WO2022065770A1 - 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치 - Google Patents

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WO2022065770A1
WO2022065770A1 PCT/KR2021/012387 KR2021012387W WO2022065770A1 WO 2022065770 A1 WO2022065770 A1 WO 2022065770A1 KR 2021012387 W KR2021012387 W KR 2021012387W WO 2022065770 A1 WO2022065770 A1 WO 2022065770A1
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WO
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air
switching
hammer
core
coupled
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PCT/KR2021/012387
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Inventor
송채연
Original Assignee
송채연
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D7/00—Methods or apparatus for placing sheet pile bulkheads, piles, mouldpipes, or other moulds
    • E02D7/28—Placing of hollow pipes or mould pipes by means arranged inside the piles or pipes
    • E02D7/30—Placing of hollow pipes or mould pipes by means arranged inside the piles or pipes by driving cores
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B1/00—Percussion drilling
    • E21B1/12—Percussion drilling with a reciprocating impulse member
    • E21B1/24—Percussion drilling with a reciprocating impulse member the impulse member being a piston driven directly by fluid pressure
    • E21B1/30—Percussion drilling with a reciprocating impulse member the impulse member being a piston driven directly by fluid pressure by air, steam or gas pressure
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2200/00—Geometrical or physical properties
    • E02D2200/16—Shapes
    • E02D2200/1685—Shapes cylindrical
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2250/00—Production methods
    • E02D2250/0038—Production methods using an auger, i.e. continuous flight type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the present invention relates to an air switching device for a core barrel hammer system applied to a core barrel hammer system used when excavating a large diameter (800 mm or more) in a bedrock layer in combination with a pile drilling machine.
  • R.C.D method for construction and bridge foundation construction, the work (R.C.D method, P.R.D method) is performed by installing piles made of steel pipes, etc., on soft ground or rock layers, etc.
  • R.C.D method or P.R.D method it is a method of excavating large diameter (800mm or more).
  • the rotary gearbox is coupled to the top of the drill pipe of the pile drilling machine, and the hammer is installed in the circumferential direction at the bottom of the drill pipe and the hammer is driven under pressure. Therefore, there is a method of drilling an excavation hole in the bedrock layer at once by percussion by pneumatic force.
  • the RCD method combines a rotary gearbox with the upper part of the drill pipe of the pile drilling machine, a pipe-shaped bit body with the lower part of the drill pipe, and several bits are installed at the bottom of the bit body to make a rotary gearbox.
  • This is a method of drilling an excavation hole so that the bit body rotates together when rotating, and a groove is formed at a certain depth in the bedrock layer.
  • the above-mentioned pre-registration configuration includes a hammer bit that is coupled to the rotary gearbox of the pile drilling machine and excavates the ground on a rotating body provided with a flange at the top, and a core barrel work in which a suction and discharge pipe is formed to discharge the pulverized material to the ground.
  • the rotating body is configured in a cylindrical shape with an open bottom so that the cross section becomes a hollow configuration like a donut, and the hammer bit is coupled to two or more assembly holes open downward to the rotating body to form a donut shape. It is configured to form a core barrel by drilling an excavation hole, and it can provide significantly improved excavation capacity compared to the PRD method or RCD method for large-diameter excavation work of 800 mm or more, thereby significantly reducing the working period and cost. are doing
  • the hammer bit and bit body responsible for drilling are cylindrical, and the configuration is to install at least two or more hammer bits installed in the circumferential direction on the edge side of the rotating body, and also at the bottom of the donut-shaped rotating body.
  • a plurality of roller bits are installed so as not to interfere with the hammer bit, and a suction and discharge pipe is formed to discharge the pulverized material to the ground.
  • Such a configuration is a shape in which the number of bits in the middle portion is greater than the number of bits located inside and outside the bit body based on the center of excavation during excavation, so there were problems such as lowering of work efficiency due to lower crushing force.
  • the industry has been in need of a hammer bit having a novel configuration that can solve this problem.
  • a hammer bit of an excavation hammer for core barrel work of Korea Public Utility Model Publication (U)20-2013-0000940 (2014.08.14.) is proposed, and the configuration is that the bit body of the excavation hammer is on the lower side It is composed of a trapezoid with an arc-shaped upper side and a wide cross-sectional area, and the bit formed for crushing at the bottom of the hammer bit wears out uniformly, so the useful life of the hammer bit can be greatly extended.
  • an excavation hammer for core barrel work having a core separation function of Republic of Korea Patent Publication No. (B1)10-1508740 (2015.04.07.) is provided, and the configuration is of a pile drilling machine at the top.
  • the rotating body assembled prefabricated with the lower end of the rotating rod, the upper end of which is coupled to the rotating gearbox, is configured in a cylindrical shape with an open bottom so that a core forming space is formed in the center of the installation part like a donut, and the installation part
  • the excavation hammer for core barrel work in which two or more hammer bits for excavating the ground, and a suction and discharge pipe to discharge the pulverized material to the ground;
  • Two or more cores consisting of a hydraulic cylinder for cutting installed at the lower end of the installation part in a direction perpendicular to the axis, and a cutting cutter that is coupled to the rod of the hydraulic cylinder for cutting and is exposed toward the core forming space when the rod is withdrawn and is press-fitted into the rock core.
  • the hydraulic cylinder for pressurization installed at the upper end of the installation part in an axial right angle direction, and the pressurized hydraulic cylinder are coupled to the rotating rod of the hydraulic cylinder for pressure to be in close contact with the wall surface of the excavation hole or the wall surface of the case press-fitted along the excavation hole when the rod is withdrawn It is configured to include a pressing means composed of a sphere;
  • the rotary rod is equipped with a swivel to which air and hydraulic pressure are simultaneously supplied to the upper part, and a hole for pouring concrete is formed in the center when viewed in a flat section, and two oil holes and two air holes are radially around the hole for pouring concrete. It is configured to provide air and oil to the hammer bit and the hydraulic cylinder for cutting and the hydraulic cylinder for pressurization installed in the installation part of the rotating body by forming a .
  • the core is cut using the core cutting means and pressing means provided at the lower and upper ends of the installation part in a state in which the core is formed in the center of the installation part through donut-shaped excavation.
  • the excavation work time can be significantly reduced, thereby providing the effect of remarkably reducing the cost of foundation construction.
  • the present inventor has researched and developed the present invention so that the cutting operation by the core cutting means can be performed by the air switched and supplied according to the rotational direction of the rotating rod together with the excavation through the air hammer.
  • the air between the rotating rod and the core barrel hammer system By installing a switching device so that air is supplied to the air hammer when the rotating rod is driven in the forward direction, and air is supplied to the core cutting means when the rotating rod is driven in the reverse direction, work efficiency is improved and air is efficiently used
  • the present invention has been completed with the technical problem of the invention in providing an air switching device for a core barrel hammer system that can be provided as
  • an air switching device is installed between the rotating rod and the core barrel hammer system to supply air to the first air hammer when the rotating rod is driven in the forward direction, and the second air hammer when the rotating rod is driven in the reverse direction Air is supplied to the air hammer, and when the rotating rod is slightly lifted upward from the second air hammer operating position and then driven in the forward direction, air is supplied to the core cutting means to improve work efficiency and provide air efficiently
  • the present invention has been completed with the technical problem of the invention in providing an air switching device for a core barrel hammer system that can do this.
  • the present invention has completed the present invention with a technical problem in that the supplied air can be selectively supplied to the air hammer and the core cutting means or the first and second air hammers and the core cutting means through the switching means.
  • upper and lower bearing coupling parts are formed on the upper and lower sides of the switching part, a spline shaft is formed on the upper side of the upper bearing coupling part, and a polygonal shaft part coupled with the rotating rod is formed on the upper side thereof, and an air hole formed at a right angle to the axis in the switching part a drive shaft having an air supply hole formed at the center so that air is supplied to the air supply unit and having a pressure discharge valve formed on each axis below the spline shaft to be connected to a pressure discharge flow path formed to be misaligned with the air hole of the switching unit;
  • a bearing assembled to the lower bearing coupling portion of the drive shaft is coupled, a flange coupled to the rotating body of the core barrel hammer system is provided on the lower side, the bearing is coupled to the inside, and a hammer for supplying air to the air hammer of the core barrel hammer system a lower housing having first and second flow passages for cutting means connected to the first and second air pipes for cutting means for supplying
  • a switching ring having a hole formed therein; an upper housing coupled to the upper side of the switching ring and to which the bearing assembled to the upper bearing coupling part of the drive shaft is coupled to the inside;
  • a latch coupled to the spline shaft and protruding outward enters the switching space formed in the upper housing, and the switching part rotates at a certain angle in the switching ring to make the air hole formed in the switching part the air hole for hammer or the first for cutting the core.
  • it has a configuration including a switching actuator selectively connected to any one of the 2 air holes and selectively connecting the pressure discharge flow path of the switching part to any one of the first and second air holes for cutting the core .
  • upper and lower bearing coupling parts are formed on the upper and lower sides of the switching part, a spline shaft is formed on the upper side of the upper bearing coupling part, and a polygonal shaft part coupled with the rotating rod is formed on the upper side thereof, and the switching part is at right angles to the axis.
  • a drive shaft having an air supply hole in the center so that air is supplied to the formed air hole; a lower housing to which a bearing assembled to the lower bearing coupling portion of the drive shaft is coupled, a flange coupled to the rotating body of the core barrel hammer system is provided at a lower side, and the bearing is coupled to the inside; a switching ring coupled to the upper side of the lower housing so as to be located in the switching part, an annular flow path connected to the air hole is formed inside, and a valve supply flow path formed at right angles to the annular flow path; Installed on the outer periphery of the switching ring and supplied with air through the valve supply passage, air is selectively selected into the air pipe for hammer connected to the air hammer of the core barrel hammer system, and the first and second air pipes for cutting means connected to the core cutting means a switching valve for supplying to the an upper housing coupled to the upper side of the switching ring and to which the bearing assembled to the upper bearing coupling part of the drive shaft is coupled to the inside;
  • the switching means is characterized in that the lower end of the stopper is configured to rotate the first and second levers disposed at right angles to the switching valve.
  • upper and lower bearing coupling parts are formed on the upper and lower sides of the switching part, and polygonal shaft parts coupled with the rotary rod are formed on the upper side of the upper bearing coupling part, and air is supplied through the air holes formed at right angles to the shaft in the switching part.
  • a drive shaft having an air supply hole formed in the center and each having a pressure discharge valve formed on the lower side of the polygonal shaft so as to be connected to a pressure discharge passage formed to be misaligned with the air hole of the switching unit;
  • a bearing assembled so as to be lifted up and down is coupled to the lower bearing coupling portion of the drive shaft, a flange coupled to the rotating body of the core barrel hammer system is provided on the lower side, the bearing is coupled to the inside, and the first air on the edge side of the core barrel hammer system
  • the air pipe for the first hammer that supplies air to the hammer and the air pipe for the second hammer that supplies air to the second air hammer on the central side are connected to the 1.2 flow path for the hammer and the core cutting means for the core barrel hammer system.
  • a lower housing having first and second flow passages for cutting means connected to first and second air pipes for supplying cutting means;
  • the first and second air holes for hammers coupled to the upper side of the lower housing so as to surround the switching part and supplying and discharging air to the first and second flow passages for hammers and the first and second passages for cutting means provided in the lower housing, and a switching ring having first and second air holes for cutting the core;
  • an upper housing coupled to the upper side of the switching ring and to which a bearing assembled to be lifted and lowered to the upper bearing coupling part of the drive shaft is coupled to the inside;
  • upper and lower bearing coupling parts are formed on the upper and lower sides of the switching part, and a polygonal shaft part coupled with the rotating rod is formed on the upper side of the upper bearing coupling part, and air is supplied through the air hole formed at the right angle to the axis of the switching part.
  • a drive shaft having an air supply hole in the center; a lower housing to which a bearing assembled to the lower bearing coupling portion of the drive shaft is coupled, a flange coupled to the rotating body of the core barrel hammer system is provided at a lower side, and the bearing is coupled to the inside;
  • the first and second annular flow passages coupled to the upper side of the lower housing so as to be located in the switching part, the first and second annular flow passages connected to the air holes are vertically formed inside, and the first and second valves are supplied at right angles to the first and second annular flow passages.
  • a switching ring forming a flow path; an upper housing coupled to the upper side of the switching ring and to which a bearing assembled to be lifted and lowered to the upper bearing coupling part of the drive shaft is coupled to the inside;
  • An air pipe for a first hammer installed on the outer periphery of the switching ring and supplied with air through a first valve supply passage to supply air to the first air hammer on the edge side of the core barrel hammer system and a second air hammer on the center side a first switching valve that is controlled by a switching means to supply air; It is installed on the outer periphery of the switching ring and receives air through the second valve supply passage and supplies air to the core cutting means of the core barrel hammer system as a switching means to supply air to the first and second air pipes for the cutting means.
  • a second switching valve for controlling;
  • the switching part rotates at a certain angle in the switching ring to connect the air holes formed in the switching part to the first and second air holes for hammers, or
  • a switching drive part that lifts upward in the switching ring and connects the air hole to the first and second air holes for cutting the core, and selectively connects the pressure discharge flow path of the switching part to any one of the first and second air holes for cutting the core It is characterized in that it consists of a configuration comprising a.
  • the key guide groove formed in the switching ring so that the outwardly protruding key is assembled to the switching part is a first formed so that the air holes formed in the switching part are connected to the first and second air holes for hammer guide home;
  • a second guide groove corresponding to a position where the air hole and the pressure discharge passage are selectively connected to the first and second air holes for cutting the core, and a vertical guide groove for moving the key to the first and second guide grooves when lifting or lowering the drive shaft It is characterized in that it consists of a configuration comprising a.
  • the switching means is characterized in that it is made by a controller operated by one of electricity, pneumatic, and hydraulic pressure.
  • the convenience of maintenance can be provided because the changeover valve exposed to the outside can be inspected and repaired in case of a failure due to air supply.
  • FIG. 1 is a schematic front view showing an example of applying the air switching device for the core barrel hammer system provided in the present invention to the core barrel hammer system;
  • FIG. 2 is a perspective view showing a first embodiment of an air switching device for a core barrel hammer system provided by the present invention
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a front cross-sectional view of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a state diagram for supplying air toward the air hammer in a plan sectional view in which the switching ring is coupled to the switching part of the first embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a state diagram for supplying air toward the core cutting means in a plan sectional view in a state in which the switching ring is coupled to the switching part of the first embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing a second embodiment of an air switching device for a core barrel hammer system provided in the present invention.
  • FIG. 8 is a front cross-sectional view of a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a state diagram for supplying air toward the air hammer in a plan sectional view in which the switching ring is coupled to the switching part of the second embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a state diagram for supplying air toward the core cutting means in a plan sectional view in which the switching ring is coupled to the switching part of the second embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a schematic view showing the air movement state according to the operation of the switching valve in the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view showing a third embodiment of an air switching device for a core barrel hammer system provided by the present invention.
  • FIG. 13 is a front cross-sectional view of a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a state diagram for supplying air toward the first air hammer in a plan sectional view in which the switching ring is coupled to the switching part of the third embodiment of the present invention
  • 15 is a state diagram for supplying air toward the second air hammer in a plan cross-sectional view in which the switching ring is coupled to the switching part of the third embodiment of the present invention
  • 16 is a state diagram for supplying air toward the core cutting means in a plan sectional view in which the switching ring is coupled to the switching part of the third embodiment of the present invention
  • 17 is a schematic view showing the air movement state in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is an exploded perspective view showing a fourth embodiment of the air switching device for the core barrel hammer system provided in the present invention.
  • FIG. 19 is a front cross-sectional view of a fourth embodiment of the present invention.
  • 20 is a state diagram for supplying air toward the first air hammer in a plan sectional view in which the switching ring is coupled to the switching part of the fourth embodiment of the present invention
  • 21 is a state diagram for supplying air toward the second air hammer in a plan sectional view in which the switching ring is coupled to the switching part of the fourth embodiment of the present invention
  • 22 is a state diagram for supplying air toward the core cutting means in a plan sectional view in which the switching ring is coupled to the switching part of the fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 23 is a schematic diagram showing the air movement state in the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic front view showing an example of applying the air switching device for the core barrel hammer system provided in the present invention to the core barrel hammer system.
  • the generally used core barrel hammer system 100 is an equipment used in combination with a rotating rod 120 rotating by a rotating gearbox of a pile drilling machine as shown.
  • the rotating rod 120 is coupled to the lower side of the rotating gearbox, and the rotating body 130 is coupled to the lower side of the rotating rod 120 .
  • the rotating body 130 is hollow and has a cylindrical shape having a donut-shaped flat cross-section in which the core forming space 131 opened to the lower side is formed, and the rotating body 130 has a plurality of air hammers 132 and , a slime discharge pipe for discharging the slime crushed by the air hammer 132 is installed, and a core cutting means 133 including a double-acting cylinder toward the core forming space 131 is provided at the lower end of the rotating body 130.
  • the air switching device 1 for the core barrel hammer system provided in the present invention is installed between the core barrel hammer system 100 and the rotating rod 120 configured as described above and the swivel installed at the top of the rotating rod 120 .
  • the air supplied through (not shown) can be supplied to the air hammer 132 or the core cutting means 133 of the core barrel hammer system 100 according to the rotation direction of the rotating rod 120 .
  • FIG. 2 and 3 are perspective and exploded perspective views showing a first embodiment of the air switching device for a core barrel hammer system provided by the present invention
  • FIG. 4 is a front sectional view of the first embodiment of the present invention
  • FIG. 5 Figure 6 shows a state diagram for supplying air toward the air hammer and a state diagram for supplying air toward the core cutting means in a planar cross-sectional view in which the switching ring is coupled to the switching part of the first embodiment of the present invention.
  • the first embodiment of the air switching device 1 for the core barrel hammer system combines the upper and lower ends on the lower part of the rotating rod 120 and the upper part of the core barrel hammer system 100 as mentioned above. It is mainly divided into a drive shaft (2), a lower housing (3), a switching ring (4), an upper housing (5), and a switching actuator (6).
  • the drive shaft 2 forms an upper bearing coupling part 22 and a lower bearing coupling part 23 on the upper and lower sides with the switching part 21 as the center, respectively, and the upper side of the upper bearing coupling part 22 is a spline shaft. (24) is formed, and the polygonal shaft portion 25 is formed on the upper side thereof to be coupled to the rotating rod 120.
  • an air supply hole 26 connected to the air supply pipe 121 at the center of the rotating rod 120 is formed to be located inside the switching part 21, and the air supply hole 26
  • An air hole 26a is formed at the lower end of each axis to be positioned at the switching part 21 .
  • the pressure discharge passages 27 and 27' are formed concentrically with the air hole 26a so as to deviate from the air hole 26a, and the upper bearing coupling part 22 under the spline shaft 24 is ), the pressure discharge valves 28 and 28' connected to the pressure discharge passages 27 and 27' are installed.
  • the air hole 26a and the pressure discharge passages 27 and 27' are formed at the middle height of the switching part 21, and the switching ring 4 to be described later is provided with the seal coupling part 21a on the upper and lower sides thereof.
  • the lower housing 3 has a bearing coupling groove 31 in which the bearing 7 to which the inner ring is assembled to the lower bearing coupling part 23 formed on the drive shaft 2 and the outer ring is coupled, and a flange ( 32) to be mutually coupled with the flange 134 provided on the rotating body 130 of the core barrel hammer system 100.
  • the lower housing (3) has a core cutting means ( 133) to form the first and second flow passages 34 and 35 for the cutting means connected to the first and second air pipes 136 and 137 for the cutting means for supplying air.
  • the switching ring 4 is a structural member positioned on the upper side of the lower housing 3 in a stacked state to surround the switching part 21 .
  • the air hole 41 for hammer connected to the flow path 33 for hammer formed in the lower housing 3, and the first and second flow paths 34 and 35 for cutting the core connected to the first and second flow paths 34 and 35 for cutting means Air holes 42 and 43 are formed.
  • the air hole 41 for the hammer and the first and second air holes 42 and 43 for cutting the core are in the air hole 26a and the pressure discharge passage 27 and 27' formed in the switching part 21.
  • a horizontal portion connected to each other, a flow passage 33 for hammers, and a vertical portion connected to the first and second flow passages 34 and 35 for cutting means are formed at right angles.
  • the upper housing (5) is coupled to the upper side of the switching ring (4), and a bearing coupling groove (51) to couple the outer ring of the bearing (7) to which the inner ring is assembled to the upper bearing coupling part (22) of the drive shaft (2) ) to form
  • the lower housing 3, the switching ring 4, and the upper housing 5 are integrally fixed by a fixing means 8 made of bolts/nuts in the stacked state.
  • the switching actuator 6 is coupled to the spline shaft 24 of the drive shaft 2 to receive the rotational force of the drive shaft 2 to be driven together.
  • a locking member 61 protruding downward is formed on the outside of the switching actuator 6 , and the locking member 61 is rotated for a certain section within the switching space 52 formed in the upper housing 5 and then transmits power. configure it to be
  • the switching space 52 is selectively provided in any one of the air hole 26a formed in the switching part 21 to the air hole 41 for hammer or the first and second air holes 42 and 43 for cutting the core. It is determined by the angle at which the pressure discharge passages 27 and 27' of the switching unit 21 can be selectively connected to any one of the first and second air holes 42 and 43 for cutting the core as well as the connection. As such, it may be provided within a range of approximately 90 degrees to 180 degrees.
  • the air hole 26a and the air hole 41 for the hammer are connected to supply air to the air hammer 132, and the pressure discharge passage 27 is the first air hole for cutting the core. 42, the second air hole 43 for cutting the core is shifted from the pressure discharge passage 27', and the core cutting means 133 is not operated.
  • the stopper 61 of the switching actuator 6 is rotated for a certain section in the switching space 52 formed in the upper housing 5, and then the power
  • the air hole 26a is connected to the second air hole 43 for cutting the core
  • the pressure discharge passage 27 ′ is connected to the first air hole 42 for cutting the core. connected so that the core cutting means 133 is operated.
  • the air hole 26a is connected to the first air hole 42 for cutting the core.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing a second embodiment of the air switching device for the core barrel hammer system provided by the present invention
  • FIG. 8 is a front sectional view of the second embodiment of the present invention
  • FIGS. 9 and 10 are the present invention
  • FIG. 11 is a second embodiment of the present invention It shows a schematic diagram showing the air movement state according to the operation of the selector valve.
  • the second embodiment of the air switching device (1) for the core barrel hammer system provided in the present invention is used by combining the upper and lower ends on the lower part of the rotating rod 120 and the upper part of the core barrel hammer system 100, and the drive shaft ( 2), the lower housing (3), the switching ring (4), the switching valve (9), the upper housing (5), and the switching actuator (6).
  • the drive shaft 2 forms an upper bearing coupling part 22 and a lower bearing coupling part 23 on the upper and lower sides with the switching part 21 as the center, respectively, and the upper side of the upper bearing coupling part 22 is a spline shaft. (24) is formed, and the polygonal shaft portion 25 is formed on the upper side thereof to be coupled to the rotating rod 120.
  • an air supply hole 26 connected to the air supply pipe 121 at the center of the rotating rod 120 is formed to be located inside the switching part 21, and the air supply hole 26
  • An air hole 26a is formed at the lower end of each axis to be positioned at the switching part 21 .
  • the air hole 26a is formed in the middle height of the switching part 21, and the seal coupling part 21a is placed on the upper and lower sides thereof, and the seal 12 is coupled to the surface contact when the switching ring 4 to be described later is coupled. It is possible to prevent air leakage between the switching part 21 and the switching ring 4 in the state.
  • the lower housing 3 has a bearing coupling groove 31 for coupling the outer ring of the bearing 7 to which the inner ring is assembled to the lower bearing coupling portion 23 formed on the drive shaft 2 is formed, and a flange ( 32) to be mutually coupled with the flange 134 provided on the rotating body 130 of the core barrel hammer system 100.
  • the switching ring 4 is a structural member positioned on the upper side of the lower housing 3 in a stacked state to surround the switching part 21 .
  • An annular flow path 44 connected to the air hole 26a formed in the switching part 21 of the drive shaft 2 is formed inside, and a valve supply flow path 45 formed at right angles to the annular flow path 44 is formed. Supplied in one configuration.
  • the switching valve 9 is controlled by the switching means 10, and the air introduced through the valve supply passage 45 is connected to the air hammer 132 of the core barrel hammer system 100 and an air pipe for a hammer ( 135) and the core cutting means 133 and connected to the first and second air pipes 136 and 137 for the cutting means provide a function of controlling the supply.
  • the switching means 10 may be composed of an operation lever 91 and a locking member 61 provided in a switching actuator 6 to be described later for rotating the operation lever 91 .
  • the operation lever may have a configuration in which the first lever 91a and the second lever 91b are disposed at right angles.
  • a 5-port valve is applied to connect the first port through which air flows into the valve supply passage 45, and connect the hammer air tube 135 and the second port,
  • the first air pipe 136 for cutting means for drawing out the core cutting means 133 to the core cutting position and the third port are connected, and the second air pipe 137 for cutting means for drawing the core cutting means 133 in. and the fourth port are connected, and a pressure relief valve 28 is installed in the fifth port.
  • the air pipe 135 for hammer connected to the second port to the fourth port, the first air pipe 136 for the cutting means, and the second air pipe 137 for the cutting means are not shown separately, but as in the first embodiment It is of course possible to connect using the lower housing 3 or connect using a separate externally exposed pipe.
  • the first lever 91a and the second lever 91b of the operation lever 91 are installed in the switching valve 9 to be disposed at right angles, and the first lever 91a of the operation lever 91 as shown in FIG. 9 .
  • the first port connected to the valve supply passage 45 is connected to the second porter to drive the air hammer 132, and air is supplied to the second porter, and the fourth porter and the fifth porter are connected to each other.
  • the core cutting means 133 is drawn in to be in an inoperative state, and the second lever 91b of the operation lever 91 is rotated to the right as shown in FIG.
  • the third port is connected to the valve supply passage (45) and the third port and the fifth port are connected so that air can be discharged to the outside through the pressure discharge valve (28) and cut
  • the means is withdrawn so that the cutting operation can be made.
  • the upper housing 5 is coupled to the upper side of the switching ring 4, and the bearing 7 to which the inner ring is assembled to the upper bearing coupling portion 22 of the drive shaft 2 has a bearing coupling groove 51 for coupling the outer ring.
  • the lower housing 3, the switching ring 4 and the upper housing 5 are integrally fixed by the fixing means 8 made of bolts/nuts in the stacked state.
  • a locking member 61 protruding downward is formed on the outside of the switching actuator 6 , and the locking member 61 is rotated for a certain section within the switching space 52 formed in the upper housing 5 and then transmits power. configure it to be
  • the switching space 52 is provided so that the operation of rotating the operation lever 91 of the switching valve 9 installed in the switching ring 4 can be made within the range of approximately 90 degrees to 180 degrees. make it possible
  • FIG. 12 is an exploded perspective view showing a third embodiment of the air switching device for the core barrel hammer system provided by the present invention
  • FIG. 13 is a front sectional view of the third embodiment of the present invention
  • FIGS. 14 to 16 are this view
  • FIG. 17 is a schematic diagram showing the air movement state in the third embodiment of the present invention.
  • the third embodiment of the air switching device 1 for the core barrel hammer system combines the upper and lower ends with the lower part of the rotating rod 120 and the upper part of the core barrel hammer system 100 as mentioned above. It is mainly divided into a drive shaft (2), a lower housing (3), a switching ring (4), and a lower housing (3).
  • the drive shaft 2 forms an upper bearing coupling part 22 and a lower bearing coupling part 23 on the upper and lower sides with the switching part 21 as the center, and a polygonal shaft part on the upper side of the upper bearing coupling part 22 . (25) is formed so as to be coupled to the rotating rod (120).
  • an air supply hole 26 connected to the air supply pipe 121 at the center of the rotating rod 120 is formed to be located inside the switching part 21, and the air supply hole 26
  • An air hole 26a is formed at the lower end of each axis to be positioned at the switching part 21 .
  • the pressure discharge passages 27 and 27' are formed concentrically with the air hole 26a so as to deviate from the air hole 26a, and the upper bearing coupling part 22 on the lower side of the polygonal axis has the above
  • the pressure relief valves 28 and 28' connected to the pressure discharge passages 27 and 27' are installed.
  • the air hole 26a and the pressure discharge passages 27 and 27' are formed at the middle height of the switching part 21, and the switching ring 4 to be described later is provided with the seal coupling part 21a on the upper and lower sides thereof.
  • the lower housing 3 has a bearing coupling groove 31 for coupling the outer ring of the bearing 7 to which the inner ring is assembled to the lower bearing coupling portion 23 formed on the drive shaft 2 is formed, and a flange ( 32) to be mutually coupled with the flange 134 provided on the rotating body 130 of the core barrel hammer system 100.
  • the lower housing 3 has an air pipe 135-1 for a first hammer supplying air to the first air hammer 132-1 on the edge side of the core barrel hammer system 100 in the axial direction and a second air pipe 135-1 on the center side.
  • the core of the core barrel hammer system 100 together with the first and second flow passages 36 and 37 for the hammer connected to the air pipe 135-2 for the second hammer supplying air to the air hammer 132-2.
  • the first and second flow passages 34 and 35 for the cutting means connected to the first and second air pipes 136 and 137 for the cutting means for supplying air to the cutting means 133 are formed.
  • the switching ring 4 is a structural member positioned on the upper side of the lower housing 3 in a stacked state to surround the switching part 21 .
  • the first and second air holes 46 for hammers connected to the first and second flow passages 36 and 37 for hammers formed in the lower housing 3 and the first and second flow passages 34 and 35 for cutting means ) (47) and the first and second air holes (42, 43) for cutting the core are formed.
  • the air hole 41 for the hammer and the first and second air holes 42 and 43 for cutting the core are formed with the air hole 26a and the pressure discharge passages 27 and 27' formed in the switching part 21 and
  • a horizontal portion formed at a right angle to the axis to be connected is formed to be bent at a right angle to a vertical portion formed in the axial direction to be connected to the flow path 33 for hammers and the first and second flow paths 34 and 35 for cutting means.
  • the upper housing (5) is coupled to the upper side of the switching ring (4), and a bearing coupling groove (51) for coupling the outer ring of the bearing (7) to which the inner ring is assembled to the upper bearing coupling part (22) of the drive shaft (2). to form
  • the lower housing 3, the switching ring 4, and the upper housing 5 are integrally fixed by a fixing means 8 made of bolts/nuts in the stacked state.
  • a switching driving part 11 is formed in the switching part 21 and the switching ring 4 , and the switching driving part 11 is a key 29 formed on the switching part 21 and a key formed on the switching ring 4 . It is made by the combination of the guide groove (48). It is preferable that the key guide groove 48 formed in the switching ring 4 closes the groove used as the entrance into which the key 29 is inserted in the state in which the switching ring 4 is assembled to the drive shaft 2 . Do.
  • the switching driving unit 11 provides a basic function of transmitting the power of the rotating rod 120 to the core barrel hammer system 100 .
  • the switching part 21 is rotated at a certain angle within the switching ring 4 and the air hole 26a formed in the switching part 21 is connected to the first and second air holes 46 and 47 for hammers, or Lift upwards in the switching ring 4 to connect the air holes 26a to the first and second air holes 42 and 43 for cutting the core, and also to connect the pressure outlet passage 27 of the switching part 21.
  • the key guide groove 48 formed in the switching ring 4 to which the outwardly protruding key 29 is assembled to the switching part 21 is the air formed in the switching part 21.
  • a first guide groove (48a) is formed so that the hole (26a) corresponds to a position where the hole (26a) is connected to the first and second air holes (46, 47) for the hammer, and the air hole (26a) and the pressure discharge passage (27) ( 27') forms a second guide groove 48b to correspond to a position selectively connected to the first and second air holes 42 and 43 for cutting the core, and when lifting or lowering the drive shaft 2, the key ( 29) to move to the first and second guide grooves 48a and 48b, and has a configuration including a vertical guide groove 48c that interconnects one end of the first and second guide grooves 48a and 48b. lose
  • the first and second guide grooves 48a and 48b and the vertical guide grooves 48c may be disposed in various shapes. As shown, " It is driven in a “shape, but it can be provided in various shapes such as a square shape, a crank shape, and the like.
  • the second air hammer 132 - 2 installed on the rotating body 130 is located in the upper center of the core forming space 131 although not specifically illustrated.
  • the key 29 moves along the vertical guide groove 48c. It is moved to be located in the second guide groove (48b).
  • the core cutting means 133 is in the retracted state, and the air hole 26a is connected to the first air hole 42 for cutting the core connected to the first flow path 34 for the cutting means, and the cutting means for the first air hole 42 is connected.
  • the second air hole 43 for cutting the core connected to the second flow path 35 is connected to the pressure discharge flow path 27 to keep the core cutting means 133 in a non-operational state.
  • the first air hole 42 for cutting the core is a hole (not shown) to be connected to. This may be added when using equipment such as the telescopic rotary rod 120, and may be configured to operate the core cutting means 133 in the opposite direction to the above embodiment.
  • the core cutting means 133 is drawn out in an operating state in a state rising along the vertical guide groove 48c, and after being operated in a counterclockwise direction, when the core cutting means 133 is rotated clockwise in the lifted state to the ground, the core cutting means 133 is It is brought in in an inoperative state, and when it is positioned in the vertical guide groove 48c to descend to the excavation position, the core cutting means 133 is withdrawn in an operating state and then lowered, the core cutting means 133 is in an inoperative state. It can be configured to be imported.
  • FIG. 18 is an exploded perspective view showing a fourth embodiment of the air switching device for a core barrel hammer system provided by the present invention
  • FIG. 19 is a front sectional view of the fourth embodiment of the present invention
  • FIGS. 20 to 22 are this view
  • It shows a state diagram for supplying
  • FIG. 23 shows a schematic diagram showing the air movement state in the fourth embodiment of the present invention.
  • the fourth embodiment of the air switching device (1) for the core barrel hammer system provided in the present invention is used by combining the upper and lower ends on the lower part of the rotating rod 120 and the upper part of the core barrel hammer system 100, and the drive shaft ( 2), the lower housing (3), the switching ring (4), the switching valve (9), and the upper housing (5) is largely divided.
  • the second embodiment of the air switching device (1) for the core barrel hammer system provided in the present invention is used by combining the upper and lower ends on the lower part of the rotating rod 120 and the upper part of the core barrel hammer system 100, and the drive shaft ( 2), the lower housing (3), the switching ring (4), the switching valve (9), the upper housing (5), and the switching actuator (6).
  • the drive shaft 2 forms an upper bearing coupling part 22 and a lower bearing coupling part 23 on the upper and lower sides with the switching part 21 as the center, and a polygonal shaft part on the upper side of the upper bearing coupling part 22 . (25) is formed so as to be coupled to the rotating rod (120).
  • an air supply hole 26 connected to the air supply pipe 121 at the center of the rotating rod 120 is formed to be located inside the switching part 21, and the air supply hole 26
  • An air hole 26a is formed at the lower end of each axis to be positioned at the switching part 21 .
  • the air hole 26a is formed in the middle height of the switching part 21, and the seal coupling part 21a is placed on the upper and lower sides thereof, and the seal 12 is coupled to the surface contact when the switching ring 4 to be described later is coupled. It is possible to prevent air leakage between the switching part 21 and the switching ring 4 in the state.
  • the lower housing 3 has a bearing coupling groove 31 for coupling the outer ring of the bearing 7 to which the inner ring is assembled to the lower bearing coupling portion 23 formed on the drive shaft 2 is formed, and a flange ( 32) to be mutually coupled with the flange 134 provided on the rotating body 130 of the core barrel hammer system 100.
  • the switching ring 4 is a structural member positioned on the upper side of the lower housing 3 in a stacked state to surround the switching part 21 .
  • First and second annular flow passages 44-1 and 44-2 connected to the air hole 26a formed in the switching part 21 of the drive shaft 2 are formed inside, and the first and second annular flow passages are formed inward. It is provided in a configuration in which first and second valve supply passages 45-1 and 45-2 formed at right angles to (44-1) and (44-2) are formed. At this time, the first annular passage 44-1 connected to the air hole 26a is formed on the lower side, and the second annular passage 44-2 connected to the air hole 26a is formed on the upper side, and these first, The first and second valve supply passages 45-1 and 45-2 are formed at right angles to the two annular passages 44-1 and 44-2.
  • the first and second switching controlled by the switching means (10) to be connected to the first and second valve supply passages (45-1, 45-2) formed in the switching ring (4) Install the valves (9-1) and (9-2).
  • the first switching valve 9-1 receives air through the first valve supply passage 45-1 and supplies air to the first air hammer 132-1 on the edge of the core barrel hammer system 100. It provides the function of providing air to the air tube 135-1 for the first hammer and the air tube 135-2 for the second hammer that supplies air to the center-side second air hammer 132-2.
  • the second switching valve 9-2 is a first cutting means for receiving air through the second valve supply passage 45-2 and supplying air to the core cutting means 133 of the core barrel hammer system 100. , 2 provides the functionality of supplying air to the air pipe (136, 137).
  • the upper housing 5 is coupled to the upper side of the switching ring 4, and the bearing 7 to which the inner ring is assembled to the upper bearing coupling portion 22 of the drive shaft 2 has a bearing coupling groove 51 for coupling the outer ring.
  • the lower housing 3, the switching ring 4, and the upper housing 5 are integrally fixed by a fixing means 8 made of bolts/nuts in the stacked state.
  • the first and second switching valves 9-1 and 9-2 are controlled by a switching means 10, and the switching means 10 is a controller 9a operated by one of electricity, pneumatic, and hydraulic pressure.
  • the switching means 10 is a controller 9a operated by one of electricity, pneumatic, and hydraulic pressure.
  • the operation lever 91 may be installed as shown in FIG. 2 , and may be configured to be operated by the locking chain 61 provided in the switching actuator 6 . .
  • the first switching valve 9-1 is preferably a 3-port valve
  • the second switching valve 9-2 is preferably a 4-port valve.
  • the first switching valve (9-1) connects the first port through which air is introduced to the first valve supply passage (45-1), and connects the first air pipe (135-1) for the hammer and the second port, ,
  • the third port is connected to the air tube 135-2 for the second hammer to connect the first port and the second port, or the first port and the third port are connected.
  • the second switching valve 9-2 connects the first port through which air is introduced to the second valve supply passage 45-2, and connects the first air pipe 136 for the first cutting means and the second port.
  • the third port is connected to the second air pipe 137 for the cutting means, and a pressure release valve 28 is installed in the fourth port.
  • the third port and the third port are connected. Connect the 4th port so that the 2nd port and the 4th port are connected when the 1st port and the 3rd port are connected.
  • the switching driving part 11 is formed in the switching part 21 and the switching ring 4 , and the switching driving part 11 is a key 29 formed in the switching part 21 and a key formed in the switching ring 4 . It is made by the combination of the guide groove (48).
  • the switching driving unit 11 provides a basic function of transmitting the power of the rotating rod 120 to the core barrel hammer system 100 .
  • the switching part 21 is rotated at a certain angle within the switching ring 4 and the air hole 26a formed in the switching part 21 is connected to the first and second air holes 46 and 47 for hammers, or It provides a function of connecting the air hole 26a to the first and second air holes 42 and 43 for cutting the core by lifting it upward in the switching ring 4 .
  • the key guide groove 48 formed in the switching ring 4 to which the outwardly protruding key 29 is assembled to the switching part 21 is the air formed in the switching part 21.
  • a first guide groove 48a is formed so that the hole 26a corresponds to the position of the first annular passage 44-1, and the second to correspond to the position of the air hole 26a and the second annular passage 44-2.
  • a guide groove (48b) is formed, and the first and second guide grooves (48a) (48b) are formed to move the key (29) to the first and second guide grooves (48a, 48b) when lifting or lowering the drive shaft (2).
  • ) is made of a configuration including a vertical guide groove (48c) interconnecting one end of the.
  • the air switching device (1) for the core barrel hammer system provided by the present invention is coupled to a pile drilling machine and can be used when excavating a large diameter (800 mm or more) in the bedrock layer.
  • a large diameter (800 mm or more) in the bedrock layer When the rotating rod 120 is driven in the forward direction, air is supplied to the air hammer 132, and when the rotating rod 120 is driven in the reverse direction, air is supplied to the core cutting means 133 to provide work efficiency.
  • the second valve supply passage 45-2 is bent to form an extension at a position where the key 29 moves along the vertical guide groove 48c, and a second valve supply passage is formed in the extended portion to form a third switch.
  • a valve (not shown), connecting the first air pipe for the first cutting means connected to the second port of the second selector valve to the second port, and cutting connected to the third port of the second selector valve
  • the third port is connected to the second air pipe for means and a pressure release valve is installed in the fourth port so that when the key 29 rises along the vertical guide groove 48c, the core cutting means 133 is drawn out to the cutting position, , when descending, the core cutting means 133 may be configured to retract to the uncut unit value, which may be added when equipment such as the telescopic rotary rod 120 is used. (not shown)
  • the second air hammer 132-2 provided in the rotating body 130 in the third and fourth embodiments of the present invention is a core forming space 131 when the first air hammer 132-1 operates. It is located on the upper side, and in a state in which the core is formed by the excavation of the first air hammer 132-1, the second air hammer 132-2 descends and the center of the core is excavated again so that the core is shaped like a donut.
  • selector valve 9 and the first and second selector valves 9-1 and 9-2 applied to the second and fourth embodiments are directed toward the rotating body 130 without passing through the lower housing 3 . It is natural that air can be supplied to the air hammer 132, the first and second air hammers 132-1 and 132-2, and the core cutting means 133 by connecting a tube body (not shown separately).

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Abstract

회전로드와 코어배럴 함마시스템 사이에 에어 절환장치를 설치하여 회전로드가 정방향으로 구동될 때 에어함마에 에어를 공급하게 되고, 회전로드가 역방향으로 구동될 때 코어절단수단에 에어를 공급하게 구성하여 작업 효율성을 개선함과 아울러 에어를 효율적으로 제공할 수 있는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치에 관한 것이다.

Description

코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치
본 발명은 파일 드릴링 머신(Pile Drilling Machine)에 결합하여 암반층에 대구경(800mm이상)의 굴착작업을 할 때 사용하는 코어배럴 함마시스템에 적용하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치에 관한 것이다.
일반적으로 건축 및 교량기초공사를 위해서 연약지반이나, 암반층 등에 강관 등으로 제작되는 파일을 설치하여 보강작업을 행하는 작업(R.C.D공법, P.R.D공법)을 하게 된다. R.C.D공법이나 P.R.D공법의 경우 대구경(800mm이상)의 굴착작업을 행하는 공법이다.
대표적으로는, P.R.D공법으로 파일 드릴링 머신의 드릴 파이프 상단에 회전용 기어박스를 결합하고, 드릴파이프 하측으로 하부에 원주방향으로 한개의 비트를 결합한 함마를 설치한 상태에서 함마를 가압 상태에서 구동함으로 해서 공압에 의한 퍼커션으로 암반층에 굴착공을 단번에 천공하는 방법이 있다.
또한 R.C.D공법은 파일 드릴링 머신의 드릴 파이프 상단에 회전용 기어박스를 결합하고, 드릴 파이프 하측으로 파이프 형상의 비트바디를 결합하며, 이 비트바디의 하단에 수개의 비트를 설치하여 회전용 기어박스가 회전할 때 비트바디가 함께 회전되고, 암반층에 일정 깊이로 홈이 형성되도록 굴착공을 천공하는 방법이다.
기존의 R.C.D공법이나 P.R.D공법의 경우 암반층 전체를 굴착해야 함으로 작업시간과 비용 및 기타 부대시설의 유지 관리에 많은 어려움이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 방법으로 대한민국 등록실용신안공보(Y1) 20-0444654호(2009.05.20.)의 파일 드릴링머신의 코어배럴 작업용 굴착함마가 게시된바 있다.
상기한 선등록 구성은 파일 드릴링 머신의 회전용 기어박스에 결합되며 플랜지가 상단에 구비된 회전체에 지반을 굴착하는 함마비트와, 분쇄물을 지상으로 배출하도록 흡입배출관을 형성한 코어 배럴 작업용 굴착함마에 있어서, 상기 회전체는 단면이 도넛과 같이 속이 빈 구성이 되도록 아래쪽이 개방된 원기둥 형상으로 구성하고, 상기 함마 비트는 회전체에 아래쪽으로 개방된 2개 이상의 조립구멍에 결합하여 도넛 형상의 굴착공 천공으로 코어 배럴을 형성되도록 구성한 것으로, 기존 800mm이상의 대구경 굴착작업을 향하는 P.R.D공법이나 R.C.D공법에 비해 월등히 향상된 굴착능력을 제공할 수 있어 작업 공기 및 비용 등을 대폭 단축할 수 있는 효과를 제공하고 있다.
그러나 천공을 담당하고 있는 함마 비트 및 비트바디가 원기둥 형상으로, 그 구성은 회전체의 가장자리 측에 원주방향으로 설치되는 적어도 2대 이상의 함마비트를 설치하고, 또한 상기 도넛형인 회전체의 바닥에는 상기 함마비트와 간섭되지 않도록 복수의 롤러비트를 설치하며, 분쇄물을 지상으로 배출하도록 흡입배출관을 형성한 구성으로 이루어져 있다. 이와 같은 구성은 굴착시 굴착 중심을 기준으로 비트바디의 안쪽과 바깥쪽에 위치하는 비트의 개수보다 중간부분의 비트 개수가 많게 형성되는 형상이어서, 파쇄력 저하로 작업능률이 저하되는 등의 문제점이 있었던 것으로, 업계에서는 이를 해결할 수 있는 신규한 구성의 함마비트가 요구되고 있는 실정이었다.
이러한 문제점을 해결코자 대한민국 공개실용신안공보(U)20-2013-0000940호(2014.08.14.)의 코어배럴 작업용 굴착함마의 함마비트가 제안되고 있으며, 그 구성은 굴착함마의 비트바디는 아랫변과 윗변이 호형인 사다리꼴로 구성하여 단면적을 넓게 구성한 것으로, 함마비트의 바닥에 파쇄를 위해 형성한 비트가 균일하게 마모되어 함마비트의 사용수명을 대폭 연장할 수 있는 등의 효과를 기대할 수 있었다.
그러나 상기한 선행기술들의 굴착 후 회전체의 중심에 생성되는 암반 코어를 처리하기 위해 회전체를 지상으로 인양한 상태에서 암반 코어의 근원부를 별도의 절단장비로 절단한 상태에서 지상으로 인양 후 다시 굴착 작업이 이루어지는 것으로, 암반 코어 절단 및 배출에 많은 시간이 소요되는 등의 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 수단으로 대한민국 등록특허공보(B1)10-1508740호(2015.04.07.)의 코어 분리기능을 갖는 코어배럴 작업용 굴착함마가 제공되고 있으며, 그 구성은 상단에 파일 드릴링 머신의 회전용 기어박스에 상단이 결합되는 회전로드의 하단과 조립식으로 결합된 회전체를, 단면이 도넛과 같이 설치부의 중앙으로 코어 형성공간이 형성되도록 아래쪽이 개방된 원기둥 형상으로 구성하고, 상기 설치부에는 지반을 굴착하는 2개 이상의 함마비트와, 분쇄물을 지상으로 배출하도록 흡입배출관을 배관한 코어 배럴 작업용 굴착함마에 있어서; 상기 설치부의 하단에 축직각방향으로 설치한 절단용 유압실린더와, 절단용 유압실린더의 로드에 결합되어 로드가 인출될 때 코어 형성공간 쪽으로 노출되어 암반 코어에 압입되는 절단커터로 구성된 2개소 이상의 코어절단수단과; 상기 설치부의 상단에 축직각방향으로 설치한 가압용 유압실린더와, 가압용 유압실린더의 회전로드에 결합되어 로드가 인출될 때 굴착공의 벽면 또는 굴착공을 따라 압입되는 케이스의 벽면에 밀착되는 가압구로 구성된 가압수단을 포함하도록 구성하되; 상기 회전로드는 상부에 에어와 유압이 동시에 공급되는 스위벨을 설치하고, 평단면으로 볼 때 중앙에 콘크리트 타설용 홀을 형성하고, 콘크리트 타설용 홀 주변에 방사상으로 2개의 오일홀과 2개의 에어홀을 형성하여 상기 회전체의 설치부에 설치되어 있는 함마비트 및 절단용 유압실린더와 가압용 유압실린더에 에어와 오일을 제공할 수 있도록 한 구성으로 이루어진다.
상기한 선행기술의 경우 암반층에 대구경의 굴착 작업을 행하면 도넛 형상의 굴착을 통해 설치부 중앙으로 코어를 형성한 상태에서 설치부의 하단과 상단에 마련되는 코어절단수단과 가압수단을 이용하여 코어를 절단하여 지상으로 배출토록 한 것으로, 굴착 작업시간을 대폭 줄일 수 있으므로 기초공사에 따른 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 효과를 제공하게 된다.
그러나 상기한 코어배럴 작업용 굴착함마의 경우 스위벨을 통해서 에어와 유압을 동시에 공급하여 작동시키는 구성으로, 에어 및 유압장비와 라인을 함께 운용해야 하므로 장비의 유지 관리성이 저하되고, 현장에 공압을 제공하기 위한 공기압축기와 유압을 제공하기 위한 유압유닛을 함께 비치 운용해야 하는 등의 불편이 있었다.
또한 암질에 따른 기존의 코어 절단 방법은 작업시간과 효율성 저하로 인해 따른 문제점 개선이 요구되고 있었다.
이에 본 발명자는 에어함마를 통한 굴착과 함께 코어절단수단에 의한 절단 작업이 회전로드의 회전방향에 따라 절환 공급되는 에어에 의해 이루어질 수 있도록 본 발명을 연구 개발한 것이다.
즉, 본 발명에서는 파일 드릴링 머신(Pile Drilling Machine)에 결합하여 암반층에 대구경(800mm이상)의 굴착작업을 할 때 사용하는 코어배럴 함마시스템을 제공함에 있어, 회전로드와 코어배럴 함마시스템 사이에 에어 절환장치를 설치하여 회전로드가 정방향으로 구동될 때 에어함마에 에어를 공급되게 하고, 회전로드가 역방향으로 구동될 때 코어절단수단에 에어를 공급되게 구성하여 작업 효율성을 개선함과 아울러 에어를 효율적으로 제공할 수 있는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치를 제공함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.
또한 본 발명에서는 회전로드와 코어배럴 함마시스템 사이에 에어 절환장치를 설치하여 회전로드가 정방향으로 구동될 때 제1에어함마에 에어를 공급되게 하고, 회전로드가 역방향으로 구동될 때 제2에어함마에 에어를 공급되게 하며, 제2에어함마 작동위치에서 회전로드를 상측으로 조금 들어 올린 후 정방향으로 구동할 때 코어절단수단에 에어를 공급되게 구성하여 작업 효율성을 개선함과 아울러 에어를 효율적으로 제공할 수 있는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치를 제공함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.
즉, 본 발명은 공급되는 에어를 절환수단을 통해 에어함마와 코어절단수단 또는 제1,2에어함마와 코어절단수단으로 선택 공급할 수 있도록 한 것에 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.
과제 해결 수단으로 본 발명에서는,
첫째 절환부의 상하측으로 상,하부베어링결합부가 형성되고, 상부베어링결합부의 상측으로 스플라인축이 형성되며, 그 상측으로 회전로드와 결합되는 다각형축부가 형성되며, 절환부에 축직각으로 형성한 에어구멍으로 에어가 공급되도록 중심에 에어공급공이 형성되고, 절환부의 에어구멍과 어긋나게 형성된 압력배출유로와 연결되도록 스플라인축 하측에 축각각으로 형성한 압력배출밸브를 갖는 구동축과; 상기 구동축의 하부베어링결합부에 조립한 베어링이 결합되며 코어배럴 함마시스템의 회전체와 결합되는 플랜지가 하측으로 구비되며 내측으로 베어링이 결합되고, 코어배럴 함마시스템의 에어함마로 에어를 공급하는 함마용 에어관과 연결되는 함마용 유로 및 코어절단수단으로 에어를 공급하는 절단수단용 제1,2에어관과 연결되는 절단수단용 제1,2유로가 형성된 하부하우징과; 상기 절환부를 감싸도록 하부하우징의 상측으로 결합되며 하부하우징에 구비된 함마용 유로와 절단수단용 제1,2유로에 에어를 공급 및 배출하도록, 함마용 에어구멍 및 코어절단용 제1,2에어구멍을 형성한 절환링과; 상기 절환링의 상측으로 결합되며 내측으로 구동축의 상부베어링결합부에 조립한 베어링이 결합되는 상부하우징과; 상기 스플라인축에 결합되며 외측으로 돌출된 걸림쇠가 상부하우징에 형성된 절환공간에 내입되어 절환링 내에서 절환부가 일정 각도로 회전하여 절환부에 형성한 에어구멍을 함마용 에어구멍 또는 코어절단용 제1,2에어구멍 중 어느 하나에 선택적으로 연결함과 아울러 절환부의 압력배출유로를 코어절단용 제1,2에어구멍 중 어느 하나에 선택적으로 연결하는 절환구동체를 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
둘째 또한 본 발명에서는 절환부의 상하측으로 상,하부베어링결합부가 형성되고, 상부베어링결합부의 상측으로 스플라인축이 형성되며, 그 상측으로 회전로드와 결합되는 다각형축부가 형성되며, 절환부에 축직각으로 형성한 에어구멍으로 에어가 공급되도록 중심에 에어공급공을 형성한 구동축과; 상기 구동축의 하부베어링결합부에 조립한 베어링이 결합되며 코어배럴 함마시스템의 회전체와 결합되는 플랜지가 하측으로 구비되며 내측으로 베어링이 결합된 하부하우징과; 상기 절환부에 위치하도록 하부하우징의 상측으로 결합되며, 상기 에어구멍과 연결되는 환형유로가 내측으로 형성되며, 환형유로와 직각으로 형성된 밸브공급유로를 형성한 절환링과; 상기 절환링의 외주연에 설치되어 밸브공급유로를 통해 에어를 공급받아 코어배럴 함마시스템의 에어함마와 연결된 함마용 에어관과 코어절단수단과 연결된 절단수단용 제1,2에어관으로 에어를 선택적으로 공급하는 절환밸브와; 상기 절환링의 상측으로 결합되며 내측으로 구동축의 상부베어링결합부에 조립한 베어링이 결합되는 상부하우징과; 상기 스플라인축에 결합되며 외측으로 돌출된 걸림쇠가 상부하우징에 형성된 절환공간에 내입되어 절환링 내에서 절환부가 일정 각도로 회전하며, 절환밸브는 절환수단에 의해 작동되어 에어함마와 연결된 함마용 에어관과 코어절단수단과 연결된 절단수단용 제1,2에어관으로 에어를 선택 공급할 수 있도록 하는 절환구동체를 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
셋째 상기 절환수단은 걸림쇠의 하단이 절환밸브에 직각으로 배치된 제1레버와 제2레버를 회동시키도록 구성한 것을 특징으로 한다.
넷째 또한 본 발명에서는 절환부의 상하측으로 상,하부베어링결합부가 형성되고, 상부베어링결합부의 상측으로 회전로드와 결합되는 다각형축부가 형성되며, 절환부에 축직각으로 형성한 에어구멍으로 에어가 공급되도록 중심에 에어공급공이 형성되고, 절환부의 에어구멍과 어긋나게 형성된 압력배출유로와 연결되도록 다각형축부 하측에 축각각으로 형성한 압력배출밸브를 갖는 구동축과;
상기 구동축의 하부베어링결합부에 승강 가능하게 조립한 베어링이 결합되며 코어배럴 함마시스템의 회전체와 결합되는 플랜지가 하측으로 구비되며 내측으로 베어링이 결합되고, 코어배럴 함마시스템의 가장자리측 제1에어함마로 에어를 공급하는 제1함마용 에어관 및 중심측 제2에어함마로 에어를 공급하는 제2함마용 에어관과 연결되는 함마용 제1.2유로 및 코어배럴 함마시스템의 코어절단수단으로 에어를 공급하는 절단수단용 제1,2에어관과 연결되는 절단수단용 제1,2유로가 형성된 하부하우징과; 상기 절환부를 감싸도록 하부하우징의 상측으로 결합되며 하부하우징에 구비된 함마용 제1,2유로와 절단수단용 제1,2유로에 에어를 공급 및 배출하도록, 함마용 제1,2에어구멍 및 코어절단용 제1,2에어구멍을 형성한 절환링과; 상기 절환링의 상측으로 결합되며 내측으로 구동축의 상부베어링결합부에 승강 가능하게 조립한 베어링이 결합되는 상부하우징과; 상기 절환부에 형성한 키이 및 절환링에 형성한 키이안내홈의 조합에 의해 절환링 내에서 절환부가 일정 각도로 회전하여 절환부에 형성한 에어구멍을 함마용 제1,2에어구멍에 연결하거나 절환링 내에서 상측으로 들어 올려 에어구멍을 코어절단용 제1,2에어구멍과 연결함과 아울러 절환부의 압력배출유로를 코어절단용 제1,2에어구멍 중 어느 하나에 선택적으로 연결하는 절환구동부를 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
다섯째 또한 본 발명에서는 절환부의 상하측으로 상,하부베어링결합부가 형성되고, 상부베어링결합부의 상측으로 회전로드와 결합되는 다각형축부가 형성되며, 절환부에 축직각으로 형성한 에어구멍으로 에어가 공급되도록 중심에 에어공급공을 형성한 구동축과; 상기 구동축의 하부베어링결합부에 조립한 베어링이 결합되며 코어배럴 함마시스템의 회전체와 결합되는 플랜지가 하측으로 구비되며 내측으로 베어링이 결합된 하부하우징과; 상기 절환부에 위치하도록 하부하우징의 상측으로 결합되며, 상기 에어구멍과 연결되는 제1,2환형유로가 내측에 상하로 형성되며, 제1,2환형유로와 직각으로 형성된 제1,2밸브공급유로를 형성한 절환링과; 상기 절환링의 상측으로 결합되며 내측으로 구동축의 상부베어링결합부에 승강 가능하게 조립한 베어링이 결합되는 상부하우징과; 상기 절환링의 외주연에 설치되어 제1밸브공급유로를 통해 에어를 공급받아 코어배럴 함마시스템의 가장자리측 제1에어함마로 에어를 공급하는 제1함마용 에어관 및 중심측 제2에어함마로 에어를 공급하도록 절환수단으로 제어하는 제1절환밸브와; 상기 절환링의 외주연에 설치되어 제2밸브공급유로를 통해 에어를 공급받아 코어배럴 함마시스템의 코어절단수단으로 에어를 공급하도록 절단수단용 제1,2에어관으로 에어를 공급하도록 절환수단으로 제어하는 제2절환밸브와; 상기 절환부에 형성한 키이 및 절환링에 형성한 키이안내홈의 조합에 의해 절환링 내에서 절환부가 일정 각도로 회전하여 절환부에 형성한 에어구멍을 함마용 제1,2에어구멍에 연결하거나 절환링 내에서 상측으로 들어 올려 에어구멍을 코어절단용 제1,2에어구멍에 연결함과 아울러 절환부의 압력배출유로를 코어절단용 제1,2에어구멍 중 어느 하나에 선택적으로 연결하는 절환구동부를 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
여섯째 상기 절환부에는 외향으로 돌출된 키이가 조립되도록 절환링에 형성한 키이안내홈은, 절환부에 형성한 에어구멍이 함마용 제1,2에어구멍과 연결되는 위치에 해당하도록 형성한 제1안내홈과; 에어구멍과 압력배출유로가 코어절단용 제1,2에어구멍과 선택적으로 연결되는 위치에 해당하는 제2안내홈 및 구동축을 들어올리거나 내릴 때 키이를 제1,2안내홈으로 이동시키는 수직안내홈을 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
일곱째 상기 절환수단은 전기, 공압, 유압 중 하나에 의해 작동하는 제어기에 의해 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제공하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치를 사용하는 경우 하기와 같은 효과가 있다.
-회전로드를 정회전 및 역회전 하는 간단한 방법으로 코어배럴 함마시스템의 에어함마 또는 코어절단수단으로 공급하는 에어를 간편하게 절환할 수 있다.
-구성이 간단하여 저렴한 비용으로 제작이 가능하며, 기계적인 회전에 의해 절환이 이루어지므로 고장 유려가 적다.
-제2실시례 또는 제4실시례와 같이 절환밸브를 적용하는 경우 에어 공급에 따른 고장시 외부에 노출되어 있는 절환밸브를 점검하여 보수하면 되므로 유지 관리의 편리성을 제공할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치를 코어배럴 함마시스템에 적용한 예를 보인 개략적인 정면도
도 2는 본 발명에서 제공하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치의 제1실시례를 보인 사시도
도 3은 본 발명 제1실시례의 분해 사시도
도 4은 본 발명 제1실시례의 정단면도
도 5는 본 발명 제1실시례의 절환부에 절환링이 결합된 상태 평단면도로 에어함마 쪽으로 에어를 공급하기 위한 상태도
도 6은 본 발명 제1실시례의 절환부에 절환링이 결합된 상태 평단면도로 코어절단수단 쪽으로 에어를 공급하기 위한 상태도
도 7은 본 발명에서 제공하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치의 제2실시례를 보인 분해 사시도
도 8은 본 발명 제2실시례의 정단면도
도 9는 본 발명 제2실시례의 절환부에 절환링이 결합된 상태 평단면도로 에어함마 쪽으로 에어를 공급하기 위한 상태도
도 10은 본 발명 제2실시례의 절환부에 절환링이 결합된 상태 평단면도로 코어절단수단 쪽으로 에어를 공급하기 위한 상태도
도 11은 본 발명 제2실시례에서의 절환밸브 작동에 따른 에어 이동상태를 보인 개략도
도 12는 본 발명에서 제공하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치의 제3실시례를 보인 분해 사시도
도 13은 본 발명 제3실시례의 정단면도
도 14는 본 발명 제3실시례의 절환부에 절환링이 결합된 상태 평단면도로 제1에어함마 쪽으로 에어를 공급하기 위한 상태도
도 15는 본 발명 제3실시례의 절환부에 절환링이 결합된 상태 평단면도로 제2에어함마 쪽으로 에어를 공급하기 위한 상태도
도 16은 본 발명 제3실시례의 절환부에 절환링이 결합된 상태 평단면도로 코어절단수단 쪽으로 에어를 공급하기 위한 상태도
도 17은 본 발명 제3실시례에서의 에어 이동상태를 보인 개략도
도 18은 본 발명에서 제공하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치의 제4실시례를 보인 분해 사시도
도 19는 본 발명 제4실시례의 정단면도
도 20은 본 발명 제4실시례의 절환부에 절환링이 결합된 상태 평단면도로 제1에어함마 쪽으로 에어를 공급하기 위한 상태도
도 21은 본 발명 제4실시례의 절환부에 절환링이 결합된 상태 평단면도로 제2에어함마 쪽으로 에어를 공급하기 위한 상태도
도 22는 본 발명 제4실시례의 절환부에 절환링이 결합된 상태 평단면도로 코어절단수단 쪽으로 에어를 공급하기 위한 상태도
도 23은 본 발명 제4실시례에서의 에어 이동상태를 보인 개략도
이하 본 발명에서 제공하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치의 바람직한 실시례들을 첨부 도면에 의거하여 설명한다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치를 코어배럴 함마시스템에 적용한 예를 보인 개략적인 정면도를 도시한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 코어배럴 함마시스템(100)은 도시된 바와 같이 파일 드릴링 머신의 회전기어박스에 의해 회전하는 회전로드(120)에 결합하여 사용하는 장비이다.
즉, 회전기어박스의 하측으로 회전로드(120)를 결합하고, 이 회전로드(120)의 하측으로 회전체(130)를 결합한다.
이때 회전체(130)는 속이 비어 있으며, 하측으로 개구된 코어성형공간(131)이 형성되는 평단면이 도넛형상인 원기둥 형상으로 이루어지며, 회전체(130)에는 복수의 에어함마(132)와, 에어함마(132)에 의해 파쇄된 슬라임을 배출하는 슬라임배출관이 설치되며, 회전체(130)의 하단에는 코어성형공간(131) 쪽으로 복동실린더를 포함하는 코어절단수단(133)을 구비하고 있다.
본 발명에서 제공하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치(1)는 상기와 같이 구성되는 코어배럴 함마시스템(100)과 회전로드(120) 사이에 설치되어 회전로드(120) 상단에 설치되어 있는 스위벨(도시되지 않음)을 통해서 공급되는 에어를, 회전로드(120)의 회전방향에 따라 코어배럴 함마시스템(100)의 에어함마(132) 또는 코어절단수단(133)으로 공급할 수 있도록 한 것이다.
제1실시례
도 2, 도 3은 본 발명에서 제공하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치의 제1실시례를 보인 사시도 및 분해 사시도를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명 제1실시례의 정단면도, 도 5, 도 6은 본 발명 제1실시례의 절환부에 절환링이 결합된 상태 평단면도로 에어함마 쪽으로 에어를 공급하기 위한 상태도 및 코어절단수단 쪽으로 에어를 공급하기 위한 상태도를 도시한 것이다.
본 발명에서 제공하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치(1)의 제1실시례는, 상기에서 언급한 바와 같이 회전로드(120)의 하부와 코어배럴 함마시스템(100)의 상부에 상하단을 결합하여 사용하는 것으로, 구동축(2)과, 하부하우징(3)과, 절환링(4)과, 상부하우징(5)과, 절환구동체(6)로 대분된다.
구동축(2)은 절환부(21)를 중심으로 상측과 하측에 각각 상부베어링결합부(22)와 하부베어링결합부(23)를 형성하며, 상부베어링결합부(22)의 상측으로는 스플라인축(24)을 형성하고, 그 상측으로 다각형축부(25)를 형성하여 회전로드(120)에 결합되도록 한다.
상기 구동축(2)의 중심에는 회전로드(120)의 중심의 에어공급관(121)과 연결되는 에어공급공(26)이 절환부(21)의 내부에 위치하도록 형성되며, 에어공급공(26)의 하단에는 절환부(21)에 위치하도록 축각각으로 에어구멍(26a)을 형성한다.
절환부(21)에는 에어구멍(26a)과 동심상에 에어구멍(26a)과 어긋나도록 압력배출유로(27)(27')를 형성하며, 스플라인축(24) 하측의 상부베어링결합부(22)에는 상기 압력배출유로(27)(27')와 연결된 압력배출밸브(28)(28')를 설치한다. 또한 상기 에어구멍(26a)과 압력배출유로(27)(27')를 절환부(21)의 중간 높이에 형성하고, 그 상하측으로 씰결합부(21a)를 두고 후술할 절환링(4)을 결합시 씰(12)을 결합하여 면접촉 상태에 있는 절환부(21)와 절환링(4) 사이에서 에어가 누수되는 것을 방지할 수 있도록 한다.
하부하우징(3)은 구동축(2)에 형성한 하부베어링결합부(23)에 내륜이 조립되는 베어링(7)이 외륜을 결합하는 베어링결합홈(31)이 형성되며, 외부 하측으로는 플랜지(32)를 형성하여 코어배럴 함마시스템(100)의 회전체(130)에 구비되는 플랜지(134)와 상호 결합될 수 있도록 한다.
그리고 하부하우징(3)에는 축방향으로 코어배럴 함마시스템(100)의 에어함마(132)로 에어를 공급하는 함마용 에어관(135)과 연결되는 함마용 유로(33)와 함께 코어절단수단(133)으로 에어를 공급하는 절단수단용 제1,2에어관(136)(137)과 연결되는 절단수단용 제1,2유로(34)(35)를 형성한다.
절환링(4)은 상기 하부하우징(3)의 상측에 적층 상태로 위치되어 절환부(21)를 감싸는 구성부재이다. 또한 상기 하부하우징(3)에 형성된 함마용 유로(33)와 연결되는 함마용 에어구멍(41) 및 절단수단용 제1,2유로(34)(35)와 연결되는 코어절단용 제1,2에어구멍(42)(43)을 형성한다. 이때 함마용 에어구멍(41) 및 코어절단용 제1,2에어구멍(42)(43)은, 절환부(21)에 형성된 에어구멍(26a)과 압력배출유로(27)(27')에 각각 연결되는 수평부와 함마용 유로(33) 및 절단수단용 제1,2유로(34)(35)와 연결되는 수직부가 직각으로 형성되어 있다.
상부하우징(5)은 절환링(4)의 상측으로 결합되며, 구동축(2)의 상부베어링결합부(22)에 내륜이 조립되는 베어링(7)의 외륜을 결합할 수 있도록 베어링결합홈(51)을 형성한다.
한편 상기 하부하우징(3)과 절환링(4) 및 상부하우징(5)은 적층 상태에서 볼트/너트로 이루어진 고정수단(8)에 의해 일체로 고정된다.
절환구동체(6)는 구동축(2)의 스플라인축(24)에 결합되어 구동축(2)의 회전력을 제공받아 함께 구동될 수 있도록 한다.
절환구동체(6)의 바깥쪽에는 하향으로 돌출된 걸림쇠(61)가 형성되며, 이 걸림쇠(61)는 상부하우징(5)에 형성된 절환공간(52) 내에서 일정구간 회동된 후 동력을 전달할 수 있게 구성한다.
상기 절환공간(52)은 절환부(21)에 형성한 에어구멍(26a)을 함마용 에어구멍(41) 또는 코어절단용 제1,2에어구멍(42)(43) 중 어느 하나에 선택적으로 연결함과 아울러 절환부(21)의 압력배출유로(27)(27')를 코어절단용 제1,2에어구멍(42)(43) 중 어느 하나에 선택적으로 연결할 수 있는 각도에 의해 결정되는 것으로, 개략 90도에서 180도 범위 내에서 제공될 수 있도록 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 제1실시례에 의하면 구동축(2)이 시계방향으로 회전할 때 회전체(130)에 설치되어 있는 에어함마(132)에 에어를 공급하여 굴착이 이루어질 수 있도록 하며, 이때 도 5에 도시된 바와 같이 에어구멍(26a)와 함마용 에어구멍(41)이 연결되어 에어함마(132)로 에어를 공급하며, 압력배출유로(27)는 코어절단용 제1에어구멍(42)과 연결된 상태가 되고, 압력배출유로(27')를 코어절단용 제2에어구멍(43)은 어긋난 상태가 되어 코어절단수단(133)이 미작동되게 된다.
도 5와 같이 굴착 작업을 행하다가 구동축(2)을 반시계방향으로 회전시키면 상부하우징(5)에 형성된 절환공간(52)에서 절환구동체(6)의 걸림쇠(61)가 일정구간 회동 후 동력을 전달하며, 이때 도 6에 도시된 바와 같이 에어구멍(26a)은 코어절단용 제2에어구멍(43)과 연결되고 압력배출유로(27')는 코어절단용 제1에어구멍(42)과 연결되어 코어절단수단(133)이 작동되게 한다. 이 상태에서 절단 작업하여 코어를 분리 한 상태에서 절단된 코어를 지상으로 인양 후 구동축(2)을 시계방향으로 회전시키면 먼저 에어구멍(26a)이 코어절단용 제1에어구멍(42)과 연결된 상태가 되고, 압력배출유로(27)가 코어절단용 제2에어구멍(43)와 연결된 상태가 되어 코어절단수단(133)이 미작동되게 복귀되는 작동이 이루어져 코어가 배출된 후 도 5와 같이 에어구멍(26a)와 함마용 에어구멍(41)이 연결되어 에어함마(132)로 에어를 공급하여 굴착작업이 이루어지게 되는 것이다.
제2실시례
도 7은 본 발명에서 제공하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치의 제2실시례를 보인 분해 사시도를 도시한 것이고, 도 8은 본 발명 제2실시례의 정단면도, 도 9, 10은 본 발명 제2실시례의 절환부에 절환링이 결합된 상태 평단면도로 에어함마 쪽으로 에어를 공급하기 위한 상태도 및 코어절단수단 쪽으로 에어를 공급하기 위한 상태도, 도 11은 본 발명 제2실시례에서의 절환밸브 작동에 따른 에어 이동상태를 보인 개략도를 도시한 것이다.
본 발명에서 제공하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치(1)의 제2실시례는 회전로드(120)의 하부와 코어배럴 함마시스템(100)의 상부에 상하단을 결합하여 사용하는 것으로, 구동축(2)과, 하부하우징(3)과, 절환링(4)과, 절환밸브(9)와, 상부하우징(5)과, 절환구동체(6)로 대분된다.
구동축(2)은 절환부(21)를 중심으로 상측과 하측에 각각 상부베어링결합부(22)와 하부베어링결합부(23)를 형성하며, 상부베어링결합부(22)의 상측으로는 스플라인축(24)을 형성하고, 그 상측으로 다각형축부(25)를 형성하여 회전로드(120)에 결합되도록 한다.
상기 구동축(2)의 중심에는 회전로드(120)의 중심의 에어공급관(121)과 연결되는 에어공급공(26)이 절환부(21)의 내부에 위치하도록 형성되며, 에어공급공(26)의 하단에는 절환부(21)에 위치하도록 축각각으로 에어구멍(26a)을 형성한다. 또한 상기 에어구멍(26a)은 절환부(21)의 중간 높이에 형성하고, 그 상하측으로 씰결합부(21a)를 두고 후술할 절환링(4)을 결합시 씰(12)을 결합하여 면접촉 상태에 있는 절환부(21)와 절환링(4) 사이에서 에어가 누수되는 것을 방지할 수 있도록 한다.
하부하우징(3)은 구동축(2)에 형성한 하부베어링결합부(23)에 내륜이 조립되는 베어링(7)의 외륜을 결합하는 베어링결합홈(31)이 형성되며, 외부 하측으로는 플랜지(32)를 형성하여 코어배럴 함마시스템(100)의 회전체(130)에 구비되는 플랜지(134)와 상호 결합될 수 있도록 한다.
절환링(4)은 상기 하부하우징(3)의 상측에 적층 상태로 위치되어 절환부(21)를 감싸는 구성부재이다.
상기 구동축(2)의 절환부(21)에 형성한 에어구멍(26a)과 연결되는 환형유로(44)가 내측으로 형성되며, 환형유로(44)와 직각으로 형성된 밸브공급유로(45)를 형성한 구성으로 제공된다.
절환밸브(9)는 절환수단(10)에 의해 제어되는 것으로, 상기 밸브공급유로(45)를 통해 유입되는 에어를 코어배럴 함마시스템(100)의 에어함마(132)와 연결된 함마용 에어관(135)과 코어절단수단(133)과 연결된 절단수단용 제1,2에어관(136)(137)으로 공급 제어하는 기능성을 제공한다. 절환수단(10)은 조작레버(91)와 조작레버(91)를 회동시키는 후술할 절환구동체(6)에 구비된 걸림쇠(61)로 구성될 수 있다. 이때 조작레버는 제1레버(91a)와 제2레버(91b)를 직각으로 배치한 구성으로 이루어질 수 있다.
절환밸브(9)의 바람직한 예로는 5포트 구성의 밸브를 적용하여 밸브공급유로(45)에 에어가 유입되는 제1포트를 연결하고, 함마용 에어관(135)과 제2포트를 연결하며, 코어절단 위치로 코어절단수단(133)을 인출시키는 절단수단용 제1에어관(136)과 제3포트를 연결하고, 코어절단수단(133)을 인입시키는 절단수단용 제2에어관(137)과 제4포트를 연결하며, 제5포트에는 압력배출밸브(28)를 설치한다.
제2포트 내지 제4포트와 연결되는 함마용 에어관(135)과 절단수단용 제1에어관(136)과 절단수단용 제2에어관(137)은 별도로 도시하지는 않았지만 제1실시례와 같이 하부하우징(3)을 이용하여 연결하거나 별도의 외부 노출형 배관을 이용하여 연결할 수 있음은 당연하다.
상기 절환밸브(9)에는 조작레버(91)의 제1레버(91a)와 제2레버(91b)를 직각으로 배치되게 설치되며, 도 9와 같이 조작레버(91)의 제1레버(91a)가 왼쪽으로 회동될 때 밸브공급유로(45)와 연결된 제1포트가 제2포터와 연결되어 에어함마(132)를 구동시킴과 아울러 제2포터로 에어를 공급하고 제4포터와 제5포터를 연결하여 에어를 압력배출밸브(28)으로 배출함으로해서 코어절단수단(133)을 미작동상태가 되도록 인입시키며, 도 10과 같이 조작레버(91)의 제2레버(91b)를 오른쪽으로 회동될 때 제2포터를 폐쇄한 상태에서 제3포트를 밸브공급유로(45)와 연결하고 제3포트와 제5포트를 연결하여 에어가 압력배출밸브(28)를 통해 외부로 배출될 수 있도록 하여 절단수단을 인출시켜 절단작업이 이루어질 수 있도록 한다.
상부하우징(5)은 절환링(4)의 상측으로 결합되며, 구동축(2)의 상부베어링결합부(22)에 내륜이 조립되는 베어링(7)이 외륜을 결합하는 베어링결합홈(51)을 형성한다.
한편 상기 하부하우징(3)과 절환링(4) 및 상부하우징(5)은 적층 상태에서 볼트/너트로 이루어진 고정수단(8)에 의해 일체로 고정된다.
절환구동체(6)의 바깥쪽에는 하향으로 돌출된 걸림쇠(61)가 형성되며, 이 걸림쇠(61)는 상부하우징(5)에 형성된 절환공간(52) 내에서 일정구간 회동된 후 동력을 전달할 수 있게 구성한다.
상기 절환공간(52)은 절환링(4)에 설치되어 있는 절환밸브(9)의 조작레버(91)를 회동시키는 작동이 이루어질 수 있도록 하면 되는 것으로, 개략 90도에서 180도 범위 내에서 제공될 수 있도록 한다.
제3실시례
도 12는 본 발명에서 제공하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치의 제3실시례를 보인 분해 사시도를 도시한 것이고, 도 13은 본 발명 제3실시례의 정단면도, 도 14 내지 도 16은 본 발명 제3실시례의 절환부에 절환링이 결합된 상태 평단면도로 제1에어함마 쪽으로 에어를 공급하기 위한 상태도와 제2에어함마 쪽으로 에어를 공급하기 위한 상태도와 코어절단수단 쪽으로 에어를 공급하기 위한 상태도를 도시한 것이고, 도 17은 본 발명 제3실시례에서의 에어 이동상태를 보인 개략도를 도시한 것이다.
본 발명에서 제공하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치(1)의 제3실시례는 상기에서 언급한 바와 같이 회전로드(120)의 하부와 코어배럴 함마시스템(100)의 상부에 상하단을 결합하여 사용하는 것으로, 구동축(2)과, 하부하우징(3)과, 절환링(4)과, 하부하우징(3)으로 대분된다.
구동축(2)은 절환부(21)를 중심으로 상측과 하측에 각각 상부베어링결합부(22)와 하부베어링결합부(23)를 형성하며, 상부베어링결합부(22)의 상측으로는 다각형축부(25)를 형성하여 회전로드(120)에 결합되도록 한다.
상기 구동축(2)의 중심에는 회전로드(120)의 중심의 에어공급관(121)과 연결되는 에어공급공(26)이 절환부(21)의 내부에 위치하도록 형성되며, 에어공급공(26)의 하단에는 절환부(21)에 위치하도록 축각각으로 에어구멍(26a)을 형성한다.
절환부(21)에는 에어구멍(26a)과 동심상에 에어구멍(26a)과 어긋나도록 압력배출유로(27)(27')를 형성하며, 다각형축 하측의 상부베어링결합부(22)에는 상기 압력배출유로(27)(27')와 연결된 압력배출밸브(28)(28')를 설치한다. 또한 상기 에어구멍(26a)과 압력배출유로(27)(27')를 절환부(21)의 중간 높이에 형성하고, 그 상하측으로 씰결합부(21a)를 두고 후술할 절환링(4)을 결합시 씰(12)을 결합하여 면접촉 상태에 있는 절환부(21)와 절환링(4) 사이에서 에어가 누수되는 것을 방지할 수 있도록 한다.
하부하우징(3)은 구동축(2)에 형성한 하부베어링결합부(23)에 내륜이 조립되는 베어링(7)의 외륜을 결합하는 베어링결합홈(31)이 형성되며, 외부 하측으로는 플랜지(32)를 형성하여 코어배럴 함마시스템(100)의 회전체(130)에 구비되는 플랜지(134)와 상호 결합될 수 있도록 한다.
그리고 하부하우징(3)에는 축방향으로 코어배럴 함마시스템(100)의 가장자리측 제1에어함마(132-1)로 에어를 공급하는 제1함마용 에어관(135-1) 및 중심측 제2에어함마(132-2)로 에어를 공급하는 제2함마용 에어관(135-2)과 연결되는 함마용 제1,2유로(36)(37)와 함께 코어배럴 함마시스템(100)의 코어절단수단(133)으로 에어를 공급하는 절단수단용 제1,2에어관(136)(137)과 연결되는 절단수단용 제1,2유로(34)(35)가 형성한다.
절환링(4)은 상기 하부하우징(3)의 상측에 적층 상태로 위치되어 절환부(21)를 감싸는 구성부재이다. 또한 상기 하부하우징(3)에 형성된 함마용 제1,2유로(36)(37)와 절단수단용 제1,2유로(34)(35)에 연결되는 함마용 제1,2에어구멍(46)(47)과 코어절단용 제1,2에어구멍(42)(43)을 형성한다. 이때 함마용 에어구멍(41) 및 코어절단용 제1,2에어구멍(42)(43)은, 절환부(21)에 형성된 에어구멍(26a)과 압력배출유로(27)(27')와 연결되도록 축직각으로 형성한 수평부가 함마용 유로(33) 및 절단수단용 제1,2유로(34)(35)와 연결되도록 축방향으로 형성한 수직부와 직각으로 절곡되게 형성되어 있다.
상부하우징(5)은 절환링(4)의 상측으로 결합되며, 구동축(2)의 상부베어링결합부(22)에 내륜이 조립되는 베어링(7)의 외륜을 결합하는 베어링결합홈(51)을 형성한다.
한편 상기 하부하우징(3)과 절환링(4) 및 상부하우징(5)은 적층 상태에서 볼트/너트로 이루어진 고정수단(8)에 의해 일체로 고정된다.
상기 절환부(21)와 절환링(4)에는 절환구동부(11)가 형성되며, 절환구동부(11)는 절환부(21)에 형성한 키이(29)와 절환링(4)에 형성한 키이안내홈(48)의 조합에 의해 이루어진다. 상기 절환링(4)에 형성한 키이안내홈(48)은 구동축(2)에 절환링(4)을 조립한 상태에서 키이(29)가 내입되는 입구로 사용되는 홈을 막음처리토록 함이 바람직하다.
상기 절환구동부(11)는 회전로드(120)의 동력을 코어배럴 함마시스템(100)으로 전달하는 기본 기능을 제공한다. 또한 절환링(4) 내에서 절환부(21)가 일정 각도로 회전하여 절환부(21)에 형성한 에어구멍(26a)을 함마용 제1,2에어구멍(46)(47)에 연결하거나 절환링(4) 내에서 상측으로 들어 올려 에어구멍(26a)을 코어절단용 제1,2에어구멍(42)(43)에 연결함과 아울러 절환부(21)의 압력배출유로(27)를 코어절단용 제1,2에어구멍(42)(43) 중 어느 하나에 선택적으로 연결하는 기능을 제공한다.
절환구동부(11)의 바람직한 예로, 절환부(21)에는 외향으로 돌출된 키이(29)가 조립되는 절환링(4)에 형성한 키이안내홈(48)은 절환부(21)에 형성한 에어구멍(26a)이 함마용 제1,2에어구멍(46)(47)과 연결되는 위치에 해당하도록 제1안내홈(48a)을 형성하고, 에어구멍(26a)과 압력배출유로(27)(27')가 코어절단용 제1,2에어구멍(42)(43)과 선택적으로 연결되는 위치에 해당하도록 제2안내홈(48b)을 형성하며, 구동축(2)을 들어올리거나 내릴 때 키이(29)를 제1,2안내홈(48a)(48b)으로 이동시키도록 제1,2안내홈(48a)(48b)의 일측단을 상호 연결하는 수직안내홈(48c)을 포함하는 구성으로 이루어진 진다.
상기 제1,2안내홈(48a)(48b)과 수직안내홈(48c)은 다양한 형태로 배치될 수 있다. 도시된 바에 의하면 "
Figure PCTKR2021012387-appb-I000001
" 형상으로 구동되어 있으나 사각형, 크랭크형 등 다양한 형상으로 제공될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 제3실시례에 의하면, 도 15, 17에 도시된 바와 같이 키이(29)가 키이안내홈(48)의 제1안내홈(48a)에 위치한 상태에서 구동축(2)을 시계방향으로 회전하면 에어구멍(26a)이 전환링(4)에 형성된 함마용 제1에어구멍(46)과 연결되어 회전체(130)의 가장자리쪽으로 설치되어 있는 제1에어함마(132-1)을 작동시키게 된다. 이때 회전체(130)에 설치되어 있는 제2에어함마(132-2)는 구체적으로 도시하고 있지는 않지만 코어성형공간(131)의 중앙 상부에 위치한다.
제1에어함마(132-1)을 이용하여 1차 굴착을 행한 다음, 구동축(2)을 반시계방향으로 회전하면 에어구멍(26a)이 전환링(4)에 형성된 함마용 제2에어구멍(47)과 연결되어 코어성형공간(131)의 중앙 상부에 설치되어 있는 제2에어함마(132-2)을 작동시켜 제1에어함마(132-1)의 굴착에 의해 형성된 코어의 중심을 재차 굴착하게 된다.
상기에서와 같이 제1,2에어함마(132-1)(132-2)를 이용하여 굴착이 이루어진 상태에서 구동축(2)을 상향으로 들어올리면 키이(29)가 수직안내홈(48c)를 따라 이동하여 제2안내홈(48b)에 위치된다. 이때 코어절단수단(133)은 인입된 상태로, 에어구멍(26a)은 절단수단용 제1유로(34)와 연결되어 있는 코어절단용 제1에어구멍(42)과 연결되고, 절단수단용 제2유로(35)와 연결되어 있는 코어절단용 제2에어구멍(43)은 압력배출유로(27)과 연결되어 코어절단수단(133)이 미작동되게 복귀된 상태를 유지하게 된다.
이 상태에서 구동축(2)을 시계방향으로 회전시키면 키이(29)가 제2안내홈(48b)을 따라 회동하는데, 이때 에어구멍(26a)은 절단수단용 제2유로(35)와 연결되어 있는 코어절단용 제2에어구멍(43)과 연결되고, 절단수단용 제1유로(34)와 연결되어 있는 코어절단용 제1에어구멍(42)은 압력배출유로(27')과 연결되어 코어절단수단(133)이 작동되게 인출되어 코어를 절단하며, 코어의 절단이 이루어진 상태에서 코어를 지상으로 인양 후 구동축(2)을 반시계방향으로 회전시키면 상기에서와 같이 코어절단수단(133)이 미작동 상태로 복귀되며, 이 상태에서 구동축(2)을 눌러 하향 이동시켜 키이(29)가 제1안내홈(48a)에 위치되게 한 상태에서 시계방향으로 구동시켜 굴착하면 되는 것이다.
한편 키이(29)가 수직안내홈(48c)를 따라 이동하는 위치의 함마용 제2에어구멍(47)과 코어절단용 제2에어구멍(43) 사이에는 코어절단용 제1에어구멍(42)과 연결되는 구멍(도시되지 않음)을 추가 설치할 수 있다. 이는 텔레코픽형 회전로드(120)와 같은 장비 사용시 부가될 수 있으며, 상기 실시례와는 반대방향으로 코어절단수단(133)을 작동되게 구성될 수 있다. 즉, 수직안내홈(48c)를 따라 상승한 상태에서 코어절단수단(133)이 작동상태로 인출되고, 반시계방향으로 작동 후 지상으로 인양한 상태에서 시계방향으로 회전시 코어절단수단(133)가 미작동상태로 인입되며, 굴착위치로 하강시키기 위해 수직안내홈(48c)에 위치할 때 코어절단수단(133)이 작동상태로 인출되었다가 하강할 때 코어절단수단(133)가 미작동상태로 인입되게 구성할 수 있다.
제4실시례
도 18은 본 발명에서 제공하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치의 제4실시례를 보인 분해 사시도를 도시한 것이고, 도 19는 본 발명 제4실시례의 정단면도, 도 20 내지 도 22는 본 발명 제4실시례의 절환부에 절환링이 결합된 상태 평단면도로 제1에어함마 쪽으로 에어를 공급하기 위한 상태도와, 제2에어함마 쪽으로 에어를 공급하기 위한 상태도와, 코어절단수단 쪽으로 에어를 공급하기 위한 상태도를 도시한 것이고, 도 23은 본 발명 제4실시례에서의 에어 이동상태를 보인 개략도를 도시한 것이다.
본 발명에서 제공하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치(1)의 제4실시례는 회전로드(120)의 하부와 코어배럴 함마시스템(100)의 상부에 상하단을 결합하여 사용하는 것으로, 구동축(2)과, 하부하우징(3)과, 절환링(4)과, 절환밸브(9)와, 상부하우징(5)로 대분된다.
본 발명에서 제공하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치(1)의 제2실시례는 회전로드(120)의 하부와 코어배럴 함마시스템(100)의 상부에 상하단을 결합하여 사용하는 것으로, 구동축(2)과, 하부하우징(3)과, 절환링(4)과, 절환밸브(9)와, 상부하우징(5)과, 절환구동체(6)로 대분된다.
구동축(2)은 절환부(21)를 중심으로 상측과 하측에 각각 상부베어링결합부(22)와 하부베어링결합부(23)를 형성하며, 상부베어링결합부(22)의 상측으로는 다각형축부(25)를 형성하여 회전로드(120)에 결합되도록 한다.
상기 구동축(2)의 중심에는 회전로드(120)의 중심의 에어공급관(121)과 연결되는 에어공급공(26)이 절환부(21)의 내부에 위치하도록 형성되며, 에어공급공(26)의 하단에는 절환부(21)에 위치하도록 축각각으로 에어구멍(26a)을 형성한다. 또한 상기 에어구멍(26a)은 절환부(21)의 중간 높이에 형성하고, 그 상하측으로 씰결합부(21a)를 두고 후술할 절환링(4)을 결합시 씰(12)을 결합하여 면접촉 상태에 있는 절환부(21)와 절환링(4) 사이에서 에어가 누수되는 것을 방지할 수 있도록 한다.
하부하우징(3)은 구동축(2)에 형성한 하부베어링결합부(23)에 내륜이 조립되는 베어링(7)의 외륜을 결합하는 베어링결합홈(31)이 형성되며, 외부 하측으로는 플랜지(32)를 형성하여 코어배럴 함마시스템(100)의 회전체(130)에 구비되는 플랜지(134)와 상호 결합될 수 있도록 한다.
절환링(4)은 상기 하부하우징(3)의 상측에 적층 상태로 위치되어 절환부(21)를 감싸는 구성부재이다.
상기 구동축(2)의 절환부(21)에 형성한 에어구멍(26a)과 연결되는 제1,2환형유로(44-1)(44-2)가 내측으로 형성되며, 제1,2환형유로(44-1)(44-2)와 직각으로 형성된 제1,2밸브공급유로(45-1)(45-2)를 형성한 구성으로 제공된다. 이때 에어구멍(26a)과 연결되는 제1환형유로(44-1)를 하측에 형성하고 에어구멍(26a)과 연결되는 제2환형유로(44-2)를 상측에 형성하며, 이들 제1,2환형유로(44-1)(44-2)와 직각으로 제1,2밸브공급유로(45-1)(45-2)를 형성한다.
절환링(4)의 바깥쪽에는 절환링(4)에 형성한 제1,2밸브공급유로(45-1)(45-2)와 연결되도록 절환수단(10)으로 제어하는 제1,2절환밸브(9-1)(9-2)를 설치한다.
제1절환밸브(9-1)는 제1밸브공급유로(45-1)를 통해 에어를 공급받아 코어배럴 함마시스템(100)의 가장자리측 제1에어함마(132-1)로 에어를 공급하는 제1함마용 에어관(135-1) 및 중심측 제2에어함마(132-2)로 에어를 공급하는 제2함마용 에어관(135-2)에 에어를 제공하는 기능성을 제공한다.
제2절환밸브(9-2)는 제2밸브공급유로(45-2)를 통해 에어를 공급받아 코어배럴 함마시스템(100)의 코어절단수단(133)으로 에어를 공급하는 절단수단용 제1,2에어관(136)(137)으로 에어를 공급하는 기능성을 제공한다.
상부하우징(5)은 절환링(4)의 상측으로 결합되며, 구동축(2)의 상부베어링결합부(22)에 내륜이 조립되는 베어링(7)이 외륜을 결합하는 베어링결합홈(51)을 형성한다.
한편 상기 하부하우징(3)과 절환링(4) 및 상부하우징(5)은 적층 상태에서 볼트/너트로 이루어진 고정수단(8)에 의해 일체로 고정된다.
상기 제1,2절환밸브(9-1)(9-2)는 절환수단(10)에 의해 제어되는 것으로, 절환수단(10)은 전기, 공압, 유압 중 하나에 의해 작동하는 제어기(9a)에 의한 구성으로 제공될 수 있으며, 필요에 따라 도 2와 같이 작동레버(91)을 설치하고, 절환구동체(6)에 구비된 걸림쇄(61)에 의해 작동이 이루어질 수 있도록 구성할 수도 있다.
제1절환밸브(9-1)는 3포트 구성의 밸브를 적용함이 바람직하며, 제2절환밸브(9-2)는 4포트 구성의 밸브를 적용함이 바람직하다.
제1절환밸브(9-1)는 제1밸브공급유로(45-1)에 에어가 유입되는 제1포트를 연결하고, 제1함마용 에어관(135-1)과 제2포트를 연결하며, 제2함마용 에어관(135-2)에 제3포트를 연결되게 하여 제1포트와 제2포트를 연결하거나 제1포트와 제3포트를 연결되게 한다.
제2절환밸브(9-2)는 제2밸브공급유로(45-2)에 에어가 유입되는 제1포트를 연결하고, 제1절단수단용 제1에어관(136)과 제2포트를 연결하며, 절단수단용 제2에어관(137)에 제3포트를 연결되게 하며 제4포트에는 압력배출밸브(28)를 설치한 것으로, 제1포트와 제2포트가 연결될 때 제3포트와 제4포트를 연결하고 제1포트와 제3포트가 연결될 때 제2포트와 제4포트가 연결되도록 한다.
또한 절환부(21)와 절환링(4)에는 절환구동부(11)가 형성되며, 절환구동부(11)는 절환부(21)에 형성한 키이(29)와 절환링(4)에 형성한 키이안내홈(48)의 조합에 의해 이루어진다.
상기 절환구동부(11)는 회전로드(120)의 동력을 코어배럴 함마시스템(100)으로 전달하는 기본 기능을 제공한다. 또한 절환링(4) 내에서 절환부(21)가 일정 각도로 회전하여 절환부(21)에 형성한 에어구멍(26a)을 함마용 제1,2에어구멍(46)(47)에 연결하거나 절환링(4) 내에서 상측으로 들어 올려 에어구멍(26a)을 코어절단용 제1,2에어구멍(42)(43)을 연결하는 기능을 제공한다.
절환구동부(11)의 바람직한 예로, 절환부(21)에는 외향으로 돌출된 키이(29)가 조립되는 절환링(4)에 형성한 키이안내홈(48)은 절환부(21)에 형성한 에어구멍(26a)이 제1환형유로(44-1) 위치에 해당하도록 제1안내홈(48a)을 형성하고, 에어구멍(26a)과 제2환형유로(44-2) 위치에 해당하도록 제2안내홈(48b)을 형성하며, 구동축(2)을 들어올리거나 내릴 때 키이(29)를 제1,2안내홈(48a)(48b)으로 이동시키도록 제1,2안내홈(48a)(48b)의 일측단을 상호 연결하는 수직안내홈(48c)을 포함하는 구성으로 이루어진 진다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에서 제공하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치(1)는 파일 드릴링 머신(Pile Drilling Machine)에 결합하여 암반층에 대구경(800mm이상)의 굴착작업을 할 때 사용될 수 있는 것으로, 회전로드(120)가 정방향으로 구동될 때 에어함마(132)에 에어를 공급되게 하고, 회전로드(120)가 역방향으로 구동될 때 코어절단수단(133)에 에어를 공급되게 구성하여 작업 효율성을 개선함과 아울러 에어를 효율적으로 제공할 수 있으며, 회전로드(120)가 정방향으로 구동될 때 에어함마(132)에 에어를 공급되게 하고, 회전로드(120)가 역방향으로 구동될 때 제1에어함마(132-1)에 에어를 공급되게 하며, 제1에어함마(132-1) 작동위치에서 회전로드(120)를 상측으로 조금 들어 올린 후 정방향으로 구동할 때 코어절단수단(133)에 에어를 공급되게 할 수 있는 것으로, 작업 효율성을 개선함과 아울러 에어를 효율적으로 제공할 수 있는 것이다.
한편 키이(29)가 수직안내홈(48c)를 따라 이동하는 위치에 제2밸브공급유로(45-2)을 절곡하여 연장 형성하고, 연장된 부분에 제2밸브공급유로를 형성하여 제3절환밸브(도시되지 않음)와 연결하고, 제2절환밸브의 제2포트와 연결되는 제1절단수단용 제1에어관을 제2포트에 연결하며, 제2절환밸브의 제3포트와 연결되는 절단수단용 제2에어관에 제3포트를 연결하며 제4포트에는 압력배출밸브설치하여 키이(29)가 수직안내홈(48c)를 따라 상승할 때 코어절단수단(133)이 절단위치로 인출되고, 하강할 때 코어절단수단(133)이 미절단위치로 인입될 수 있도록 구성할 수도 있으며, 이는 이는 텔레코픽형 회전로드(120)와 같은 장비 사용시 부가될 수 있다.(도시되지 않음)
본 발명 제3실시례 및 제4실시례에서의 회전체(130)에 구비된 제2에어함마(132-2)는 제1에어함마(132-1)이 작동할 때 코어성형공간(131) 상측에 위치하며, 제1에어함마(132-1)의 굴착에 의해 코어가 형성된 상태에서 제2에어함마(132-2)가 하강하여 코어의 중심을 재차 굴착하여 코어가 도넛 형상이 되게 한다.
또한 제2 실시례 및 4실시례에 적용되는 절환밸브(9)와, 제1,2절환밸브(9-1)(9-2)은 하부하우징(3)을 통하지 않고 회전체(130) 쪽으로 관체(별도로 도시되지 않음)을 연결하여 에어를 에어함마(132), 제1,2에어함마(132-1)(132-2), 코어절단수단(133)에 공급할 수 있음은 당연하다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시례에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시례에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (7)

  1. 절환부(21)의 상하측으로 상,하부베어링결합부(22)(23)가 형성되고, 상부베어링결합부(22)의 상측으로 스플라인축(24)이 형성되며, 그 상측으로 회전로드(120)와 결합되는 다각형축부(25)가 형성되며, 절환부(21)에 축직각으로 형성한 에어구멍(26a)으로 에어가 공급되도록 중심에 에어공급공(26)이 형성되고, 절환부(21)의 에어구멍(26a)과 어긋나게 형성된 압력배출유로(27)(27')와 연결되도록 스플라인축(24) 하측에 축각각으로 형성한 압력배출밸브(28)(28')를 갖는 구동축(2)과;
    상기 구동축(2)의 하부베어링결합부(23)에 조립한 베어링(7)이 결합되며 코어배럴 함마시스템(100)의 회전체(130)와 결합되는 플랜지(32)가 하측으로 구비되고, 코어배럴 함마시스템(100)의 에어함마(132)로 에어를 공급하는 함마용 에어관(135)과 연결되는 함마용 유로(33) 및 코어절단수단(133)으로 에어를 공급하는 절단수단용 제1,2에어관(136)(137)과 연결되는 절단수단용 제1,2유로(34)(35)가 형성된 하부하우징(3)과;
    상기 절환부(21)를 감싸도록 하부하우징(3)의 상측으로 결합되며 하부하우징(3)에 구비된 함마용 유로(33)와 절단수단용 제1,2유로(34)(35)에 에어를 공급 및 배출하도록, 함마용 에어구멍(41) 및 코어절단용 제1,2에어구멍(42)(43)을 형성한 절환링(4)과;
    상기 절환링(4)의 상측으로 결합되며 내측으로 구동축(2)의 상부베어링결합부(22)에 조립한 베어링(7)이 결합되는 상부하우징(5)과;
    상기 스플라인축(24)에 결합되며 외측으로 돌출된 걸림쇠(61)가 상부하우징(5)에 형성된 절환공간(52)에 내입되어 절환링(4) 내에서 절환부(21)가 일정 각도로 회전하여 절환부(21)에 형성한 에어구멍(26a)을 함마용 에어구멍(41) 또는 코어절단용 제1,2에어구멍(42)(43) 중 어느 하나에 선택적으로 연결함과 아울러 절환부(21)의 압력배출유로(27)(27')를 코어절단용 제1,2에어구멍(42)(43) 중 어느 하나에 선택적으로 연결하는 절환구동체(6)를 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치.
  2. 절환부(21)의 상하측으로 상,하부베어링결합부(22)(23)가 형성되고, 상부베어링결합부(22)의 상측으로 스플라인축(24)이 형성되며, 그 상측으로 회전로드(120)와 결합되는 다각형축부(25)가 형성되며, 절환부(21)에 축직각으로 형성한 에어구멍(26a)으로 에어가 공급되도록 중심에 에어공급공(26)을 형성한 구동축(2)과;
    상기 구동축(2)의 하부베어링결합부(23)에 조립한 베어링(7)이 결합되며 코어배럴 함마시스템(100)의 회전체(130)와 결합되는 플랜지(32)가 하측으로 구비된 하부하우징(3)과;
    상기 절환부(21)에 위치하도록 하부하우징(3)의 상측으로 결합되며, 상기 에어구멍(26a)과 연결되는 환형유로(44)가 내측으로 형성되며, 환형유로(44)와 직각으로 밸브공급유로(45)를 형성한 절환링(4)과;
    상기 절환링(4)의 외주연에 설치되어 밸브공급유로(45)를 통해 에어를 공급받아 코어배럴 함마시스템(100)의 에어함마(132)와 연결된 함마용 에어관(135)과 코어절단수단(133)과 연결된 절단수단용 제1,2에어관(136)(137)으로 에어를 선택적으로 공급하는 절환밸브(9)와;
    상기 절환링(4)의 상측으로 결합되며 내측으로 구동축(2)의 상부베어링결합부(22)에 조립한 베어링(7)이 결합되는 상부하우징(5)과;
    상기 스플라인축(24)에 결합되며 외측으로 돌출된 걸림쇠(61)가 상부하우징(5)에 형성된 절환공간(52)에 내입되어 절환링(4) 내에서 절환부(21)가 일정 각도로 회전하며, 절환밸브(9)는 절환수단(10)에 의해 작동되어 에어함마(132)와 연결된 함마용 에어관(135)과 코어절단수단(133)과 연결된 절단수단용 제1,2에어관(136)(137)으로 에어를 선택 공급할 수 있도록 하는 절환구동체(6)를 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치.
  3. 청구항 2에 있어서;
    상기 절환수단(10)은 걸림쇠(61)의 하단이 절환밸브(9)의 직각으로 배치된 제1레버(91a)와 제2레버(91b)를 회동시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치.
  4. 절환부(21)의 상하측으로 상,하부베어링결합부(22)(23)가 형성되고, 상부베어링결합부(22)의 상측으로 회전로드(120)와 결합되는 다각형축부(25)가 형성되며, 절환부(21)에 축직각으로 형성한 에어구멍(26a)으로 에어가 공급되도록 중심에 에어공급공(26)이 형성되고, 절환부(21)의 에어구멍(26a)과 어긋나게 형성된 압력배출유로(27)(27')와 연결되도록 다각형축부(25) 하측에 축각각으로 형성한 압력배출밸브(28)(28')를 갖는 구동축(2)과;
    상기 구동축(2)의 하부베어링결합부(23)에 승강 가능하게 조립한 베어링(7)이 결합되며 코어배럴 함마시스템(100)의 회전체(130)와 결합되는 플랜지(32)가 하측으로 구비되며, 코어배럴 함마시스템(100)의 가장자리측 제1에어함마(132-1)로 에어를 공급하는 제1함마용 에어관(135-1) 및 중심측 제2에어함마(132-2)로 에어를 공급하는 제2함마용 에어관(135-2)과 연결되는 함마용 제1.2유로 및 코어배럴 함마시스템(100)의 코어절단수단(133)으로 에어를 공급하는 절단수단용 제1,2에어관(136)(137)과 연결되는 절단수단용 제1,2유로(34)(35)가 형성된 하부하우징(3)과;
    상기 절환부(21)를 감싸도록 하부하우징(3)의 상측으로 결합되며 하부하우징(3)에 구비된 함마용 제1,2유로(36)(37)와 절단수단용 제1,2유로(34)(35)에 에어를 공급 및 배출하도록, 함마용 제1,2에어구멍(46)(47) 및 코어절단용 제1,2에어구멍(42)(43)을 형성한 절환링(4)과;
    상기 절환링(4)의 상측으로 결합되며 내측으로 구동축(2)의 상부베어링결합부(22)에 승강 가능하게 조립한 베어링(7)이 결합되는 상부하우징(5)과;
    상기 절환부(21)에 형성한 키이(29) 및 절환링(4)에 형성한 키이안내홈(48)의 조합에 의해 절환링(4) 내에서 절환부(21)가 일정 각도로 회전하여 절환부(21)에 형성한 에어구멍(26a)을 함마용 제1,2에어구멍(46)(47)에 연결하거나 절환링(4) 내에서 상측으로 들어 올려 에어구멍(26a)을 코어절단용 제1,2에어구멍(42)(43)을 연결함과 아울러 절환부(21)의 압력배출유로(27)(27')를 코어절단용 제1,2에어구멍(42)(43) 중 어느 하나에 선택적으로 연결하는 절환구동부(11)를 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치.
  5. 절환부(21)의 상하측으로 상,하부베어링결합부(22)(23)가 형성되고, 상부베어링결합부(22)의 상측으로 회전로드(120)와 결합되는 다각형축부(25)가 형성되며, 절환부(21)에 축직각으로 형성한 에어구멍(26a)으로 에어가 공급되도록 중심에 에어공급공(26)을 형성한 구동축(2)과;
    상기 구동축(2)의 하부베어링결합부(23)에 조립한 베어링(7)이 결합되며 코어배럴 함마시스템(100)과 결합되는 플랜지(32)가 하측으로 구비된 하부하우징(3)과;
    상기 절환부(21)에 위치하도록 하부하우징(3)의 상측으로 결합되며, 상기 에어구멍(26a)과 연결되는 제1,2환형유로(44-1)(44-2)가 내측에 상하로 형성되며, 제1,2환형유로(44-1)(44-2)와 직각으로 형성된 제1,2밸브공급유로(45-1)(45-2)를 형성한 절환링(4)과;
    상기 절환링(4)의 상측으로 결합되며 내측으로 구동축(2)의 상부베어링결합부(22)에 승강 가능하게 조립한 베어링(7)이 결합되는 상부하우징(5)과;
    상기 절환링(4)의 외주연에 설치되어 제1밸브공급유로(45-1)를 통해 에어를 공급받아 코어배럴 함마시스템(100)의 가장자리측 제1에어함마(132-1)로 에어를 공급하는 제1함마용 에어관(135-1) 및 중심측 제2에어함마(132-2)로 에어를 공급하도록 절환수단(10)으로 제어하는 제1절환밸브(9-1)와;
    상기 절환링(4)의 외주연에 설치되어 제2밸브공급유로(45-2)를 통해 에어를 공급받아 코어배럴 함마시스템(100)의 코어절단수단(133)으로 에어를 공급하는 절단수단용 제1,2에어관(136)(137)으로 에어를 공급하도록 절환수단(10)으로 제어하는 제2절환밸브(9-2)와;
    상기 절환부(21)에 형성한 키이(29) 및 절환링(4)에 형성한 키이안내홈(48)의 조합에 의해 절환링(4) 내에서 절환부(21)가 일정 각도로 회전하여 절환부(21)에 형성한 에어구멍(26a)을 함마용 제1,2에어구멍(46)(47)에 연결하거나 절환링(4) 내에서 상측으로 들어 올려 에어구멍(26a)을 코어절단용 제1,2에어구멍(42)(43)을 연결함과 아울러 절환부(21)의 압력배출유로(27)를 코어절단용 제1,2에어구멍(42)(43) 중 어느 하나에 선택적으로 연결하는 절환구동부(11)를 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서;
    상기 절환부(21)에는 외향으로 돌출된 키이(29)가 조립되는 절환링(4)에 형성한 키이안내홈(48)은 절환부(21)에 형성한 에어구멍(26a)이 함마용 제1,2에어구멍(46)(47)과 연결되는 위치에 해당하도록 형성한 제1안내홈(48a)과;
    에어구멍(26a)과 압력배출유로(27)(27')가 코어절단용 제1,2에어구멍(42)(43)과 선택적으로 연결되는 위치에 해당하는 제2안내홈(48b) 및 구동축(2)을 들어올리거나 내릴 때 키이(29)를 제1,2안내홈(48a)(48b)으로 이동시키는 수직안내홈(48c)을 포함하는 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치.
  7. 청구항 2 또는 청구항 5에 있어서;
    상기 절환수단(10)은 전기, 공압, 유압 중 하나에 의해 작동하는 제어기에 의해 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 코어배럴 함마시스템용 에어 절환장치.
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