KR102134658B1

KR102134658B1 - 패커 보호유닛을 구비한 강관다단 원스텝 주입장치

Info

Publication number: KR102134658B1
Application number: KR1020200035299A
Authority: KR
Inventors: 강성호; 강현구; 강인구
Original assignee: 강성호; 강현구; 강인구
Priority date: 2020-03-23
Filing date: 2020-03-23
Publication date: 2020-07-16

Abstract

본 발명은 강관 부재에 채택되는 패커 부재를 보호함과 아울러 그 패커 부재가 안정적으로 확장되도록 하는 기술로서, 강관 부재의 외표면에 연결되는 패커 부재가 강관 부재의 인서트홀 진입시 손상됨 없이 안정적으로 강관 부재와의 연결된 상태를 유지하도록 하는 기술에 관한 것이다. 특히, 인서트홀에 대한 강관 부재의 진입 후 패커 부재의 확장을 위해 패커 부재에 대한 그라우트재의 주입시 그 패커 부재가 강관 부재와의 연결 부분에서 오픈되거나 그 강관 부재의 길이 방향을 따라 움직임 없이 고정된 상태를 유지하도록 하는 기술이다. 본 발명에 따르면, 패커 부재를 강관 부재의 길이방향을 따라 복수 개 구비하여 결과적으로 인서트홀의 내측을 다단으로 구획함에 따라 인서트홀의 전영역에 대해 동시에 균일한 압력으로 그라우팅이 이루어지도록 하는 장점이 있다.

Description

패커 보호유닛을 구비한 강관다단 원스텝 주입장치 {one-step injection device of multistage type for steel pipe having packer protection unit}

본 발명은 강관 부재에 채택되는 패커 부재를 보호함과 아울러 그 패커 부재가 안정적으로 확장되도록 하는 기술에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 본 발명은 강관 부재의 외표면에 연결되는 패커 부재가 강관 부재의 인서트홀 진입시 손상됨 없이 안정적으로 강관 부재와의 연결된 상태를 유지하도록 하는 기술에 관한 것이다.

특히, 인서트홀에 대한 강관 부재의 진입 후 패커 부재의 확장을 위해 패커 부재에 대한 그라우트재의 주입시 그 패커 부재가 강관 부재와의 연결 부분에서 오픈되거나 그 강관 부재의 길이 방향을 따라 움직임 없이 고정된 상태를 유지하도록 하는 기술이다.

일반적으로 지반이 약해진 지중에는 그 지반의 강화를 위해 그 지중에 인서트홀을 형성하고 그 인서트홀에 강관인 속이 빈 주입관을 진입시킨 후 외부로부터 그 주입관의 내외부에 그라우트재를 주입하여 충진한 후 시간의 경과에 따라 경화시킴으로써 인서트홀과 그 주변의 지반을 보강시킨다.

여기서, 주입관에는 자신의 내외부를 관통하는 다수의 분사공이 형성되고 주입관의 내부로 주입된 그라우트재는 그 주입관의 내부를 충진함은 물론 그 주입관 내부의 그라우트재가 다수의 분사공을 통해 분출된 후 인서트홀과 그 주변에 채워짐으로써 해당 인서트홀과 그 주변을 보강한다.

이때, 주입관의 길이가 충분히 긴 경우에는 주입관의 외표면과 인서트홀의 내벽이 이루는 공간이 매우 넓기 때문에 그 인서트홀과 그 주변에 효과적인 압력으로 그라우트재가 충진될 수 있도록 주입관의 외표면에는 그 주입관의 길이방향을 따라 복수 개의 패커가 장착된다.

즉, 이 패커는 주입관의 길이방향을 따라 중간 중간에 배치된 후 외부로부터의 그라우트재 충진에 따라 확장됨으로써 패커 자신을 기준으로 인서트홀의 공간을 복수의 공간으로 구획하게 된다.

그 결과, 주입관에 형성된 다수의 분사공을 통해 고압의 그라우트재가 분출되면 패커에 의해 구획된 소규모의 영역별로 그 그라우트재의 분사 압력이 잘 유지될 수 있게 된다.

그런데, 이 패커는 주입관의 외표면에 연결된 상태로 주입관과 함께 인서트홀에 삽입되기 때문에 그 주입관이 인서트홀에 슬라이딩 방식으로 삽입되는 과정에서 찢어지는 등의 손상이 발생한다는 문제가 있다.

그리고, 이 패커는 일반적으로는 외부로부터 연결되는 호스를 통해 그라우트재가 주입됨에 따라 팽창을 하는데, 팽창된 후 다시 그 호스를 통해 일부의 그라우트재가 역류하면서 이전에 팽창되었던 패커가 어느 정도 다시 수축되는 문제도 발생할 수 있다.

그에 따라, 강관 부재가 인서트홀에 진입되는 과정에서 그 패커 부재의 찢어짐을 방지하고 패커 부재의 내부로 진입한 그라우트재가 그 패커 부재의 외부로 다시 역류됨을 차단함으로써 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결할 수 있는 기술 구현이 요구된다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 강관 부재가 인서트홀에 진입하는 과정에서 강관 부재의 외표면에 연결된 패커 부재가 손상됨을 방지함과 아울러 팽창된 패커 부재가 본래 위치에서 팽창된 형태를 그대로 유지하도록 하는 패커 보호유닛을 구비한 강관다단 원스텝 주입장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 패커 부재가 강관 부재의 외표면에서 팽창된 후 그 패커 부재의 내부에 충진된 상태의 고압 그라우트재가 그 패커 부재로부터 강관 부재의 가압공으로 역류됨을 차단하는 패커 보호유닛을 구비한 강관다단 원스텝 주입장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 강관 부재의 가압공에서 역류를 차단하는 과정이 에러없이 안정적으로 이루어지도록 하는 패커 보호유닛을 구비한 강관다단 원스텝 주입장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 강관 부재의 내측에 고압으로 그라우트재를 주입하는 경우에도 각 패커 부재가 제자리에서 밀리지 않고 안정적으로 그라우팅이 이루어지도록 하는 패커 보호유닛을 구비한 강관다단 원스텝 주입장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 목적은 복수의 패커 부재를 통해 인서트홀의 내측을 다단으로 구획함에 따라 인서트홀의 전영역에 대해 동시에 균일한 압력으로 그라우팅이 이루어지도록 하는 패커 보호유닛을 구비한 강관다단 원스텝 주입장치를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 지중의 인서트홀에 끼워져 외부로부터 주입되는 그라우트재를 인서트홀의 전 구간에 원스텝으로 주입하는 패커 보호유닛을 구비한 강관다단 원스텝 주입장치로서, 인서트홀에 삽입되도록 길게 형성되며 속이 빈 파이프 형태로 이루어지고 자신의 몸체 내외부를 관통하는 하나이상의 가압공(111)이 형성된 강관 부재(110); 가압공과 연통하도록 강관 부재를 감싸는 형태로 배치되며 가압공(111)을 통해 분출되는 그라우트재에 의해 확장되는 패커 부재(120); 강관 부재의 내측에 삽입되며 패커 부재에 인접하는 강관 부재의 내벽에 맞물리는 제 1 영역부재(131)와, 패커 부재를 기준으로 제 1 영역부재와 대향하여 강관 부재의 내벽에 맞물리는 제 2 영역부재(132)와, 제 1,2 영역부재를 상호 연결하되 가압공과 연통하는 공간(이하, '구획 공간'이라 함)을 강관 부재와의 사이에 형성하는 제 3 영역부재(133)로 이루어지는 가압영역 구획부재(130); 가압영역 구획부재를 관통하는 상태로 강관 부재 내에 삽입되어 강관 부재 내에 그라우트재를 주입하는 강관 주입호스 부재(140); 구획 공간을 경유하도록 제 1,2 영역부재를 관통하여 배치되고 구획 공간에 그라우트재를 분사하는 패커 주입호스 부재(150); 패커 부재의 양측에 대응하는 강관 부재의 외표면에 복수 개 배치되며 자신의 단면 두께가 패커 부재로부터 멀어질수록 점차적으로 작아지게 형성되는 패커 가드 부재(160);를 포함하여 구성된다.

그리고, 강관 부재의 외표면과 패커 부재 사이에서 구획 공간에 대응하는 가압공을 덮도록 강관 부재의 외벽에 링 밴드 타입으로 배치되며 강관 부재의 내측으로부터 가압공을 통한 그라우트재의 분출압 발생시 탄성적으로 확장되면서 가압공을 오픈하되 가압공에 대응하는 자신의 내벽에 가압공의 입구 부분을 향해 내향 돌출된 역류차단 볼록 엠보싱부재(171)가 일체형으로 구비된 밸브 고정링 부재(170);를 더 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 밸브 고정링 부재(170)는, 역류차단 볼록 엠보싱부재에 대응하는 자신의 외표면에 내향하여 함몰되는 확장가이드 오목 요철부재(172)를 더 구비할 수 있다.

또한, 제 3 영역부재(133)는 그 단면의 외곽테두리가 제 1 영역부재의 단면이 이루는 외곽테두리와 제 2 영역부재의 단면이 이루는 외곽테두리보다 상대적으로 작게 형성됨이 바람직하다.

한편, 패커 가드 부재를 관통하는 형태로 강관 부재의 둘레 방향을 따라 링 형태로 배치되어 패커 가드 부재의 현재 위치를 고정시키는 블록 고정링 부재(180);를 더 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 제 1 영역부재와 제 2 영역부재의 외표면에 링 형태로 구비되어 가압영역 구획부재의 외표면과 강관 부재의 내벽 사이를 차단하는 복수의 링 밴드 부재(210);를 더 포함하여 구성될 수 있다.

다른 한편, 패커 주입호스 부재의 외표면과 제 1 영역부재가 마주하는 제 1 영역부재의 내벽에 링 형태로 구비되어 패커 주입호스 부재의 외표면과 제 1 영역부재의 내벽 사이를 차단하는 하나이상의 오링 부재(220); 패커 주입호스 부재의 외표면과 제 2 영역부재가 마주하는 제 2 영역부재의 내벽에 링 형태로 구비되어 패커 주입호스 부재의 외표면과 제 2 영역부재의 내벽 사이를 차단하는 하나이상의 오링 부재(230); 강관 주입호스 부재의 외표면과 제 1 영역부재가 마주하는 제 1 영역부재의 내벽에 링 형태로 구비되어 강관 주입호스 부재의 외표면과 제 1 영역부재의 내벽 사이를 차단하는 하나이상의 오링 부재(240); 강관 주입호스 부재의 외표면과 제 2 영역부재가 마주하는 제 2 영역부재의 내벽에 링 형태로 구비되어 강관 주입호스 부재의 외표면과 제 2 영역부재의 내벽 사이를 차단하는 하나이상의 오링 부재(250);를 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명은 패커 부재의 양측에 대응하는 강관 부재의 외표면에 복수 개의 패커 가드 부재를 구비함에 따라 강관 부재가 인서트홀에 진입하는 과정에서 강관 부재의 외표면에 연결된 패커 부재가 손상됨을 방지함과 아울러 팽창된 패커 부재가 본래 위치에서 팽창된 형태를 그대로 유지하도록 하는 장점을 나타낸다.

또한, 본 발명은 역류차단 볼록 엠보싱 부재가 구비된 밸브 고정링 부재를 통해 강관 부재의 가압공을 탄성적으로 가압함으로써 패커 부재가 강관 부재의 외표면에서 팽창된 후 그 패커 부재의 내부에 충진된 상태의 고압 그라우트재가 그 패커 부재로부터 강관 부재의 가압공으로 역류됨을 차단하도록 하는 장점을 나타낸다.

또한, 본 발명은 밸브 고정링 부재가 탄성복원력에 의해 팽창과 수축을 하고 그 밸브 고정링 부재의 내벽에 형성된 복수 개의 역류차단 볼록 엠보싱부재가 밸브 고정링 부재와 일체로 확장과 수축을 함으로써 강관 부재의 가압공에서 역류를 차단하는 과정이 정확하게 이루어지도록 하는 장점을 나타낸다.

또한, 본 발명은 패커 부재의 양측에 대응하는 강관 부재의 외표면에 복수 개의 패커 가이드 부재를 구비함에 따라 강관 부재의 내측에 고압으로 그라우트재를 주입하는 경우에도 각 패커 부재가 제자리에서 밀리지 않고 안정적으로 그라우팅이 이루어지도록 하는 장점을 나타낸다.

또한, 본 발명은 패커 부재를 강관 부재의 길이방향을 따라 복수 개 구비하여 결과적으로 인서트홀의 내측을 다단으로 구획함에 따라 인서트홀의 전영역에 대해 동시에 균일한 압력으로 그라우팅이 이루어지도록 하는 장점도 나타낸다.

[도 1]은 본 발명에 따른 강관다단 원스텝 주입장치가 인서트홀에 진입한 후 패커 부재가 수축된 상태를 단면으로 도시한 예시도,
[도 2]는 [도 1]에서 패커 부재가 위치한 일부분을 발췌하여 확대 도시한 도면,
[도 3]은 [도 1]에서 토출공이 위치한 일부분을 발췌하여 확대 도시한 도면,
[도 4]는 [도 1]의 상태에서 패커 부재가 확장된 상태의 예시도,
[도 5]는 [도 4]에서 패커 부재가 위치한 일부분을 발췌하여 확대 도시한 도면,
[도 6]은 [도 4]에서 토출공이 위치한 일부분을 발췌하여 확대 도시한 도면,
[도 7]은 본 발명의 제 1 실시예에 구비되는 밸브 고정링 부재를 강관 부재의 길이 방향을 향해 바라 본 상태의 도면,
[도 8]은 본 발명의 제 2 실시예에 구비되는 밸브 고정링 부재를 강관 부재의 길이 방향을 향해 바라 본 상태의 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

[도 1]은 본 발명에 따른 강관다단 원스텝 주입장치가 인서트홀에 진입한 후 패커 부재가 수축된 상태를 단면으 로 도시한 예시도이고, [도 2]는 [도 1]에서 패커 부재가 위치한 일부분을 발췌하여 확대 도시한 도면이고, [도 3]은 [도 1]에서 토출공이 위치한 일부분을 발췌하여 확대 도시한 도면이고, [도 4]는 [도 1]의 상태에서 패커 부재가 확장된 상태의 예시도이고, [도 5]는 [도 4]에서 패커 부재가 위치한 일부분을 발췌하여 확대 도시한 도면이고, [도 6]은 [도 4]에서 토출공이 위치한 일부분을 발췌하여 확대 도시한 도면이다.

[도 1] 내지 [도 6]을 참조하면, 본 발명은 지중의 인서트홀(10)에 끼워져 외부로부터 주입되는 그라우트재를 인서트홀(10)의 전 구간에 원스텝으로 주입하는 패커 보호유닛을 구비한 강관다단 원스텝 주입장치로서, 강관 부재(110), 패커 부재(120), 가압영역 구획부재(130), 강관 주입호스 부재(140), 패커 주입호스 부재(150), 패커 가드 부재(160)를 포함하여 구성될 수 있다.

강관 부재(110)는 [도 1] 내지 [도 6]에서와 같이 인서트홀(10)에 삽입되도록 길게 형성되며 속이 빈 파이프 형태로 이루어지고 자신의 몸체 내외부를 관통하는 하나이상의 가압공(111)이 형성된다.

여기서, 가압공(111)은 [도 2]와 [도 5]에서와 같이 가압영역 구획부재(130)에 의한 구획 공간(G)에 대응하는 위치의 강관 부재(110)에 형성된 홀(hole)로서 강관 부재(110) 내부의 그라우트재가 강관 부재(110) 외측의 패커 부재(120)로 분출될 수 있도록 통로 역할을 한다.

한편, 강관 부재(110)는 속이 빈 파이프 형태로 길게 형성되되 외부로부터 자신의 몸체 내부로 주입되는 그라우트재를 자신의 외부인 인서트홀(10)의 내부에 토출할 수 있도록 자신의 길이 방향을 따라 다수의 토출공(112, 112')이 형성될 수 있다.

그리고, [도 1]과 [도 4]에 도시된 인서트홀(10)과 강관 부재(110)는 하나의 가압영역 구획부재(130)를 기준으로 발췌한 것으로서 실제로는 강관 부재(110)의 길이방향을 따라 그 양단이 충분히 더 길게 형성될 수 있다.

물론, 강관 부재(110)가 [도 1]과 [도 4]의 양단으로 더 확장 된다면 그 강관 부재(110)의 길이방향을 따라 바람직하게는 가압영역 구획부재(130)가 하나 이상 배치될 수 있다.

다른 한편, 강관 부재(110)는 바람직하게는 금속 재질(예: SUS)로 구성될 수 있지만, 각종 파이프류에 채용되는 합성수지재(예: PVC, PP, PE 등)로 구성될 수도 있다.

패커 부재(120)는 강관 부재(110)의 외표면에서 그 강관 부재(110)의 둘레를 따라 배치되며 자신의 내측에 주입되는 그라우트재에 의해 팽창되면서 강관 부재(110)와 인서트홀(10) 간의 공간을 채운다.

여기서, 패커 부재(120)가 강관 부재(110)의 길이방향을 따라 복수 개 배치되면 강관 부재(110)가 삽입된 상태의 인서트홀(10)은 그 길이방향을 따라 빈 공간이 다단으로 구획된 상태를 유지할 수 있다.

이때, [도 3]과 [도 6]에서와 같이 강관 부재(110)의 길이방향을 따라 강관 부재(110)에 다수 형성되는 토출공(112, 112')을 통해 인서트홀(10)에 그라우트재가 분출되면 복수의 패커 부재(120)에 의해 그 인서트홀(10)의 공간이 다단으로 구획될 수 있고 그에 따라 인서트홀(10) 내에 주입되는 그라우트재가 그 인서트홀(10)을 효과적으로 가압시킬 수 있다.

이를 위해, 패커 부재(120)는 [도 2]와 [도 5]에서와 같이 강관 부재(110)의 가압공(111)과 연통하도록 강관 부재(110)를 감싸는 형태로 배치되며 가압공(111, 111')을 통해 분출되는 그라우트재에 의해 확장된다.

가압영역 구획부재(130)는 [도 2]와 [도 5]에서의 패커 부재(120)에 대응하는 강관 부재(110)의 내측에 삽입된 상태에서 패커 부재(120)에 대한 그라우트재의 주입을 효과적으로 수행함은 물론 그 그라우트재의 주입에 따라 팽창된 패커 부재(120)가 그 팽창된 상태를 안정적으로 유지하도록 한다.

이를 위해, 가압영역 구획부재(130)는 [도 2]와 [도 5]에서와 같이 제 1 영역부재(131), 제 2 영역부재(132), 제 3 영역부재(133)로 서로 구획되어 이루어질 수 있다.

이때, 제 1 영역부재(131)와 제 2 영역부재(132)는 [도 2]와 [도 5]에서와 같이 상호 대칭적으로 이루어질 수 있다.

제 1 영역부재(131)는 [도 2]와 [도 5]에서와 같이 가압영역 구획부재(130) 중에서 강관 부재(110)의 내측에 삽입된 후 패커 부재(120)에 인접하는 강관 부재(110)의 내벽에 맞물리는 부분을 나타낸다.

제 2 영역부재(132)는 가압영역 구획부재(130) 중에서 [도 2]와 [도 5]에서의 제 1 영역부재(131)와 같이 강관 부재(110)의 내측에 삽입된 후 패커 부재(120)에 인접하는 강관 부재(110)의 내벽에 맞물리는 부분을 나타낸다.

그리고, 제 1 영역부재(131)와 제 2 영역부재(132)는 [도 2]와 [도 5]에서와 같이 패커 부재(120)를 기준으로 상호 대향하여 강관 부재(110)의 내벽에 맞물린다.

제 3 영역부재(133)는 [도 2]와 [도 5]에서와 같이 제 1 영역부재(131)와 제 2 영역부재(132)를 상호 연결하되 구획 공간(G)를 형성한다. 여기서, 구획 공간(G)은 강관 부재(110)의 가압공(111, 111')과 연통하는 공간으로서 [도 2]와 [도 5]에서와 같이 제 1 영역부재(131)와 제 2 영역부재(132)가 상호 마주하는 빈 공간을 나타낸다.

그 결과, 패커 주입호스 부재(150)에 형성되는 분사공을 통해 그 패커 주입호스 부재(150)로부터 그라우트재가 분출되면 그 분출되는 그라우트재는 [도 2]와 [도 5] 상의 구획 공간(G)에 채워진다.

이어서, 그 구획 공간(G)에 채워지는 그라우트재는 그 구획 공간(G) 내의 증가하는 압력에 의해 강관 부재(110)의 가압공(111)을 통해 패커 부재(120)의 내측으로 주입될 수 있다.

여기서, 가압영역 구획부재(130)에 구획 공간(G)이 구비될 수 있도록 제 3 영역부재(133)는 그 단면의 외곽테두리가 제 1 영역부재(131)의 단면이 이루는 외곽테두리와 제 2 영역부재(132)의 단면이 이루는 외곽테두리보다 상대적으로 작게 형성됨이 바람직하다.

강관 주입호스 부재(140)는 [도 1] 내지 [도 6]에서와 같이 가압영역 구획부재(130)를 관통하는 상태로 강관 부재(110) 내에 삽입되어 강관 부재(110) 내에 그라우트재를 주입한다.

패커 주입호스 부재(150)는 [도 1] 내지 [도 6]에서와 같이 구획 공간(G)을 경유하도록 제 1,2 영역부재(131, 132)를 관통하여 배치되고 구획 공간(G)에 그라우트재를 분사한다.

패커 가드 부재(160)는 [도 2]와 [도 5]에서와 같이 패커 부재(120)의 양측에 대응하는 강관 부재(110)의 외표면에 복수 개 배치될 수 있으며 바람직하게는 자신의 단면 두께가 패커 부재(120)로부터 멀어질수록 점차적으로 작아지게 형성될 수 있다.

이처럼, 패커 가드 부재(160)가 [도 2]와 [도 5]에서와 같이 그 단면이 비스듬하게 경사지게 배치됨에 따라 강관 부재(110)를 인서트홀(10)에 대해 슬라이딩시키는 경우 강관 부재(110)의 외표면에 부착된 패커 부재(120)가 손상됨 없이 현재 상태를 그대로 유지할 수 있게 된다.

또한, 패커 가드 부재(160)가 [도 2]와 [도 5]에서와 같이 패커 부재(120)의 양측에 배치됨에 따라 패커 부재(120)가 [도 5]에서와 같이 팽창된 상태이거나 패커 부재(120)가 팽창되는 과정에서 패커 부재(12)의 내측으로 주입되는 그라우트재의 압력에도 불구하고 그 패커 부재(120)의 현재 상태를 안정적으로 유지할 수 있게 된다.

한편, [도 1] 내지 [도 6]을 참조하면, 본 발명에 따른 패커 보호유닛을 구비한 강관다단 원스텝 주입장치는 밸브 고정링 부재(170), 블록 고정링 부재(180), 링 밴드 부재(210), 복수의 오링 부재(220, 230, 240, 250)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

밸브 고정링 부재(170)는 고무링과 같이 강관 부재(110)를 탄성적으로 감싸는 링 밴드 타입으로 구성될 수 있다.

즉, 밸브 고정링 부재(170)는 강관 부재(110)의 외표면과 패커 부재(120) 사이에서 구획 공간(G)에 대응하는 가압공(111)을 덮도록 강관 부재(110)의 외벽에 링 밴드 타입으로 배치될 수 있다.

그리고, 밸브 고정링 부재(170)는 강관 부재(110)의 내측으로부터 가압공(111)을 통한 그라우트재의 분출압 발생시 탄성적으로 확장되면서 가압공(111)을 오픈한다.

이를 위해, 밸브 고정링 부재(170)는 역류차단 블록 엠보싱부재(171)를 구비할 수 있으며, 그 역류차단 블록 엠보싱부재(171)는 [도 2]와 [도 5]에서와 같이 가압공(111)에 대응하는 밸브 고정링 부재(170)의 내벽에 가압공(111)의 입구 부분을 향해 내향 돌출될 수 있다.

그 결과, 패커 주입호스 부재(150)로부터 강관 부재(110)의 가압공(111, 111')을 통해 그라우트재가 주입되지 않는 평상시에는 [도 2]에서와 같이 밸브 고정링 부재(180)가 탄성적으로 강관 부재(110)의 외표면에 밀착된 상태를 이루며, 역류차단 블록 엠보싱부재(171)는 가압공(111, 111')을 탄성적으로 밀어 막는 형태를 갖는다.

이어서, 패커 주입호스 부재(150)로부터 강관 부재(110)의 가압공(111, 111')을 통해 그라우트재가 주입될 경우에는 [도 5]에서와 같이 밸브 고정링 부재(180)가 탄성적으로 확장되면서 강관 부재(110)의 외표면으로부터 이탈됨과 아울러 역류차단 블록 엠보싱부재(171)도 가압공(111, 111')으로부터 [도 5]에서와 같이 이격됨에 따라 패커 주입호스 부재(150)로부터 구획 공간(G)에 주입되는 그라우트재는 강관 부재(110)의 가압공(111, 111')을 경유하면서 패커 부재(120)의 내측으로 주입될 수 있다.

이때, 가압공(111, 111')에 대한 패커 주입호스 부재(150)로부터의 그라우트재 주입이 멈추면 밸브 고정링 부재(170)는 [도 2]에서와 같이 강관 부재(110)의 외표면에 밀착됨과 아울러 역류차단 블록 엠보싱부재(171)도 가압공(111, 111')을 탄성적으로 밀어 막는다.

여기서, 밸브 고정링 부재(170)가 탄성적으로 수축과 팽창이 이루어지는 과정에서 밸브 고정링 부재(170)와 일체로 형성되는 역류차단 블록 엠보싱부재(171)도 밸브 고정링 부재(170)와 함께 일체로 수축과 팽창이 탄성적으로 이루어질 수 있다.

이를 위해, 밸브 고정링 부재(170)와 역류차단 블록 엠보싱부재(171)는 예컨대 탄성력을 갖는 합성수지재로 이루어질 수 있으며 사출 성형 또는 압출 성형으로 제품화될 수 있다.

한편, 밸브 고정링 부재(170)는 [도 3]과 [도 6]에서와 같이 가압영역 구획부재(130)가 없는 강관 부재(110)의 길이 방향을 따라 그 강관 부재(110)를 감싸는 형태로 복수 개 배치될 수도 있다.

즉, 인서트홀(10)에 그라우트재를 토출하는 강관 부재(110)의 토출공(112, 112') 부분에 [도 3]과 [도 6]에서와 같이 밸브 고정링 부재(170)가 강관 부재(110)를 감싸는 형태로 배치됨에 따라 그 토출공(112, 112')으로 토출되는 그라우트재가 역류됨을 차단할 수 있다.

여기서도, 강관 부재(110)에 대한 그라우트재의 주입을 수행함에 따라 강관 부재(110)의 내측으로부터 토출공(112, 112')을 통한 그라우트재의 분출압 발생시 밸브 고정링 부재(170)는 [도 6]에서와 같이 탄성적으로 확장되면서 그 토출공(112, 112')을 오픈한다.

그리고, 강관 부재(110)에 대한 그라우트재의 주입을 멈춤에 따라 강관 부재(110)의 내측으로부터 토출공(112, 112')을 통한 그라우트재의 분출압이 약해지면 밸브 고정링 부재(170)는 [도 3]에서와 같이 탄성적으로 수축되면서 그 토출공(112, 112')을 다시 탄성적으로 클로즈한다.

블록 고정링 부재(180)는 [도 1] 내지 [도 5]에서와 같이 패커 가드 부재(160)를 관통하는 형태로 강관 부재(110)의 둘레 방향을 따라 링 형태로 배치되어 패커 가드 부재(160)의 현재 위치를 고정시킨다.

이를 위해, 블록 고정링 부재(180)는 스틸 또는 탄성 재질의 합성수지재로 이루어질 수 있다.

링 밴드 부재(210)는 바람직하게는 탄성 재질의 합성수지재로 이루어질 수 있으며 가압영역 구획부재(130) 중 제 1 영역부재(131)의 외표면과 강관 부재(110)의 내벽 사이를 차단하도록 [도 2]와 [도 5]에서와 같이 제 1 영역부재(131)의 외표면에 링 형태로 연결될 수 있다.

그리고, 링 밴드 부재(210)는 바람직하게는 탄성 재질의 합성수지재로 이루어질 수 있으며 가압영역 구획부재(130) 중 제 2 영역부재(132)의 외표면과 강관 부재(110)의 내벽 사이를 차단하도록 [도 2]와 [도 5]에서와 같이 제 2 영역부재(132)의 외표면에 링 형태로 연결될 수 있다.

[도 2]와 [도 5]에서와 같이 패커 주입호스 부재(150)의 외표면과 제 1 영역부재(131)가 마주하는 제 1 영역부재(131)의 내벽에 링 형태로 구비된 하나이상의 오링 부재(220)는 패커 주입호스 부재(150)의 외표면과 제 1 영역부재(131)의 내벽 사이를 차단한다.

이를 통해, 패커 주입호스 부재(150)로부터 구획 공간(G) 내에 주입되고 있는 높은 압력의 그라우트재가 그 패커 주입호스 부재(150)가 통과하는 제 1 영역부재(131)의 홀을 통해 토출됨을 차단할 수 있다.

[도 2]와 [도 5]에서와 같이 패커 주입호스 부재(150)의 외표면과 제 2 영역부재(132)가 마주하는 제 2 영역부재(132)의 내벽에 링 형태로 구비된 하나이상의 오링 부재(230)는 패커 주입호스 부재(150)의 외표면과 제 2 영역부재(132)의 내벽 사이를 차단한다.

이처럼, 패커 주입호스 부재(150)의 외표면과 가압영역 구획부재(130)가 맞닿는 부분에 각각의 오링 부재(220, 230)를 구비함에 따라 패커 주입호스 부재(150)로부터 구획 공간(G)에 주입되는 그라우트재의 압력이 강관 부재(110)의 가압공(111, 111')에 그대로 전달되어 패커 부재(120)의 팽창을 효과적으로 달성할 수 있다.

[도 2]와 [도 5]에서와 같이 강관 주입호스 부재(140)의 외표면과 가압영역 구획부재(130) 중 제 1 영역부재(131)과 마주하는 제 1 영역부재(131)의 내벽에 링 형태로 구비된 하나이상의 오링 부재(240)는 강관 주입호스 부재(140)의 외표면과 제 1 영역부재(131)의 내벽 사이를 차단한다.

[도 2]와 [도 5]에서와 같이 강관 주입호스 부재(140)의 외표면과 가압영역 구획부재(130) 중 제 2 영역부재(132)과 마주하는 제 2 영역부재(132)의 내벽에 링 형태로 구비된 하나이상의 오링 부재(250)는 강관 주입호스 부재(140)의 외표면과 제 2 영역부재(132)의 내벽 사이를 차단한다.

이처럼, 강관 주입호스 부재(140)의 외표면과 가압영역 구획부재(130)가 맞닿는 부분에 각각의 오링 부재(240, 250)를 구비함에 따라 강관 주입호스 부재(140)로부터 강관 부재(110)의 내측에 주입되는 그라우트재의 압력이 강관 부재(110)의 길이방향을 따라 형성된 강관 부재(110)의 다수 개 토출공(112, 112')을 통해 균일하게 가해질 수 있다.

그 결과, 강관 부재(110) 내에 그 강관 부재(110)의 길이방향을 따라 복수 개의 가압영역 구획부재(130)가 다단으로 설치된 경우 강관 부재(110)의 토출공(112, 112')을 통한 인서트홀(10)로의 그라우트재 토출이 다단 원스텝으로 균일하게 이루어질 수 있다.

[도 7]은 본 발명의 제 1 실시예에 구비되는 밸브 고정링 부재를 강관 부재의 길이 방향을 향해 바라 본 상태의 도면이다.

[도 7]에서와 같이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸브 고정링 부재(170)는 앞서 살펴 본 바와 같이 역류차단 블록 엠보싱 부재(171)를 자신의 내벽에 일체로 구비할 수 있다.

그 결과, [도 2]에서와 같이 가압공(111, 111')으로부터의 그라우트재 분출압이 약해짐에 따라 패커 부재(120)가 수축되거나 [도 5]에서와 같이 가압공(111, 111')으로부터의 그라우트재 분출압이 발생됨에 따라 패커 부재(120)가 팽창되는 경우 그에 맞추어 밸브 고정링 부재(170)와 역류차단 블록 엠보싱 부재(171)가 함께 탄성적으로 수축 또는 팽창할 수 있다.

[도 8]은 본 발명의 제 2 실시예에 구비되는 밸브 고정링 부재를 강관 부재의 길이 방향을 향해 바라 본 상태의 도면이다.

[도 8]에서와 같이 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸브 고정링 부재(170)는 앞서 살펴 본 바와 같이 역류차단 블록 엠보싱 부재(171)를 자신의 내벽에 일체로 구비할 수 있으며 역류차단 볼록 엠보싱부재(171)에 대응하는 밸브 고정링 부재(170)의 외표면에 내향하여 함몰되는 확장가이드 오목 요철부재(172)를 더 구비할 수 있다.

[도 8]과 같은 본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 패커 부재(120)가 [도 5]에서와 같이 확장하도록 가압공(111, 111')을 통해 강관 부재(110)의 내부로부터 그라우트재가 토출되는 경우 강관 부재(110)의 외표면으로부터 밸브 고정링 부재(170)의 확장이 보다 원활하게 이루어질 수 있다.

예컨대, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸브 고정링 부재(170)는 역류차단 블록 엠보싱 부재(171)에 대응하는 부분의 단면 두께가 확장가이드 오목 요철부재(172)로 인해 더 얇아지게 되므로 가압공(111, 111')을 통한 그라우트재의 토출 압력이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 밸브 고정링 부재(170)가 채용된 경우보다 상대적으로 낮은 경우에도 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸브 고정링 부재(170)는 원활하게 팽창될 수 있다.

이를 위해, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 밸브 고정링 부재(170)는 그 단면 두께가 대략 2mm 정도로 구성되는 경우 확장가이드 오목 요철부재(172)가 위치하는 밸브 고정링 부재(170)의 단면 두께는 대략 1.8mm 내지 2mm 범위로 구성됨이 바람직하다.

10 : 인서트홀
110 : 강관 부재
111, 111' : 가압공
112, 112' : 토출공
120 : 패커 부재
130 : 가압영역 구획부재
131 : 제 1 영역부재
132 : 제 2 영역부재
133 : 제 3 영역부재
140 : 강관 주입호스 부재
150 : 패커 주입호스 부재
160 : 패커 가드 부재
170 : 밸브 고정링 부재
171 : 역류차단 볼록 엠보싱부재
172 : 확장가이드 오목 요철부재
180 : 블록 고정링 부재
210 : 링 밴드 부재
220, 230, 240, 250 : 오링 부재
G : 구획 공간

Claims

지중의 인서트홀에 끼워져 외부로부터 주입되는 그라우트재를 상기 인서트홀의 전 구간에 원스텝으로 주입하는 패커 보호유닛을 구비한 강관다단 원스텝 주입장치로서,
상기 인서트홀에 삽입되도록 길게 형성되며 속이 빈 파이프 형태로 이루어지고 자신의 몸체 내외부를 관통하는 하나이상의 가압공(111)이 형성된 강관 부재(110);
상기 가압공과 연통하도록 상기 강관 부재를 감싸는 형태로 배치되며 상기 가압공(111)을 통해 분출되는 그라우트재에 의해 확장되는 패커 부재(120);
상기 강관 부재의 내측에 삽입되며 상기 패커 부재에 인접하는 상기 강관 부재의 내벽에 맞물리는 제 1 영역부재(131)와, 상기 패커 부재를 기준으로 상기 제 1 영역부재와 대향하여 상기 강관 부재의 내벽에 맞물리는 제 2 영역부재(132)와, 상기 제 1,2 영역부재를 상호 연결하되 상기 가압공과 연통하는 공간(이하, '구획 공간'이라 함)을 상기 강관 부재와의 사이에 형성하는 제 3 영역부재(133)로 이루어지는 가압영역 구획부재(130);
상기 가압영역 구획부재를 관통하는 상태로 상기 강관 부재 내에 삽입되어 상기 강관 부재 내에 그라우트재를 주입하는 강관 주입호스 부재(140);
상기 구획 공간을 경유하도록 상기 제 1,2 영역부재를 관통하여 배치되고 상기 구획 공간에 그라우트재를 분사하는 패커 주입호스 부재(150);
상기 패커 부재의 양측에 대응하는 상기 강관 부재의 외표면에 복수 개 배치되며 자신의 단면 두께가 상기 패커 부재로부터 멀어질수록 점차적으로 작아지게 형성되는 패커 가드 부재(160);
상기 강관 부재의 외표면과 상기 패커 부재 사이에서 상기 구획 공간에 대응하는 상기 가압공을 덮도록 상기 강관 부재의 외벽에 링 밴드 타입으로 배치되며 상기 강관 부재의 내측으로부터 상기 가압공을 통한 그라우트재의 분출압 발생시 탄성적으로 확장되면서 상기 가압공을 오픈하되 상기 가압공에 대응하는 자신의 내벽에 상기 가압공의 입구 부분을 향해 내향 돌출된 역류차단 볼록 엠보싱부재(171)가 일체형으로 구비된 밸브 고정링 부재(170);
를 포함하여 구성되는 패커 보호유닛을 구비한 강관다단 원스텝 주입장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 밸브 고정링 부재(170)는,
상기 역류차단 볼록 엠보싱부재에 대응하는 자신의 외표면에 내향하여 함몰되는 확장가이드 오목 요철부재(172)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 패커 보호유닛을 구비한 강관다단 원스텝 주입장치.
청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
상기 제 3 영역부재(133)는 그 단면의 외곽테두리가 상기 제 1 영역부재의 단면이 이루는 외곽테두리와 상기 제 2 영역부재의 단면이 이루는 외곽테두리보다 상대적으로 작게 형성된 것을 특징으로 하는 패커 보호유닛을 구비한 강관다단 원스텝 주입장치.
청구항 4에 있어서,
상기 패커 가드 부재를 관통하는 형태로 상기 강관 부재의 둘레 방향을 따라 링 형태로 배치되어 상기 패커 가드 부재의 현재 위치를 고정시키는 블록 고정링 부재(180);
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 패커 보호유닛을 구비한 강관다단 원스텝 주입장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제 1 영역부재와 상기 제 2 영역부재의 외표면에 링 형태로 구비되어 상기 가압영역 구획부재의 외표면과 상기 강관 부재의 내벽 사이를 차단하는 복수의 링 밴드 부재(210);
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 패커 보호유닛을 구비한 강관다단 원스텝 주입장치.
청구항 6에 있어서,
상기 패커 주입호스 부재의 외표면과 상기 제 1 영역부재가 마주하는 상기 제 1 영역부재의 내벽에 링 형태로 구비되어 상기 패커 주입호스 부재의 외표면과 상기 제 1 영역부재의 내벽 사이를 차단하는 하나이상의 오링 부재(220);
상기 패커 주입호스 부재의 외표면과 상기 제 2 영역부재가 마주하는 상기 제 2 영역부재의 내벽에 링 형태로 구비되어 상기 패커 주입호스 부재의 외표면과 상기 제 2 영역부재의 내벽 사이를 차단하는 하나이상의 오링 부재(230);
상기 강관 주입호스 부재의 외표면과 상기 제 1 영역부재가 마주하는 상기 제 1 영역부재의 내벽에 링 형태로 구비되어 상기 강관 주입호스 부재의 외표면과 상기 제 1 영역부재의 내벽 사이를 차단하는 하나이상의 오링 부재(240);
상기 강관 주입호스 부재의 외표면과 상기 제 2 영역부재가 마주하는 상기 제 2 영역부재의 내벽에 링 형태로 구비되어 상기 강관 주입호스 부재의 외표면과 상기 제 2 영역부재의 내벽 사이를 차단하는 하나이상의 오링 부재(250);
를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 패커 보호유닛을 구비한 강관다단 원스텝 주입장치.