KR102405021B1 - 시추코어용 시료파이프의 직립식 자동 시료압출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해저지반 등의 시추코어로 사용된 시료파이프내의 시추시료를 공압실린더나 유압실린더 또는 스크류잭과 같은 푸싱기구 및 해당 푸싱기구에 제공된 피스톤 형상의 푸쉬헤드를 이용하여 시료파이프로부터 요구하는 길이만큼 순차적으로 밀어낼 수 있도록 한 시료압출장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 시료파이프와 푸싱기구를 장치받침대 및 이와 연계된 수직 방향의 파이프지지대를 이용하여 동일 축선상의 상,하 위치에 직립식으로 각각 배치시키고, 상기 파이프지지대에는 시료파이프의 직립식 고정 배치를 위한 파이프행거를 파이프클램퍼와 함께 설치하는 한편, 상기 시료파이프의 상단에는 해당 파이프를 따라 소정의 길이만큼 상부 방향으로 밀려 나온 시추시료의 회수를 위한 사각 트레이 형상의 파이프캡을 끼움식으로 착탈 가능하게 조립 설치함으로서, 사질이나 사니질 또는 니질과 같은 시추시료의 토질 등급에 전혀 구애를 받지 않고 시료파이프내의 시추시료를 보다 더 손쉽고 안전하게 단계적으로 인출 및 회수할 수 있도록 하며, 시추시료에 대한 1회의 인출 및 회수작업이 완료된 직후 파이프캡을 시료파이프로부터 분리하여 앞선 시료층의 회수작업시 파이프캡의 표면에 부착된 소량의 시료 잔여분을 즉시 닦아낼 수 있도록 함으로서 시료층간의 불필요한 교차오염 또한 발생하지 않도록 한 시추코어용 시료파이프의 직립식 자동 시료압출장치에 관한 것이다.

Description

시추코어용 시료파이프의 직립식 자동 시료압출장치{Vertical type automatic sample extruder from a sampling pipe used for drilling core}

본 발명은 해저지반 등의 시추코어로 사용된 시료파이프내의 시추시료를 공압실린더나 유압실린더 또는 스크류잭과 같은 푸싱기구 및 해당 푸싱기구에 제공된 피스톤 형상의 푸쉬헤드를 이용하여 시료파이프로부터 요구하는 길이만큼 순차적으로 밀어낼 수 있도록 한 시료압출장치에 관한 것이다.

일반적으로 해저면에서 토사나 뻘 또는 모래 등의 성분과 함께 누적된 해저퇴적물은 지구의 환경변화에 대한 오랜기간 동안의 정보를 고스란히 보존하고 있기 때문에 고환경 연구자료로 활용되어 왔으며, 각종 해저광물이나 석유 또는 천연가스 등의 에너지원을 추적 및 개발하는 측면에서도 중요한 연구자료가 되고, 해저퇴적물에 포함된 저서생물이나 박테리아 또는 중금속 성분 역시 산업화와 밀접하게 연관된 연안해역에서의 환경오염 원인을 정확하고 체계적으로 분석할 수 있는 중요한 연구자료가 된다.

상기와 같은 다양한 용도로 인하여 해저퇴적물 시료의 채취와 분석은 각종 해양연구와 관련된 하나의 필수적인 과정으로 자리매김하고 있으며, 연구자료로서의 활용을 위한 해저퇴적물의 채취 방식은 여러 가지의 방식이 사용되고 있지만, 드릴링 파이프의 내부에 시료파이프를 장착시킨 시추코어를 시추장비에 설치한 상태에서, 해당 시추장비를 이용하여 시추코어를 해저면으로 압입(壓入)시킴에 따라 해저퇴적물이 자연 그대로의 퇴적물층을 이루면서 시료파이프의 내부로 밀려 들어가게 하는 방식이 주로 사용된다.

상기와 같이 시추코어에 의한 드릴링 방식으로 해저퇴적물을 채취한 다음에는, 시추코어로 사용된 시료파이프를 드릴링 파이프로부터 분리하여 이를 해상이나 내륙의 실험실로 운반시키게 되며, 해당 실험실에서는 시료파이프에 저장된 시추시료를 일정한 폭만큼 시료파이프로부터 순차적으로 밀어낸 다음, 시료파이프의 외부로 밀려 나온 시추시료를 요구하는 길이로 절단시켜 각종 연구나 실험의 목적으로 사용하게 되는 것이다.

상기와 같이 시료파이프에 저장된 해저퇴적물의 시추시료를 시료파이프의 외부로 밀어내는 기존의 방식은, 실험실의 연구원들이 시료파이프의 입구측으로 막대기 등을 밀어 넣는 수작업이 대부분을 차지하였고, 해당 작업을 보다 손쉽게 수행할 수 있도록 하는 별도의 보조장치가 제공되지 아니함으로서, 시료파이프에 저장된 시추시료를 각종 연구나 실험의 목적에 맞추어 효율적으로 관리 및 사용하지 못하고 시추시료의 불필요한 낭비 또는 시추시료의 오염이나 손상 등을 유발시키는 문제점이 있었다.

다시 말해서, 시료파이프내의 시추시료를 일정한 길이만큼 외부로 밀어서 빼내는 작업을 순수 인력에 의한 수작업으로 수행할 경우, 시추시료를 밀어내는 힘의 강약을 적절하게 조절하는 것이 매우 까다롭게 되므로, 시료파이프로부터 외부로 밀어낸 시추시료의 길이가 요구하는 길이보다 과도하게 되는 상황이 자주 발생하였으며, 이 경우 시료파이프로부터 돌출된 시추시료 중에서 필요한 만큼의 시료를 절단실로 잘라내는 도중에 나머지 시료 부분이 함께 떨어져 나감에 따라 시추시료의 불필요한 낭비를 초래한다는 것이다.

특히, 시료파이프로부터 돌출된 시추시료 중에서 필요한 만큼의 시료를 절단하고 남은 시료 부분은 다음의 연구나 실험이 수행될 때까지 장시간 외부환경에 노출된 상태가 되므로, 여러 가지의 외부적 요인으로 말미암아 시추시료가 쉽게 오염될 수 있으며, 이를 방지하기 위해서는 절단 후 남은 시료 부분을 시료파이프의 내부로 다시 밀어 넣어야 하지만, 해당 작업의 과정에서도 시료의 추가적인 오염 및 손상이 발생하는 등, 시추시료의 효율적인 관리와 사용 및 각종 연구와 실험을 위한 분석결과의 정확성과 신뢰도 측면에서 많은 문제점이 노출되었다.

상기와 같은 기존의 문제점을 보완하기 위한 것으로서, 소정의 길이를 가지는 테이블식 장치베이스의 후방측 상부면에 스크류잭(Screw-jack) 타입의 푸싱기구를 수평 방향으로 눕혀서 설치하는 한편, 상기 푸싱기구의 스크류축 선단에 피스톤 형상의 푸쉬헤드(Push head)를 설치하고, 상기 장치테이블의 전방측 상부면에는 시추시료가 저장된 시료파이프를 스크류축과 동일선상에 놓이도록 수평 방향으로 눕혀서 고정시킬 수 있는 파이프장착대를 설치한 시추코어용 시료파이프의 시료압출기가 대한민국 등록특허 제 10-1341817호(공고일자: 2013년 12월 16일)에 기재되어 알려져 있다.

상기와 같은 종래의 시추코어용 시료파이프의 시료압출기는 스크류축의 후단부에 연결된 조작핸들을 회전시키거나 스크류축과 연계된 스크류모터를 작동시켜 스크류축을 전방측으로 이동시킴으로서, 해당 스크류축의 선단부에 설치된 푸쉬헤드가 시료파이프의 내부로 삽입되어 시추시료를 전방측 방향으로 밀어낼 수 있도록 함에 따라, 시료파이프의 내부에 저장된 시추시료를 보다 손쉽게 정확한 폭으로 밀어낸 다음 이를 절단실로 잘라내어 사용할 수 있도록 하였다.

그러나, 상기와 같은 종래의 시추코어용 시료파이프의 시료압출기는 시추시료가 저장된 시료파이프를 시추시료의 푸싱기구와 함께 장치베이스상에 수평 방향으로 눕혀 설치한 구조를 가짐으로서, 시료파이프내의 시추시료가 비교적 단단하게 뭉쳐진 사질(沙質)급 이상인 경우에는 푸싱기구를 이용하여 일정 길이만큼 시추시료를 시료파이프의 외부로 빼낼 수 있으나, 해당 시추시료가 수분 함량이 비교적 높은 사니질(沙泥質)이나 니질(泥質)급일 경우에는 푸싱기구를 이용하여 시추시료를 시료파이프의 외부로 빼내는 도중에 시추시료가 쉽게 허물어지면서 하부 방향으로 순서없이 떨어져 나가는 상황이 자주 발생하는 문제점이 있었다.

이로 인하여, 시료파이프의 길이 방향에 걸친 시추시료의 누적층을 시추코어로 획득한 자연상태 그대로의 퇴적층별로 순차 회수하지 못하고 시추시료의 퇴적층끼리 무분별하게 뒤섞일 뿐만 아니라, 비교적 단단하게 뭉쳐진 사질급 이상의 시추시료에 있어서도 해당 시료를 시료파이프로부터 10cm 이상의 길이로 빼낼 경우, 시료파이프의 외부로 빠져 나온 시추시료 자체의 무게에 의하여 해당 시료 부분이 하부 방향으로 쉽게 떨어져 부서지거나 해체됨으로서, 시추시료를 이용한 퇴적물층간의 분석결과에 따른 정확성과 신뢰도를 크게 저하시키는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제 10-1341817호

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 시추시료가 저장된 시료파이프를 공압실린더나 유압실린더 또는 스크류잭 방식의 푸싱기구와 함께 장치받침대 및 이와 연계된 수직 방향의 파이프지지대를 이용하여 동일축선상의 상,하 위치에 직립식으로 각각 배치시키고, 상기 파이프지지대에는 시료파이프의 직립식 고정 배치를 위한 파이프행거를 파이프클램퍼와 함께 설치하는 한편, 상기 시료파이프의 상단에는 해당 파이프를 따라 소정의 길이만큼 상부 방향으로 밀려 나온 시추시료의 회수를 위한 사각 트레이 형상의 파이프캡을 끼움식으로 착탈 가능하게 조립 설치함으로서, 사질이나 사니질 또는 니질과 같은 시추시료의 토질 등급에 전혀 구애를 받지 않고 시료파이프내의 시추시료를 보다 더 손쉽고 안전하게 단계적으로 인출 및 회수할 수 있도록 하며, 시추시료에 대한 1회의 인출 및 회수작업이 완료된 직후 파이프캡을 시료파이프로부터 분리하여 앞선 시료층의 회수작업시 파이프캡의 표면에 부착된 소량의 시료 잔여분을 즉시 닦아낼 수 있도록 함으로서 시료층간의 불필요한 교차오염 또한 발생하지 않도록 한 시추코어용 시료파이프의 직립식 자동 시료압출장치를 제공하는 것을 그 주된 기술적 과제로 한다.

이와 더불어, 본 발명은 상기 파이프행거를 최소 2개 이상의 개수로 하여 파이프지지대를 따라 상,하 방향으로의 이동 및 위치고정이 가능하도록 설치하고, 상기 파이프클램퍼를 파이프행거의 내측과 전방측에 각각 1개씩 배치시킴으로서, 다양한 길이와 직경을 가지는 시료파이프를 파이프지지대상에 용이하게 장착시켜 놓을 수 있도록 하며, 상기 사각 트레이 형상의 파이프캡에는 시료파이프로부터 소정의 길이만큼 상부 방향으로 밀려 나온 시추시료를 해당 파이프캡에 제공된 시료출구용 개구부측으로 밀어낼 수 있는 공압실린더나 유압실린더 또는 스크류잭 방식의 커팅기구를 설치하고, 상기 커팅기구의 푸쉬헤드를 시추시료의 형상에 맞춘 직립식 반원통 형상으로 제작함으로서, 시료파이프로부터 밀려 나온 시추시료의 원형을 최대한 보전시키는 조건으로 해당 시료를 보다 더 안전하게 배출 및 회수할 수 있도록 하며, 상기 푸싱기구의 바닥측에 테이블리프트 방식의 승하강리프트를 추가로 설치함으로서, 파이프행거를 이용한 시료파이프의 위치조정 및 승하강리프트를 이용한 푸싱기구의 높이조정을 병용하여 시료파이프의 세팅작업 및 시추시료의 인출작업을 한층 더 신속하고 정확하게 수행할 수 있도록 하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은, 시추코어로 사용된 시료파이프내의 시추시료를 공압실린더나 유압실린더 또는 스크류잭 중에서 택일한 푸싱기구를 이용하여 시료파이프로부터 요구하는 길이만큼 순차적으로 밀어낼 수 있도록 한 시추코어용 시료파이프의 시료압출장치에 있어서, 상기 시료압출장치는 수직 방향의 파이프지지대와 상기 파이프지지대의 하단측에 연결 설치되는 장치받침대를 추가로 포함하여서 이루어지며, 상기 푸싱기구는 장치받침대상에 직립식으로 배치되고, 상기 시료파이프는 푸싱기구의 직상부에서 파이프지지대를 따라 직립식으로 배치되며, 상기 푸싱기구의 상단에는 시료파이프내의 시추시료를 상부 방향으로 밀어내기 위한 피스톤 형상의 푸쉬헤드가 제공되고, 상기 푸쉬헤드는 공압실린더나 유압실린더의 상단면으로 돌출된 승하강 피스톤로드 또는 스크류잭의 상단면으로 돌출된 승하강 스크류축의 단부측과 조립 설치되며, 상기 파이프지지대에는 시료파이프의 직립식 고정 배치를 위한 파이프행거가 설치되고, 상기 파이프행거의 선단면 중앙부에는 시료파이프의 장착홈이 내측으로 오목하게 형성되며, 상기 장착홈의 전방측에는 시료파이프를 파이프행거와 밀착 고정시키는 파이프클램퍼가 배치되고, 상기 파이프클램퍼가 클램핑볼트에 의하여 파이프행거와 조립 설치되며, 상기 시료파이프의 상단에는 해당 파이프를 따라 상부 방향으로 밀려 나온 시추시료의 회수를 위한 파이프캡이 착탈 가능하게 조립 설치되고, 상기 파이프캡은 시료파이프의 상단측 외주면을 따라 끼움식으로 조립되는 조립통의 상단에 회수트레이가 연결 설치된 것이며, 상기 회수트레이는 전방측이나 후방측 또는 전방측과 후방측이 개구된 소정 높이의 사각형 트레이(Tray)가 되고, 상기 조립통의 직상부에 해당하는 회수트레이의 바닥판 부분에는 시료파이프의 내경과 동일한 치수의 시료인출공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

보다 더 바람직한 실시예로서, 상기 파이프지지대는 장치받침대로부터 소정의 높이까지 수직 방향으로 연장되는 최소 2개 이상의 원형막대봉이 되며, 상기 각각의 파이프지지대가 파이프행거의 몸통 가장자리 부분을 수직 방향으로 관통하도록 설치되고, 상기 파이프행거는 최소 2개 이상의 개수로 하여 각각의 파이프지지대를 따라 상,하 방향으로 배치되는 한편, 해당 몸통의 외곽측으로부터 파이프지지대측으로 체결되는 세팅볼트에 의하여 각각의 파이프지지대를 따라 상,하 방향으로의 이동과 위치고정이 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 각각의 파이프행거는 소정의 길이를 가지는 수직 방향의 거치대에 의하여 연결 설치되고, 상기 거치대는 각각의 파이프행거 후단면과 세팅볼트에 의하여 조립 설치되며, 상기 거치대에는 세팅볼트의 체결을 위한 위치조정공이 높이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 파이프클램퍼는 파이프행거의 장착홈 전방측과 해당 장착홈의 내측에 각각 1개씩 설치되고, 상기 각각의 파이프클램퍼가 서로 마주보는 위치의 대향면에 시료파이프의 클램핑 표면이 오목하게 형성되며, 상기 장착홈 내측의 파이프클램퍼는 세팅볼트에 의하여 파이프행거와 일차 조립 설치되는 한편, 해당 장착홈 전방측의 파이프클램퍼와는 클램핑볼트로 조립 설치되고, 상기 장착홈 내측의 파이프클램퍼에는 세팅볼트의 볼트헤드가 삽입되는 볼트홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

이와 더불어, 상기 파이프캡의 회수트레이에는 시료파이프로부터 시료인출공을 거쳐 소정의 길이만큼 상부 방향으로 밀려 나온 시추시료를 공압실린더나 유압실린더 또는 스크류잭을 이용하여 회수트레이의 전방측이나 후방측 개구부로 밀어내는 커팅기구가 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 회수트레이는 전방측과 후방측이 개구된 소정 높이의 사각형 트레이가 되고, 상기 커팅기구는 회수트레이의 좌,우 외측면상에 연결 설치된 상태로 회수트레이의 외부까지 연장되는 한 쌍의 사이드프레임과, 상기 회수트레이의 외부로 연장된 각 사이드프레임의 단부측을 연결하는 받침프레임과, 상기 받침프레임의 중앙부에 고정 설치되는 공압실린더나 유압실린더 또는 스크류잭을 포함하여서 이루어지며, 상기 공압실린더나 유압실린더 또는 스크류잭은 받침프레임의 중앙부에서 회수트레이와 마주보는 위치에 맞추어 수평 방향으로 고정 설치되고, 상기 공압실린더나 유압실린더의 전방면으로 돌출된 피스톤로드의 선단 또는 상기 스크류잭의 전방면으로 돌출된 스크류축의 선단에 시추시료의 푸쉬헤드가 연결 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 시추시료의 푸쉬헤드는 소정의 높이를 가지는 직립식 반원통 형상이 되고, 해당 푸쉬헤드의 양측에는 회수트레이의 좌,우 벽체 내측면과 접촉하는 날개 형상의 가이드프레임이 연결 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 회수트레이의 개구부측 저면에는 커팅기구의 작동센서가 설치되는 것을 특징으로 하고, 상기 장치받침대는 소정의 높이를 가지는 받침통의 상단에 덮개판이 설치된 것이며, 상기 푸싱기구와 파이프지지대의 하단측은 받침통의 바닥판상에 설치되고, 상기 덮개판에는 푸싱기구와 파이프지지대의 관통구멍이 형성되는 것을 특징으로 한다.

추가적인 사항으로서, 상기 푸싱기구의 바닥면에는 푸싱기구의 위치를 상,하 방향으로 조정하는 승하강리프트가 설치되고, 상기 승하강리프트는 상부판과 하부판의 좌,우측에 지그재그식 링크프레임이 링크핀을 개재시킨 상태로 접철 가능하게 설치된 공지의 테이블리프트가 되는 것을 특징으로 하며, 상기 승하강리프트의 바람직한 실시예로서는 좌,우측 링크프레임을 연결하는 링크핀 중에서 전,후 방향으로 대응되는 위치에 배치된 중앙부측 링크핀을 가이드축으로 하여 소정의 길이를 가지는 막대볼트로서의 조작볼트가 각각의 가이드축을 관통하도록 설치된 수동식 테이블리프트가 되고, 상기 조작볼트는 막대볼트의 길이 방향을 따라 서로 반대되는 방향의 나선을 가지는 제 1나사부와 제 2나사부가 나뉘어 형성된 것이며, 상기 조작볼트의 선단측에는 막대볼트의 축회전 조작을 위한 핸들노브가 연결 설치되는 것을 특징으로 하고, 상기 받침통과 덮개판으로 이루어지는 장치받침대의 적용시에는 푸싱기구의 승하강리프트가 파이프지지대의 하단측과 함께 받침통의 바닥판상에 설치되는 것이며, 이 경우 상기 받침통의 높이는 승하강리프트에 의한 푸싱기구의 최대 상승 위치를 기준으로 해당 푸싱기구가 받침통의 내부에서 덮개판과 접촉하지 않는 수준 이내의 최소 높이가 되고, 상기 받침통의 전방면에는 승하강리프트의 조작볼트 선단측이 핸들노브와 함께 외부로 돌출되는 수직 방향의 장공형 가이드공이 절개 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 시추시료가 저장된 시료파이프를 시추시료의 푸싱기구와 함께 직립식으로 배치시키는 개선방안을 통하여, 사질이나 사니질 또는 니질과 같은 시추시료의 토질 등급에 전혀 구애를 받지 않고 시료파이프의 길이(높이) 방향에 걸친 시추시료의 누적층을 시추코어로 획득한 자연상태 그대로의 퇴적층별로 보다 더 손쉽고 안전하게 단계적으로 인출 및 회수할 수 있는 효과를 제공하며, 이를 통하여 시료파이프로부터 빠져 나온 시추시료가 하부 방향으로 떨어져 부서지거나 해체되는 현상 및 이 과정에서 시추시료의 퇴적층이 무분별하게 뒤섞이는 현상을 미연에 방지함으로서, 시추시료를 이용한 퇴적물층간의 분석결과에 따른 정확성과 신뢰도를 보장할 수 있는 효과를 제공한다.

그리고, 상기 시료파이프를 따라 소정의 길이만큼 상부 방향으로 밀려 나온 시추시료의 회수를 위한 사각 트레이 형상의 파이프캡을 시료파이프의 상단에 끼움식으로 착탈 가능하게 조립 설치함으로서, 시추시료에 대한 1회의 인출 및 회수작업이 완료된 직후 해당 파이프캡을 시료파이프로부터 분리하여 앞선 시료층의 회수작업시 파이프캡의 표면에 부착된 소량의 시료 잔여분을 즉시 닦아낼 수 있도록 하며, 이를 통하여 시추시료의 단계적인 인출 및 회수작업 도중에 시료층간의 불필요한 교차오염도 발생하지 않도록 함으로서, 시추시료의 분석결과에 따른 정확성과 신뢰도를 보다 더 크게 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

이와 더불어, 상기 파이프지지대를 따라 상,하 방향으로의 이동 및 위치고정이 가능하도록 설치된 최소 2개 이상의 파이프행거와, 상기 파이프행거의 내측 및 전방측에 각각 1개씩 배치된 파이프클램퍼와, 상기 각각의 파이프행거를 추가로 연결하는 거치대를 이용함과 동시에, 상기 푸싱기구 상단의 푸쉬헤드 역시 시료파이프의 내경 치수에 맞추어 공압실린더나 유압실린더의 피스톤로드 또는 스크류잭의 스크류축과 착탈식으로 교체 가능하도록 조립 설치함으로서, 하나의 시료압출장치만으로도 다양한 길이와 직경을 가지는 시료파이프내의 시추시료 인출 및 회수작업을 범용적으로 수행할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 상기 파이프캡의 회수트레이상에 설치된 시추시료의 푸쉬형 커팅기구 및 해당 커팅기구의 선단에 적용된 직립식 반원통 형상의 푸쉬헤드를 이용하여 시료파이프로부터 밀려 나온 시추시료의 원형을 최대한 보전시키는 조건으로 해당 시료를 보다 더 안전하게 배출 및 회수할 수 있는 효과를 제공하며, 상기 푸싱기구의 바닥측에 테이블리프트 방식의 승하강리프트를 적용시킴으로서, 파이프행거를 이용한 시료파이프의 위치조정 및 승하강리프트를 이용한 푸싱기구의 높이조정을 병용하여 시료파이프의 세팅작업 및 시추시료의 인출작업을 한층 더 신속하고 정확하게 수행할 수 있는 등의 매우 유용한 효과를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 시추코어용 시료파이프의 직립식 자동 시료압출장치를 나타내는 외관사시도.
도 2는 도 1에서 장치받침대의 덮개판을 제거시킨 상태의 외관사시도.
도 3은 도 1의 측단면도.
도 4는 도 2의 평면도.
도 5는 도 2에서 시료파이프를 분리시킨 상태의 외관사시도.
도 6은 도 5에서 푸싱기구를 분리시킨 상태의 외관사시도.
도 7은 시료파이프와 파이프캡을 분리시킨 상태의 외관사시도.
도 8은 도 7의 결합된 상태의 요부 발췌 정단면도.
도 9는 푸싱기구의 일부 분해사시도.
도 10은 도 9의 결합된 상태의 요부 발췌 정단면도.
도 11은 도 3의 A-A선 단면도.
도 12는 시료파이프용 파이프캡에 시추시료의 커팅기구가 설치된 상태를 나타내는 요부 발췌 평면도.
도 13은 도 12의 정단면도.
도 14는 푸싱기구용 승하강리프트의 설치상태를 나타내는 요부 발췌 측단면도.
도 15는 승하강리프트에 의한 푸싱기구의 상승상태를 나타내는 요부 발췌 측단면도.
도 16은 도 15의 정면도.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 시추코어용 시료파이프의 직립식 자동 시료압출장치는 도 1 내지 도 11에 걸쳐 도시된 바와 같이, 시추코어로 사용된 시료파이프(1)내의 시추시료(1a)를 푸싱기구(2)에 의하여 시료파이프(1)로부터 요구하는 길이만큼 순차적으로 밀어낼 수 있도록 하되, 상기 푸싱기구(2)를 장치받침대(13)상에 직립식으로 배치시키는 한편, 상기 장치받침대(13)로부터 소정의 길이만큼 수직 방향으로 연장되는 파이프지지대(7)를 이용하여 시료파이프(1)를 푸싱기구(2)의 직상부에 직립식으로 배치시킴으로서, 상기 시료파이프(1)와 푸싱기구(2)가 수직 방향의 동일축선상에 놓이도록 한 것이다.

상기 푸싱기구(2)는 공압실린더(3) 방식을 대표적인 적용례로 하였으나, 이외에도 유압실린더 방식 또는 종래의 기술내용에서 설명되어진 스크류잭 방식과 같이 시료파이프(1)내의 시추시료(1a)를 수직 방향으로 밀어낼 수 있는 것이라면 어떠한 종류의 푸싱기구가 사용되더라도 무방함을 밝혀두는 바이며, 상기 공압실린더(3)의 하단에는 푸싱기구(2)의 작동을 위한 공압펌프(6)가 공압유로 등이 제공된 베이스판(6a)으로 연결 설치되어 있는 바, 유압실린더 방식의 푸싱기구에는 해당 위치에 유압펌프가 적용될 것이고, 스크류잭 방식의 푸싱기구에는 스크류축과 연계된 스크류모터가 임의 위치에 설치될 것이다.

그리고, 상기 푸싱기구(2)로서의 공압실린더(3) 상단에는 피스톤 형상의 푸쉬헤드(4)가 제공되어 있고, 상기 푸쉬헤드(4)는 공압실린더(3)의 상단면으로 돌출된 피스톤로드(3a)의 선단측과 연결 설치됨으로서, 공압실린더(3)의 작동에 따라 상기 푸쉬헤드(4)가 피스톤로드(3a)와 함께 시료파이프(1)의 내측으로 삽입되어 시료파이프(1)내의 시추시료(1a)를 상부 방향으로 밀어낼 수 있도록 이루어지며, 유압실린더나 스크류잭을 푸싱기구로 적용시킬 경우, 상기 푸쉬헤드(4)는 유압실린더의 피스톤로드나 스크류잭의 스크류축 선단에 연결 설치될 것이다.

또한, 상기 푸싱기구(2)의 푸쉬헤드(4)를 이용하여 시료파이프(1)내의 시추시료(1a)를 상부 방향으로 남김없이 밀어낼 수 있도록 푸쉬헤드(4)의 직경(외경)은 시료파이프(1)의 내경 치수에 맞추어 제작하는 것이 바람직하고, 상기 푸쉬헤드(4)의 외주면에는 시료파이프(1)내의 시추시료(1a)를 상부 방향으로 밀어내는 과정에서 시추시료(1a)에 포함된 수분이 하부 방향으로 누설되지 않도록 밀폐링(4a)을 설치하는 것이 바람직하며, 상기 시료파이프(1)는 푸쉬헤드(4)에 의한 시추시료(1a)의 가압력을 충분히 지지할 수 있도록 파이프지지대(7)상에 직립식으로 견고하게 위치 고정시키는 것이 바람직하다.

상기와 같이 시추시료(1a)가 저장된 시료파이프(1)를 직립식으로 견고하게 위치 고정시킬 수 있도록, 상기 파이프지지대(7)에는 파이프행거(Pipe hanger)(8)가 고정 설치되며, 상기 파이프행거(8)의 선단면 중앙부에는 시료파이프(1)의 장착홈이 내측으로 오목하게 형성되어 있고, 상기 장착홈의 전방측에는 시료파이프(1)를 파이프행거(8)와 밀착 고정시키는 파이프클램퍼(9)가 배치되어 있으며, 상기 파이프클램퍼(9)가 클램핑볼트(9a)에 의하여 파이프행거(8)와 조립 설치되도록 이루어져 있다.

상기와 같이 시추시료(1a)가 저장된 시료파이프(1)를 파이프행거(8)와 함께 직립식으로 견고하게 위치 고정시켜 놓을 수 있는 것이라면, 상기 파이프지지대(7)는 도면에 도시된 것과 같은 막대형 프레임 이외에도 기둥형 프레임이나 벽체형 프레임 또는 벽체판과 같은 다양한 형상으로 설치될 수 있으며, 상기 파이프행거(8)의 경우에도 시료파이프(1)의 견고한 클램핑 고정이 가능한 것이라면, 도면에 도시된 것과 같은 삼각 블록 형상 이외에도 다른 여러 가지 형상의 행거블록이나 지지용 브라켓과 같은 다양한 구조물이 적용될 수 있음은 물론이다.

이와 더불어, 상기 시료파이프(1)의 상단에는 해당 파이프를 따라 상부 방향으로 밀려 나온 시추시료(1a)의 회수를 위한 파이프캡(Pipe cap)(12)이 착탈 가능하게 조립 설치되고, 상기 파이프캡(12)은 시료파이프(1)의 상단측 외주면을 따라 끼움식으로 조립되는 조립통(12a)의 상단에 회수트레이(12b)가 연결 설치된 것이며, 상기 회수트레이(12b)는 전방측이나 후방측 또는 전방측과 후방측이 개구된 소정 높이의 사각형 트레이(Tray)가 되고, 상기 조립통(12a)의 직상부에 해당하는 회수트레이(12b)의 바닥판 부분에는 시료파이프(1)의 내경과 동일한 치수의 시료인출공(12c)이 형성되어 있다.

따라서, 상기 파이프캡(12)의 조립통(12a) 부분을 시료파이프(1)의 상단측 외주면을 따라 끼움식으로 조립시키게 되면, 도 8에 보다 명확하게 도시된 바와 같이 조립통(12a)과 시료인출공(12c) 사이의 단턱진 부위가 시료파이프(1)의 상단면과 견고하게 맞물리면서 시료파이프(1)의 상단에 파이프캡(12)이 요동없이 안착되는 것이며, 상기 회수트레이(12b)의 시료인출공(12c)을 따라 상부 방향으로 밀려 나온 시추시료(1a)를 회수하는 방식은, 회수트레이(12b)의 폭에 맞춘 사각판(미도시)을 수직 방향으로 세운 다음 회수트레이(12b)의 개구부측으로 시추시료(1a)를 긁어 내듯이 커팅하거나, 해당 사각판을 회수트레이(12b)의 바닥면을 따라 수평 방향으로 밀어 넣어 시추시료(1a)를 떠내듯이 커팅하는 방식을 대표적인 예로 들 수 있다.

추가적인 사항으로서, 상기 장치받침대(13)의 경우는 일반적인 형태의 받침판이나 받침테이블 또는 받침프레임 등을 적용시켜도 무방하지만, 첨부된 도면에서는 소정의 높이를 가지는 받침통(13a)의 상단에 덮개판(13b)이 설치된 것을 대표적인 실시예로 하였으며, 이와 같이 장치받침대(13)를 받침통(13a)의 형태로 설치하게 되면, 장치받침대(13) 자체의 무게를 불필요하게 증대시키지 않으면서도 본 발명의 직립식 시료압출장치(10)를 보다 더 안정적으로 지지할 수 있고, 상기 푸싱기구(2)와 파이프지지대(7)의 관통구멍을 덮개판(13b)상에 형성시키는 방식으로 푸싱기구(2)와 파이프지지대(7)의 직립 상태 역시 보다 더 확실하게 세팅할 수 있다.

다시 말해서, 상기 푸싱기구(2)를 이루는 공압실린더(3)의 하단측이 공압펌프(6) 및 베이스판(6a)과 함께 받침통(13a)의 바닥판상에 1차 지지되도록 설치하는 한편, 상기 파이프지지대(7)의 경우도 그 하단측이 받침통(13a)의 바닥판상에 1차 지지되도록 설치한 다음, 상기 덮개판(13b)에 형성된 관통구멍을 따라 공압실린더(3)와 파이프지지대(7)의 몸통 부분이 삽입되도록 덮개판(13b)을 받침통(13a)의 상부면으로 덮어 설치하게 되면, 받침통(13a)의 바닥판과 덮개판(13b)의 관통구멍에 의한 2점 지지 방식으로 공압실린더(3)와 파이프지지대(7)의 직립 상태가 정확하게 세팅된다는 것이다.

이와 더불어, 상기 푸싱기구(2)의 작동을 제어하는 컨트롤러(20)는 본 발명의 시료압출장치(10)가 설치되는 공간 내부의 어느 장소에도 설치될 수 있으나, 도 1에서와 같이 장치받침대(13)의 상부면 또는 장치받침대(13)의 받침통(13a) 내부에 설치하는 것이 바람직하며, 상기 컨트롤러(20)에 의한 푸싱기구(2)의 작동스위치(21) 역시 여러 가지 방식으로 설치될 수 있으나, 본 발명의 시료압출장치(10)가 직립식으로 설치되는 점을 감안하여 작업자가 서있는 자세에서 푸싱기구(2)의 가동 및 시추시료(1a)의 회수작업을 한층 더 용이하게 수행할 수 있도록 도 1에서와 같은 페달(Pedal) 방식의 작동스위치(21)를 케이블(20a)에 의하여 컨트롤러(20)와 접속 설치하는 것이 유리하다고 볼 수 있다.

보다 더 바람직한 실시예로서는, 상기 파이프지지대(7)를 장치받침대(13)로부터 소정의 높이까지 수직 방향으로 연장되는 최소 2개 이상(도면상 3개)의 원형막대봉으로 하여 일정한 배치간격을 두고 설치하는 한편, 상기 각각의 파이프지지대(7)가 파이프행거(8)의 몸통 가장자리 부분을 수직 방향으로 관통하도록 설치하며, 상기 파이프행거(8)는 최소 2개 이상의 개수로 하여 각각의 파이프지지대(7)를 따라 상,하 방향으로 배치시키는 한편, 해당 몸통의 외곽측으로부터 파이프지지대(7)측으로 체결되는 세팅볼트(8a)(도 11 참조)에 의하여 각각의 파이프지지대(7)를 따라 상,하 방향으로의 이동과 위치고정이 가능하게 설치하는 것이다.

상기와 같은 방식을 통하여 본 발명의 시료압출장치(10)에 적용 가능한 시료파이프(1)의 길이를 보다 더 폭넓게 확보할 수 있는 것이며, 상기 각각의 파이프행거(8)에 의한 시료파이프(1)의 고정 상태를 파이프지지대(7)와 함께 보다 더 견고하게 유지시킬 수 있도록, 상기 각각의 파이프행거(8)는 소정의 길이를 가지는 수직 방향의 거치대(11)에 의하여 추가로 연결 설치되어 있고, 상기 거치대(11)는 각각의 파이프행거(8) 후단면과 세팅볼트(11b)에 의하여 조립 설치되어 있으며, 상기 거치대(11)에는 세팅볼트(11b)의 체결을 위한 위치조정공(11a)이 높이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 형성되어 있다.

이와 더불어, 상기 파이프클램퍼(9)를 파이프행거(8)의 장착홈 전방측과 해당 장착홈의 내측에 각각 1개씩 설치하는 한편, 상기 각각의 파이프클램퍼(9)가 서로 마주보는 위치의 대향면(對向面)에 시료파이프(1)의 클램핑 표면을 오목하게 형성시키고, 상기 장착홈 내측의 파이프클램퍼(9)는 세팅볼트(8a)에 의하여 파이프행거(8)와 일차 조립 설치하는 한편, 해당 장착홈 전방측의 파이프클램퍼(9)와는 클램핑볼트(9a)에 의하여 조립 설치되게 함으로서, 시료파이프(1)의 직경(외경)에 맞춘 클램핑 표면을 가지는 파이프클램퍼(9)의 교체방식을 통하여 다양한 직경의 시료파이프(1)를 본 발명의 시료압출장치(10)에 장착시켜 사용할 수 있다.

다시 말해서, 상기 파이프행거(8)에 형성되는 장착홈은 본 발명의 시료압출장치(10)에 적용될 수 있는 시료파이프(1)의 최대 직경보다 다소 큰 치수(파이프클램퍼의 적용이 가능한 치수)로 형성시키고, 시료파이프(1)의 실질적인 클램핑 작업은 시료파이프(1)의 직경에 맞춘 클램핑 표면이 제공된 여러 종류의 파이프클램퍼(9)를 이용하여 수행한다는 것이며, 필요에 따라서는 파이프클램퍼(9)의 클램핑 표면상에 마찰력이 우수한 고무나 합성수지 재질의 밀착패드를 부착시켜 사용할 수도 있다.

상기와 같이 파이프행거(8)의 내측과 전방측에 각각 1개씩의 파이프클램퍼(9)를 배치시켜 사용할 경우, 각각의 파이프클램퍼(9)에 제공된 클램핑 표면에 의한 시료파이프(1)의 클램핑 작업에 지장을 초래하지 않도록, 파이프행거(8)의 내측에 배치되는 파이프클램퍼(9)에는 세팅볼트(8a)의 볼트헤드가 삽입되는 볼트홀(9b)을 형성시킴으로서, 해당 파이프클램퍼(9)의 클램핑 표면으로 세팅볼트(8a)의 헤드부가 돌출되지 않도록 하는 것이 바람직하며, 각각의 파이프클램퍼(9)를 연결하는 클램핑볼트(9a)의 체결 위치 또한 파이프클램퍼(9)의 양측 단부가 되어야 한다.

상기와 같이 파이프지지대(7)를 따라 상,하 방향으로의 이동 및 위치고정이 가능하도록 설치된 최소 2개 이상의 파이프행거(8)와, 상기 파이프행거(8)의 내측 및 전방측에 각각 1개씩 배치된 파이프클램퍼(9)와, 상기 각각의 파이프행거(8)를 추가로 연결하는 거치대(11)를 이용하여 본 발명의 시료압출장치(10)에 적용될 수 있는 시료파이프(1)의 길이와 직경을 폭넓게 확보토록 하는 측면에 부합되도록, 상기 푸싱기구(2) 상단의 피스톤형 푸쉬헤드(4) 역시 시료파이프(1)의 내경 치수에 맞추어 공압실린더(3)나 유압실린더의 피스톤로드(3a) 또는 스크류잭의 스크류축과 착탈식으로 교체 가능하도록 조립 설치하는 것이 바람직하다.

그 대표적인 적용례로서 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 푸싱기구(2)를 이루는 공압실린더(3)의 피스톤로드(3a) 상단에 파이프소켓(Pipe socket) 방식의 커넥팅캡(Connecting cap)(5)이 개재되어 있고, 상기 커넥팅캡(5)의 상단에는 푸쉬헤드(4)의 조립을 위한 장착볼트(4b)가 일체로 돌출 형성되어 있으며, 상기 피스톤로드(3a)의 상단부 좌,우측과 커넥팅캡(5)의 중앙부 좌,우측에는 조립볼트(5a)를 수평 방향으로 관통시킨 다음 핏팅너트(5c)를 이용하여 피스톤로드(3a)와 커넥팅캡(5)을 일체로 연결 고정시킬 수 있도록 조립구멍(5b)이 대응 형성되어 있고, 상기 푸쉬헤드(4)의 하단면 중앙부에는 커넥팅캡(5)의 장착볼트(4b)가 체결되는 체결구멍이 소정의 깊이만큼 형성되어 있으며, 상기 장착볼트(4b)를 이용하여 푸쉬헤드(4)를 커넥팅캡(5)과 용이하게 분리 및 교체할 수 있는 것이다.

본 발명의 시료압출장치(10)에 적용될 수 있는 최적 실시예로서는, 상기 시료파이프(1)로부터 파이프캡(12)의 시료인출공(12c)을 거쳐 소정의 길이만큼 상부 방향으로 밀려 나온 시추시료(1a)를 공압실린더나 유압실린더 또는 스크류잭 등을 이용하여 회수트레이(12b)의 전방측이나 후방측 개구부로 밀어내는 커팅기구를 파이프캡(12)의 회수트레이(12b)상에 설치하는 한편, 상기 푸싱기구(2)의 하측에는 해당 푸싱기구(2)의 위치를 상,하 방향으로 조정할 수 있는 승하강리프트를 설치하는 것이다.

상기 커팅기구의 대표적인 일례로서는 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 회수트레이(12b)의 좌,우 외측면상에 연결 설치된 상태로 회수트레이(12b)의 외부까지 연장되는 한 쌍의 사이드프레임(15)과, 상기 회수트레이(12b)의 외부로 연장된 각각의 사이드프레임(15) 단부측을 연결하는 받침프레임(16)과, 상기 받침프레임(16)의 중앙부에 고정 설치되는 공압실린더(3)를 포함하여서 이루어지며, 상기 공압실린더(3)는 받침프레임(16)의 중앙부에서 회수트레이(12b)와 마주보는 위치에 맞추어 수평 방향으로 고정 설치되고, 상기 공압실린더(3)의 전방면으로 돌출된 피스톤로드(3a)의 선단에 시추시료(1a)의 푸쉬헤드(4)가 연결 설치된 것이다.

상기와 같은 커팅기구(14)의 적용을 위하여 파이프캡(12)의 회수트레이(12b)는 전방면과 후방면이 개구된 소정 높이의 사각형 트레이로 제작하는 것이 바람직하고, 상기 각각의 사이드프레임(15)이 회수트레이(12b)의 좌,우 외측면과 연결되는 부위에는 소정 두께의 보강블록(15a)을 개재시키는 것이 바람직하며, 상기 받침프레임(16)의 중앙측 상부면에는 공압실린더(3)의 위치 고정을 위한 파이프 형상 또는 받침대 형상의 실린더장착대(16a)를 제공하는 것이 바람직하고, 상기 공압실린더(3)의 후단부에는 커팅기구(14)의 작동을 위한 공압펌프(6)가 공압유로 등이 제공된 베이스판(6a)으로 연결 설치되어 있다.

상기와 같은 커팅기구(14)의 경우에도 앞선 푸싱기구(2)와 마찬가지로 공압실린더(3)를 대신하여 유압실린더나 스크류잭 등을 적용시킬 수 있음은 물론이고, 상기 커팅기구(14)의 푸쉬헤드(4)를 공압실린더(3)의 피스톤로드(3a)와 연결시키는 방식 또한 푸싱기구(2)의 푸쉬헤드(4)와 일맥 상통하는 것으로 해석하면 무방하며, 시료파이프(1)로부터 파이프캡(12)의 시료인출공(12c)을 거쳐 소정의 길이만큼 상부 방향으로 밀려 나온 시추시료(1a)의 원형을 최대한 보전시키는 조건으로 시추시료(1a)의 회수작업이 가능하도록, 상기 커팅기구(14)의 푸쉬헤드(4)는 소정의 높이를 가지는 직립식 반원통 형상으로 제작하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 직립식 반원통 형상을 가지는 푸쉬헤드(4)와 커팅기구(14)를 이용하여 시추시료(1a)를 밀어내는 작업이 보다 더 정확하고 안정적으로 수행될 수 있도록, 해당 푸쉬헤드(4)의 양측에는 회수트레이(12b)의 좌,우 벽체 내측면과 접촉하는 날개 형상의 가이드프레임(4c)을 연결 설치하는 것이 바람직하며, 상기 커팅기구(14)의 작동이 이루어지는 시점은 푸싱기구(2)에 의한 시추시료(1a)의 상방향 푸싱작동이 완료된 시점 이후가 되므로, 이러한 사항을 컨트롤러(20)에 입력시켜 푸싱기구(2)와 커팅기구(14)의 작동이 컨트롤러(20)에 의하여 순차적으로 수행될 수 있도록 한다.

그러나, 상기 커팅기구(14)에 의한 시추시료(1a)의 회수시점을 푸싱기구(2)의 작동이 완료된 직후의 어느 시점으로 한정시키게 되면, 실험실의 연구원들이 그 정해진 시점에 맞추어 항상 대기상태에 있어야 하는 불합리한 상황이 유발되기 때문에, 가급적이면 상기 회수트레이(12b)의 개구부측 저면에 커팅기구(14)의 작동센서(14a)를 설치하는 한편, 해당 작동센서(14a)를 커팅기구(14)와 함께 컨트롤러(20)와 접속시켜 놓음으로서, 실험실의 연구원이 시추시료(1a)의 수거통(14b)을 작동센서(14a)의 하부로 근접시키는 시점에 맞추어 해당 시점에만 커팅기구(14)가 작동되도록 하는 것이 바람직하며, 푸싱기구(2)의 작동시에는 어떠한 경우라도 커팅기구(14)가 작동되지 않도록 세팅하면 되는 것이다.

다른 한편으로, 본 발명에 적용될 수 있는 상기 승하강리프트(17)의 대표적인 일례로서는 도 14 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 상부판(17a)과 하부판(17b)의 좌,우측에 지그재그식 링크프레임(18)이 링크핀(18a)을 개재시킨 상태로 접철 가능하게 설치된 공지의 테이블리프트(Table-lift)를 들 수 있는 바, 상기 승하강리프트(17)는 이러한 공지의 테이블리프트를 본 발명에 따른 시료압출장치(10)의 장치받침대(13) 치수에 맞추어 소형화시킨 것이라 볼 수 있다.

상기와 같이 공지의 테이블리프트가 되는 승하강리프트(17)의 상부판(17a)과 하부판(17b)에는 링크프레임(18)의 접철 작동에 따른 상부판(17a)의 승하강 조작을 위하여 좌,우측 링크프레임(18)의 상단측 링크핀(18a)과 하단측 링크핀(18b)이 삽입되는 장공(長空) 형태의 가이드공(18b)이 수평 방향으로 절개 형성되어 있고, 상기 승하강리프트(17)의 상부판(17a) 상면에 푸싱기구(2)의 하단측이 고정 설치되는 것이며, 상기 승하강리프트(17)의 구동수단 역시 공지된 테이블리프트와 마찬가지로 공압실린더나 유압실린더 또는 스크류잭 등이 사용될 수 있다.

그러나, 상기 승하강리프트(17)는 푸싱기구(2)나 커팅기구(14)처럼 시추시료(1a)의 인출 및 회수작업에 직접적으로 사용되는 것이 아니라, 푸싱기구(2)의 푸쉬헤드(4) 위치를 시료파이프(1)의 하단 입구측 높이에 맞추어 세밀하게 조정시킬 부가적인 목적으로 설치되는 것이기 때문에, 유압실린더나 공압실린더 또는 스크류잭 등을 구동수단으로 하는 자동식 테이블리프트를 설치하는 것보다는 스크류축을 이용한 수동식 테이블리프트를 설치하는 것이 보다 더 합리적이고 경제적이라 볼 수 있으며, 도 14 내지 도 16에서는 이러한 수동식 테이블리프트를 도시하였다.

상기 수동식 테이블리프트로서의 승하강리프트(17)는 좌,우측 링크프레임(18)을 연결하는 링크핀(18a) 중에서 전,후 방향으로 대응되는 위치에 배치된 중앙부측 링크핀(18a)이 다른 링크핀(18a)보다 다소 굵은 직경을 가지는 가이드축(18c)으로 설치되는 한편, 소정의 길이를 가지는 막대볼트로서의 조작볼트(19)가 상기 각각의 가이드축(18c)을 나사체결식으로 관통하도록 설치된 것이며, 상기 조작볼트(19)는 막대볼트의 길이 방향을 따라 서로 반대되는 방향의 나선(螺線)을 가지는 제 1나사부(19b)와 제 2나사부(19c)가 나뉘어 형성된 것이고, 상기 조작볼트(19)의 선단측에는 막대볼트의 축회전 조작을 위한 핸들노브(19a)가 연결 설치되어 있다.

따라서, 상기 핸들노브(19a)를 이용하여 조작볼트(19)를 축방향으로 회전시키게 되면, 왼나사부 또는 오른나사부가 되는 제 1나사부(19b)와 오른나사부 또는 왼나사부가 되는 제 2나사부(19c)가 해당 가이드축(18c)의 내부에서 나사식으로 회전하게 되며, 이로 인하여 각각의 가이드축(18c)이 조작볼트(19)를 따라 서로 오므라들거나 벌어지면서 링크프레임(18)이 펼쳐지거나 접혀지게 되며, 이와 같이 링크프레임(18)이 펼쳐지거나 접혀지는 작동에 맞추어 상부판(17a)이 푸싱기구(2)와 함께 승하강되는 것이며, 해당 방식의 수동식 테이블리프트 또한 각종 산업분야에 널리 사용되는 공지기술에 해당한다.

상기와 같은 수동식 승하강리프트(17)를 푸싱기구(2)의 하단측에 설치하는 한편, 상기 장치받침대(13)를 소정의 높이를 가지는 받침통(13a)으로 제작할 경우에 한하여, 상기 받침통(13a)의 높이는 승하강리프트(17)에 의한 푸싱기구(2)의 최대 상승 위치를 기준으로 해당 푸싱기구(2)가 받침통(13a)의 내부에서 덮개판(13b)과 접촉하지 않는 수준 이내의 최소 높이로 하는 것이 바람직하고, 상기 받침통(13a)의 전방면에는 승하강리프트(17)의 조작볼트(19) 선단측이 핸들노브(19a)와 함께 외부로 돌출되는 수직 방향의 장공형 가이드공(13c)이 절개 형성될 것이다.

예를 들어, 상기 푸싱기구(2)로서 공압실린더(3)를 적용시킨 경우에는, 해당 공압실린더(3)의 하단측이 공압펌프(6) 및 베이스판(6a)과 함께 승하강리프트(17)의 상부판(17a)에 고정 설치될 것이고, 상기 승하강리프트(17)의 하부판(17b)과 파이프지지대(7)의 하단측이 받침통(13a)의 바닥판상에 고정 설치될 것이며, 상기 덮개판(13b)에는 공압실린더(3)와 파이프지지대(7)의 관통구멍이 형성될 것이고, 상기 받침통(13a)의 높이는 승하강리프트(17)에 의한 푸싱기구(2)의 최대 상승 위치를 기준으로 공압펌프(6)의 상단측이 덮개판(13b)의 하측면과 접촉하지 않는 수준 이내의 최소 높이가 된다는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 시료압출장치(10)에 따르면, 시추시료(1a)가 저장된 시료파이프(1)를 시추시료(1a)의 푸싱기구(2)와 함께 직립식으로 배치시키는 개선방안을 통하여, 사질이나 사니질 또는 니질과 같은 시추시료(1a)의 토질 등급에 전혀 구애를 받지 않고 시료파이프(1)의 길이(높이) 방향에 걸친 시추시료(1a)의 누적층을 시추코어로 획득한 자연상태 그대로의 퇴적층별로 보다 더 손쉽고 안전하게 단계적으로 인출 및 회수할 수 있으며, 이를 통하여 시료파이프(1)로부터 빠져 나온 시추시료(1a)가 하부 방향으로 떨어져 부서지거나 해체되는 현상 및 이 과정에서 시추시료(1a)의 퇴적층이 무분별하게 뒤섞이는 현상을 미연에 방지함으로서, 시추시료(1a)를 이용한 퇴적물층간의 분석결과에 따른 정확성과 신뢰도를 보장할 수 있다.

그리고, 상기 시료파이프(1)를 따라 소정의 길이만큼 상부 방향으로 밀려 나온 시추시료(1a)의 회수를 위한 사각 트레이 형상의 파이프캡(12)을 시료파이프(1)의 상단에 끼움식으로 착탈 가능하게 조립 설치함으로서, 시추시료(1a)에 대한 1회의 인출 및 회수작업이 완료된 직후 해당 파이프캡(12)을 시료파이프(1)로부터 분리하여 앞선 시료층의 회수작업시 파이프캡(12)의 표면에 부착된 소량의 시료 잔여분을 즉시 닦아낼 수 있으며, 이를 통하여 시추시료(1a)의 단계적인 인출 및 회수작업 도중에 시료층간의 불필요한 교차오염도 발생하지 않도록 함으로서, 시추시료(1a)의 분석결과에 따른 정확성과 신뢰도를 보다 더 크게 향상시킬 수 있다.

이와 더불어, 상기 파이프지지대(7)를 따라 상,하 방향으로의 이동 및 위치고정이 가능하도록 설치된 최소 2개 이상의 파이프행거(8)와, 상기 파이프행거(8)의 내측 및 전방측에 각각 1개씩 배치된 파이프클램퍼(9)와, 상기 각각의 파이프행거(8)를 추가로 연결하는 거치대(11)를 이용함과 동시에, 상기 푸싱기구(2) 상단의 푸쉬헤드(4) 역시 시료파이프(1)의 내경 치수에 맞추어 공압실린더(3)나 유압실린더의 피스톤로드(3a) 또는 스크류잭의 스크류축과 착탈식으로 교체 가능하도록 조립 설치함으로서, 하나의 시료압출장치(10)만으로도 다양한 길이와 직경을 가지는 시료파이프(1)내의 시추시료(1a) 인출 및 회수작업을 범용적으로 수행할 수 있다.

또한, 상기 파이프캡(12)의 회수트레이(12b)상에 설치된 시추시료(1a)의 푸쉬형 커팅기구(14) 및 해당 커팅기구(14)의 선단에 적용된 직립식 반원통 형상의 푸쉬헤드(4)를 이용하여 시료파이프(1)로부터 밀려 나온 시추시료(1a)의 원형을 최대한 보전시키는 조건으로 해당 시료를 보다 더 안전하게 배출 및 회수할 수 있으며, 상기 푸싱기구(2)의 바닥측에 테이블리프트 방식의 승하강리프트(17)를 적용시킴으로서, 파이프행거(8)를 이용한 시료파이프(1)의 위치조정 및 승하강리프트(17)를 이용한 푸싱기구(2)의 높이조정을 병용하여 시료파이프(1)의 세팅작업 및 시추시료(1a)의 인출작업을 한층 더 신속하고 정확하게 수행할 수 있는 것이다.

마지막으로, 본 발명에 따른 시료압출장치(10)는 시추코어로 회수한 해저퇴적물의 분석작업에 사용되는 것을 그 주된 용도로 하였으나, 이외에도 시추코어를 이용하여 시료파이프(1)로 획득한 다른 여러 가지 종류의 시추시료(1a)를 분석하는 작업에도 널리 활용될 수 있음은 물론이고, 본 발명의 시료압출장치(10)를 구성하는 각각의 부품은 해수에 대한 내부식성과 기계적 강도가 우수한 스테인레스 스틸 등의 금속 소재로 제작하는 것이 바람직하지만, 상기 파이프행거(8)와 파이프클램퍼(9)와 거치대(11) 및 푸쉬헤드(4)와 장치받침대(13) 등은 필요에 따라 플라스틱과 같은 다른 소재로 제작하는 것도 가능하며, 이와 같이 시료압출장치(10)의 가동에 지장을 초래하지 않는 조건하에서 각 부품의 소재에는 특별한 제한을 두지 않음을 밝혀두는 바이다.

1 : 시료파이프 1a : 시추시료 2 : 푸싱기구
3 : 공압실린더 3a : 피스톤로드 3b,5b : 조립구멍
4 : 푸쉬헤드 4a : 밀폐링 4b : 장착볼트
4c : 가이드프레임 5 : 커넥팅캡 5a : 조립볼트
5c : 핏팅너트 6 : 공압펌프 6a : 베이스판
7 : 파이프지지대 8 : 파이프행거 8a,11b : 세팅볼트
9 : 파이프클램퍼 9a : 클램핑볼트 9b : 볼트홀
10 : 시료압출장치 11 : 거치대 11a : 위치조정공
12 : 파이프캡 12a : 조립통 12b : 회수트레이
12c : 시료인출공 13 : 장치받침대 13a : 받침통
13b : 덮개판 13c,18b : 가이드공 14 : 커팅기구
14a : 작동센서 14b : 수거통 15 : 사이드프레임
15a : 보강블록 16 : 받침프레임 16a : 실린더장착대
17 : 승하강리프트 17a : 상부판 17b : 하부판
18 : 링크프레임 18a : 링크핀 18c : 가이드축
19 : 조작볼트 19a : 핸들노브 19b : 제 1나사부
19c : 제 2나사부 20 : 컨트롤러 20a : 케이블
21 : 작동스위치

Claims (13)

1. 시추코어로 사용된 시료파이프내의 시추시료를 공압실린더나 유압실린더 또는 스크류잭 중에서 택일한 푸싱기구를 이용하여 시료파이프로부터 요구하는 길이만큼 순차적으로 밀어낼 수 있도록 한 시추코어용 시료파이프의 시료압출장치에 있어서,
   상기 시료압출장치는 수직 방향의 파이프지지대와 상기 파이프지지대의 하단측에 연결 설치되는 장치받침대를 추가로 포함하여서 이루어지며, 상기 푸싱기구는 장치받침대상에 직립식으로 배치되고, 상기 시료파이프는 푸싱기구의 직상부에서 파이프지지대를 따라 직립식으로 배치되며,
   상기 푸싱기구의 상단에는 시료파이프내의 시추시료를 상부 방향으로 밀어내기 위한 피스톤 형상의 푸쉬헤드가 제공되고, 상기 푸쉬헤드는 공압실린더나 유압실린더의 상단면으로 돌출된 승하강 피스톤로드 또는 스크류잭의 상단면으로 돌출된 승하강 스크류축의 단부측과 조립 설치되며,
   상기 파이프지지대에는 시료파이프의 직립식 고정 배치를 위한 파이프행거가 설치되고, 상기 파이프행거의 선단면 중앙부에는 시료파이프의 장착홈이 내측으로 오목하게 형성되며, 상기 장착홈의 전방측에는 시료파이프를 파이프행거와 밀착 고정시키는 파이프클램퍼가 배치되고, 상기 파이프클램퍼가 클램핑볼트에 의하여 파이프행거와 조립 설치되며,
   상기 시료파이프의 상단에는 해당 파이프를 따라 상부 방향으로 밀려 나온 시추시료의 회수를 위한 파이프캡이 착탈 가능하게 조립 설치되고, 상기 파이프캡은 시료파이프의 상단측 외주면을 따라 끼움식으로 조립되는 조립통의 상단에 회수트레이가 연결 설치된 것이며,
   상기 회수트레이는 전방측이나 후방측 또는 전방측과 후방측이 개구된 소정 높이의 사각형 트레이(Tray)가 되고, 상기 조립통의 직상부에 해당하는 회수트레이의 바닥판 부분에는 시료파이프의 내경과 동일한 치수의 시료인출공이 형성되는 것을 특징으로 하는 시추코어용 시료파이프의 직립식 자동 시료압출장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 파이프지지대는 장치받침대로부터 소정의 높이까지 수직 방향으로 연장되는 최소 2개 이상의 원형막대봉이 되고, 상기 각각의 파이프지지대가 파이프행거의 몸통 가장자리 부분을 수직 방향으로 관통하도록 설치되며,
   상기 파이프행거는 최소 2개 이상의 개수로 하여 각각의 파이프지지대를 따라 상,하 방향으로 배치되는 한편, 해당 몸통의 외곽측으로부터 파이프지지대측으로 체결되는 세팅볼트에 의하여 각각의 파이프지지대를 따라 상,하 방향으로의 이동과 위치고정이 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 시추코어용 시료파이프의 직립식 자동 시료압출장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 각각의 파이프행거는 소정의 길이를 가지는 수직 방향의 거치대에 의하여 연결 설치되고, 상기 거치대는 각각의 파이프행거 후단면과 세팅볼트에 의하여 조립 설치되며, 상기 거치대에는 세팅볼트의 체결을 위한 위치조정공이 높이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 시추코어용 시료파이프의 직립식 자동 시료압출장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이프클램퍼는 파이프행거의 장착홈 전방측과 해당 장착홈의 내측에 각각 1개씩 설치되고, 상기 각각의 파이프클램퍼가 서로 마주보는 위치의 대향면에 시료파이프의 클램핑 표면이 오목하게 형성되며,
   상기 장착홈 내측의 파이프클램퍼는 세팅볼트에 의하여 파이프행거와 일차 조립 설치되는 한편, 해당 장착홈 전방측의 파이프클램퍼와는 클램핑볼트로 조립 설치되고, 상기 장착홈 내측의 파이프클램퍼에는 세팅볼트의 볼트헤드가 삽입되는 볼트홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 시추코어용 시료파이프의 직립식 자동 시료압출장치.
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파이프캡의 회수트레이에는 시료파이프로부터 시료인출공을 거쳐 소정의 길이만큼 상부 방향으로 밀려 나온 시추시료를 공압실린더나 유압실린더 또는 스크류잭을 이용하여 회수트레이의 전방측이나 후방측 개구부로 밀어내는 커팅기구가 설치되는 것을 특징으로 하는 시추코어용 시료파이프의 직립식 자동 시료압출장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 회수트레이는 전방측과 후방측이 개구된 소정 높이의 사각형 트레이가 되고, 상기 커팅기구는 회수트레이의 좌,우 외측면상에 연결 설치된 상태로 회수트레이의 외부까지 연장되는 한 쌍의 사이드프레임과, 상기 회수트레이의 외부로 연장된 각 사이드프레임의 단부측을 연결하는 받침프레임과, 상기 받침프레임의 중앙부에 고정 설치되는 공압실린더나 유압실린더 또는 스크류잭을 포함하여서 이루어지며,
   상기 공압실린더나 유압실린더 또는 스크류잭은 받침프레임의 중앙부에서 회수트레이와 마주보는 위치에 맞추어 수평 방향으로 고정 설치되고, 상기 공압실린더나 유압실린더의 전방면으로 돌출된 피스톤로드의 선단 또는 상기 스크류잭의 전방면으로 돌출된 스크류축의 선단에 시추시료의 푸쉬헤드가 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 시추코어용 시료파이프의 직립식 자동 시료압출장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 시추시료의 푸쉬헤드는 소정의 높이를 가지는 직립식 반원통 형상이 되고, 해당 푸쉬헤드의 양측에는 회수트레이의 좌,우 벽체 내측면과 접촉하는 날개 형상의 가이드프레임이 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 시추코어용 시료파이프의 직립식 자동 시료압출장치.
8. 제 5항에 있어서, 상기 회수트레이의 개구부측 저면에는 커팅기구의 작동센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 시추코어용 시료파이프의 직립식 자동 시료압출장치.
9. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 푸싱기구의 바닥면에는 푸싱기구의 위치를 상,하 방향으로 조정하는 승하강리프트가 설치되고, 상기 승하강리프트는 상부판과 하부판의 좌,우측에 지그재그식 링크프레임이 링크핀을 개재시킨 상태로 접철 가능하게 설치된 공지의 테이블리프트가 되는 것을 특징으로 하는 시추코어용 시료파이프의 직립식 자동 시료압출장치.
10. 제 9항에 있어서, 상기 승하강리프트는 좌,우측 링크프레임을 연결하는 링크핀 중에서 전,후 방향으로 대응되는 위치에 배치된 중앙부측 링크핀을 가이드축으로 하여 소정의 길이를 가지는 막대볼트로서의 조작볼트가 각각의 가이드축을 관통하도록 설치된 수동식 테이블리프트가 되며,
    상기 조작볼트는 막대볼트의 길이 방향을 따라 서로 반대되는 방향의 나선을 가지는 제 1나사부와 제 2나사부가 나뉘어 형성된 것이고, 상기 조작볼트의 선단측에는 막대볼트의 축회전 조작을 위한 핸들노브가 연결 설치되는 것을 특징으로 하는 시추코어용 시료파이프의 직립식 자동 시료압출장치.
11. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치받침대는 소정의 높이를 가지는 받침통의 상단에 덮개판이 설치된 것이고, 상기 푸싱기구와 파이프지지대의 하단측은 받침통의 바닥판상에 설치되는 한편, 상기 덮개판에는 푸싱기구와 파이프지지대의 관통구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 시추코어용 시료파이프의 직립식 자동 시료압출장치.
12. 제 10항에 있어서, 상기 장치받침대는 소정의 높이를 가지는 받침통의 상단에 덮개판이 설치된 것이고, 상기 푸싱기구의 승하강리프트와 파이프지지대의 하단측은 받침통의 바닥판상에 설치되는 한편, 상기 덮개판에는 푸싱기구와 파이프지지대의 관통구멍이 형성되며,
    상기 받침통의 높이는 승하강리프트에 의한 푸싱기구의 최대 상승 위치를 기준으로 해당 푸싱기구가 받침통의 내부에서 덮개판과 접촉하지 않는 수준 이내의 최소 높이가 되고, 상기 받침통의 전방면에는 승하강리프트의 조작볼트 선단측이 핸들노브와 함께 외부로 돌출되는 수직 방향의 장공형 가이드공이 절개 형성되는 것을 특징으로 하는 시추코어용 시료파이프의 직립식 자동 시료압출장치.
13. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시료압출장치는 장치받침대상에 설치되는 장치제어용 컨트롤러를 추가로 포함하여서 이루어지고, 상기 컨트롤러는 케이블에 의하여 페달식 작동스위치와 접속 설치되는 것을 특징으로 하는 시추코어용 시료파이프의 직립식 자동 시료압출장치.

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