KR20230009584A - 복동 유압식 그라우팅 패커 - Google Patents

복동 유압식 그라우팅 패커 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복동 유압식 그라우팅 패커에 관한 것으로 보다 상세하게는, 패커유닛; 상기 패커유닛의 내부 길이방향에 형성되는 그라우트주입관과, 상기 그라우트주입관의 외주면에 구비되어 상기 그라우트주입관의 길이방향으로 슬라이딩하는 연장관과, 상기 연장관의 외주면에 형성되는 복수의 그라우트분사구와, 상기 그라우트주입관에 일정압력의 그라우트를 공급하는 그라우트공급유닛; 상기 그라우트주입관의 일측에 일정간격 이격되어 설치되는 수축유압관과, 상기 수축유압관에 일정압력의 유압을 공급하는 수축유압공급유닛; 상기 그라우트주입관의 타측에 일정간격 이격되어 설치되는 신장유압관과, 상기 신장유압관에 일정압력의 유압을 공급하는 신장유압공급유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

복동 유압식 그라우팅 패커{Double acting hydraulic grouting packer}
본 발명은 복동 유압식 그라우팅 패커에 관한 것으로, 보다 상세하게는 그라우트공급유닛을 통해 암반에 발생된 크랙홀 내부에 그라우트를 강제 주입시켜 크랙홀을 메움으로서 크랙으로 인한 암반의 틈새로 물이 새는 것을 방지하기 위한 복동 유압식 그라우팅 패커에 관한 것이다.
일반적으로 토목현장에서 연약지반의 보강과 차수를 위해 다양한 종류의 약액 주입공법이 사용되고 있으며 주로 시멘트 그라우트 약액 또는 우레탄계열의 약액이 사용된다.
이 중에서 시멘트 그라우트를 사용 약액으로 하는 시멘트그라우팅공법은 사용 약액의 특성상 시공상의 편리함과 사용 약액이 저렴하므로 연약지반보강 및 차수 목적으로 널리 사용되고 있다.
종래기술로는, 등록특허 제10-1528524호(등록일: 2015년 06월 08일)가압식 이중 패커를 가진 그라우팅 장치 및 이를 이용한 그라우팅 시공방법이 개시되어 있다.
이러한, 종래기술은, 땅속의 천공홀에 삽입되는 그라우트관과, 상기 그라우트관의 내부에 삽입되어 그라우트재를 천공홀 및 그 주변의 토사에 분사시키는 그라우트재 분사관과, 상기 그라우트관의 외면에 설치되어 천공홀의 일부를 구획시켜 밀폐된 다수 개의 격실을 형성시키는 다수 개의 외부패커와, 상기 그라우트관의 내부에 위치하면서 외부패커에 팽창재를 주입시키기 위한 팽창재 주입공간을 형성시키는 내부패커유닛을 포함하되, 상기 내부패커유닛은 패커분사홀이 구비된 패커분사관과, 상기 패커분사관을 사이에 둔 제1, 2내부패커체로 이루어지고, 상기 내부패커체는, 일정한 부피를 유지하면서 수평가압장치에 의해 외경이 확장 또는 수축될 수 있도록 유연한 부피체로 구성되는 내부패커가 하나 이상으로 이루어지되, 상기 수평가압장치는 그라우트재 분사관을 감싸도록 위치하면서 유체를 공급 또는 회수하는 실린더 가압관과, 상기 실린더 가압관의 선단부를 내부에 포함하도록 위치하되 유체의 공급 및 회수에 의해 전후방으로 이동하는 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그러나, 종래기술은, 중공관 내부 주입관 삽입한 후 협소한 작업현장에 의하여 제대로 밀봉되지 않을 수 있기에 약액을 주입하는 경우 외부로 약액이 노출되어 원하는 압력으로 약액을 주입하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 약액을 천공홀에 단계별로 주입하는 과정에서 천공홀이 구획되지 못하여 약액의 주입재가 제대로 메우지 못하여 그라우팅 효과가 저하되는 문제점이 발생되었다.
대한민국 등록특허공보 제10-1528524호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 그라우트공급유닛을 통해 암반에 발생된 크랙홀 내부에 그라우트를 강제 주입시켜 크랙홀을 메움으로서 크랙으로 인한 암반의 틈새로 물이 새는 것을 방지하기 위한 복동 유압식 그라우팅 패커를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 복동형으로 구성되는 패커유닛을 통해 유압에 의한 쐐기형실린더로드의 전진과 후진을 도모함과 동시에 지지체가 암반의 내측면을 견고히 밀폐함으로서, 암반과의 접촉면적과 밀폐력을 향상시켜 정확한 위치에 그라우트를 주입시키기 위한 복동 유압식 그라우팅 패커를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 특징에 따르면, 본 발명은 패커유닛;
상기 패커유닛의 내부 길이방향에 형성되는 그라우트주입관과, 상기 그라우트주입관의 외주면에 구비되어 상기 그라우트주입관의 길이방향으로 슬라이딩하는 연장관과, 상기 연장관의 외주면에 형성되는 복수의 그라우트분사구와, 상기 그라우트주입관에 일정압력의 그라우트를 공급하는 그라우트공급유닛;
상기 그라우트주입관의 일측에 일정간격 이격되어 설치되는 수축유압관과, 상기 수축유압관에 일정압력의 유압을 공급하는 수축유압공급유닛;
상기 그라우트주입관의 타측에 일정간격 이격되어 설치되는 신장유압관과, 상기 신장유압관에 일정압력의 유압을 공급하는 신장유압공급유닛;을 포함하는 복동 유압식 그라우팅 패커가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 패커유닛은,
상기 수축유압관과 상기 신장유압관을 포함하는 실린더튜브와, 상기 실린더튜브 내부에 구비되고 상기 실린더튜브에 공급되는 상기 유압과 일측이 맞닿고 상기 유압에 의해 길이방향으로 이동되는 피스톤과, 상기 피스톤 타측과 맞닿고 상기 피스톤의 가압력에 의해 길이방향으로 이동되는 쐐기형실린더로드와, 상기 패커유닛의 일측 외주면에 구비되고 상기 쐐기형실린더로드가 상기 피스톤 일측에 형성된 실린더로드커버의 내주면을 따라 삽입과 동시에 폭방향으로 확장되는 지지체와, 상기 실린더로드커버의 일측에 구비되어 상기 쐐기형실린더로드의 후진 시, 상기 쐐기형실린더로드에 끼워진 상기 지지체의 분리를 원활하게 유도하기 위한 지지체 분리탭을 더 포함하는 복동 유압식 그라우팅 패커가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 쐐기형실린더로드의 내주면 일측에 제1키홈이 형성되고, 상기 연장관의 외주면 일측에 제2키홈이 형성되며, 상기 쐐기형실린더로드의 내주면과 상기 연장관의 외주면 사이에 구비되는 지지관 일측에 슬라이딩홈이 형성되되,
상기 슬라이딩홈에 키이가 관통되고 상기 키이의 양끝단은 상기 제1키홈과 상기 제2키홈에 각각 삽입되어 상기 쐐기형실린더로드와 상기 연장관의 전진 및 후진 시, 상기 키이가 상기 슬라이딩홈의 길이방향을 따라 이동하는 복동 유압식 그라우팅 패커가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 수축유압관과 상기 신장유압관은,
상기 패커유닛의 내면 길이방향을 왕복되도록 형성되어, 상기 피스톤을 길이방향으로 전진과 후진이 가능한 복동형으로 제작되는 복동 유압식 그라우팅 패커가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 수축유압관과 상기 신장유압관은,
상기 패커유닛 일측에 설치되는 신장유압유입구와, 상기 패커유닛 타측에 설치되는 수축유압유입구를 더 포함하는 복동 유압식 그라우팅 패커가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 지지체의 재질은 고무와 합성된 우레탄수지인 것을 특징으로 하는 복동 유압식 그라우팅 패커가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 그라우트공급유닛은,
상기 그라우트주입관에서 연장관으로 전달되는 그라우트의 공급압력을 조절하는 압력조절부를 더 포함하는 복동 유압식 그라우팅 패커가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 수축유압관의 길이방향 일측에 제1구멍이 형성되고, 상기 쐐기형실린더로드의 길이방향 일측에 제2구멍이 형성되되,
상기 제1구멍과 상기 제2구멍은 상호 대응되도록 위치되고, 수축시 상기 수축유압관에서 상기 제1구멍과 상기 제2구멍이 맞닿을 때 유압이 유입되면 상기 쐐기형실린더로드가 상기 실린더로드커버의 내주면을 따라 후진와 동시에 상기 제1구멍과 상기 제2구멍은 정위치하는 복동 유압식 그라우팅 패커가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 지지체 분리탭은,
상기 실린더로드커버의 일측에서 상기 쐐기형실린더로드의 길이방향 중심 일측까지 형성되고,
상기 쐐기형실린더로드가 후진되어 상기 지지체가 상기 쐐기형실린더로드에 끼여 동시에 후진될 경우, 상기 지지체 분리탭의 끝단이 상기 지지체의 끝단을 지지하여 상기 쐐기형실린더로드로 부터 상기 지지체를 원활하게 분리하는 복동 유압식 그라우팅 패커가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 패커유닛의 끝단에는 상기 연장관의 외주면과 접촉되는 스크래퍼를 더 포함하고,
상기 스크래퍼는,
상기 연장관의 후진 시, 상기 연장관의 외주면에 달라붙은 그라우트를 제거하는 복동 유압식 그라우팅 패커가 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 복동 유압식 그라우팅 패커에 따르면, 그라우트공급유닛을 통해 암반에 발생된 크랙홀 내부에 그라우트를 강제 주입시켜 크랙홀을 메움으로서 크랙으로 인한 암반의 틈새로 물이 새는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 복동형으로 구성되는 패커유닛을 통해 유압에 의한 쐐기형실린더로드의 전진과 후진을 도모함과 동시에 지지체가 암반의 내측면을 견고히 밀폐함으로서, 암반과의 접촉면적과 밀폐력을 향상시켜 정확한 위치에 그라우트를 주입시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복동 유압식 그라우팅 패커의 작동 전 상태를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복동 유압식 그라우팅 패커의 작동 후 상태를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복동 유압식 그라우팅 패커의 패커유닛부분을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복동 유압식 그라우팅 패커의 패커유닛 부분의 작동관계를 설명하기 위한 도면,
도 5(a), (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 복동 유압식 그라우팅 패커의 쐐기형실린더로드와 지지체 분리탭의 작동상태를 도시한 도면,
도 6은 도 1의 A-A'를 도시한 단면도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복동 유압식 그라우팅 패커의 그라우트공급유닛 작동관계를 설명하기 위한 도면,
도 8은 도 1의 B-B'를 도시한 단면도이다.
이하의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복동 유압식 그라우팅 패커의 작동 전 상태를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복동 유압식 그라우팅 패커의 작동 후 상태를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복동 유압식 그라우팅 패커의 패커유닛부분을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복동 유압식 그라우팅 패커의 패커유닛 부분의 작동관계를 설명하기 위한 도면이며, 도 5(a), (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 복동 유압식 그라우팅 패커의 쐐기형실린더로드와 지지체 분리탭의 작동상태를 도시한 도면이고, 도 6은 도 1의 A-A'를 도시한 단면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복동 유압식 그라우팅 패커의 그라우트공급유닛 작동관계를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 도 1의 B-B'를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명인 복동 유압식 그라우팅 패커는 크게 패커유닛(100)과, 그라우트공급유닛(200)과, 수축유압공급유닛(300) 및 신장유압공급유닛(400)으로 구성된다.
상기 패커유닛(100)은, 스테인리스 재질의 원통형상으로 구비된다.
이러한, 상기 패커유닛(100)은 크게, 피스톤(101)과, 실린더튜브(102)와, 쐐기형실린더로드(110)와, 실린더로드커버(120)와, 지지체(130) 및 지지체 분리탭(140)을 포함하는 구성이다.
상기 피스톤(101)은, 상기 수축유압관(310)과 상기 신장유압관(410)을 포함하는 실린더튜브(102)의 내부에 구비되고, 상기 실린더튜브(102)에 공급되는 유압과 일측이 맞닿고 상기 유압에 의해 길이방향으로 이동된다.
이와 같은 상기 피스톤(101)은 진공상태 또는 반진공상태 중 어느 하나의 상태로 구비되어 상기 유압의 세기를 조절할 수 있다.
아울러, 상기 피스톤(101)은 일측에 가압체를 구비함으로써 상기 유압의 팽창과 수축에 의해 길이방향으로 이동 시, 전진과 후진을 도모함과 동시에 강한 압박이 가능한 효과가 있음을 밝혀둔다.
또한, 상기 쐐기형실린더로드(110)는 상기 피스톤(101)의 타측과 맞닿고 상기 피스톤(101)의 가압력에 의해 길이방향으로 이동하게 된다.
한편, 상기 쐐기형실린더로드(110) 일측은 원추형의 쐐기 형상으로 제작되고, 상기 쐐기형실린더로드(110)의 일측 끝단은 이하 설명될 지지체(130) 일측과 맞닿도록 위치되거나 상기 지지체(130)의 내측 끝단에 일정길이 삽입된 형태로 구비될 수 있다.
이러한, 상기 쐐기형실린더로드(110)의 타측은 상기 피스톤(101)의 타측과 맞닿도록 형성되는데, 상기 쐐기형실린더로드(110)는 상기 피스톤(101)의 길이방향으로 이동과 동시에, 상기 피스톤(101) 타측과 맞닿아 있으므로 상기 쐐기형실린더로드(110)는 길이방향으로 이동과 동시에 상기 피스톤(101) 일측에 형성된 실린더로드커버(120)의 내주면을 따라 이하 설명될 지지체(130)의 내측 끝단으로 삽입하게 된다.
상기 지지체(130)는 원통형으로 제작되고, 상기 패커유닛(100)의 일측 외주면에 구비되고 상기 쐐기형실린더로드(110)가 상기 실린더로드커버(120)의 내주면을 따라 삽입과 동시에 폭방향으로 확장되어 암반의 내측면을 밀폐하게 된다.
여기서, 상기 지지체(130)의 재질은 고무와 합성된 우레탄수지일 수 있다.
상기 지지체(130)는 상기 쐐기형실린더로드(110)가 삽입되는 길이에 따라 폭방향으로 확장되거나 축소하게 되는데, 상기 지지체(130)는 암반의 내측면을 밀폐하게 되고, 상기 쐐기형실린더로드(110)는 상기 지지체(130)의 하부면을 지지하여 상기 지지체(130)가 축소되는 것을 방지함으로서 암반의 내측면을 더욱 견고하게 밀폐하는 효과가 있다.
즉, 상기 지지체(130)는 상기 패커유닛(100) 측과 분리되어 있다가, 상기 피스톤(101)에 유압이 제공되면, 상기 피스톤(101)이 상기 쐐기형실린더로드(110) 일측을 가압과 동시에 상기 쐐기형실린더로드(110)가 상기 실린더로드커버(120)의 내주면을 따라 상기 지지체(130)의 하부측으로 삽입된 후, 상기 쐐기형실린더로드(110)의 원추형상과 동일하게 상기 지지체(130)가 폭방향으로 확장되어 암반의 내측면을 견고히 밀폐하게 되는 것이다.
도 5(a), (b)에 도시된 바와 같이, 상기 지지체 분리탭(140)은, 상기 실린더로드커버(120)의 일측에 구비되는 구성이다.
더욱 상세하게는, 상기 지지체 분리탭(140)은, 상기 실린더로드커버(120)의 일측에서 상기 쐐기형실린더로드(110)의 길이방향 중심 일측까지 형성되고, 상기 지지체(130)가 상기 쐐기형실린더로드(110)에 끼여 동시에 후진될 경우, 상기 지지체 분리탭(140)의 끝단이 상기 지지체(130)의 끝단을 지지하여 상기 쐐기형실린더로드(110)로 부터 상기 지지체(130)를 원활하게 분리하는 역할을 한다.
여기서, 그라우트를 주입하기 위하여 상기 패커유닛(100)이 암반의 천공구멍에 삽입된 후, 상기 쐐기형실린더로드(110)가 전진하게 되고, 상기 지지체(130)를 폭방향으로 확장시켜 암반의 내측면을 밀폐시킨 후, 그라우트를 주입하는 작업을 수행하게 된다.
즉, 상기 지지체 분리탭(140)을 구비함으로서, 상기 쐐기형실린더로드(110)가 후진 시 상기 지지체 분리탭(140)이 상기 지지체(130)의 끝단을 지지할 수 있어 상기 지지체(130)가 상기 쐐기형실린더로드(110)로 부터 원활하게 분리될 수 있는 것이다.
결과적으로, 상기 지지체 분리탭(140)은 상기 쐐기형실린더로드(110)의 후진와 동시에, 상기 지지체(130)를 상기 쐐기형실린더로드(110)로 부터 원활하게 분리되는 것을 도모할 수 있고, 상기 지지체(130)를 폭방향으로 축소시킴으로서 상기 패커유닛(100)을 천공구멍으로 부터 용이하게 철거할 수 있는 효과가 있는 것이다.
아울러, 상기 지지체 분리탭(140)은 원통형으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 당업자에 의해 상기 지지체(130)의 끝단을 지지할 수 있도록 다양한 형상으로 제작될 수 있음을 밝혀둔다.
여기서, 상기 지지체 분리탭(140)은 상기 실린더로드커버(120)의 일측과 일체형으로 제작되거나, 분리형으로 제작되어 용접 등의 접착수단을 통해 접착되어 구비될 수 있다.
이와 같은, 상기 지지체 분리탭(140)은 스틸재질로 제작되어 우레탄수지 등으로 제작되는 상기 지지체(130)의 끝단을 견고하게 지지하여 분리시킬 수 있다.
또한, 상기 쐐기형실린더로드(110)의 길이방향 스트로크(Stroke)는 12 ~ 30 cm 사이가 바람직하다.
상기 쐐기형실린더로드(110)의 길이방향 스트로크가 12 cm 미만일 경우, 상기 쐐기형실린더로드(110)가 상기 실린더로드커버(120)의 내주면을 따라 상기 지지체(130)의 하부측으로 일정길이가 삽입되지 않으므로, 상기 지지체(130)가 폭방향으로 적정길이가 확장되지 않아 상기 지지체(130)가 암반의 내측면을 밀폐하지 못하는 문제점이 있으며, 상기 쐐기형실린더로드(110)의 길이방향 스트로크가 30 cm 를 초과할 경우, 상기 쐐기형실린더로드(110)가 상기 실린더로드커버(120)의 내주면을 따라 상기 지지체(130)의 하부측으로 일정길이 이상 삽입되어 상기 지지체(130)가 파손되거나, 폭방향으로 일정길이 이상 확장되어 상기 지지체(130)가 암반의 내측면을 무리하게 밀폐하여 상기 지지체(130)가 가압력을 견디지 못해 파손되는 문제점이 있으므로, 상기 쐐기형실린더로드(110)의 길이방향 스트로크(Stroke)는 12 ~ 30 cm 사이가 바람직하다.
상기 그라우트공급유닛(200)은, 상기 패커유닛(100)의 내부 길이방향에 형성되는 그라우트주입관(210)과, 상기 그라우트주입관(210)의 외주면에 구비되어 상기 그라우트주입관(210)의 길이방향으로 슬라이딩하는 연장관(220)과, 상기 연장관(220)의 외주면에 형성되는 복수의 그라우트분사구(230)와, 상기 그라우트주입관(210)에 일정압력의 그라우트를 공급하는 구성이다.
더욱 상세하게는, 상기 그라우트주입관(210)은, 외부로부터 공급되는 그라우트를 상기 연장관(220)으로 공급하게 되고, 상기 연장관(220)은, 상기 그라우트주입관(210)으로 부터 공급되는 그라우트를 상기 그라우트분사구(230)로 공급하게 되며, 상기 그라우트분사구(230)는, 상기 연장관(220)으로 부터 공급되는 그라우트를 분사하여 암반에 형성된 크랙홀에 강제 주입시켜 크랙홀을 메우게 된다.
또한, 상기 그라우트공급유닛(200)은, 상기 쐐기형실린더로드(110)의 내주면 일측에 제1키홈(H-1)이 형성되고, 상기 연장관(220)의 외주면 일측에 제2키홈(H-2)이 형성되며, 상기 쐐기형실린더로드(110)의 내주면과 상기 연장관(220)의 외주면 사이에 구비되는 지지관(150) 일측에 슬라이딩홈(H-3)이 형성되되, 상기 슬라이딩홈(H-3)에 키이(K)가 관통되고 상기 키이(K)의 양끝단은 상기 제1키홈(H-1)과 상기 제2키홈(H-2)에 각각 삽입되어, 상기 쐐기형실린더로드(110)와 상기 연장관(220)의 전진 및 후진 시, 상기 키이(K)가 상기 슬라이딩홈(H-3)의 길이방향을 따라 이동하게 된다.
즉, 상기 쐐기형실린더로드(110)가 전진할 경우, 상기 키이(K)를 통해 상기 연장관(220)이 동시 전진하게 되고, 상기 쐐기형실린더로드(110)가 후진할 경우, 상기 키이(K)를 통해 상기 연장관(220)이 동시 후진하는 동작을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 복동 유압식 그라우팅 패커를 통해 그라우트가 주입되는 과정을 살펴보면, 상기 패커유닛(100)이 암반의 천공구멍에 삽입된 후, 상기 쐐기형실린더로드(110)의 전진과 동시에 상기 연장관(220)이 전진하게 되고, 상기 지지체(130)를 폭방향으로 확장시켜 암반의 내측면을 밀폐시키게 된다.
이후, 상기 그라우트주입관(210)을 통해 공급되는 그라우트가 상기 연장관(220)으로 공급과 동시에 상기 그라우트분사구(230)를 통해 암반에 발생된 크랙홀에 그라우트를 강제 주입시켜 크랙홀을 메움으로서 크랙으로 인한 암반의 틈새로 물이 새는 것을 방지할 수 있다.
이와 반대로, 본 발명에 따른 복동 유압식 그라우팅 패커를 통해 그라우트가 주입이 완료되면, 상기 쐐기형실린더로드(110)의 후진과 동시에 상기 연장관(220)이 후진하게 되고, 암반의 내측면을 지지하고 있는 상기 지지체(130)가 축소된 후, 상기 패커유닛(100)이 암반의 천공구멍에서 철거되며 그라우트 주입이 완료된다.
아울러, 상기 그라우트공급유닛(200)은, 상기 그라우트주입관(210)에서 연장관(220)으로 전달하는 그라우트의 공급압력을 조절하는 압력조절부(미도시)가 더 구비될 수 있다.
이러한, 상기 압력조절부(미도시)는, 상기 그라우트주입관(210)에서 상기 연장관(220)으로 공급되는 그라우트의 압력 및 유속 등을 조절함으로서, 적정 압력과 유속의 그라우트를 상기 그라우트분사구(230)를 통해 암반의 크랙홀을 향해 분사할 수 있다.
상기 패커유닛(100)의 끝단에는 상기 연장관(220)의 외주면과 접촉되는 스크래퍼(160)를 더 포함할 수 있다.
이러한, 상기 스크래퍼(160)는, 탄성이 있는 재질로 구비되고, 상기 연장관(220)의 외주면과 항시 접촉됨으로서 상기 연장관(220)의 후진 시, 상기 연장관(220)의 외주면에 달라붙은 그라우트를 제거할 수 있다.
이와 더불어, 상기 패커유닛(100)의 끝단에는 상기 패커유닛(100)의 일측에 구비되어 세척수를 공급하는 세척수공급부(미도시)와 연결되고 상기 연장관(220)의 외주면을 향해 구비되는 세척수분사구(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이러한, 상기 세척수분사구(미도시)는, 상기 연장관(220)의 후진 시, 상기 연장관(220)의 외주면에 달라붙은 그라우트를 향해 일정 압력의 세척수를 분사함으로서 상기 연장관(220)의 외주면에 달라붙은 그라우트를 제거할 수 있다.
결과적으로, 상기 스크래퍼(160) 및 상기 세척수분사구(미도시)는 상기 연장관(220)의 후진 시, 상기 연장관(220)의 외주면에 달라붙은 그라우트를 제거함으로서, 상기 연장관(220)과 상기 그라우트주입관(210)의 사이에 그라우트가 유입되어 상기 연장관(220)이 상기 그라우트주입관(210)의 길이방향으로 슬라이딩되지 못하는 문제점을 방지할 수 있는 효과가 있다.
상기 수축유압공급유닛(300)은, 상기 그라우트주입관(210)의 일측에 일정간격 이격되어 설치되는 수축유압관(310)이 설치되어 상기 수축유압관(310) 측으로 일정압력의 유압을 공급하게 된다.
상기 신장유압공급유닛(400)은, 상기 그라우트주입관(210)의 타측에 일정간격 이격되어 설치되는 신장유압관(410)이 설치되어 상기 신장유압관(410) 측으로 일정압력의 유압을 공급하게 된다.
여기서, 상기 수축유압관(310)과 상기 신장유압관(410)은, 상기 패커유닛(100)의 내면 길이방향을 왕복되도록 형성됨으로서, 상기 피스톤(101)을 길이방향으로 전진과 후진이 가능한 복동형으로 제작되는 것이다.
이와 더불어, 상기 수축유압관(310)과 신장유압관(410)은, 상기 패커유닛(100) 일측에 유압을 유입하는 신장유압유입구(420)가 설치되고, 상기 패커유닛(100) 타측에 유압을 수축하는 수축유압유입구(430)가 설치됨으로서, 유압의 팽창과 수축을 반복할 수 있다.
한편, 상기 수축유압관(310)의 길이방향 일측에 제1구멍(450)이 형성되고, 상기 쐐기형실린더로드(110)의 길이방향 일측에 제2구멍(460)이 형성되어 있다.
이를 통해, 상기 제1구멍(450)과 상기 제2구멍(460)은 상호 대응되도록 위치되고, 수축시 상기 수축유압관(310)에서 상기 제1구멍(450)과 상기 제2구멍(460)이 맞닿았을 때 유압이 유입되고, 상기 쐐기형실린더로드(110)가 상기 실린더로드커버(120)의 내주면을 따라 후진하게 되며, 이와 동시에, 상기 제1구멍(450)과 상기 제2구멍(460)은 정위치하게 되어 상기 패커유닛(100)이 대기상태로 전환된다.
따라서, 본 발명에 따른 복동 유압식 그라우팅 패커에 따르면, 그라우트공급유닛을 통해 암반에 발생된 크랙홀 내부에 그라우트를 강제 주입시켜 크랙홀을 메움으로서 크랙으로 인한 암반의 틈새로 물이 새는 것을 방지하는 효과가 있다.
또한, 복동형으로 구성되는 패커유닛을 통해 유압에 의한 쐐기형실린더로드의 전진과 후진을 도모함과 동시에 지지체가 암반의 내측면을 견고히 밀폐함으로서, 암반과의 접촉면적과 밀폐력을 향상시켜 정확한 위치에 그라우트를 주입시키는 효과가 있다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
100 : 패커유닛 101 : 피스톤
102 : 실린더튜브 110 : 쐐기형실린더로드
120 : 실린더로드커버 130 : 지지체
140 : 지지체 분리탭 150 : 지지관
160 : 스크래퍼 200 : 그라우트공급유닛
210 : 그라우트주입관 220 : 연장관
230 : 그라우트분사구 300 : 수축유압공급유닛
310 : 수축유압관 400 : 신장유압공급유닛
410 : 신장유압관 420 : 신장유압유입구
430 : 수축유압유입구

Claims (10)

  1. 패커유닛(100);
    상기 패커유닛(100)의 내부 길이방향에 형성되는 그라우트주입관(210)과, 상기 그라우트주입관(210)의 외주면에 구비되어 상기 그라우트주입관(210)의 길이방향으로 슬라이딩하는 연장관(220)과, 상기 연장관(220)의 외주면에 형성되는 복수의 그라우트분사구(230)와, 상기 그라우트주입관(210)에 일정압력의 그라우트를 공급하는 그라우트공급유닛(200);
    상기 그라우트주입관(210)의 일측에 일정간격 이격되어 설치되는 수축유압관(310)과, 상기 수축유압관(310)에 일정압력의 유압을 공급하는 수축유압공급유닛(300);
    상기 그라우트주입관(210)의 타측에 일정간격 이격되어 설치되는 신장유압관(410)과, 상기 신장유압관(410)에 일정압력의 유압을 공급하는 신장유압공급유닛(400);을 포함하는 것을 특징으로 하는 복동 유압식 그라우팅 패커.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 패커유닛(100)은,
    상기 수축유압관(310)과 상기 신장유압관(410)을 포함하는 실린더튜브(102)와, 상기 실린더튜브(102) 내부에 구비되고 상기 실린더튜브(102)에 공급되는 상기 유압과 일측이 맞닿고 상기 유압에 의해 길이방향으로 이동되는 피스톤(101)과, 상기 피스톤(101) 타측과 맞닿고 상기 피스톤(101)의 가압력에 의해 길이방향으로 이동되는 쐐기형실린더로드(110)와, 상기 패커유닛(100)의 일측 외주면에 구비되고 상기 쐐기형실린더로드(110)가 상기 피스톤(101) 일측에 형성된 실린더로드커버(120)의 내주면을 따라 삽입과 동시에 폭방향으로 확장되는 지지체(130)와, 상기 실린더로드커버(120)의 일측에 구비되어 상기 쐐기형실린더로드(110)의 후진 시, 상기 쐐기형실린더로드(110)에 끼워진 상기 지지체(130)의 분리를 원활하게 유도하기 위한 지지체 분리탭(140)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복동 유압식 그라우팅 패커.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 쐐기형실린더로드(110)의 내주면 일측에 제1키홈(H-1)이 형성되고, 상기 연장관(220)의 외주면 일측에 제2키홈(H-2)이 형성되며, 상기 쐐기형실린더로드(110)의 내주면과 상기 연장관(220)의 외주면 사이에 구비되는 지지관(150) 일측에 슬라이딩홈(H-3)이 형성되되,
    상기 슬라이딩홈(H-3)에 키이(K)가 관통되고 상기 키이(K)의 양끝단은 상기 제1키홈(H-1)과 상기 제2키홈(H-2)에 각각 삽입되어, 상기 쐐기형실린더로드(110)와 상기 연장관(220)의 전진 및 후진 시, 상기 키이(K)가 상기 슬라이딩홈(H-3)의 길이방향을 따라 이동하는 것을 특징으로 하는 복동 유압식 그라우팅 패커.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 수축유압관(310)과 상기 신장유압관(410)은,
    상기 패커유닛(100)의 내면 길이방향을 왕복되도록 형성되어, 상기 피스톤(101)을 길이방향으로 전진과 후진이 가능한 복동형으로 제작되는 것을 특징으로 하는 복동 유압식 그라우팅 패커.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 수축유압관(310)과 상기 신장유압관(410)은,
    상기 패커유닛(100) 일측에 설치되는 신장유압유입구(420)와, 상기 패커유닛(100) 타측에 설치되는 수축유압유입구(430)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복동 유압식 그라우팅 패커.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 지지체(130)의 재질은 고무와 합성된 우레탄수지인 것을 특징으로 하는 복동 유압식 그라우팅 패커.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 그라우트공급유닛(200)은,
    상기 그라우트주입관(210)에서 연장관(220)으로 전달하는 그라우트의 공급압력을 조절하는 압력조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복동 유압식 그라우팅 패커.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 수축유압관(310)의 길이방향 일측에 제1구멍(450)이 형성되고, 상기 쐐기형실린더로드(110)의 길이방향 일측에 제2구멍(460)이 형성되되,
    상기 제1구멍(450)과 상기 제2구멍(460)은 상호 대응되도록 위치되고, 수축시 상기 수축유압관(310)에서 상기 제1구멍(450)과 상기 제2구멍(460)이 맞닿을 때 유압이 유입되면 상기 쐐기형실린더로드(110)가 상기 실린더로드커버(120)의 내주면을 따라 후진와 동시에 상기 제1구멍(450)과 상기 제2구멍(460)은 정위치하는 것을 특징으로 하는 복동 유압식 그라우팅 패커.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 지지체 분리탭(140)은,
    상기 실린더로드커버(120)의 일측에서 상기 쐐기형실린더로드(110)의 길이방향 중심 일측까지 형성되고,
    상기 쐐기형실린더로드(110)가 후진되어 상기 지지체(130)가 상기 쐐기형실린더로드(110)에 끼여 동시에 후진될 경우, 상기 지지체 분리탭(140)의 끝단이 상기 지지체(130)의 끝단을 지지하여 상기 쐐기형실린더로드(110)로 부터 상기 지지체(130)를 원활하게 분리하는 것을 특징으로 하는 복동 유압식 그라우팅 패커.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 패커유닛(100)의 끝단에는 상기 연장관(220)의 외주면과 접촉되는 스크래퍼(160)를 더 포함하고,
    상기 스크래퍼(160)는,
    상기 연장관(220)의 후진 시, 상기 연장관(220)의 외주면에 달라붙은 그라우트를 제거하는 것을 특징으로 하는 복동 유압식 그라우팅 패커.





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