RO121495B1 - Tester pentru verificarea explozoarelor miniere - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la testere pentru verificarea explozoarelor miniere în construcţie normală sau antigrizutoasă, care asigură verificarea simultană a mai multor parametri ai explozoarelor, precum ?i diagnosticarea rapidă a stării tehnice a acestora. Testerul pentru verificarea explozoarelor miniere este format dintr-un bloc (B1) de simulare a rezistenţei circuitului exterior de capse, pe care se debitează energia acumulată în explozor, cu tensiunea (u0), bloc care încorporează un divizor de tensiune realizat din ni?te rezistenţe (R1), (R2) ?i (R3), care constituie ca sursă de semnale cu o tensiune (u1) pentru blocurilefuncţionale (B2) ?i (B3) ?i o tensiune (u2) pentru un alt bloc funcţional (B4), blocul (B2) pentru validarea tensiunii de vârf (U0), debitată de explozor, bloc echipat cu comparatorul (c1) ?i lampa de semnalizare (L2), care funcţionează dacă tensiunea de vârf (U0), debitată de explozor,este mai mare decât tensiunea nominală (UN), blocul (B3) pentru validarea unei tensiuni oarecarela bornele explozorului/polarizare inversă a testerului, bloc echipat cu dioda de sens (D) ?i lampa de semnalizare (L2), care funcţionează dacă testerul este racordat cu polaritatea inversată la bornele explozorului, blocul (B4) pentru validarea/invalidarea unei durate de debitare a impulsului de curent, bloc echipat cu comparatorul (c2), potenţiometrul de presetare a timpului (P) ?i lampa de semnalizare (L3), care funcţionează dacă durata de debitare a impulsului de curent este maimare sau egală cu timpul presetat de operator din potenţiometru (P).

Description

Invenția se referă la un aparat destinat verificării explozoarelor miniere, respectiv a parametrilor de securitate, respectiv tensiunea de vârf debitată de explozor, durata de debitare a impulsului, impulsul de curent debitat corespunzător rezistenței maxime a circuitului exterior de capse. Sunt cunoscute o serie de metode de măsurare a acestor parametri de securitate ai explozoarelor miniere și/sau încercări practice de performanță, care se bazează pe o serie de aparate de măsură și echipamente de încercare specifice, care presupun existența unui laborator special amenajat și dotat (Prescripții Tehnice PT-E05-anexă la Normele Specifice de protecție a muncii pentru depozitarea, transportul și folosirea materiilor, ed.1997).

Aceste metode prezintă însă o serie de dezavantaje cum ar fi: operațiile de determinare a parametrilor sunt derulate succesiv și necesită astfel o perioadă de timp îndelungată, aparatele de măsură clasice, de laborator, utilizate, necesită o rețea de alimentare cu energie electrică, respectiv, în cazul verificărilor practice de performanță a explozoarelor, sunt necesare un număr oarecare de capse electrice detonante, desfășurarea încercărilor derulându-se într-un poligon special pentru testarea materiilor explozive. De asemenea, aceste metode nu permit verificarea „in situ a explozoarelor miniere, înainte de utilizarea lor la detonarea încărcăturilor explozive din frontul de lucru.

Scopul invenției este realizarea unui tester pentru verificarea explozoarelor miniere, care să poată fi efectuată atât în condiții de laborator (în cazul verificărilor periodice anuale și a verificărilor curente lunare), cât și în condiții de „in situ (respectiv la locul de utilizare a explozorului, verificarea „in situ efectuându-se chiar înainte de detonarea încărcăturilor explozive).

Problema pe care o rezolvă invenția este realizarea unui aparat specializat, portabil, pentru verificarea directă și simultană a parametrilor de securitate a explozoarelor miniere, respectiv validarea tensiunii de vârf debitată de explozor, validarea funcționării explozorului și/sau polarizării inverse a testerului, determinarea duratei de debitare a impulsului, respectiv validarea impulsului de curent debitat de explozor, corespunzător rezistenței maxime a circuitului exterior de capse.

Testerul pentru verificarea explozoarelor miniere, conform invenției, este formatdintrun bloc care simulează circuitul exterior de capse, realizat (din rezistențe de putere) ca divizor de tensiune (pe care se descarcă energia acumulată în explozor) și care se constituie și ca prize de semnal pentru următoarele blocuri funcționale: bloc pentru validarea tensiunii de vârf, prevăzut cu comparator și lampă de semnalizare, bloc pentru validarea funcționării explozorului și/sau polarizarea inversă a testerului, prevăzut cu diodă de sens și lampă de semnalizare, bloc pentru validarea/invalidarea duratei de debitare a impulsului de curent, prevăzut cu comparator și cu posibilitatea de reglare de către operator prin ajustarea potențiometrului de presetare a timpului și lampă de semnalizare, astfel că la anumite valori presetate ale timpului, corelând informațiile furnizate de lampa de semnalizare pentru tensiunea de vârf și lampa de semnalizare pentru durata debitării impulsului de curent, se poate aprecia că impulsul de curent debitat corespunzător rezistenței maxime a circuitului exterior de capse este corespunzător.

Invenția prezintă următoarele avantaje: verificarea simultană a mai multor parametri de securitate pentru explozoare, respectiv tensiune de vârf, durata de debitare a impulsului și impulsul de curent debitat; testerul nu are nevoie de sursă exterioară sau proprie de alimentare, fiind autonom total; testerul este portabil și poate fi utilizat la toate tipurile de verificări sistematice la care explozoarele pot fi supuse conform reglementărilor în vigoare, respectiv verificări periodice anuale, verificări curente lunare și verificări „in situ', are masă proprie scăzută (câteva sute de grame); interpretarea rezultatelor este simplă și sigură.

RO 121495 Β1

Se dau în continuare două exemple de realizare a testerului, conform invenției în legătură cu fig.1 și 2, care reprezintă:

- fig. 1, schema bloc a testerului conform invenției;

-fig.2, schema bloc a unei variante a testerului, conform invenției, care poate fi utilizat numai în cazul verificărilor curente lunare și a verificărilor „in situ a explozoarelor.

- fig.3, curbele caracteristice ale explozorului respectiv, curentul debitat și impulsul de curent debitat k(t), care se utilizează conform invenției pentru verificarea impulsului de curent debitat;

- fig.4, fotografie a testerului tip T.V.P.E. VOPIL 100 realizat conform invenției;

-fig.5, fotografie a testerului tip T.V.C.A. - VOPIL 100, T.V.C.E. - EC1100 și T.V.C.E. - ETP 200, realizate conform invenției.

Conform invenției și în legătură cu fig.1, testerul pentru verificarea explozoarelor miniere conține un bloc B1, de simulare a circuitului exterior de capse, pe care se descarcă energia acumulată în explozor și care are tensiunea u₀, bloc compus din rezistențele de putere R1, R2 și R3, ale căror valori sunt alese astfel încât suma valorilor acestora să fie egală cu rezistența maximă admisă de explozor pentru circuitul exterior de capse, respectiv Rl + R2 + R3 = Rmax și de asemenea din acest bloc se culeg două tensiuni u_n u₂ proporționale cu tensiunea debitată de explozor u₀necesare alimentării cu semnal pentru următoarele blocuri funcționale; tensiunea u_d este aplicată blocului funcțional B2, care validează o tensiune de vârf U₀corespunzătoare, debitată de explozor, prin compararea tensiunii de vârf cu o valoare de prag presetată și realizată constructiv pe baza datelor proiectării; astfel, în situația în care valoarea inițială a tensiunii debitate de explozor, pe blocul B1, tensiunea de vârf

-t \ ^Rmax^C este mai mare decât valoarea tensiunii nominale a explozorului U_N, luată în calculele de proiectare a testerului, valoarea inițială U₁ a tensiunii u, trece de valoarea de prag proiectată 27 pentru comparatorul c, și lampa de semnalizare cu care este prevăzut acest bloc B2, se aprinde; aceeași tensiune u, se aplică și blocului B3, care validează funcționarea la o stare 29 tehnică oarecare a explozorului/polarizarea inversă a testerului, astfel că, în situația în care testerul este racordat la explozor cu inversarea polarității, datorită diodei de sens D, lampa 31 de semnalizare L₂ se aprinde, obținându-se o informație cu privire la debitarea de către (explozor a unei tensiuni oarecare, în continuare fiind necesară conectarea corectă a teste- 33 rului la bornele explozorului și reluarea testării acestuia; semnalul cu tensiunea u₂se aplică blocului B4, care validează/invalidează o valoare de timp prezentată de operator cu ajutorul 35 potențiometrului P într-o gamă de valori proiectate și predeterminate, de exemplu 0,1+20 [msj; validarea se realizează cu ajutorul comparatorului c₂, care determină aprinderea sau 37 nu a lămpii de semnalizare L₃, în funcție de rezultatul comparării dintre durata de debitare a impulsului de curent de explozor pe locul B₁ și de valoarea de timp selectată de operator. 39 Testerul este autonom din punct de vedere al alimentării cu energie electrică, fiind proiectat și realizat astfel încât energia necesară funcționării lui să fie extrasă din energia 41 debitată de explozorul testat. Consumul specific testerului este insignifiant, raportat la energia debitată de explozor, astfel că rezultatele încercărilor nu sunt viciate de consumul 43 testerului.

RO 121495 Β1

Testerul conform invenției funcționează în felul următor: se racordează testerul la bornele explozorului; se pune în funcție explozorul, în conformitate cu instrucțiunile de utilizare proprii, astfel încât acesta să se încarce cu energie și apoi să se declanșeze debitarea acesteia pe bornele exterioare; se urmărește indicația oferită de lampa de semnalizare L₂ a polarității inverse a testerului (dacă aceasta s-a aprins, atunci se inversează conexiunea testerului la bornele explozorului); tensiunea u₀, debitată de explozor pe rezistențele de putere înseriate R,, R₂ și R₃ ale blocului B, de simulare a circuitului exterior de capse, determină apariția unei tensiuni u_l5, care alimentează blocul B₃ și, în cazul în care polarizarea testerului este inversă, datorită diodei de sens D, lampa L₂ se aprinde; în continuare, după conectarea cu polaritatea corectă a testerului la explozor, se acționează de către operator asupra potențiometrului P și se selectează un interval de timp dorit, de exemplu 4 [ms] (pentru explozoarele în construcție antigrizutoasă); se acționează din nou explozorul și se urmăresc indicațiile furnizate de lămpile L, și L₃; tensiunea u₀ a energiei debitate de explozor pe divizorul de tensiune realizat din rezistențele R₁₍ R₂ și R₃ ale blocului B₁ de simulare a circuitului exterior de capse, determină apariția semnalelor cu tensiunile u, și u₂ utilizate de blocul B₂ pentru verificarea tensiunii de vârf și de blocul B₄ pentru verificarea duratei de debitare a impulsului. în cazul blocului B_z, dacă valoarea inițială momentană U₁ a semnalului u_v este mai mare decât valoarea de prag U_N, atunci comparatorul c₄ determină aprinderea lămpii de semnalizare L, și se valideaz.ă astfel că explozorul debitează o tensiune de vârf mai mare sau egală cu tensiunea nominală; în cazul blocului B₄, semnalul cu tensiunea u₂ este prelucrat astfel încât să se realizeze o comparare cu ajutorul comparatorului c₂ încorporat, care utilizează pentru comparație valoarea de timp presetată de operator prin intermediul potențiometrului P; dacă rezultatul comparației este următorul: durata debitării impulsului este mai mare sau egală cu timpul presetat, atunci lampa de semnalizare L₃ a blocului B₄ se aprinde. în cazul utilizării diagramei curbelor caracteristice explozorului testat, respectiv curentul debitat i(t) și impulsul de curent debitat k(t), prin folosirea testerului se poate face și verificarea impulsului de curent debitat de explozorul testat. Ceea ce interesează în mod deosebit din curbele prezentate în fig. 3, pentru utilizarea testerului este timpul t₄; timpul în care explozorul debitează impulsul sigur de funcționare a capselor electrice detonante K(s). Acest timp t₅ se presetează de operator cu ajutorul potențiometrului P și se face o nouă testare a explozorului. Se urmăresc indicațiile oferite de lămpile de semnalizare L, și L₃; dacă acestea se aprind, atunci se poate aprecia că explozorul debitează un impuls de curent suficient de mare pentru a iniția toate capsele electrice detonate din circuitul exterior de capse.

în scopul calibrării constructive a testerului se utilizează datele obținute din proiectarea testerului pentru fiecare tip de explozor în particular, plecând de la parametrii definitorii ai explozorului, respectiv: tensiune nominală U_N[V], tensiune de vârf UJV], rezistența maximă a circuitului exterior de capse electrice detonante R_max[Q], capacitatea condensatorului de sarcină C[pF], tipul capselor electrice detonante, respectiv curentul de funcționare l_s [A] și impulsul de curent sigur de funcționare K_s [mWs/Q], iar în cazul explozoarelor în construcție antigrizutoasă și durata de debitare a impulsului de curent limitată la 4 [ras]. Astfel, pentru fiecare tip de explozor se proiectează și se realizează câte un tester, calibrat pe caracteristicile explozorului. De exemplu, pentru explozorul minier în construcție antigrizutoasă tipVOPIL M514 K/1 s-a realizat, conform invenției, testerul pentru verificări periodice tip T.V.P.E. VOPIL 100, prezentat în fig. 4.

în fig. 2 este prezentată schema bloc a unei variante de realizare a testerului, conform invenției, care este utilizabilă la verificarea curentă lunară și la verificarea „in situ a explozoarelor miniere. Diferența constructivă a aparatului este aceea că testerul nu este echipat cu blocul specializat pentru verificarea duratei de debitare a impulsului de curent.

RO 121495 Β1

Aparatul este realizat din blocurile funcționale B1 - bloc care simulează circuitul exterior de 1 capse, realizat din rezistențele R₁ și R₂ (valoarea Ri + R₂ = R_max)₅care se constituie și ca divizor de tensiune pentru culegerea de semnal u,, utilizat la funcționarea blocului B₂ și B₃; 3 blocul B₂ pentru validarea tensiunii de vârf U_o debitată de explozor, echipat cu comparatorul c₄ și lampa de semnalizare L/, blocul B₃ pentru determinarea polarizării inverse a testerului / 5 validarea unei tensiuni oarecare la bornele explozorului, bloc echipat cu dioda de sens D și lampa de semnalizare L₂. Funcționarea și utilizarea testerului este similară cu cea a apara- 7 tului descris anterior.

Pentru această variantă de aparat, conform invenției, s-au realizat următoarele tes- 9 tere pentru verificarea curentă și „in situ a explozoarelor miniere tip VOPIL M514 K/l, ECI 100 și ETP - 200 AS, respectiv testerele pentru verificări curente tip T.V.C.E. -VOPIL 100, 11

T.V.C.E. - EU -100 și T.V.C.E. - ETP 200, prezentate în fig. 4.

Pentru calibrarea constructivă a aparatului se utilizează aceleași reguli de calcul ca 13 în cazul primului aparat, pornind de la aceiași parametri definitorii ai explozorului.

Claims (2)

15 Revendicări

1. Tester pentru verificarea explozoarelor miniere, caracterizat prin aceea că este format dintr-un bloc (BJ de simulare a rezistenței circuitului exterior de capse pe care se 19 debitează energia acumulată în explozor, cu tensiunea (u₀), bloc care încorporează un divizor de tensiune realizat din niște rezistențe (R_v R₂ și R₃), care constituie ca sursă de 21 semnale cu o tensiune (uj pentru blocurile funcționale (B₂ și B₃) și o tensiune (u₂) pentru un alt bloc funcțional (B₄), blocul (B₂) pentru validarea tensiunii de vârf (U_o) debitată de explozor, 23 bloc echipat cu comparatorul (c₅) și lampa de semnalizare (L₂), care funcționează dacă tensiunea de vârf (U_o) debitată de explozor este mai mare decât tensiunea nominală (U_N), blocul 25 (B₃) pentru validarea unei tensiuni oarecare la bornele explozorului/polarizare inversă a testerului, bloc echipat cu dioda de sens (D) și lampa de semnalizare (L₂), care funcționează 27 dacă testerul este racordat cu polaritatea inversată la bornele explozorului, blocul (B₄) pentru validarea/invalidarea unei durate de debitare a impulsului de curent, bloc echipat cu compa- 29 ratorul (c₂), potențiometrul de presetare a timpului (P) și lampa de semnalizare (L₃), care funcționează dacă durata de debitare a impulsului de curent este mai mare sau egală cu 31 timpul presetat de operator din potențiometrul (P).

2. Tester pentru verificarea explozoarelor miniere, conform revendicării 1, caracteri- 33 zat prin aceea că este realizat cu blocurile funcționale: un bloc (B,) pentru simularea circuitului exterior de capse, echipat cu rezistențele (Rf și R₂), care se constituie ca divizor de 35 tensiune și priză de semnal cu tensiunea (uj pentru blocurile (B₂ și B₃); un bloc (B₂) pentru validarea tensiunii de vârf (U_o) debitată de explozor, echipat cu comparatorul (c,) și lampa 37 de semnalizare (L^, care funcționează dacă tensiunea de vârf (U_o) este mai mare decât tensiunea nominală (U_N) a explozorului; un bloc (B₃) pentru validarea unei tensiuni oarecare la 39 bornele explozorului/polarizării inverse a testerului, bloc echipat cu dioda de sens (D) și lampa de semnalizare (L₂), care funcționează dacă testerul este conectat cu polaritatea 41 inversată la bornele explozorului.