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Appareil détonateur dynamo-électrique.-
La présente- invention se rapporte à un appareil détona- teur dynamo-électrique du type dit "milliseconde", en parti- culier'pour mines.
Jusqu'à présent deux modes de mise de feu ont été utilisés pour faire sauter le rocher: la mise de feu instantanée dans laquelle la totalité de la charge est détonée simultanément , ., et la mise de .feu échelonnée qui est beaucoup plus efficace et dans laquelle des charges individuelles sont détonées successi- vement. Une étape plus récente du développement de cette tech- nique consiste dans l'allumage en intervalles de l'ordre de la milliseconde; il s'agit là encore d'une mise de feu échelonnée, mais où, toutefois, les détonations individuelles ou les séries de détonations n'ont pas lieu à des intervalles d'une demi seconde ou plus longs, mais à des intervalles de quelques
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millièmes de secondes: c'est ce que l'on appelle la mise de feu "milliseconde".
Dans la mise de feu "milliseconde" les inconvénients inhérents aux amorces différées, dans lesquelles le retard est obtenu par des moyens pyrotechniques, sont évités. Ces incon- vénients consistent en particulier dans le recouvrement des échelons ou temps individuels et de fréquentes défaillances. La mise de feu "milliseconde" exige un dispositif détonateur particulier.
On connaît,des dispositifs de ce genre dans lesquels simultanément avec la modification des intervalles de temps, la durée de l'impulsion d'allumage (temps de passage du courant) se trouve modifiée. Ces dispositifs présentent toutefois des inconvénients dans leur utilisation pour les mines, où le danger d'explosion des gaz explosifs et du poussier de charbon existe.
Un autre inconvénient de ces dispositifs consiste en ce qu'ils sont alimentés à partir d'une source extérieure et que, en leur majorité, ils consistent en deux parties, le distributeur étant placé au voisinage immédiat du lieu de détonation et susceptible d'être aisément endommagé. Les distributeurs des dispositifs existants ont en outre l'inconvénient que leurs contacts se détériorent fréquemment.
L'appareil détonateur "milliseconde" suivant la présente invention évite les inconvénients ci-dessus mentionnés.
Il est pourvu d'une enveloppe fermée qui est une enveloppe résistant à l'explosion et assurant une protectioncontre les gaz explosifs et les poussières de charbon. Dans cette-enveloppe sont groupés en une même unité la sourcepropre - une dynamo- compound -'et le distributeur. L'appareil détonateur "milli- séconde" pour mines suivant l'invention formant une unité compacte, on évite tout endommagement du distributeur. L'usure rapide gênante des contacts du distributeur est évitée en
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faisant projeter de toute sa surface un commutateur à élastique avec un choc brusque contre les plots de contact du distributeur au moment de la mise de feu.
Un autre avantage de l'appareil détonateur suivant l'invention consiste en ce que lors ,d'un changement désire quelconque les intervalles'de temps, la période de sécurité de l'impulsion de mise de feu (quatre millisecondes) fixée par les règlements n'est pas modifiée; ceci est assuré par un réglage correct et un choix approprié de l'élasticité et de la'forme de commutateur élastique;
Un exemple de réalisation de l'appareil suivant l'inven tion sera décrit en référence aux dessins annexés dans lesquels:
La figure 1 représente le distributeur d'un appareil détonateur "milliseconde" pour mines avec un entraînement sans dynamo;, la figure 2 montre le distributeur en section transver- sale. la figure 3 montre un schéma du câblage électrique de l'appareil détonateur dynamo-électrique suivant l'invention ' pour mines.
Suivant la forma de réalisation choisie et représentée le ressort d'entraînement du distributeur est agencé en vue d'être remonté simultanément avec le ressort de la dynamo au moyen d'une roue dentée 1 qui est arrêtée par un cliquet 2 après remontage complet des ressorts. Lorsque l'appareil est mis en route la roue 1 est dégagée de l'organe élastique 8 de la dynamo de manière à permettre à la dynamo et au distri- buteur "milliseconde" de tourner indépendamment. La roue 1 engrène avec un pignon 4 qui est relié par une transmission appropriée à un régulateur à friction 5, au moyen duquel et d'un tambour conique 6, on peut modifier le nombre de tours de la partie rotative 8 du distributeur, et de cette manière la durée de l'intervalle de temps.
La roue 1 engrène en outre, par
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l'intermédiaire d'un pignon 7, avec un mécanisme à roue libre 8 portant un commutateur élastique 9 destiné à fermer les conta.et 3 11a et llb. Le contacteur élastique 9 glisse le long d'un anneau denté à dents de rochet en matériau isolant,, les dents de rochet étant ménagées, sur sa circonférence intérieure. L'anneau 10 est monté à rotation dans un anneau 12, les deux organes étant adaptés à tourner l'un par rapport à l'autre. Au-dessous de chaque dent de rochet deux contacts lla, llb sont placés à proximité l'un de l'antre, les dits contacts étant fixés rigidement en deux rangées parallèles à l'intérieur de l'anneau 12 en matériau isolant.
Les contacts 11a de l'une des séries sont reliés ensemble, tandis que l'autre série de contacts 11b sert à distribuer le courant aux circuits de mise de feu individuels 17 tels que montré à la. figure 3. Par déplacement angulaire de l'anneau 12 avec les contacts lla, 11%, qui sont adaptés à traverser une fente longitudinale 18 dans l'anneau à rochet 10, la durée des impulsions de mise de feu, c'est-à-dire les quatre millisecondes imposées par les règlements, peuvent être ajustées. Les contacts Ils et llb servent de plots de contact pour un commutateur élastique 9 et par déplacement de ces contacts plus ou moins loin par rapport à une dent de l'anneau 10, la durée des impulsions de mise de feu peut être allongée ou raccourcie.
L'utilisation du commutateur élastique 9 est avanta- geuse en ce sens qu'après avoir échappé d'une dent isolante indi- vidu.elle, ce commutateur tombe avec toute sa surface et sous l'influence de son élasticité contre les contacts 11a, 11b, d'une manière brusque, d'où il résulte qu'une connexion sûre est établie et que la brûlure des contacts 11a et llb est empêchée. Le commutateur élastique 9 quitte les contacts 11a, 11b d'une manière également brusque, empêchant ainsi l'amorçage d'arcs de rupture. Suivent que le commutateur élastique glisse à une vitesse plus ou moins élevée on obtient d.es intervalles de tem@s plus ou moins longs entre l'allumage des circuits individuels.
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Grâce à son élasticité, le commutateur élastique 9, après avoir quitté la dent de rochet tombe contre les contacts 11a, ilµ tou- jours à la même vitesse, de sorte que la même durée est maintenue pour l'impulsion de mise de feu.
La vitesse de rotation du commutateur élastique 9 dépend du règlage du régulateur 5 au moyen d'une came excentrique dont larbre s'étend à la surface supérieure du couvercle, portant une échelle 14 étalonnée en intervalles de temps.
Suivant l'invention, le courant produit par une dynamo propre 15 montée dans le boîtier est amené par un conducteur à la rangée de contacts lla reliés ensemble. Les plots de l'autre rangée de contacts 11b sont alimentés en courant lorsqu'ils sont raccordés par le commutateur élastique 9 et le courant est amené à un connecteur à sept pôles ménagé dans le couvercle de l'appareil détonateur. La détonation électrique est effectuée en six intervalles avec des retards en millisecondes ajustés sur l'échelle 14 des intervalles de temps.
La mise de feu est produite par l'appareil détonateur dynamo électrique du type à milliseconde suivant l'invention consistant en une dynamo compound 15 et un distributeur 16 faisant fonctionner six circuits de temps. Le courant fourni par le conducteur aux amorces 17 chauffe le filament qui allume les capsules d'amorçage, mettant le détonateur en fonctionnement* Le courant produit par la dynamo compound traverse le distribu- teur 16 pour aborder des circuits de temps individuels. Le distributeur est adapté à être réglé à différents intervalles de temps depuis 8 à 25 millisecondes, avec une tension de 110 volts et un courant d'au moins un ampère.
Le distributeur 16 peut être réglé suivant les conditions de travail également à d'autres intervalles de temps par exemple sur 10, 15 , 20 millisecondes et après un réglage approprié, sur 20 à 80 milli- secondes. Etant donné que dans un même circuit de temps on peut connecter jusqu'à 20 détonateurs, 120 détonateurs peuvent être
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amorcés lorsque les six circuits de temps sont connectés. Sur un conducteur commun raccordé directement à la dynamo 15 on monte en série des groupes de détonateurs de tous les six circuits de temps avec l'une de leurs extrémités, un groupe individuel contenant 1 à 20 détonateurs. Les autres extrémités de groupes individuels de détonateurs sont connectées suivant une séquence appropriée au distributeur 16.
L'appareil détonateur dynamo-électrique du type milli- seconde pour mines facilite encore le fonctionnement en permettant l'amorçage de jusqu'à 120 détonateurs dans des intervalles suivant l'un l'autre de quelques millisecondes, par la simple manoeuvre d'un déclencheur. En effectuant la mise de feu de cette manière on obtient les avantages suivants :
Une meilleure utilisation de l'énergie de l'explosion et ainsi une économie d'explosifs; grâce à la diminution de la quantité d'explosifs et une meilleure utilisation de son énergie, la production et la quantité de produits gênants de post-explosion sent considérablement réduit la fragmentation du rocher que l'on a fait sauter est plus uniforme et plus appropriée par le charge- ment mécanique;
le rocher est soufflé par l'explosion à une distance beaucoup plus faible et peut être mieux contrôle et l'équipement de la mine est mieux protégé contre les endomma- gements; les vibrations produites par la détonation né sont pas propagées sur des zones aussi étendues qu'auparavant, les installations voisines, ou dans le cas des explosions de surface la structure des constructions environnantes, ne souffre aucun dommage. Enfin ce procédé de mise de feu réduit considérablement la possibilité d'accidents provoqués par les chutes de terrain et le danger d'explosion de gaz explosifs et de poussières de charbon, grâce au fait que la mise de feu de toute la série de charges est achevée en un temps inférieur à 0,5 seconde.
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Dynamo-electric detonator device.
The present invention relates to a dynamo-electric detonator apparatus of the so-called "millisecond" type, in particular for mines.
So far two modes of firing have been used to blow up the rock: instant firing in which the entire charge is detonated simultaneously,., And staggered firing which is much more efficient and effective. in which individual charges are successively detonated. A more recent stage in the development of this technique consists in the ignition in intervals of the order of a millisecond; again this is a staggered firing, but where, however, the individual detonations or series of detonations do not take place at intervals of half a second or longer, but at intervals of a few seconds.
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thousandths of a second: this is called the "millisecond" firing.
In the "millisecond" firing the drawbacks inherent in delayed primers, in which the delay is obtained by pyrotechnic means, are avoided. These drawbacks consist in particular in the overlap of individual steps or times and frequent failures. The "millisecond" firing requires a special detonator device.
Devices of this type are known in which, simultaneously with the modification of the time intervals, the duration of the ignition pulse (current flow time) is modified. However, these devices have drawbacks in their use for mines, where the danger of explosion from explosive gases and coal dust exists.
Another drawback of these devices consists in that they are supplied from an external source and that, in their majority, they consist of two parts, the distributor being placed in the immediate vicinity of the place of detonation and capable of being easily damaged. Distributors of existing devices also have the disadvantage that their contacts frequently deteriorate.
The "millisecond" detonator apparatus according to the present invention avoids the above mentioned drawbacks.
It is provided with a closed casing which is an explosion resistant casing and provides protection against explosive gases and coal dust. In this envelope are grouped in the same unit the own source - a dynamo compound - and the distributor. As the "milli-second" detonator apparatus for mines according to the invention forms a compact unit, any damage to the distributor is avoided. The annoying rapid wear of the distributor contacts is avoided by
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causing a rubber-band switch to project from its entire surface with a sudden impact against the contact pads of the distributor when firing.
Another advantage of the detonator apparatus according to the invention is that when any change is desired in the time intervals, the safety period of the firing pulse (four milliseconds) fixed by the regulations. is not changed; this is ensured by correct adjustment and appropriate choice of elasticity and elastic switch shape;
An exemplary embodiment of the apparatus according to the invention will be described with reference to the appended drawings in which:
Figure 1 shows the distributor of a "millisecond" mine detonator device with a non-dynamo drive; Figure 2 shows the distributor in cross section. FIG. 3 shows a diagram of the electrical wiring of the dynamo-electric detonator apparatus according to the invention for mines.
According to the embodiment chosen and shown, the drive spring of the distributor is arranged with a view to being reassembled simultaneously with the spring of the dynamo by means of a toothed wheel 1 which is stopped by a pawl 2 after complete reassembly of the springs . When the apparatus is started the wheel 1 is released from the elastic member 8 of the dynamo so as to allow the dynamo and the "millisecond" distributor to rotate independently. The wheel 1 meshes with a pinion 4 which is connected by a suitable transmission to a friction regulator 5, by means of which and a conical drum 6, it is possible to modify the number of turns of the rotating part 8 of the distributor, and of this way the duration of the time interval.
Wheel 1 also meshes, by
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via a pinion 7, with a freewheel mechanism 8 carrying a resilient switch 9 intended to close conta.et 3 11a and 11b. The elastic contactor 9 slides along a toothed ring with ratchet teeth made of insulating material, the ratchet teeth being provided, on its inner circumference. The ring 10 is rotatably mounted in a ring 12, the two members being adapted to rotate with respect to one another. Below each ratchet tooth two contacts 11a, 11b are placed close to one of the cavities, said contacts being rigidly fixed in two parallel rows inside the ring 12 of insulating material.
The contacts 11a of one of the series are connected together, while the other series of contacts 11b serve to distribute current to the individual firing circuits 17 as shown in. Figure 3. By angular displacement of the ring 12 with the contacts 11a, 11%, which are adapted to pass through a longitudinal slot 18 in the ratchet ring 10, the duration of the firing pulses, that is to say - say the four milliseconds imposed by regulations, can be adjusted. The contacts II and IIb serve as contact pads for an elastic switch 9 and by moving these contacts more or less far relative to a tooth of the ring 10, the duration of the firing pulses can be lengthened or shortened.
The use of the elastic switch 9 is advantageous in the sense that after having escaped from an individual insulating tooth, this switch falls with its entire surface and under the influence of its elasticity against the contacts 11a, 11b, in an abrupt manner, whereby a secure connection is made and the burning of the contacts 11a and 11b is prevented. The elastic switch 9 leaves the contacts 11a, 11b in an equally sudden manner, thus preventing the initiation of rupture arcs. It follows that the elastic switch slides at a more or less high speed one obtains more or less long time intervals between the ignition of the individual circuits.
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Thanks to its elasticity, the elastic switch 9, after leaving the ratchet tooth falls against the contacts 11a, it always at the same speed, so that the same duration is maintained for the firing pulse.
The speed of rotation of the elastic switch 9 depends on the adjustment of the regulator 5 by means of an eccentric cam whose shaft extends to the upper surface of the cover, bearing a scale 14 calibrated in time intervals.
According to the invention, the current produced by a clean dynamo 15 mounted in the housing is supplied by a conductor to the row of contacts 11a connected together. The pads of the other row of contacts 11b are supplied with current when they are connected by the elastic switch 9 and the current is supplied to a seven-pole connector provided in the cover of the detonator device. The electrical detonation is performed in six intervals with delays in milliseconds adjusted to the scale 14 of the time intervals.
The firing is produced by the dynamo electric detonator apparatus of the millisecond type according to the invention consisting of a dynamo compound 15 and a distributor 16 operating six time circuits. The current supplied by the conductor to the primers 17 heats the filament which ignites the priming capsules, putting the detonator into operation. The current produced by the dynamo compound passes through the distributor 16 to tackle individual time circuits. The distributor is adapted to be set at different time intervals from 8 to 25 milliseconds, with a voltage of 110 volts and a current of at least one ampere.
The distributor 16 can be adjusted according to the working conditions also at other time intervals, for example on 10, 15, 20 milliseconds and after an appropriate adjustment, on 20 to 80 milliseconds. Since up to 20 detonators can be connected in the same time circuit, 120 detonators can be
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initiated when all six timing circuits are connected. On a common conductor connected directly to the dynamo 15 are mounted in series groups of detonators of all six time circuits with one of their ends, an individual group containing 1 to 20 detonators. The other ends of individual groups of detonators are connected in an appropriate sequence to distributor 16.
The milli-second type dynamo-electric detonator apparatus for mines further facilitates operation by allowing the initiation of up to 120 detonators in successive intervals of a few milliseconds by the simple operation of a trigger. By firing in this way, the following advantages are obtained:
Better use of the energy of the explosion and thus savings in explosives; thanks to the decrease in the quantity of explosives and a better use of its energy, the production and the quantity of annoying products of post-explosion feels considerably reduced the fragmentation of the rock which one has blown up is more uniform and more appropriate by mechanical loading;
the rock is blown by the explosion to a much shorter distance and can be better controlled and the mine equipment is better protected against damage; the vibrations produced by the detonation are not propagated over areas as large as before, the neighboring installations, or in the case of surface explosions the structure of the surrounding buildings, suffer no damage. Finally, this firing process considerably reduces the possibility of accidents caused by falls from the ground and the danger of explosive gas and coal dust explosion, thanks to the fact that the firing of the entire series of charges is completed in less than 0.5 seconds.