KR101575171B1 - 지하수 관정 시공용 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지하수 관정용 튜브를 설치하고 해체하는 시공용 장치에 있어서: 상기 다수의 튜브를 적재판(22)과 가이드(24) 상에 상하운동 가능하게 수용하는 적재대(20); 상기 적재대(20)의 일측에 튜브의 하단을 클램핑하도록 설치되고, 튜브의 상하방향 선회운동과 좌우방향 선회운동을 부가하는 파지아암(30); 상기 적재대(20)의 타측에 튜브의 상단을 클램핑하도록 설치되고, 튜브의 상하운동과 회전운동을 부가하는 작업대(40); 및 상기 적재대(20), 파지아암(30), 작업대(40)의 운동을 순차적으로 수행하도록 설치되는 제어기(50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 지하수 개발 과정에서 적재 이송된 튜브를 인출하여 관정을 설치하거나 관정에 설치된 튜브를 제거하는 전체 공정의 주요부를 생력화하여 인원과 경비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
이에 따라, 지하수 개발 과정에서 적재 이송된 튜브를 인출하여 관정을 설치하거나 관정에 설치된 튜브를 제거하는 전체 공정의 주요부를 생력화하여 인원과 경비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 지하수 관정 시공용 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 지하수 개발 과정에서 관정을 이루는 튜브를 생력화 방식으로 설치하고 해체하기 위한 지하수 관정 시공용 장치에 관한 것이다.
통상적으로 지하수 대공 개발에 있어서 드릴해머로 토사층에서 연암층까지 굴진하고, 굴진된 깊이까지 보호관(Casing)을 설치한 다음 시멘트 그라우팅하고, 설계된 굴착 심도까지 굴진하는 방식으로 진행된다. 이와 같은 대공 개발을 위한 관정의 시공에 있어서 인력과 경비를 절감하기 위해 천공기, 시추기 등을 비롯한 다양한 착정장비가 사용된다.
이와 관련되는 선행기술문헌으로서 한국 등록특허공보 제0885302호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제0700182호(선행문헌 2) 등을 참조할 수 있다.
선행문헌 1은 착정기몸체에 스크류를 연결한 후 스크류를 회전시켜 하부로 굴진한 후 스크류를 분리하는 1차 기초굴착단계; 외부케이싱설치단계; 3차 굴착단계; 홀내부청소단계; 그라우팅단계;를 거치며, 착정기 몸체에 에어해머, 큐빙, 비트가 장착된 롯드 등을 장착하고 작업을 수행한다. 이에 따라, 오염된 상층수와 변지된 지층 지하수의 유입을 차단하는 효과를 기대한다.
선행문헌 2는 본체의 양측에 회동 가능하게 장착되는 클램핑 유닛; 및 상기 본체 및 상기 클램핑 유닛에 장착되고, 관정에 고정된 파이프에 대하여 나사 결합된 단위 파이프의 외주면에 밀착되어 구동력을 전달받아 회전하면서 상기 고정된 파이프로부터 상기 단위 파이프의 나사 결합을 해제하여 분리하는 분리회전 유닛;을 포함한다. 이에 따라, 단일 구동원에 의하여 작은 동력으로도 시추용 케이싱 파이프의 분리가 가능한 효과를 기대한다.
그러나, 선행문헌 1의 경우 내부관을 시공하는 방법에 사용되는 장치의 구성에 대한 개시가 미흡하고, 선행문헌 2의 경우 케이싱을 분리하는 일부 공정에만 적용이 가능하여 전반적인 생력화를 높이는데 한계성을 보인다.
상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 지하수 개발 과정에서 적재 이송된 튜브를 인출하여 관정을 설치하거나 관정에 설치된 파이프를 제거하는 전체 공정의 주요부를 생력화할 수 있는 지하수 관정 시공용 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 지하수 관정용 튜브를 설치하고 해체하는 시공용 장치에 있어서: 상기 다수의 튜브를 적재판과 가이드 상에 상하운동 가능하게 수용하는 적재대; 상기 적재대의 일측에 튜브의 하단을 클램핑하도록 설치되고, 튜브의 상하방향 선회운동과 좌우방향 선회운동을 부가하는 파지아암; 상기 적재대의 타측에 튜브의 상단을 클램핑하도록 설치되고, 튜브의 상하운동과 회전운동을 부가하는 작업대; 및 상기 적재대, 파지아암, 작업대의 운동을 순차적으로 수행하도록 설치되는 제어기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 적재대는 일측에 하부지지대와 상부지지대를 지닌 차량에 탑재된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 적재대는 적재판의 저면에 승강기를 구비하고, 가이드의 내측으로 튜브를 축방향으로 이송하는 이송휠을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 파지아암은 프레임에 연결되어 좌우방향 선회운동을 유발하는 턴테이블, 턴테이블에 연결되어 상하방향 선회운동을 유발하는 회동실린더, 튜브의 단부를 긴밀하게 파지하는 클램프를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 작업대는 승강실린더를 개재하여 상하운동 가능하게 설치되는 승강블록, 승강블록 상에 튜브의 단부를 긴밀하게 파지하도록 수용되는 클램프, 클램프를 정ㆍ역으로 회전하도록 연결되는 작업모터를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 지하수 개발 과정에서 적재 이송된 튜브를 인출하여 관정을 설치하거나 관정에 설치된 튜브를 제거하는 전체 공정의 주요부를 생력화하여 인원과 경비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 장치를 이용하여 관정 파이프를 시공하는 상태를 순차적으로 나타내는 구성도
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 장치의 주요부를 확대하여 나타내는 구성도
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 장치의 주요부를 확대하여 나타내는 구성도
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 지하수 관정용 튜브를 설치하고 해체하는 시공용 장치에 관하여 제안한다. 관정용 튜브(TB)는 상단과 하단에 암ㆍ수의 나선을 구비하여 맞물려 연장되는 구조이다. 지하수 관정을 대상으로 도시하고 설명하지만 반드시 이에 국한되는 것은 아니다. 설치시공은 외부의 케이싱과 동심으로 튜브(TB)를 굴진하는 과정이고, 해체시공은 이의 역순으로 튜브(TB)를 인출하여 제거하는 과정이다.
본 발명에 따르면 적재대(20)가 상기 다수의 튜브를 적재판(22)과 가이드(24) 상에 상하운동 가능하게 수용하는 구조이다. 적재대(20)는 적재판(22)을 저면으로 하고 가이드(24)를 측면으로 하는 박스형이다. 동일한 규격의 튜브는 적재대(20)에서 다층으로 적재된 상태를 유지한다. 적재대(20)의 적재판(22)은 수용된 튜브를 전체적으로 상승 또는 하강시켜 후술하는 파지아암(30)에 대한 맞물림 위치를 맞추도록 한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 적재대(20)는 일측에 하부지지대(13)와 상부지지대(15)를 지닌 차량(10)에 탑재된 것을 특징으로 한다. 차량(10)은 무한궤도를 이용한 주행 방식이 굴곡진 현장의 지지력 측면에서 유리하지만 부분적으로 타이어 주행 방식을 적용할 수 있다. 적재대(20)는 차량(10)의 프레임(11) 상에 상하운동 가능하게 탑재된다. 하부지지대(13)와 상부지지대(15)는 차량(10)의 프레임(11)의 일측에 상하로 이격되어 설치되고, 각각의 대향하는 쌍이 유압실린더 등을 이용하여 동시에 접근하거나 이격된다. 하부지지대(13)는 외부 케이싱을 지지하고 상부지지대(15)는 설치ㆍ해체 대상의 튜브(TB)를 지지한다.
한편, 도 4에서 미설명 부호 16은 상부지지대(15)의 일측으로 설치되는 홀더(16)로서 유압실린더에 의하여 튜브(TB)를 일시적으로 파지할 수 있다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 적재대(20)는 적재판(22)의 저면에 승강기(26)를 구비하고, 가이드(24)의 내측으로 튜브를 축방향으로 이송하는 이송휠(28)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 승강기(26)는 프레임(11)과 적재판(22) 사이에 유압실린더와 링크를 연결하거나 래크-피니언 기어에 모터를 연결하여 구성할 수 있다. 이송휠(28)은 적재대(20)의 일면을 구성하는 가이드(24) 상에 모터로 구동되도록 설치된다. 이에 적재된 튜브(TB) 중 하나를 굴려서 이송휠(28)에 상치하고 이송휠(28)을 구동하면 도 1에 나타낸 것처럼 튜브(TB)가 축방향으로 이동하여 파지아암(30)의 클램프(35)에 맞물린다.
또, 본 발명에 따르면 파지아암(30)이 상기 적재대(20)의 일측에 튜브의 하단을 클램핑하도록 설치되고, 튜브의 상하방향 선회운동과 좌우방향 선회운동을 부가하는 구조이다. 파지아암(30)은 적재대(20)와 작업대(40) 사이에 설치되고, 튜브의 지중 설치를 위한 로딩 및 해체를 위한 언로딩을 수행한다. 상하방향 선회운동은 수평에서 수직으로 또는 수직에서 수평으로 자세를 변환하는 과정이고, 좌우방향 선회운동은 수직을 유지한 상태로 적재대(20)와 작업대(40)의 사이를 이동하는 과정이다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 파지아암(30)은 프레임(11)에 연결되어 좌우방향 선회운동을 유발하는 턴테이블(31), 턴테이블(31)에 연결되어 상하방향 선회운동을 유발하는 회동실린더(33), 튜브의 단부를 긴밀하게 파지하는 클램프(35)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 턴테이블(31)은 상측으로 파지아암(30)을 탑재하고 프레임(11) 상에 회전운동 가능하게 설치된다. 턴테이블(31)의 회전운동은 터닝모터(32)에 감속기어를 연결하여 구현되며, 파지아암(30)의 좌우방향 선회운동을 유발한다. 파지아암(30)은 턴테이블(31) 상에 수평의 힌지축을 개재하여 설치된다. 회동실린더(33)는 턴테이블(31)과 파지아암(30) 사이에 설치되어 파지아암(30)의 상하방향 선회운동을 수행한다. 클램프(35)는 한 쌍의 대향하는 물림턱을 지니고, 파지아암(30)의 단부에 일체로 연결된다. 일측의 물림턱은 파지실린더(35)에 의하여 타측의 물림턱과 간격을 변동하면서 튜브를 쥐거나 놓을 수 있다.
또, 본 발명에 따르면 작업대(40)가 상기 적재대(20)의 타측에 튜브의 상단을 클램핑하도록 설치되고, 튜브의 상하운동과 회전운동을 부가하는 구조이다. 작업대(40)는 프레임(11) 상에서 적재대(20)와 파지아암(30)에 인접하게 수직으로 설치된다. 작업대(40)는 상단에 수직 상태로 클램핑된 튜브에 대한 상하운동과 회전운동을 유발하여 지중 설치와 해체를 수행한다.
본 발명의 세부 구성으로서, 상기 작업대(40)는 승강실린더(43)를 개재하여 상하운동 가능하게 설치되는 승강블록(41), 승강블록(41) 상에 튜브의 단부를 긴밀하게 파지하도록 수용되는 클램프(45), 클램프(45)를 정ㆍ역으로 회전하도록 연결되는 작업모터(46)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 승강블록(41)은 승강실린더(43)를 개재하여 작업대(40) 상에 상하운동 가능하게 설치된다. 클램프(45)는 튜브의 상단에 형성된 암나선에 결합되도록 수나사로 형성되고 승강블록(41)의 저면에 회전운동 가능하게 설치된다. 작업모터(46)는 승강블록(41)의 상측으로 설치되고 클램프(45)와 연결되어 구동력을 인가한다.
또, 본 발명에 따르면 제어기(50)가 상기 적재대(20), 파지아암(30), 작업대(40)의 운동을 순차적으로 수행하도록 설치되는 구조이다. 제어기(50)는 적어도 부분적인 시컨스 제어를 수행하는 회로를 기반으로 하여 전원부(52), 유압구동부(54), 조작부(56)와 연결된다. 전원부(52)는 차량(10)의 배터리 외에 별도의 발전기를 부가할 수 있다. 유압구동부(54)는 유압탱크, 유압펌프, 밸브 등으로 구성되어 회동실린더(33), 파지실린더(35), 승강실린더(43) 등에 유압을 제공한다. 조작부(56)는 적재대(20), 파지아암(30), 작업대(40)를 개별적으로 조작하기 위한 레버, 유압구동부(54)를 작동하기 위한 스위치, 비상정지하기 위한 버튼, 작동상태를 표시하는 램프 등을 구비한다.
관정의 설치에 있어서, 적재대(20)를 승강시켜 상단의 튜브를 가이드(24) 상의 이송휠(28)의 높이로 맞추고, 튜브를 굴려서 이송휠(28)에 상치한 다음 축방향으로 이동시키고, 튜브가 파지아암(30)의 클램프(35)에 맞물리면 파지아암(30)을 수직과 수평으로 회전시키고, 튜브를 작업대(40)의 클램프(45)에 끼우고 클램프(45)를 회전시켜 결합하고, 파지아암(30)의 클램프(35)를 해제하면서 승강블록(41)을 상승시켜 튜브의 하단을 자유로이 하고, 상부지지대(15)로 튜브의 하단을 지지하면서 작업대(40)의 튜브를 기 설치된 튜브에 맞물리고, 클램프(45)를 회전시켜 상하의 튜브가 결합되면 승강블록(41)을 하강시켜 지중으로 유입시킨다. 이와 같은 방식으로 다수의 튜브를 연속하여 결합하여 관정의 설치가 완료된다.
관정의 해체에 있어서, 상기한 역순으로 지면에 노출된 최상단 튜브를 승강블록(41)의 클램프(45)로 잡고, 승강블록(41)을 상승시켜 적절한 높이로 유지하고, 클램프(45)를 회전시켜 맞물린 튜브를 분리하고, 파지아암(30) 상에 클램핑하여 적재대(20)의 위치로 이동시키고, 파지아암(30)을 회동시켜 튜브를 적재한 다음 클램프(35)를 해제하는 방식으로 해체를 진행한다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
10: 차량 11: 프레임
13: 하부지지대 15: 상부지지대
20: 적재대 22: 적재판
24: 가이드 26: 승강기
28: 이송휠 30: 파지아암
31: 턴테이블 32: 터닝모터
33: 회동실린더 35: 클램프
36: 파지실린더 40: 작업대
41: 승강블록 43: 승강실린더
45: 클램프 46: 작업모터
50: 제어기 52: 전원부
54: 유압구동부 56: 조작부
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50: 제어기 52: 전원부
54: 유압구동부 56: 조작부
Claims (5)
- 지하수 관정에 소요되는 다수의 튜브를 설치하고 해체하는 시공용 장치에 있어서:
상기 다수의 튜브를 적재판(22)과 가이드(24) 상에 상하운동 가능하게 수용하는 적재대(20);
상기 적재대(20)의 일측에 튜브의 하단을 클램핑하도록 설치되고, 튜브의 상하방향 선회운동과 좌우방향 선회운동을 부가하는 파지아암(30);
상기 적재대(20)의 타측에 튜브의 상단을 클램핑하도록 설치되고, 튜브의 상하운동과 회전운동을 부가하는 작업대(40); 및
상기 적재대(20), 파지아암(30), 작업대(40)의 운동을 순차적으로 수행하도록 설치되는 제어기(50);를 포함하여 이루어지고,
상기 적재대(20)는 일측에 외부케이싱을 지지하는 하부지지대(13)와 튜브를 지지하는 상부지지대(15)를 지닌 차량(10)에 탑재되며,
상기 적재대(20)는 적재판(22)의 저면에 승강기(26)를 구비하고, 가이드(24)의 내측으로 튜브를 축방향으로 이송하는 이송휠(28)을 구비하는 것을 특징으로 하는 지하수 관정 시공용 장치. - 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 파지아암(30)은 프레임(11)에 연결되어 좌우방향 선회운동을 유발하는 턴테이블(31), 턴테이블(31)에 연결되어 상하방향 선회운동을 유발하는 회동실린더(33), 튜브의 단부를 긴밀하게 파지하는 클램프(35)를 구비하는 것을 특징으로 하는 지하수 관정 시공용 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 작업대(40)는 승강실린더(43)를 개재하여 상하운동 가능하게 설치되는 승강블록(41), 승강블록(41) 상에 튜브의 단부를 긴밀하게 파지하도록 수용되는 클램프(45), 클램프(45)를 정ㆍ역으로 회전하도록 연결되는 작업모터(46)를 구비하는 것을 특징으로 하는 지하수 관정 시공용 장치.
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Applications Claiming Priority (1)
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KR1020150055560A KR101575171B1 (ko) | 2015-04-20 | 2015-04-20 | 지하수 관정 시공용 장치 |
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Publication Number | Publication Date |
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KR101575171B1 true KR101575171B1 (ko) | 2015-12-08 |
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ID=54872984
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KR1020150055560A KR101575171B1 (ko) | 2015-04-20 | 2015-04-20 | 지하수 관정 시공용 장치 |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR101575171B1 (ko) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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