WO2013157686A1 - 락볼트 및 그 압력유체공급기 - Google Patents

락볼트 및 그 압력유체공급기 Download PDF

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WO2013157686A1
WO2013157686A1 PCT/KR2012/003199 KR2012003199W WO2013157686A1 WO 2013157686 A1 WO2013157686 A1 WO 2013157686A1 KR 2012003199 W KR2012003199 W KR 2012003199W WO 2013157686 A1 WO2013157686 A1 WO 2013157686A1
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WO
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pressure fluid
coupling
hollow body
hollow
coupled
Prior art date
Application number
PCT/KR2012/003199
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English (en)
French (fr)
Inventor
손성곤
유진오
김진형
김경철
Original Assignee
코오롱글로벌 주식회사
주식회사 티에스테크노
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D20/00—Setting anchoring-bolts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
    • E21D21/0026—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection characterised by constructional features of the bolts
    • E21D21/0073—Anchoring-bolts having an inflatable sleeve, e.g. hollow sleeve expanded by a fluid

Definitions

  • the present invention relates to the field of civil engineering, and relates to rock bolts and pressure fluid supplies installed in rock or the like for supporting.
  • Rock bolts are used for rock and other grounds and are used to support tunnels. They are inserted into perforations drilled into the rock and other grounds.
  • rock bolts There are several structures of rock bolts, one of which is an expandable structure.
  • the expandable rock bolt 10 is installed in the perforated state with a portion of the circumference of the hollow body 12 pressed down (see 'R1' in FIG. 1), and then the hollow body 12
  • the expanded hollow body 12 is to be fixed in close contact with the ground, such as rock ('R2 of Figure 1) ' Reference).
  • the rock bolt 10 is coupled to the pipe line (not shown) for guiding the high pressure water to the rock bolt 10 by a screw coupling method, and then fixed to the ground such as a rock.
  • the present invention has been made in order to solve the above problems, the structure is improved so that the separation of the pressure fluid pipe after the fixing of the rock bolt and the lock bolt fixation can be made more easily, it can be completely natural drainage by gravity
  • the purpose is to provide a rock bolt.
  • Another object of the present invention is to provide a pressure fluid supply of the rock bolt used in the rock bolt for supplying the pressure fluid.
  • the present invention is formed to have a hollow 112 through which the pressure fluid S is injected and drained through the tip, and the hollow 112 is pressed in a form in which a portion is recessed along its circumferential direction.
  • Hollow body 110 is expanded by the pressure fluid (S) supplied to;
  • the pressure fluid (S) is formed to have a hollow 122 to be injected, drained into the hollow 112 of the hollow body 110 is fitted to the outside of the front end of the hollow body 110 in the pressed state
  • a tip cap (120) joined to be fixed to the hollow body (110); Coupled with the tip cap 120 along the hollow 112 direction of the hollow body 110, the pressure fluid pipe 150 for supplying the pressure fluid (S) is coupled, the pressure fluid pipe
  • a lock bolt 100 may be provided, including a coupling 160 having a connection flow path 162 connecting the 150 and the hollow 112 of the hollow body 110.
  • the coupling 160 may be coupled to be detachable while being rotated to the outside of the tip cap 120, and the pressure fluid line 150 may be coupled to be idle.
  • a ring-shaped groove 164 is formed in any one of the pressure fluid line 150 and the coupling 160 so that the pressure fluid line 150 can be coupled to the coupling 160 so that the pressure can be idle. In the rest thereof, a locking projection 150A inserted into the ring groove 164 may be formed to move along the ring groove 164.
  • the coupling 160 and the pressure fluid line 150 may be coupled through the mutual bearing 170 so that the pressure fluid line 150 may be coupled to the coupling 160 to be idling.
  • the pressure fluid pipe 150 includes a first pipe line 152 made of soft, and a second pipe line 154 coupled to an outer side of an end portion of the coupling 160 of the first pipe line 152 and made of hard. can do.
  • the pressure fluid pipe 150 may be made of a hard portion of the coupling with the coupling 160, and the rest of the pressure fluid pipe 150 may be made of soft material.
  • the sealing passage 190 interposed between the coupling 160 and the hollow body 110 along the hollow 112 direction of the hollow body 110 in the connection passage 162 of the coupling 160. This can be inserted.
  • the hollow body 110 and the tip cap 120 may be integrally coupled to each other by interposing a weld by welding (W) between the hollow body 110 and the tip cap 120. .
  • the present invention is the pressure fluid for supplying the pressure fluid (S) through the pressure fluid conduit 150 is connected to the coupling 160, the pressure fluid conduit 150 coupled to the coupling 160
  • the pressure fluid supply of the lock bolt 100 characterized in that it comprises a supply can be presented together.
  • the fixing of the rock bolt and the separation of the pressure fluid line after fixing the lock bolt can be made more easily.
  • the coupling side of the pressure fluid pipe is made of hard, the fixing of the lock bolt and the separation of the pressure fluid pipe after the lock bolt fixing can be made more easily.
  • the pressure fluid since the pressure fluid may be supplied and drained along the hollow direction of the hollow body, the pressure fluid in the hollow body may be completely drained by gravity.
  • 1 is an application example of a lock bolt according to the prior art.
  • Figure 2 is a perspective view of the lock bolt of the first embodiment.
  • FIG 3 is an exploded perspective view of the lock bolt of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the lock bolt of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line B-B in FIG.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a second embodiment corresponding to FIG. 4.
  • Figure 8 is an example before installation of the rock bolt expansion.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line D-D of FIG. 8.
  • 11 is a cross-sectional view taken along the line E-E of FIG.
  • the rock bolt 100 is formed to have a hollow 112 through which a pressure fluid S is injected and drained through a tip, and a part of the lock bolt 100 is recessed along its circumferential direction.
  • Hollow body 110 is expanded by the pressure fluid (S) supplied to the hollow 112 in the pressed state;
  • the pressure fluid (S) is formed to have a hollow 122 so as to be injected and drained into the hollow 112 of the hollow body 110 and fitted to the outside of the front end of the hollow body 110 in the pressed state, hollow A cap 120 that is joined to be fixed to the body 110; Coupled with the tip cap 120 along the hollow 112 direction of the hollow body 110, the pressure fluid pipe 150 for supplying the pressure fluid (S) is coupled, the pressure fluid pipe 150 And a coupling 160 having a connection flow path 162 connecting the hollow 112 of the hollow body 110.
  • the pressure fluid line 150 is coupled to the coupling 160 so as to be idle, the pressure fluid line 150 is coupled with the coupling 160 and the pressure fluid line 150. Although not rotated together with the coupling 160 may be coupled or separated while the coupling 160 is rotated to the outside of the tip cap 120.
  • the pressure fluid line 150 is twisted and tangled while being rotated to prevent rotation of the coupling 160 or the coupling ( The separation of the coupling with the 160, the problem of hitting the surroundings while moving the pressure fluid pipe 150 can be prevented.
  • the hollow body 110 and the pressure fluid conduit 150 is relatively long and accordingly heavy, so that the operator rotates by force alone.
  • the coupling 160 and the tip cap 120 may be easily coupled and separated.
  • the pressure fluid line 150 is coupled to the coupling 160, one side is coupled to the pressure fluid supply of the pressure fluid supply for supplying the pressure fluid (S), the coupling 160 as described above ) Is coupled to the distal end cap 120, the pressure fluid line 150 does not have to rotate with the coupling 160, so that the pressure fluid line 150 is coupled to the coupling 160
  • the coupling 160 may be easily coupled to and separated from the tip cap 120 while being coupled to the pressure fluid supply part of the pressure fluid supply.
  • the pressure fluid S injected into the rock bolt 100 is left to the outside through the tip of the hollow body 110 without leaving. Since the drainage of the pressure fluid (S) is completely made because it can be naturally drained, the corrosion of the lock bolt 100 caused by the pressure fluid (S) remaining in the hollow 112 of the hollow body 110 is prevented. Can be.
  • the pressure fluid conduit 150 and the coupling 160 may be coupled to the coupling 160 so that the pressure fluid conduit 150 may be idling.
  • the ring groove 164 may be formed, and the rest of the hook groove 164 may be formed to be inserted into the ring groove 164 to move along the ring groove 164. Therefore, since the locking projection 150A may be inserted into the ring groove 164 and moved along the ring groove 164, the relative rotation may be performed while the pressure fluid passage 150 and the coupling 160 are coupled to each other. It may be possible.
  • the locking step 150A may be a ring shape, it is not necessary to be formed in a ring shape.
  • the method of inserting the locking jaw 150A into the ring-shaped groove 164 may be presented in various ways. It can be coupled to the insert (insert) method, and as another example, if at least one of the coupling 160 and the pressure fluid conduit 150 is made of a metal thermal expansion of the components of the metallic material and the pressure to the coupling 160 A hot press method of cooling the fluid S after mutual coupling is also possible.
  • the bearing 170 is installed between the pressure fluid channel 150 and the coupling 160 so as to be rotatable relative to each other. Since the coupling by the bearing 170 is a well known technology, more detailed description of the specific coupling of the pressure fluid line 150 and the coupling 160 by the bearing 170 is omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention. do.
  • the coupling passage 162 of the coupling 160 is connected between the coupling 160 and the hollow body 110 when the pressure fluid S is supplied to the hollow body 110 through a pressure fluid supplier.
  • a sealing 190 interposed between the coupling 160 and the hollow body 110 along the hollow 112 direction of the hollow body 110 may be inserted to prevent leakage of the hydraulic pressure into the gap. have.
  • the pressure fluid pipe 150 is a first pipe line 152 made of a soft, such as a rubber hose, and the coupling 160 side end of the first pipe line 152 It may be coupled to the outside of the second pipe 154 made of a hard, such as a steel pipe.
  • the pressure fluid line 150 may be made of a hard part 156 coupled to the coupling 160, and the remaining part 158 may be soft. Therefore, in the state in which the pressure fluid pipe 150 and the hollow body are coupled through the coupling 160, when the lock bolt 100 is fixed to the ground, a hard part of the pressure fluid pipe 150 is provided by an operator or a tool. Since the operation can be carried out holding the lock bolt 100, the fixing operation can be made more easily.
  • the hollow body 110 may be formed in a hollow having a hollow 112 so that the pressure fluid (S) of the pressure fluid supply through the front end.
  • the hollow body 110 is easily inserted into the perforation (1) in a state in which a portion of the hollow body 110 is pressed in the form of concave (hereinafter referred to as 'concave portion 114' for convenience of description) 2, 3, 4, 7, 8, and 9, the inlet portion 114 by the pressure fluid S (for example, high pressure water) supplied to the hollow after being inserted into the perforation 1 in the state before expansion ) May be expanded while being restored to its original state and may be in close contact with the perforation 1 (see dotted lines in FIGS. 4 and 7, FIGS. 10 and 12).
  • the pressure fluid S for example, high pressure water
  • the hollow body 110 may have a shape that is pressed in various shapes, for example, as shown in the concave portion 114 has a cross-sectional structure folded in the form of a line ("1"), the hollow 112 of the concave portion It can be partitioned into two spaces approximately semicircular about 114.
  • the hollow body 110 is formed in the form of a tube (pipe) by bending the flat plate (tube) or pipe (pipe) and then press one side of the outer peripheral surface in the longitudinal direction in the form of a straight (“1") It can be manufactured by folding or rolling to be folded.
  • Such a hollow body 110 may be formed of various materials, in particular, the rigidity for support, but may be made of a steel pipe so as to be expandable by pressure fluid (S), that is, high pressure water as described above.
  • S pressure fluid
  • the tip cap 120 is fitted to the outer side of the tip of the hollow body 110 in the pressed state.
  • the tip cap 120 may be formed in a hollow structure having a hollow 122 so that the pressure fluid S may be injected into the hollow 112 of the hollow body 110.
  • the pressure fluid S is injected along the hollow 112 of the hollow body 110, not along the side of the hollow body 110, that is, along the longitudinal direction (arrow F1), the hollow body is fast. It can be injected into the 110, and thus the hollow body 110 can be expanded in a short time by the pressure fluid (S).
  • the hollow 122 of the tip cap 120 may have any shape, but may be easily fitted into the hollow body 110 in a pressed state and to facilitate the manufacture of the tip cap 120, a circular cross-sectional structure It can be formed as.
  • the tip cap 120 has a hollow cross-sectional size of the tip cap 120 may be constant throughout the longitudinal direction of the tip cap 120, but as shown in the hollow of the tip cap 120 It may be more preferable that the cross-sectional size of the end of the 122 is formed to gradually expand as it is farther from the tip of the tip cap 120. That is, in the latter case, the tip cap 120 has a constant cross-sectional size of the hollow 122 of the tip cap 120 with a predetermined diameter and is screwed with the screw 166 of the coupling 160 on the outer surface.
  • the main body 124 is formed with a screw 128 for, and the expansion portion 126, the cross-sectional size of the hollow 122 of the tip cap 120 is expanded.
  • the tip cap 120 is configured to include the extension 126 as described above, the tip of the hollow body 110, the elastic member 140 of the tip cap is fitted as described later is the tip cap 120 It can be more easily fitted toward the body portion 124 of the tip cap 120 from the expansion portion 126 of the.
  • the tip cap 120 is welded with the hollow body 110 to be integrally coupled by interposing a weldment W between the tip cap 120 and the hollow body 110, the weld material W
  • the tip cap 120 and the hollow body 110 can be easily interposed between the tip cap 120 and the hollow body 110 due to the welding force can be excellent, the tip cap By the extension 126 of the 120, the welding space between the tip cap 120 and the hollow body 110 can be secured enough to facilitate welding.
  • the hollow body 110 Is expanded by the pressure fluid (S), the cross section of the hollow body 110 at the boundary of the first cap engaging portion and the remaining portion of the hollow body 110 is not changed abruptly as the hollow gradually changes Damage to the mold body 110 can be prevented.
  • the tip cap 120 as described above may be made of various materials, but together with the hollow body 110 to ensure sufficient coupling force with the hollow body 110 and to weld with the hollow body 110. It can be made of steel pipe.
  • the lock bolt 100 prepared as described above is installed in the perforation 1 formed in the ground 2 in a state in which the hollow body 110 is pressed, and then the hollow body of the lock bolt 100 installed in the perforation 1.
  • the hollow body 110 When the pressure fluid S is injected into the hollow of 110, the hollow body 110 may be inflated by the pressure fluid S to be in close contact with the ground 2.
  • the lock bolt 100 may include a fixing unit fixed to the ground 2 and a pressure fluid supply unit configured to supply a pressure fluid to the fixing unit so as to be detachably coupled to the fixing unit.
  • the fixing unit may include the hollow body 110, the tip cap 120, and the end cap 130 covered on the outside of the end of the hollow body 110.
  • the pressure fluid supplier may include the coupling 160, the pressure fluid line 150, and the pressure fluid supply unit.
  • the pressure fluid supply unit may have any configuration as long as it can supply the pressure fluid, and may include, for example, a tank in which the fluid for pressure fluid is stored, and a pump for pumping the fluid stored in the tank to the fixing unit at high pressure.
  • the lock bolt 100 As described above, the lock bolt 100, as described above, after the hollow body 110 is in close contact with the ground (2) by the supply of pressure fluid (S), the fixing unit fixed to the ground (2) as it is
  • the pressure fluid supply can be structurally separated and recovered from.

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Abstract

본 발명은 토목분야에 관한 것으로서, 지보를 위해 암반 등에 설치하는 락볼트에 관한 것이다. 특히 본 발명은 선단을 통해 압력유체(S)가 주입, 배수되는 중공(112)을 갖도록 형성되어, 그 둘레방향을 따라 일부분이 요입된 형태로 눌려진 상태에서 상기 중공(112)에 공급되는 압력유체(S)에 의해 팽창되는 중공형 바디(110); 상기 압력유체(S)가 상기 중공형 바디(110)의 중공(112)에 주입, 배수될 수 있도록 중공(122)을 갖도록 형성되어 상기 눌려진 상태의 중공형 바디(110)의 선단 외측에 끼워지며, 상기 중공형 바디(110)에 고정되도록 접합되는 선단용 캡(cap)(120); 상기 중공형 바디(110)의 중공(112) 방향을 따라 상기 선단용 캡(120)과 결합되며, 상기 압력유체(S)의 공급을 위한 압력유체 관로(150)가 결합되고, 상기 압력유체 관로(150)와 상기 중공형 바디(110)의 중공(112)을 연결하는 연결유로(162)가 형성된 커플링(160)을 포함하는 것을 특징으로 하는 락볼트(100)를 제시할 수 있다.

Description

락볼트 및 그 압력유체공급기
본 발명은 토목분야에 관한 것으로서, 지보를 위해 암반 등에 설치하는 락볼트 및 압력유체공급기에 관한 것이다.
락볼트는 암반 등의 지반에 사용하는 지보(支保)로 갱도(坑道)를 지지하는 재료로서, 암반 등의 지반에 뚫은 천공에 꽂아넣어 사용한다,
락볼트의 구조는 여러 가지가 있으며, 그 중 하나로서 팽창형 구조가 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 팽창형 락볼트(10)는 중공형 바디(12)의 그 둘레 일부가 눌려진 상태로 천공에 설치한 후(도 1의 'R1'참조), 중공형 바디(12)의 중공(12A)에 고압의 물을 공급하여 중공형 바디(12)를 팽창시킴으로써 팽창된 중공형 바디(12)가 암반 등의 지반에 밀착되어 정착될 수 있도록 한 것이다(도 1의 'R2' 참조).
이와 같은 락볼트(10)는 고압의 물을 락볼트(10)로 안내하는 관로(미도시)와 스크류 결합방식으로 결합된 후, 암반 등의 지반에 정착된다.
따라서, 락볼트(10)를 정착할 때 및 락볼트(10) 정착 후 관로를 분리할 때, 관로 엉킴, 관로와의 간섭 등의 문제점이 지적되고 있다.
또한, 중공형 바디(12)에 중공의 수직방향으로 형성된 홀(H)을 통해 물이 공급되기 때문에, 중공형 바디(12)의 팽창 후 완벽한 자연 배수가 불가능한 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 락볼트의 정착 및 락볼트 정착 후 압력유체 관로의 분리가 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 구조 개선하며, 중력에 의해 완벽히 자연 배수가 이루어질 수 있는 락볼트를 제공함을 그 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 압력유체 공급을 위해 락볼트에 이용되는 락볼트의 압력유체공급기를 제공하는데 있다.
상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은 선단을 통해 압력유체(S)가 주입, 배수되는 중공(112)을 갖도록 형성되어, 그 둘레방향을 따라 일부분이 요입된 형태로 눌려진 상태에서 상기 중공(112)에 공급되는 압력유체(S)에 의해 팽창되는 중공형 바디(110); 상기 압력유체(S)가 상기 중공형 바디(110)의 중공(112)에 주입, 배수될 수 있도록 중공(122)을 갖도록 형성되어 상기 눌려진 상태의 중공형 바디(110)의 선단 외측에 끼워지며, 상기 중공형 바디(110)에 고정되도록 접합되는 선단용 캡(cap)(120); 상기 중공형 바디(110)의 중공(112) 방향을 따라 상기 선단용 캡(120)과 결합되며, 상기 압력유체(S)의 공급을 위한 압력유체 관로(150)가 결합되고, 상기 압력유체 관로(150)와 상기 중공형 바디(110)의 중공(112)을 연결하는 연결유로(162)가 형성된 커플링(160)을 포함하는 것을 특징으로 하는 락볼트(100)를 제시할 수 있다.
상기 커플링(160)은 상기 선단용 캡(120)의 외측에 회전되면서 탈착 가능토록 결합되고, 상기 압력유체 관로(150)가 공회전 가능토록 결합될 수 있다.
상기 압력유체 관로(150)가 상기 커플링(160)에 공회전 가능토록 결합될 수 있도록, 상기 압력유체 관로(150)와 상기 커플링(160) 중 어느 하나에는 링형 홈(164)이 형성되고, 그 나머지에는 상기 링형 홈(164)을 따라 이동될 수 있도록 상기 링형 홈(164)에 삽입되는 걸림턱(150A)이 형성될 수 있다.
상기 압력유체 관로(150)가 상기 커플링(160)에 공회전 가능토록 결합될 수 있도록, 상기 커플링(160)과 상기 압력유체 관로(150)가 상호 베어링(170)을 통해 결합될 수 있다.
상기 압력유체 관로(150)는 연질로 이루어진 제1관로(152) 및, 상기 제1관로(152)의 커플링(160) 측 단부의 외측에 결합되며 경질로 이루어진 제2관로(154)를 포함할 수 있다.
상기 압력유체 관로(150)는 상기 커플링(160)과 결합되는 부분이 경질로 이루어지며, 그 나머지 부분이 연질로 이루어질 수 있다.
상기 커플링(160)의 연결유로(162)에는 상기 중공형바디(110)의 중공(112) 방향을 따라 상기 커플링(160)과 상기 중공형바디(110) 사이에 개재되는 씰링(190)이 삽입될 수 있다.
상기 중공형 바디(110)와 상기 선단용 캡(120)은 상기 중공형 바디(110)와 상기 선단용 캡(120) 사이에 용접(W)에 의한 용접물이 개재되어 상호 일체로 결합될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 커플링(160) 및, 상기 커플링(160)에 결합된 압력유체 관로(150)와 연결되어 상기 압력유체 관로(150)를 통해 압력유체(S)를 공급하는 압력유체공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 락볼트(100)의 압력유체공급기를 함께 제시할 수 있다.
본 발명은 압력유체 관로가 커플링에 공회전 가능토록 결합됨에 따라서, 락볼트의 정착 및 락볼트 정착 후 압력유체 관로의 분리가 보다 용이하게 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명은 압력유체 관로의 커플링 측이 경질로 이루어짐에 따라 락볼트의 정착 및 락볼트 정착 후 압력유체 관로의 분리가 보다 용이하게 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명은 중공형 바디의 중공 방향을 따라 압력유체가 공급, 배수될 수 있기 때문에 중력에 의해 중공형 바디 내 압력유체가 완벽히 자연배수될 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 락볼트의 적용 예.
도 2 이하는 본 발명에 따른 락볼트에 관한 것으로서,
도 2는 제1실시 예의 락볼트의 사시도.
도 3은 제1실시 예의 락볼트의 분해 사시도.
도 4는 제1실시 예의 락볼트의 단면도.
도 5는 도 3의 A-A선에 따른 단면도.
도 6은 도 4의 B-B선에 따른 단면도.
도 7은 도 4와 대응되는 제2실시 예의 단면도.
도 8은 락볼트의 팽창 전 상태 설치 예.
도 9는 도 8의 D-D선에 따른 단면도.
도 10는 락볼트의 팽창상태 설치 예.
도 11는 도 10의 E-E선에 따른 단면도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
도 2 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 락볼트(100)는 선단을 통해 압력유체(S)가 주입, 배수되는 중공(112)을 갖도록 형성되어, 그 둘레방향을 따라 일부분이 요입된 형태로 눌려진 상태에서 상기 중공(112)에 공급되는 압력유체(S)에 의해 팽창되는 중공형 바디(110); 압력유체(S)가 중공형 바디(110)의 중공(112)에 주입, 배수될 수 있도록 중공(122)을 갖도록 형성되어 눌려진 상태의 중공형 바디(110)의 선단 외측에 끼워지며, 중공형 바디(110)에 고정되도록 접합되는 선단용 캡(cap)(120); 중공형 바디(110)의 중공(112) 방향을 따라 상기 선단용 캡(120)과 결합되며, 압력유체(S)의 공급을 위한 압력유체 관로(150)가 결합되고, 압력유체 관로(150)와 중공형 바디(110)의 중공(112)을 연결하는 연결유로(162)가 형성된 커플링(160)을 포함할 수 있다.
즉, 압력유체 관로(150)가 커플링(160)에 공회전 가능토록 결합되기 때문에, 커플링(160)과 압력유체 관로(150)가 결합된 상태에서 압력유체 관로(150)가 커플링(160)과 함께 회전되지 않더라도 커플링(160)이 선단용 캡(120)의 외측에 회전되면서 결합 또는 분리될 수 있다.
따라서, 커플링(160)이 선단용 캡(120)의 외측에 회전되면서 결합 또는 분리될 때, 압력유체 관로(150)가 회전되면서 꼬여 엉키면서 커플링(160)의 회전을 방해하거나 커플링(160)과의 결합이 분리되는 문제, 압력유체 관로(150)가 움직이면서 주변을 때리는 문제 등이 방지될 수 있다.
또한, 커플링(160)과 선단용 캡(120)을 결합 또는 분리할 때, 중공형 바디(110) 및 압력유체 관로(150)는 상대적으로 길이가 길고 그에 따라 무거워서 작업자가 혼자 힘으로 회전시키는데 버거운데, 상대적으로 짧고 가벼운 커플링(160)만을 회전시키면 되므로 커플링(160)과 선단용 캡(120)의 결합, 분리 작업이 보다 용이하게 이루어질 수 있다.
또한, 압력유체 관로(150)는 상술한 바와 같이 한쪽은 커플링(160)에 결합되고, 나머지 한쪽은 압력유체(S) 공급을 위한 압력유체공급기의 압력유체공급부에 결합되는데, 커플링(160)이 선단용 캡(120)에 결합, 분리될 때 압력유체 관로(150)는 커플링(160)과 함께 회전되지 않아도 되므로, 압력유체 관로(150)가 한쪽은 커플링(160)에 결합되고 나머지 한쪽은 압력유체공급기의 압력유체공급부에 결합된 상태에서 커플링(160)이 선단용 캡(120)에 용이하게 결합, 분리될 수 있다.
또한, 본 발명의 락볼트(100)가 지반(2)에 상향 경사지게 설치할 경우, 락볼트(100) 내부에 주입되었던 압력유체(S)가 남김없이 중공형 바디(110)의 선단을 통해 외부로 자연 배수될 수 있기 때문에 완벽하게 압력유체(S)의 배수가 이루어짐으로써 압력유체(S)가 중공형 바디(110)의 중공(112)에 잔류함으로써 발생하게 되던 락볼트(100)의 부식이 방지될 수 있다.
이와 같이 압력유체 관로(150)가 커플링(160)에 공회전 가능토록 결합될 수 있도록, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 압력유체 관로(150)와 커플링(160) 중 어느 하나에는 링형 홈(164)이 형성되고, 그 나머지에는 링형 홈(164)을 따라 이동될 수 있도록 링형 홈(164)에 삽입되는 걸림턱(150A)이 형성될 수 있다. 따라서, 걸림턱(150A)이 링형 홈(164)에 삽입되어 링형 홈(164)을 따라 이동될 수 있기 때문에, 압력유체 관로(150)와 커플링(160)이 상호 결합된 상태에서 상대 회전이 가능해질 수 있다. 여기서, 걸림턱(150A)은 링형일 수 있으며, 링형으로 형성되지 않아도 무방하다. 걸림턱(150A)이 링형 홈(164)에 삽입시키는 방안은 다양하게 제시될 수 있으며, 일 예로써 압력유체 관로(150)와 커플링(160) 중 어느 하나가 상대 구성요소의 성형, 제작시 인서트(insert) 방식으로 결합될 수 있으며, 또 다른 예로써 커플링(160)과 압력유체 관로(150) 중 적어도 어느 하나가 금속재질이라면 금속재질의 구성요소를 열팽창시켜 커플링(160)과 압력유체(S)를 상호 결합 후 냉각시키는 열간압입방식도 가능하다.
또는, 도 7에 도시된 바와 같이, 압력유체 관로(150)와 커플링(160) 사이에 설치되는 베어링(170)을 통해 상호 상대 회전 가능토록 결합시킬 수 있다. 베어링(170)에 의한 결합은 많이 알려진 기술사항이므로 본 발명의 요지를 흐트리지 않기 위해 베어링(170)에 의한 압력유체 관로(150)와 커플링(160)의 구체적인 결합에 대한 보다 자세한 설명은 생략한다.
이와 아울러, 커플링(160)의 연결유로(162)에는 압력유체공급기를 통해 압력유체(S)가 중공형 바디(110)에 공급될 때 커플링(160)과 중공형 바디(110) 사이의 틈새로 수압이 누설되는 것을 방지할 수 있도록, 중공형바디(110)의 중공(112) 방향을 따라 커플링(160)과 중공형바디(110) 사이에 개재되는 씰링(190)이 삽입될 수 있다.
또한, 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 압력유체 관로(150)는 고무호스 등과 같이 연질로 이루어진 제1관로(152) 및, 상기 제1관로(152)의 커플링(160) 측 단부의 외측에 결합되며 강관 등과 같은 경질로 이루어진 제2관로(154)를 포함할 수 있다. 또는 도 7에 도시된 바와 같이, 압력유체 관로(150)는 커플링(160)과 결합되는 부분(156)이 경질로 이루어지며, 그 나머지 부분(158)이 연질로 이루어질 수 있다. 따라서, 커플링(160)을 통해 압력유체 관로(150)와 중공형 바디가 결합된 상태에서, 락볼트(100)를 지반 등에 정착할 때, 작업자나 공구가 압력유체 관로(150)의 경질부분을 잡고 작업을 할 수 있기 때문에 락볼트(100)의 정착작업이 보다 용이하게 이루어질 수 있다.
한편, 중공형 바디(110)는 그 선단을 통해 압력유체공급기의 압력유체(S)가 주입될 수 있도록 중공(112)을 갖는 중공형으로 형성될 수 있다. 특히 중공형 바디(110)는 그 둘레방향을 따라 일부분이 요입된 형태(이하, 설명의 편의를 위해 '요입부(114)'라 한다)로 눌려진 상태로 용이하게 천공(1)에 삽입 설치되며(도 2,3,4,7,8,9 참조), 팽창 전 상태로 천공(1)에 삽입 설치된 후 중공에 공급되는 압력유체(S)(예컨대, 고압의 물)에 의해 요입부(114)가 원 상태로 복원되면서 팽창되어 천공(1)에 밀착될 수 있다(도 4 및 도 7의 점선부분, 도 10, 12 참조).
중공형 바디(110)는 다양한 형상으로 눌려진 형상을 취할 수 있으며, 예컨대 도시된 바와 같이 요입부(114)가 일자("1") 형태로 접혀진 단면구조를 가지며, 그 중공(112)이 요입부(114)를 중심으로 대략 반원형의 2개의 공간으로 구획될 수 있다. 이와 같은 중공형 바디(110)는 평판형 플레이트를 밴딩(bending)하여 튜브(tube) 또는 파이프(pipe) 형태로 만든 후 외주면 일측을 길이방향을 따라 내측으로 가압하여 일자("1") 형태로 접혀지도록 폴딩(folding) 가공 또는 롤링 (rolling) 가공을 하여 제작할 수 있다.
이와 같은 중공형 바디(110)는 다양한 소재로 형성될 수 있는데, 특히 지보를 위해 강성이 우수하면서도 상술한 바와 같이 압력유체(S), 즉 고압의 물에 의해 팽창 가능토록 강관으로 이루어질 수 있다.
선단용 캡(120)은 상기한 눌려진 상태의 중공형 바디(110)의 선단 외측에 끼워지는 것이다.
선단용 캡(120)은 특히 중공형 바디(110)의 중공(112)으로 압력유체(S)가 주입될 수 있도록 중공(122)을 갖는 중공형 구조로 이루어질 수 있다. 이 경우, 압력유체(S)가 중공형 바디(110)의 측면이 아니라 중공형 바디(110)의 중공(112)을 따라, 즉 길이방향(화살표 F1)을 따라 주입됨에 따라 신속하게 중공형 바디(110)에 주입될 수 있으며, 이에 따라 중공형 바디(110)가 압력유체(S)에 의해 빠른시간 내에 팽창될 수 있다.
선단용 캡(120)의 중공(122)은 어떠한 형상이든 무방하나, 다만 눌려진 상태의 중공형 바디(110)에 용이하게 끼워질 수 있으며 선단용 캡(120)의 제조가 용이하도록, 원형 단면 구조로 형성될 수 있다.
선단용 캡(120)은 선단용 캡(120)의 중공의 단면 크기가 선단용 캡(120)의 길이방향을 따라 전체에 걸쳐 일정할 수도 있으나, 도시된 바와 같이 선단용 캡(120)의 중공(122)의 종단부의 단면 크기가 선단용 캡(120)의 선단으로부터 멀어질수록 점진적으로 확장되도록 형성되는 것이 보다 바람직할 수 있다. 즉, 후자의 경우 선단용 캡(120)은 선단용 캡(120)의 중공(122)의 단면 크기가 소정의 직경으로 일정하며 외측면에 커플링(160)의 나사(166)와 나사 체결되기 위한 나사(128)가 형성된 본체부(124) 및, 선단용 캡(120)의 중공(122)의 단면 크기가 확장되는 확장부(126)로 이루어질 수 있다. 이와 같이 선단용 캡(120)이 확장부(126)를 포함하여 구성된다면, 후술하는 바와 같이 선단용 캡의 탄성부재(140)가 끼워진 중공형 바디(110)의 선단이 선단용 캡(120)의 확장부(126)로부터 선단용 캡(120)의 본체부(124)를 향해 보다 용이하게 끼워질 수 있다. 또한, 선단용 캡(120)이 중공형 바디(110)와 용접되어 선단용 캡(120)과 중공형 바디(110) 사이에 용접물(W)이 개재됨으로써 일체로 결합될 때, 용접물(W)이 선단용 캡(120)과 중공형 바디(110) 사이에 용이하게 개재될 수 있어 선단용 캡(120)과 중공형 바디(110)의 용접에 따른 결합력이 우수하다할 수 있으며, 선단용 캡(120)의 확장부(126)에 의해 선단용 캡(120)과 중공형 바디(110) 사이의 용접공간이 충분히 확보될 수 있어 용접이 용이하게 이루어질 수 있다.또한, 중공형 바디(110)가 압력유체(S)에 의해 팽창될 때, 중공형 바디(110)의 제1캡 결합부분과 그 나머지 부분의 경계에서 중공형 바디(110)의 단면이 급격하게 변하지 않고 점진적으로 변함에 따라 중공형 바디(110)의 손상이 방지될 수 있다.
이와 같은 선단용 캡(120)은 다양한 재질에 의해 이루어질 수 있으며, 다만 중공형 바디(110)와의 충분한 결합력 확보 및, 중공형 바디(110)와의 용접 등이 가능하도록 중공형 바디(110)와 함께 강관으로 이루어질 수 있다.
이와 같이 준비된 락볼트(100)는 중공형 바디(110)가 눌려진 상태로, 지반(2)에 형성한 천공(1)에 설치된 후, 천공(1)에 설치된 락볼트(100)의 중공형 바디(110)의 중공에 압력유체(S)가 주입되면 중공형 바디(110)가 압력유체(S)에 의해 팽창되어 지반(2)에 밀착될 수 있다.
여기서, 락볼트(100)는 구조적으로 크게, 지반(2)에 정착되는 정착부와, 정착부에 탈착 가능토록 결합되어 정착부에 압력유체를 공급하는 상기한 압력유체공급기를 포함할 수 있다. 정착부는 상기한 중공형 바디(110) 및 선단용 캡(120), 중공형 바디(110)의 종단 외측에 씌워진 종단용 캡(130)을 포함할 수 있다. 압력유체공급기는 상기한 커플링(160) 및 압력유체 관로(150), 압력유체공급부를 포함할 수 있다. 압력유체공급부는 압력유체를 공급할 수 있다면 어떠한 구성이든 무방하며, 예컨대 압력유체용 유체가 저장되는 탱크 및, 탱크에 저장된 유체를 고압으로 정착부로 압송하는 펌프 등을 포함할 수 있다.
이와 같은 락볼트(100)는 상기한 바와 같이, 압력유체(S) 공급에 의해 중공형 바디(110)가 지반(2)에 밀착되고 나면, 지반(2)에 정착된 정착부는 그대로 두고 정착부로부터 압력유체공급기를 구조적으로 분리하여 회수할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

Claims (9)

  1. 선단을 통해 압력유체(S)가 주입, 배수되는 중공(112)을 갖도록 형성되어, 그 둘레방향을 따라 일부분이 요입된 형태로 눌려진 상태에서 상기 중공(112)에 공급되는 압력유체(S)에 의해 팽창되는 중공형 바디(110);
    상기 압력유체(S)가 상기 중공형 바디(110)의 중공(112)에 주입, 배수될 수 있도록 중공(122)을 갖도록 형성되어 상기 눌려진 상태의 중공형 바디(110)의 선단 외측에 끼워지며, 상기 중공형 바디(110)에 고정되도록 접합되는 선단용 캡(cap)(120);
    상기 중공형 바디(110)의 중공(112) 방향을 따라 상기 선단용 캡(120)과 결합되며, 상기 압력유체(S)의 공급을 위한 압력유체 관로(150)가 결합되고, 상기 압력유체 관로(150)와 상기 중공형 바디(110)의 중공(112)을 연결하는 연결유로(162)가 형성된 커플링(160)을 포함하는 것을 특징으로 하는 락볼트(100).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 커플링(160)은 상기 선단용 캡(120)의 외측에 회전되면서 탈착 가능토록 결합되고, 상기 압력유체 관로(150)가 공회전 가능토록 결합되는 것을 특징으로 하는 락볼트(100).
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 압력유체 관로(150)가 상기 커플링(160)에 공회전 가능토록 결합될 수 있도록, 상기 압력유체 관로(150)와 상기 커플링(160) 중 어느 하나에는 링형 홈(164)이 형성되고, 그 나머지에는 상기 링형 홈(164)을 따라 이동될 수 있도록 상기 링형 홈(164)에 삽입되는 걸림턱(150A)이 형성된 것을 특징으로 하는 락볼트(100).
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 압력유체 관로(150)가 상기 커플링(160)에 공회전 가능토록 결합될 수 있도록, 상기 커플링(160)과 상기 압력유체 관로(150)가 상호 베어링(170)을 통해 결합되는 것을 특징으로 하는 락볼트(100).
  5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력유체 관로(150)는 연질로 이루어진 제1관로(152) 및, 상기 제1관로(152)의 커플링(160) 측 단부의 외측에 결합되며 경질로 이루어진 제2관로(154)를 포함하는 것을 특징으로 락볼트(100).
  6. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압력유체 관로(150)는 상기 커플링(160)과 결합되는 부분이 경질로 이루어지며, 그 나머지 부분이 연질로 이루어진 것을 특징으로 하는 락볼트(100).
  7. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커플링(160)의 연결유로(162)에는 상기 중공형바디(110)의 중공(112) 방향을 따라 상기 커플링(160)과 상기 중공형바디(110) 사이에 개재되는 씰링(190)이 삽입된 것을 특징으로 하는 락볼트(100).
  8. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중공형 바디(110)와 상기 선단용 캡(120)은 상기 중공형 바디(110)와 상기 선단용 캡(120) 사이의 전체 둘레에 용접에 의한 용접물(W)이 개재되어 상호 일체로 결합된 것을 특징으로 하는 락볼트(100).
  9. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항의 락볼트(100)의 압력유체공급기로서,
    상기 커플링(160) 및, 상기 커플링(160)에 결합된 압력유체 관로(150)와 연결되어 상기 압력유체 관로(150)를 통해 압력유체(S)를 공급하는 압력유체공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 락볼트(100)의 압력유체공급기.
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