KR101923636B1 - 역순환 굴반 기능을 구비한 케이싱 로테이터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 역순환 굴반 기능을 구비한 케이싱 로테이터에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 암반을 파쇄하는 역순환 굴반기 기능을 수행할 수 있는 케이싱 로테이터에 대한 것이다.
본 발명에 따른 케이싱 로테이터는 케이싱과, 복수의 드릴로드파이프와, 키플레이트와, 로테이터조립수단을 포함한다. 상기 드릴로드파이프는 일렬로 조립되며 상기 케이싱에 삽입되어 스위벨의 하부에 결합된다. 상기 키플레이트는 상기 드릴로드파이프의 일단에 탈부착할 수 있게 결합된다. 상기 로테이터조립수단은 구동모터의 구동속도를 감속하여 전달하는 감속기어부와, 내부에 상기 케이싱이 삽입될 수 있는 관통공이 형성되고 상기 감속기어부로 회전할 수 있게 상기 감속기어부에 결합되는 클램프바디와, 상기 클램프바디의 관통공의 일측에 삽입되어 상기 케이싱을 파지할 수 있는 케이싱파지부, 상기 클램프바디의 관통공의 타측에 삽입되어 상기 키플레이트를 파지할 수 있는 파이프파지부를 구비한다.
본 발명에 의하면 케이싱 로테이터가 역순환 굴반 기능을 구비하므로 별도의 역순환 굴반기가 필요하지 아니한다. 그래서 케이싱 로테이트 작업과, 토사배출 및 암반굴착을 하나의 장비로 처리할 수 있다. 그래서 작업시간이 단축되며, 별도의 장비 구입이 필요하지 아니하므로 초기 투입비용이 적게 든다. 또한, 현장에서 소음발생을 획기적으로 줄이고, 토사배출 처리의 일관화를 도모하여 작업 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 케이싱 로테이터는 케이싱과, 복수의 드릴로드파이프와, 키플레이트와, 로테이터조립수단을 포함한다. 상기 드릴로드파이프는 일렬로 조립되며 상기 케이싱에 삽입되어 스위벨의 하부에 결합된다. 상기 키플레이트는 상기 드릴로드파이프의 일단에 탈부착할 수 있게 결합된다. 상기 로테이터조립수단은 구동모터의 구동속도를 감속하여 전달하는 감속기어부와, 내부에 상기 케이싱이 삽입될 수 있는 관통공이 형성되고 상기 감속기어부로 회전할 수 있게 상기 감속기어부에 결합되는 클램프바디와, 상기 클램프바디의 관통공의 일측에 삽입되어 상기 케이싱을 파지할 수 있는 케이싱파지부, 상기 클램프바디의 관통공의 타측에 삽입되어 상기 키플레이트를 파지할 수 있는 파이프파지부를 구비한다.
본 발명에 의하면 케이싱 로테이터가 역순환 굴반 기능을 구비하므로 별도의 역순환 굴반기가 필요하지 아니한다. 그래서 케이싱 로테이트 작업과, 토사배출 및 암반굴착을 하나의 장비로 처리할 수 있다. 그래서 작업시간이 단축되며, 별도의 장비 구입이 필요하지 아니하므로 초기 투입비용이 적게 든다. 또한, 현장에서 소음발생을 획기적으로 줄이고, 토사배출 처리의 일관화를 도모하여 작업 효율을 높일 수 있다.
Description
본 발명은 역순환 굴반 기능을 구비한 케이싱 로테이터에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 암반을 파쇄하는 역순환 굴반기 기능을 수행할 수 있는 케이싱 로테이터에 대한 것이다.
케이싱 로테이터는 기초 공사용 장비로서, 케이싱을 땅 밑으로 박아 넣는 여러가지 장비 중 하나이다. 비교적 케이싱의 수직도를 확보하기가 용이하여 건설공사 현장에서 선호되어 왔으나, 동일한 작업을 행하는 케이싱 오실레이터에 비하여 장비가격이 고가이고, 또 토크나 압입, 인발력 등이 크지 않아 복합지질 조건에 따른 중부하가 요구되는 공사현장에서는 외면 받아 왔다.
그러나 지질조건이 비교적 단순하고, 경부하로서 작업이 가능한 현장에서는 지속적으로 사용되고 있다.
등록특허 제10-0758113호에는 이러한 케이싱 로테이터를 이용하여 수중 암반에서 현장 타설 대구경 말뚝 시공방법이 개시되어 있다.
암반작업을 하기 위해서는 이러한 케이싱 로테이터를 사용하여 케이싱을 땅 밑에 박은 후 등록특허 제10-0693285호에 개시된 역순환 굴반기(Reverse Circulation Drilling) 등을 사용하여 지하 암반 굴착을 한 후 굴착된 토사나 파쇄된 암석 조각을 배출하였다.
즉 종래의 경우에는 케이싱 로테이터를 사용하여 케이싱 작업을 한 후 케이싱 로테이터를 제거하고 그리고 역순환 굴반기를 사용하여 암반굴착 및 토사 배출작업을 해야만 한다. 따라서 종래의 경우에는 케이싱 로테이터와 역순환 굴반기를 모두 구비해야 하므로 장비 구입비용이 비싸서 초기 투입비용이 높아지고, 이들 모든 장비를 현장에 투입해야 하므로 작업시간이 길어질 뿐만 아니라 현장에서 작업효율이 높지 않다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 역순환 굴반 기능을 구비한 케이싱 로테이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 케이싱 로테이터는 케이싱과, 복수의 드릴로드파이프와, 키플레이트와, 로테이터조립수단을 포함한다. 상기 드릴로드파이프는 일렬로 조립되며 상기 케이싱에 삽입되어 스위벨의 하부에 결합된다. 상기 키플레이트는 상기 드릴로드파이프의 일단에 탈부착할 수 있게 결합된다. 상기 로테이터조립수단은 구동모터의 구동속도를 감속하여 전달하는 감속기어부와, 내부에 상기 케이싱이 삽입될 수 있는 관통공이 형성되고 상기 감속기어부로 회전할 수 있게 상기 감속기어부에 결합되는 클램프바디와, 상기 클램프바디의 관통공의 일측에 삽입되어 상기 케이싱을 파지할 수 있는 케이싱파지부, 상기 클램프바디의 관통공의 타측에 삽입되어 상기 키플레이트를 파지할 수 있는 파이프파지부를 구비한다.
또한, 상기의 케이싱 로테이터에 있어서, 상기 클램프바디는 상기 관통공의 일측이 경사져서 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 케이싱파지부는 상기 관통공의 일측에 삽입될 수 있는 웨지클램프와, 상기 웨지클램프가 상기 케이싱을 파지할 수 있도록 상기 웨지클램프를 상기 관통공에 삽입시키는 클램프구속부재를 구비한다.
또한, 상기의 케이싱 로테이터에 있어서, 상기 파이프파지부는 고정블럭과, 결합고리를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 고정블럭은 상기 관통공의 타측에 삽입될 수 있고, 일측에 상기 키플레이트가 형합하여 삽입될 수 있는 키홈이 형성된다. 상기 결합고리는 상기 고정블럭을 상기 클램프바디에 결합시킨다.
또한, 상기의 케이싱 로테이터에 있어서, 상기 드릴로드파이프는 중간부위에 상기 키플레이트가 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 고정블럭은 상기 드릴로드파이프에 형성된 키플레이트가 관통하여 삽입될 수 있도록 상기 키홈과 어긋나게 관통된 키통과공이 더 형성된다.
또한, 상기의 케이싱 로테이터에 있어서, 상기 파이프파지부는 상기 키홈에 삽입된 키플레이트를 덮을 수 있도록 상기 고정블럭에 탈착할 수 있고 결합될 수 있는 고정덮개를 더 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기의 케이싱 로테이터는 베이스프레임과, 가이드포스트와, 상부프레임과, 하부프레임과, 거치대를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 가이드포스트는 상기 베이스프레임에 설치된다. 상기 상부프레임은 상기 클램프바디를 회전할 수 있게 지지하며 상기 가이드포스트의 일단에 고정된다. 상기 하부프레임은 상기 웨지클램프가 고정되며 상기 가이드포스트를 따라 슬라이딩을 할 수 있게 장착된다. 상기 거치대는 상기 스위벨을 거치시킬 수 있도록 상기 가이드포스트의 상단에 고정된다.
또한, 상기의 케이싱 로테이터에 있어서, 상기 클램프구속부재는 일단은 상기 하부프레임에 고정되고 타단은 상기 상부프레임에 고정되어 상기 웨지클램프를 상기 클램프바디에 삽입시킬 수 있도록 신축가능한 클램핑실린더를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면 케이싱 로테이터가 역순환 굴반 기능을 구비하므로 별도의 역순환 굴반기가 필요하지 아니한다. 그래서 케이싱 로테이트 작업과, 토사배출 및 암반굴착을 하나의 장비로 처리할 수 있다. 그래서 작업시간이 단축되며, 별도의 장비 구입이 필요하지 아니하므로 초기 투입비용이 적게 든다. 또한, 현장에서 소음발생을 획기적으로 줄이고, 토사배출 처리의 일관화를 도모하여 작업 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 케이싱 로테이터의 일 실시예의 개념도,
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 부분확대도,
도 3은 도 2의 A-A면에서 바라본 고정블럭의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 실시예의 부분확대도,
도 3은 도 2의 A-A면에서 바라본 고정블럭의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 케이싱 로테이터의 일 실시예를 설명한다.
본 발명에 따른 케이싱 로테이터는 케이싱(10)과, 드릴로드파이프(12)와, 키플레이트(14)와, 베이스프레임(16)과, 가이드포스트(18)와, 상부프레임(20)과, 하부프레임(22)과, 거치대(24) 및 로테이터조립수단(30)을 포함한다.
케이싱(10)은 굴착공에 삽입된다.
드릴로드파이프(12)는 복수 개가 일렬로 조립되어 케이싱(10)에 삽입되며 스위벨에 결합된다.
키플레이트(14)는 로테이터조립수단(30)이 드릴로드파이프(12)를 회전시킬 수 있도록 하는 역할을 하며, 드릴로드파이프(12)의 일단에 탈부착할 수 있게 결합된다. 즉 드릴로드파이프(12)를 조립하여 케이싱(10)에 삽입한 후 가장 상부에 위치한 드릴로드파이프(12)의 상단에 키플레이트(14)를 결합시킨다.
한편 실시예에 따라서 드릴로드파이프(12)의 중간부위에 키플레이트(12a)를 형성시킬 수 있다. 이는 모든 드릴로드파이프(12)에 키플레이트(12a)를 형성시키는 것이 아니라 필요에 따라 일부 드릴로드파이프(12)에 키플레이트(12a)를 형성시킬 수 있다.
베이스프레임(16)은 굴착공을 형성할 지면에 위치될 수 있도록 형성된다.
가이드포스트(18)는 베이스프레임(16)에 설치되며, 내부에 신축실린더가 있어서 신축될 수 있다.
상부프레임(20)은 가이드포스트(18)의 상단에 고정된다. 하부프레임(22)은 상부프레임(20)과 베이스프레임(16)의 사이에서 가이드포스트(20)를 따라 슬라이딩할 수 있게 장착된다. 거치대(24)는 스위벨(26)을 거치시킬 수 있도록 가이드포스트(18)의 상단에 고정되며, 스위벨(26)의 높낮이를 조절할 수 있도록 상하이동이 가능하다.
로테이터조립수단(30)은 드릴로드파이프(12) 또는 케이싱(10)을 회전시키는 역할을 한다. 이를 위하여 로테이터조립수단은 감속기어부(31)와, 클램프바디(33)와, 케이싱파지부(35) 및 파이프파지부(39)를 구비한다.
감속기어부(31)는 구동모터(미도시)에 의하여 동작하며 구동모터의 구동속도를 감속하여 전달한다. 이때 감속기어부(31)은 2단으로 감속할 수 있는 것이 바람직하다. 즉 케이싱(10)을 회전시킬 때에는 고토크를 얻기 위하여 저속으로 구동하고, 드릴로드파이프(12)를 회전시킬 때에는 고속으로 구동한다.
클램프바디(33)는 내부에 케이싱(10)이 삽입될 수 있는 관통공(34)이 형성되고, 감속기어부(31)로 회전할 수 있게 감속기어부(31)에 결합되며 상부프레임(20)에 회전할 수 있게 지지된다. 이때 관통공(34)은 하부는 케이싱파지부(35)의 웨지클램프(36)가 삽입될 수 있도록 경사져서 형성되고, 상부는 파이프파지부(39)의 고정블럭(40)이 삽입될 수 있도록 경사져서 형성된다.
케이싱파지부(35)는 케이싱(10)을 회전시킬 수 있게 케이싱(10)을 파지하는 역할을 한다. 이를 위해서 케이싱파지부(35)는 웨지클램프(36)와, 클램프구속부재(38)를 구비한다. 웨지클램프(36)는 클램프바디(33)의 관통공(34)의 하부에 삽입된다. 클램프구속부재(38)는 웨지클램프(36)가 케이싱(10)을 파지할 수 있도록 웨지클램프(36)를 클램프바디(33)의 관통공(34)으로 삽입시키는 역할을 한다. 이를 위하여 클램프구속부재(38)는 클램핑실린더로 형성되며 일단은 하부프레임(22)에 고정되고 타단은 상부프레임(20)에 고정된다. 그래서 클램핑실린더가 수축되면 웨지클램프(36)가 클램프바디(33)의 관통공(34)에 삽입되어 케이싱(10)을 고정시킬 수 있고 클램핑실린더가 신장되면 웨지클램프(36)가 하강하여 케이싱(10)과 분리된다.
파이프파지부(39)는 드릴로드파이프(12)를 회전시킬 수 있도록 드릴로드파이프(12)를 파지하는 역할을 한다. 이를 위하여 파이프파지부(39)는 고정블럭(40)과, 결합고리(42) 및 고정덮개(44)를 구비한다.
고정블럭(40)은 내부에 드릴로드파이프(12)가 삽입될 수 있도록 관통공이 형성되며, 클램프바디(33)의 관통공(34)의 상부에 삽입된다. 그리고 고정블럭(40)은 상부에 키플레이트(14)가 형합하여 삽입될 수 있는 키홈(40a)가 형성된다. 이 키홈(40a)에는 드릴로드파이프(12)의 일단에 결합된 키플레이트(14) 및 드릴로드파이프(12)의 중간부위에 형성된 키플레이트(12a) 모두가 삽입될 수 있다. 또한 고정블럭(40)은 키플레이트(12a)가 관통하여 삽입될 수 있도록 키홈(40a)과 직각방향에서 관통된 키통과공(40b)이 형성된다. 즉 고정블럭(40)이 장착되어 있더라도 키통과공(40b)을 통하여 키플레이트(12a)가 형성된 드릴로드파이프(12)를 케이싱(10) 내부에 삽입시킬 수 있다.
결합고리(42)는 고정블럭(40)을 클램프바디(33)에 고정시키는 역할을 한다. 이를 위하여 결합고리(42)는 일단은 상부프레임(20)에 결합되고 타단은 고정블럭(40)에 결합될 수 있다. 그래서 고정블럭(40)을 클램프바디(33)의 관통공(34)에 삽입시킨 후 결합고리(42)를 고정블럭(40)에 결합시키면 고정블럭(40)은 클램프바디(33)와 일체로 회전할 수 있다.
고정덮개(44)는 키홈(40a)에 키플레이트(14, 12a)가 삽입된 경우 키플레이트(12a, 14)를 덮을 수 있도록 고정블럭(40)에 탈착할 수 있게 결합된다.
본 실시예의 경우 먼저 케이싱(10)을 삽입시킨 후 케이싱파지부(35)로 케이싱을 파지 한 후 감속기어부(31)로 클램프바디(33)를 회전시키면 케이싱(10)이 회전하여 땅속으로 삽입될 수 있다.
케이싱(10)의 회전작업이 끝나면 클램프구속부재(38)를 사용하여 웨지클램프(36)를 하강시켜서 웨지클램프(36)와 케이싱(10)을 분리시킨다. 그리고 고정블럭(40)을 클램프바디(33)의 관통공(34)의 상부에 삽입시킨 후 결합고리(42)로 고정블럭(40)을 클램프바디(33)에 고정시킨다. 그리고 드릴로드파이프(12)를 삽입하고 드릴로드파이프(12)의 끝단에 키플레이트(14)를 고정시켜서 키플레이트(14)를 고정블럭(40)의 키홈(40a)에 삽입시킨다. 고정덮개(44)로 키플레이트(14)를 덮어서 키플레이트(14)가 키홈(40a)에서 분리되지 않도록 한다. 그러면 감속기어부(31)로 클램프바디(33)를 회전시키면 드릴로드파이프(12)가 회전한다. 이때 굴착되는 깊이가 깊어지면 드릴로드파이프(12)를 계속 조립하면서 굴착시킬 수 있다.
또한, 굴착되는 깊이에 따라서 키플레이트(12a)가 중간부위에 형성된 드릴로드파이프(12)를 사용할 필요가 있다. 이때에도 키플레이트(12a)를 키홈(40a)에 삽입시킨 후 굴착하며, 굴착 깊이가 깊어지면 드릴로드파이프(12)를 90도로 회전시켜 키통과공(40b)으로 키플레이트(12a)를 삽입시킬 수 있다.
따라서 본 실시예를 사용하면 하나의 장비로 케이싱(10)의 로테이트 뿐만 아니라 드릴로드파이프(12)의 회전작업을 수행할 수 있다. 그래서 작업효율을 증가시킬 수 있다.
10 : 케이싱 12 : 드릴로드파이프
12a : 키플레이트 14 : 키플레이트
16 : 베이스프레임 18 : 가이드포스트
20 : 상부프레임 22 : 하부프레임
24 : 거치대 26 : 스위벨
30 : 로테이터조립수단 31 : 감속기어부
33 : 클램프바디 34 : 관통공
35 : 케이싱파지부 36 : 웨지클램프
38 : 클램프구속부재 39 : 파이프파지부
40 : 고정블럭 40a : 키홈
40b : 키통과공 42 : 결합고리
44 : 고정덮개
12a : 키플레이트 14 : 키플레이트
16 : 베이스프레임 18 : 가이드포스트
20 : 상부프레임 22 : 하부프레임
24 : 거치대 26 : 스위벨
30 : 로테이터조립수단 31 : 감속기어부
33 : 클램프바디 34 : 관통공
35 : 케이싱파지부 36 : 웨지클램프
38 : 클램프구속부재 39 : 파이프파지부
40 : 고정블럭 40a : 키홈
40b : 키통과공 42 : 결합고리
44 : 고정덮개
Claims (7)
- 케이싱과,
일렬로 조립되며 상기 케이싱에 삽입되어 스위벨의 하부에 결합되는 복수의 드릴로드파이프와,
상기 드릴로드파이프의 일단에 탈부착할 수 있게 결합되는 키플레이트와,
구동모터의 구동속도를 감속하여 전달하는 감속기어부와, 내부에 상기 케이싱이 삽입될 수 있는 관통공이 형성되고 상기 감속기어부로 회전할 수 있게 상기 감속기어부에 결합되는 클램프바디와, 상기 클램프바디의 관통공의 일측에 삽입되어 상기 케이싱을 파지할 수 있는 케이싱파지부, 상기 클램프바디의 관통공의 타측에 삽입되어 상기 키플레이트를 파지할 수 있는 파이프파지부를 구비하는 로테이터조립수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 역순환 굴반기능을 구비한 케이싱 로테이터. - 제1항에 있어서,
상기 클램프바디는 상기 관통공의 일측이 경사져서 형성되며,
상기 케이싱파지부는 상기 관통공의 일측에 삽입될 수 있는 웨지클램프와, 상기 웨지클램프가 상기 케이싱을 파지할 수 있도록 상기 웨지클램프를 상기 관통공에 삽입시키는 클램프구속부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 역순환 굴반기능을 구비한 케이싱 로테이터. - 제2항에 있어서, 상기 파이프파지부는
상기 관통공의 타측에 삽입될 수 있고, 일측에 상기 키플레이트가 형합하여 삽입될 수 있는 키홈이 형성된 고정블럭과,
상기 고정블럭을 상기 클램프바디에 결합시키는 결합고리를 구비하는 것을 특징으로 하는 역순환 굴반기능을 구비한 케이싱 로테이터. - 제3항에 있어서,
상기 드릴로드파이프는 중간부위에 상기 키플레이트가 형성되며,
상기 고정블럭은 상기 드릴로드파이프에 형성된 키플레이트가 관통하여 삽입될 수 있도록 상기 키홈과 어긋나게 관통된 키통과공이 더 형성된 것을 특징으로 하는 역순환 굴반기능을 구비한 케이싱 로테이터. - 제4항에 있어서,
상기 파이프파지부는 상기 키홈에 삽입된 키플레이트를 덮을 수 있도록 상기 고정블럭에 탈착할 수 있고 결합될 수 있는 고정덮개를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 역순환 굴반기능을 구비한 케이싱 로테이터. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
베이스프레임과,
상기 베이스프레임에 설치된 가이드포스트와,
상기 클램프바디를 회전할 수 있게 지지하며 상기 가이드포스트의 일단에 고정된 상부프레임과,
웨지클램프가 고정되며 상기 가이드포스트를 따라 슬라이딩을 할 수 있게 장착된 하부프레임과,
상기 스위벨을 거치시킬 수 있도록 상기 가이드포스트의 상단에 고정되며 거치대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 역순환 굴반기능을 구비한 케이싱 로테이터. - 제6항에 있어서,
상기 클램프구속부재는 일단은 상기 하부프레임에 고정되고 타단은 상기 상부프레임에 고정되어 상기 웨지클램프를 상기 클램프바디에 삽입시킬 수 있도록 신축가능한 클램핑실린더를 구비하는 것을 특징으로 하는 역순환 굴반기능을 구비한 케이싱 로테이터.
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