс.

Пример 7. Определить время,

за

которое у конденсатора, упомянутого

в примере 4, прп разряде па взрывную

сеть сопротивлением 320 Ом ток спадет

до 1 А.

 

 

Р е ш е н и е . Искомое время t по формуле (11.11)

t =320 - 9 • Ю-6 In в°° = 1 S 2 , 1 0 - з c = = l i 8 2 м с . oZX) * 1TU

У с л о в и я б е з о т к а з н о г о в о с п л а м е н е н и я п о ­ с л е д о в а т е л ь н о в к л ю ч е н н ы х э л е к т р о д е т о п а - т о р о в . На практике обычно воспламеняют ЭД, соединенные по­ следовательно И Л И включенные по смешанной схеме (несколько по­ следовательных групп, соединенных между собой параллельно).

При последовательном соединении первым взорвется ЭД с наи­ меньшим временем срабатывания, и если он разорвет цепь во взрыв­ ной сети, а следовательно, и выключит ток раньше, чем успеет за­ жечься воспламенительный состав у менее чувствительных ЭД, последние откажут *.

Возможность осуществить безотказное взрывание последователь­ ной группы ЭД объясняется тем, что цепь разрывается не сразу после воспламенения наиболее чувствительного ЭД, а по истечении времени, необходимого для того, чтобы его воспламенительный состав прогорел и форс огня пришел в соприкосновение с ВВ детонатора. Если за это время, т. е. за время передачи, во взрывную сеть пройдет импульс тока, равный разности между импульсами воспламенения

* Здесь п дальше имеются в виду ЭД мгновенного действия.


наименее и наиболее чувствительных ЭД, то к моменту первого взрыва, т. е. к моменту разрыва цепи, все ЭД воспламенятся, а че­ рез некоторое время и взорвутся.

При использовании конденсаторпых приборов и машинок для безотказного взрывания последовательно включенных ЭД должны быть выполнены следующие два условия.

1.Конденсатор-накопитель взрывного прибора (машинки) дол­ жен быть способен послать во взрывную сеть импульс тока не меньше импульса воспламенения чувствительного ЭД, причем ток в конце этого импульса должен быть не меньше минимально допустимого.

2.До того как цепь во взрывной сети будет разорвана (вследствие разрушения мостика ЭД, который взорвется первым), она должна успеть получить импульс тока, не меньший импульса воспламене­ ния наименее чувствительного ЭД.

Условие, чтобы в конце требуемого импульса ток должен быть не меньше минимально допустимого, вызывается необходимостью обеспечить в течение всего импульса ток не менее этой величины. Со­ гласно требованиям Междуведомственной комиссии по взрывному

делу на

взрывные приборы (машинки) минимально допустимый

ток

/ м д

должен быть принят равным 1 А при взрывании до 100

 

ЭД

и 1,3 А при взрывании большего числа ЭД.

 

 

 

 

 

Для выполнения

п е р в о г о у с л о в и я

безотказного воспла­

менения

необходимо, чтобы

 

 

 

 

 

 

 

 

KtZ*Ka.max,

 

(11.12)

где

Kt — требующийся

от конденсатора-накопителя импульс

тока,

в конце

которого ток равен минимально допустимому;

Kv т

а х

импульс

воспламенения

наименее чувствительного ЭД,

А 2 - с .

 

 

Кроме того, чтобы ток в конце импульса был равен минимально

допустимому, необходимо

 

 

 

 

 

 

 

 

*в. тах= ^м. д>

 

(11.13)

где

t3_ т

а х — время

воспламенения наименее

чувствительного

 

ЭД

(время, по истечении которого конденсатор отдает импульс тока,

равный К„

m a x ) ; t„ д

— время, по истечению которого значение тока

становится

равным

минимально допустимому.

Как указывалось, для выполнения в т о р о г о у с л о в и я бе­

зотказного

воспламенения необходимо, чтобы время срабатывания

ЭД, который взорвется первым, было

не меньше времени

воспламе­

нения наименее чувствительного ЭД,

т. е.

 

TminS^B.max.

( П - 1 4 )

Исходя из первого условия безотказного воспламенения ЭД, можно вывести формулы для определения основных параметров взрыв­ ного прибора (машинки). Для этого найдем выражения для t„ m a x и tM д , входящие в уравнение (11.13).


Выражение для tP m

a

x найдем из формулы (II.9)

 

 

^в.тах

 

~ ^n

•1

(11.15)

 

 

2/v„ т Я 1 .Л ] ' С '

 

 

 

 

I

1' 2^в. max^

 

где Я — сопротивление

взрывной

сети, Ом; С — емкость конденса­

тора-накопителя, Ф; U — напряжение, до которого

заряжен кон­

денсатор, В.

 

 

 

 

 

 

Выражение для tlK д

 

найдем из требования, что ток i в конце им­

пульса А'„ т а х

должен быть равен минимально допустимому току 1Ы д

Из уравнения

(II.1)

найдем

 

 

 

 

 

 

U

-

д

 

 

 

 

* = Х

е

Н° = / н . д .

(И.16)

Решив уравнение (11.16) относительно гм д , найдем

'»-*=*сНт^)-^Нтп&)- (IL17)

Совместно решив уравнения (11.15), (11.17) и (11.13), после пре­ образований получим исходное уравнение для определения основ­ ных параметров конденсаторных взрывных приборов (машинок)

/ * . Д С / ? 2 i - 2KR, m a x i ? -

CW = 0.

(II .18)

Решение этого уравнения

относительно С дает наименьшее зна­

чение емкости конденсатора-накопителя

Сн , при которой он может

при заданных значениях / м д , В, Ка т а х и U обеспечить

выполнение

первого условия безотказного

воспламенения, т. е. способен послать

во взрывную сеть нмпульс тока Къ т а х при токе не меньше / м д . При

этом получим

 

 

 

Си -

£ А ' " - Гх 1

, Ф.

(11.19)

иу м . Д ' т "

В свою очередь, решение уравнения (11.18) относительно R дает наибольшее значение сопротивления взрывной сети R' , при котором обеспечивается выполнение первого условия безотказного воспламенения

R' = ~Кв-

+ ^*5. max

цРг ? ОМ.

(11.20)

 

•'н. Яр

 

 

И, наконец, решив уравнение (11.18) относительно U, можно найти значение напряжения U', до которого должен быть заряжен конденсатор, чтобы было обеспечено первое условие безотказноговоспламенения:

U' = j / " д 6 Д 2 ^ 2 ^ ° - т а х д g

(11.21)

* Значение R' является корнем квадратного уравнения (11.18). Второй корень этого уравнения имеет отрицательный знак, а потому отбрасывается, поскольку сопротивление взрывной сети положительно.

76


В выражениях

(11.19),

(11.20)

и (11.21)

1Ы д — минимально до­

пустимый ток в конце импульса Кн

m a x , A; R — предельно допусти­

мое сопротивление взрывной сети, Ом.

 

Правильность

расчетов

по формулам

(11.18), (11.19), (11.20)

и (11.21) можно проверить путем определения силы тока в конце заданного импульса тока. Для этого сначала по формуле (И.9) следует определить время t, через которое разрядный ток конден­ сатора будет равным минимальному допустимому, а затем по формуле (II.1) вычислить силу тока i в конце импульса. Если г окажется близок к 1М д , расчет сделан правильно.

Исходя из второго условия безотказного воспламенения после­ довательно включенных ЭД, можно найти выражение, которое по­ зволит проверить, успеет ли взрывная сеть до разрыва в ней цепи получить импульс тока, необходимый для безотказного воспламене­ ния всех ЭД. Это выражение должно быть основано на соотношении (11.14). Допустив, что ЭД, который взорвется первым, является в то же время и наиболее чувствительным, можно написать

 

 

Train =

tB.

min +

^minj

 

 

 

 

(11.22)

где T m i n — время срабатывания

ЭД, который

взорвется

первым, с;

tv_m

i n — время

воспламенения

наиболее

чувствительного

ЭД, с;

0 m i n

— минимальное время передачи, с.

 

 

 

 

 

 

Подставив в выражение (11.14) вместо

T m i n

его значение

из ра­

венства (11.22), после простейших преобразований

получим

 

 

te. max — ^B.min^^min-

 

 

 

 

(11.23)

В соответствии с выражением (П.9)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h. min = ^~

(

J

 

. А

;

 

 

 

(Н.24)

 

 

 

 

1-

ст

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U. max = ~

(

^

 

Л

,

 

 

 

(Н.25)

 

 

 

 

 

1

•от

)

 

 

 

 

где Къ m l n и Къ т

 

 

 

 

 

 

 

 

в х — номинальное

значение импульсов

воспламе­

нения наиболее и наименее чувствительных ЭД, А 2

• с.

 

 

 

Подставив в

выражение (11.23) значения tB- m i n

и £B т

а х из урав­

нений (11.24) и (11.25), после преобразований получим

формулировку

второго условия

безотказного

воспламенения

ЭД:

 

 

 

 

 

Д С In Г U2C-2K*-™i*R

~| с- е

 

 

 

(1126}

где R — сопротивление взрывной

сети, Ом.

 

 

 

 

 

Выражение (11.26) можно представить и

в

следующем виде:

 

~цг £С^в. max — ^ в . min) +

QJJ^

С ^ В . max

К\. min) +

 

 

+ 1 ^ - ( / ^ . m a x - ^ 3 B . m i n ) + . . . ] ^ в т 1 п . '

 

 

(11.27)

77