KR200439597Y1

KR200439597Y1 - 실린더형 진공-브레이크 엔드밸브

Info

Publication number: KR200439597Y1
Application number: KR2020070002962U
Authority: KR
Inventors: 정영수
Original assignee: 정영수
Priority date: 2007-02-20
Filing date: 2007-02-20
Publication date: 2008-04-21

Abstract

본 고안은 일 단부는 폐쇄되고 타 단부는 개방되어 있으며, 원통면에 적어도 하나의 배기구가 형성된, 중공 원통형 실린더와; 일 단부는 폐쇄되고 타 단부는 개방되어 있으며, 폐쇄된 타 단부 쪽의 원통면에 적어도 하나의 흡기구가 형성되어 있고, 상기 실린더 내에 적어도 일부가 삽입되어 임계압력 이하에서는 공기가 유입되도록 폐쇄된 타 단부가 상기 실린더의 외부로 노출되어 있고 임계압력 이상에서는 상기 흡기구가 폐쇄되도록 공기의 상기 실린더 내부로 이동되는, 중공 원통형 피스톤과; 임계압력 이하에서 상기 피스톤이 상기 실린더 내에서 간격을 유지하도록 상기 실린더와 피스톤 사이에 위치된 스프링;을 포함하는, 실린더형 진공-브레이크 엔드밸브를 제공한다.

본 고안의 구성에 의하면, 주입관 단부에서 압축되는 공기를 신속하고 원활히 배출시킴으로써, 주입관의 단부 근처의 밸브의 패킹이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 종래보다 고압으로 주입액을 주입할 수 있으므로, 주입액의 충진 시간이 줄어 주입관의 길이를 대폭 늘릴수 있다. 뿐만 아니라, 종래와 같이 주입관 단부에서 압축된 고압의 공기가 배출되는 것이 방지되므로, 굴착공으로부터 주입관이 튀어나오는 것을 예방하는 효과를 기대할 수 있다.

실린더, 피스톤, 스프링, 핀

Description

실린더형 진공-브레이크 엔드밸브 {CYLINDRICAL VACUUM-BRAKE END VALVE}

도 1은 굴착공에 삽입된 그라우팅 주입장치를 나타내는 단면도.

도 2는 주입관에 결합된 본 고안에 따른 실린더 진공 브레이크 엔드밸브를 나타내는 도면.

도 3은 본 고안에 따른 실린더와 피스톤이 결합되기 전 상태를 나타내는 사시도.

도 4는 공기가 배출되도록 본 고안에 따른 실린더와 피스톤이 결합된 상태를 나타내는 사시도.

도 5는 본 고안에 따른 실린더 내로 피스톤이 완전히 삽입된 상태를 나타내는 사시도.

도 6은 본 고안의 다른 실시에 따라 실린더의 가이드부 및 고정핀이 결합된 실린더 진공 브레이크 엔드밸브의 사시도.

도 7은 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 피스톤의 사시도.

<도면의 주요부호에 대한 간략한 설명>

1: 실린더형 진공브레이크 엔드밸브

10: 실린더

11: 바디

12: 가이드부

13: 배기구

15: O-링 시트

17: 핀

20: 피스톤

21: 바디

23: 흡기구

24: 배기구

25: O-링 시트

27: 핀홀

30: 스프링

110: 배출공

112: 주입관

114: 패킹

150: 굴착공

본 고안은 실린더 진공-브레이크 엔드밸브에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 그라우팅 주입관의 단부에 설치되는 밸브장치에 관한 것이다.

토목건설에 있어서, 연약지반이나 터널 굴착면을 보강하거나 인접지반으로 발생하는 누수를 억제하기 위해, 지반을 천공하고 다양한 종류의 주입재 약액을 주입하는 그라우팅 주입 공법이 사용되고 있다.

이러한 공법 중에서 일반적으로 우레탄 주입공법은 강도를 증대시키는 효과나 차수 효과가 우수하고 안정적인 것으로 알려져 있다. 그러나 우레탄 주입액은 겔타임(gel-time)이 짧아 그라우팅 주입관의 주입 길이가 제한되며, 따라서 토사나 단면이 큰 터널에 적용하기 어려운 단점이 있다.

또한, 주입액이 빨리 응고되는 점을 고려하여 주입관내 주입액이 충진되는 시간을 줄이기 위해, 고압으로 주입액을 주입하면 주입관의 길이를 연장시킬 수 있으나, 이 경우 굴착공과 주입관 사이의 마찰저항이 충분하지 못하므로 주입관이 굴착공으로부터 튀어나오게 되는 문제가 발생할 수 있다.

한편, 그라우팅 주입관에 형성된 배출공에는 공기와 주입액을 분사하는 밸브가 장착되어 있다. 주입액이 주입되면 주입관 내부에 있는 공기는 주입관의 막힌 단부에 고압으로 압축된다. 주입관 단부에서 압축된 공기는 단부에서 제일 가까운 밸브를 통해 먼저 고압으로 배출되기 시작된다. 이때, 고압으로 배출되는 공기는 배출공의 밸브에 설치된 팩킹이 빠지거나 파손되는 등의 손상을 일으키게 된다.

따라서, 본 고안은 주입관의 단부에 설치되는 실린더 진공-브레이크 엔드밸브를 통해, 상기의 문제점을 해결하는 것을 그 목적으로 한다.

구체적으로, 본 고안은 고압으로 주입액이 주입되는 동안 주입관 단부에서 압축되는 공기를 신속하고 원활히 배출시킴으로써, 주입관의 단부 근처의 밸브의 패킹이 손상되는 것을 방지는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 고안은 종래의 그라우팅 장치보다 주입액의 충진 시간을 줄일수 있도록 하여, 주입관의 길이를 대폭 늘릴수 있는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 고안은 굴착공으로부터 주입관이 튀어나오는 것을 방지하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안은 일 단부는 폐쇄되고 타 단부는 개방되어 있으며, 원통면에 적어도 하나의 배기구가 형성된, 중공 원통형 실린더와; 일 단부는 폐쇄되고 타 단부는 개방되어 있으며, 폐쇄된 일 단부 쪽의 원통면에 적어도 하나의 흡기구가 형성되어 있고, 상기 실린더 내에 적어도 일부가 삽입되어 임계압력 이하에서는 공기가 유입되도록 폐쇄된 일 단부가 상기 실린더의 외부로 노출되어 있고 임계압력 이상에서는 상기 흡기구가 폐쇄되도록 공기의 상기 실린더 내부로 이동되는, 중공 원통형 피스톤과; 임계압력 이하에서 상기 피스톤이 상기 실린더 내에서 간격을 유지하도록 상기 실린더와 피스톤 사이에 위치된 스프링;을 포함하는, 실린더형 진공-브레이크 엔드밸브를 제공한다.

또한, 상기 실린더는 개방된 타 단부로부터 뻗어나오는 두 개의 가이드부를 포함하고, 상기 가이드부의 단부에는 고정핀용 홀이 형성되어 있고, 상기 피스톤이 실린더에서 빠져나오는 것을 방지하도록 상기 홀에 고정핀이 삽입되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 실린더는 폐쇄된 일 단부 쪽 내부에 형성된 핀을 포함하고, 상기 피스톤은 상기 피스톤이 실린더 내부에서 이동시 길이방향 축에 대해 회전하지 않도록 상기 실린더의 핀과 결합되는 핀홀을 개방된 단부의 원주부에 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 실린더의 개방된 타 단부 쪽의 외주면과 상기 피스톤의 폐쇄된 일 단부 쪽의 외주면은 각각 밀봉용 O-링 시트를 포함하는 것이 바람직하다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 상술한 본 고안의 목적을 달성할 수 있는 실시예를 기술하고자 한다.

도 1은 그라우팅 주입장치를 나타내는 도면이다. 굴착면에 천공된 굴착공(150) 내로 그라우팅 주입장치의 주입관(112)이 삽입되어 있다. 주입관(112)에는 일정 간격으로 배출공(110)이 형성되어 있다. 주입액이 그라우팅 주입장치의 주입구(116)를 통해 주입관(112) 내로 유입된다. 주입액의 주입시 주입관 내부의 공기가 배출공을 통해 배출되면 내부 압력이 일정한 상태, 즉 압력보상상태가 형성된다. 이 때 배출공(110)에 형성된 밸브(패킹)가 동시에 열리게 되어, 주입관 내에 채워진 주입액이 동시에 배출공(110)을 통해 빠져나가 그라우팅 주입관(112)과 굴착공(150) 사이의 공간에 주입된다. 한편, 주입관(112)과 굴착공(150) 사이의 공간 을 밀봉하기 위해 패킹(114)이 설치되어 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 주입관(112)의 막힌 단부에는 본 고안의 실린더형 진공-브레이크 엔드밸브(1)가 삽입되어 있다. 주입재가 삽입되면서 주입관의 막힌 단부에 압축되는 공기가 본 고안의 실린더형 진공-브레이크 엔드밸브(1)를 통해 신속하고 원활하게 배기될 수 있는 것이다.

이하 본 고안의 구성 및 작용에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 3 내지 도 5는 본 고안에 따른 실린더형 진공-브레이크 엔드밸브(1)를 구성하는 실린더(10)와 피스톤(20)의 결합되기 전후의 상태를 나타내는 도면이다.

도 3을 보면, 좌측에 실린더(10)가 도시되어 있다. 실린더는 내부가 비어 있는 중공 원통형 바디(11)로 구성되어 있다. 실린더(10)의 한 쪽 단부는 폐쇄되어 있으며 주입관의 막힌 단부에 끼워지도록 대응하는 형상으로 되어 있다. 다른쪽 단부는 개방되어 있으며, 이 개방된 단부로 도 3의 우측에 도시된 피스톤(20)이 삽입된다.

실린더(10)의 바디에는 적어도 하나의 배기구(13)가 형성되어 있어 후술하는 피스톤(20)의 흡기구(23)로부터 유입되는 공기를 배출한다. 주입관 내 삽입되는 실린더의 배기구(13)는 주입관의 배출공(110)과 위치가 일치하도록 실린더(10)의 바디에 형성되어 있다.

피스톤(20)은 내부가 비어 있는 중공 원통형 바디(21)를 형성하고 있다. 피스톤(20)의 한 쪽 단부는 개방되어 있고, 반대편 단부는 막혀있다. 피스톤의 개방된 단부가 실린더(10)의 개방된 단부쪽으로, 즉 도 3의 화살표 F의 방향으로 이동 되어, 피스톤이 실린더(10)에 결합된다. 또한, 피스톤(20)의 원통면에는 적어도 하나의 흡기구(23)가 형성되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이 피스톤(20)이 실린더(10)에 삽입되면, 피스톤에 형성된 흡기구(23)가 실린더 외부에 돌출되어 화살표 A로 표시된 것처럼 흡기구(23)를 통해 공기가 유입된다. 유입된 공기는 피스톤(20)의 중공 내부를 경유하여, 화살표 B로 표시된 바와 같이 실린더의 배기구(13)를 통과하고, 주입관의 배출공(110)을 통해 배출된다.

임계압력 이상이 되면 피스톤(20)은 도 5에 도시된 것처럼 실린더(10) 내부로 완전히 삽입되어, 실린더의 배기구(13)가 차단된다. 따라서, 공기를 배출하는 기능은 종료되고, 후술하는 것처럼 주입되는 주입액이 주입관의 배출공에 형성된 다른 밸브를 통해 배출되게 된다.

한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 실린더(10) 내부에는 스프링(30)이 장착되어 있다. 이 스프링(30)에 의해 피스톤(20)과 실린더(10)는 임계압력 이하에서 일정 간격으로 이격될 수 있다. 즉, 피스톤이 실린더에 삽입된 경우, 스프링에 의해 피스톤이 완전히 실린더 내부로 들어가지 않게 된다. 따라서, 임계압력 이하에서 공기를 배출하기 위해, 피스톤의 흡기구(23)가 실린더 외부에 위치되어 있도록 피스톤의 실린더 내 삽입 깊이가 유지될 수 있다.

본 고안에 따른 다른 실시예로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 실린더(10)의 개방된 단부쪽에 단부의 원주면으로부터 뻗어나오는 두 개의 가이드부(12)가 형성되는 것을 고려할 수 있다. 이 가이드부(12)는 실린더(10)에 삽입되는 피스톤(20) 을 가이드하며, 두 개의 가이드부(12) 사이의 공간에 피스톤의 흡기구(23)가 위치되어 공기가 유입될 수 있다. 이 실시예에서, 피스톤의 흡기구(23)는 상기 실린더의 두 가이드부(12) 사이에서 그 단면의 원주를 따라 형성된 공간에 노출되어, 공기가 유입된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 고안의 실린더(10)의 가이드부(12)에는 고정핀용 홀(19)이 형성될 수 있다. 피스톤(20)을 실린더(10)에 끼운 후에, 상기 홀(19)에 고정핀(18)이 삽입되면, 피스톤이 실린더에서 빠지는 것을 방지할 수 있다. 즉, 본 고안의 실린더형 진공-브레이크 엔드밸브(1)를 운반할 때 또는 주입관 내에 설치한 경우, 피스톤이 실린더에서 이탈되는 것을 방지할 수 있게 된다. 피스톤(20)이 이탈되는 것을 방지하기 위해, 즉 실린더와 피스톤을 연결하는 등의 여러 가지 다른 수단을 고려할 수 있다는 점에 유의하여야 한다.

또 다른 실시예로서, 도 7에 도시된 바와 같이, 피스톤의 원주면에 개방된 단부 근처에 배기구(24)가 형성될 수 있다. 이 경우, 피스톤의 흡기구(23)가 실린더 외부에 돌출되어 있을 때, 공기가 배출될 수 있도록 피스톤의 배기구(24)는 실린더의 배기구(13)와 그 위치가 일치되어야 할 것이다. 또한, 피스톤이 실린더에 완전히 삽입된 경우, 피스톤의 원통면에 의해 실린더의 배기구(13)를 차단할 수 있도록, 피스톤의 배기구(24)는 피스톤의 흡기구(23)와 적절한 간격을 두고 형성되어야 한다.

한편, 도 3에 도시된 것처럼, 피스톤(20)의 개방된 단부의 외주 단부면에는 핀홀(27)이 형성되어 실린더(10)의 핀(17)이 끼워지도록 되어 있는 것이 바람직하 다. 이로써 피스톤(20)은 이동시 실린더(10) 내에서 길이방향 축을 중심으로 회전되는 것이 방지될 수 있다.

또 한편, 실린더(10)의 바디의 외부면에는 O-링 시트(15)가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 O-링 시트(15)에 의해 실린더가 주입관 내에 장착되는 경우 실린더와 주입관 사이에서 기밀을 유지할 수 있다. 마찬가지로, 피스톤의 원통면에는 O-링 시트(25)가 형성되어 있어 도 5와 같이 피스톤이 삽입된 경우, 피스톤(20)과 실린더(10) 사이에서 기밀을 유지시킬 수 있다.

본 고안은 주입관의 단부에 설치되는 엔드밸브로서, 주입액이 주입될때 먼저 배기되는 공기를 원활히 배출시키기 위한 장치이다. 도 4와 같이, 피스톤의 흡기구(23)가 실린더(10)의 외부에 위치되도록 피스톤(20)이 실린더(10)에 끼워져 있는 경우, 주입액이 주입되면 주입관 내부의 공기가 압축되어 주입관 단부에 설치된 본 고안의 실린더형 진공-브레이크 엔드밸브(1)에 도달하게 된다.

공기는 피스톤의 흡기구(23)로 유입되고, 유입된 공기는 피스톤 내부 공간을 경우하여 실린더의 배기구(13)를 통해 주입관의 배출공(110)으로부터 신속히 빠져나가게 된다. 따라서, 주입관 단부에서 고압으로 압축되는 공기에 의해 주입관 단부 근처의 배출공(110)에 장착된 패킹이 이탈되거나 파손되는 문제를 방지할 수 있다. 게다가, 주입관 내부 공기가 주입관 단부에서 고압으로 압축되는 것이 방지되므로, 종래의 그라우팅 장치보다 더욱 고압으로 주입액을 주입할 수 있어서 주입액의 충진 시간이 단축되고, 따라서 주입관의 길이를 늘릴 수 있다. 또한, 공기가 신속히 배출되므로 굴착공으로부터 주입관이 튀어나오는 것을 예방할 수 있게 된다.

주입관 내부에 가해지는 압력이 점점 증가하여 일정 임계 압력 이상이 되면, 상기 피스톤은 실린더 내부로 밀려들어가게 되어 흡기구(23)가 닫히게 되고, 실린더형 진공-브레이크 엔드밸브(1)를 통해 공기가 배출되는 것은 중단된다. 주입관 내부의 나머지 공기가 주입관에 형성된 배출공에 형성된 패킹을 통해 배출된 후에, 주입관 내부전체의 압력이 일정하게 되는 상태, 즉 압력보상상태에 이르게 된다. 이 때 모든 배출공의 패킹이 동시에 열리면서 주입관에 주입되는 주입액이 동시에 배출되어 그라우팅 작업이 효율적으로 이루어질 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 고안의 구성에 의하면, 실린더 진공-브레이크 엔드밸브를 통해 공기가 신속하고 원활히 배출되므로, 고압으로 주입액의 주입시 주입관 단부에서 압축되는 공기를 신속하고 원활히 배출시킴으로써, 주입관의 단부 근처의 밸브의 패킹이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 신속하고 원활한 공기의 배출에 의해, 종래보다 고압으로 주입액을 주입할 수 있고, 따라서 주입액의 충진 시간이 줄어 주입관의 길이를 대폭 늘릴수 있는 효과를 기대할 수 있다.

마지막으로, 본 고안은 종래와 같이 주입관 단부에서 압축된 고압의 공기가 배출되는 것이 방지되므로, 굴착공으로부터 주입관이 튀어나오는 것을 예방할 수 있게된다.

앞서 기술한 내용은 본 고안의 바람직한 실시예일 뿐, 본 고안은 상술한 실 시예에 한정되는 것은 아니다. 청구범위에서 청구하는 요지를 벗어나지 않는 범위에서 당업자라면 다양한 변형을 가하여 실시할 수 있을 것이고 이러한 변형은 청구범위의 범위에 속하게 됨에 유의하여야 한다.

Claims

일 단부는 폐쇄되고 타 단부는 개방되어 있으며, 원통면에 적어도 하나의 배기구(13)가 형성된, 중공 원통형 실린더(10)와;

일 단부는 폐쇄되고 타 단부는 개방되어 있으며, 폐쇄된 일 단부 쪽의 원통면에 적어도 하나의 흡기구(23)가 형성되어 있고, 상기 실린더(10) 내에 적어도 일부가 삽입되어 임계압력 이하에서는 공기가 유입되도록 폐쇄된 일 단부가 상기 실린더의 외부로 노출되어 있고 임계압력 이상에서는 상기 흡기구가 폐쇄되도록 공기의 상기 실린더 내부로 이동되는, 중공 원통형 피스톤(20)과;

임계압력 이하에서 상기 피스톤(20)이 상기 실린더(10) 내에서 간격을 유지하도록 상기 실린더와 피스톤 사이에 위치된 스프링(30);을 포함하는, 실린더형 진공-브레이크 엔드밸브.
제1항에 있어서,

상기 실린더(10)는 개방된 타 단부로부터 뻗어나오는 두 개의 가이드부(12)를 포함하고, 상기 가이드부(12)의 단부에는 고정핀용 홀(19)이 형성되어 있고, 상기 피스톤(20)이 실린더에서 빠져나오는 것을 방지하도록 상기 홀(19)에 고정핀(18)이 삽입되는 것을 특징으로 하는 실린더형 진공-브레이크 엔드밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 실린더(10)는 폐쇄된 일 단부 쪽 내부에 형성된 핀(17)을 포함하고, 상기 피스톤(20)은 상기 피스톤(20)이 실린더 내부에서 이동시 길이방향 축에 대해 회전하지 않도록 상기 실린더의 핀(17)과 결합되는 핀홀(27)을 개방된 단부의 원주부에 형성하는 것을 특징으로 하는 실린더형 진공-브레이크 엔드밸브.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 실린더(10)의 개방된 타 단부 쪽의 외주면과 상기 피스톤(20)의 폐쇄된 일 단부 쪽의 외주면은 각각 밀봉용 O-링 시트(15, 25)를 포함하는 것을 특징으로 하는 실린더형 진공-브레이크 엔드밸브.