KR101891589B1 - 저압 회전속도 조절형 그라우팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 드릴비트와 천공기에 연결되는 로드 사이에 선단장치가 연결되고, 상기 선단장치는 시멘트와 팽창재 및 물의 혼합물로 이루어진 그라우팅재를 에어 또는 물과 동시에 분사토록 몸체의 길이방향에 복수의 제트노즐이 설치되고, 상기 몸체는 로드와 드릴비트 사이에 회전가능토록 설치되면서 그라우팅제의 공급압에 의해 회전토록 회전력전달수단이 구비되는 저압 회전속도 조절형 그라우팅 장치에 관한 것이다.

Description

저압 회전속도 조절형 그라우팅 장치{device for grouting with adjustable controlled speeds rotational}

본 발명은 드릴비트와 천공기에 연결되는 로드 사이에 선단장치가 연결되고, 상기 선단장치는 시멘트와 팽창재 및 물의 혼합물로 이루어진 그라우팅재를 에어 또는 물과 동시에 분사토록 몸체의 길이방향에 복수의 제트노즐이 설치되고, 상기 몸체는 로드와 드릴비트 사이에 회전가능토록 설치되면서 그라우팅재의 공급압에 의해 회전토록 회전력전달수단이 구비되는 저압 회전속도 조절형 그라우팅 장치에 관한 것이다.

일반적으로 그라우팅 공법은 주입펌프 등을 이용하여 토사 또는 암반의 틈새 등에 약액을 주입하는 공법으로서, 하천제방이나 지하철 공사시 연약지반의 지내력 보강과 누수차단, 터널 시공을 위해 암반을 굴착하면서 터널 암반에 형성된 균열부 및 동공부 보강, 방파제나 방조제의 침하방지 등의 목적으로 활용되는 것이다.

그리고, 이러한 그라우팅 공법은 그라우팅재를 지반에 분사시켜, 지반의 고결로 대상지반의 지내력을 증강시키고, 투수 계수를 감소시켜 차수성을 향상시키는 효과가 있어 지반의 보강 및 차수, 기초파일 형성, 연약지반 개량, 구조물 보강, 터널보강 및 차수용 등 다양한 용도로 널리 이용되고 있다.

이와같은 기술과 관련되어 종래의 특허 제973745호에 그라우팅용 선단장치의 기술이 제시되고 있으며 그 구성은 도1에서와 같이, 강관(100) 내부에 고압수관(110), 공기주입관(120) 및 그라우팅재관(130)이 각각 분리 배관되어 있고, 상기 강관(100) 외주면에는 상기 고압수관(110)과 연통되는 물분사구(111), 상기 공기주입관(120)과 연통되는 에어분사구(121) 및 상기 그라우팅재관(130)과 연통되는 그라우팅재분사구(131)가 형성되어 있으며, 상기 강관(100) 하부에는, 외주면을 따라 형성된 볼트형의 비트결합부(210)와 하단 중심부에서 상방향으로 형성된 너트형의 해머결합부(220)가 함께 구비되는 어뎁터(200)가 결합되고, 상기 강관(100) 상부에는 상기 강관(100)으로 축방향 회전력을 전달하는 로드(300)가 결합된다.

그리고, 상기 강관(100) 내부에는 그라우팅재관(130)으로부터 연장되어 상기 강관(100) 하단을 통해 상기 어뎁터(200)의 해머결합부(220)에까지 종방향으로 연통된 해머에어관(140)이 더 배관되고, 상기 해머에어관(140) 내에는 개폐작동하는 체크밸브(160)가 구비되는 구성으로 이루어 진다.

그러나, 상기와 같은 그라우팅용 선단장치는, 물분사구(111), 에어분사구(121) 및 그라우팅재분사구(131)가 정형화 되어 항상 동일 방향으로 분사토록 함으로써 효율적이 사용이 힘들게 되는 단점이 있는 것이다.

또한, 상기 강관(100)의 회전시 물분사구(111) 등이 회전되는 구성으로 굴착위치의 효율적인 조절이 힘들게 되는 단점이 있는 것이다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 차수보강과 지반중에 원주상의 고결체 형성이 저압에 의해 용이하게 수행되도록 하고, 고결체를 저압에 의해 분사시키면서 면적을 확장시키도록 하며, 지중에 고결체를 균일하게 형성할 수 있도록 하고, 필요 개소에 필요량을 계획적으로 주입할 수 있도록 하는 저압 회전속도 조절형 그라우팅 장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 드릴비트와 천공기에 연결되는 로드 사이에 선단장치가 연결되고, 상기 선단장치는 시멘트와 팽창재 및 물의 혼합물로 이루어진 그라우팅재를 에어 또는 물과 동시에 분사토록 몸체의 길이방향에 복수의 제트노즐이 설치되고, 상기 몸체는 로드와 드릴비트 사이에 회전가능토록 설치되면서 그라우팅재의 공급압에 의해 회전토록 회전력전달수단이 구비되는 저압 회전속도 조절형 그라우팅 장치를 제공한다.

그리고, 상기 제트노즐은, 몸체에 나사결합되는 노즐몸체의 양측에 가압영역과 팽창영역 구분설치되고, 상기 팽창영역은 저항발생부와 점차로 확대되는 직경을 갖는 분사부로서 이루어진 저압 회전속도 조절형 그라우팅 장치를 제공한다.

또한, 상기 회전력전달수단은, 회전날개로서 이루어지는 저압 회전속도 조절형 그라우팅 장치를 제공한다.

계속하여, 상기 몸체의 상,하단에 지지턱이 형성되고, 그 일측에 실링부재가 더 연결되는 저압 회전속도 조절형 그라우팅 장치를 제공한다.

더하여, 상기 몸체는 외부로 돌출되면서 경사지는 확장영역이 더 구비되어 제트노즐이 배치되는 저압 회전속도 조절형 그라우팅 장치를 제공한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 차수보강과 지반중에 원주상의 고결체 형성이 용이하고, 고결체의 직경을 조절하며, 동일압력에서도 개별적인 압력조절에 의해 확대되는 고결체의 형성이 가능하고, 필요개소에 필요량의 고결체를 계획적으로 주입하는 효과가 있는 것이다.

도1은 종래의 그라우팅용 선단장치를 도시한 단면도이다.
도2는 본 발명에 따른 그라우팅용 선단장치를 도시한 외관도이다.
도3은 본 발명에 따른 그라우팅용 선단장치의 분해상태도이다.
도4 및 도5는 각각 본 발명에 따른 그라우팅용 선단장치의 요부 단면사시도 및 결합상태 단면도이다.
도6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선단장치를 도시한 요부 단면도이다.

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

도2는 본 발명에 따른 그라우팅용 선단장치를 도시한 외관도이고, 도3은 본 발명에 따른 그라우팅용 선단장치의 분해상태도이며, 도4 및 도5는 각각 본 발명에 따른 그라우팅용 선단장치의 요부 단면사시도 및 결합상태 단면도이고, 도6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 선단장치를 도시한 요부 단면도이다.

본 발명의 선단장치(T)는, 드릴비트(80)와 천공기(미도시)에 연결되는 로드(90) 사이에 연결된다.

그리고, 상기 선단장치(T)는, 시멘트와 팽창재 및 물의 혼합물로 이루어진 그라우팅재를 에어 또는 물과 동시에 분사토록 몸체(10)의 길이방향에 서로 구분설치되는 복수의 제트노즐(30)을 통하여 상향 및 하향 경사토록 설치된다.

이때, 상기 제트노즐(30)은, 그라우팅재가 통과하는 공급관로(20)에 연결되어 복수개가 구분설치된다.

더하여, 상기 몸체(10)는, 로드 및 드릴비트(80)에 일체로 결합되는 고정몸체(11)와 상기 고정몸체(11)의 외경에서 베어링(28)을 통하여 회전토록 설치되는 회전몸체(17)로서 이루어지고, 상기 회전몸체(17)에 복수의 제트노즐(30)이 장착된다.

이때, 상기 회전몸체(17)는, 드릴비트와 고정몸체 사이에 회전가능토록 설치되면서 그라우팅재의 공급압에 의해 회전토록 회전력전달수단(70)이 일체로 구비된다.

그리고, 상기 제트노즐(30)은, 회전몸체(17)에 나사결합되는 노즐몸체(31)의 양측에 가압영역(31a)과 팽창영역(31b) 구분설치된다.

이때, 상기 팽창영역(31b)는, 저항발생부(a)와 점차로 확대되는 직경을 갖는 분사부(b)로서 이루어진다.

또한, 상기 회전력전달수단(70)은, 회전날개(71)로서 이루어진다.

이때, 상기 회전몸체와 드릴비트 및 회전몸체와 고정몸체에는 상호 대응되는 지지턱(81)이 일체로 구비되면서 그 일측에 실링부재(83)가 더 연결된다.

더하여, 상기 회전몸체(17)는 외부로 돌출되면서 경사지는 확장영역(c)이 더 구비되어 제트노즐이 배치되는 구성으로 이루어진다.
즉, 상기 회전몸체의 최대 돌출부에 제트노즐이 설치된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.

도2 내지 도6에서 도시한 바와같이 본 발명의 선단장치(T)는, 드릴비트(80)와 천공기(미도시)에 연결되는 로드(90) 사이에 연결되어 드릴비트(80)의 회전과 상관없이 자체 회전하면서 그라우팅재를 분사토록 설치된다.

또한, 상기 선단장치(T)는 드릴비트와 로드를 연결하는 고정몸체(11)와 상기 고정몸체의 외경측에서 자유회전토록 설치되는 회전몸체(17)의 조립구조로 이루어진 몸체(10)를 구비하여 공급되는 선단장치의 조립시 공급되는 그라우팅재의 압력에 의해 회전몸체(17)가 고정몸체(11)를 중심으로 회전토록 설치된다.

즉, 상기 그라우팅재의 공급압에 의해 회전몸체(17)가 회전하면서 상기 회전몸체(17)에 구비되는 제트노즐(30)을 통하여 그라우팅재를 분사하고, 분사되는 그라우팅재가 천공홀에서 경화되면서 고결체를 형성하게 된다.

그리고, 상기 선단장치(T)는, 로드(90)와 몸체(10) 및 드릴비트(80)의 조립시 서로 관통연결토록 각각 형성되는 공급관로(20)를 통하여 시멘트와 팽창재 및 물등의 혼합물로 이루어진 그라우팅재를 에어 또는 물과 동시에 공급하여 분사토록 한다.

이때, 상기 그라우팅재는 먼저 회전몸체(17)에 구비되는 회전력전달수단(70)인 회전날개(71)에 공급되는 베어링(28)을 통하여 고정몸체를 중심으로 회전토록 되는 회전몸체를 회전시키고, 상기 그라우징재는 회전몸체에 구비되는 공급관로를 통하여 제트노즐(30)에 공급되는 천공홀의 내측으로 분사되면서 천공홀을 넓히거나 고결체의 형성이 가능토록 된다.

그리고, 상기 회전날개의 일측에는 공급관로가 제트노즐에 연결되는 공급관로가 일체로 관통형성되어 회전몸체를 회전시킨 후 공급관로를 따라 제트노즐측으로 공급된다.

이때, 상기 회전몸체(17)는, 그라우팅재의 공급압력에 따라 회전몸체를 회전시키는 압력이 증가하여 공급압의 조절로 회전몸체(17)의 속도조절이 가능하게 된다.

더하여, 상기 제트노즐(30)은, 회전몸체(17)에 나사결합되는 노즐몸체(31)의 양측에 가압영역(31a)과 팽창영역(31b) 구분설치되어 공급되는 그라우팅재를 가압영역에서 먼저 가압한 후 갑자기 팽창영역에서 팽창시켜 저압으로 그라우팅재의 분사폭을 증가시켜 분사토록 한다.

이때, 상기 팽창영역(31b)는, 저항발생부(a)와 점차로 확대되는 직경을 갖는 분사부(b)로서 이루어져 항력을 증가시켜 확대되는 분사폭으로 저압상태에서 넓은 천공홀의 형성이 가능함은 물론 고결체의 형성이 용이하게 된다.

더하여, 상기 회전몸체와 드릴비트 및 회전몸체와 고정몸체에는 상호 대응되는 지지턱(81)이 일체로 구비되면서 그 일측에 실링부재(83)가 더 연결되어 공급되는 그라우팅재 등이 분사노즐측으로만 공급되어 손실을 최소화 한다.

더하여, 상기 회전몸체(17)는 외부로 돌출되면서 경사지는 확장영역(c)이 더 구비되어 제트노즐이 배치되어 천공홀과의 거리를 최소화 시켜 천공홀의 확장이 용이하게 되는 것이다.

10...몸체 17...회전몸체
20...공급관로 28...베어링
30...제트노즐 71...회전날개
83...실링부재

Claims (4)

1. 드릴비트와 천공기에 연결되는 로드 사이에는 공급관로를 통하여 서로 관통 연결되는 선단장치가 더 연결되고,
   상기 선단장치는, 시멘트와 팽창재 및 물의 혼합물로 이루어진 그라우팅재를 에어 또는 물과 동시에 분사토록 몸체의 길이방향에 복수의 제트노즐이 설치되고,
   상기 몸체는, 로드 및 드릴비트에 일체로 결합되는 고정몸체와 상기 고정몸체의 외경에서 베어링을 통하여 회전토록 설치되는 회전몸체로서 이루어지고, 상기 회전몸체에 복수의 제트노즐이 장착되며,
   상기 회전몸체는, 그라우팅재의 공급압에 의해 고정몸체를 중심으로 회전토록 회전력전달수단이 구비되고,
   상기 제트노즐은, 회전몸체에 나사결합되는 노즐몸체의 양측에 가압영역과 팽창영역 구분설치되고,
   상기 팽창영역은, 저항발생부와 점차로 확대되는 직경을 갖는 분사부로서 이루어지며,
   상기 회전력전달수단은, 고정몸체의 공급관로에 대응되는 위치인 회전몸체의 상부면에 구비되는 복수의 회전날개로서 이루어지고,
   상기 몸체의 상,하부에 지지턱이 각각 형성되고, 상기 지지턱의 일측에 실링부재가 더 구비되며,
   상기 회전몸체는, 외부로 경사지게 돌출되는 확장영역이 더 구비되어 최대 돌출부에 제트노즐이 구비되는 것을 특징으로 하는 저압 회전속도 조절형 그라우팅 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제

Images