KR200429346Y1 - 피스톤이 두꺼운 에어 해머 - Google Patents

Abstract

지하수, 온천개발 및 기초토목공사의 어스 앙카작업 공정중 천공작업에 있어서, 종래 피스톤의 얇은 부분이 파손되는 문제점을 보완하여, 에어 해머의 수명을 연장하기 위하여 안출된 것으로, 피스톤과 압축공기 분배기를 개선하고, 인너 슬리브, 인너 슬리브 스토퍼, 푸시 링을 추가하여 에어 해머의 성능을 향상했다.

지하수개발, 온천개발, 어스앙카, 토목공사,지열천공

Description

피스톤이 두꺼운 에어 해머{AIR HAMMER OF HEAVYDUTY PISTON}

도 1은 천공장비를 이용한 일반적인 천공방법을 도시한 상태도;

도 2는 종래기술에 따른 에어 해머의 분해 사시도;

도 3은 종래기술에 따른 에어 해머의 조립 단면도;

도 4는 종래기술에 따른 에어 해머의 피스톤의 사시도와 단면도;

도 5는 종래기술에 따른 에어 해머의 압축공기 분배기의 사시도와 단면도;

도 6은 본 고안에 따른 에어 해머의 분해 사시도 이다.

도 7은 본 고안에 따른 에어 해머의 조립 단면도;

도 8은 본 고안에 따른 에어 해머의 피스톤이 두꺼운 사시도와 단면도;

도 9는 본 고안에 따른 에어 해머의 압축공기 분배기의 사시도와 단면도;

도 10은 본 고안에 따른 피스톤이 두꺼운 것(532)과 종래의 피스톤(530)을 비교한 사시도와 단면도;

도 11은 본 고안에 따른 에어 해머의 톱서브의 사시도와 단면도;

도 12는 본 고안에 따른 에어 해머의 인너슬리브의 사시도와 단면도;

도 13은 본 고안에 따른 에어 해머의 인너슬리브 스토퍼의 사시도와 단면도;

도 14는 본 고안에 따른 에어 해머의 푸시 링의 사시도와 단면도;

도 15는 본 고안에 따른 에어 해머의 스넵 링의 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

510: 외피 512: 외피 520: 척

525: 비트 링 526: 오 링 527: 가이드 부시

528: 스넵 링 530: 피스톤 532: 피스톤

540: 압축공기 분배기 542: 압축공기 분배기 550: 압축공기 분배기 컵

551: 인너 슬리브 552: 인너 슬리브 스토퍼 553: 스냅 링

554: 푸시 링 560: 판 스프링 562: 판 스프링

570: 판 스프링 홀더 575: 판 스프링 홀더 580: 체크 밸브

585: 코일 스프링 590: 톱서브 592: 톱서브

본 고안은 지하수 개발, 온천 개발, 기초토목공사의 어스 앙카공정 중, 천공작업에 에어 해머를 사용하여 착정 및 천공을 할 때, 비트에 충격력을 가하여 토사층이나 암반 등 다양한 지반을 파쇄하는데, 이 비트에 충격력을 지원하는 에어 해머(500)에 관한 것이다.

일반적인 지하수개발, 온천개발, 천공작업은 도 1에 도시한 천공장비(100)를 이용하되, 공기압축기(200)에서 지원받은 압축공기가 로타리해드(300)와 연장파이프 (400)를 통하여 상기의 에어 해머(500)에 압축공기가 도달하면 에어 해머(500)내부의 피스톤이 상하 반복작용을 하면서 비트(600)를 타격하고, 이 비트(600)가 다양 한 지반을 부숴 굴착이 이루어진다.

여기에 사용하는 에어 해머(500)의 구성품을 대별하면, 척(520), 외피(510), 피스톤(530), 압축공기 분배기(540), 톱서브(550)로 나눌 수 있으며, 각 부품의 역할로는 척(520)은 외피(510)의 아래쪽에 결합 되며 에어 해머(500)와 비트(600)를 결합시켜 주기 위한 것이고, 외피(510)는 피스톤(530)의 외주면을 감싸고 피스톤의 왕복운동을 자연스럽게 하며, 압축공기 분배기(540)는 피스톤이 왕복운동을 할 수 있게 공기를 분배하고, 톱서브(590)는 외피(510)의 위쪽에 결합 되며 에어 해머(500)에 압축공기를 공급하기 위한 연장파이프(400)에도 연결하는 역할을 한다.

예를 들면 도 1에 도시한 바와 같이 6인치 에어 해머를 이용하여 일반적인 지하수, 온천개발 천공작업을 할 경우, 에어 해머(500)(외경;약142mm)에, 에어 해머보다 약간 큰 직경(약152mm)의 비트(600)를 에어 해머(500)의 선단에 결합하여 다양한 지반을 굴착하게 되는데, 로타리 해드(300)의 행정 길이만큼 연속적으로 연장파이프(400)를 연결해 가면서 설계 깊이까지 천공을 한다.

이와 같이 천공장비(100)에 장착되어 사용되는 종래의 에어 해머(500)는 도 3에 도시한 바와 같이 톱서브(590) 상부의 공기유입구(a)를 통해서 유입된 공기는 체크밸브(580)를 밀고 판 스프링 홀더(570)의 구멍(b)을 지나 압축공기 분배기(540)의 구멍(c)를 통해서, 피스톤(530)의 외측 공간(d)을 지나 외피(510)의 홈(e)과 피스 톤(530)의 외측 공간(f)을 지나서 압력 발생공간(g)에 이르고 압축공기 분배기(540)의 h를 기준으로 해서 i공간과 피스톤(530)의 압력 발생공간(g) 사이에 급격한 압력차이가 발생 하고, 이 압력차이에 의해 피스톤(530)이 상승하게 되고, 이때 피스톤(530)의 i공간에 차있던 공기는 압축공기 분배기(540)의 j구멍을 통해서 피스톤(530)의 k공간과 비트(600)의 L구멍을 통해 밖으로 토출되는 한편, 피스톤(530)이 상승하여 피스톤(530)의 v공간이 압축공기 분배기(540)의 h부분에 이르면 피스톤(530)의 x부분에도 톱서브(590)의 공기유입구(a)를 통해서 유입된 공기의 압력이 작용하여 피스톤(530)은 원래의 위치로 돌아가게 되면서 피스톤(530)이 비트(600)의 상부면(m)을 타격하고 한 행정을 마치고, 이와 같이 반복함으로써, 토사층, 암반층 및 다양한 지반을 굴착하게 되는 것이다.

또한, 천공작업중에 고속왕복 충격상하운동으로 인하여 약 2000m 내지 2500m정도 사용하면, 도 4에 도시한 바와 같이 핵심 부품인 피스톤(530)의 얇은 부분(535)이 파손되어 사용할 수 없게 되고, 파손되지않더라도 미끄럼 부분(537)이 마모되고, 도 5에 도시한 바와 같이 압축공기 분배기(540)의 활주면(545)이 마모되어 공기의 압축력이 약해짐으로 인해 충격력이 떨어져 굴착이 어렵게 된다.

본 고안은 도 4에 도시한 종래의 피스톤의 얇은 부분(535)이 파손되는 문제점을 해결하여, 종래의 에어 해머(500)의 수명을 연장하기 위하여 안출된 것으로, 도 8에 도시한 피스톤(532)과 도 9에 도시한 압축공기 분배기(542), 도 10에 도시한 판 스프링(562)과 도 11에 도시한 톱서브(592)의 구조를 바꾸고 압축공기의 흐름을 바꾸어 에어 해머(502)의 성능을 향상하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 지하수, 온천개발 앙카작업 공정중 토사층이나 암반층을 천공할 때, 공기압축기의 압축공기를 지원받아 천공장비에 장착하여 천공작업을 실시하는 에어 해머에 있어서, 종래의 피스톤(530)의 얇은 부분(535)을 분리하여 도 12에 도시한 인너 슬리브(551)를 구성하여 이 상단 내측에 둥근홈(X)을 만들고, 도 13에 도시한 인너 슬리브를 외피에 고정하는 역할을 하는 인너 슬리브 스톱퍼(552)는 두 조각으로 구성하고, 하 측부에 둥근 돌기(Y)를 만들어 이 둥근 돌기 부분을 도 12에 도시한 인너 슬리브(551) 내측의 둥근 홈(X)에 걸친 후, 이 상태를 유지하도록 도 15에 도시한 스넵 링(553)을 끼워넣고, 도 14에 도시한 푸시 링(554)으로 도 12에 도시한 인너 슬리브(551)를 누르게 한 다음, 이 위에 도 9에 도시한 압축공기 분배기(542)를 삽입하고, 압축공기 분배기(542)에는 체크밸브 스프링, 체크 밸브와 판 스프링을 설치하고, 도 11에 도시한 톱서브(592)를 삽입하는 구조로 한 피스톤이 두꺼운 에어 해머가 제공된다

이하, 본 고안을 도면에 따라 상세히 설명하면, 도 7에 도시한 바와 같이 톱서브(592)의 공기유입구(A)로 압축공기가 유입되면 톱서브(592)의 하부 구멍(B)를 통해 공기통로(C)를 지나 압축공기분배기(542)의 측면통로를 거쳐서 인너 슬리 브(551)와 외피(512) 사이의 통로 E, F를 지나서 피스톤의(532)의 공기통로 G와 H를 거쳐서 압력발생공간 I에 이르게 되고, 피스톤의 상부 J부분에서 대기압 상태인 공간 L과 압력을 받고 있는 공간 I가 격리가 되어있어 대기압 쪽으로 피스톤(532) 움직이게 되어 피스톤(532)이 상승하게 된다.

한편, 압축공기 분배기(542)와 인너 슬리브의 공간 L에 있던 공기는 피스톤(532)의공간(M)을 지나고 비트(600)의 구멍(N)을 통해서 대기로 방출된다.

이때 피스톤(532)의 상부 J가 인너 슬리브(551)의 홈(K)에 도달하면 대기압 상태의 L공간에 압축공기가 유입되어 피스톤(532)의 상부 O와 P에 압력이 작용하여 피스톤

(532)가 강제로 하강하여 원래의 위치가 되고, 피스톤(532)의 하단부가 비트의 상부(Q)에 충격을 가하게 되고 한 행정을 마치게 되는 것이다.

이와 같은 상기 동작을 반복함으로써 굴착이 이루어지는 것이다.

이상에서 살펴 본 바와 같이 피스톤을 두껍게 함으로서 외피가 닳아서 못 쓰게 될 때까지 에어 해머의 기능을 정상적으로 발휘함은 물론이고, 외피만을 다시 제작하여 에어 해머를 반복 사용할 수 있어, 에어 해머의 수명이 두 배로 늘어나 경제성이 향상된다.

Claims (2)

1. 지하수 착정 및 기초토목공사의 어스앙카 작업 공정의 천공작업을 수행하는 에어 해머에 있어서, 외피의 내부에서 고속왕복, 충격 상하운동을 하는 피스톤의 얇은 부분을 두껍게 하는 대신 인너 슬리브를 구성하고, 이 인너 슬리브의 상단 내측에 둥근 홈을 만들고, 인너 슬리브를 외피에 고정하는 역할을 하는 인너 슬리브 스톱퍼는 두 조각으로 구성하되, 인너 슬리브 스토퍼의 하측 외부에 둥근 돌기를 만들어 이 둥근 돌기 부분을 인너 슬리브 내측의 둥근 홈에 걸친 후, 이 상태를 유지하도록 인너 슬리브 스토퍼 내측의 홈에 스넵 링을 설치하고, 푸시 링으로 인너 슬리브를 누르게 한 것을 특징으로 하는 피스톤이 두꺼운 에어 해머.
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