KR20210144220A - Non electric detonator ignition system - Google Patents

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KR20210144220A KR1020200061230A KR20200061230A KR20210144220A KR 20210144220 A KR20210144220 A KR 20210144220A KR 1020200061230 A KR1020200061230 A KR 1020200061230A KR 20200061230 A KR20200061230 A KR 20200061230A KR 20210144220 A KR20210144220 A KR 20210144220A
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Abstract

The present invention relates to a non-electric detonator ignition system for safely and reliably igniting a shock tube of a non-electric detonator used for blasting from a long distance. The present invention provides a method of igniting the shock tube using an air compressor and blank bullets and a method of igniting the shock tube using an electric blaster and the blank bullets. The non-electric detonator ignition system of the present invention comprises: an air compressor (10); a pneumatic switch (15); an air tube (20); a pneumatic trigger device (30); the shock tube (40); and a reloaded explosive (50).

Description

비전기뇌관 점화 시스템{Non electric detonator ignition system}Non electric detonator ignition system

본 발명은 발파에 사용하는 비전기뇌관의 쇼크튜브를 먼 거리에서 안전하고 확실하게 점화하기 위한 비전기뇌관 점화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a non-electric detonator ignition system for safely and reliably igniting a shock tube of a non-electric detonator used for blasting from a long distance.

비전기뇌관을 효율적으로 점화하는 방법에 관한 선행기술로는 국내 특허출원 제2010-0129434호의 "스파크 기폭기를 이용한 비전기식 뇌관의 기폭장치 및 이를 이용한 발파 시공 방법"에 상세히 서술되어 있다.As a prior art on a method of efficiently igniting a non-electric detonator, it is described in detail in "Initiator of a non-electric detonator using a spark detonator and a blasting construction method using the detonator" of Korean Patent Application No. 2010-0129434.

그러나 이 방법 역시 고압의 전기가 흐르면 비전기뇌관이 기폭되는 원리로 전기적인 위험으로부터 완벽하게 안전하다고 할수는 없었다.However, this method also cannot be said to be completely safe from electrical hazards as the non-electric detonator is detonated when high-voltage electricity flows.

본 발명은 터널굴착 등에서 발파를 목적으로 사용하는 비전기뇌관을 전기적인 위험으로부터 더욱 안전하게 기폭하기 위한 점화시스템을 제시하기 위함이다.The present invention is to present an ignition system for more safely detonating a non-electric detonator used for the purpose of blasting in tunnel excavation, etc. from electrical hazards.

따라서 본 발명에서는 전기적인 충격으로 비전기뇌관의 쇼크튜브를 점화하는 방식이 아니라 공기압축기와 공포탄을 이용하여 쇼크튜브를 점화하는 방법과 전기발파기와 공포탄을 이용하여 점화하는 방법을 제시한다.Therefore, in the present invention, instead of igniting the shock tube of the non-electric detonator with an electric shock, a method of igniting the shock tube using an air compressor and blank bullets and a method of igniting using an electric blaster and blank bullet are provided.

전기적인 위험이 없이 저렴한 비용으로 먼거리에서 확실하게 비전기뇌관의 쇼크튜브를 점화할 수 있는 장점이 있다.It has the advantage of reliably igniting the shock tube of the non-electric detonator from a long distance at a low cost without any electrical risk.

도 1: 공기압축기와 공포탄을 이용한 쇼크튜브 점화시스템의 구성도.
도 2: 공압격발장치의 구조도.
도 3: 전기발파기와 공포탄을 이용한 쇼크튜브 점화시스템의 구성도.
도 4: 솔레노이드 구동형 전기격발장치의 구조도.
도 5: 모터 구동형 전기격발장치의 구조도.
도 6: 공기압축기와 전기발파기를 이용한 원거리 점화시스템의 구성도.
도 7: 원거리 안전 점화시스템의 블럭도.Figure 1: A configuration diagram of a shock tube ignition system using an air compressor and blank bullets.
Figure 2: Structural diagram of the pneumatic percussion device.
Figure 3: Configuration diagram of a shock tube ignition system using an electric blaster and blank bullets.
Figure 4: Structural diagram of a solenoid-driven electric percussion device.
Figure 5: Structural diagram of a motor-driven electric percussion device.
Figure 6: A block diagram of a remote ignition system using an air compressor and an electric blaster.
Figure 7: A block diagram of a remote safety ignition system.

본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 첨부된 도면을 통하여 알아보면 다음과 같다.In order to easily understand the contents of the present invention, it will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 공기압축기와 공포탄을 이용한 비전기뇌관 점화시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a non-electric detonator ignition system using an air compressor and blank bullets.

이 그림은 고압의 공기압축기(10), 공압스위치(15), 발파막장의 비석으로부터 안전거리를 확보하기 위한 에어튜브(20), 공압격발장치(30), 비전기뇌관의 쇼크튜브(40). 발파막장의 장전폭약(50)으로 이루어지는 점화시스템의 구성도이다.This figure shows a high-pressure air compressor (10), a pneumatic switch (15), an air tube (20) to secure a safe distance from the gravestone of the blasting field, a pneumatic trigger device (30), a shock tube (40) of a non-electric detonator . It is a configuration diagram of the ignition system composed of the charged explosive 50 of the blasting film field.

공압격발장치(30) 내부에는 미량의 화약이 내장된 타정용뇌관 또는 공포탄이 장전되는데 이하 본 발명에서는 공포탄으로 통일하여 명명한다.Inside the pneumatic percussion device 30, a detonator or blank bullet for tableting with a small amount of gunpowder is loaded.

이 시스템을 구체적으로 설명하면 공기압축기(10)에서 고압의 공기를 압축하여 공압스위치(15)를 열면 고압의 공기가 에어튜브(20)를 지나 공압격발장치(30)를 작동시키고, 공압 격발장치는 공포탄을 격발하게 되는데 이때 공포탄은 열과 충격을 비전기뇌관의 쇼크튜브(40)에 전달하여 점화시키고, 쇼크튜브는 발파막장의 장전폭약(50)을 기폭시킨다.When this system is described in detail, when the pneumatic switch 15 is opened by compressing the high-pressure air in the air compressor 10, the high-pressure air passes through the air tube 20 to operate the pneumatic trigger device 30, and the pneumatic trigger device will trigger a blank bullet, and the blank bullet transmits heat and shock to the shock tube 40 of the non-electric detonator to ignite it, and the shock tube detonates the charged explosive 50 of the blasting curtain.

도 2는 공압격발장치의 구조도이다.Figure 2 is a structural diagram of the pneumatic percussion device.

도 2[a]와 같이 공압격발장치(30)는 하우징 내부에 공압실린더(30-1), 왕복운동하는 플런저(30-2), 복구스프링이 구성된 공이(30-3), 공포탄(35)이 삽입되는 약실(30-4), 쇼크튜브 수용부(30-5)로 구성된다.As shown in Fig. 2 [a], the pneumatic triggering device 30 has a pneumatic cylinder 30-1, a reciprocating plunger 30-2, a ball (30-3) composed of a recovery spring, a blank shell (35) inside the housing. It is composed of a chamber (30-4) to be inserted, and a shock tube accommodating part (30-5).

도 2[b]는 공압격발장치가 격발된 상태를 도시한 것으로, 고압의 공기가 공압실린더(30-1)에 유입되면 플런저(30-2)가 돌출하여 공이(30-3)를 타격하고, 공이는 공포탄(35)의 뇌관을 타격하여 쇼크튜브(40)를 점화하는 상태의 그림이다.2 [b] shows a state in which the pneumatic percussion device is triggered, and when high-pressure air flows into the pneumatic cylinder 30-1, the plunger 30-2 protrudes and strikes the ball 30-3, , is a picture of a state in which the shock tube 40 is ignited by striking the primer of the blank bullet 35.

이때 통상적인 위력의 공포탄인 경우에는 쇼크튜브를 절단하여 공포탄에 접촉시킨 후 공포탄의 폭발력이 쇼크튜브 관체 내에 있는 폭약에 직접 전달하여 점화하는 방법이 보통의 방법이나, 공포탄의 위력이 강한 경우에는 도 2[c]와 같이 쇼크튜브를 절단하지 않고 가로로 삽입하여 관체 밖에서 공포탄을 폭발시킴으로써 그 폭발력으로 쇼크튜브를 점화시킬수도 있다.At this time, in the case of a blank bullet with normal power, the normal method is to cut the shock tube and contact the blank bullet, then transfer the explosive power of the blank bullet directly to the explosives in the shock tube body to ignite it. As in 2[c], the shock tube can be ignited with the explosive power by inserting the shock tube horizontally without cutting it and detonating the blank bullet outside the tube body.

도 3은 전기발파기와 공포탄을 이용한 쇼크튜브 점화시스템의 구성도이다.3 is a block diagram of a shock tube ignition system using an electric blaster and blank bullets.

이 시스템은 전기발파기(10-e), 발파막장의 비석으로부터 안전거리를 확보하기 위한 발파모선(20-e), 전기격발장치(30-e), 비전기뇌관의 쇼크튜브(40). 발파막장의 장전폭약(50)으로 이루어지는 점화시스템의 구성도이다.This system includes an electric blaster (10-e), a blasting busbar (20-e) to secure a safe distance from the gravestone of the blasting field, an electric percussion device (30-e), and a shock tube (40) of a non-electric detonator. It is a configuration diagram of the ignition system composed of the charged explosive 50 of the blasting film field.

상기의 전기발파기는 통상적인 1,500V 내외의 고압 전기발파기와는 달리 전기격발장치를 구동하기 위한 전압과 전류이면 충분하다.The electric blaster, unlike a typical high-voltage electric blaster of about 1,500V, is sufficient if the voltage and current to drive the electric blasting device.

또한, 전기격발장치(30-e)는 솔레노이드 구동형과 모터 구동형으로 나뉜다.In addition, the electric percussion device (30-e) is divided into a solenoid driven type and a motor driven type.

도 4는 솔레노이드 구동형 전기격발장치의 구조도이다.4 is a structural diagram of a solenoid driven electric percussion device.

도 4[a]는 솔레노이드 구동형 전기격발장치(30-e)가 격발되기 전의 상태를 도시한 그림으로, 그 내부에는 솔레노이드(30-s)가 내장된다.Figure 4 [a] is a figure showing a state before the solenoid-driven electric percussion device (30-e) is triggered, therein the solenoid (30-s) is built-in.

도 4[b]는 상기의 전기격발장치가 격발된 상태를 도시한 것으로, 솔레노이드에 전기가 유입되면 전자기력에 의하여 솔레노이드의 플런저(30-p)가 돌출하여 공이(30-3)를 타격하고, 공이는 공포탄(35)의 뇌관을 타격하여 쇼크튜브(40)를 점화하는 상태의 그림이다.Figure 4[b] shows the state in which the electric triggering device is triggered. When electricity is introduced into the solenoid, the plunger 30-p of the solenoid protrudes by electromagnetic force and strikes the ball 30-3, The ball is a picture of a state in which the shock tube 40 is ignited by hitting the primer of the blank bullet 35 .

도 5는 모터 구동형 전기격발장치의 구조도이다.5 is a structural diagram of a motor-driven electric percussion device.

모터구동형은 솔레노이드를 대신하여 모터(30-m)를 사용한 것으로, 모터에는 왕복운동하는 플런저가 없기 때문에 이를 대신하여 모터기어(30-mg)에 맞물리는 랙기어 형태의 플런저기어(30-pg)를 구성하여 플런저기어의 타격판이 공이를 타격하도록 만든 것이다.The motor-driven type uses a motor (30-m) instead of a solenoid. Since the motor does not have a reciprocating plunger, a rack gear type plunger gear (30-pg) that engages with the motor gear (30-mg) instead. ) so that the striking plate of the plunger gear hits the ball.

위 구성이나 구조는 설계자에 따라서 얼마든지 변형 가능한 것으로 가장 간단한 구조의 예를 평면도를 통하여 살펴보면 다음과 같다.The above configuration or structure can be modified according to the designer. An example of the simplest structure is as follows through a plan view.

도 5[a]는 모터 구동형 전기격발장치가 격발되기 전의 상태를 도시한 것으로, 모터기어(30-mg)는 랙기어 형태의 플런저기어(30-pg)와 맞물려 있고 타격용 압축스프링(30-s)은 풀림상태에 있는 그림이다.Figure 5 [a] shows a state before the motor-driven electric percussion device is triggered, the motor gear (30-mg) is engaged with the plunger gear (30-pg) in the form of a rack gear, and a compression spring for striking (30 -s) is the figure in the unwrapped state.

도 5[b]는 상기 격발장치가 격발된 상태를 도시한 것으로, 모터기어가 회전하면서 플런저기어를 당긴 후 플런저기어가 이탈되는데 이때 압축된 타격용 압축스프링이 급격히 팽창하면서 플런저기어를 강하게 밀어 플런저기어의 타격판(30-hb)이 공이를 타격하고, 공이는 공포탄의 뇌관을 타격하여 공포탄을 격발하는 상태를 도시한 그림이다.5 [b] shows a state in which the percussion device is triggered, and after pulling the plunger gear while the motor gear rotates, the plunger gear is separated. It is a figure showing a state in which the striking plate (30-hb) of the gear strikes the ball, and the ball strikes the detonator of the blank to trigger the blank.

도 6은 공기압축기와 전기발파기를 이용한 원거리 점화시스템의 구성도이다.6 is a block diagram of a remote ignition system using an air compressor and an electric blaster.

이 그림은 수백 미터 혹은 수 킬로미터 떨어진 곳에서 비전기뇌관을 점화하기 위한 원거리 점화시스템을 도시한 것이다,This figure shows a remote ignition system for igniting non-electric detonators from hundreds of meters or kilometers away.

공기압축기(10)를 사용할 경우 에어튜브의 길이가 길어질수록 공기압이 저하되기 때문에 공압격발장치(30)를 작동시키기가 어렵게 된다.When the air compressor 10 is used, it becomes difficult to operate the pneumatic trigger device 30 because the air pressure decreases as the length of the air tube increases.

상기 그림은 이를 극복하기 위한 것으로, 에어튜브(20-A, 20-B) 사이에 에어탱크(10-A)를 설치하고, 상기의 에어탱크를 개폐하기 위한 전기로 작동하는 솔레노이드 밸브(15-A)를 설치한 다음, 수백 미터 혹은 수 킬로미터 떨어진 발파위치까지 발파모선(20-e)으로 연결한 후 발파모선을 전기발파기(10-e)에 연결하여 발파기를 누르면 솔레노이드 밸브가 열리면서 공압격발장치(30)가 작동하는 예시도이다.The above figure is to overcome this, and an air tank (10-A) is installed between the air tubes (20-A, 20-B), and an electrically operated solenoid valve (15-) for opening and closing the air tank After installing A), connect the blasting busbar (20-e) to the blasting location hundreds of meters or several kilometers away. It is an exemplary diagram in which the device 30 operates.

본 발명에서는 솔에노이드 밸브로 한정하여 설명하였으나 전기로 구동하는 밸브는 본 발명의범주에 모두 포함된다.In the present invention, the description is limited to a solenoid valve, but an electrically operated valve is included in the scope of the present invention.

도 7은 원거리 안전 점화시스템의 블럭도이다.7 is a block diagram of a remote safety ignition system.

본 발명의 목적은 원거리에서 안전하게 쇼크튜브를 점화하는 것으로 굴착터널의 예기치 않은 전기로 인하여 격발장치가 격발되는 일이 절대 없어야 한다.It is an object of the present invention to safely ignite the shock tube from a distance, and the trigger device should never be triggered due to unexpected electricity in the excavation tunnel.

그러므로 전기발파기를 사용하여 발파하는 경우는 더욱 전기에 안전하도록 점화시스템이 갖추어져야 한다.Therefore, in the case of blasting using an electric blaster, an ignition system should be provided to make it safer for electricity.

본 발명에서 전기발파기로 공포탄을 격발하는 방법은 솔레노이드 구동형 격발장치, 모터 구동형 격발장치, 솔레노이드 밸브를 이용하는 것 등이다.In the present invention, a method of firing blanks with an electric blaster is using a solenoid driven percussion device, a motor driven percussion device, and a solenoid valve.

그런데 더욱 안전하게 점화하려면 상기 격발 장치에 전원이 공급되더라도 특수한 전기적인 신호가 없으면 작동하지 않는 것이 바람직하다.However, in order to ignite more safely, it is preferable that power is supplied to the percussion device not to operate without a special electrical signal.

그러므로 본 그림은 위에서 언급한 3가지 격발장치 전단에 MCU와 릴레이(사이리스터 등의 반도체 스위치 포함)로 구성된 컨트롤 보드를 구성하고 발파기는 전류와 신호를 보내는 장치로 구성하여, 발파기에서 특수한 전기 신호가 MCU에 도달하면 MCU는 릴레이를 연결하여 격발회로를 만들고, 격발회로가 완성되면 MCU는 발파기에 신호를 보내 격발전류를 보내도록 하여 최종 격발장치가 구동되는 방식의 블럭도를 도시한 것이다.Therefore, in this figure, the control board composed of MCU and relay (including semiconductor switches such as thyristors) is configured in front of the three triggers mentioned above, and the blaster is composed of a device that sends current and signals, so that special electrical signals are generated from the blaster. When it arrives at the MCU, the MCU connects the relay to make a trigger circuit, and when the trigger circuit is completed, the MCU sends a signal to the blaster to send a trigger current, which is a block diagram of how the final trigger is driven.

10: 공기압축기 15: 공압스위치 20:에어튜브
30:공압격발장치 30-1: 공압실린더 30-2:플런저(plunger)
40)쇼크튜브 50) 장전폭약
10-e: 전기발파기 15-A: 솔레노이드밸브
30-e: 전기격발장치(솔레노이드 구동형, 모터 구동형) 10: air compressor 15: pneumatic switch 20: air tube
30: pneumatic trigger device 30-1: pneumatic cylinder 30-2: plunger (plunger)
40) Shock tube 50) Loading explosives
10-e: Electric blaster 15-A: Solenoid valve
30-e: Electric trigger (solenoid driven type, motor driven type)

Claims (7)

터널굴착 등에서 발파를 목적으로 사용하는 비전기뇌관의 쇼크튜브를 점화하는 점화시스템에 있어서,
점화시스템은 공기압축기(10), 공압스위치(15), 비석으로부터 안전거리를 확보하기 위한 에어튜브(20), 공압격발장치(30), 비전기뇌관의 쇼크튜브(40). 발파막장의 장전폭약(50)으로 구성된 것이 특징인 비전기뇌관 점화 시스템.
In the ignition system for igniting the shock tube of the non-electric detonator used for the purpose of blasting in tunnel excavation,
The ignition system includes an air compressor (10), a pneumatic switch (15), an air tube (20) to secure a safe distance from the stone, a pneumatic trigger device (30), and a shock tube (40) of a non-electric detonator. Non-electric detonator ignition system, characterized in that it is composed of a blasting shield-loaded explosive (50).
 제 1항에 있어서,
공압격발장치는 하우징 내부에 공압실린더(30-1), 플런저(30-2), 복구스프링이 구성된 공이(30-3), 공포탄(35)이 삽입되는 약실(30-4), 쇼크튜브 수용부(30-5)로 구성된 것이 특징인 비전기뇌관 점화 시스템.
The method of claim 1,
The pneumatic trigger device accommodates a pneumatic cylinder (30-1), a plunger (30-2), a ball (30-3) composed of a recovery spring, a chamber (30-4) into which the blank bullet (35) is inserted, and a shock tube inside the housing. A non-electric detonator ignition system, characterized in that it consists of a part (30-5).
 터널굴착 등에서 발파를 목적으로 사용하는 비전기뇌관의 쇼크튜브를 점화하는 점화시스템에 있어서,
점화시스템은 전기발파기(10-e), 비석으로부터 안전거리를 확보하기 위한 발파모선(20-e), 전기격발장치(30-e), 비전기뇌관의 쇼크튜브(40). 발파막장의 장전폭약(50)으로 구성된 것이 특징인 비전기뇌관 점화 시스템.
In the ignition system for igniting the shock tube of the non-electric detonator used for the purpose of blasting in tunnel excavation,
The ignition system is an electric blaster (10-e), a blasting bus bar (20-e) to secure a safe distance from the stele, an electric percussion device (30-e), a shock tube (40) of a non-electric detonator. Non-electric detonator ignition system, characterized in that it is composed of a blasting shield-loaded explosive (50).
 제 3항에 있어서,
전기격발장치는 내부에 솔레노이드가 구성되어, 솔레노이드에 전기가 유입되면 전자기력에 의하여 솔레노이드의 플런저(30-p)가 돌출하여 공이(30-3)를 타격하고, 공이는 공포탄(35)의 뇌관을 타격하여 쇼크튜브(40)를 점화하는 방식의 솔레노이드 구동형인 것이 특징인 비전기뇌관 점화 시스템.
4. The method of claim 3,
The electric trigger device has a solenoid inside, and when electricity flows into the solenoid, the plunger (30-p) of the solenoid protrudes by electromagnetic force and strikes the ball (30-3), and the ball strikes the detonator of the blank (35). A non-electric detonator ignition system, characterized in that it is a solenoid driven type that ignites the shock tube 40 by hitting it.
 제 3항에 있어서,
전기격발장치는 내부에 모터가 구성되고, 모터에는 모터기어(30-mg) 및 모터기어에 맞물리는 랙기어 형태의 플런저기어(30-pg)가 구성되어, 모터기어가 회전하면서 플런저기어의 타격판(30-hb)이 공이를 타격하고, 공이는 공포탄의 뇌관을 타격하여 쇼크튜브(40)를 점화하는 방식의 모터 구동형인 것이 특징인 비전기뇌관 점화 시스템.4. The method of claim 3,
The electric percussion device consists of a motor inside, and the motor has a motor gear (30-mg) and a rack gear-type plunger gear (30-pg) that meshes with the motor gear. The non-electric detonator ignition system, characterized in that the plate (30-hb) strikes the ball, and the ball strikes the detonator of the blank to ignite the shock tube 40. 터널굴착 등에서 발파를 목적으로 사용하는 비전기뇌관의 쇼크튜브를 수백 미터 혹은 수 킬로미터 떨어진 곳에서 점화하는 점화시스템에 있어서,
점화시스템은 공기압축기(10), 에어튜브(20-A, 20-B), 에어탱크(10-A), 에어탱크를 개폐하기 위한 전기로 작동하는 솔레노이드 밸브(15-A)로 구성되고, 상기의 솔레노이드 밸브에는 수백 미터 혹은 수 킬로미터의 발파모선(20-e)과 전기발파기(10-e)가 연결되어 전기발파기를 누르면 솔레노이드 밸브가 열리면서 공압격발장치(30)가 작동하여 쇼크튜브를 점화하는 방식의 비전기뇌관 점화 시스템.
In the ignition system for igniting a shock tube of a non-electric detonator used for blasting purposes in tunnel excavation, etc. from a distance of several hundred meters or several kilometers,
The ignition system consists of an air compressor (10), an air tube (20-A, 20-B), an air tank (10-A), and an electrically operated solenoid valve (15-A) for opening and closing the air tank, The solenoid valve is connected to a blasting busbar (20-e) of several hundred meters or several kilometers and an electric blaster (10-e). When the electric blaster is pressed, the solenoid valve opens and the pneumatic trigger device 30 operates to release the shock tube. A non-electric detonator ignition system that ignites.
 제3항 또는 제6항의 어느 항에 있어서,
점화 시스템은, 격발장치 전단에 MCU와 릴레이(사이리스터 등의 반도체 스위치 포함)로 구성된 컨트롤 보드를 구성하고 발파기는 전류와 신호를 보내는 장치로 구성하여, 발파기에서 특수한 전기 신호가 MCU에 도달하면 MCU는 릴레이를 연결하여 격발회로를 만들고, 격발회로가 완성되면 MCU는 발파기에 신호를 보내 격발전류를 보내도록 하여 격발장치가 구동되는 방식의 비전기뇌관 점화 시스템.
7. The method of any one of claims 3 or 6,
The ignition system consists of a control board composed of MCU and relay (including semiconductor switches such as thyristors) in front of the trigger, and the blaster consists of a device that sends current and signals. A non-electric detonator ignition system in which the trigger is driven by connecting a relay to make a trigger circuit, and when the trigger circuit is completed, the MCU sends a signal to the blaster to send a trigger current.
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