KR200373343Y1 - 공압식 패커 - Google Patents

Abstract

본 고안은 지반 또는 경사면에 소정 깊이의 패커공을 천공한 후, 패커를 삽입하여 그라우트를 주입함으로써 지반을 강화하기 위한 것으로, 둘 이상의 그라우트주입공이 구비되는 헤드부와; 상기 그라우트주입공을 통해 주입된 그라우트를 외부로 토출하기 위한 이송관로인 이송부;를 포함하여 구성되어 주입되는 그라우트의 양을 증대시켜 그라우트의 이송속도를 높여줌으로써 이송관로 내부에서 그라우트가 응고되는 것을 방지하며, 패커 내부에서 공기 이송이 확실하도록 소정의 공간이 형성되는 공압식 패커를 제공한다.

Description

공압식 패커{Pneumatic packer}

본 고안은 공압식 패커에 관한 것으로, 구체적으로는 그라우팅 호스를 통하여 주입된 그라우트가 이송관 내부에서 응고되지 않고 지중으로 분사 가능하도록 한 공압식 패커에 관한 것이다.

일반적으로 패커는 연약지반 또는 절개지의 경사면을 안정화하기 위해 사용하는 장치로서, 지반 또는 경사면에 소정 깊이의 패커공을 천공한 다음 패커공에 패커를 삽입시킨 후, 패커 내부로 시멘트 밀크와 같은 그라우트를 주입함으로써 지중에 일종의 시멘트 기둥을 형성하여 지반을 강화하는데 사용되는 장치이다.

그러나, 종래의 패커는 그라우트 이송시 이송속도가 느려 이송관로 내부에서 응고되거나, 패커 내부로 주입된 공기의 흐름이 원할치 못해 패커공의 외부로 그라우트가 분출되는 등의 단점이 발생되었다.

따라서, 상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은 주입되는 그라우트의 양을 증대시켜 이송속도를 높여줌으로써 이송관로 내부에서 그라우트가 응고되는 것을 방지하며, 패커 내부에서 공기 이송이 확실하도록 소정의 공간이 형성되는 공압식 패커를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안에 따른 공압식 패커를 나타내는 사시도.

도 2는 본 고안에 따른 공압식 패커의 분해사시도.

도 3a와 도 3b는 패커헤드의 A-A 단면과 B-B 단면을 나타내는 도면.

도 4는 본 고안에 따른 공압식 패커의 단면도.

도 5a와 도 5b는 본 고안에 따른 공압식 패커의 사용상태를 나타내는 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

헤드부 : 100 패커헤드 : 110

상부 패커보스 : 120 공기실 : 130

이송부 : 200 이송관 : 210

패커고무 : 220 고정구 : 230, 330

마감부 : 300 하부 패커보스 : 310

캡 : 320

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안 공압식 패커는 둘 이상의 그라우트주입공이 구비되는 헤드부와; 상기 그라우트주입공을 통해 주입된 그라우트를 외부로 토출하기 위한 이송관로인 이송부;를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 헤드부는 상기 그라우트주입공이 일단에 형성되며 이와 연통되는 그라우트배출공이 타단에 형성되는 패커헤드와, 상기 패커헤드의 타단에 결합되며그라우트 배출방향으로 돌출되는 연결관이 구비되는 상부 패커보스를 포함하고; 상기 이송부는 상기 그라우트배출공과 연통되도록 상기 연결관을 관통하여 결합되는 이송관을 포함하여 구성된다.

이하, 본 고안에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 공압식 패커를 나타내는 사시도로, 도면을 참조하면 본 고안 공압시 패커는 그 역할에 따라 세부분으로 구성된다. 우선, 외부로부터 그라우트와 공기가 주입되는 헤드부(100)와, 일단이 상기 헤드부(100)와 결합되어 주입되는 그라우트를 이송하는 이송부(200)와, 상기 이송부(200)의 타단에 결합되며 상기 헤드부(100)와 상기 소정의 거리로 이격되는 마감부(300)를 포함하여 구성된다.

도 2는 본 고안에 따른 공압식 패커의 분해사시도이고, 도 3a와 도 3b는 패커헤드의 A-A 단면과 B-B 단면을 나타내는 도면이며, 도 4는 본 고안에 따른 공압식 패커의 단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 헤드부(100)는 패커헤드(110)와, 상기 패커헤드(110)와 결합되는 상부 패커보스(120)와, 패커헤드(110)와 상부 패커보스(120) 사이에 구비되는 패킹(P)으로 구성된다.

상기 패커헤드(110)는 대경부와 소경부로 구성되는 다단의 원기둥형상으로 소경부의 단부측 외주면에는 결합용 수나사(111)가 형성된다. 그리고, 대경부의 단부면에는 그라우트와 공기가 유입 가능하도록 그라우트주입공(113a)과 공기주입공(115a)이 형성되고, 상기 대경부의 단부면에 대향하는 소경부의 단부면에는 상기그라우트주입공(113a)과 연통되는 그라우트배출공(113b)이 형성된다. 또한, 상기 패커헤드(110)의 소경부 중 상기 수나사(111)가 형성되지 않은 측면에는 상기 공기주입공(115a)과 연통되는 공기배출공(115b)이 형성된다.

이때, 상기 패커헤드(110)의 소경부에는 상기 공기배출공(115b)을 통해 유출되는 공기가 이송부(200)측으로 이송 가능하도록 소정의 깊이를 갖는 홈(117)이 공기배출공(115b)에서 상기 소경부의 단부면까지 연장된다.

한편, 상기 패커헤드(110)의 대경부 단부면에 형성되는 그라우트주입공(113a)은 외부에서 압송되는 그라우트의 주입량을 증대시키기 위하여 둘 이상으로 형성되고 패커헤드(110) 내에서 모아져 하나의 그라우트배출공(113b)과 연통되는 바, 이는 주입량을 증대시켜 그라우트 이송속도는 높여줌으로써 상기 이송부(200) 내부에서 그라우트가 응고되는 것을 방지하기 위함이다. 여기서, 종래에 사용되던 그라우트주입공은 하나로 형성되어 공기주입공에 의해 그 크기가 일정면적 이하로 제한되어왔으나, 본 고안은 그랑우트주입공 복수개를 이용하여 종래보다 더 큰 면적을 형성함으로써 그라우트 주입량을 증대시켰다.

상기 상부 패커보스(120)는 상기 패커헤드(110)와 유사한 다단의 원기둥형상으로 형성되어지되, 패커헤드(110)와 결합되는 일단부에는 그 단부면에서 소정거리만큼 이격된 위치에서부터 상기 수나사(111)와 결합 가능하도록 내주면 상에 암나사(121)가 형성되고, 타단부에는 상기 이송부(200)가 결합 가능하도록 연결관(123)이 돌출되도록 형성된다. 이때, 상기 암나사가 상기 패커보스의 일단부까지 형성되지 않기 때문에 상부 패커보스(120)는 상기 패커헤드(110)와 체결된 상태에서 패커헤드(110)의 공기배출공(115b)이 형성된 부분의 외주면과 상부 패커보스(120)의 일단부측 내주면 사이에 소정의 부피를 갖는 공기실(130)이 구비되며, 상기 공기실(130)은 상기 공기배출공(115b)과 연통된다.

여기서, 상기 패킹(P)은 상기 패커헤드(110)와 상부 패커보스(120) 사이에 형성된 공기실(130)에서 공기가 누출되는 것을 방지하고자 상기 패커헤드(110)의 대경부에 인접한 소경부 외주면에 장착된다.

상기 이송부(200)는 그라우트를 이송하기 위한 이송관(210)과, 지중으로 분출되는 그라우트가 패커공을 통하여 외부로 분출되는 것을 차단하기 위한 패커고무(220)와, 상기 패커고무(220)의 일단부를 상기 연결관(123)에 고정하기 위한 고정구(230)로 구성된다.

상기 이송관(210)은 파이프 형상으로 상기 연결관(123)을 관통하여 상기 그라우트배출공(113b)에 기밀이 유지되도록 삽입되어지되, 연결관(123)과는 소정의 간격으로 이격된다.

또한, 상기 패커고무(220)는 이송관(210)이 삽입되어 결합되도록 파이프 형상으로 형성된다. 상기 패커고무(220)의 내주면과 이송관(210)의 외주면 사이에 소정에 틈(240)이 구비되어 상기 공기실(130)과 연통된다. 이는, 외부로부터 주입되는 공기가 상기 패커고무(220)를 팽창시켜 본 고안에 따른 패커가 삽입되는 패커공을 막아 분출되는 그라우트가 외부로 누출되는 것을 방지하기 위함이다.

또한, 상기 고정구(230)는 상기 공기실(130)을 통해 주입되는 공기의 압력에 의해 상기 패커고무(220)가 상기 연결관(123)에서 이탈되는 것을 방지하기 위한 것이다. 상기 고정구(230)의 내부에는 상기 상부 패커보스(120)와 결합시 패커고무(220)를 고정할 수 있도록 내측으로 돌출되는 요철(231)이 구비된다.

상기 마감부(300)는 상기 헤드부(100)의 반대편에 위치되어 상기 패커고무(220)를 기밀이 유지되는 상태로 상기 이송관(210)에 고정하기 위한 것으로, 패커고무(220)의 타단부에 일단부가 삽입되는 하부 패커보스(310)와, 상기 하부 패커보스(310)의 타단부에 결합되는 캡(320)과, 패커고무(220)를 고정하기 위한 고정구(330)와, 하부 패커보스(310)와 캡(320) 사이에 기밀을 유지하기 위한 패킹(P')으로 구성된다.

상기 하부 패커보스(310)는 상기 상부 패커보스(120)와 동일한 형상으로 상기 패커고무(220)의 타단부에 삽입되도록 일단부에는 연결관(311)이 돌출되고 내부에는 상기 이송관(210)이 관통되며 하부에는 결합용 암나사(313)가 형성된다. 상기 캡(320)은 일단부에 상기 암나사(313)와 결합 가능하도록 수나사(321)가 형성되며, 상기 이송관(210)이 관통되도록 내부에 삽입공(323)이 형성된다. 또한, 상기 패커고무(220) 내부의 기밀이 유지되도록 상기 하부 패커보스(310)와 캡(320) 사이에는 상기 패킹(P')이 구비되며, 상기 이송관(210)과 캡(320) 사이에는 또 다른 패킹(P")이 장착된다.

한편, 상기 패커고무(220)는 마감부(300) 측 일단부에 내부의 공기가 누출되는 것을 방지함과 동시에 연결관(311)과 이탈되는 것을 방지하기 위한 고정구(330)가 결합되는 바, 상기 고정구(330)는 상술한 이송부(200)의 고정구(230)와 동일한 것으로 상세한 설명은 생략키로 한다.

상기와 같이 구성된 공압식 패커의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 지반 또는 암반에 천공된 패커공에 본 패커를 삽입한 후, 외부에서 그라우트주입공(113a)을 통해 그라우트를 공급하면 공급된 그라우트는 이송관(210)을 통해 패커공으로 분출된다. 이때, 그라우트의 주입과 동시에 공기주입공(115a)을 통해 공급되는 압축공기는 공기실(130)과 패커헤드(110)의 홈(117)을 거쳐 상기 패커헤드(110)와 이송관(210) 사이의 간격으로 유입된 후, 이송관(210)과 패커고무(220) 사이에 구비된 틈(240)으로 유입되어 상기 패커고무(220)를 팽창시키게 되고, 이렇게 팽창된 패커고무(220)는 패커공의 내벽과 압착된다(도 5b).

이때, 본 고안 공압식 패커(100)는 복수개의 그라우팅주입공(113a)이 형성되어 다량의 그라우트가 주입될 수 있으며, 주입량을 증대됨에 따라 그라우트의 이송속도는 높아져 상기 이송부(200) 내부에서 그라우트가 응고되는 것을 방지한다. 또한, 상기 패커고무(220)를 팽창시키기 위한 압축공기가 이송부(200)측으로 이송 가능하도록 상기 패커헤드(110)의 소경부 단부면까지 연장되는 소정의 깊이를 갖는 홈(117)이 형성되는 바, 압축공기의 이송통로가 확보되어 패커고무(220)의 팽창과 압축동작이 확실하다.

상술한 바와 같은, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 공압식 패커의 구성을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

이상과 같은 본 고안 공압식 패커는, 복수개의 그라우트주입공이 구비되어 주입되는 그라우트의 양을 증대되는 바, 이송관 내부의 그라우트 이송속도를 높아짐으로 이송관 내부에서 그라우트가 응고되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 패커헤드 하부에 소정 크기의 홈이 형성되어 패커 내부의 공기 흐름이 원활해짐에 따라 패커고무를 팽창과 수축도 용이할 뿐만 아니라 패커공의 내부를 확실하게 밀폐할 수 있는 장점이 있다.

Claims (5)

1. 천공된 패커공에 삽입하여 그라우트를 주입함으로써 지반을 강화하기 위한 패커에 있어서,

   둘 이상의 그라우트주입공이 구비되는 헤드부와;

   상기 그라우트주입공을 통해 주입된 그라우트를 외부로 토출하기 위한 이송관로인 이송부;

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공압식 패커.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 헤드부는 상기 그라우트주입공이 일단에 형성되며 이와 연통되는 그라우트배출공이 타단에 형성되는 패커헤드와, 상기 패커헤드의 타단에 결합되며 그라우트 배출방향으로 돌출되는 연결관이 구비되는 상부 패커보스를 포함하고,

   상기 이송부는 상기 그라우트배출공과 연통되도록 상기 연결관을 관통하여 결합되는 이송관을 포함하는 것을 특징으로 하는 공압식 패커.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 헤드부는 상기 패커보스의 일단에 형성되는 공기주입공과, 이와 연통되며 패커보스의 타단에 형성되는 공기배출공이 추가로 구비되고,

   상기 이송부는 상기 이송관과 연결관이 내재되도록 결합되어지는 패커고무와, 상기 패커고무의 일단을 상기 연결관에 고정하기 위한 고정구를 더 포함하며,

   상기 이송부의 그라우트 배출방향 단부에 결합되어 상기 패커고무와 이송관 사이를 밀봉하는 마감부가 추가로 구비되어지되, 상기 연결관과 이송관 사이에는 상기 공기배출공과 연통되는 소정이 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 공압식 패커.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 패커고무와 상기 이송관 사이에는 상기 공간과 연통되는 틈이 구비되는 것을 특징으로 하는 공압식 패커.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 패커헤드와 패커보스 사이에는 소정의 공기실이 구비되며, 상기 패커헤드의 그라우트 배출방향 측 외주면에는 상기 공기실과 연통되는 소정 깊이의 홈이 그라우트 배출방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공압식 패커.