KR100284354B1 - Transmission tube of the detonation signal - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비전기식 뇌관용 기폭신호 전달관에 관한 것으로서, 이중구조로 견고하게 이루어짐으로써 안정성을 향상시킴과 함께 기폭 유도시 파손을 방지할 수 있고 또한 폭발파의 진행을 효과적으로 유도함으로써 비전기식 뇌관의 기폭성능을 향상시키는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to a non-electric primer detonator signal transmission tube, it is made of a solid structure to improve the stability and to prevent the breakage during the induction of the detonation and to effectively induce the progress of the explosion wave of the non-electric primer The purpose is to improve the detonation performance.
본 발명에 따른 기폭신호 전달관은, 이오노머 수지를 주재로 하여 이루어지는 튜브형 내부관(1)과; 상기 내부관의 내주면에 알루미늄 분말 및 사이클로테트라메틸렌테트라니트라민 분말이 소정의 비율로 혼합된 반응성 물질이 코팅된 점화층(2)과; 그리고, 상기 내부관의 외주면에 차광염료가 소정량 첨가된 저밀도폴리에틸렌이 용융피복된 외부관(3)을 포함하여 이루어진다. 알루미늄 분말은 반응성 물질 전체에 대하여 5∼15중량% 사용되고, 사이클로테트라메틸렌테트라니트라민 분말은 반응성 물질 전체에 대하여 85∼95중량% 사용되는 것이 바람직하다. 또한, 알루미늄 분말은 후레이크 형태로 된 박편입자이고, 사이클로테트라메틸렌테트라니트라민 분말은 구상 형태의 것이 바람직하다.The detonation signal transmission tube according to the present invention comprises a tubular inner tube (1) composed mainly of ionomer resin; An ignition layer (2) coated with a reactive material in which aluminum powder and cyclotetramethylene tetranitramine powder are mixed in a predetermined ratio on an inner circumferential surface of the inner tube; The outer tube 3 is formed of a low density polyethylene coated with a predetermined amount of light shielding dye on an outer circumferential surface of the inner tube. The aluminum powder is preferably used in an amount of 5 to 15% by weight based on the entire reactive material, and the cyclotetramethylene tetranitramine powder is preferably used in an amount of 85 to 95% by weight based on the entire reactive material. In addition, the aluminum powder is flaky particles in the form of flakes, and the cyclotetramethylene tetranitramine powder is preferably in a spherical form.
Description
본 발명인 비전기식 뇌관용 기폭신호 전달관에 관한 것으로서, 특히 반응성 물질이 내주면에 코팅된 내부관과 상기 내부관 외부에 피복된 외부관으로 이루어짐으로써 반응성 물질의 반응시 발생하는 충격파를 사용하여 뇌관을 기폭시킬 수 있도록 이루어진 비전기식 뇌관용 기폭신호 전달관에 관한 것이다.The present invention relates to a detonation signal transmission tube for a non-electric primer, in particular, consisting of an inner tube coated with a reactive material on the inner circumferential surface and an outer tube coated on the outside of the inner tube, thereby using a shock wave generated during the reaction of the reactive material. It relates to a non-electric primer detonator signal delivery tube made to detonate.
예컨대 채석장이나 암반터널의 발파작업시 사용되는 폭약을 기폭에 의하여 폭발시키기 위한 뇌관은 일반적으로 전기신호에 의한 저항선으로부터의 열에너지를 이용하여 기폭되는 전기식 뇌관과, 도화선의 열에너지 또는 관내에 부착된 반응물의 충격파에너지를 이용하여 기폭되는 비전기식 뇌관으로 크게 나눌 수 있다.For example, a detonator for detonating explosives used in the blasting work of a quarry or rock tunnel by detonation is generally an electric detonator detonated using heat energy from a resistance line by an electrical signal, and the thermal energy of a fuse or a reactant attached to the pipe. It can be largely divided into non-electromagnetic primers that are detonated using shock wave energy.
이중 비전기식 뇌관은 도화선을 점화신호로 사용하는 뇌관과, 이보다 성능이 우수한, 비전기식 기폭신호 전달관으로 내주면에 화약 등의 반응성물질이 코팅되어 점화시 폭발신호를 충격파와 화염으로 전달하는 쇼크튜브(미국 특허 제3,590,739호 참조)에 의하여 기폭되는 뇌관이 있다.The non-electric primer is a primer that uses a conductive wire as an ignition signal, and a superior performance non-electromotive detonation signal transmission tube, which is coated with a reactive material such as gunpowder on the inner circumference to transmit an explosion signal to the shock wave and flame when ignited. (See US Pat. No. 3,590,739).
그러나, 상기한 바와 같은 쇼크튜브들을 이용한 종래의 뇌관은 쇼크튜브가 단일겹으로 이루어져 있기 때문에 폭발력이 큰 반응성물질을 사용할 경우 반응성물질의 점화에 의하여 쇼크튜브가 전폭되어 폭발파가 진행중에 파열됨으로써 폭발파의 전달이 제대로 이루어지지 않아 뇌관의 기폭을 유도할 수 없는 문제가 발생될 우려가 있고, 역으로 폭발력이 작은 반응성물질을 사용할 경우에도 뇌관의 기폭을 유도할 수 없는 문제가 발생될 우려가 있다.However, in the conventional primer using the shock tubes as described above, since the shock tube is composed of a single layer, when the reactive material having a high explosive force is used, the shock tube is exploded by the ignition of the reactive material and the explosion wave is ruptured while the explosion is in progress. There may be a problem that can not induce the detonation of the primer due to the improper wave transmission, and there is a possibility that the detonation of the primer can not be induced even when using a reactive material with a small explosive force .
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 이중구조로 견고하게 이루어짐으로써 안정성을 향상시킴과 함께 기폭 유도시 파손을 방지할 수 있고 또한 폭발파의 진행을 효과적으로 유도함으로써 비전기식 뇌관의 기폭성능을 향상시킬 수 있는 비전기식 뇌관용 기폭신호 전달관의 제공을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the conventional problems as described above, and is made of a solid structure to improve the stability and to prevent breakage during induction of explosions and to effectively induce the progress of the explosion wave by non-electric primers It is an object of the present invention to provide a non-electric primer primer signal transmission tube that can improve the detonation performance.
도 1은 본 발명에 따른 비전기식 뇌관용 기폭신호 전달관을 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the detonator signal transmission pipe for non-electric primer according to the present invention.
도 2는 도 1의 평면도이다.2 is a plan view of FIG. 1.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
1 : 내부관, 2 : 점화층,1: inner tube, 2: ignition layer,
3 : 외부관3: outer tube
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 비전기식 뇌관용 기폭신호 전달관은, 이오노머 수지를 주재로 하여 이루어지는 튜브형 내부관과; 상기 내부관의 내주면에 알루미늄 분말 및 사이클로테트라메틸렌테트라니트라민 분말이 소정의 비율로 혼합된 반응성 물질이 코팅된 점화층과; 그리고, 상기 내부관의 외주면에 차광염료가 혼합된 저밀도폴리에틸렌이 용융피복된 외부관을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the non-electric primer detonator signal transmission tube according to the present invention, the tubular inner tube made mainly of the ionomer resin; An ignition layer coated with a reactive material in which aluminum powder and cyclotetramethylene tetranitramine powder are mixed in a predetermined ratio on an inner circumferential surface of the inner tube; The low-density polyethylene, in which the light-shielding dye is mixed, is coated on the outer circumferential surface of the inner tube.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 비전기식 뇌관용 기폭신호 전달관에 따르면, 반응성 물질로 이루어진 점화층이 고압의 순간적인 전기스파크에 의해 점화되어 반응을 일으킴으로써 대략 2,000m/s의 반응속도로 폭발파가 진행됨으로써 뇌관이 기폭된다. 본 발명에 따른 기폭신호 전달관은 견고한 이중구조로 되어 있으므로 폭발파 진행과정에서 파열되지 않음에 따라 뇌관이 기폭되지 않는 문제를 해결할 수 있다.According to the non-electromagnetic primer detonation signal tube of the present invention made as described above, the ignition layer made of a reactive material is ignited by a high-pressure momentary electric spark to cause a reaction to explode at a reaction rate of approximately 2,000 m / s. As the wave progresses, the primer is detonated. Since the detonation signal transmission tube according to the present invention has a rigid double structure, it is possible to solve the problem that the detonator is not detonated as it is not ruptured during the explosion wave process.
본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비전기식 뇌관용 기폭신호 전달관은 내부관(1)과, 상기 내부관(1)의 내주면에 코팅되는 점화층(2)과, 상기 내부관(1)의 외주면에 용융피복된 외부관(3)을 포함하여 이루어진다.As shown in Figure 1 and 2, the non-electric primer primer signal transmission tube according to the present invention is an inner tube (1), the ignition layer (2) coated on the inner peripheral surface of the inner tube (1), and It comprises an outer tube (3) melt-coated on the outer peripheral surface of the inner tube (1).
내부관(1)은 이오노머 수지를 주재로 하여 압출기에 의하여 튜브형으로 압출되어 이루어지는 것으로서, 이오노머 수지로는 분말접착성능이 우수한 재질로 잘 알려져 있는 IOTEK3110이나 SURLYN 8940 등과 같은 것이 단독으로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.The inner tube 1 is extruded in a tubular shape by an extruder based on the ionomer resin, and the ionomer resin may be used alone or mixed, such as IOTEK3110 or SURLYN 8940, which is well known as a material having excellent powder adhesion performance. have.
그리고, 점화층(2)은 점화시 고압의 순간적인 전기스파크에 의하여 반응을 일으켜 대략 2,000m/s의 반응속도로 폭발파를 진행시켜 뇌관을 기폭시키도록 하는 폭발반응성 물질이 내부관(1)의 내주면에 코팅되어 이루어진 것으로서, 본 발명에 있어서는 반응성 물질로 알루미늄 분말 및 사이클로테트라메틸렌테트라니트라민 분말을 소정비율로 혼합한 것이 사용된다. 알루미늄 분말은 전체에 대하여 5∼15중량% 사용되고, 사이클로테트라메틸렌테트라니트라민 분말은 전체에 대하여 85∼95중량% 사용되는 것이 바람직하다. 그리고, 내부관(1) 내주면에 대한 부착력을 증대시키기 위하여 알루미늄 분말로는 후레이크 형태로 된 박편입자가 사용되는 것이 바람직하고, 사이클로테트라메틸렌테트라니트라민 분말의 경우에는 침상 형태의 것을 재결정하여 구상 형태로 이루어진 입자가 사용되는 것이 바람직하다.In addition, the ignition layer (2) is caused by the reaction of the high-voltage instantaneous electrical spark during ignition to advance the explosion wave at a reaction rate of approximately 2,000m / s to explode the primer to the inner tube (1) It is made to be coated on the inner circumferential surface of, in the present invention, a mixture of aluminum powder and cyclotetramethylene tetranitramine powder as a reactive material in a predetermined ratio is used. It is preferable that 5-15 weight% of aluminum powder is used with respect to the whole, and 85-95 weight% of cyclotetramethylene tetranitramine powder is used with respect to the whole. In order to increase the adhesion to the inner circumferential surface of the inner tube (1), it is preferable that flake particles in the form of flakes are used as the aluminum powder, and in the case of cyclotetramethylenetetranitramine powder, the needle-shaped one is recrystallized to form a spherical shape. It is preferable to use particles consisting of.
이와 같은 반응성 물질은 코팅단계시 내부관(1) 1m에 대하여 15∼25mg의 중량으로 공급되어 코팅되어 점화층(2)을 형성하게 된다. 그리고, 반응성 물질이 내부관(1)에 코팅된 상태로 내부관(1)을 연신 냉각시켜서 외경이 2∼3mm이고, 내경이 1.0∼1.5mm의 가는 튜브형태로 제작하게 되는데 이와 같이 내부관(1)을 튜브형으로 연신가공하면 반응성 물질로 이루어진 점화층(2)은 외부의 충격, 열, 마찰 등에 의해서는 반응하지 않지만 고압의 순간적인 전기스파크를 관 내부에 가하면 반응을 일으켜서 대략 2,000m/s의 반응속도로 내부관(1) 내부에서 폭발파가 진행되어 뇌관을 기폭시키게 된다.Such a reactive material is supplied at a weight of 15 to 25 mg based on 1 m of the inner tube 1 during the coating step to be coated to form the ignition layer 2. Then, the inner tube 1 is stretched and cooled in a state in which a reactive material is coated on the inner tube 1 to produce a thin tube having an outer diameter of 2 to 3 mm and an inner diameter of 1.0 to 1.5 mm. When 1) is stretched into a tubular shape, the ignition layer 2 made of a reactive material does not react by external impact, heat, friction, etc., but when a high-pressure momentary electric spark is applied to the inside of the tube, it reacts to about 2,000 m / s. At the reaction rate of the inner tube (1) inside the explosion wave will proceed to detonate the primer.
그리고, 상기한 바와 같이 제작된 내부관(1)의 외주면에 기폭신호전달과정에서 내부관(1)이 파열되지 않도록 이를 보강하기 위하여 외부관(3)이 용융접합된다. 외부관(3)은 1∼5중량%의 차광염료가 혼합된 저밀도폴리에틸렌을 주재로 하여 이루어지는 것이 바람직하여. 외부관(3)의 용융접합방법은 통상적인 압출피복법에 의하여 수행될 수 있다.In addition, the outer tube 3 is melt-bonded to the outer circumferential surface of the inner tube 1 manufactured as described above so as to reinforce the inner tube 1 so that the inner tube 1 does not rupture during the detonation signal transmission process. It is preferable that the outer tube 3 mainly consists of low density polyethylene in which 1-5 weight% of light-shielding dyes were mixed. The melt bonding method of the outer tube 3 may be performed by a conventional extrusion coating method.
〈비교시험예 1><Comparative Test Example 1>
내주면에 결정구조가 가늘고 긴 침상 형태인 사이클로테트라메틸렌테트라니트라민 분말을 주재로 하는 점화층이 코팅된 내부관만으로 이루어진 실시예 1의 전달관과, 결정구조가 둥글게 각이 진 구상 형태의 사이클로테트라메틸렌테트라니트라민 분말을 주재로 하는 점화층이 코팅된 내부관만으로 이루어진 실시예 2의 전달관을 각각 200개씩 제조하였다. 그리고, 이들을 9m씩 둥근 형태로 감은 뒤 40Hz, 2.5mm의 진폭으로 8시간 진동처리한 뒤 기폭시켰다. 그 결과 실시예 1의 경우 200개중 5개가 그 내주면에서 이탈된 반응성 물질이 한 쪽으로 몰려 파열되었으나, 실시에 2의 경우에는 모두 파열현상없이 정상적으로 기폭되었다.The transfer tube of Example 1 consisting only of an inner tube coated with an ignition layer mainly composed of cyclotetramethylenetetranitramine powder having a thin and long crystal structure on the inner circumferential surface, and a cyclotetra of spherical shape having a rounded crystal structure. 200 delivery tubes of Example 2 each consisting of only an inner tube coated with an ignition layer mainly composed of methylenetetranitramine powder were prepared. Then, these were wound in a round shape of 9 m each, and then oscillated for 8 hours at an amplitude of 40 Hz and 2.5 mm, and then detonated. As a result, in the case of Example 1, 5 out of 200 ruptured due to the release of the reactive material separated from its inner circumferential surface, but in the case of Example 2, all of them detonated normally without rupture phenomenon.
〈비교시험예 2><Comparative Test Example 2>
내주면에 결정구조가 둥글게 각이진 구상 형태인 사이클로테트라메틸렌테트라니트라민 분말을 주재로 하는 점화층이 코팅되고 3.0mm의 외경을 가진 내부관만으로 이루어진 실시예 3의 전달관과, 상기 전달관과 동일한 점화층이 코팅되고 2.6mm의 외경을 가진 내부관을 준비한 후 이 내부관의 외주면에 차광용 저밀도폴리에틸렌을 주재로 하여 0.2mm의 두께로 외부관이 피복된 실시예 4의 전달관을 각각 200개씩 제작하였다. 또한, 실시예 3 및 실시예 4의 전달관의 길이를 각각 9m로 하였다. 이와 같이 이루어진 실시예 3 및 실시예 4의 전달관을 기온 30℃, 표면온도 56℃의 모래위에 일자로 깔아놓은 후 3시간이 경과한 다음 기폭시킨 결과 실시예 3의 경우 전달관 200개중 8개가 파열되었으나, 실시예 4의 경우에는 전달관 200개 모두 파열없이 정상적으로 기폭되었다.The delivery tube of Example 3, consisting of only an inner tube having an outer diameter of 3.0 mm coated with an ignition layer mainly composed of cyclotetramethylenetetranitramine powder having a rounded crystal structure on the inner circumferential surface thereof, After preparing an inner tube having a ignition layer and having an outer diameter of 2.6 mm, 200 transmission tubes of Example 4 each having an outer tube with a thickness of 0.2 mm were coated on the outer circumferential surface of the inner tube with light-shielding low density polyethylene. Produced. In addition, the length of the delivery pipe of Example 3 and Example 4 was 9 m, respectively. The delivery pipes of Examples 3 and 4 thus formed were laid on a sand at a temperature of 30 ° C. and a surface temperature of 56 ° C. in a straight line for 3 hours. Then, in Example 3, 8 out of 200 delivery pipes were degassed. Although ruptured, in the case of Example 4, all 200 delivery tubes were normally detonated without rupture.
〈비교시험예 3><Comparative Test Example 3>
비교시험예 2의 실시예 3 및 실시예 4와 같이 동일하게 각각 200개의 전달관을 제작하고, 이들을 각각 180°의 각도로 굴곡한 후 굴곡된 부위를 철사로 고정한 다음 기폭시 꺽인 부위가 파열되는지의 여부를 시험하였다. 시험 결과, 실시예 3과 같이 제조된 전달관을 굴곡한 것들중 11개의 관이 파열되었으나, 실시예 4와 같이 제조된 전달관을 굴곡한 것들은 모두 파열없이 정상적으로 기폭되었다.In the same manner as in Example 3 and Example 4 of Comparative Test Example 2, each of 200 delivery tubes were manufactured, and each of them was bent at an angle of 180 °, and then the bent portion was fixed with a wire, and then the deformed portion was broken during detonation. Was tested. As a result of the test, 11 pipes of the delivery pipes manufactured as in Example 3 were ruptured, but all of the pipes manufactured as in Example 4 were detonated normally without rupture.
상기한 비교시험예 1 내지 비교시험예 3을 통하여 알 수 있듯이, 본 발명에서와 같이, 구상 형상의 결정구조를 갖는 사이클로테트라메틸렌테트라니트라민 분말을 사용하여 점화층을 형성하고, 또한 내부관(1) 및 외부관(3)의 이중구조를 가진 기폭신호 전달관의 경우 기폭성능이 우수하고 또한 안정성도 높음을 알 수 있다.As can be seen from Comparative Test Examples 1 to 3 described above, as in the present invention, an ignition layer is formed using a cyclotetramethylenetetranitramine powder having a spherical crystal structure, and an inner tube ( It can be seen that the detonation signal transmission tube having the dual structure of 1) and the outer tube 3 has excellent detonation performance and high stability.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 비전기식 뇌관용 기폭신호 전달관에 있어서는, 이중구조로 견고하게 이루어짐으로써 기폭 유도시 파손을 방지할 수 있고 또한 폭발파의 진행을 효과적으로 유도함으로써 기폭성능이 향상될 뿐만 아니라 안정성도 향상된다.In the non-electric primer detonator signal transmission tube of the present invention configured as described above, it is made of a solid structure to prevent damage during detonation induction, and also effectively induces the progress of the explosion wave, thereby improving the detonation performance It also improves stability.
또한, 기폭성능이 향상됨에 따라 기폭신호 전달관의 크기도 콤팩트화 할 수 있다.In addition, as the detonation performance is improved, the size of the detonation signal transmission tube can be made compact.
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