KR101143319B1 - 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시공성능을 향상시키고, 초기 점화효율과 불발율을 감소시킬 수 있도록 한 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체를 개시한다. 본 발명은 장방향으로 일정길이를 가지며 내부가 비어있는 형상으로 일단에는 연결 돌출단이 형성되고, 타단에는 연결 나사홈이 형성된 카트리지 커버; 및 상기 카트리지 커버의 연결 나사홈에 결합되도록 나사산이 외주면 일부에 형성된 연결부와, 상기 연결부의 일단에 설치되고 다수의 회로소자가 마련된 PCB보드와, 상기 PCB보드에 전기적으로 연결된 한쌍의 전극을 갖는 프로브, 및 상기 PCB보드를 수용하도록 상기 연결부의 일단에 결합되는 하우징이 구비된 점화 플러그를 포함하여 이루어진데 특징이 있다.

Description

암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체{Cartridge Assembly for Crushing Rock}

본 발명은 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시공성능을 높이고, 초기 점화효율을 향상시키고 불발률을 감소시킬 수 있는 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 터널굴착이나, 지하철 공사 시에 작업 효율성을 높이기 위해서 암반이나 암석에 강한 충격을 가하여 파쇄되도록 폭발물이 장착된다.

이렇게 장착되는 폭발물로는 주로 화약류나 다이너마이트 등이 사용되었다. 그런데 이러한 화약류나 다이너마이트의 폭발물의 경우에는 그 보관 과정이나 운반과정에서 관린의 부주의나 충격 등에 의해서 폭발될 위험성이 있었을 뿐만 아니라, 폭발과정에서 엄청난 폭발음이 발생됨에 따라 주변환경에 악영향을 미치는 문제점이 있다.

근래에는 암반파쇄를 위한 폭발물로 화약류나 다이너마이트를 대신하여 산화반응을 일으키는 금속산화물에 전류를 급속방전하여 카트리지 내에 담긴 전해질과 금속산화물이 산화반응되는 과정에서 매질이 팽창 및 발열됨으로써, 그 주변에 충격을 가하여 대상물이 파쇄되도록 하는 '급팽창 금속 혼합물'이 사용되고 있다.

상기 급팽창 금속 혼합물은 산화제인 금속염과 , 금속염에 의해 산화되면서 발열반응으로 부피가 증가되는 금속분말과, 상기 금속염과 금속분말의 산화반응을 촉진시키는 반응 촉진제 등을 혼합하는 급팽창 금속혼합물로 이루어진다.

또한 금속염과 금속분말의 산화반응이 촉진되도록 전기 스파크 유도 전해질로는, 붕산 암모늄, 질산염, 황산염 등을 에틸렌 그리콜 등의 그리세린류 및 알콜류에 녹인 용해액이 사용되었다.

도 1은 종래의 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 구조체를 나타내는 예시도이다. 도 1과 같이, 종래의 카트리지 구조체(30)는 금속산화물이 담기는 원통형의 케이스(31)와, 상기 케이스(31)의 상하부를 막는 상부캡(32) 및 하부캡(34)과, 상기 케이스(31)의 내부에 수용된 매질에 대전류가 인가되도록 고정단자(41)와, 상기 고정단자(41)로 전류를 공급시키는 전원공급부(42) 및 전선(33)으로 구성된다.

여기서 상기 고정단자(41) 사이에는 소정의 간격층이 형성되고, 상기 고정단자(41)의 말단 사이에는 기폭 와이어(44)가 연결되어 이루어진다.

상기와 같은 구성으로 전원공급부(42)에서 스위칭되어 한 쌍의 고정단자(41) 사이에 대전류가 흐르게 되고, 기폭 와이어(44)에서 방전되어 플라즈마 채널이 형성된다. 이러한 플라즈마 채널에서 발생되는 과정에서 금속팽창제(20)의 부피가 팽창되어 발파공을 확대시키게 된다. 미설명부호 '35'는 압력관이고 '36'은 원판이고, '37'은 스프링이다.

그러나 종래의 발파용 카트리지는 기폭 와이어가 케이스의 지름방향으로 짧게 연결됨으로써 금속산화물에 전달되는 방전효율이 향상되지 못하는 문제점이 있었다. 또한 케이스 내부에 수용된 금속산화물이 보관중이나 이동중에 케이스의 하부에 위차한 산화물이 하부로 침전됨에 따라 산화물 간에 공극이 치밀해지고, 케이스의 상부에 공기층으로 남게 되어 기폭 와이어의 기폭성능을 저하시키는 요인으로 작용하는 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 필요에 의해 창안된 것으로서, 시공성능을 향상시키고, 초기 점화효율을 높이고, 불발률을 감소시킬 수 있는 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시 형태에 따르면, 장방향으로 일정길이를 가지며 내부가 비어있는 형상으로 일단에는 연결 돌출단이 형성되고, 타단에는 연결 나사홈이 형성된 카트리지 커버; 및 상기 카트리지 커버의 연결 나사홈에 결합되도록 나사산이 외주면 일부에 형성된 연결부와, 상기 연결부의 일단에 설치되고 다수의 회로소자가 마련된 PCB보드와, 상기 PCB보드에 전기적으로 연결된 한쌍의 전극을 갖는 프로브, 및 상기 PCB보드를 수용하도록 상기 연결부의 일단에 결합되는 하우징이 구비된 점화 플러그를 포함하여 이루어진 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체가 제공된다.

상기 점화 플러그의 상기 프로브에는 상기 전극을 보호하고 내부에 점화제가 장약되는 점화제 수용컵이 삽입되는 것이 바람직하다.

상기 점화제 수용컵의 선단에는 일단의 지름이 타단의 지름보다 크게 관통된 더스트 캡이 장착된 것이 바람직하다.

상기 점화 플러그의 상기 하우징의 일단면에는 전방폭발을 유도하도록 적어도 하나의 스플라인홈이 형성된 것이 바람직하다.

상기 점화 플러그의 상기 하우징과 상기 연결부가 결합되는 상기 하우징의 외주면에는 기밀성 향상을 위한 적어도 하나의 압착라인이 형성된 것이 바람직하다.

상기 점화 플러그의 연결부에는 상기 카트리지 커버와 결합시 기밀성향상을 위한 패킹링이 장착된 것이 바람직하다.

상기 카트리지 커버의 연결 돌출단에는 기밀성 유지를 위한 패킹링이 끼워지는 것이 바람직하다.

상기 연결 나사홈이 형성된 상기 카트리지 커버의 단부는, 별도의 결합부재가 상기 카트리지 커버의 단부에 나사결합되어 이루어지되, 상기 결합부재는 내부에 상기 연결 나사홈이 형성되고, 상기 연결 나사홈의 끝단은 밀폐된 상태의 마감부가 형성되고, 상기 마감부의 주변은 외력에 의해 쉽게 제거되도록 절취라인이 형성되어 이루어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 다수의 카트리지 커버를 일렬로 신속하게 설치할 수 있어 시공효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 카트리지 커버에 설치되는 점화 플러그를 통해 발파시 초기 점화효율을 향상시키고, 초기 불발률을 감소시키며 안정적이면서 신속한 발파성능을 달성할 수 있다.

도 1은 종래의 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 구조체를 나타내는 예시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체의 카트리지 커버를 나타내는 예시도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체의 카트리지 커버가 연속설치된 상태를 나타내는 예시도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체의 카트리지 커버의 마감부를 보여주는 예시도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체의 점화 플러그가 결합된 상태를 나타내는 예시도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체의 점화 플러그의 각 구성요소를 보여주는 구성도 및,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체의 점화 플러그의 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

우선, 본 발명의 발파용 카트리지 조립체는 카트리지 커버(50)와, 이에 결합되는 점화 플러그(70)로 크게 구성된다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체의 카트리지 커버를 나타내는 예시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체의 카트리지 커버가 연속설치된 상태를 나타내는 예시도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체의 카트리지 커버의 마감부를 보여주는 예시도이다.

도 2 내지 도 4와 같이, 발파용 카트리지 조립체의 카트리지 구조체(50)는 장방향의 원통으로 이루어진다. 또한 일단에는 나사산(52)이 형성된 돌출단(51)이 형성되고, 타단에는 외주연에 나사산(55)이 형성된 타단 결합부(54)가 형성된다.

또한 타단 결합부(54)에는 별도의 결합부재(60)가 체결될 수 있는데, 결합부재(60)는 내부에 연결 나사홈(62)이 형성된다. 또한 이 연결 나사홈의 내부측 끝단에는 밀폐된 상태의 마감부(61)가 형성된다.

여기서 상기 마감부(61)는 주변에 절취라인(63)이 형성되어 다른 카트리지 구조체(50a)의 돌출단(51)이 삽입되는 경우, 절취라인(63)을 따라 상기 마감부(61)가 쉽게 제거될 수 있다.

한편, 이와 같은 카트리지 구조체(50)는 도 3과 같이 직렬로 길게 연결될 수 있다. 즉, 제1 카트리지 구조체(50a)의 돌출단(51)을 제2 카트리지 구조체(50b)의 연결 나사홈(62)에 체결하여 장착하는 방식으로 다수개를 직렬로 간편하게 연결하는 것이 가능하다.

여기서 상기 돌출단(51)에는 패킹링(59)이 결합될 수 있어, 직렬로 다수개의 카트리지 구조체를 연결할 경우, 상호의 연결부분에 대한 기밀성을 향상시킬 수 있음은 물론이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체의 점화 플러그가 결합된 상태를 나타내는 예시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체의 점화 플러그의 각 구성요소를 보여주는 구성도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체의 점화 플러그의 사시도이다.

도 5 및 도 7과 같이, 발파용 카트리지 조립체의 점화 플러그(70)는 카트리지 조립체(50)의 말단에 결합되는 결합부재(60)에 장착되어 설치될 수 있다.

구체적으로, 점화 플러그(70)는 나사산이 형성된 연결부(74)와 각종 회로소자가 설치된 PCB보드(76)로 크게 구성된다. 이때 연결부(74)의 선단에는 체결시 용이하도록 육각볼트 머리부(77)가 형성되고, 이 육각볼트 머리부(77)와 연결부(74) 사이에는 밀폐를 위한 오링(75)이 끼워져 있다.

한편, 상기 연결부(74)의 말단에는 발파신호 지연을 위한 PCB보드(76)가 연결되는데, 구체적으로 상기 PCB보드(76)는 연결부(74)에서 연장된 브릿지(74a)가 형성되고, 이 브릿지(74a)에 솔더링된 상태로 설치된다.

또한 PCB보드(76)의 말단에는 상기 회로소자들과 전기적으로 연결된 한쌍의 전극(73)이 형성되는데, 구체적으로 상기 전극(73)은 내측에 솔더링된 상태로 프로브부(73a)가 형성되어 상기 PCB보드(76)에 연결된다. 또한 이 프로브부(73a)의 외주면에는 장착돌기(73b)가 형성된다. 미설명부호 'L'은 상기 전극(73)에 전류를 공급하는 각선이다.

여기서 상기 전극(73)을 보호하기 위해 점화제 수용컵(72)이 상기 PCB보드(76)의 말단에 끼워질 수 있는데, 이 점화제 수용컵(72)의 내부에는 하우징(71) 내에 장입되는 화약을 기폭시키기 위한 점화제가 소량 포함되고, 이 상태로 점화제 수용컵(72)은 PCB보드(76)의 전극(73)에 끼워질 수 있다. 또한, 상기 점화제 수용컵(72)은 내부에 격벽(72a)이 형성되고, 내주면에 프로브부(73a)의 장착돌기(73b)와 체결되는 장착홈(72b)이 형성된다.

한편, 상기 점화제 수용컵(72)에는 더스트 캡(78)이 장착될 수 있다. 이 더스트 캡(78)은 일단의 지름이 타단의 지름보다 큰 깔데기 형상(관통된 형상)을 갖도록 이루어질 수 있다.

이러한 형상을 갖는 더스트 캡(78)은 하우징(71)에 PCB 보드(76)가 삽입되는 경우 하우징(71) 내부에 장입된 화약이 PCB 보드(76)가 인입되면서 가압되는 압력으로 인해 하우징(71) 외부로 배출되는 것을 방지하기 위한 수단으로 적용된다.

즉, 더스트 캡(78)은 하우징(71)의 내경과 밀착되는 크기로 이루어지고, 상부가 넓고 하부가 좁은 방사형상으로 이루어짐으로써 PCB 보드(76)가 하우징(71)으로 인입되는 경우, 하우징(71) 내부에 장입된 화약이 외부로 배출되는 것을 방지하고, 더스트 캡(78) 내부의 좁은 구멍으로 내부의 공기가 빠져나가게 됨으로써 안정적인 점화 플러그(70)의 조립이 가능하게 된다.

한편, 상기 하우징(71)에 PCB 보드(76)를 삽입시켜 연결부(74)와 하우징(71)이 결합되면 상기 하우징(71)의 결합부분을 압착시켜 압착라인(79)을 형성함으로써 하우징(71) 내부를 밀폐시킬 수 있다. 이에 따라 지하수에 대한 수밀성을 향상시킬 수도 있다.

또한, 상기 하우징(71)의 선단면에는 점화 플러그(70)의 기폭시 전방으로 폭발을 유도하기 위한 스플라인 홈(S)이 다수개 형성될 수 있다. 이에 따라 기폭시 점화 플러그(70)의 폭발력이 전방으로 집중되어 카트리지 커버(50) 내에 장입된 화약에 집중적으로 전달되도록 할 수 있어 불발률을 감소시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.

50: 카트리지 커버 51: 연결 돌출단
52, 55: 나사산 53: 카트리지 본체
54: 타단 결합부 56: 연결 나사홈
60: 결합부재 61: 마감부
70: 점화 플러그 71: 하우징
72: 점화제 수용컵 73: 전극
74: 연결부 75: 패킹링
76: PCB 보드 78: 더스트캡

Claims (9)

1. 길이방향으로 일정길이를 가지며, 내부가 비어있는 형상으로 일단에는 연결 돌출단이 형성되고, 타단에는 연결 나사홈이 형성된 카트리지 커버; 및
   상기 카트리지 커버의 상기 연결 나사홈에 결합되도록, 외주면의 일부에 나사산이 형성된 연결부를 구비한 점화 플러그를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 점화 플러그는;
   상기 연결부의 일단에 설치되고 다수의 회로소자가 마련된 PCB보드,
   상기 PCB보드에 전기적으로 연결된 한 쌍의 전극을 갖는 프로브, 및
   상기 PCB보드를 수용하도록 상기 연결부의 일단에 결합되는 하우징을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체.
3. 제2항에 있어서,
   상기 점화 플러그의 상기 프로브에는 상기 전극을 보호하고 내부에 점화제가 장약되는 점화제 수용컵이 삽입되는 것을 특징으로 하는 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체.
4. 제3항에 있어서,
   상기 점화제 수용컵의 선단에는 일단의 지름이 타단의 지름보다 크게 관통된 더스트 캡이 장착된 것을 특징으로 하는 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체.
5. 제2항에 있어서,
   상기 점화 플러그의 상기 하우징의 일단 면에는 전방 폭발을 유도하도록 적어도 하나의 스플라인 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체.
6. 제2항 또는 제5항에 있어서,
   상기 점화 플러그의 상기 하우징과 상기 연결부가 결합되는 상기 하우징의 외주면에는 기밀성 향상을 위한 적어도 하나의 압착라인이 형성된 것을 특징으로 하는 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체.
7. 제1항에 있어서,
   상기 점화 플러그의 연결부에는 상기 카트리지 커버와 결합시 기밀성 향상을 위한 패킹링이 장착된 것을 특징으로 하는 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체.
8. 제1항에 있어서,
   상기 카트리지 커버의 연결 돌출단에는 기밀성 유지를 위한 패킹링이 끼워지는 것을 특징으로 하는 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체.
9. 제1항 또는 제8항에 있어서,
   상기 연결 나사홈이 형성된 상기 카트리지 커버의 단부는, 상기 카트리지 커버의 단부에 나사결합되는 별도의 결합 부재이며,
   상기 결합 부재는 내부에 상기 연결 나사홈이 형성되고, 상기 연결 나사홈의 끝단은 밀폐된 상태의 마감부가 형성되고,
   상기 마감부의 주변은 외력에 의해 쉽게 제거되도록 절취라인이 형성된 것을 특징으로 하는 암반파쇄를 위한 발파용 카트리지 조립체.

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