Стенд для исследования рабочих характеристик быстродействующих электродетонаторов

Изобретение относится к области испытательного оборудования, предназначенного для испытаний на работоспособность СИ и ВУ при задействовании их импульсами тока различной формы и амплитуды в момент действия ударных нагрузок. Устройство включает испытательную и операционную зоны. В испытательной зоне расположен копер, состоящий из деревянной станины, в которой располагается вал. На валу закреплены сегмент и храповое колесо, к сегменту закреплены груз, подвешенный на ремне, и рукоятка с молотом. На станине параллельно оси вала установлена тумба, в пазу которой расположена наковальня. Копер заключен в защитную стальную камеру, двери которой оснащены системой блокировки цепей электропитания, снаружи которой расположен механический привод для подъема молота. На молоте закреплены приспособление с испытываемым объектом, пьезодатчик для контроля времени работы ЭД и пьезоакселерометр. Также в испытательной зоне размещены схема формирования импульса подрыва, соединенная с испытуемым объектом подрывной магистралью, и ПР, установленный на подрывную магистраль и обеспечивающий измерение тока, протекающего через мостик ЭД в момент его срабатывания. В операционной зоне размещены УЗД, генератор импульсов, формирующий необходимую задержку, ГПИ, соединенный со схемой формирования импульса подрыва электрическим кабелем, и регистрирующая аппаратура, соединенная измерительными кабелями с датчиками и ПР. Технический результат заключается в возможности испытаний быстродействующих СИ и ВУ при задействовании их импульсами тока различной амплитуды и длительности в момент действия ударных нагрузок, упрощении конструкции, обеспечении безопасности персонала. 4 ил.

 

Изобретение относится к области специального испытательного оборудования, предназначенного для испытаний на работоспособность средств инициирования (СИ) и взрывных устройств (ВУ) при задействовании их импульсами тока различной формы и амплитуды в момент действия ударных нагрузок.

Известен маятниковый копер для испытания образцов (патент РФ №2047154; МПК G01N 3/34, опубл. 27.10.1995), содержащий станину, установленный на нем маятник с грузом, закрепленный на маятнике захват для образца, установленные на станине два упора, предназначенные для взаимодействия с установленным на образце ударопередающим элементом с противоположных его сторон, и устройство для периодического подъема и освобождения маятника, имеющее привод. Устройство включает привод вращения, кинематически связанную с ним платформу, ось вращения которой совпадает с осью качания маятника, и управляемую сцепную муфту для соединения платформы с осью маятника.

Недостатком известного аналога является то, что на нем нельзя испытывать СИ и ВУ на работоспособность.

Известен способ формирования импульса перегрузки при ударных испытаниях (патент РФ №2173449; МПК G01M 7/08, опубл. 10.09.2001), заключающийся в том, что платформу с испытуемым объектом, который устанавливают с возможностью перемещения относительно платформы при торможении последней, разгоняют до соударения с тормозным устройством и тормозят испытуемый объект вторым тормозным устройством, которое устанавливают между испытуемым объектом и платформой с зазором δ между объектом и вторым тормозным устройством. При этом в процессе перемещения объекта относительно платформы, происходящего в пределах указанного зазора, производят дополнительный разгон объекта испытаний путем передачи ему кинетической энергии разгоняемого на ударном стенде вместе с объектом испытаний и платформой инерционного груза, осуществляемый с помощью установленного на платформе передаточного механизма с передаточным отношением i<1.

Данный способ служит для испытания только крупногабаритных объектов.

Известно устройство для испытания изделий, содержащих взрывчатые материалы, находящихся в зоне обработки (патент РФ №2510000; МПК G01N 3/02, опубл. 20.03.2014), управляемое из отделенной от зоны обработки перегородкой операционной зоны, включающее в себя наковальню, молот с расположенным на нем испытуемым изделием, захватное приспособление, посредством которого имеется возможность подъема-спуска молота через трос, связанный с электродвигателем, пульт управления которого находится в операционной зоне, и два малых троса, одни концы которых закреплены на захватном приспособлении, другие соединены с тросом для ручного дистанционного управления из операционной зоны.

Недостатками известного устройства являются невозможность получения перегрузки более 3000 ед., отсутствие защитной кабины и системы блокировки цепей электропитания.

Задачей данного изобретения является разработка устройства для испытаний на работоспособность средств инициирования (СИ) и взрывных устройств (ВУ), в частности электродетонаторов (ЭД), при задействовании их импульсами тока различной формы и амплитуды в момент действия ударных нагрузок.

Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, заключается в возможности испытания быстродействующих СИ и ВУ при задействовании их импульсами тока различной амплитуды и длительности в момент действия ударных нагрузок, простоте конструкции, обеспечении безопасности персонала при проведении опасных для жизни и здоровья работ. В основном технический результат достигается тем, что при разработке конструкции стенда решена главная задача синхронизации двух испытательных процессов: воздействие на испытуемый объект импульса ударного ускорения и задействование испытуемого объекта (ЭД) с целью определения его основных рабочих характеристик, при этом обеспечена безопасность персонала и возможность варьировать условиями испытаний в широком диапазоне значений параметров.

Технический результат достигается тем, что стенд для исследования рабочих характеристик быстродействующих электродетонаторов включает испытательную зону и операционную зону. В испытательной зоне расположен копер, состоящий из деревянной станины, в которой располагается вал, на валу закреплены сегмент и храповое колесо, к сегменту закреплены груз, подвешенный на ремне, и рукоятка с молотом. На станине в плоскости, перпендикулярной основанию, параллельно оси вала установлена тумба, в пазу которой расположена наковальня. Копер заключен в защитную стальную камеру, двери которой оснащены системой блокировки цепей электропитания, снаружи которой расположен механический привод для подъема молота. На молоте закреплены приспособление с испытываемым объектом, пьезодатчик для контроля времени работы ЭД и пьезоакселерометр, генерирующий электрический импульс при соударении молота с наковальней и запускающий все измерительные и управляющие приборы стенда. Также в испытательной зоне размещены схема формирования импульса подрыва, соединенная с испытуемым объектом подрывной магистралью, и пояс Роговского (ПР), установленный на подрывную магистраль и обеспечивающий измерение тока, протекающего через мостик электродетонатора в момент его срабатывания. В операционной зоне размещены усилитель заряда дифференциальный (УЗД), генератор импульсов, формирующий необходимую задержку, генератор подрывного импульса (ГПИ), соединенный со схемой формирования импульса подрыва электрическим кабелем, и регистрирующая аппаратура, соединенная измерительными кабелями с датчиками и поясом Роговского.

В испытательной зоне размещается копер с испытуемым объектом, в операционной зоне размещаются измерительные приборы (контролирующие датчики) и средства задействования копра с ЭД. Станина копра выполнена деревянной для обеспечения гашения ударных волн. Разделение стенда для исследования рабочих характеристик электродетонаторов на две зоны (испытательную и операционную) и оснащение дверей защитной камеры блокировкой цепи питания подрывной магистрали обеспечивают безопасность персонала при проведении испытаний, так как задействование копра происходит дистанционно из операционной зоны и при закрытых дверях защитной камеры.

На фиг. 1 изображен копер, на фиг. 2 изображена структурная схема стенда, на фиг. 3 - приспособление с испытываемым объектом (ЭД, ВУ), на фиг. 4 представлена общая компоновка стенда для исследования рабочих характеристик ЭД; где 1 - молот, 2 - деревянная рукоятка, 3 - приспособление с испытываем объектом, 4 - наковальня, 5 - тумба, 6 - груз, 7 - станина, 8 - защитная стальная камера, 9 - вал, 10 - храповое колесо, 11 - ремень, 12 - усилитель заряда дифференциальный, 13 - генератор импульсов, обеспечивающий необходимую задержку, 14, 15 - согласующее устройство, 16 - генератор подрывного импульса, 17 - схема формирования импульса подрыва, 18 - пояс Роговского, 19 - осциллограф, 20, 21 - источник питания, 22 - блокировка системы питания, 23, 24, 25, 26 - измерительный кабель, 27 - корпус для размещения схемы формирования импульса подрыва и пояса Роговского, 28 - пьезоакселерометр, 29 - корпус приспособления, 30 - испытываемый объект (электродетонатор), 31 - пьезодатчик, 32 - втулка, 33 - изолятор, 34 - подложка, 35 - винт, 36 - винт крепления приспособления, 37 - копер в защитной стальной камере, 38 - регистрирующая аппаратура, А - испытательная зона, Б - операционная зона.

Копер (фиг. 1) представляет собой массивную конструкцию, состоящую из деревянной станины 7, обеспечивающей быстрое гашение ударных волн, в которой располагается вал 9. На валу 9 закреплены сегмент (на фиг. не показан) и храповое колесо 10. К сегменту крепятся груз 6, подвешенный на ремне 11, и рукоятка 2 с молотом 1, на котором устанавливается приспособление с испытываемым объектом 3. Параллельно оси вала 9 в плоскости, перпендикулярной основанию, на станину 7 устанавливается тумба 5. В пазу тумбы 5 располагается наковальня 4. Сбоку от станины 7 за защитной стальной камерой 8 располагается механический привод (на фиг. не показан). В исходном состоянии молот 1 с установленным на нем приспособлением с испытываемым объектом 3 опирается на наковальню 4. При испытании молот 1 взводится на заданный зуб храпового колеса 10 при помощи механического привода и фиксируется на нем, затем храповое колесо 10 освобождается и молот 1, разгоняясь под действием груза 6, ударяет о наковальню 4.

Корпус 27, включающий схему формирования импульса подрыва 17 и ПР 18, располагается в защитной стальной камере 8 копра (фиг. 2). Двери защитной стальной камеры 8 копра оснащены блокировкой системы электропитания 22 (при открытии происходит разрыв цепи питания подрывной магистрали). Все остальные приборы находятся в операционной зоне В (фиг. 4). Подрывная магистраль состоит из трех параллельно соединенных измерительных кабелей 24 в бронерукаве, и измерительные кабели 23, 25, 26 проложены в закрытом металлическом лотке.

Приспособление 3 (фиг. 3) включает испытываемый объект - электродетонатор 30, который устанавливается в корпус 29 и прижимается винтом 35, пьезодатчик 31, который устанавливается под колпачок ЭД 30 и предназначен для регистрации факта и времени срабатывания ЭД 30, а само приспособление 3 крепится к верхнему торцу молота 1 с помощью винта 36.

УЗД 12 предназначен для усиления и фильтрации первичного сигнала, поступающего от пьезоакселерометра 28 и передачи его на регистрирующий осциллограф 19 и генератор импульсов 13, размещенные в операционной зоне В (фиг. 4).

Генератор импульсов 13 позволяет осуществлять задержку сигнала, поступающего с УЗД 12 и далее на согласующее устройство 14, относительно начала действия ударной нагрузки (импульса ударного ускорения).

Согласующее устройство 14 формирует импульс для запуска ГПИ 16.

Схема формирования импульса подрыва 17 предназначена для регулирования амплитуды и длительности подрывного импульса тока с ГПИ 16. Регулирование формы подрывного импульса, в частности крутизны переднего фронта, производится с помощью перенастройки параметров ГПИ 16.

ПР 18 используется для регистрации тока, протекающего в подрывной магистрали, соединенной с мостиком электродетонатора 30, и при этом не вносит никаких изменений в параметры подрывного импульса.

Согласующие устройства 14 и 15 необходимы для согласования измеряемых сигналов с регистрирующей аппаратурой.

В качестве регистрирующей аппаратуры сигналов тока и напряжения используются цифровые запоминающие осциллографы 19.

Данная конструкция позволяет проводить исследования рабочих характеристик быстродействующих электродетонаторов (время работы ЭД, тока, протекающий через мостик ЭД и напряжения на электродах ЭД в момент срабатывания ЭД) в различные моменты действия импульса ударного ускорения, и получать информацию испытания - длительность и амплитуду импульса ударного ускорения, используя осциллографический метод.

Принцип работы стенда для исследования рабочих характеристик ЭД.

Для осуществления запуска аппаратуры в требуемый момент действия импульса ударного ускорения используется пьезоакселерометр 28, который генерирует электрический импульс при соударении молота 1 с наковальней 4. Сигнал поступает на УЗД 12 и далее на генератор импульсов 13, который обеспечивает необходимую задержку подачи подрывного импульса на исследуемый объект (ЭД, ВУ). Генератор импульсов 13 вырабатывает сигнал для согласующего устройства 14, в котором происходит срабатывание тиристора, находящегося в ждущем режиме под напряжением 240…270 В. Такое напряжение необходимо для исключения действия помех и дистанционного запуска ГПИ 16.

Высоковольтный сигнал поступает на схему формирования импульса подрыва 17, где происходит регулирование его амплитуды по току и длительности.

Запуск регистрирующей аппаратуры (осциллографов 19) осуществляется от сигнала, поступающего с УЗД 12. При этом производится запись контролируемых параметров:

- длительности и амплитуды импульса ударного ускорения;

- момента времени срабатывания ЭД 30 относительно начала действия ударной нагрузки;

- тока в момент взрыва (сгорания) мостика (по импульсу напряжения с ПР 18);

- времени взрыва мостика (по импульсу напряжения с электродов ЭД 30);

- времени работы ЭД 30 (по импульсу напряжения от пьезодатчика 31).

Сигналы, поступающие с ПР 18, электродов ЭД 30 и пьезодатчика 31, проходят через согласующее устройство (делители) 14, где регулируется их амплитуда до уровня, обеспечивающего безопасную работу регистрирующей аппаратуры.

На фиг. 4 схематично изображена общая компоновка стенда для исследования рабочих характеристик быстродействующих электродетонаторов. Стенд включает испытательную зону А и операционную зону В. В испытательной зоне А установлен копер 37 в защитной стальной камере 8. В зоне В размещена регистрирующая аппаратура 38.

При испытании стенда для исследования рабочих характеристик быстродействующих ЭД использовались следующие приборы: 12 - усилитель заряда дифференциальный УЗД-2, 13 - генератор импульсов Г5-54, 14, 15 - согласующее устройство 1904 СУ-М1, 16 - генератор подрывного импульса ГПИ - ТБГИ112, 19 - осциллограф TDS 3034, 20 - источник питания типа Б5-32, 21 - источник питания типа Б5-29, 23 - измерительный кабель РК-50-2-11, 24 - измерительный кабель РК-75-4-1, 25 - измерительный кабель МГШВ, 26 - измерительный кабель РК-50-1-21, 28 - пьезоакселерометр АП 2.

Испытание заявленного устройства подтверждает возможность исследования рабочих характеристик быстродействующих ЭД во время действия ударной перегрузки.

Стенд для исследования рабочих характеристик быстродействующих электродетонаторов, включающий испытательную зону и операционную зону, в испытательной зоне расположен копер, состоящий из деревянной станины, в которой размещен вал, на валу закреплены сегмент и храповое колесо, к сегменту закреплены груз, подвешенный на ремне, и рукоятка с молотом, на станине параллельно оси вала установлена тумба, в пазу тумбы расположена наковальня, копер заключен в защитную стальную камеру, двери которой оснащены системой блокировки цепей электропитания, снаружи которой расположен механический привод для подъема молота, на молоте закреплены приспособление с испытываемым объектом, пьезодатчик для контроля времени работы ЭД и пьезоакселерометр, генерирующий электрический импульс при соударении молота с наковальней и запускающий все измерительные и управляющие приборы стенда, также в испытательной зоне размещены схема формирования подрывного импульса, соединенная с испытуемым объектом подрывной магистралью, и пояс Роговского, установленный на подрывную магистраль и обеспечивающий измерение тока, протекающего через мостик электродетонатора в момент срабатывания, в операционной зоне размещены усилитель заряда дифференциальный, генератор импульсов, формирующий необходимую задержку, генератор подрывного импульса, соединенный со схемой формирования импульса подрыва электрическим кабелем, и регистрирующая аппаратура, соединенная измерительными кабелями с датчиками и поясом Роговского.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при испытании конструкций и отдельных элементов зданий и сооружений, работающих на изгиб с кручением при статическом и кратковременном динамическом воздействии с определением точной деформационной модели конструкции, например балок или плит.

Изобретения относятся к приборостроению, в частности к контрольно-измерительной технике, а именно к автоматическим средствам непрерывного отслеживания состояния конструкций.

Изобретение относится к области обеспечения надежности и безопасности технических устройств производственных объектов повышенной опасности. Способ заключается в осуществлении системы контроля, включающей оценку состояния технических устройств технологических установок, усиленный входной контроль технического состояния технических устройств технологических установок на основе анализа технической документации с учетом условий эксплуатации, вероятности отказов в период эксплуатации, а также комплексный сопровождающий контроль фактического их технического состояния в условиях увеличенного интервала между капитальными ремонтами.

Изобретение относится к области динамических испытаний конструкций и может быть использовано при испытаниях механических конструкций и электронных систем на динамические механические или электронные воздействия.

Изобретение относится к области экспериментальной аэромеханики и может быть использовано при исследованиях динамических характеристик основных элементов конструкции летательного аппарата во время эксплуатации.

Изобретение относится к области охранной сигнализации и касается способа установления воздействия на конструкцию с использованием датчика движения. Технический результат заключается в повышении достоверности определения разрушения конструкции.

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для проведения испытаний на надежность электронных плат (ЭП) и их компонентов к комбинированным механическим и тепловым воздействиям.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к способам вибрационной диагностики, и может быть использовано для мониторинга технического состояния агрегатов гидравлических систем в автоматических системах контроля.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к области испытаний конструкций или сооружений на вибрацию и ударные нагрузки, а именно к методам и средствам диагностики технического состояния строительных объектов.

Изобретение относится к испытательному оборудованию и может быть использовано для исследования систем виброизоляции. Стенд содержит основание, на котором расположены дополнительные плиты с закрепленными на них виброизолируемыми аппаратами, и регистрирующую аппаратуру.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям объектов путем воздействия на них внешним гидростатическим давлением. Способ включает размещение объекта испытаний (ОИ) на опоре, герметичное закрепление на ОИ камеры в виде трубы, заполнение камеры рабочей жидкостью большой вязкости, создание испытательной нагрузки на поверхность ОИ при помощи груза, падающего на плунжер, размещенный в камере над рабочей жидкостью. Камеру с рабочей жидкостью устанавливают на ОИ в районе максимального напряжения поверхности ОИ. При этом контакт между камерой и объектом испытаний осуществляют не менее чем на 1/3 периметра ОИ. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности исследования процесса разрушения длинномерных герметичных оболочек, расположенных на большой глубине, под действием внешнего гидростатического давления. 2 ил.

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для прогнозирования параметров качества обрабатываемой поверхности. Способ включает формирование полигармонического возбуждающего воздействия на входе металлообрабатывающего станка путем взаимодействия инструмента станка в виде шлифовального круга или дисковой фрезы с поверхностью заготовки в виде пластины с пазами прямоугольного профиля в процессе ее обработки с заданными параметрами. При этом осуществляют регистрацию амплитуды и частоты воздействия на входе станка и регистрацию изменения амплитуды и частоты ее выходного сигнала, в качестве которого используют полученную после обработки профилограмму заготовки. Параметры динамической модели операции механической обработки определяют по отношениям амплитуд выходного сигнала и возбуждающего воздействия. Использование изобретения позволяет уменьшить трудоемкость и длительность процесса идентификации. 4 ил., 1 табл.

Заявленное изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при экспериментальной обработке изделий в лабораторных условиях. Сущность способа заключается в воспроизведении виброударных процессов на электрически управляемых вибростендах, характеризующихся формированием управляющего сигнала в виде временного отрезка импульсной переходной функции, получаемого путем управления начальной фазой и длительностью, причем указанное управление по сути представляет стробирование указанного управляющего сигнала, кроме того формирование указанного управляющего сигнала осуществляют с регулировкой уровня постоянной составляющей задаваемого сигнала. Технический результат заключается в возможности воспроизведения виброудара, регулируемого в пределах, обеспечивающих заданный режим испытаний. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Заявленные изобретения относятся к контрольно-измерительной технике, а именно к автоматическим средствам непрерывного мониторинга состояния конструкции стартового сооружения в процессе его эксплуатации. Система, реализующая предлагаемый способ, содержащий набор измерительных преобразователей, блок предварительной обработки сигналов, включающий плату аналого-цифрового преобразователя, линию связи - шину, устройство согласования сигналов - конвертер, пункт контроля, выполненный в виде компьютера, и связанные с последним дисплей, устройство звуковой сигнализации, условное изображение контролируемой конструкции с размещенными на ней цветными метками-индикаторами, планово-высотную геодезическую основу стартового сооружения и комплект контроля изменения полей давления температуры на поверхности защитного покрытия стартового сооружения. В качестве планово-высотной геодезической основы стартового сооружения принята сеть глубинных реперов в виде трех «кустов» и одного референтного пункта 14, расположенных равномерно вокруг стартового сооружения на расстоянии 60-80 метров от него, а также систему деформационных марок. Каждый «куст» включает три глубинных репера. В качестве комплекта контроля изменения полей давления и температуры на поверхности защитного покрытия стартового сооружения приняты датчики давления и температуры, размещенные на защитном покрытии стартового сооружения на одной видимой прямой линии. Технический результат заключается в повышении точности измерений и достоверности долговременного контроля конструкции стартового сооружения. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх