KR101161158B1 - 지반 개량용 굴착기의 굴착 로드를 위한 세정 장치 - Google Patents

지반 개량용 굴착기의 굴착 로드를 위한 세정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지반 개량용 굴착기의 굴착 로드를 위한 세정 장치에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 지반 개량용 굴착기의 굴착 로드에 결합되어 시멘트 공급 통로의 막힘 현상을 방지하는데 있다.
이를 위해 본 발명은 기어 박스를 관통하는 적어도 하나의 굴착 로드; 상기 기어 박스의 상부로 돌출된 굴착 로드에 결합된 스위벨; 상기 스위벨에 결합되어 시멘트를 상기 굴착 로드의 내측으로 공급하는 Y관으로 이루어진 지반 개량용 굴착기에 있어서, 상기 Y관의 상부에 결합되어 상기 굴착 로드의 내측까지 연장되고, 표면을 따라 다수의 분사홀이 형성된 분사 파이프; 상기 분사 파이프가 관통하며, 상기 Y관의 상단에 결합되어 상기 분사 파이프를 상기 Y관에 고정시키는 캡; 및, 상기 캡의 외측으로 돌출된 분사 파이프에 연결되어 물 및 공기를 상기 분사 파이프에 공급하는 펌프로 이루어진 지반 개량용 굴착기의 굴착 로드를 위한 세정 장치를 개시한다.

Description

지반 개량용 굴착기의 굴착 로드를 위한 세정 장치{CLEANING DEVICE FOR DRILLING ROD OF DRILLING MACHINE}
본 발명은 지반 개량용 굴착기의 굴착 로드를 위한 세정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 연약 지반을 개량하는 데에는 지반 개량용 굴착기가 사용되고 있으며, 상기 굴착기에는 지반을 굴착하는 굴착 로드를 장착하여 연약 지반을 개량한다. 즉, 굴착기에는 오거 머신(모터)이 설치되고, 상기 오거 머신에는 기어 박스가 설치되며, 상기 기어 박스에 굴착 로드가 관통 결합된다. 상기 굴착 로드는 굴착의 효율성을 위하여 통상 다수개가 상기 기어 박스에 동시에 설치된다. 또한, 각각의 굴착 로드는 중공상의 연결 로드와 교반 날개 또는 스크류 날개가 부착된 교반 로드 및 굴착 비트가 수직상으로 연결된다. 더불어, 상기 굴착 로드에 연결된 연결 로드와 교반 로드의 내부로는 시멘트 등이 주입되어, 굴착되는 토사에 혼합 교반됨으로써, 연약지반을 개량하게 된다.
한편, 이러한 종래의 굴착 로드는 하강 및 상승시 시멘트의 공급 통로가 다르다. 즉, 굴착 로드의 하강시에는 굴착 로드의 내부 통공으로 시멘트가 공급됨으로써, 굴착 로드의 하단을 통하여 시멘트가 토사에 공급된다. 그러나, 굴착 로드의 상승시에는 굴착 로드가 아닌 그 측부에 함께 위치된 지지대에 설치된 별도의 시멘트 분사 라인을 통하여 시멘트가 토사에 공급된다. 한편, 시멘트가 공급되는 공급 통로는 분배관을 통하여 굴착 로드로 공급되거나 또는 지지대로 공급된다.
따라서, 굴착 작업중 사용하지 않는 통로에 잔존하는 시멘트는 경화되기 쉽고, 이에 따라 사용 시간이 증가할수록 통로의 직경이 작아지는 문제가 있다. 더욱이, 시간이 지날수록 통로에 잔존하는 시멘트의 경화량이 많아짐으로써 결국 통로가 막히는 경우도 있다.
본 발명의 해결하려는 과제는 지반 개량용 굴착기의 굴착 로드에 결합되어 시멘트 공급 통로의 막힘 현상을 방지할 수 있는 세정 장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 기어 박스를 관통하는 적어도 하나의 굴착 로드; 상기 기어 박스의 상부로 돌출된 굴착 로드에 결합된 스위벨; 상기 스위벨에 결합되어 시멘트를 상기 굴착 로드의 내측으로 공급하는 Y관으로 이루어진 지반 개량용 굴착기에 있어서, 상기 Y관의 상부에 결합되어 상기 굴착 로드의 내측까지 연장되고, 표면을 따라 다수의 분사홀이 형성된 분사 파이프; 상기 분사 파이프가 관통하며, 상기 Y관의 상단에 결합되어 상기 분사 파이프를 상기 Y관에 고정시키는 캡; 및, 상기 캡의 외측으로 돌출된 분사 파이프에 연결되어 물 및 공기를 상기 분사 파이프에 공급하는 펌프를 포함한다.
상기 Y관에는 제1잠금 밸브를 갖는 제1시멘트 공급관이 연결되고, 상기 제1잠금 밸브가 폐쇄된 경우 상기 펌프가 동작하여 공기 및 물을 상기 분사 파이프에 공급한다.
상기 제1시멘트 공급관에는 제2잠금 밸브를 갖는 제2시멘트 공급관이 연결되고, 상기 굴착 로드가 하강할 때 상기 제1잠금 밸브가 개방되고, 상기 제2잠금 밸브는 폐쇄되며, 상기 굴착 로드가 상승할 때 상기 제1잠금 밸브가 폐쇄되고, 상기 제2잠금 밸브가 개방된다.
본 발명은 시멘트가 공급되는 Y관 및 굴착 로드에 물 및 공기가 공급되는 분사 파이프를 결합함으로써, 시멘트 공급후 Y관 및 굴착 로드를 신속하게 세정할 수 있어, 시멘트 공급 통로의 직경이 감소하거나 막히지 않게 된다.
도 1a는 일반적인 지반 개량용 굴착기를 도시한 측면도이고, 도 1b는 굴착 로드 및 그 주변 구조를 도시한 정면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 세정 장치가 장착된 지반 개량용 굴착기를 도시한 정면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착기의 세정 장치의 구성 및 동작을 도시한 개략도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1a는 일반적인 지반 개량용 굴착기를 도시한 측면도이고, 도 1b는 굴착 로드 및 그 주변 구조를 도시한 정면도이다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 지반 개량용 굴착기(10)는 상하 수직 방향으로 설치된 리더(11)에 와이어(12)에 의해 승강 가능하게 결합된 오거 머신(13)(모터)과, 상기 오거 머신(13)에 결합된 기어 박스(14)와, 상기 기어 박스(14)에 결합되어 소정 방향으로 회전하는 다수의 굴착 로드(15)와, 상기 기어 박스(14)에 결합된 동시에 상기 다수의 굴착 로드(15)와 평행하게 설치된 지지대(16)와, 상기 굴착 로드(15) 및 지지대(16)를 수직 방향으로 가이드하도록 상기 리더(11)의 하단과 지지대(16) 사이에 결합된 가이드(17)를 포함한다. 여기서, 상기 와이어(12)는 도시되지 않은 모터 등에 연결되어 상기 오거 머신(13)을 상승시키거나 또는 하강시킨다. 또한, 도면중 미설명 부호 18은 다수의 굴착 로드(15) 및 지지대(16)를 고정시키는 브라켓이다.
이와 같이 하여, 상기 오거 머신(13)이 리더(11)를 따라 하강하는 경우 상기 굴착 로드(15)가 하강 및 회전하면서 지반 개량 작업을 한다. 즉, 상기 굴착 로드(15)의 하단을 통하여 시멘트가 공급됨으로써, 굴착 로드(15)가 하강 및 회전하면서 시멘트와 토사가 함께 교반된다. 또한, 상기 오거 머신(13)이 리더(11)를 따라 상승하는 경우 상기 굴착 로드(15)가 상승 및 회전하면서 지반 개량 작업을 한다. 즉, 상기 지지대(16)의 하단을 통하여 시멘트가 공급됨으로써, 굴착 로드(15)가 상승 및 회전하면서 시멘트와 토사가 함께 교반된다.
도 2는 본 발명에 따른 세정 장치가 장착된 지반 개량용 굴착기를 도시한 정면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 시멘트 공급관은 기어 박스(14)의 상부에 설치된 Y관(20)에 연결되며, 제1잠금 밸브(21a)를 갖는 제1시멘트 공급관(21b)과, 상기 제1시멘트 공급관(21b)에 연결된 동시에 제2잠금 밸브(22a)를 갖는 제2시멘트 공급관(22b)을 포함한다. 여기서, 상기 제1시멘트 공급관(21b)에 의해 굴착 로드(15)에 시멘트가 공급되고, 상기 제2시멘트 공급관(22b)에 의해 지지대(16)에 시멘트가 공급된다.
여기서, 상기 굴착 로드(15)가 하강 및 회전하는 경우에는 제2잠금 밸브(22a)는 폐쇄되고, 제1잠금 밸브(21a)가 개방됨으로써, 제1시멘트 공급관(21b)을 통하여 굴착 로드(15)의 하단에 형성된 시멘트 공급홀(15a)을 통하여 시멘트가 공급된다.
한편, 굴착 로드(15)가 상승하는 경우에는 제1잠금 밸브(21a)가 폐쇄되고, 제2잠금 밸브(22a)가 개방됨으로서, 제2시멘트 공급관(22b)을 통하여 지지대(16)의 하단에 형성된 시멘트 공급홀(16a)을 통하여 시멘트가 공급된다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착기의 세정 장치의 구성 및 동작을 도시한 개략도이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 세정 장치(100)는 다수의 분사홀(111)을 갖는 분사 파이프(110)와, 상기 분사 파이프(110)의 상단에 연결된 엘보우(120)와, 상기 엘보우(120)에 연결된 연결관(130)과, 상기 연결관(130)에 연결된 펌프(140)를 포함한다.
한편, 굴착 로드(15)는 기어 박스(14)를 관통하여 설치된다. 또한, 상기 굴착 로드(15)는 기어 박스(14)의 상부로 일정 길이 연장되고, 그 연장된 영역에는 스위벨(19)이 결합된다. 주지된 바와 같이 스위벨(19)은 연결된 두 부분중 한쪽은 고정시키고 다른 한쪽은 회전하게 하는 구조를 갖는다. 따라서, 이러한 스위벨(19)에 의해 굴착 로드(15)는 기어 박스(14)에 의해 소정 방향으로 회전하지만, 상기 굴착 로드(15)의 상부에 결합된 Y관(20)은 회전하지 않고 고정된 위치를 지킨다.
상술한 바와 같이 Y관(20)은 상기 스위벨(19)의 상부에 결합된다. 상기 Y관(20)은 상부로 연장된 영역에 캡(21)이 쒸어져 있고, 측부 방향으로 연장된 영역에는 제1시멘트 공급관(21b)이 연결되어 있다. 상기 캡(21)에는 다수의 분사홀(111)이 형성된 분사 파이프(110)가 관통되어 설치되어 있다. 이러한 분사 파이프(110)는 Y관(20), 스위벨(19) 및 기어 박스(14)를 관통하여 하부 방향으로 연장되어 있고, 그 길이에 제한은 없다. 즉, 상기 분사 파이프(110)는 굴착 로드(15)의 하단까지 연장되어 있거나 또는 상기 스위벨(19)의 하단까지만 연장될 수도 있다.
더불어, 상기 분사 파이프(110)의 상단에는 엘보우(120)가 결합되어 있으며, 상기 엘보우(120)에는 연결관(130)을 통하여 펌프(140)가 결합되어 있다. 상기 펌프(140)에 의해 상기 분사 파이프(110)에는 공기 및 물이 함께 공급된다. 따라서, 상기 분사 파이프(110)의 분사홀(111)을 통해서는 강한 압력으로 물과 공기가 분사된다. 이에 따라, 상기 Y관(20) 및 굴착 로드(15)의 내부 표면에 남아 있던 시멘트는 모두 제거되고, 굴착 로드(15)의 하단으로 배출된다.
여기서, 공급되는 물 및 공기는 최소량으로 조절함이 바람직하다. 즉, 굴착 로드(15)에 의해 이미 교반된 시멘트 및 토사의 밀도에 변화가 생기지 않을 정도의 물 및 공기를 제공한다.
이러한 동작에 의해, 상기 Y관(20)의 내부 표면에 잔존하는 시멘트가 모두 제거됨으로써, Y관(20)의 직경이 좁아지거나 막히는 문제가 발생하지 않는다. 굴착 깊이에 따라 다르지만 굴착 심도가 대략 40m 정도일 경우 상기 굴착 로드(15)가 하강하였다가 다시 상승하는데 1시간 정도 걸린다. 이러한 시간동안 상기 Y관(20)의 내부 표면에 남아 있는 시멘트가 굳기 시작하는데, 상기와 같이 세정 장치(100)에 의해 Y관(20)의 내부 표면이 물과 공기로 세정됨으로써, Y관(20)의 내부에는 시멘트가 잔존하지 않게 된다.
더불어, 이러한 세정 동작은 굴착 로드(15)의 상승시 일어난다. 즉, 굴착 로드(15)의 상승시 제1잠금 밸브(21a)는 폐쇄됨으로써 제1시멘트 공급관(21b)을 통해서는 더 이상 시멘트가 공급되지 않는다. 다르게 표현하면, 이때, 제2잠금 밸브(22a)가 개방됨으로써, 제2시멘트 공급관(22b)을 통해 시멘트가 공급된다.
따라서, 상기 제1시멘트 공급관(21b)을 통하여 시멘트 공급이 중단되므로, 상기 제1시멘트 공급관(21b)의 내부 표면 및 Y관(20)의 내부 표면에 시멘트가 잔존한다.
이때, 펌프(140)가 동작함으로써, 물 및 공기가 연결관(130), 엘보우(120) 및 분사 파이프(110)를 통하여 상기 Y관(20)의 내부 표면 및 제1시멘트 공급관(21b)의 내부 표면에 공급된다. 따라서, 상기 Y관(20)의 내부 표면 및 상기 제1시멘트 공급관(21b)의 일부 내부 표면의 시멘트가 세정된다.
특히, 상술한 바와 같이 굴착 로드(15)가 완전히 상승하는데 대략 1시간 이상이 걸리기 때문에, 상기 1시간 동안 Y관(20)의 내부 표면에 남아 있는 시멘트가 경화될 수 있으나, 본 발명에서는 미리 세정 장치(100)로 상기 Y관(20)의 내부 시멘트를 세정함으로써, Y관(20)의 직경이 좁아지거나 막히는 문제가 발생하지 않는다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 지반 개량용 굴착기의 굴착 로드를 위한 세정 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 본 발명에 따른 세정 장치
110; 분사 파이프 111; 분사홀
120; 엘보우 130; 연결관
140; 펌프

Claims (3)

  1. 기어 박스를 관통하는 적어도 하나의 굴착 로드; 상기 기어 박스의 상부로 돌출된 굴착 로드에 결합된 스위벨; 상기 스위벨에 결합되어 시멘트를 상기 굴착 로드의 내측으로 공급하는 Y관으로 이루어진 지반 개량용 굴착기에 있어서,
    상기 Y관의 상부에 결합되어 상기 굴착 로드의 내측까지 연장되고, 표면을 따라 다수의 분사홀이 형성된 분사 파이프;
    상기 분사 파이프가 관통하며, 상기 Y관의 상단에 결합되어 상기 분사 파이프를 상기 Y관에 고정시키는 캡; 및,
    상기 캡의 외측으로 돌출된 분사 파이프에 연결되어 물 및 공기를 상기 분사 파이프에 공급하는 펌프를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 지반 개량용 굴착기의 굴착 로드를 위한 세정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 Y관에는 제1잠금 밸브를 갖는 제1시멘트 공급관이 연결되고,
    상기 제1잠금 밸브가 폐쇄된 경우 상기 펌프가 동작하여 공기 및 물을 상기 분사 파이프에 공급함을 특징으로 하는 지반 개량용 굴착기의 굴착 로드를 위한 세정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1시멘트 공급관에는 제2잠금 밸브를 갖는 제2시멘트 공급관이 연결되고,
    상기 굴착 로드가 하강할 때 상기 제1잠금 밸브가 개방되고, 상기 제2잠금 밸브는 폐쇄되며,
    상기 굴착 로드가 상승할 때 상기 제1잠금 밸브가 폐쇄되고, 상기 제2잠금 밸브가 개방됨을 특징으로 하는 지반 개량용 굴착기의 굴착 로드를 위한 세정 장치.
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