KR20200133687A - 저진동 브리오 리퍼조립체 및 이를 이용한 암파쇄공법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 저진동 브리오 리퍼 조립체는 리퍼본체와, 상기 리퍼본체에 완충지지유닛에 의해 진동가능하게 지지되는 진동발생유닛과, 상기 진동발생유닛의 하부에 설치되는 리퍼블레이드를 구비한 저진동브리오리퍼와;
상기 리퍼본체의 측면에 위치되는 리퍼회전지지축과, 상기 리퍼회전지지축이 단부에 회전가능하게 설치되며 굴착기의 붐과 결합되는 회전결합부를 구비한 회전지지붐과, 상기 회전지지붐에 설치되어 상기 저진동 브리오리퍼를 상기 리퍼회전지지축을 중심으로 소정 각도로 회전시킬 수 있는 액튜에이터를 구비한 브리오 리퍼회전유닛을 포함한다.

Description

저진동 브리오 리퍼조립체 및 이를 이용한 암파쇄공법{Low vibration brio ripper assembly and rock crushing method using the same}

본 발명은 브리오 리퍼에 관한 것으로, 더 상세하게는 굴착기의 붐에 대한 리퍼회전각도를 크게하여 작업영역을 확장시킬 수 있는 저진동 브리오 리퍼와 이를 이용한 암파쇄공법에 관한 것이다.

일반적으로, 고속도로, 항만, 교량, 댐, 건축물, 도시의 개발 등을 위한 토목, 건축 현장에서 사용되는 굴착기는 지반의 토양을 굴착하거나, 지반에 매몰되어 있는 암석을 파쇄하거나 지반으로부터 제거하기 위해 진동리퍼를 사용한다.

특히, 광물의 채취나 포장된 도로의 절개, 토질이 다양한 토양의 절개 시에 진동리퍼의 사용은 높은 작업 효율을 달성할 수 있다.

대한민국 등록특허 제 10-158101호에는 방진수단을 구비하여 진동리퍼가 게시되어 있으며, 대한민국 등록특허 제 10-1224887호에는 에어쿠션을 구비한 진동리퍼가 게시되어 있다.

그러나 이러한 진동리퍼는 충격력이 상대적으로 작은 문제점이 있는데, 이를 해결하기 위해 대한민국 등록특허 제 10-1532666호에는 진동의 강도를 조절할 수 있는 유압 진동리퍼가 게시되어 있다. 게시된 유압진동리퍼는 단순히 중량부재를 더 결합시키거나 로더의 중량을 조절하는 것에 국한되어 진동의 강도 조절 시, 작업을 잠시 중단해야 하는 번거로움과 작업의 효율성이 낮아지는 단점이 있다.

대한민국 등록특허 제 10-1715883호에는 주파수 가변진동 리퍼가 게시되어 있다.

한편, 운용장비인 굴착기에 장착되어 사용되는 진동리퍼는 리퍼블레이드를 진동시켜 암을 파쇄하고, 파쇄된 암을 긁어내게 되는데, 굴착기의 붐에 대한 진동리퍼의 회전각도가 상대적으로 작아 작업반경의 확장이 어렵다. 또한 크랙이 발생된 암의 경우, 진동리퍼의 리퍼블레이드에 의해 크랙을 확장시키고, 파쇄 암의 제거효율을 향상시킬 수 없다. 따라서 굴착기에 장착된 리퍼블레이드를 이용한 암의 파쇄효율을 높이는데 한계가 있다.

대한민국 등록특허 제 10-158101호 대한민국 등록특허 제 10-1224887호 대한민국 등록특허 제 10-1715883호 대한민국 등록특허 제 10-1532666호

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 굴착기의 붐에 대한 회전력을 향상시킬 수 있어 굴착 및 암 파쇄작업을 위한 파쇄각도를 다양화 할 수 있으며, 암파쇄효율을 향상시킬 수 있는 저진동 브리오 리퍼조립체 및 이를 이용한 암파쇄공법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 경암 또는 연암의 파쇄력을 향상시켜 작업의 영역을 확장시킬 수 있는 저진동 브리오 리퍼조립체 및 이를 이용한 암파쇄공법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 저진동 브리오 리퍼 조립체는 리퍼본체와, 상기 리퍼본체에 완충지지유닛에 의해 진동가능하게 지지되는 진동발생유닛과, 상기 진동발생유닛의 하부에 설치되는 리퍼블레이드를 구비한 저진동브리오리퍼와;

상기 리퍼본체의 측면에 위치되는 리퍼회전지지축과, 상기 리퍼회전지지축이 단부에 회전가능하게 설치되며 굴착기의 붐과 결합되는 회전결합부를 구비한 회전지지붐과, 상기 회전지지붐에 설치되어 상기 저진동 브리오리퍼를 상기 리퍼회전지지축을 중심으로 소정 각도로 회전시킬 수 있는 액튜에이터를 구비한 브리오 리퍼회전유닛을 포함한 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 브리오 리퍼를 회전시키기 위한 액튜에이터는 상기 회전지지붐에 설치되어 리퍼본체에 설치된 연결브라켓과 힌지결합되는 로드를 포함하는 적어도 하나의 실린더로 이루어진 진다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 저진동 브리오 리퍼 조립체를 이용한 암파쇄공법, 파쇄하고자 하는 암에 천공홀을 형성하는 파쇄홀 형성단계와,

상기 굴착기의 붐에 회전가능하게 설치되는 회전지지붐의 단부에 저진동브리오리퍼의 리퍼본체 양측에 설치된 리퍼회전지지축이 회전가능하게 설치되고, 회전지지붐에 설치된 액튜에이터에 의해 회전되는 저진동 브리오 리퍼의 리퍼블레이드 단부를 상기 파쇄홀에 지지시킨 상태에서 상기 암의 파쇄 또는 암의 크랙을 발생시키는 암파쇄단계와,

상기 굴착기의 붐에 설치된 상기 회전지지붐을 회전시킴과 아울러 액튜에이터를 이용하여 회전지지붐에 대해 저진동 브리오 리퍼를 회전시켜 파쇄된 암을 분리시키는 암분리단계를 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 암파쇄단계는 상기 파쇄홀에 리퍼블레이드의 단부가 삽입되어 진동이 이루지는 동안 상기 액튜에이터를 이용하여 상기 저진동 브리오 리퍼를 당기거나 미는 방향을 회전시키는 브리오리퍼회전단계를 더 구비한다.

본 발명에 따른 저진동 브리오 리퍼조립체 및 이를 이용한 암파쇄공법은 저진동 브리오 리퍼조립체의 회전각도 즉, 리퍼블레이드의 회전각도를 향상시켜 작업영역을 확대할 수 있다. 특히 본 발명의 저진동 브리오 리퍼조립체는 약한 충격력을 상대적으로 보완하여 경암의 파쇄효율을 향상시킬 수 있다. 저진동 브리오 리퍼조립체에 의한 암파쇄는 수직방향으로의 충격력과 리퍼블레이드에 회전력을 제공함으로써 복합적인 충격력을 발생시켜 경암의 크랙 및 파쇄력을 향상시킬 수 있다.

본원 발명은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 발명에 따른 저진동 브리오 리퍼조립체가 굴착기에 장착된 상태를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 저진동 브리오 리퍼조립체의 측면도,
도 3은 도 2에 도시된 본 발명에 따른 저진동 브리오 리퍼조립체의 평면도,
도 4은 도 2에 도시된 본 발명에 따른 저진동 브리오 리퍼조립체의 측면도,
도 5는 리퍼회전지지축과 회전지지붐의 결합상태를 나타내 보인 분리 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 저진동 브리오 리퍼조립체를 이용한 암파쇄공법을 나타내 보인 블록도.

본 발명에 따른 저진동 브리오 리퍼조립체는 굴착기에 붐에 장착되어 저진동브리오 리퍼의 회전각도를 상대적으로 크게 함으로써 작업영역을 확대시킬 수 있는 것으로, 그 일 실시예를 도 1 내지 도 4에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 저진동 브리오 리퍼조립체(10)은 리퍼본체(21)와, 상기 리퍼본체(21)에 완충지지유닛에 의해 진동가능하게 지지되는 진동발생유닛(미도시)과 상기 진동모듈의 하부에 설치되는 리퍼블레이드(22)을 포함하는 진동리퍼(20)와, 굴착기(100)의 붐(110)에 대해 저진동 브리오리퍼를 서로다른 회전반경으로 복합회전시킬 수 있는 진동리퍼회전유닛(50)을 포함한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 저진동 브리오 리퍼조립체를 구성요소별로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 브리오 리퍼(20)의 진동발생유닛은 도면에 도시되어 있지 않으나 상기 리퍼본체(21)의 내부에 별도 공간이 형성되어 상기 진동발생유닛이 상술한 바와 같이 완충지지유닛에 의해 현가되고, 하부가 개방 형성되어 상기 리퍼블레이드(22)의 일부가 외부로 노출된다. 이때, 상기 리퍼블레이드(22)는 일측이 상기 진동발생유닛의 하면에 결합되고 리퍼블레이드(22)의 타측은 투스(23)가 장착된다.

상기 리퍼본체(21)의 형상은 다양하게 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 하부가 개방된 형태로 형성되어 있으나, 이에 한정되지 않는다.

한편, 상기 진동발생유닛은 상기 리퍼본체(21)에 설치되어 상기 리퍼블레이드(22)을 진동시키기 위한 것으로, 상기 완충지지유닛에 의해 지지된 진동발생유닛의 내부에 복수 개의 편심회전체가 구비되어 이들의 회전을 통해 상하 진동이 발생한다. 여기서, 상기 편심회전체의 회전에 의해 발생되는 상하방향의 진동을 극대화시킬 수 있도록 편심회전체가 동일한 방향으로 향하도록 배치되는 것이 바람직하다. 본 실시예에 있어서, 상기 편심회전체는 한 쌍으로 평행한 회전축을 가지도록 설치되고, 이 회전축에 각각 상호 치합되는 기어가 설치된다. 그리고, 상기 진동발생유닛에는 유압모터가 연결되어 편심회전체를 회전시킨다.

이러한 진동발생유닛을 가지는 진동리퍼는 구성은 본 발명인이 출원하여 등록 받은 등록특허 제 0878296호, 제1551485호에 게시되어 있다.

한편, 진동리퍼회전유닛(50)은 상기 굴착기(100)의 붐(110)에 장착되어 저진동 브리오리퍼를 복합회전시킬 수 있는 것으로, 상기 굴착기(100)의 붐(110)에 회전가능하게 설치되는 회전결합부(52)를 가진 회전지지붐(51)을 구비한다. 그리고 상기 회전지지붐(51)의 단부에는 상기 저진동 브리오리퍼(20)의 리퍼본체(21) 양측에 동축상으로 설치되는 리퍼회전지지축(53)이 회전가능하게 설치된다.

상기 회전지지붐(51)의 단부와 리퍼회전지지축(53)의 결합은 상기 리퍼회전지지축(53)이 리퍼본체(21)와 결합된 플랜지(61)에 설치되고, 상기 회전지지붐(51)의 단부에는 리퍼회전지지축(53)과 결합되는 것으로, 일측이 개방된 축수부(62)가 형성된다. 그리고 회전지지부(51)에는 축수부(62)에 지지된 리퍼회전지지축(52)의 단부에 삽입되는 축지지부(63a)를 가진 캡(63)이 별도의 고정부재(64)인 볼트들에 의해 고정된 구조를 가진다.

상기 브리오 리퍼의 리퍼본체(21)의 양측에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 리퍼회전지지축(52)이 각각 설치되는데, 상기 회전지지붐(51)과 리퍼회전지지축(52)의 결합 및 분리를 위하여 회전지지붐(51)의 단부에 형성된 축수부(62)의 개방된 방향은 동일한 방향으로 형성된다.

상술한 바와 같이 회전지지붐(51)과 브리오 리퍼의 리퍼본체(21)에 설치된 리퍼회전지지축(52)의 분리를 위해서는 회전지지붐(51)의 단부로부터 캡(63)를 분리하고,상기 리퍼회전지지축(52)를 축수부(62)의 개방된 부위 측으로 분리함으로써 이루어진다.

그리고 상기 회전지지붐(51)에는 액튜에이터(55)가 설치되어 상기 저진동 브리오 리퍼(20)를 회전지지붐(51)에 대해 소정의 각도로 회전시킬 수 있다. 상기 액튜에이터(55)는 상기 회전지지붐(51)에 설치되며 로드가 상기 저진동 브리오리퍼(20)의 연결브라켓(25)에 연결되는 유압실린더로 이루어질 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 회전제어가 가능한 유압모터로 이루어질 수도 있다.

그리고 상기 회전지지붐(51)의 하면에는 상기 굴착기(100)의 붐(110)에 설치된 회동실린더(120)의 로드와 결합되는 회전지지붐연결브라켓(56)이 설치된다. 따라서 상기 회전지지붐(51)에 대해 저진동 브리오 리퍼(20)를 소정의 각도로 회전시킬 수 있으며, 회전지지붐에 의해 상기 브리오리퍼(20)를 회전지지붐의 길이에 해당하는 반경으로 회전시킬 수 있다.

한편, 저진동 브리오리퍼 조립체를 이용한 암파쇄방법은 도 2,3 및 도 5에 도시된 바와 같이 파쇄하고자 하는 암(300)에 파쇄홀(310)을 형성하는 파쇄홀형성단계(410)와, 상기 굴착기(100)의 붐(110)에 회전가능하게 설치되는 회전지지붐(51)의 단부에 브리오 리퍼의 리퍼본체 양측에 설치된 리퍼회전지지축(53)이 회전가능하게 설치되며, 회전지지붐(51)에 설치된 액튜에이터(55)에 의해 회전되는 저진동 브리오리퍼(20)의 리퍼블레이드(22)의 단부를 상기 파쇠홀(310)에 지지시킨 상태에서 상기 암의 파쇄 또는 암의 크랙을 발생시키는 암파쇄단계(420)를 포함한다.

그리고 상기 굴착기(100)의 붐(110)에 설치된 상기 회전지지붐(51)과 저진동브리오리퍼(20)를 리퍼회전지지축(53)을 중심으로 회전시켜 파쇄된 암을 분리시키는 암분리단계(430)를 포함한다.

상기 암석(300)에 파쇄홀(310)을 형성하는 파쇄홀형성단계(410)는 드리프터, 다축코어드릴, 천공기 등을 이용하여 소정의 간격으로 천공한다. 상기 파쇄홀(310)의 깊이는 파쇄하고자 하는 암의 크기에 따라 달라질 수 있으며, 파쇄위치에 따라 달라질 수 있다.

상기 암파쇄단계(420)는 상기 파쇄홀(310)에 리퍼블레이드(22)의 단부가 삽입되어 진동이 이루지는 동안 상기 액튜에이터를 이용하여 상기 저진동 브리오리퍼(20)을 당기거나 미는 방향을 회전시키는 브리오리퍼회전단계(440)을 더 구비한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 저진동 브리오 리퍼조립체의 작용과 이를 이용한 암파쇄공법을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 운용기기인 굴착기(100)의 붐(110)에 상기 저진동 브리오리퍼 조립체(20)를 장착한다. 즉, 상기 굴착기(100)의 붐(110)단부에 회전결합부(52)가 힌지결합되고, 굴착기의 붐(110)에 설치된 회동실린더(120)의 로드를 상기 회전지지붐연결브라켓(56)에 결합한다.

그리고 상기 파쇄 하고자 하는 암에 파쇄홀형성단계(410)에 의해 형성된 파쇄홀(310), 즉, 코어드릴, 드리프터 등에 의해 형성된 파쇄홀(310)의 상기 굴착기(100)의 붐(110)에 장착 된 저진동 브리오리퍼(20)의 리퍼블레이드(22)의 투스(23)의 단부를 삽입한다.

이 상태에서 상기 저진동 브리오리퍼(20)의 진동발생유닛을 진동시켜 블레이드(22)에 의해 파쇄를 위한 암에 충격력이 가하는 파쇄단계(420)을 수행한다.

상기 파쇄단계(420)을 수행함에 있어서, 리퍼블레이드(22)의 투스(23)는 복합적인 회전력에 의해 복합방향의 충격력을 파쇄홀 주위의 암에 가하게 된다.

이를 더욱 상세하게 설명하면, 상기 액튜에이터(55)를 작동시켜 저진동 브리오리퍼(20)를 리퍼회전지지축(53)을 중심으로 회전력을 제공함으로써 파쇄홀(310)의 주위에 당기거나 비는 방향으로 외력을 작용시킨 상태에서 충격력을 가함과 아울러 상기 굴착기(100)의 회동실린더(120)를 작동시켜 회전지지붐(51)의 단부에 설치된 저진동 브리오리퍼(20)을 상대적으로 큰 반경으로 회전력을 제공함으로써 파쇄홀에 복합적인 방향으로 외력을 작용시키면서 충격을 가하게 된다.

또한 붐(100)과 회전지지붐(51)의 회전으로 저진동 브리오진리퍼(20)에 소정의 하중을 지속적 또는 반복적으로 가하게 된다. 따라서 리퍼블레이드(22)에 의한 암의 파쇄 및 크랙의 발생을 활성화 시킬 수 있다.

상기와 같이 암의 파쇄 및 크랙이 발생되면, 상기 회동실린더(120)와 액튜에이터(55)와 붐(100)을 이용하여 저진동 브리오리퍼(20)를 회전시켜 크랙이 발생된 파쇄암 또는 분리된 파쇄암편 암으로부터 분리해 내는 암분리단계(430)를 수행한다.

상술한 바와 같이 암을 분리함에 있어서, 상기 저진동브리오리퍼(20)는 회전지지빔(51)에 설치된 액튜에이터(55)인 실린더에 의해 회전되고, 붐에 설치된 회전실린더(120)에 회전되므로 파쇄된 암을 원활하게 긁어낼 수 있다

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 저진동 브리오 리퍼조립체와 이이를 이용한 암파쇄공법은 상대적으로 충격력이 약한 진동리퍼의 문제점을 근본적으로 해결하여 작업영역을 넓힐 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 저진동 브리오 리퍼조립체와 이이를 이용한 암파쇄공법의 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다

Claims (5)

1. 리퍼본체와, 상기 리퍼본체에 완충지지유닛에 의해 진동가능하게 지지되는 진동발생유닛과, 상기 진동발생유닛의 하부에 설치되는 리퍼블레이드를 구비한 저진동브리오리퍼와;
   상기 리퍼본체의 측면에 위치되는 리퍼회전지지축과, 상기 리퍼회전지지축이 단부에 회전가능하게 설치되며 굴착기의 붐과 결합되는 회전결합부를 구비한 회전지지붐과, 상기 회전지지붐에 설치되어 상기 저진동 브리오리퍼를 상기 리퍼회전지지축을 중심으로 소정 각도로 회전시킬 수 있는 액튜에이터를 구비한 브리오 리퍼회전유닛을 포함한 것을 특징으로 하는 저진동 브리오 리퍼 조립체.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 브리오리퍼를 회전시키기 위한 액튜에이터는 상기 회전지지붐에 설치되어 리퍼본체에 설치된 연결브라켓과 힌지결합되는 로드를 포함하는 적어도 하나의 실린더로 이루어진 것을 특징으로 하는 저진동 브리오 리퍼 조립체.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 회전지지붐의 단부와 리퍼회전지지축의 결합은 상기 리퍼회전지지축이 리퍼본체와 결합된 플랜지에 설치되고, 상기 회전지지붐의 단부에는 리퍼회전지지축과 결합되는 것으로, 일측이 개방된 축수부가 형성되며, 상기 회전지지부에는 축수부에 지지된 리퍼회전지지축의 단부에 삽입되는 축지지부를 가진 캡이 결합된 것을 특징으로 하는 저진동 브리오 리퍼 조립체.
4. 파쇄하고자 하는 암에 천공홀을 형성하는 파쇄홀 형성단계와,
   상기 굴착기의 붐에 회전가능하게 설치되는 회전지지붐의 단부에 저진동 브리오리퍼의 리퍼본체 양측에 설치된 리퍼회전지지축이 회전가능하게 설치되고, 회전지지붐에 설치된 액튜에이터에 의해 회전되는 저진동 브이오 리퍼의 리퍼블레이드 단부를 상기 파쇄홀에 지지시킨 상태에서 상기 암의 파쇄 또는 암의 크랙을 발생시키는 암파쇄단계와,
   상기 굴착기의 붐에 설치된 상기 회전지지붐을 회전시킴과 아울러 액튜에이터를 이용하여 회전지지붐에 대해 저진동브리오리퍼를 회전시켜 파쇄된 암을 분리시키는 암분리단계를 포함한 것을 특징으로 브리오 저진동리퍼 조립체를 이용한 암파쇄공법.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 암파쇄단계는 상기 파쇄홀에 리퍼블레이드의 단부가 삽입되어 진동이 이루지는 동안 상기 액튜에이터를 이용하여 상기 저진동브리오리퍼를 당기거나 미는 방향을 회전시킴으로써 암에 작용하는 타격력과 인장력을 이용하여 암을 파쇄하는 브리오리퍼회전단계를 더 구비한 것을 특징으로 하는 저진동 브리오 리퍼 조립체를 이용한 암파쇄공법.
   

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