KR102420985B1 - 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커에 관한 것으로 보다 상세하게는, 패커유닛; 상기 패커유닛의 내부 중앙 길이방향에 형성되는 수압관과, 상기 수압관의 길이방향 중앙에 일정간격 이격되어 형성되는 제1분사구와, 상기 수압관을 통해 상기 제1분사구에 일정압력의 수압을 공급하는 수압공급조절유닛; 상기 수압관의 일측에 일정간격 이격되어 설치되는 수축압관과, 상기 수축압관에 일정압력의 유압 또는 수압을 공급하는 수축압공급유닛; 상기 수압관의 타측에 일정간격 이격되어 설치되는 팽창압관과, 상기 팽창압관에 일정압력의 유압 또는 수압을 공급하는 팽창압공급유닛; 상기 패커유닛과 연결되어 구비되는 균열확장유닛;을 포함하고, 균열확장유닛은, 수축압관 또는 팽창압관과 연결되고 수축압관 또는 팽창압관으로 부터 일정압력의 유압 또는 수압을 공급받아 길이방향에 일정간격 이격되어 형성되는 제2분사구에 공급하는 확장공급관과, 확장공급관의 둘레에 구비되는 제1러버와, 확장공급관과 제1러버의 사이에 형성되는 이격공간과, 제1러버의 둘레에 구비되는 제2러버 및 제1러버와 제2러버의 양끝단을 지지하는 제1결합소켓 및 제3러버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패커유닛과 균열확장유닛으로 암반을 밀폐하고, 수압공급조절유닛을 통해 수압으로 암반에 선균열 생성 및 기존균열 확장 후, 균열확장유닛을 통해 기 발생된 균열을 고무팽창압으로 확장시켜 암반을 효율적으로 절개하기 위한 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커에 관한 것이다.
최근에는 도심지 공간 활용 창출에 대한 필요성이 증가함에 따라 지하 공간의 개발의 중요성이 커지고 있다. 국내의 경우, 암반층이 얕아 지하 공간의 개발을 위해서는 지하 암반 굴착이 필수적이다.
그러나 폭약을 이용하거나 암반 파쇄기 등을 이용한 전통적인 암반 굴착은 많은 소음과 진동을 발생시킨다. 암반 굴착시 발생된 소음은 민원의 원인이 될 수 있다. 또한, 굴착시 발생된 진동은 주변의 지반을 약화시켜 지반을 붕괴시킬 수 있고 시설물 및 건축물의 균열을 초래할 수 있다.
현재에는 암반 굴착시 소음과 진동을 감소시킬 수 있도록 무진동 할암공법이 사용되고 있다. 그러나 이러한 무진동 할암공법은, 암반파쇄 작업의 효율성인 진척속도가 현저히 떨어지고 실제 작업환경에 따른 제약이 심하다는 문제점 등이 있다.
따라서 암반 굴착시 발생되는 이러한 소음과 진동에 의한 피해를 최소화하기 위해 저소음, 저진동의 암반 굴착장치와 방법을 필요로 해왔다. 또한 굴착시 필요한 시간과 비용을 절약하기 위해 굴착 공정을 단순화하는 연구가 활발히 진행되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 수압공급조절유닛을 통해 수압으로 암반에 선균열 생성 및 기존균열 확장 후, 균열확장유닛을 통해 기 발생된 균열을 고무팽창압으로 확장시켜 암반을 효율적으로 절개하기 위한 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 유압 또는 수압에 의한 쐐기형실린더로드의 전진으로 지지체를 팽창시키고, 유압 또는 수압에 의한 고무팽창이 동시에 이루어져 암반의 내측면을 견고히 밀폐함으로서, 암반과의 접촉면적 증가와 밀폐력을 향상시키기 위한 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 특징에 따르면, 본 발명은 패커유닛;
상기 패커유닛의 내부 중앙 길이방향에 형성되는 수압관과, 상기 수압관의 길이방향 중앙에 일정간격 이격되어 형성되는 제1분사구와, 상기 수압관을 통해 상기 제1분사구에 일정압력의 수압을 공급하는 수압공급조절유닛;
상기 수압관의 일측에 일정간격 이격되어 설치되는 수축압관과, 상기 수축압관에 일정압력의 유압 또는 수압을 공급하는 수축압공급유닛;
상기 수압관의 타측에 일정간격 이격되어 설치되는 팽창압관과, 상기 팽창압관에 일정압력의 유압 또는 수압을 공급하는 팽창압공급유닛;
상기 패커유닛과 연결되어 구비되는 균열확장유닛;을 포함하는 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 패커유닛은,
상기 수축압관과 상기 팽창압관을 포함하는 실린더튜브와, 상기 실린더튜브의 내부에 구비되고 상기 실린더튜브에 공급되는 상기 유압 또는 수압과 일측이 맞닿고 상기 유압 또는 수압에 의해 길이방향으로 이동되는 피스톤과, 상기 피스톤의 타측과 맞닿고 상기 피스톤의 가압력에 의해 길이방향으로 이동되는 쐐기형실린더로드와, 상기 패커유닛의 일측 외주면에 구비되고 상기 쐐기형실린더로드가 상기 피스톤의 일측에 형성된 실린더로드커버의 내주면을 따라 삽입과 동시에 폭방향으로 확장되는 지지체와, 상기 실린더로드커버의 일측에 구비되어 상기 쐐기형실린더로드의 후진 시, 상기 쐐기형실린더로드에 끼워진 상기 지지체의 분리를 원활하게 유도하기 위한 지지체 분리탭을 더 포함하는 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 수축압관과 상기 팽창압관은,
상기 패커유닛의 내면 길이방향을 왕복되도록 형성되어, 상기 피스톤을 길이방향으로 전진과 후진이 가능한 복동형으로 제작되는 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 수축압관과 상기 팽창압관은,
상기 패커유닛의 일측에 설치되는 팽창압유입구와, 상기 패커유닛의 타측에 설치되는 수축압유입구를 더 포함하는 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 지지체의 재질은 고무와 합성된 우레탄수지인 것을 특징으로 하는 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 지지체 분리탭은,
상기 실린더로드커버의 일측에서 상기 쐐기형실린더로드의 길이방향 중심 일측까지 형성되고,
상기 쐐기형실린더로드가 후진될 때 상기 지지체가 상기 쐐기형실린더로드에 끼여 동시에 후진될 경우, 상기 지지체 분리탭의 끝단이 상기 지지체의 끝단을 지지하여 상기 쐐기형실린더로드로 부터 상기 지지체를 원활하게 분리하는 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 균열확장유닛은,
상기 수축압관 또는 상기 팽창압관과 연결되고 상기 수축압관 또는 상기 팽창압관으로 부터 일정압력의 유압 또는 수압을 공급받아 길이방향에 일정간격 이격되어 형성되는 제2분사구에 공급하는 확장공급관;
상기 확장공급관의 둘레에 구비되는 제1러버;
상기 확장공급관과 상기 제1러버의 사이에 형성되는 이격공간;
상기 제1러버의 둘레에 구비되는 제2러버;
상기 제2러버의 둘레에 구비되는 제3러버;
상기 제1러버와 상기 제2러버의 양끝단을 지지하는 제1결합소켓;을 포함하되,
상기 수축압관 또는 상기 팽창압관으로 부터 공급되는 유압 또는 수압이 상기 제2분사구를 통해 상기 이격공간으로 유입되면, 상기 제1러버와 상기 제2러버 및 상기 제3러버를 순차적으로 가압하고 암반을 향해 팽창하는 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제3러버의 양끝단과 상기 제1결합소켓의 내측단 사이에는 상기 제2러버의 양측 둘레를 지지하는 제2결합소켓이 더 구비되는 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커가 제공될 수 있다.
본 발명의 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커에 따르면, 수압공급조절유닛을 통해 수압으로 암반에 선균열 생성 및 기존균열 확장 후, 균열확장유닛을 통해 기 발생된 균열을 고무팽창압으로 확장시켜 암반을 효율적으로 절개하는 효과가 있다.
또한, 유압 또는 수압에 의한 쐐기형실린더로드의 전진으로 지지체를 팽창시키고, 유압 또는 수압에 의한 고무팽창이 동시에 이루어져 암반의 내측면을 견고히 밀폐함으로서, 암반과의 접촉면적 증가와 밀폐력을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커의 패커유닛부분을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커의 패커유닛 부분의 작동관계를 설명하기 위한 도면,
도 4(a), (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커의 쐐기형실린더로드와 지지체 분리탭의 작동상태를 도시한 도면,
도 5는 도 1의 A-A'를 도시한 단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커의 균열확장유닛의 작동 전 상태를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커의 균열확장유닛의 작동 후 상태를 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커의 사용 상태도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커의 패커유닛부분을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커의 패커유닛 부분의 작동관계를 설명하기 위한 도면,
도 4(a), (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커의 쐐기형실린더로드와 지지체 분리탭의 작동상태를 도시한 도면,
도 5는 도 1의 A-A'를 도시한 단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커의 균열확장유닛의 작동 전 상태를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커의 균열확장유닛의 작동 후 상태를 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커의 사용 상태도이다.
이하의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커의 패커유닛부분을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커의 패커유닛 부분의 작동관계를 설명하기 위한 도면이고, 도 4(a), (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커의 쐐기형실린더로드와 지지체 분리탭의 작동상태를 도시한 도면이며, 도 5는 도 1의 A-A'를 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커의 균열확장유닛의 작동 전 상태를 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커의 균열확장유닛의 작동 후 상태를 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커의 사용 상태도이다.
도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명인 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커는 크게 패커유닛(100)과, 수압공급조절유닛(200)과, 수축압공급유닛(300)과, 팽창압공급유닛(400) 및 균열확장유닛(500)으로 구성된다.
패커유닛(100)은, 스테인리스 재질의 원통형상으로 구비된다.
이러한, 패커유닛(100)은 크게, 피스톤(101)과, 실린더튜브(102)와, 쐐기형실린더로드(110)와, 실린더로드커버(120)와, 지지체(130) 및 지지체 분리탭(140)을 포함하는 구성이다.
피스톤(101)은, 수축압관(310)과 팽창압관(410)을 포함하는 실린더튜브(102)의 내부에 구비되고, 실린더튜브(102)에 공급되는 유압 또는 수압과 일측이 맞닿고 유압 또는 수압에 의해 길이방향으로 이동된다.
이와 같은, 피스톤(101)은 진공상태 또는 반진공상태 중 어느 하나의 상태로 구비되어 유압 또는 수압의 세기를 조절할 수 있다.
아울러, 피스톤(101)은 일측에 가압체를 구비함으로써 유압 또는 수압의 팽창과 수축에 의해 길이방향으로 이동 시, 전진과 후진을 도모함과 동시에 강한 압박이 가능한 효과가 있음을 밝혀둔다.
또한, 쐐기형실린더로드(110)는 피스톤(101)의 타측과 맞닿고 피스톤(101)의 가압력에 의해 길이방향으로 이동하게 된다.
한편, 쐐기형실린더로드(110) 일측은 원추형의 쐐기 형상으로 제작되고, 쐐기형실린더로드(110)의 일측 끝단은 이하 설명될 지지체(130) 일측과 맞닿도록 위치되거나 지지체(130)의 내측 끝단에 일정길이 삽입된 형태로 구비될 수 있다.
이러한, 쐐기형실린더로드(110)의 타측은 피스톤(101)의 타측과 맞닿도록 형성되는데, 쐐기형실린더로드(110)는 피스톤(101)의 길이방향으로 이동과 동시에, 피스톤(101) 타측과 맞닿아 있으므로 쐐기형실린더로드(110)는 길이방향으로 이동과 동시에 피스톤(101) 일측에 형성된 실린더로드커버(120)의 내주면을 따라 이하 설명될 지지체(130)의 내측 끝단으로 삽입하게 된다.
지지체(130)는 원통형으로 제작되고, 패커유닛(100)의 일측 외주면에 구비되고 쐐기형실린더로드(110)가 실린더로드커버(120)의 내주면을 따라 삽입과 동시에 폭방향으로 확장되어 암반(B)의 내측면을 밀폐하게 된다.
여기서, 지지체(130)의 재질은 고무와 합성된 우레탄수지일 수 있다.
지지체(130)는 쐐기형실린더로드(110)가 삽입되는 길이에 따라 폭방향으로 확장되거나 축소하게 되는데, 지지체(130)는 암반(B)의 내측면을 밀폐하게 되고, 쐐기형실린더로드(110)는 지지체(130)의 하부면을 지지하여 지지체(130)가 축소되는 것을 방지함으로서 암반(B)의 내측면을 더욱 견고하게 밀폐하는 효과가 있다.
즉, 지지체(130)는 패커유닛(100) 측과 분리되어 있다가, 피스톤(101)에 유압 또는 수압이 제공되면, 피스톤(101)이 쐐기형실린더로드(110) 일측을 가압과 동시에 쐐기형실린더로드(110)가 실린더로드커버(120)의 내주면을 따라 지지체(130)의 하부측으로 삽입된 후, 쐐기형실린더로드(110)의 원추형상과 동일하게 지지체(130)가 폭방향으로 확장되어 암반(B)의 내측면을 견고히 밀폐하게 되는 것이다.
도 4(a), (b)에 도시된 바와 같이, 지지체 분리탭(140)은, 실린더로드커버(120)의 일측에 구비되는 구성이다.
더욱 상세하게는, 지지체 분리탭(140)은, 실린더로드커버(120)의 일측에서 쐐기형실린더로드(110)의 길이방향 중심 일측까지 형성되고, 지지체(130)가 쐐기형실린더로드(110)에 끼여 동시에 후진될 경우, 지지체 분리탭(140)의 끝단이 지지체(130)의 끝단을 지지하여 쐐기형실린더로드(110)로 부터 지지체(130)를 원활하게 분리하는 역할을 한다.
즉, 지지체 분리탭(140)을 구비함으로서, 쐐기형실린더로드(110)가 후진 시 지지체 분리탭(140)이 지지체(130)의 끝단을 지지할 수 있어 지지체(130)가 쐐기형실린더로드(110)로 부터 원활하게 분리될 수 있는 것이다.
결과적으로, 지지체 분리탭(140)은 쐐기형실린더로드(110)의 후진와 동시에, 지지체(130)를 쐐기형실린더로드(110)로 부터 원활하게 분리되는 것을 도모할 수 있고, 지지체(130)를 폭방향으로 축소시킴으로서 패커유닛(100)을 천공구멍으로 부터 용이하게 철거할 수 있는 효과가 있는 것이다.
아울러, 지지체 분리탭(140)은 원통형으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 당업자에 의해 지지체(130)의 끝단을 지지할 수 있도록 다양한 형상으로 제작될 수 있음을 밝혀둔다.
여기서, 지지체 분리탭(140)은 실린더로드커버(120)의 일측과 일체형으로 제작되거나, 분리형으로 제작되어 용접 등의 접착수단을 통해 접착되어 구비될 수 있다.
이와 같은, 지지체 분리탭(140)은 스틸재질로 제작되어 우레탄수지 등으로 제작되는 지지체(130)의 끝단을 견고하게 지지하여 분리시킬 수 있다.
또한, 쐐기형실린더로드(110)의 길이방향 스트로크(Stroke)는 12 ~ 30 cm 사이가 바람직하다.
쐐기형실린더로드(110)의 길이방향 스트로크가 12 cm 미만일 경우, 쐐기형실린더로드(110)가 실린더로드커버(120)의 내주면을 따라 지지체(130)의 하부측으로 일정길이가 삽입되지 않으므로, 지지체(130)가 폭방향으로 적정길이가 확장되지 않아 지지체(130)가 암반(B)의 내측면을 밀폐하지 못하는 문제점이 있으며, 쐐기형실린더로드(110)의 길이방향 스트로크가 30 cm 를 초과할 경우, 쐐기형실린더로드(110)가 실린더로드커버(120)의 내주면을 따라 지지체(130)의 하부측으로 일정길이 이상 삽입되어 지지체(130)가 파손되거나, 폭방향으로 일정길이 이상 확장되어 지지체(130)가 암반(B)의 내측면을 무리하게 밀폐하여 지지체(130)가 가압력을 견디지 못해 파손되는 문제점이 있으므로, 쐐기형실린더로드(110)의 길이방향 스트로크(Stroke)는 12 ~ 30 cm 사이가 바람직하다.
수압공급조절유닛(200)은, 패커유닛(100)의 내부 길이방향에 형성되는 수압관(210)과, 수압관(210)의 길이방향 중앙에 일정간격 이격되어 형성되는 제1분사구(220)로 구성되며, 수압관(210)을 통해 제1분사구(220)에 일정압력의 수압을 공급한다.
더욱 상게하게는, 수압공급조절유닛(200)은, 패커유닛(100)의 내부 중앙 길이방향으로 관통되는 수압관(210)이 설치되는데, 수압관(210)에 일정압력의 수압을 공급하게 되고, 제1분사구(220) 측으로 일정압력의 수압을 공급하고 암반(B)을 향해 수압을 분사함으로써 수압을 통해 암반(B)에 균열을 발생시키게 된다.
이때, 수압공급조절유닛(200)은, 수압관(210)으로 전달하는 수압을 조절하는 별도의 수압조절부(미도시)가 설치될 수 있는데, 수압조절부(미도시)에서 수압관(210)으로 유입되는 수압 및 유속 등을 조절하여 적정 수압을 제공할 수 있다.
한편, 제1분사구(220)는 수압관(210)의 길이방향과 폭방향으로 복수개 설치될 수 있고, 제1분사구(220)의 지름은 다양한 형상으로 제작될 수 있으며, 제1분사구(220)는 일정각도 편심되게 설치되어 암반(B)의 지반 및 균열상태 등을 고려하여 설치될 수 있다.
수축압공급유닛(300)은, 수압관(210)의 일측에 일정간격 이격되어 설치되는 수축압관(310)이 설치되어 수축압관(310) 측으로 일정압력의 유압 또는 수압을 공급하게 된다.
팽창압공급유닛(400)은, 수압관(210)의 타측에 일정간격 이격되어 설치되는 팽창압관(410)이 설치되어 팽창압관(410) 측으로 일정압력의 유압 또는 수압을 공급하게 된다.
여기서, 수축압관(310)과 팽창압관(410)은, 패커유닛(100)의 내면 길이방향을 왕복되도록 형성됨으로서, 피스톤(101)을 길이방향으로 전진과 후진이 가능한 복동형으로 제작되는 것이다.
이와 더불어, 수축압관(310)과 팽창압관(410)은, 패커유닛(100)의 일측에 유압 또는 수압을 유입하는 팽창압유입구(420)가 설치되고, 패커유닛(100)의 타측에 유압 또는 수압을 수축하는 수축압유입구(430)가 설치됨으로서, 유압 또는 수압의 팽창과 수축을 반복할 수 있다.
균열확장유닛(500)은, 패커유닛(100)과 연결되어 구비되는 구성이다.
이러한, 균열확장유닛(500)은 크게, 확장공급관(510)과, 제1러버(520)와, 이격공간(530)과, 제2러버(540)와, 제1결합소켓(550) 및 제3러버(560)를 포함하는 구성이다.
더욱 상세하게는, 균열확장유닛(500)은, 수축압관(310) 또는 팽창압관(410)과 연결되고 수축압관(310) 또는 팽창압관(410)으로 부터 일정압력의 유압 또는 수압을 공급받아 길이방향에 일정간격 이격되어 형성되는 제2분사구(511)에 공급하는 확장공급관(510)과, 확장공급관(510)의 둘레에 구비되는 제1러버(520)와, 확장공급관(510)과 제1러버(520)의 사이에 형성되는 이격공간(530)과, 제1러버(520)의 둘레에 구비되는 제2러버(540)와, 제2러버(540)의 둘레에 구비되는 제3러버(560) 및 제1러버(520)와 제2러버(540)와 제3러버(560)의 양끝단을 지지하는 제1결합소켓(550)을 포함한다.
확장공급관(510)은, 수축압관(310) 또는 팽창압관(410)과 연결되는데, 제1결합소켓(550)의 중심을 관통하여 일정길이 연장되어 구비된다.
제2분사구(511)는, 확장공급관(510)의 길이방향과 폭방향으로 복수개 설치될 수 있고, 제2분사구(511)의 지름은 다양한 형상으로 제작될 수 있으며, 제2분사구(511)는 일정각도 편심되도록 설치될 수 있다.
제1러버(520)는, 확장공급관(510)의 길이에 대응되도록 구비되는데, 제1러버(520)의 양끝단은 제1결합소켓(550)의 내측단을 지지하게 된다.
이때, 제1러버(520)의 양끝단은 제1결합소켓(550)의 내측단과 나사결합을 통해 고정될 수도 있다.
확장공급관(510)과 제1러버(520)의 사이에는 이격공간(530)이 형성된다.
더욱 상세하게는, 이격공간(530)은 제1러버(520) 내측면의 일부를 제거함으로써 공간이 형성되고, 이를 통해, 확장공급관(510)과 제1러버(520)의 사이에 이격공간(530)이 형성되는 것이다.
이때, 이격공간(530)의 길이는 확장공급관(510)의 길이와 동일하거나 확장공급관(510)의 길이보다 작게 제작될 수 있으나, 확장공급관(510)의 길이보다 작게 제작되어 제2분사구(511)를 통해 유입되는 유압 또는 수압이 누유되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
제2러버(540)는 제1러버(520)의 둘레에 구비되는 구성이다.
이러한, 제2러버(540)는 제1러버(520)의 길이보다 길게 제작되어 제1러버(520)의 둘레를 감싸게 되고, 제2러버(540)의 양끝단은 제1결합소켓(550)의 내측단을 지지하게 된다.
이때, 제2러버(540)의 양끝단은 제1결합소켓(550)의 내측단과 나사결합을 통해 고정될 수도 있다.
한편, 제2러버(540)의 둘레에는 제3러버(560)가 더 구비된다.
이러한, 제3러버(560)는 제2러버(540)의 길이보다 작게 형성되고, 제2러버(540)의 중심에 위치하게 된다.
여기서, 상기 제3러버(560)의 양끝단과 상기 제1결합소켓(550)의 내측단 사이에는 상기 제2러버(540)의 양측 둘레를 지지하는 제2결합소켓(570)이 더 구비된다.
결과적으로, 제2결합소켓(570)은 제2러버(540)의 양측 둘레를 지지함과 동시에 제3러버(560)의 양끝단을 지지하게 된다.
이와 같은, 균열확장유닛(500)은 수축압관(310) 또는 팽창압관(410)으로 부터 공급되는 유압 또는 수압이 상기 제2분사구(511)를 통해 상기 이격공간(530)으로 유입되면, 제1러버(520)와 제2러버(540) 및 제3러버(560)를 순차적으로 가압하고 암반(B)을 향해 팽창하게 된다.
여기서, 이격공간(530)에는 수축압관(310) 또는 팽창압관(410)으로 부터 공급되는 유압 또는 수압이 항시 잔존하는 것이 바람직한데, 예를 들어, 수축압관(310)을 통해 유압 또는 수압이 유입된 후, 팽창압관(410)으로 유압 또는 수압이 배출될 때, 이격공간(530)에는 유압 또는 수압이 항시 잔존할 수 있도록 수축압공급유닛(300)과 팽창압공급유닛(400)에서 유량조절을 수행하는 것이 바람직하다.
한편, 이격공간(530)에 제2분사구(511)를 통해 일정량의 유압 또는 수압이 유입되어 이격공간(530)을 채우게 되고, 이와 동시에, 유입되는 유압 또는 수압이 일정량 이상되면, 유압 또는 수압은 제1러버(520)를 가압함과 동시에, 제2러버(540) 및 제3러버(560)를 순차적으로 가압하게 되고, 제3러버(560)는 균열확장유닛(500)의 외측면 보다 더 볼록하게 돌출되어 암반(B)을 지지하고 가압하게 된다.
이와 반대로, 이격공간(530)에서 제2분사구(511)를 통해 일정량의 유압 또는 수압이 배출되면 제1러버(520)와 제2러버(540) 및 제3러버(560)가 순차적으로 팽창이 해제됨과 동시에, 암반(B)과 이격되며 균열확장유닛(500)의 외측면과 동일 선상으로 수축되어 암반(B)을 지지하지 않게 된다.
한편, 제1러버(520)와 제2러버(540) 및 제3러버(560)는 탄성이 있는 고무, 바이톤, 우레탄 등의 재질로 제작될 수 있고, 특히, 제1러버(520)는 브리드(breed) 재질로 제작되어 유입되는 유압 또는 수압으로부터 내구성과 피로성을 확보하는 것이 바람직하다.
즉, 균열확장유닛(500)은 상술된 수압공급조절유닛(200)과 더불어 암반(B)을 절개할 수 있는데, 수압공급조절유닛(200)에서 일정압력의 수압을 암반(B)을 향해 분사하여 암반(B)에 균열을 발생시키고, 균열확장유닛(500)을 통해 균열이 발생된 암반(B)을 가압하여 암반을 팽창시킴으로써 암반(B)을 손쉽게 절개할 수 있다.
따라서, 본 발명의 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커에 따르면, 수압공급조절유닛을 통해 수압으로 암반에 선균열 생성 및 기존균열 확장 후, 균열확장유닛을 통해 기 발생된 균열을 고무팽창압으로 확장시켜 암반을 효율적으로 절개하는 효과가 있다.
또한, 유압 또는 수압에 의한 쐐기형실린더로드의 전진으로 지지체 팽창, 유압 또는 수압에 의한 고무팽창이 동시에 이루어져 암반의 내측면을 견고히 밀폐함으로서, 암반과의 접촉면적과 밀폐력을 향상시키는 효과가 있다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
100 : 패커유닛 101 : 피스톤
102 : 실린더튜브 110 : 쐐기형실린더로드
120 : 실린더로드커버 130 : 지지체
140 : 지지체 분리탭 200 : 수압공급조절유닛
210 : 수압관 220 : 제1분사구
300 : 수축압공급유닛 310 : 수축압관
400 : 팽창압공급유닛 410 : 팽창압관
420 : 팽창압유입구 430 : 수축압유입구
500 : 균열확장유닛 510 : 확장공급관
511 : 제2분사구 520 : 제1러버(rubber)
530 : 이격공간 540 : 제2러버(rubber)
550 : 제1결합소켓 560 : 제3러버(rubber)
570 : 제2결합소켓 B : 암반
102 : 실린더튜브 110 : 쐐기형실린더로드
120 : 실린더로드커버 130 : 지지체
140 : 지지체 분리탭 200 : 수압공급조절유닛
210 : 수압관 220 : 제1분사구
300 : 수축압공급유닛 310 : 수축압관
400 : 팽창압공급유닛 410 : 팽창압관
420 : 팽창압유입구 430 : 수축압유입구
500 : 균열확장유닛 510 : 확장공급관
511 : 제2분사구 520 : 제1러버(rubber)
530 : 이격공간 540 : 제2러버(rubber)
550 : 제1결합소켓 560 : 제3러버(rubber)
570 : 제2결합소켓 B : 암반
Claims (8)
- 패커유닛(100);
상기 패커유닛(100)의 내부 중앙 길이방향에 형성되는 수압관(210)과, 상기 수압관(210)의 길이방향 중앙에 일정간격 이격되어 형성되는 제1분사구(220)와, 상기 수압관(210)을 통해 상기 제1분사구(220)에 일정압력의 수압을 공급하는 수압공급조절유닛(200);
상기 수압관(210)의 일측에 일정간격 이격되어 설치되는 수축압관(310)과, 상기 수축압관(310)에 일정압력의 유압 또는 수압을 공급하는 수축압공급유닛(300);
상기 수압관(210)의 타측에 일정간격 이격되어 설치되는 팽창압관(410)과, 상기 팽창압관(410)에 일정압력의 유압 또는 수압을 공급하는 팽창압공급유닛(400);
상기 패커유닛(100)과 연결되어 구비되는 균열확장유닛(500);을 포함하며,
상기 패커유닛(100)은,
상기 수축압관(310)과 상기 팽창압관(410)을 포함하는 실린더튜브(102)와, 상기 실린더튜브(102) 내부에 구비되고 상기 실린더튜브(102)에 공급되는 상기 유압 또는 수압과 일측이 맞닿고 상기 유압 또는 수압에 의해 길이방향으로 이동되는 피스톤(101)과, 상기 피스톤(101)의 타측과 맞닿고 상기 피스톤(101)의 가압력에 의해 길이방향으로 이동되는 쐐기형실린더로드(110)와, 상기 패커유닛(100)의 일측 외주면에 구비되고 상기 쐐기형실린더로드(110)가 상기 피스톤(101)의 일측에 형성된 실린더로드커버(120)의 내주면을 따라 삽입과 동시에 폭방향으로 확장되는 지지체(130)와, 상기 실린더로드커버(120)의 일측에 구비되어 상기 쐐기형실린더로드(110)의 후진 시, 상기 쐐기형실린더로드(110)에 끼워진 상기 지지체(130)의 분리를 원활하게 유도하기 위한 지지체 분리탭(140)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 수축압관(310)과 상기 팽창압관(410)은,
상기 패커유닛(100)의 내면 길이방향을 왕복되도록 형성되어, 상기 피스톤(101)을 길이방향으로 전진과 후진이 가능한 복동형으로 제작되는 것을 특징으로 하는 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커.
- 청구항 1에 있어서,
상기 수축압관(310)과 상기 팽창압관(410)은,
상기 패커유닛(100)의 일측에 설치되는 팽창압유입구(420)와, 상기 패커유닛(100)의 타측에 설치되는 수축압유입구(430)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커.
- 청구항 1에 있어서,
상기 지지체(130)의 재질은 고무와 합성된 우레탄수지인 것을 특징으로 하는 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커.
- 청구항 1에 있어서,
상기 지지체 분리탭(140)은,
상기 실린더로드커버(120)의 일측에서 상기 쐐기형실린더로드(110)의 길이방향 중심 일측까지 형성되고,
상기 쐐기형실린더로드(110)가 후진될 때 상기 지지체(130)가 상기 쐐기형실린더로드(110)에 끼여 동시에 후진될 경우, 상기 지지체 분리탭(140)의 끝단이 상기 지지체(130)의 끝단을 지지하여 상기 쐐기형실린더로드(110)로 부터 상기 지지체(130)를 원활하게 분리하는 것을 특징으로 하는 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커.
- 청구항 1에 있어서,
상기 균열확장유닛(500)은,
상기 수축압관(310) 또는 상기 팽창압관(410)과 연결되고 상기 수축압관(310) 또는 상기 팽창압관(410)으로 부터 일정압력의 유압 또는 수압을 공급받아 길이방향에 일정간격 이격되어 형성되는 제2분사구(511)에 공급하는 확장공급관(510);
상기 확장공급관(510)의 둘레에 구비되는 제1러버(520);
상기 확장공급관(510)과 상기 제1러버(520)의 사이에 형성되는 이격공간(530);
상기 제1러버(520)의 둘레에 구비되는 제2러버(540);
상기 제2러버(540)의 둘레에 구비되는 제3러버(560);
상기 제1러버(520)와 상기 제2러버(540)의 양끝단을 지지하는 제1결합소켓(550);을 포함하되,
상기 수축압관(310) 또는 상기 팽창압관(410)으로 부터 공급되는 유압 또는 수압이 상기 제2분사구(511)를 통해 상기 이격공간(530)으로 유입되면, 상기 제1러버(520)와 상기 제2러버(540) 및 상기 제3러버(560)를 순차적으로 가압하고 암반을 향해 팽창되는 것을 특징으로 하는 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커.
- 청구항 7에 있어서,
상기 제3러버(560)의 양끝단과 상기 제1결합소켓(550)의 내측단 사이에는 상기 제2러버(540)의 양측 둘레를 지지하는 제2결합소켓(570)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 수압과 고무팽창압을 이용한 하이브리드형 암반절개 패커.
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