KR101753899B1 - 지반굴착장치의 시멘트풀 분배기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연결로드에 하부에 결합되고 연결로드의 공급로와 연통되는 유도로가 내부에 구성된 연결부와, 연결부에서 일체형으로 연장 구성되고 하측이 개방된 내부공간이 구성되고 내부공간의 내주면에 요홈으로 구성된 핀홈이 구성된 습동부가 구성되는 상부몸체와; 교반로드의 상부에 결합되고 습동부에 삽입되지 않는 플랜지부와, 플랜지부에 일체형으로 연장 구성되고 내부에 상하 관통되고 교반로드의 공급로와 연통되는 배수로가 구성되고 습동부 내부에 삽입되어 상하 슬라이드 이동되고 외주면에 상하 길게 요홈으로 구성된 결속홈이 구성된 삽입부가 구성되는 하부몸체와; 상기 상부몸체의 내부 하측과 하부몸체의 내부 상측 사이에 구성되고 하부몸체의 상하 이동에 의하여 상부몸체에 구성된 유도로를 개폐하는 볼밸브로 구성되는 개폐밸브로 구성되는 지반굴착장치의 시멘트풀 분배기로서 오거헤드의 누름압력에 대항하는 반력이 나타나지 않을 정도로 물기가 많은 진흙과 같은 연약 지반에서도 밸브스프링의 탄성에 의하여 볼밸브가 유도로를 밀폐하여 물이 오거헤드 측에서 배출되고 볼밸브가 밸브스프링의 탄성에 의하여 일정한 압력으로 유도로를 밀폐하는 등의 효과가 있다.

Description

지반굴착장치의 시멘트풀 분배기 {Cement paste dispenser of ground drilling device}

본 발명은 연결로드와 교반로드 사이에 연결 조립되는 지반굴착장치의 시멘트풀 분배기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 볼밸브가 유도로의 개폐에 따라 굴착로드의 하강에 의한 지반굴착 작업을 진행할 때에는 물이 굴착로드의 하측에 구성된 오거헤드 측에서 배출되도록 하고, 굴착로드를 상승시키면서 토사를 교반할 때에는 시멘트 풀이 분배기에서 배출되도록 하는 지반굴착장치의 시멘트풀 분배기에 관한 것이다.

일반적으로 SCW공법은 지반을 굴착함과 동시에 굴착되는 토사층에 시멘트풀 및 약품 등으로 된 경화제를 주입시키면서 지반을 굴착 및 교반하여 연속벽을 형성하는 공법으로서 연약지반 개량공사 또는 지중 물막이 공사에 사용되고 있다.

상기 SCW공법은 사용상태에 따라 오거드라이브유닛(auger drive unit)에 연결되어 회전하는 2축 내지 5축으로 구성되는 다축의 굴착로드가 지반을 굴착 및 교반하고 교반된 토사층에 시멘트풀 및 약품 등으로 구성된 경화제를 주입하여 지하에 지중연속벽 또는 물 흐름 차단용 지중차수벽을 구축한다.

상기와 같이 지중연속벽 또는 지중차수벽을 구축하는 굴착로드에 대한 종래기술을 살펴보면,

대한민국등록특허공보 특허 제0142486호의 로테이터를 이용한 지중연속벽 구축 방법과 장치는 굴착로드의 하단에 형성된 오거헤드에서 굴착된 토사를 교반하는 교반로드의 상단부(110a)와 중간부(110b) 사이에 시멘트풀 배출장치(120)가 연결 조립되되, 시멘트풀 배출장치(120)의 내부 삽입체(120a)는 교반로드의 상단부(110a) 하단에 용접으로 연결되고, 시멘트풀 배출장치(120)의 외부 괘지체(120b)는 내부 삽입체(120a)가 슬라이드 이동이 가능하게 삽입된 상태에서 교반로드의 중간부(110b) 상단에 용접으로 연결되고, 내부 삽입체(120a)의 중심에 형성된 공급통로(170)의 하단 양측에는 시멘트풀을 배출시키기 위한 분기통로(171)가 형성되고, 외부 괘지체(120b)의 중간부분 양측에는 배출공(200)이 형성되고, 외부 괘지체(120b)의 하단부분 양측에는 내부 삽입체(120a)의 하단 양측에 형성된 분기통로(171)와 연통하는 유도통로(210)가 형성되고, 양측유도통로(210)는 외부 괘지체(120b)의 저부에 형성된 배출통로(220)에 연결된다.

또한, 상기 시멘트풀 배출장치(120)는 외부 괘지체(120b)를 관통하도록 끼워지는 두 개의 결속핀(150)이 내부 삽입체(120a)의 외부 양측 각각에 형성된 결속홈(160)을 지나가도록 조립하므로써 외부 괘지체(120b)는 양측 결속핀(150)가 양측 결속홈(160)의 상,하단에 걸리게 되는 범위내에서 상,하로 슬라이드 이동이 가능하게 조립된다.

그러나 상기의 선행기술은 지반을 굴착하기 위해 지반굴착로드의 최하단에 연결 조립된 굴착로드의 오거헤드로 굴착하고자 하는 지층을 눌러주게 될 때 오거헤드의 누름압력에 대항할 수 있을 정도의 반력을 나타내는 단단한 지층에서는 시멘트풀 배출장치(120)가 정상적으로 작동하게 되므로 지반굴착작동 시 시멘트풀을 오거헤드에서 배출시킬 수 있게 되지만, 지반이 오거헤드의 누름압력에 대항하는 반력이 나타나지 않을 정도로 물기가 많은 진흙과 같은 연약한 지층에서는 시멘트풀 배출장치(120)가 오작동되는 현상 즉, 오거헤드에 지층의 반력이 나타나지 않기 때문에 시멘트풀 배출장치(120)의 외부 괘지체(120b)는 오거헤드와 일체적으로 연결되어 있는 교반로드의 중간부(110b) 및 교반로드의 하단부와 굴착로드, 오거헤드의 중량에 의해 내부 삽입체(120a)에서 밑으로 슬라이드 이동되는 현상이 나타나게 되어 내부 삽입체(120a)에 형성된 양측 분기통로(171)가 외부 괘지체(120b)의 양측 배출공(200)에 연통하는 상태가 되어 지반굴착작동시 시멘트풀이 오거헤드에서 배출되지 않고 교반로드의 상단부(110a)와 중간부(110b) 사이에 연결 조립된 시멘트풀 배출장치(120)에서 배출되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 볼밸브, 유도로, 분기로, 유수로, 배출로 및 배수로 등으로 구성된 시멘트풀 분배기에 의하여 굴착로드의 하강에 의한 지반굴착 작업을 진행할 때에는 볼밸브가 유도로를 밀폐하여 물이 분기로, 유수로 및 배수로를 관통하여 교반로드의 하부에 연결된 굴착로드의 하측에 구성된 오거헤드 측에서 배출되도록 하고, 굴착로드를 상승시키면서 토사를 교반할 때에는 볼밸브가 유도로를 개방하여 시멘트풀이 시멘트풀 분배기의 배출로에서 배출되도록 하는 연약지반에서도 시멘트풀이 양호하게 배출되는 지반굴착장치의 시멘트풀 분배기에 관한 것이다.

본 발명 지반굴착장치의 시멘트풀 분배기는 연결로드와 교반로드 사이에 결합되는 시멘트풀 분배기에 있어서, 상기 연결로드에 하부에 결합되고 연결로드의 공급로와 연통되는 유도로가 내부에 구성된 연결부와, 연결부에서 일체형으로 연장 구성되고 하측이 개방된 내부공간이 구성되고 내부공간의 내주면에 요홈으로 구성된 핀홈이 구성된 습동부가 구성되는 상부몸체와; 상기 교반로드의 상부에 결합되고 습동부에 삽입되지 않는 플랜지부와, 플랜지부에 일체형으로 연장 구성되고 내부에 상하 관통되고 교반로드의 공급로와 연통되는 배수로가 구성되고 습동부 내부에 삽입되어 상하 슬라이드 이동되고 외주면에 상하 길게 요홈으로 구성된 결속홈이 구성된 삽입부가 구성되는 하부몸체와; 상기 상부몸체의 내부 하측과 하부몸체의 내부 상측 사이에 구성되고 하부몸체의 상하 이동에 의하여 상부몸체에 구성된 유도로를 개폐하는 볼밸브로 구성되는 개폐밸브로; 구성된다.

또한, 본 발명은 상기 연결부는 유도로의 중간과 연통되고 상부몸체의 내부에 구성된 분기로와, 분기로와 연통되고 상부몸체의 내부에 구성된 유수로와, 유도로의 하부와 연통되고 상부몸체의 내부에서 외부로 연통 구성되는 배출로가 구성된다.

또한, 본 발명은 상기 개폐밸브는 유도로를 개폐하는 볼밸브와, 볼밸브가 하강하는 것을 제한하는 밸브시트와, 밸브시트의 밸브공을 통하여 볼밸브를 상승시키는 개폐시트와, 개폐시트의 저부에 안치되는 코일스프링으로 구성되어 신축하여 개폐시트를 상승시키는 밸브스프링으로 구성된다.

또한, 본 발명은 상기 개폐시트는 상면이 원호의 요홈 면으로 구성되고 상부의 직경이 하부의 직경보다 크게 구성되는 원주형으로 구성되고 볼밸브를 승강시켜 볼밸브가 유도로를 개폐하게 하는 지지부와, 지지부의 저부에 일체형으로 돌출 구성되고 상하 관통된 유로공이 형성된 원판의 상면과 상면에 일체형으로 절곡된 수직면으로 구성되어 내부에 공간이 형성된 스프링시트로 구성된다.

또한, 본 발명은 상기 삽입부는 끝단의 중앙에 요홈으로 구성되는 시트삽입부가 구성되고 내경 끝단 부근 중앙에 상하 관통된 관통공이 구성되고 시트삽입부의 상승을 제하는 원판형의 저지링이 구성되고; 상기 시트삽입부의 저면과 저지링 사이에 내부에 밸브스프링이 안치된 개폐시트의 스프링시트가 안치되고, 볼시트의 저부가 저지링의 관통공 내부에 위치된다.

또한, 본 발명은 상기 습동부의 상부 내주면에는 중앙에 관통된 링공이 구성되고 밸브시트를 지지하는 원판형의 시트링이 구성되고; 상기 밸브시트는 시트링의 상부에 구성되고, 상하 관통된 밸브공이 구성된 원판형의 밸브몸체로 구성된다.

또한, 본 발명은 상기 볼밸브는 밸브시트의 상부에 안치되는 구형의 볼밸브로 구성되고; 상기 습동부는 상면 중앙이 관통 구성된다.

본 발명에 따른 지반굴착장치의 시멘트풀 분배기는 오거헤드의 누름압력에 대항하는 반력이 나타나지 않을 정도로 물기가 많은 진흙과 같은 연약 지반에서도 밸브스프링의 탄성에 의하여 볼밸브가 유도로를 밀폐하여 물이 오거헤드 측에서 배출되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 굴착로드의 상승 시에 볼밸브의 자중에 의하여 볼밸브가 유도로를 개방하여 시멘트풀의 배출이 확실하게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 볼밸브가 밸브스프링의 탄성에 의하여 일정한 압력으로 유도로를 밀폐하는 효과가 있다.

도 1 및 도 2: 종래 기술의 시멘트풀 배출장치의 작동상태도
도 3: 지반굴착장치 설치상태 측면도.
도 4: 본 발명의 물 배출 상태도.
도 5: 본 발명의 시멘트풀 배출 상태도.
도 6: 본 발명의 개폐시트 상태도.
도 7: 본 발명의 밸브시트 상태도.
도 8: 본 발명의 시트링 상태도.

본 발명의 실시예에 따른 구성 및 동작에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 SCW공법(Soil Cement Wall 工法)은 크롤러 크레인(crawler crane: 20)의 오거장치(23: auger drive unit) 즉 감속기 선단에 굴착비트가 장치된 오거헤드(29)가 장착된 굴착로드(28)로 지반을 소요 깊이까지 천공하고 굴착로드(28)의 선단에서 천공된 부분에 경화제를 분출시켜 현 위치의 토사와 경화제를 혼합 교반하면서 굴착로드(28)를 인출하고 토사와 경화제가 혼합 교반된 곳에 H강(H-Pipe)를 압입하되 상기의 과정을 위치 이동으로 반복하여 지중연속벽 또는 차수벽을 형성하는 공법으로서 연약지반 개량공사나 물기가 많은 갯벌을 개량하거나 또는 지중에 물막이 연속벽 등을 구축하기 위한 공사에 사용되고 있다.

상기 경화제는 시멘트와 벤토나이트(bentonite)와 물이 혼합된 것으로서 벤토나이트는 시멘트풀이 번지는 것(bleeding)을 방지하는 작용을 한다.

상기 SCW공법에 사용되는 일반적인 지반굴착장치는 지상에서 운행되는 주행장치가 구비된 크롤러 크레인(20)과, 크롤러 크레인(20)의 선단에 구성된 지지대와 백스테이(backstay)에 지지되어 하단이 지상에 지지된 채 지상에서 수직으로 높게 고정 설치되는 리더(21: leader)와, 리더(21)의 상단에서 케이블(22)에 매달린 상태로 설치되어 승강 작동을 하고 리더(21)의 가이드봉(guide rod)을 따라 상,하로 이동가능하게 설치되는 오거장치(23)와, 오거장치(23)의 하측에 위치하게 설치되어 오거장치(23)으로부터 동력을 전달받고 하측에 1개 내지 5개로 구성되는 출력축이 구성된 로테이터(24: rotator)와, 로테이터(24)의 출력축 각각에는 굴착된 토사를 지상으로 배출시키기 위한 나선스크류가 구성되고 지상을 향하여 다단으로 연결 조립되는 2축 내지 5축 등으로 된 다축의 연결로드(26)와, 연결로드(26) 각각의 하단에 다단으로 연결 조립되고 토사를 교반하기 위한 교반날개가 구성된 다축의 교반로드(27) 및 다축의 교반로드(27)의 각각의 하단에 연결 조립되는 굴착로드(28)와 굴착로드(28)의 하단에 구성되어 토사를 굴착하는 오거헤드(29)가 수직상으로 구성된 지반굴착로드(25)가 구성된다.

상기 지반굴착로드(25)는 상측에 연결 조립되는 연결로드(26)와 중간에 연결 조립되는 교반로드(27) 및 하측에 연결 조립되는 굴착로드(28) 각각의 중심에는 시멘트풀을 공급하기 위한 상하 관통된 공급로(27-1, 28-1)가 구성되어 각각의 공급로는 서로 연통된다.

본 발명은 연결로드(27)와 교반로드(28) 사이에 결합되는 시멘트풀 분배기(50)에 관한 것으로서 시멘트풀 분배기(50)는 연결로드(27)에 하부에 결합되는 상부몸체(60)와 교반로드(28)의 상부에 결합되고 상부몸체(60)의 내부에 습동 즉 슬라이드 이동하는 하부몸체(70)와 상부몸체(60)에 구성된 유도로(66)를 개방하거나 밀폐하는 개폐밸브(90)와 상부몸체(60)와 하부몸체(70)를 결속하는 결속핀(80)으로 구성된다.

상기 상부몸체(60)는 연결로드(27)에 하부에 결합되는 연결부(61)와 연결부(61)에서 일체형으로 연장 구성되고 상면 중앙이 관통 구성되는 습동부(62)가 구성되되 연결부(61)는 연결로드(27)의 공급로(27-1)와 연통되는 유도로(66)가 내부에 구성되고, 습동부(62)는 하측이 개방된 내부공간이 구성되고 내부공간의 내주면의 양측 각각에 단면이 반원이고 일정한 폭의 요홈으로 구성된 핀홈(67)이 구성된다.

상기 하부몸체(70)는 교반로드(28)의 상부에 결합되는 플랜지부(72)와 플랜지부(72)에 일체형으로 연장 구성되는 삽입부(71)가 구성되되 플랜지부(72)는 습동부(62)의 내경보다 큰 직경으로 구성되어 삽입부(71)가 상부몸체(60)의 습동부(62)에 삽입되더라도 플랜지부(72)는 습동부(62)에 삽입되지 않게 되고, 삽입부(71)는 내부에 상하 관통되고 교반로드(28)의 공급로(28-1)와 연통되는 배수로(73)가 구성되고 습동부(62)의 내부에 삽입되어 상하 슬라이드 이동되고 외주면의 양측 각각에 상하 길게 요홈으로 구성된 결속홈(74)이 구성된 삽입부(71)로 구성된다.

상기 연결부(61)는 내부에 연결로드(27)에 하부에 결합되고 중앙에 상하 방향으로 빈 공간으로 형성되고 연결로드(27)의 공급로(27-1)와 연통되고 연결로드(27)의 공급로(27-1)에서 공급되는 물 또는 시멘트풀이 통과되는 유도로(66)가 구성되고, 유도로(66)의 중간과 연통되고 유도로(66)의 방향과 상이한 방향으로 연장 구성되고 상부몸체(60)의 내부에 구성되고 연결로드(27)의 공급로(27-1)에서 공급되는 물을 통과시키는 분기로(63)가 구성되고, 분기로(63)와 연통되고 분기로(63)의 방향과 상이한 방향으로 연장 구성되고 상부몸체(60)의 내부에 구성되고 분기로(63)에서 공급되는 물을 통과시키는 유수로(64)와, 유도로(66)의 하부와 연통되고 유도로(66) 및 분기로(63)의 방향과 상이한 방향으로 연장 구성되고 상부몸체(60)의 내부에서 외부로 연통 구성되고 연결로드(27)의 공급로(27-1)에서 공급되는 시멘트풀이 통과되는 배출로(65)가 구성된다.

상기 배출로(65)는 유도로(66)의 하부에 연통 구성되면서 분기로(63)와 상하 이격되고 분기로(63)의 방향에 대하여 직각 방향으로 구성되어 분기로(63)와 배출로(65)는 연결부(61)의 내부에서 일정 간격으로 이격된 일자가 직선 구멍이 교차되는 십자형으로 구성되는 것과 같은 형상으로 구성된다.

상기 교반로드(28)의 하강에 의한 지반굴착 작업을 진행할 때에는 볼밸브(91)가 유도로(66)를 밀폐하여 연결로드(27)의 공급로(27-1)에서 공급되는 물은 분기로(63), 유수로(64) 및 하부몸체(70)의 내부에 형성된 배수로(73)를 순차 통과하여 연결로드(27)의 하부에 연결된 교반로드(28)의 하측에 구성된 오거헤드(29) 측에서 배출되고, 교반로드(28)를 상승시키면서 토사를 교반할 때에는 볼밸브(91)가 유도로(66)를 개방하여 연결로드(27)의 공급로(27-1)에서 공급되는 시멘트풀은 자중에 의하여 유도로(66)의 하측으로 낙하되어 배출로(65)에서 시멘트풀 분배기(50)의 외부 즉 상부몸체(60)의 외부로 배출되게 된다.

상기 분기로(63)는 드릴 등으로 가공한 후 유도로(66)와 연통되지 아니하면서 유수로(64)도 연통되지 아니하는 끝단 즉 분기로(63)의 끝단을 나사 조립된 플러그(68)로서 폐쇄하여 연결부(61)의 내부에 구성되게 한다.

상기 상부몸체(60)의 핀홈(67)과 하부몸체(70)의 결속홈(74)은 대응되는 위치에 구성되고, 결속핀(80)이 핀홈(67)과 결속홈(74)에 동시에 삽입되어 상부몸체(60)와 하부몸체(70)를 결속하여 상부몸체(60)와 하부몸체(70)가 상호 분리되지 않게 되면서 삽입부(71)가 습동부(62) 내부에서 상하 슬라이드 이동 가능하게 된다.

상기 핀홈(67)은 상부몸체(60)의 내주면 양측 각각에 관통되게 구성되고 결속홈(74)이 하부몸체(70) 외주면의 양측 각각에 구성되므로 핀홈(67)과 결속홈(74)은 2곳으로 구성되어 결속핀(80)도 2개가 되어 각각의 결속핀(80)은 상부몸체(60)를 관통하여 상부몸체(60)의 내면 각각에 구성된 핀홈(67)에 삽입되어 하부몸체(70)의 외부 양측 각각에 구성된 결속홈(74)을 지나가도록 조립된다.

상기 결속핀(80)은 상부몸체(60)를 관통하도록 끼워져서 핀홈(67)에 삽입 안치되어 핀홈(67)에서 이탈하지 않게 되고 하부몸체(70)의 양측 결속홈(74)의 상,하단에 걸리게 조립되어 하부몸체(70)가 상부몸체(60)의 내부에서 결속홈(74)의 상하 길이의 범위 내에서 상,하로 슬라이드 이동된다.

상기 결속핀(80)이 핀홈(67)에 안치되어 있으므로 상부몸체(60)가 하강하게 되면 습동부(62)의 하강에 의하여 결속핀(80)이 습동부(62)의 핀홈(67)에 안치된 상태에서 하부몸체(70)에 구성된 결속홈(74)을 따라 하강하게 되면서 상대적으로 하부몸체(70)가 상부몸체(60)의 내부에서 서서히 상승하게 되면서 결속핀(80)이 결속홈(74)의 하단에 도착하게 되면 하부몸체(70)의 상승이 정지되면서 하부몸체(70)와 상부몸체(60)가 동시에 하강하게 되고, 상부몸체(60)가 상승하게 되면 습동부(62)의 상승에 의하여 결속핀(80)이 습동부(62)의 핀홈(67)에 안치된 상태에서 하부몸체(70)에 구성된 결속홈(74)을 따라 상승하게 되면서 상대적으로 하부몸체(70)가 자중에 의하여 상부몸체(60)의 내부에서 서서히 하강하게 되면서 결속핀(80)이 결속홈(74)의 상단에 도착하게 되면 하부몸체(70)의 하강이 정지되면서 하부몸체(70)와 상부몸체(60)가 동시에 상승하게 된다.

상기 상부몸체(60)의 내부 하측과 하부몸체(70)의 내부 상측 사이에 구성되고 하부몸체(70)의 상하 이동에 의하여 상부몸체(60)에 구성된 유도로(66)를 개폐하는 볼밸브(91)로 구성되는 개폐밸브(90)가 구성된다.

상기 개폐밸브(90)는 볼밸브(91)와 볼밸브(91)를 안치하는 밸브시트(92)와 볼밸브(91)를 상승시키는 개폐시트(93)와 개폐시트(93)를 지지하면서 상승시키는 밸브스프링(94)으로 구성되며, 개폐밸브(90)의 작동 즉 볼밸브(91)의 작동에 따라 볼밸브(91)가 유도로(66)를 밀폐하면 연결로드(27)에서 공급되는 물이 분기로(63), 유수로(64) 및 배수로(73)를 통하여 교반로드(28)로 유출되고, 볼밸브(91)가 유도로(66)를 개방하면 연결로드(27)에서 공급되는 시멘트풀이 배수로(73)를 통하여 상부몸체(60)의 외부로 배출된다.

상기 볼밸브(91)는 밸브시트(92)의 상부에 안치되는 구형의 볼밸브(91)로 구성되고 상부몸체(60)의 내부의 유도로(66) 하부의 배출로(65)에 절반보다 약간 작은 구형이 위치 즉 밸브시트(92)와 습동부(62) 상면과 사이에 위치되어 볼시트(93-4)의 승강에 의하여 유도로(66)를 개폐하여 볼밸브(91)에 의하여 유도로(66)의 개폐가 개폐되면 이에 의하여 유도로(66)의 하단과 연통된 배출로(65)가 개폐되게 된다.

상기 밸브시트(92)는 두꺼운 원판형으로 밸브몸체(92-1)와 밸브몸체(92-1)의 중앙에 상하 관통된 관통공으로 형성된 밸브공(b)이 구성되고 밸브공(b)의 상부 가공면은 경사형으로 가공 즉 면취되어 볼밸브(91)가 안치되는 밸브좌(92-2)로 구성되어 있으면서 시트링(95)의 상부와 볼밸브(91)의 하부 사이에 구성되고 시트링(95)이 밸브시트(92)를 지지하고 볼시트(93-4)가 밸브공(b)의 내부로 상하 이동하게 구성되어 볼밸브(91)가 하강하는 것을 제한하고 교반로드(28)가 상승할 때 자중에 의하여 볼밸브(91)가 낙하되면 볼밸브(91)가 더 이상 낙하되지 않게 수수 안치한다.

상기 개폐시트(93)는 밸브시트(92)의 관통된 밸브공(b)의 저부에 구성되어 하부몸체(70)의 상승에 의하여 밸브시트(92)의 밸브공(b)의 내부를 통하여 상승하여 볼밸브(91)에 밀착되어 볼밸브(91)를 상승시키고, 밸브스프링(94)은 개폐시트(93)의 저부에 안치되는 원통 코일스프링으로 구성되어 코일스프링의 탄성에 의하여 개폐시트(93)가 상승된다.

상기 개폐시트(93)는 상면이 원호의 요홈 면으로 구성되는 볼시트(93-4)가 구성되고 상부의 직경이 하부의 직경보다 크게 구성되는 원주형으로 구성되고 볼밸브(91)를 승강시켜 볼밸브(91)가 유도로(66)를 개폐하게 하는 지지부(93-1)와, 지지부(93-1)의 저부에 일체형으로 돌출 구성되고 상하 관통된 유로공(93-3)이 형성된 판형의 상면(93-2-1)과 상면(93-2-1)에 절곡된 플랜지 형상의 수직면(93-2-2)으로 구성되어 단면이 'ㄷ'형상인 스프링시트(93-2)가 구성된다.

상기 볼시트(93-4)는 볼밸브(91)의 구형면과 동일한 음각 원호 요홈으로 구성되어 볼시트(93-4)에 안치되는 볼밸브(91)의 면과 볼시트(93-4)의 면이 모두 상호 접촉되게 하여 볼밸브(91)가 볼시트(93-4)에 안전하게 안치되게 하며, 지지부(93-1)는 하부 직경이 상부 직경보다 작은 원주형으로 구성되어 상면에 볼시트(93-4)가 형성되어 상면(93-2-1)이 원호의 요홈이 형성되고, 스프링시트(93-2)는 지지부(93-1)의 저부에 일체형으로 구성되는 원판으로 구성되는 상면(93-2-1)과 상면(93-2-1)에서 일체형으로 절곡된 플랜지 형상의 하부방향의 수직면(93-2-2)으로 구성되고 내부는 공간으로 형성되고 스프링시트(93-2)의 상면(93-2-1)에 상하 관통된 유로공 형성된다.

상기 상부몸체(60) 즉 습동부(62) 상부 내주면에는 중앙에 관통된 링공(c)이 구성된 원판형의 시트링(95)이 형성되되 시트링(95)의 가장자리가 상부몸체(60)의 내주면에 삽입된 상태로 구성되고, 지지부(93-1)가 시트링(95)의 링공(c)에 삽입되므로 링공(c)은 지지부(93-1)의 볼시트(93-4)의 직경보다 크게 되면서 스프링시트(93-2)의 직경보다 작게 구성되어 지지부(93-1)가 시트링(95)에 안치되면 지지부(93-1)의 하부 직경보다 링공의 직경이 작게 구성되어 지지부(93-1)의 하부와 링공(c)의 직경 사이에는 간격이 발생하게 되며 지반을 굴착할 때 즉 교반로드(28)가 하강할 때 연결로드(27)의 공급로(27-1)에서 공급되는 물이 유도로(66), 분기로(63) 및 유수로(64)를 순차 통과하여 이 간격 사이로 유통된다.

상기 삽입부(71)의 상하 슬라이드 이동에 의하여 밸브스프링(94)이 신축하여 볼밸브(91)가 승강하여 유도로(66)를 개폐 즉 교반로드(28)의 하강에 의한 지반굴착 작업을 진행할 때에는 지반의 반발에 의하여 하부몸체(70)가 저항을 받게 되면서 연결로드(27)의 하부에 결합된 하부몸체(70)가 상부몸체(60)의 외부에서 슬라이드 상승되면서 상부몸체(60)에 대하여 볼밸브(91)가 상대적으로 상승하여 유도로(66)를 밀폐하게 되고 유도로(66)가 밀폐된 상태에서 밸브스프링(94)이 압축되어 볼밸브(91)가 유도로(66)의 밀폐를 완전하게 한다.

상기 하부몸체(70)가 교반로드(28)의 상부에 결합되어 있으므로 교반로드(28)를 상승시키면서 토사를 교반할 때에는 지반의 반발이 없으므로 교반로드(28)의 자중과 하부몸체(70)의 자중에 의하여 하부몸체(70)가 상부몸체(60)의 내부에서 슬라이드 하강되면서 볼밸브(91)도 자중에 의하여 낙하되어 밸브시트(92)의 밸브좌(92-2)에 안치되어 볼밸브(91)가 밸브시트(92)를 밀폐하게 되고 볼밸브(91)가 밸브좌(92-2)에 안치된 상태에서 밸브스프링(94)이 자유장으로 신장되어도 개폐시트(93)가 밸브좌(92-2)에 안치된 볼밸브(91)와 접촉하지 않게 되어 볼밸브(91)가 유도로(66)와 이격되어 유도로(66)가 개방된다.

상기 하부몸체(70)는 교반로드(28)의 상부에 결합되는 플랜지부(72)에 일체형으로 연장 구성되는 삽입부(71)는 끝단의 중앙에 요홈으로 구성되는 시트삽입부(75)가 구성되고 내경 끝단 부근 중앙에 상하 관통된 관통공이 구성된 원판형의 저지링(96)이 구성된다.

상기 시트삽입부(75)는 습동부(62)에 삽입되는 삽입부(71)의 중앙에 공간의 요홈으로 형성되어 시트삽입부(75)의 내경과 삽입부(71)의 외경 사이에는 일정한 원통형으로 구성되고 삽입부(71)의 중앙에 공간에 개폐시트(93)의 스프링시트(93-2)가 안치되고 스프링시트(93-2)의 내부의 공간에 밸브스프링(94)이 안치되어 밸브스프링(94)은 저부가 시트삽입 부의 저면에 안착되고 상부가 스프링시트(93-2)의 내면 상부에 밀착된다.

상기 시트삽입부(75)의 내부에서 스프링시트(93-2)가 안치되면서 교반로드(28)의 승강에 의하여 승강하게 되므로 시트삽입부(75)의 내경은 스프링시트(93-2)의 외경보다 약간 크게 구성되고 밸브스프링(94)이 스프링시트(93-2)의 내부에 안치되므로 밸브스프링(94)의 직경은 스프링시트(93-2)의 내경보다 약간 작게 구성된다.

상기 시트삽입부(75)의 저면과 저지링(96) 사이에 내부에 밸브스프링(94)이 안치된 개폐시트(93)의 스프링시트(93-2)가 안치되고, 볼시트(93-4)의 저부가 저지링(96)의 관통공 내부에 위치되어 저지링(96)이 시트삽입부(75)의 상승을 제한한다.

상기 저지링(96)은 삽입부(71)의 내경 끝단 부근의 내주면에 중앙에 관통된 관통공이 구성되되 저지링(96)의 가장자리가 삽입부(71)의 내주면에 삽입된 상태로 구성되고, 지지부(93-1)가 저지링(96)의 관통공에 삽입되므로 관통공은 저지링(96)의 볼시트(93-4)의 직경보다 크게 되면서 스프링시트(93-2)의 직경보다 작게 구성되어 지지부(93-1)가 저지링(96)에 안치되면 지지부(93-1)의 하부 직경보다 관통공의 직경이 작게 구성되어 지지부(93-1)의 하부와 관통공의 직경 사이에는 간격이 발생하게 되며 지반을 굴착할 때 즉 교반로드(28)가 하강할 때 연결로드(27)의 공급로(27-1)에서 공급되는 물이 유도로(66), 분기로(63), 유수로(64) 및 지지부(93-1)의 하부와 링공(c)의 직경 사이를 순차 통과하여 이 간격 사이로 유통되고 스프링시트(93-2)가 저지링(96)의 저면에 위치되면 밸브스프링(94)이 신장되더라도 스프링시트(93-2)는 저지링(96)에 의하여 볼밸브(91)의 방향으로 더 이상 상승되는 것이 제한된다.

상기 저지링을 통과된 물은 스프링시트의 상면에 관통된 유로공(93-3)을 통과하여 삽입부에 상하로 관통된 배수로를 통하여 교반로드(28)의 공급로(28-1)를 통하여 교반로드(28)의 하측에 구성된 오거헤드(29)의 배출구에서 배출된다.

지반굴착을 진행하고자 할 때에는 오거장치(23)를 서서히 하강시킴과 동시에 지반굴착로드(25)를 정방향(시계방향)으로 회전 작동시키면 교반로드(28)의 오거헤드(29)는 지반을 굴착하게 되고 오거헤드(29) 상측에 형성된 굴착날개 및 교반날개들이 굴착된 토사를 혼합 교반하게 되며 지반굴착로드(25)가 지반굴착을 진행할 때에는 로테이터(24)의 상단 사이에 연결 조립된 오거장치(23)의 휘메일로드의 원형돌부에 구성된 회전키가 메일로드의 원통 내면에 구성된 안내홈에 걸림된 상태가 되어 시멘트풀 분배기(50)는 지반굴착로드(25)와 함께 정방향(시계방향)으로 회전하게 되며 지반굴착로드(25)를 정회전시켜서 설정된 깊이까지의 지반굴착이 완료되면 오거장치(23)의 회전키가 역회전하여 반대 안내홈에 걸림된 상태에서 오거장치(23)를 서서히 상승시킴과 동시에 지반굴착로드(25)를 역방향(반시계방향)으로 회전 작동시키면서 지반굴착로드(25)를 인출하게 된다.

상기 회전키(34)이 안내홈(49)에 걸림된 상태에서 시멘트풀 분배기(50)가 정방향으로 회전하게 될 때에는 즉 지반을 굴착할 때에는 연결로드(26)가 하강하면서 오거헤드(29)는 지반의 반력에 의하여 상승하게 됨으로써 하부몸체(70)가 상승하여 상대적으로 하부몸체(70)가 습동공간(a)에서 상승함으로써 개폐시트(93)가 상승하고 이로 인하여 지지부(93-1)가 볼밸브(91)를 밀착 지지하면서 상승시켜 볼밸브(91)가 유도로(66)에 밀착되게 되면 유도로(66)가 밀폐된다.

상기 지반굴착 시에 지반굴착을 용이하게 하기 위하여 물이 연결로드(26)의 공급로(27-1)를 통하여 시멘트풀 분배기(50)로 공급되고 볼밸브(91)의 상승에 의하여 유도로(66)가 볼밸브(91)에 의하여 밀폐된 상태이므로 물은 분기로(63), 유수로(64), 밸브공(b), 링공(c), 저지링(96)의 관통공을 순차 통과하여 교반로드(27)의 공급로(28-1)를 통하여 굴착로드(28)의 저부에 구성된 오거헤드(29)의 배출구를 통하여 외부로 배출되어 굴착되는 지반은 물이 혼합되어 연약하게 된다.

상기 지반굴착로드(25)을 인출하는 경우에는 지중연속벽 또는 차수벽을 형성하기 위하여 시멘트 풀이 연결로드(26)의 공급로(27-1)를 통하여 시멘트풀 분배기(50)로 공급되고 볼밸브(91)의 하강에 의하여 유도로(66)가 개방된 상태로 되면서 볼밸브(91)가 밸브시트(92)를 밀폐하게 되므로 시멘트 풀은 밸브공(b)으로 배출되지 못하고 즉 물이 배출되는 밸브공(b), 링공(c), 저지링(96)의 관통공으로 배추되지 못하고 배출로(65)를 통하여 시멘트풀 분배기(50)의 외부로 배출되어 굴착된 굴착공으로 공급되면서 교반로드(27)에 의하여 교반되면서 지중연속벽 또는 차수벽이 타설된다.

본 발명은 해안가의 지반을 개량하거나 해안가의 지중 물막이 연속벽 구축공사를 할 때 지반이 오거헤드(29)의 누름 압력에 대항하는 반력이 나타나지 않을 정도로 물기가 많은 진흙과 같은 연약한 지층에서도 밸브스프링(94)의 탄성에 의하여 밸브스프링(94)이 개폐시트(93)를 상승시키게 되고 이로 인하여 볼밸브(91)가 상승되어 유도로(66)를 밀폐하게 됨으로써 연결로드(27)에서 공급되는 물이 오거헤드(29)의 배출구를 통하여 배출되고, 굴착로드(28)의 상승 시에 볼밸브(91)의 자중에 의하여 볼밸브(91)가 유도로(66)를 개방하여 시멘트풀의 배출이 확실하게 되고, 볼밸브(91)가 밸브스프링(94)의 탄성에 의하여 일정한 압력으로 유도로(66)를 밀폐하게 된다.

이와 같이, 본원 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본원 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

그러므로, 본원 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

50: 시멘트풀 분배기 60: 상부몸체
61: 연결부 62: 습동부
63: 분기로 64: 유수로
65: 배출로 66: 유도로
67: 핀홈 68: 플러그
70: 하부몸체 71: 삽입부
72: 플랜지부 73: 배수로
74: 결속홈 75: 시트삽입부
80: 결속핀 90: 개폐밸브
91: 볼밸브 92: 밸브시트
92-1: 밸브몸체 92-2: 밸브좌
93: 개폐시트 93-1: 지지부
93-2: 스프링시트 93-3: 유로공
93-4: 볼시트 94: 밸브스프링
95: 시트링 96: 저지링
a: 습동공간 b: 밸브공
c: 링공

Claims (7)

1. 연결로드와 교반로드 사이에 결합되는 시멘트풀 분배기에 있어서,
   상기 연결로드에 하부에 결합되고 연결로드의 공급로와 연통되는 유도로가 내부에 구성된 연결부와, 연결부에서 일체형으로 연장 구성되고 하측이 개방된 내부공간이 구성되고 내부공간의 내주면에 요홈으로 구성된 핀홈이 구성된 습동부가 구성되는 상부몸체와;
   상기 교반로드의 상부에 결합되고 습동부에 삽입되지 않는 플랜지부와, 플랜지부에 일체형으로 연장 구성되고 내부에 상하 관통되고 교반로드의 공급로와 연통되는 배수로가 구성되고 습동부 내부에 삽입되어 상하 슬라이드 이동되고 외주면에 상하 길게 요홈으로 구성된 결속홈이 구성된 삽입부가 구성되는 하부몸체와;
   상기 상부몸체의 내부 하측과 하부몸체의 내부 상측 사이에 구성되고 하부몸체의 상하 이동에 의하여 상부몸체에 구성된 유도로를 개폐하는 볼밸브와, 볼밸브를 승강시켜 볼밸브가 유도로를 개폐하게 하는 지지부와, 지지부의 저부에 수직면으로 구성되어 내부에 공간이 형성된 스프링시트와, 볼밸브가 하강하는 것을 제한하는 개폐시트로 구성되는 개폐밸브로; 구성되는 것을 특징을 하는 지반굴착장치의 시멘트풀 분배기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 연결부는 유도로의 중간과 연통되고 상부몸체의 내부에 구성된 분기로와, 분기로와 연통되고 상부몸체의 내부에 구성된 유수로와, 유도로의 하부와 연통되고 상부몸체의 내부에서 외부로 연통 구성되는 배출로가 구성되어;
   상기 개폐밸브의 작동에 따라 유도로가 밀폐되면 연결로드에서 공급되는 물이 분기로, 유수로 및 배수로를 통하여 교반로드로 유출되고, 유도로가 개방되면 연결로드에서 공급되는 시멘트풀이 배수로를 통하여 상부몸체의 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 지반굴착장치의 시멘트풀 분배기.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 개폐시트의 저부에 안치되는 코일스프링이 구성되고 신축하여 개폐시트를 상승시키는 밸브스프링으로 구성되어;
   상기 삽입부의 상하 슬라이드 이동에 의하여 밸브스프링이 신축하여 볼밸브가 승강되어 유로로가 개폐되는 것을 특징으로 지반굴착장치의 시멘트풀 분배기.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 지지부는 상면이 원호의 요홈 면으로 구성되고 상부의 직경이 하부의 직경보다 크게 구성되는 원주형으로 구성되고;
   상기 스프링시트는 지지부의 저부에 일체형으로 돌출 구성되고 상하 관통된 유로공이 형성된 원판의 상면으로 구성되고 수직면은 상면에 일체형으로 절곡 구성되는 것을 특징으로 지반굴착장치의 시멘트풀 분배기.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 삽입부는 끝단의 중앙에 요홈으로 구성되는 시트삽입부가 구성되고 내경 끝단 부근 중앙에 상하 관통된 관통공이 구성되고 시트삽입부의 상승을 제한하는 원판형의 저지링이 구성되고;
   상기 시트삽입부의 저면과 저지링 사이에 내부에 밸브스프링이 안치된 개폐시트의 스프링시트가 안치되고, 볼시트의 저부가 저지링의 관통공 내부에 위치되는 것을 특징으로 지반굴착장치의 시멘트풀 분배기.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 습동부의 상부 내주면에는 중앙에 관통된 링공이 구성되고 밸브시트를 지지하는 원판형의 시트링이 구성되고;
   상기 밸브시트는 시트링의 상부에 구성되고, 상하 관통된 밸브공이 구성된 원판형의 밸브몸체로 구성되어;
   상기 볼시트가 밸브공의 내부에서 상하 이동하는 것을 특징으로 지반굴착장치의 시멘트풀 분배기.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 볼밸브는 밸브시트의 상부에 안치되는 구형의 볼밸브로 구성되고;
   상기 습동부는 상면 중앙이 관통 구성되고;
   상기 볼밸브가 밸브시트와 습동부 상면과 사이에 위치되는 것을 특징으로 지반굴착장치의 시멘트풀 분배기.
   

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