Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология и безопасность взрывных работ. Лабораторный практикум
.pdf
Энергия, запасенная конденсаторами, рассчитывается по фор-
2
, ,
2
Дж
CU
W =
,RCt=
муле
где С – емкость конденсатора, Ф;
U – напряжение, до которого заряжается конденсатор, В.
При ступенчатом заряжании заряд конденсаторов происходит с различными постоянными времени t:
где R – зарядное сопротивление, Ом.
Для энергии Q = 100 Дж постоянная времени максимальная. Для энергии Q = 300 Дж постоянная времени t минимальная, поэтому заряд происходит с наибольшей скоростью.
Возможен плавный заряд конденсаторов через источник
питания. Напряжение на источнике контролируется вольтметром «U-источник». Напряжение регулируется вращением
ручки «0-MAX». Режим заряда выбирается переключением
тумблера «СТУПЕНЧАТЫЙ-ПЛАВНЫЙ».
Накопление энергии конденсатором происходит в положении тумблера «ЗАРЯД». Формирование взрывного импульса
происходит нажатием кнопки «ВЗРЫВ» при положении тумблера «РАЗРЯД».
После разряда конденсатора через медную проволочку (имитация действия взрыва) на конденсаторах остается остаточное
напряжение U
. Для снятия остаточного напряжения исполь-
ост
зуют кнопку «РАЗРЯД». Нажимая ее, необходимо добиться
нулевого напряжения на конденсаторах, проконтролировав его
вольтметром «U-конденсатора». Только после этого можно, вынув вилку из клеммы «БОЕВАЯ ЛИНИЯ», производить переключение медной проволочки и работать с взрывной камерой.
11
Энергия, выделяемая при имитации взрыва, подсчитыва-
2
2
ост
взр
,
22
Дж,
CU
CU
W = −
ется по формуле
где U
– остаточное напряжение на конденсаторах после ими-
ост
тации взрыва, В.
Величина остаточного напряжения составляет около
50 В.
Тарировочный график показан на рис. 1.2.
Порядок работы
Перед выполнением работы проверить, что тумблер «ЗАРЯД-РАЗРЯД» находится в положении «РАЗРЯД», шнур
взрывной камеры отключен от генератора импульсов.
1. Подключить медную проволочку к клеммам имитаци-
онной взрывной камеры.
2. Подключить шнур камеры к клеммам «БОЕВАЯ ЛИ-
НИЯ» генератора импульсов.
3. Включить вилку генератора в сеть ~ 220 В.
4. Выбрать режим заряда конденсаторов «ПЛАВНЫЙ-
СТУПЕНЧАТЫЙ».
5. Перевести работу генератора в режим «ЗАРЯД».
6. Зарядить конденсаторы до требуемого напряжения.
7. Перевести тумблер в режим «РАЗРЯД».
8. Произвести имитацию взрыва нажатием на кнопку
«ВЗРЫВ».
9. После взрыва снять остаточное напряжение нажатием
кнопки «РАЗРЯД».
10. Проконтролировать отсутствие напряжения на кон-
денсаторах вольтметром «U-конденсатора».
11. Вынуть шнур взрывной камеры из розетки «БОЕВАЯ
ЛИНИЯ».
12
Энергия разряда, Дж
W, Дж
W = 5,910
, Дж Напряжение заряда конденсаторов, В
U
12. Удалить обгоревший медный проводок из клемм взрыв-
ной камеры.
13. Вынуть шнур питания из розетки ~ 220 В.
706,67
390
375
340
345
330
315
300
285
270
255
240
225
210
195
180
165
150
135
120
105
90
75
60
45
30
15
90 135 180 225 270 315 360 405 450 495 540 585 630 675 720 765 810 855 900
045
–4U2
298,89
оставить в отключенном состоянии. Общий вид импульсного генератора и имитационной взрывной камеры показан на
рис. 1.3.
Устройство подготовить к повторному включению либо
Рис. 1.2. Зависимость энергии в накопительных
конденсаторах от напряжения заряда
13
Рис. 1.3. Общий вид генератора импульсов
и имитационной взрывной камеры
1.4. Техника безопасности приработе
содноканальным генератором импульсов
иимитационной взрывной камерой
Общие требования
К выполнению работ допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности устройства и расписавшиеся в журнале по технике безопасности.
Основными опасными факторами являются:
• разлет разрушаемых фракций модельных образцов;
• звуковой хлопок (40 Дб);
14
• высокое напряжение заряда конденсаторов;
• запасенная электрическая энергия 300 Дж.
Основные требования
Устройство включается в рабочий режим при закрытой
крышке взрывной камеры и вставленной вилке в клеммы
«БОЕВАЯ ЛИНИЯ». Оборудование считается исправным,
если при включении тумблера в положение «ЗАРЯД» вольтметр указывает на заряд конденсаторов генератора импульсов (стрелка перемещается в течение 2÷3 мин от 0 до 260 В).
Перед имитацией взрыва необходимо оповестить окружающих, что произойдет звуковой хлопок. Взрыв осуществляется в закрытой имитационной камере.
При замене образцов во взрывной камере необходимо отключить ее от клемм «БОЕВАЯ ЛИНИЯ». По окончании работ отключить генератор импульсов от сети 220 В и снять остаточное напряжение с блока конденсаторов нажатием кнопки
«РАЗРЯД» конденсатора (контроль осуществлять по показанию вольтметра – должно быть равно нулю). Затем вынуть
вилку взрывной камеры из клемм генератора, открыть крышку камеры и удалить разрушенные образцы и обгоревшую
медную проволочку.
1.5. Принцип работы пятиканального генератора
импульсов
Пятиканальный генератор импульсов служит для проведения лабораторных и исследовательских работ с электродетонаторами (ЭД) и проволочными мостами только в цеховых
условиях. Его использование в полевых условиях не разрешается.
Блок-схема прибора (рис. 1.4) состоит из кварцевого генератора 1 на частоту 1 МГц, триггера 2, управляющего работой
генератора, блока деления частот 3, десятичных счетчиков 4
и 5, галетных переключателей 6÷15, логических элементов
«И» 16÷20, конденсаторов 21, 23, 25, 27, 29, тиристорных
15
ключей 22, 24, 26, 28, 30 и выходных клемм 31÷35 для подсоединения ЭД или проволочных мостиков.
21
1 мкс
10 мкс
1
3
100 мкс
1 мс
10 мс
4
7
8
ПЗ
9
2
5
10
11
16
17
18
22 31
23
24
32
25
26
33
27
12
6
19
13
28
29
34
14
20
30
35
15
Рис. 1.4. Блок-схема прибора
Работает устройство следующим образом. Импульсы с
кварцевого генератора 1 поступают на блок деления частоты 3.
На выходах блока появляются прямоугольные импульсы частотой 1 МГц, 100 кГц, 10 кГц, 100 Гц, 1 Гц. Далее импульсы
поступают на десятичные счетчики 4 и 5. Выбор необходимой
частоты производится переключателем ПЗ. На выходах счетчиков 4 и 5 появляется последовательность импульсов, которые через галетные переключатели 6÷15 поступают на входы
логических элементов «И» 16÷20. При появлении на обоих
входах элементов «И» 16÷20 напряжения, соответствующего
логической «1» на выходе, появляется импульс, который по-
16
ступает на управляющий электрод соответствующего тиристорного ключа 22, 24, 26, 28, 30. При этом емкости 21, 23, 25,
27, 29 разряжаются через тиристорные ключи и ЭД, подключенные к выходным клеммам 31÷35.
Диапазон установки задержки импульса в каждом из пяти
каналов и дискретность установки приведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1
Режимы и диапазоны установки
Режим Диапазон Дискретность
1 1÷99 мкс 1 мкс
2 10÷990 мкс 10 мкс
3 100 мкс ÷ 9,9 мс 100 мкс
4 1÷99 мс 1 мс
5 10÷990 мс 10 мс
Энергия, запасенная конденсатором для каждого из пяти
каналов, плавно регулируется в диапазоне 0÷100 Дж.
Мощность, потребляемая от источника питания 220 В, –
50 Вт.
Схема силовой части прибора изображена на рис. 1.5.
Переменное напряжение с трансформатора Тр1 выпрям-
ляется диодным мостиком Д1÷Д4 до значения 400 В. Далее
через управляемый транзистор Т1 и зарядное сопротивление
R5 выпрямленный ток заряжает конденсаторы С1÷C5 (параллельное соединение шести конденсаторов в каждом канале типа К50-17-500 мкФ × 400 В).
Сопротивления R6÷R10 служат для исключения шунти-
рования одних конденсаторов другими. Делители R1, R2, R3
служат для постепенного открывания транзистора Т1 и таким
образом постепенного увеличения зарядного тока конденсаторов С1÷С5. Напряжение на конденсаторах контролируется вольтметром. Так как заряд конденсаторов происходит по
экспоненте, необходимо вращением ручки потенциометра R2
замедлить добиться максимальной крутизны зарядного тока
(диапазона 100÷200 В).
17
Tp 1
K1
R15
L1T2
C1
R6
K2
R11
L2T3
C2
R7
K3
R12
L3T4
C3
R8
K4
R13
L4T5
C4
R9
K5
R14
L5T6
C5
R10
11
R5 B2
T1
12
17
Д1 Д3
R1
400 B
R4
B3
+
R2
18
V
13
B4
_
R3
Д3 Д4
19
14
20
B5
B6
Рис. 1.5. Принципиальная схема импульсного генератора
6
8
2
1
B1
Пр
220 B
18
Потенциометр R2 делает 10 оборотов. Заряд всех пяти
конденсаторов до максимального значения происходит в течение времени до 10 минут. Поэтому скорость вращения ручки потенциометра R2 – один оборот в минуту.
При достижении необходимого потенциала на конденсаторах нажатием кнопки «ПУСК» подаются импульсы открывания тиристоров Т2÷Т6 с импульсных трансформаторов
L1÷L5.
Конденсаторы разряжаются через тиристоры и подключенные к клеммам К1÷K5 ЭД или проволочные мостики.
Происходит эффект взрыва. Далее отключается питание
прибора тумблером В1 и остаточный заряд конденсаторов
удаляется через сопротивление R11÷R15. Стрелка прибора
должна возвратиться в нулевое положение. Только после
этого возможно повторное взрывание. Ручку потенциометра
R2 необходимо повернуть в крайнее левое положение.
Порядок работы с прибором
1. Тумблеры В2÷В6 «ВК-ВЫКЛ» каждого из пяти кана-
лов и сетевой тумблер находятся в положении «ВЫКЛ». Тумблер «Генератор» – в положении «ВЫКЛ».
2. Переключателем П3 установить дискретность отсчета
временных интервалов.
3. Переключателями в каждом из пяти каналов устано-
вить необходимое время задержки.
4. К клеммам I÷V каналов подсоединить электродетона-
торы или проволочные мостики.
5. Ручка зарядного потенциометра – в крайнем левом по-
ложении.
6. Включить тумблер «СЕТЬ» в положение «ЗАРЯД». Вре-
мя заряда конденсаторов – 7÷10 минут.
7. Тумблер «Генератор» – в положение «ВКЛ».
8. Нажать кнопку «УСТ 0», загорится красный свето-
диод.
9. Тумблер «ВК-ВЫКЛ» в каждом канале, к которому под-
ключены ЭД, установить положение «ВК».
19
10. Ручкой зарядного потенциометра (R2) установить необходимую энергию на конденсаторах, контролируя эту величину прибором на передней панели.
11. Нажать кнопку «Пуск». Происходят взрывы.
12. Тумблер «ГЕНЕРАТОР» – в положение «ВЫКЛ».
13. Тумблер «СЕТЬ» – в положение «Разряд».
14. Последующее включение возможно только после того,
как стрелка прибора на лицевой панели вернется к нулевой отметке.
Необходимо помнить, что последующее включение возможно только при установке ручки зарядного сопротивления в крайнее левое положение!
1.6. Техника безопасности привыполнении работ
При работе с включенным прибором необходимо исключить доступ человека к клеммам прибора, ЭД и проволочным
мостикам. Взрыв должен осуществляться в замкнутом объеме, исключающем попадание взрывных фракций на окружающие предметы и человека. На рис. 1.6 показано расположение и момент взрыва модельного образца во взрывной
камере с защитным экраном.
Собирать электрическую схему, производить в ней пере-
ключение можно только при отсутствии напряжения.
Схему следует собирать так, чтобы провода не перекрещи-
вались, не были натянуты и не перекрещивались петлями.
Работа с устройством возможна только при наличии как
минимум двух человек, ознакомленных с инструкцией по технике безопасности при выполнении электромонтажных работ
и умеющих оказать первую помощь при поражениях током.
Во всех случаях обнаружения повреждений электропроводки оборудования немедленно выключите устройство и поставьте в известность ответственных за это лиц.
Работа с устройством возможна только лицам, прошедшим
инструктаж по технике безопасности по работе с напряжением
до 1000 В.
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]