KR100972629B1 - 무진동 암반절개기용 수압공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 무진동 암반절개기용 수압공급장치에 관한 것이다.

이는 특히, 오일탱크에 장착되는 펌프로서 오일을 공급받아 압력제어수단을 통하여 일정압력까지 재순환시키면서 공급하도록 설치되는 양방향전환밸브,

상기 양방향전환밸브에 일측이 연결되어 그 내측에 복수의 피스톤이 동작하도록 분할되는 제1,2챔버를 구비하면서 상대적으로 큰 부피의 제1챔버에 양방향전환밸브로 부터의 압력오일이 공급토록 하면서 상대적으로 적은 부피를 갖는 다른 제2챔버에는 물탱크에 장착되는 펌프 및 그 일측에 연결되는 단방향전환밸브로서 물이 공급토록 설치되는 실린더,

상기 실린더의 제2챔버에 연결되면서 수압을 공급받으면서 드레인 밸브가 구비되는 단위암반절개기로 이루어 진다.

이에 따라서, 압력차를 이용하는 구성으로 가압을 위한 별도의 장비가 불필요하여 제품의 구성을 컴팩트하게 유지할 수 있도록 하는 것이다.

유압실린더, 물탱크, 오일탱크, 방향전환밸브

Description

무진동 암반절개기용 수압공급장치{A device for Water Pressure supply the Rock Spliter With No-Vibration Condition}

본 발명은 파스칼의 원리를 사용하여 상대적으로 넓은 면적을 갖는 유압작용부에 일정 압력의 유체를 공급할 때 상기 유체의 압력에 의해 상대적으로 적은 면적을 갖는 수압작용부를 누르도록 하여 수압작용부의 압력을 배가시키도록 하는 구성으로 가압을 위한 별도의 장비가 불필요하여 제품의 구성을 컴팩트하게 유지할 수 있도록 하는 무진동 암반절개기용 수압공급장치에 관한 것이다.

일반적으로, 토목공사 현장에서는 대부분 암반의 절개나 터널의 굴착등을 포함하고 있으며, 특히 SOC 사업의 투자 확대에 따라 터널이나 암반 절개지역이 도심이나 거주지에 근접하는 관계로 발파에 의한 터널이나 암반의 굴착 및 절개시 필연적으로 수반되는 진동과 소음 및 분진등의 문제점을 해소하도록 하는 공법이 연구 되어지고 있다.

이를 해결하기 위한 한 방편으로 수압 및 유압을 이용한 암반의 절개나 터널의 굴착방법이 제시되고 있다.

그리고, 상기와 같은 수압파쇄장비는, 그 동력원의 종류에 따라 크게 압축공 기 구동방식과 유압구동방식으로 나눌 수 있는데, 유압 구동방식의 경우 압축공기를 사용하지 않음으로 인해, 고압수의 주입수 펌핑에 따른 압력의 파동 현상이 없기 때문에 비교적 정확한 압력곡선을 구할 수 있다는 장점이 있는 반면, 스키드 타입의 프레임에 3톤 이상의 무게에 달하는 장비가 장착되어 있어 현장 접근성이 매우 떨어지는 단점이 있다.

그리고, 압축공기 구동방식 장비의 경우 장비 자체의 부피 및 무게는 유압구동방식에 비해 상대적으로 가벼우나, 반드시 공기압축기를 함께 동반해야 한다는 단점이 있다.

또한, 유압구동방식의 장비일 경우, 육상으로의 접근은 거의 불가능하며, 이를 분해하여 헬기를 이용한 공중이동 역시 허용 하중 제한에 의해, 현실적으로 불가능하게 되는 문제점이 있다.

이와같은 문제점을 해결하기 위한 수압파쇄장치가 등록특허공보 제646584호에 개시되어 있으며 그 구성은 도1에서와 같이, 시추공 내에 목적심도별로 위치하여 암반의 파쇄압력을 제공하기 위해 양끝단이 밀폐되며, 내부는 튜브형상이며, 길이방향으로 중앙부에 수압분사구(7)가 형성된 수압공급기(5)와; 상기 수압공급기(5)의 양단에 장착되며, 튜브형상이면서 저압공(9)이 구비된 패커(6)로 이루어지는 수압파쇄부와; 상기 수압파쇄부를 시추공 내에 목적심도별로 이송하고자 이송로프(18)가 감긴 이송윈치(17)가 마련된 이송부와; 상기 수압파쇄부에 저압 및 고압의 압력을 공급하기 위하여 차량의 동력축으로부터 동력을 공급받아, 저압라인(4)으로부터 패커(6)까지 연결되는 저압압축부(2)및 고압라인(3)으로부터 수압공급 기(5)까지 연결되는 고압압축부(1)에 동력을 공급하는 동력공급부와; 물을 이용하는 상기 고압라인(3) 및 저압라인(4)에 각각 고압조절밸브 및 저압조절밸브를 연결하여 수압을 조절하는 압력조절부로서 이루어 진다.

상기와 같은 수압파쇄장치는, 저압압축부에 의해 패커(6)를 팽창시켜 수납공급기(5)를 고정시킨 후 고압압축부(1)로서 물을 공급하여 암반의 표면에 충돌시키도록 하여 암반을 파쇄하는 것이다.

그러나, 상기와 같은, 고압압축부 및 저압압축부를 동작시키기 위해 물의 연속적인 공급이 이루어 져야 하는 단점이 있어 수원이 원거리에 위치하는 경우 장치의 설치가 불가능하게 되는 것이다.

또한, 원하는 압력을 얻기 위해서는 고압압축부(1)가 크기가 정형화되어 그 압력조절이 불가능하게 되는 단점이 있는 것이다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 압력차를 이용하는 구성으로 가압을 위한 별도의 장비가 불필요하여 제품의 구성을 컴팩트하게 유지할 수 있도록 하고, 암반절개기에 물을 구분공급하도록 하여 하나의 암반절개기가 동작불량시 전체가 동작하지 않게 되는 불합리성을 제거할 수 있도록 하며, 물의 압력을 최총출력에 사용하여 고무튜브를 이용한 암반절개기의 사용이 가능하게 되므로써 환경오염을 방지하는 무진동 암반절개기용 수압공급장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 오일탱크에 장착되는 펌프로서 오일을 공급받아 압력제어수단을 통하여 일정압력까지 재순환시키는 양방향전환밸브,

상기 양방향전환밸브에 일측이 연결되어 그 내측에 복수의 피스톤이 동작하도록 분할되는 제1,2챔버를 구비하면서 상대적으로 큰 부피의 제1챔버에 양방향전환밸브로 부터의 압력오일이 공급토록 하면서 상대적으로 적은 부피를 갖는 다른 제2챔버에는 물탱크에 장착되는 펌프 및 그 일측에 연결되는 단방향전환밸브로서 물이 공급토록 설치되는 실린더,

상기 실린더의 제2챔버에 연결되면서 수압을 공급받으면서 드레인 밸브가 구비되는 단위암반절개기의 조립구조로 이루어 진 무진동 암반절개기용 수압공급장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 오일증압수단은, 오일을 일정압력까지 일방향으로 순환시키면서 압축하는 제1단방향전환밸브와 그 일측의 제1압력게이지 및 선택적인 유로를 형성하는 제1릴리프밸브로서 이루어 지고, 상기 오일탱크에는 공급 및 재순환되는 오일을 필터링 하면서 냉각토록 라인필터와 리턴필터및 쿨러가 구비되는 구성으로 이루어진 무진동 암반절개기용 수압공급장치를 제공한다.

더하여, 본 발명의 물증압수단은, 물을 일정압력까지 일방향으로 순환시키면서 압축하는 제2단방향전환밸브와 그 일측의 제2압력게이지 및 선택적인 유로를 형성하는 제2릴리프밸브로서 이루어 진 무진동 암반절개기용 수압공급장치를 제공한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 압력차를 이용구성으로 가압을 위한 별도의 장비가 불필요하여 제품의 구성을 컴팩트하게 유지하고, 암반절개기에 물을 구분공급하여 하나의 암반절개기가 동작불량시 전체가 동작하지 않게 되는 불합리성을 제거하며, 물의 압력을 최총출력에 사용하여 고무튜브를 이용한 암반절개기의 사용이 가능하게 되므로써 환경오염을 방지하는 효과가 있는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 압력공급장치를 도시한 회로도이고, 도3은 본 발명에 따른 압력공급장치의 실린더를 도시한 요부단면도이다.

본 발명은, 오일탱크(100)에 장착되는 펌프(110)로서 오일(O)을 공급받아 오일증압수단(200)을 통하여 일정압력까지 재순환시키는 양방향전환밸브(150)가 오일탱크(100)의 일측에 연결된다.

그리고, 상기 양방향전환밸브(150)에 일측이 연결될 때 그 내측에 구비되는 피스톤(310)을 통하여 분할되는 제1,2챔버(315)(317)를 구비하면서 상대적으로 큰 부피의 제1챔버(315)에 양방향전환밸브(150)로 부터의 압력오일(PO)이 공급토록 하면서 상대적으로 적은 부피를 갖는 다른 제2챔버(317)에는 물탱크(500)에 장착되는 펌프(510) 및 그 일측에 연결되는 단방향전환밸브(530)로서 물이 공급토록 실린더(300)가 설치된다.

또한, 상기 실린더(300)의 일측으로는 제2챔버(317)에 연결될 때 수압(PW)을 공급받으면서 드레인 밸브가(320) 연결되는 단위암반절개기(700)가 조립되는 구성으로 이루어 진다.

그리고, 상기 실린더(300)는, 단위암반절개기(700)에 연결되면서 제1,2챔버는 하나의 챔버에 대하여 다른 하나의 챔버가 배가되는 면적을 갖도록 구분설치된다.

또한, 본 발명의 오일증압수단(200)은, 오일을 일정압력까지 일방향으로 순환시키면서 압축하는 제1단방향전환밸브(210)와 그 일측의 제1압력게이지(230) 및 선택적인 유로를 형성하는 제1릴리프밸브(250)로서 이루어 진다.

더하여, 상기 오일탱크(100)에는 공급 및 재순환되는 오일을 필터링 하면서 냉각토록 라인필터(101)와 리턴필터(103)및 쿨러(105)가 구비된다.

계속하여, 상기 단위암반절개기(700)와 실린더(300) 사이에는 물증압수단(400)이 더 구비된다.

그리고, 상기 물증압수단(400)은, 물을 일정압력까지 일방향으로 순환시키면서 압축하는 제2단방향전환밸브(410)와 그 일측의 제2압력게이지(430) 및 선택적인 유로를 형성하는 제2릴리프밸브(450)로서 이루어 진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.

도2 및 도3에서와 같이, 자체스위치나 외부의 무선신호에 의해 오일탱크(100)에 내장되는 오일펌프(100)를 동작시키면 오일이 오일펌프를 통하여 토출되어 라인필터(101)로 공급된다.

이때, 상기 라인필터(101)로의 공급라인에는 제1첵밸브(107)가 구비되어 오일의 리턴을 방지토록 하고, 상기 오일탱크에는 유면계와 주유구가 구비되어 오일의 보충을 통해 일정높이의 유면을 유지토록 한다.

그리고, 상기 라인필터(101)는, 스위치와 필터 및 첵밸브로 이루어져 오일내에 포함되는 분진이나 이물질을 제거토록 하여 오일에 의한 파이프나 밸브의 막힘을 방지토록 한다.

계속하여, 상기 라인필터(101)를 통과한 유체는 공급라인을 통하여 제1릴리프밸브(250)에 공급되어 회로내의 압력이 설정압력에 도달할 때 까지 오일을 리턴시키면서 공급되는 유체의 압력을 조절하여 제1단방향전환밸브(210)에 공급한다.

이때, 상기 제1릴리프밸브(250)로의 유체 공급전에 제1압력게이지(230)가 구비되는 니들밸브(235)를 통과하면서 공급되는 오일의 량을 조절하게 된다.

더하여, 상기 제1단방향전환밸브(210)는, 복수의 양방향전환밸브(150)에 유체의 압력을 각각 분기시켜 공급하도록 하고, 상기 양방향전환밸브(150)의 알포트는 니들밸브(1235)의 공급라인에 연결된다.

그리고, 상기 양방향전환밸브(150)의 공급라인에는 복수의 피스톤(310)이 각각 동작하도록 분할되면서 상대적으로 큰 부피를 갖는 제1챔버(315)에 연결되어 제1챔버(315)에 압력을 공급하게 된다.

이때, 상기 제1챔버(315)에 공급되는 오일압력(OW)은 파스칼의 원리에 의해 상대적으로 적은 부피를 갖는 제2챔버(371)에 전달되어 압력을 배가 시키게 되어 별도의 부수터가 필요없이도 간단한 구성으로 압력의 배가가 가능토록 된다.

그리고, 상기 제2챔버(371)에는 일정 압력을 갖는 물이 충진되어 제1챔바(315)에 개해지는 오일의 압력에 의해 단위암반절개기(700)에 공급되는 물의 압력 증가시키게 된다.

또한, 상기 오일탱크(100)에 구비되는 리턴라인 역시 쿨러(105)와 리턴필터(103)가 구비되어 증압시 연속적인 압축에 의해 온도가 상승되어 있는 리턴 오일을 냉각시키면서 오일내의 이물질을 제거한 후 오일탱크에 리턴시키도록 한다.

계속하여, 상기 펌프(510)로서 공급되는 물은 제2첵밸브(507)를 통하여 리턴이 방지되면서 연속하여 필요량을 공급토록 된다.

그리고, 상기 수펌프로서 공급되는 물은 제2첵밸브(507)를 통하여 리턴이 방지되면서 연속하여 필요량을 공급토록 되고, 상기 제2압력게이지(430)에 의한 압력차이 발생시 물이 누설되는 것으로 판단하여 펌프(510)의 동작을 정지시킨다.

또한, 상기 물탱크(500) 역시 물증압수단(400)이 구비되어 물의 재순환시키면서 원하는 압력까지 증압시켜 제2챔버(317)에 공급하도록 한다.

더하여, 상기 단위암반절개기(700)의 일측에는 드레인밸브(320)가 구비되어 암반을 절개한 후 단위암반절개기(700)를 배출하기 위하여 단위암반절개기에서 물의 배출할 때 물탱크(500)로 용이하게 배출토록 한다.

그리고, 상기 단위암반절개기(700)는, 각각의 개별 실린더(300)로서 일정 압력을 갖는 물을 공급토록 하여 단위암반절개기(700)가 파손되어도 전체에 물의 공급이 중단되는 현상을 방지하게 되는 것이다.

도1은 종래의 수압파쇄장치를 도시한 동작상태도이다.

도2는 본 발명에 따른 압력공급장치를 도시한 회로도이다.

도3은 본 발명에 따른 압력공급장치의 실린더를 도시한 요부단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100...오일탱크 110...펌프

150...제1양방향전환밸브 300...실린더

320...드레인밸브 500...물탱크

700...단위암반절개기

Claims (4)

1. 오일탱크에 장착되는 펌프로서 오일을 공급받아 오일증압수단을 통하여 일정압력까지 재순환시키는 양방향전환밸브,

   물을 일정압력까지 일방향으로 순환시키면서 압축하는 제2단방향전환밸브와 그 일측의 제2압력게이지 및 선택적인 유로를 형성하는 제2릴리프밸브로서 이루어 진 물증압수단을 통하여 물탱크와 연결되며, 상기 양방향전환밸브에 일측이 연결되어 그 내측에 복수의 피스톤이 동작하도록 분할되는 제1,2챔버를 구비하면서 상대적으로 큰 부피의 제1챔버에 양방향전환밸브로 부터의 압력오일이 공급토록 하면서 상대적으로 적은 부피를 갖는 다른 제2챔버에는 물탱크에 장착되는 펌프로서 물이 공급토록 설치되는 실린더,

   상기 실린더의 제2챔버에 연결되면서 수압을 공급받으면서 드레인 밸브가 구비되는 단위암반절개기로 이루어 진 무진동 암반절개기용 수압공급장치
2. 제1항에 있어서, 상기 오일증압수단은, 오일을 일정압력까지 일방향으로 순환시키면서 압축하는 제1단방향전환밸브와 그 일측의 제1압력게이지 및 선택적인 유로를 형성하는 제1릴리프밸브로서 이루어 지는 것을 특징으로 하는 무진동 암반절개기용 수압공급장치
3. 제1항에 있어서, 상기 오일탱크는, 공급 및 재순환되는 오일을 필터링 하면서 냉각토록 라인필터와 리턴필터및 쿨러가 구비되는 것을 특징으로 하는 무진동 암반절개기용 수압공급장치
4. 삭제

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