KR20050094702A - Water hammer of a boring machine - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따르면, 천공기의 워터 햄머는 중공부를 가지는 메인본체와; 상기 메인본체의 상단부에 결합되며 물의 공급통로가 형성된 소켓과; 상기 메인본체와 결합되는 피스톤 하우징과; 상기 피스톤 하우징에 슬라이딩 가능하게 설치되며 상기 메인본체의 하단부측에 설치되는 비트 유니트의 비트를 타격하기 위한 것으로, 물이 배출되는 중공부를 가지며 외주면에 환형을 돌출되는 가압부가 형성된 피스톤과; 상기 메인본체에 삽입되어 상기 피스톤 하우징과 결합되며 밸브 설치공간을 구획하고, 피스톤의 상승시 피스톤의 상부가 수용되는 공간부를 가지는 슬라이딩 부재와; 상기 밸브 설치 공간부의 양측을 피스톤의 길이 방향으로 단면적의 다른 제1,2공간부로 구획하며 이들의 공간부 상기에 상기 피스톤의 중공부와 연통되며 피스톤의 상승시 상기 제1공간부 연통되는 제3공간부를 형성하는 밸브부재와; 상기 소켓의 수압공급통로로 공급된 고압의 물을 상기 제1,2공간부에 공급하기 위한 수압공급수단;을 구비한다. According to the present invention, the water hammer of the perforator includes a main body having a hollow portion; A socket coupled to an upper end of the main body and having a water supply passage formed therein; A piston housing coupled to the main body; A piston slidably installed in the piston housing and striking a bit of a bit unit installed at a lower end side of the main body, the piston having a hollow portion through which water is discharged and a pressurizing portion protruding an annular shape on an outer circumferential surface thereof; A sliding member inserted into the main body and coupled to the piston housing to define a valve installation space, and having a space portion in which the upper portion of the piston is accommodated when the piston is raised; Third sides of the valve installation space portion divided into first and second space portions having different cross-sectional areas in the longitudinal direction of the piston, and the space portions thereof communicate with the hollow portions of the piston and communicate with the first space portions when the piston rises. A valve member forming a space portion; And a pressure supply means for supplying the high pressure water supplied to the pressure supply passage of the socket to the first and second spaces.
Description
본 발명은 천공기에 관한 것으로, 더 상세하게는 고압의 물을 이용하여 직접 구동이 가능하며, 시추작업과 같이 깊이가 깊은 심공을 천공하기 위한 워터 햄머에 관한 것이다. The present invention relates to a perforator, and more particularly, it can be directly driven by using high pressure water, and relates to a water hammer for drilling deep deep holes, such as drilling.
일반적으로 지중을 천공하는 천공기는 비트를 단지 회전시키는 방법(오실레이터 공법라고도 함)과, 비트 또는 볼커터를 회전시킴과 아울러 가압력을 주는 방법(R.C.D 공법) 등이 있다. 오실레이터 공법은 통상 직경이 800 내지 3000mm 사이의 케이싱을 유압척으로 클램핑한 상태에서 좌우 회전방향으로 설치된 실린더의 전후진 작동을 흔들리면 천공하는 공법이며, 상기 R.O.C 공법은 단부에 비트 또는 볼커터가 설치된 드라이브 로드를 이용하여 비트 또는 볼커터를 회전시켜 천공하는 방법이다. 상기 오실레니터(OSCILLATOR) 공법은 작업장의 토지 조건이 흙으로만 이루어진 영역을 천공하는데는 이상이 없으나 지중의 암반을 전공하는 항타기와 같은 별도의 장비에 의해 큰 햄머를 낙하시켜 파괴하는 공정이 필요하다. In general, a perforator drilling the ground includes a method of simply rotating the bit (also called an oscillator method), and a method of applying a pressing force while rotating the bit or ball cutter (R.C.D method). The oscillator method is a method of drilling by shaking the forward and backward operation of a cylinder installed in the left and right rotation directions while clamping a casing having a diameter of 800 to 3000 mm with a hydraulic chuck. The ROC method is a drive having a bit or ball cutter installed at an end thereof It is a method of drilling by rotating a bit or ball cutter using a rod. The OSCILLATOR method is ideal for drilling an area consisting only of soil in the land condition of the workplace, but requires a process of dropping and destroying a large hammer by a separate device such as a navigator for studying rock in the ground. Do.
한편, 상기 R.C.D 공법은 오실레이터 공법에 비하여 진보된 천공효과를 가지는 것으로, 토사층을 오실레이터 또는 로우테이터(rotator)로 굴착한 후 연암과 경암층을 굴착코져 할 때 드릴로-드 끝부분에 부착된 특수한 비트를 회전시켜 암반을 굴착하고 드릴 로드 파이프(drill rod pipe)로 순환수와 파석을 에어에 의해 석션하여 지상으로 배출하며 굴착하는 것으로 기초공사 등에 사용되는 대구경 현장타설 및 탑 다운(top down) 공법의 핵심적인 공법이다. On the other hand, the RCD method has an advanced puncturing effect compared to the oscillator method, and when the soil layer is excavated with an oscillator or a rotator, a special attachment attached to the end of the drill-de when excavating the soft rock and hard rock layer is performed. Large diameter on-site casting and top down method used for foundation work by rotating the bit to excavate the rock and excavating the circulating water and the stones by air with the drill rod pipe and discharging it to the ground. Is the core method.
대한민국 특허 등록 공보 제 10-0372049호에 크레인을 이용한 천공기의 일예가 개시되어 있다. 개시된 천공기는 유압드라이브 유니트로부터 발생되는 유압 및 에어를 각각의 통로를 따라 굴삭 작업부의 위치로 전달시키는 드라이브 로드와, 상기 드라이브 로드의 단부에 취부되며 내부에 각종 구조물을 수용하는 공구하우징과, 상기 공구하우징의 내측 상단에 구비되어 유압의 힘에 의해 피스톤이 승강되며 타격 운동하는 브레이커와, 상기 공구 하우징의 하단에 상하 유동 가능한 상태로 부착되어 브레이커의 피스톤 타격에 의해 천공작업을 하는 비트와, 지면에서부터 상기 공구하우징에 의해 굴삭되는 작업위치까지 통로를 형성하도록 삽입되는 케이스와, 상기 공구하우징 및 비트가 연통되게 통로 및 에어홀이 연결되어 공구하우징의 외부로부터 공급되는 에어압이 비트의 하측을 통해 배출되어 배토시키는 에어압 배토수단을 구비한다. Korean Patent Registration Publication No. 10-0372049 discloses an example of a drilling machine using a crane. The disclosed perforator includes a drive rod for transferring hydraulic pressure and air generated from a hydraulic drive unit to a position of an excavation work part along respective passages, a tool housing mounted at an end of the drive rod and accommodating various structures therein; Breaker is provided on the inner upper end of the housing to raise and lower the piston by the force of the hydraulic force, and the bit is attached to the lower end of the tool housing in a state capable of moving up and down and drilled by the piston strike of the breaker, and from the ground The case is inserted to form a passage to the working position excavated by the tool housing, the passage and the air hole is connected so that the tool housing and the bit communicates with the air pressure supplied from the outside of the tool housing is discharged through the lower side of the bit housing. And an air pressure discharging means for discharging.
상술한 바와 같은 천공기는 브레이커의 피스톤의 구동이 유압드라이브 유니트에 의해 이루어지므로 천공의 깊이가 깊어짐에 따라 상대적으로 구조가 복잡하여지고, 이를 구동시키기 위한 부대장비가 비대화 된다. 특히 비트에 의해 굴착된 흙이 에어압에 의해 이루어지게 되므로 천공되는 깊이가 깊어질수록 굴삭된 흙의 배출이 원활하게 이루어지지 않게 된다. 또한 브레이커의 피스톤의 작동유체를 에어를 이용하는 경우 에어의 소모량이 많아 운전부담이 상대적으로 커지게 된다. As the above-described puncher is driven by the hydraulic drive unit of the piston of the breaker, as the depth of the drill deepens, the structure becomes relatively complicated, and additional equipment for driving the drill is enlarged. In particular, since the soil excavated by the bit is made by air pressure, the deeper the perforated depth, the less the excavated soil is discharged. In addition, in the case of using air as the working fluid of the piston of the breaker, a large amount of air is consumed, and the driving burden becomes relatively large.
등록 실용신안 제 20-0156913호에는 지하 천공기의 다른 실시예가 개시되어 있다.Another embodiment of an underground drilling machine is disclosed in registered utility model 20-0156913.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수압을 이용하여 직접적으로 비트를 타격하기 위한 워터 햄머를 작동시킴으로써 그 구조를 상대적으로 단순화 할 수 있는 천공기의 워터 햄머를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a water hammer of a perforator which can relatively simplify its structure by operating a water hammer for directly hitting a bit using water pressure. .
본 발명의 다른 목적은 수압이 밸브에 의해 선택적으로 구획되는 내부 공간에 작용하는 압력차를 이용하여 피스톤을 작동시킴으로써 구동에 따른 대량의 물의 소비를 방지할 수 있으며, 특별한 장비 개량 없이 기존의 장비에 적용이 가능한 천공기의 워터 햄머를 제공함에 있다. Another object of the present invention is to operate the piston by using a pressure difference acting on the internal space in which water pressure is selectively partitioned by the valve to prevent the consumption of a large amount of water in accordance with the operation, and to the existing equipment without special equipment improvement The present invention provides a water hammer of a perforator applicable to the present invention.
본 발명의 또 다른 목적은 지중에 상대적으로 깊이가 깊은 장심도의 구멍천공을 가능하게 하는 천공기의 워터 햄머를 제공함에 있다. It is another object of the present invention to provide a water hammer of a perforator which enables the perforation of a long depth of depth relatively deep into the ground.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 천공기용 워터햄머는,Water hammer for drilling machine of the present invention for achieving the above object,
중공부를 가지는 메인본체와; A main body having a hollow portion;
상기 메인본체와 결합되는 피스톤 하우징과; A piston housing coupled to the main body;
상기 피스톤 하우징에 슬라이딩 가능하게 설치되며 물이 배출되는 중공부를 가지며 외주면에 환형을 돌출되는 가압부가 형성된 피스톤과; A piston slidably installed in the piston housing, the piston having a hollow portion through which water is discharged, and having a pressing portion protruding an annular shape on an outer circumferential surface thereof;
상기 메인본체에 삽입되어 상기 피스톤 하우징과 결합되며 밸브 설치공간을 구획하고, 피스톤의 상승시 피스톤의 상부가 수용되는 공간부를 가지는 슬라이딩 부재와;A sliding member inserted into the main body and coupled to the piston housing to define a valve installation space, and having a space portion in which the upper portion of the piston is accommodated when the piston is raised;
상기 밸브 설치공간부에 슬라이딩 가능하게 설치되며, 피스톤의 길이 방향으로 단면적이 큰 제1공간부와, 제1공간부의 길이 방향 단면적이 작은 제3공간부 및 이들의 제1,2공간부 사이에 상기 피스톤의 중공부와 연통되는 제2공간부를 구획하는 밸브부재와; It is slidably installed in the valve installation space portion, between the first space portion having a large cross-sectional area in the longitudinal direction of the piston, the third space portion having a small longitudinal cross-sectional area of the first space portion, and their first and second space portions. A valve member partitioning a second space portion in communication with the hollow portion of the piston;
상기 수압을 상기 제1,2공간부에 공급하여 상기 제1,2단면적 차이에 의해 밸브부재를 일차 상승시킨 후 피스톤을 상승시키고 피스톤의 상승시 상기 제1,2공간부가 연통되어 피스톤의 중공부로 배출되는 수압과 상기 제3공간부에 공급하여 밸브를 하강시키기 위한 수압을 공급하는 수압공급수단을 구비하여 된 것을 특징으로 한다. The hydraulic pressure is supplied to the first and second spaces to first raise the valve member by the first and second cross-sectional areas, and then raise the piston. When the piston is raised, the first and second spaces communicate with each other to the hollow part of the piston. It is characterized in that it is provided with a hydraulic pressure supply means for supplying the discharged water pressure and the water pressure to supply to the third space portion to lower the valve.
대안으로 상기 목적을 달성하기 위한 워터 햄머는,Alternatively, the water hammer for achieving the above object,
중공부를 가지는 메인본체와; A main body having a hollow portion;
상기 메인본체의 상단부에 결합되며 물의 공급통로가 형성된 소켓과;A socket coupled to an upper end of the main body and having a water supply passage formed therein;
상기 메인본체와 결합되는 피스톤 하우징과; A piston housing coupled to the main body;
상기 메인본체의 하단부에 설치되며 천공을 위한 비트를 구비한 비트유니트와; A bit unit installed at a lower end of the main body and having a bit for drilling;
상기 피스톤 하우징에 슬라이딩 가능하게 설치되며, 상기 비트를 타격하기 위한 것으로, 물이 배출되는 중공부를 가지며 외주면에 환형을 돌출되는 가압부가 형성된 피스톤과; A piston slidably installed in the piston housing and for striking the bit, the piston having a hollow portion through which water is discharged and having a pressing portion protruding an annular shape on an outer circumferential surface thereof;
상기 메인본체에 삽입되어 상기 피스톤 하우징과 결합되며 밸브 설치공간을 구획하고, 피스톤의 상승시 피스톤의 상부가 수용되는 공간부를 가지는 슬라이딩 부재와;A sliding member inserted into the main body and coupled to the piston housing to define a valve installation space, and having a space portion in which the upper portion of the piston is accommodated when the piston is raised;
상기 밸브설치공간부의 양측을 피스톤의 길이 방향으로 단면적의 다른 제1,3공간부로 구획하며 이들의 공간부 상기에 상기 피스톤의 중공부와 연통되며 피스톤의 상승시 상기 제1공간부 연통되는 제2공간부를 형성하는 밸브부재와; Both sides of the valve installation space portion is partitioned into other first and third space portions having a cross-sectional area in the longitudinal direction of the piston, and the space portion thereof communicates with the hollow portion of the piston and communicates with the first space portion when the piston is raised. A valve member forming a space portion;
상기 소켓의 물공급통로로 공급된 수압을 상기 제1,2공간부에 공급하기 위한 수압공급수단;을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다. And water pressure supply means for supplying the water pressure supplied to the water supply passage of the socket to the first and second spaces.
본 발명에 있어서, 상기 밸브 부재는 상기 가압부의 외주면과 피스턴 실린더의 내부면 사이에 설치되는 제1차단부와, 차단부로부터 연장되며 차단부와 가압부의 분리시 상기 제1,2공간부를 연통시키는 통로를 형성하기 형성하는 연장부와, 상기 연장부로부터 연장되어 상기 슬라이딩 부재의 단부에 슬라이딩 가능하게 결합되어 제3공간부를 형성하기 위한 제2차단부를 구비한다. 그리고 상기 수압공급수단은 상기 소켓의 물 공급통로에 소정압력의 물을 공급하는 펌프가 구비되며, 상기 슬리이브 부재의 외주면과 메인 본체의 적어도 일측에 제1수압통로가 형성되고, 상기 슬리이브 부재에 상기 제3공간부와 연통되는 제2연통공이 형성되며, 상기 제 2수압통로와 연통되도록 상기 피스톤 슬리브의 외부면과 메인본체 내주면의 적어도 일측에 제2수압통로가 형성되고, 상기 제2수압통로와 상기 제1공간부를 연결하는제3연통공이 형성되어 이루어진다. In the present invention, the valve member has a first blocking portion provided between the outer circumferential surface of the pressing portion and the inner surface of the piston cylinder, extends from the blocking portion and communicates the first and second space portions when the blocking portion and the pressing portion are separated. An extension portion is formed to form a passage, and a second blocking portion extending from the extension portion and slidably coupled to an end portion of the sliding member to form a third space portion. The hydraulic pressure supply means is provided with a pump for supplying water of a predetermined pressure to the water supply passage of the socket, the first hydraulic passage is formed on at least one side of the outer peripheral surface of the sleeve member and the main body, the sleeve member A second communication hole is formed in the communication with the third space portion, and the second hydraulic passage is formed on at least one side of the outer surface of the piston sleeve and the inner peripheral surface of the main body to communicate with the second hydraulic passage, the second hydraulic pressure A third communication hole connecting the passage and the first space is formed.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 천공기용 워터 햄머의 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a preferred embodiment of a water hammer for a perforator according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 워터 햄머(10)는 기계본체(1)에 의해 수직하게 리더(2)가 세워진 상태에서, 상기 리드(2)에 의해 가이드 되며 구동수단에 의해 하강 및 회전되는 드라이브 로드(3)의 단부에 설치되어 천공작업을 수행하는 비트(21)를 타격 하는 것이다. As shown in FIG. 1, the water hammer 10 according to the present invention is guided by the lid 2 in a state in which the leader 2 is erected vertically by the machine body 1, and lowered by a driving means. Installed at the end of the drive rod (3) to be rotated is to hit the bit 21 to perform the drilling operation.
도 2 및 도 3에는 본 발명에 따른 워터 햄머의 일 실시예를 나타내 보였다.2 and 3 show an embodiment of a water hammer according to the present invention.
도면을 참조하면, 상기 워터 햄머(10)는 중공부(11a)를 가지는 관상의 메인본체(11)와, 이 메인본체(11)의 단부에 결합되며 수압공급통로(12a)가 형성된 소켓(12)과, 상기 메인본체(11)의 하단부에 설치되어 암반층과 토사층의 천공작업을 수행하기 위해 길이 방향으로 소정길이 슬라이딩되는 비트(21)를 가진 비트 유니트(20)와, 상기 소켓(12)과 비트 유니트(20) 사이의 메인본체(11)에 설치되어 비트를 타격하기 워터 햄머유니트(30)를 구비한다. Referring to the drawings, the water hammer 10 has a tubular main body 11 having a hollow portion 11a, and a socket 12 coupled to an end of the main body 11 and having a hydraulic pressure supply passage 12a formed therein. And a bit unit 20 installed at a lower end of the main body 11 and having a bit 21 sliding in a length direction in order to perform a drilling operation of a rock layer and a soil layer, and the socket 12 It is provided on the main body 11 between the bit unit 20 and has a water hammer unit 30 for hitting the bit.
상기와 같이 구성된 워터 햄머(10)를 구성요소별로 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. The water hammer 10 configured as described above will be described in more detail by component.
상기 메인본체(11)는 원통형의 관상으로 이루어진 것으로, 상기 드라이브 로드(3)의 직경과 같은 직경을 가지도록 함이 바람직하다. 그리고 상기 소켓(12)은 상기 메인본체(11)와 나사 결합 또는 핀 결합되는 것으로, 상부측에 드라이브 로드(100)와의 결합을 위해 테이퍼진 결합부(12b)가 구비되고, 길이 방향으로 수압공급통로(12a)가 구비된다. 상기 소켓(12)에는 상기 수압공급통로(12a)를 통하여 물이 역류하는 것을 방지하기 위한 체크밸브 수단(13)이 더 구비된다. The main body 11 is made of a cylindrical tubular, it is preferable to have a diameter equal to the diameter of the drive rod (3). The socket 12 is screwed or pin-coupled with the main body 11, and a tapered coupling part 12b is provided on the upper side for coupling with the drive rod 100, and a hydraulic pressure supply is provided in a longitudinal direction. A passage 12a is provided. The socket 12 is further provided with a check valve means 13 for preventing water from flowing back through the hydraulic pressure supply passage 12a.
이 체크밸브수단(13)은 상기 수압공급통로의 출구측이 확개되어 소켓(12)과 일체로 형성되는 시트부(13a)와, 상기 시트부(13a)에 접촉 및 결합되어 차단하는 체크밸브부재(13b) 상기 소켓(12)에 결합되며 다수개의 관통공(13c)이 형성된 지지부재(13d)에 지지되어 상기 체크밸브부재(13b)를 상기 시트부(13a) 측으로 탄성바이어스 시키는 탄성부재(13e)를 구비한다. 상기 체크밸브수단(13)은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 상기 수압공급통로(12a)를 통하여 공급되는 물이 역류하는 것을 방지할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. The check valve means 13 has a seat portion 13a which is formed to be integrally formed with the socket 12 by expanding the outlet side of the hydraulic pressure supply passage, and a check valve member which is in contact with and coupled to the seat portion 13a. (13b) An elastic member 13e coupled to the socket 12 and supported by a supporting member 13d having a plurality of through holes 13c to elastically bias the check valve member 13b toward the seat portion 13a. ). The check valve means 13 is not limited to the above-described embodiment, and may be any structure as long as the check valve means 13 can prevent backflow of water supplied through the hydraulic pressure supply passage 12a.
상기 햄머유니트(30)는 상기 소켓(12)의 수압공급통로(12a)를 통하여 공급되는 소정압력을 물을 직접적으로 이용하여 피스톤을 승강시키는 것으로 일 실시예를 도 2 및 도 3에 나타내 보였다.2 and 3 illustrate an example in which the hammer unit 30 lifts the piston by directly using water at a predetermined pressure supplied through the hydraulic pressure supply passage 12a of the socket 12.
도면을 참조하면, 상기 햄머 유니트(30)는 상기 메인본체(11)의 중공부(11a)에 결합되는 원통형의 피스톤 하우징(31)과, 상기 피스톤 하우징(31)에 슬라이딩 가능하게 설치되어 상기 비트(21)를 타격하기 위한 피스톤(32)을 구비한다. 상기 피스톤(32)은 상기 피스톤 하우징(31)에 슬라이딩시 가이드 되는 가이드부(32a)와, 상기 가이드부(32a)로부터 점차적으로 단차져 피스톤 하우징(31)의 내주면 사이에 후술하는 밸브부재(50)가 설치되는 밸브설치공간부(60)를 형성하는 단차부(32b)를 구비하는데, 상기 가이드부(32a)와 인접되는 단차부(32b)에는 상기 가이드부(32a)의 직경보다 큰 가압부(32c)가 형성된다. 그리고 상기 피스톤(32)에는 길이 방향으로 중공부(32d)가 형성되고, 상기 단차부(32b)에는 상기 중공부(32d)와 연통되는 제1연통공(32e)이 형성된다. 여기에서 도 4에 도시된 바와 같이 상기 피스톤(32)은 단차부(32b)는 가압부(32c)를 경계로 가아드부(32a)의 직경(D1)이 단차부측의 직경(D2)보다 크게 형성되고, 상기 제1연통공(32c) 형성부위의 직경(D3)는 상기 직경 D2 보다 작게 형성된다. Referring to the drawings, the hammer unit 30 is a cylindrical piston housing 31 coupled to the hollow portion 11a of the main body 11 and the piston housing 31 is slidably installed to the bit A piston 32 for striking 21 is provided. The piston 32 is a valve member 50 to be described later between the guide portion 32a guided when sliding to the piston housing 31 and the inner circumferential surface of the piston housing 31 gradually stepped away from the guide portion 32a. ) Is provided with a stepped portion (32b) to form a valve installation space 60 is installed, the stepped portion 32b adjacent to the guide portion 32a is a pressing portion larger than the diameter of the guide portion (32a) 32c is formed. A hollow portion 32d is formed in the piston 32 in the longitudinal direction, and a first communication hole 32e communicating with the hollow portion 32d is formed in the step portion 32b. Here, as shown in FIG. 4, the piston 32 has a stepped portion 32b formed with a diameter D1 of the guard portion 32a larger than the diameter D2 of the stepped side with respect to the pressing portion 32c. The diameter D3 of the first communication hole 32c forming portion is smaller than the diameter D2.
한편, 상기 피스톤(32)의 단차부(32b)와 대응되는 측의 피스톤 하우징(31)의 내면은 상대적으로 지경이 크게 형성되어 밸브설치공간부(60)를 형성하게 되는데, 상기 피스톤 하우징(31)의 단부는 실린더 하우징(31)과 소켓(12) 사이의 메인본체(11)에 삽입되는 슬리이부재(40)와 결합된다. 여기에서 상기 피스톤 하우징(31)과 결합되는 슬리이브 부재(40)의 단부(41) 내주면은 작은 직경(D4)을 갖도록 형성되어 상대적인 상대적으로 작은 단면적을 갖도록 형성된다. 상기 슬리이브부재(40)의 내부에는 피스톤의 상승시 단부가 수용되는 수용부(42)가 형성된다. On the other hand, the inner surface of the piston housing 31 on the side corresponding to the step portion 32b of the piston 32 has a relatively large diameter to form a valve installation space 60, the piston housing 31 The end of the) is coupled to the sleeve member 40 is inserted into the main body 11 between the cylinder housing 31 and the socket 12. Here, the inner circumferential surface of the end 41 of the sleeve member 40 coupled with the piston housing 31 is formed to have a small diameter D4 to have a relatively small cross-sectional area. An inner portion of the sleeve member 40 is formed with a receiving portion 42 to receive an end when the piston is raised.
그리고 상기 피스톤 하우징(31)과, 피스톤(32) 및 슬리이브 부재(40)에 의해 구획되는 밸브설치공간부(60)에는 상기 피스톤 하우징(31)과 피스톤(32)에 슬라이딩 가능하게 설치되어 밸브설치공간부(60) 측으로 공급되는 물의 압력에 의해 패스톤을 승강시킬 수 있도록 제어하는 밸브부재(50)가 설치된다. 이 밸브부재(50)는 제1 및 도 2에 나타내 보인 바와 같이 상기 가압부(32)의 외주면과 피스톤 하우징(31)의 내주면 사이에 소정의 폭으로 설치되어 제1공간부(61)를 구획하는 제1차단부(51)와, 상기 제1차단부(51)로부터 연장되어 상기 제1연통공(32e)과 연결되는 제2공간부(62)를 형성하는 연장부(52)와 상기 연장부(52)의 단부로부터 연장되어 피스톤(32)의 단부측에 슬라이딩되며 상기 피스톤(32)과 슬리이브부재(40)의 단부(41) 와 더블어 제3공간부(62)를 구획하는 제2차단부(53)를 구비한다. 상기 밸브부재(50)의 연장부(52)측에는 상기 제2공간부(62)로부터 상기 슬리이드부재(40)의 단부(41)로 형성되어 수압이 가하여지는 상대적인 단면적을 줄이는 관통공(54)이 형성된다. 여기에서 상기 피스톤(32)의 외주면으로부터 돌출된 가압부(32c)와 제1차단부(51)에 의해 형성되는 피스톤의 길이 방향으로의 단면적은 상기 피스톤(32) 단차부(32b)의 외주면과 슬리이브 부재(40)의 단부(41)의 내주면 사이의 피스톤 길이 방향의 단면적보다 상대적으로 넓게 형성된다. 그리고 상기 가압부(32c)와 접촉되는 제1차단부(51)는 밸브부재(50)가 상승되어도 상기 가압부(32c)와의 접촉상태가 분리되지 않는 길이를 가지며, 피스톤(32)의 상승시 분리되어 제1공간부(61)에 공급되어 피스톤(32)을 상승시킨 물이 제2공간부(62)와 제1연통공(32e) 및 피스톤(32)의 중공부(32d)를 통하여 배출될 수 있도록 함이 바람직하다. 그리고 도면에는 도시되어 있지 않으나 상기 제3공간부(63)와 상기 슬리이브 부재(40)의 수용부(42)는 상호 연통 될 수도 있다. 여기에서 상기 피스톤(32)의 초기 상승 즉, 제1단차부(51)와 가압부(32c)의 분리되는 시점에서 상기 제1연통공(32e)과 제2공간부(62)는 연결되고 피스톤이 더욱 상승함에 따라 피스톤(32)의 직경 D2를 갖는 부위가 연장부측과 결합됨으로서 제1연통공(32e)과 제2공간부(62)의 연결이 차차단될 수 있도록 상기 연장부(52)와 단차부(32b)가 형성된다. In addition, the piston housing 31 and the valve installation space 60 partitioned by the piston 32 and the sleeve member 40 are slidably installed in the piston housing 31 and the piston 32 so as to provide a valve. A valve member 50 is installed to control the lifting and lowering of the passtone by the pressure of the water supplied to the installation space 60. The valve member 50 is provided with a predetermined width between the outer circumferential surface of the pressurizing portion 32 and the inner circumferential surface of the piston housing 31 to partition the first space portion 61, as shown in the first and second embodiments. An extension portion 52 and the extension which form a first blocking portion 51 and a second space portion 62 extending from the first blocking portion 51 and connected to the first communication hole 32e. A second portion extending from an end portion of the portion 52 and sliding toward an end side of the piston 32 and partitioning the end portion 41 and the second space portion 62 of the piston 32 and the sleeve member 40; The blocking part 53 is provided. The through-hole 54 is formed on the extension portion 52 side of the valve member 50 from the second space portion 62 to the end portion 41 of the slide member 40 to reduce the relative cross-sectional area to which hydraulic pressure is applied. Is formed. Here, the cross-sectional area in the longitudinal direction of the piston formed by the pressing portion 32c and the first blocking portion 51 protruding from the outer circumferential surface of the piston 32 is equal to the outer circumferential surface of the stepped portion 32b of the piston 32. It is formed relatively wider than the cross-sectional area in the piston longitudinal direction between the inner circumferential surface of the end portion 41 of the sleeve member 40. In addition, the first blocking portion 51 in contact with the pressing portion 32c has a length such that the contact state with the pressing portion 32c is not separated even when the valve member 50 is raised. Water separated and supplied to the first space portion 61 to raise the piston 32 is discharged through the second space portion 62, the first communication hole 32e, and the hollow portion 32d of the piston 32. It is desirable to be able to. Although not shown in the drawing, the third space portion 63 and the receiving portion 42 of the sleeve member 40 may be in communication with each other. Here, the initial communication of the piston 32, that is, at the time when the first step portion 51 and the pressing portion 32c are separated, the first communication hole 32e and the second space portion 62 are connected and the piston As the portion further rises, the portion having the diameter D2 of the piston 32 is engaged with the extension portion side so that the connection between the first communication hole 32e and the second space portion 62 can be blocked. And the stepped portion 32b is formed.
그리고 상기 제1공간부(61)와 상기 제3공간부(63)에는 밸브부재(50)와 피스톤(32)를 승강시키기 위해 소정압력의 물 즉, 수압을 공급하기 위한 수압공급수단(70)이 구비된다. 이 수압공급수단(70)은 상기 소켓(12)의 수압공급통로(12a)로 소정압력의 물을 공급하는 펌프(미도시)를 구비하며, 상기 슬리이브 부재(40)의 외주면 또는 메인 본체(11) 내주면의 적어도 일측에 그루브로 이루어진 제1수압통로(71)와 상기 제1수압통로(71)와 상기 제3공간부(63)와 연통될 수 있도록 슬리이브 부재(40)에 제2연통공(72)을 구비한다. 그리고, 상기 제 1수압통로(71)가 연결되며, 상기 피스톤 슬리브(32)의 외부면 또는 메인본체(11)의 내주면의 적어도 일측에 제2수압통로(74)와, 상기 제2수압통로(72)와 제1공간부를 연결하는 할 수 있도록 상기 피스톤 하우징(32)에 형성된 제3연통공(75)을 구비한다. In addition, hydraulic pressure supply means 70 for supplying water having a predetermined pressure, that is, hydraulic pressure, to elevate the valve member 50 and the piston 32 to the first space portion 61 and the third space portion 63. Is provided. The hydraulic pressure supply means 70 has a pump (not shown) for supplying water of a predetermined pressure to the hydraulic pressure supply passage 12a of the socket 12, and the outer circumferential surface of the sleeve member 40 or the main body ( 11) a second communication with the sleeve member 40 so as to be in communication with the first hydraulic passage 71 and the first hydraulic passage 71 and the third space portion 63 formed of a groove on at least one side of the inner circumferential surface; Ball 72. In addition, the first hydraulic pressure passage 71 is connected to the second hydraulic passage 74 and the second hydraulic passage on at least one side of the outer surface of the piston sleeve 32 or the inner circumferential surface of the main body 11. And a third communication hole 75 formed in the piston housing 32 so as to connect 72 and the first space part.
상기 수압공급수단에 있어서, 상기 제2공간부(63)와 상기 슬라이브 부재(40)의 수납부(42)가 연통된 경우에는 상기 제2연통공(72)은 형성할 필요가 없다. In the hydraulic pressure supply means, the second communication hole 72 need not be formed when the second space portion 63 and the housing portion 42 of the slave member 40 communicate with each other.
상기 비트 유니트(20)는 메인본체(11)의 하단부에 설치되어 천공작업을 수행하는 것으로, 상기 메인 본체(11)에 삽입되는 컬러부재(22)와, 상기 컬러부재(21)에 단부이 걸림턱(21a)이 슬라이딩 가능하게 지지되는 비트(21)와, 상기 메인 본체(11)에 삽입되어 비트(21)의 걸림턱(21a)이 이탈되지 이탈을 방지하는 비트 로커(23)와, 상기 메인 본체(11)에 고정되며, 상기 비트(21)외 스프라인 결합되는 프론트 로커(24)를 구비한다. 상기 비트(21)는 프론트로커(24)에 의해 메인본체(11)에 대한 회전이 고정되고, 상기 걸림턱(21a)과 비트 로커(23)에 의해 길이 방향으로의 이탈이 방지된다. 상기 비트 유니트는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 비트가 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지되고, 회전방향으로 고정 할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. The bit unit 20 is installed at the lower end of the main body 11 to perform a drilling operation, and the color member 22 inserted into the main body 11 and the end of the color member 21 are caught by the jaw. A bit 21 on which the 21a is slidably supported, a bit locker 23 inserted into the main body 11 to prevent the latching jaw 21a of the bit 21 from being separated, and the main The front locker 24 is fixed to the main body 11 and spline-coupled to the bit 21. The bit 21 is fixed to the main body 11 by the front rocker 24, the separation in the longitudinal direction by the locking jaw 21a and the bit rocker 23 is prevented. The bit unit is not limited to the above-described embodiments, and any of the bit units can be provided as long as the bit is slidably supported in the longitudinal direction and can be fixed in the rotation direction.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 천공기의 워터햄머 작용을 도 4, 도 5 및 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다. Referring to Figures 4, 5 and 6 to 9 the water hammer action of the punching machine according to the present invention configured as described above are as follows.
먼저 천공작업을 수행하기 위해서는 천공기의 드라이브 로드의 단부에 상기 워터햄머(10) 즉, 소켓(12)의 결합부(12b)를 결합한다. 이 상태에서 상기 드라이브 로드(3)를 하강시킴과 아울러 드라이브 로드(3)를 통하여 펌프를 이용하여 고압의 물을 상기 수압공급통로(12a)로 공급한다. 이와 같이 수압공급통로(12a)를 통하여 공급된 물은 체크밸수단(13)의 스프링(13e)에 의해 탄성지지 된 체크밸브부재(13b)를 후퇴시키고 메인본체(11)의 중공부(11a)로 공급된다. 그리고 이 공급된 물은 수압공급수단(70)의 제1수압통로(71) 및 제2수압통로(74)와 제2연통공(72) 및 제3연통공(75)을 통하여 각각 제 1공간부(61)와 제3공간부(63)에 공급된다. First, in order to perform the drilling operation, the coupling portion 12b of the water hammer 10, that is, the socket 12 is coupled to the end of the drive rod of the drilling machine. In this state, the drive rod 3 is lowered, and high pressure water is supplied to the hydraulic pressure supply passage 12a through the drive rod 3 using a pump. As such, the water supplied through the hydraulic pressure supply passage 12a retracts the check valve member 13b elastically supported by the spring 13e of the check valve means 13 and the hollow portion 11a of the main body 11. Is supplied. The supplied water is first spaced through the first hydraulic passage 71, the second hydraulic passage 74, the second communication hole 72 and the third communication hole 75 of the hydraulic pressure supply means 70, respectively. The part 61 and the third space part 63 are supplied.
따라서 상기 적으로 피스톤의 길이 방향으로 제1차단부(51)의 단면적이 제 2차단부(53)의 단면적 보다 넓으므로 이 단면적 차이에 의해 밸브부재(50)에 작용하는 압력차가 발생되어 밸브부재(50)가 도 6에 도시된 바와 같이 상승하게 된다. 이때에 상기 제1차단부(51)는 피스톤(32)의 가압부(32c)를 벗어나지 않게 되므로 상기 제1공간부에 작용하는 압력은 유출되지 않는다. 이 제1공간부(51)에 작용하는 압력중 피스톤(32)의 가압부(32c)의 측면 즉, 피스톤 길이 방향의 측면에 작용하는 압력에 의해 도 7에 도시된 바와 같이 피스톤(32)이 상승하게 된다. Therefore, since the cross-sectional area of the first blocking portion 51 is wider than that of the second blocking portion 53 in the longitudinal direction of the piston, the pressure difference acting on the valve member 50 is generated by the difference in the cross-sectional area, thereby causing the valve member to be removed. 50 is raised as shown in FIG. At this time, since the first blocking portion 51 does not leave the pressing portion 32c of the piston 32, the pressure acting on the first space portion does not flow out. As shown in FIG. 7, the piston 32 is pressed by the pressure acting on the side surface of the pressurizing portion 32c of the piston 32, that is, the side surface in the longitudinal direction of the piston, among the pressures acting on the first space portion 51. Will rise.
상기와 같이 피스톤(32)이 소정의 높이로 상승되면, 상기 제1차단부(51)가 상기 가압부(32c)의 외주면으로부터 분리되고, 상기 제1공간부(51)에 압력을 제공하는 물은 상기 가압부(32c)와 제1차단부(51) 사이에 발생되는 갭을 통하여 제2공간부(52)와 피스톤(32)에 형성된 제1연통공(32e)을 통하여 중공부(32)로 배출된다.(도 7참조)As described above, when the piston 32 is raised to a predetermined height, the first blocking portion 51 is separated from the outer circumferential surface of the pressing portion 32c, and provides water to the first space portion 51. The hollow portion 32 is formed through the first communication hole 32e formed in the second space portion 52 and the piston 32 through a gap generated between the pressing portion 32c and the first blocking portion 51. (See Fig. 7).
이때에 상기 제1,2공간부는 연통되어 압력이 낮아지고, 이때에 밸브부재(50)에 작용하는 압력은 도 8에 도시된 바와 같이 제2차단부(53)의 단면적과 상대적인 단면적이 줄이기 위해 관통공(54)이 형성된 연장부(52)에 작용하게 되는데, 상기 제2차단부(53)가 상대적으로 넓은 단면적을 가지므로 밸브부재(50)는 하강하게 된다. 이 과정에서 상기 1연통공(32e)은 단자부(32b)의 직경 D2 부위가 연장부와 결합됨으로써 차단된다. In this case, the first and second spaces communicate with each other to lower the pressure. At this time, the pressure acting on the valve member 50 reduces the cross-sectional area and the relative cross-sectional area of the second blocking portion 53 as shown in FIG. 8. The through hole 54 is formed to act on the extension 52, the second blocking portion 53 has a relatively large cross-sectional area, the valve member 50 is lowered. In this process, the first communication hole 32e is blocked by combining the diameter D2 portion of the terminal portion 32b with the extension portion.
따라서 상기 제 1,2공간부는 연통된 하나의 밀폐공간이 형성된다. 이 상태에서 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 상기 피스톤(32)은 가압부(32c)를 경계로 하여 가이드부(32a) 측의 직경(D1)이 단차부(32b) 측의 직경보다 크게 형성되어 있으므로 단차부 측의 가압부(32c)의 측면에 작용하는 압력이 상대적으로 커져 피스톤(32)이 하강하게 되고 나아가서는 비트(21)를 타격하게 된다. Therefore, one closed space is formed in communication with the first and second spaces. In this state, as shown in FIGS. 8 and 9, the piston 32 has a diameter D1 at the side of the guide portion 32a larger than the diameter at the stepped portion 32b with the pressing portion 32c as the boundary. Since it is formed, the pressure acting on the side surface of the pressurizing portion 32c on the stepped portion side becomes relatively large, and the piston 32 falls, further hitting the bit 21.
상기 피스톤(32)이 하강하면 상기 가압부(32c)의 외주면과 밸브부재(50)의 제1차단부(51)가 접촉되어 제1공간부(61)를 구획하게 되고, 이 구획부에 작용하는 압력에 의해 상술한 바와 같은 동작을 반복됨으로써 피스톤(32)에 의해 비트(21)를 연속 타격하게 된다. When the piston 32 is lowered, the outer circumferential surface of the pressurizing portion 32c and the first blocking portion 51 of the valve member 50 come into contact with each other to partition the first space 61. By repeating the above-described operation by the pressure, the piston 32 continuously strikes the bit 21.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 천공기의 워터 햄머는 드라이브 로드를 통하여 고압의 펌핑되는 물에 의해 직접적으로 밸브 유니트와 피스톤을 승강시킬 수 있으므로 종래와 같이 파일롯 압력에 의해 유압유를 제어하는 것에 비하여 그 구조가 상대적으로 간단하다. As described above, the water hammer of the drilling machine according to the present invention can directly lift and lower the valve unit and the piston by the high pressure pumped water through the drive rod, as compared with the conventional hydraulic pressure control by the pilot pressure. The structure is relatively simple.
또한 밸브부재와 피스톤에 직접적으로 압력이 작용하게 되므로 오동작을 방지 할 수 있으며, 작동에 따른 신뢰성을 높일 수 있으며, 천공깊이에 관계없이 작동이 가능하다. In addition, since pressure acts directly on the valve member and the piston, malfunction can be prevented, reliability of operation can be improved, and operation can be performed regardless of the drilling depth.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments are possible.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.
도 1은 천공기를 개략적으로 도시한 측면도,1 is a side view schematically showing a perforator,
도 2는 본 발명에 따른 워터 햄머의 분리 사시도,2 is an exploded perspective view of the water hammer according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 워터 햄머의 단면도,3 is a cross-sectional view of the water hammer according to the present invention,
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 워터 햄머의 작동상태를 도시한 단면도,4 and 5 is a cross-sectional view showing an operating state of the water hammer according to the present invention,
도 6내지 도 9는 본 발명에 따른 워터 햄머의 작동상태를 순차적으로 도시한 단면도. 6 to 9 are cross-sectional views sequentially showing the operating state of the water hammer according to the present invention.
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