KR100515509B1 - 퇴적층 절단용 압출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시추된 퇴적층을 일정한 간격으로 절단하는데 사용되는 압출장치에 관한 것으로, 갯벌이나 사주 등의 퇴적층에 서식하는 생물이나 퇴적물의 성분을 분석하기 위해 파이프 형태의 시추봉을 이용하여 채집한 퇴적층을 표면에서부터 일정한 간격으로 절단하기 위하여, 시추봉으로 채집한 퇴적층을 일정간격으로 압출하기 위한 장치에 있어서, 베이스판과; 상하로 관통된 가이드 레일 및 이와 연통된 기어하우징을 구비하며 상기 베이스판에 고정되는 고정블럭과; 상기 가이드 레일에 구속되어 상하로 이송되며 기어하우징 측에 치형이 형성된 래크바와, 이 래크바의 하단에 수평으로 연장되도록 결합되는 가압바와, 상기 래크바의 치형과 맞물리도록 상기 기어하우징에 장착되는 피니언기어, 및 상기 피니언기어와 연결되어 래크바의 상하이송을 제어하는 회전손잡이를 포함하는 압출수단; 및 시추봉을 압착고정하는 장전고정수단;을 포함한 구성으로 이루어져, 한 사람의 작업자가 퇴적층의 시추에서 부터 압출 및 절단에 이르는 일련의 과정을 손쉽게 수행할 수 있도록 하고, 눈금을 구비함에 따라 시료채취의 양적 정확성을 갖도록 하며, 휴대가 용이하여 갯벌과 같은 작업환경에서도 작업자에게 좀 더 넓은 활동의 폭을 제공하는 것이다.

Description

퇴적층 절단용 압출장치{Extruding Device for Cutting a Sediment Core}

본 발명은 시추된 퇴적층의 깊이에 따른 정량적인 시료채취를 위한 압출장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해안이나 강가 등에 물과 접촉하는 갯벌이나 사주 등의 퇴적층에 서식하는 생물이나 퇴적물의 성분을 분석하기 위하여 파이프 형태의 시추봉을 이용하여 채집한 퇴적층을 표면에서부터 일정한 간격으로 절단하기 위한 퇴적층 절단용 압출장치에 관한 것이다.

해양이나 하천의 환경 및 생태계를 조사하는 연구분야에서는 갯벌이나 사주와 같은 퇴적층에 대하여 지대한 관심을 가지고 있다. 조석 간만의 차에 의해 해수가 주기적으로 출입함으로써 형성되는 갯벌이나, 강우량의 변화에 의한 수위의 변화로 유속이 느린 강가에 모래 등이 퇴적되어 형성되는 사주와 같은 퇴적층은 육안으로 확인이 가능한 생물 뿐만아니라 다양한 종류의 미세생물들에게 서식환경을 제공하고 있다.

퇴적층에 서식하는 생물의 종류 및 분포는 퇴적층의 깊이에 따라 큰 차이를 보이며, 또한 퇴적물의 성분에 따라 큰 차이를 보이고 있다.

갯벌과 같은 퇴적층의 연구는, 사람이 직접 갯벌에 진입하여 다양한 위치에서 퇴적층을 직접적으로 시추하여 시료를 채취하고, 채취된 시료를 실험실 등에서 정밀 분석함으로써 서식하는 생물의 종류 및 분포와 퇴적물의 성분에 대한 데이타를 얻는 순서로 진행된다.

일반적으로, 간조시에 수면위로 드러나는 갯벌과 같은 퇴적층의 시료채취는 사람이 장화 및 방수복과 같은 복장을 착용하고 간조시에 갯벌에 진입하여 채취하게 되며, 좀더 상세하게는 채취자가 파이프 형태의 시추봉을 갯벌의 퇴적층에 수직으로 박아 넣어 퇴적층을 채집하게 되고, 이와 같이 채집된 퇴적층은 파이프의 상부에서부터 일정한 간격으로 절단함으로써 깊이에 따라 구분된 시료로 채취된다.

이상과 같은 시추 및 절단을 통한 시료의 채취과정을 단계별로 살펴보면 다음과 같다.

첫째로, 아크릴, PVC 또는 스틸 파이프 등이 사용될 수 있는 시추봉을 갯벌에 수직으로 박아 넣은 다음, 주변을 시추봉의 깊이까지 파내어 시추봉을 들어올림으로써 시추봉에 내재된 상태로 퇴적층을 채집한다.

이어서, 시추봉의 외주면에 자(scale)를 갖다댄 상태에서 고무와 같은 합성수지 재질의 마개를 시추봉의 하부에 끼우고, 마개를 자를 기준으로 일정높이 만큼씩 밀어 올림으로써, 시추봉의 상부로 일정높이의 퇴적물을 밀어올린다.

마지막으로, 밀려 올라온 퇴적물을 피아노선과 같은 가늘고 질긴 선재로 수평절단하여 시료용기에 담는 바와 같은 방법을 반복적으로 수행함으로써 높이(깊이)에 따른 시료채취가 이루어져 왔다.

그러나 이와 같은 종래의 방법은 한 사람이 시료를 채취하기에는 상당히 어려운 문제점이 수반되었다. 즉, 한사람이 시추봉을 밀어 올리고, 자를 갖다 대고, 밀려올라온 퇴적물을 절단하여 시료용기에 담는 작업을 한 사람이 수행하기에는 어려웠으며, 적어도 2명에서 3명의 인력이 요구되었던 실정이다. 또한, 마개를 이용하여 수작업으로 시추봉을 밀어 올리는 방법을 사용하여 퇴적물을 밀어내는 작업은 점도(viscosity)나 입도(입자의 크기) 등과 같은 퇴적물 구성요소의 성질에 따라 원하는 일정한 높이 만큼 밀어내는데 어려움이 수반되는 문제점이 있었다.

이상과 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 발명한 것으로서,

본 발명의 목적은 한사람의 인력으로도 시추봉을 이용하여 채집한 퇴적층을 일정 높이 만큼씩 밀어 올리는 작업과, 밀려 나온 퇴적층을 절단하여 시료용기에 담는 작업을 수행할 수 있도록 하며, 1인 휴대가 가능할 정도로 작고 가볍게 구비되어 갯벌과 같이 사람의 움직임이 편리하지 못한 공간에서 사용하기에도 편리한 퇴적층 절단용 장치 및 이 퇴적층 절단용 장치를 포함하는 퇴적층 시료채취용 키트를 제공하는 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은

시추봉으로 채집한 퇴적층을 일정간격으로 압출하기 위한 장치에 있어서,

베이스판;

상하로 관통된 가이드 레일 및 이 가이드 레일과 연통된 기어하우징을 구비하며 상기 베이스판의 상부 일측면에 결합되는 고정블럭;

상기 가이드 레일에 구속되어 상하로 이송되며 기어하우징 측에 치형이 형성된 래크바와, 이 래크바의 하단에 수평으로 연장되도록 결합되는 가압바와, 상기 래크바의 치형과 맞물리도록 상기 기어하우징에 장착되는 피니언기어, 및 상기 피니언기어와 축으로 연결되어 래크바의 상하이송을 제어하는 회전손잡이를 포함하는 압출수단; 및

시추봉의 외주면을 압착고정하는 장전고정수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 퇴적층 절단용 압출장치를 제공한다.

더불어, 본 발명은,

베이스판과, 상하로 관통된 가이드 레일 및 이 가이드 레일과 연통된 기어하우징을 구비하며 상기 베이스판의 상부 일측면에 결합되는 고정블럭과, 상기 가이드 레일에 구속되어 상하로 이송되며 기어하우징 측에 치형이 형성된 래크바와 이 래크바의 하단에 수평으로 연장되도록 결합되는 가압바와 상기 래크바의 치형과 맞물리도록 상기 기어하우징에 장착되는 피니언기어 및 상기 피니언기어와 축으로 연결되어 래크바의 상하이송을 제어하는 회전손잡이를 포함하는 압출수단, 및 시추봉의 외주면을 압착고정하는 장전고정수단을 포함하는 퇴적층 절단용 압출장치;

퇴적층을 시추한 상태에서 상기 장전고정수단에 장전되는 시추봉 및 시추봉의 하부를 통해 끼워지며 하단부가 상기 가압바와 접촉하는 가압피스톤을 포함하는 시추봉 어셈블리; 및

내부의 일측 벽면에 상기 베이스판의 하단부가 삽입됨으로써 상기 퇴적물 절단용 압출장치 거치되도록 하는 거치브라켓을 구비하는 휴대상자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 시료채취키트를 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 퇴적층 절단용 압출장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 크게 베이스판(10)과, 이 베이스판에 결합되어 퇴적층에서 채집한 시추봉을 압착고정하는 장전고정수단(20)과, 장전고정수단(20) 우측의 상기 베이스판(10)에 장착되어 후술하는 압출수단의 설치를 가능케 함과 더불어 상하이송작동을 안내하는 고정블럭(60) 및 상기 고정블럭에 내부에서 작동하도록 설치되어 시추봉(100)의 하부에 까워지는 가압피스톤(70)을 상부로 가압하는 압출수단으로 이루어진다.

상기 장전고정수단(20)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 일측에 반원형으로 만입된 압착홈을 구비하며 상기 베이스판(10)에 직접 결합되는 지지부재(21)와, 상기 지지부재(21)의 압착홈과 대응하는 압착홈을 구비하는 압착부재(22)와, 상기 지지부재(21)와 상기 압착부재(22)를 각각의 압착홈이 서로 대향하도록 접촉시킨 상태에서 상호 접촉하는 일측부분을 연결하는 링크편(23)과, 상기 지지부재(21)의 링크편(23)에 의해 연결되는 부분의 반대편에 선회가능하게 결합되는 선회형 볼트(24) 및 이 볼트(24)에 끼워지는 조임용 너트(27)로 이루어진다.

상기 압착부재(22)는 상기 선회형 볼트(24)를 이용한 시추봉(100)의 압착고정시 선회형 볼트(24)의 수용을 위한 수용홈(26)이 형성되어 있다.

이와 같은 장전고정수단(20)은 상기 압착부재(22)를 링크편(23)을 기준으로 개방시켜 놓은 상태에서, 퇴적층에서 채집한 시추봉(100)을 그 외주면이 상기 지지부재(21)의 압착홈에 접촉하도록 위치시키고, 상기 압착부재(22)의 압착홈이 상기 시추봉(100)의 외주면에 접촉하도록 한 상태에서 상기 지지부재(21)의 선회형 볼트(24)를 상기 압착부재(22)의 수용홈(26)을 경유하도록 회전시키고, 선회형 볼트(24)에 위치한 조임용 너트(27)를 조여 시추봉(100)을 압착함으로써 고정하게 된다.

이 상태에서 상단부에 고무 등과 같은 합성수지재의 피스톤헤드(75)가 구비된 가압피스톤(70)의 상단부를 상기 시추봉 하부에 끼워 압출준비상태에 놓이도록 한다.

상기 장전고정수단(20)은 시추에 사용되는 시추봉(100)의 직경에 따라, 대응하는 반경의 압착홈을 갖는 장전고정수단으로 교체하여 결합할 수 있다.

상기 고정블럭(60)은 상기 베이스판(10)의 상기 장전고정수단(20) 우측에 결합되는 것으로서, 상하로 관통된 가이드 레일(65) 및 이 가이드 레일(65)과 연통된 기어하우징(도시 안됨)을 구비한다.

상기 압출수단은, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 가이드 레일(65)에 구속되어 상하로 이송되며 기어하우징 측에 치형(25)이 형성된 래크바(30)와, 이 래크바(30)의 하단에 수평으로 연장되도록 결합되는 가압바(40)와, 상기 래크바(30)의 치형(25)과 맞물리는 치형(85)이 외주면에 형성되어 있으며 상기 기어하우징(도시 안됨)에 장착되는 피니언기어(80), 및 상기 피니언기어(80)와 축(90)으로 연결되어 래크바(30)의 상하이송을 제어하는 회전손잡이(50)로 이루어진다.

도 4에 도시한 바와 같이, 상기 기어하우징은 상기 가이드레일(65)과 연통된 부분으로 상기 피니언기어(80)의 일부분이 돌출하도록 피니언기어(80)을 고정함으로써, 피니언기어(80)에 구비된 치형(85)과 상기 가이드레일(65) 내에 위치하게 되는 래크바(30)의 치형(25)이 맞물리게 되어, 피니언기어(80)와 축(90)으로 연결된 회전손잡이(50)를 수조작으로 회전시킴으로써 상기 래크바(30)가 상하로 이송되고, 따라서, 래크바(30)의 하단부에 수평으로 돌출하도록 결합된 가압바(40)가 상기 장전고정수단(20)에 고정된 시추봉(100)에 끼워지는 가압피스톤(70)의 하단부와 접촉한 상태에서, 회전손잡이(50)에 의한 래크바(30)의 상향 이송시 가압피스톤(70)을 상향으로 가압하여 시추봉(100) 내부의 퇴적층이 상부로 압출되도록 한다.

한편, 상기 래크바(30)의 정면측에는, 도 5에 도시한 바와 같이, 압출량을 가늠하기 위한 자(scale) 역할의 눈금(35)이 형성되어 있으므로, 회전손잡이(50)의 조작에 의한 압출조작시 퇴적층을 일정한 간격 만큼씩 압출시킬 수 있게 된다.

이상과 같은 퇴적층 절단용 압출장치(1)의 작동을 설명하면 다음과 같다.

우선, 퇴적층이 내재하는 채집된 시추봉(100)을 장전고정수단(20)에 고정하고, 시추봉(100)의 하부에 가압피스톤(70)을 끼운 다음, 회전손잡이(50)의 조작으로 가압피스톤(70)의 하단면과 가압바(40)의 상면이 접촉한다.

이어서, 상기 래크바(30)에 형성된 눈금(35)을 참조하여 상기 회전손잡이(50)를 시계방향으로 돌리는 방법으로 미리 정해진 일정한 간격 만큼 퇴적물이 시추봉의 상부로 압출되도록 한다.

이 상태에서 작업자는 피아노선(도시 안됨)과 같은 가늘고 질긴 선재를 사용하여 시추봉(100) 상부로 노출된 일정한 높이의 퇴적층을 시추봉(100) 상단을 기준으로 수평절단하여 시료용기(도시 안됨)에 담는 방법으로 시료를 채취하게 된다.

이상과 같은 압출 및 절단 작업을 반복적으로 수행함으로써 한 지점에서 채집된 퇴적층을 깊이 별로 구분된 다수의 시료로 채취할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 퇴적층 절단용 압출장치(1)를 사용한 시료채취는 한사람의 작업자만 있으면 작업이 가능하다는 것을 알 수 있다.

또한, 본 발명은 좀 더 효율적인 시료채취를 위하여, 도 6에 도시한 바와 같이, 이상의 퇴적층 절단용 압출장치(1)와, 상기한 바와 같은 압출작업 및 절단작업시 퇴적층 절단용 압출장치(1)를 거치하기 하기 위한 거치브라켓(130)을 구비하는 휴대상자(150), 및 상기 퇴적층 절단용 압출장치(1)에 시료채취를 위해 고정되는 시추봉(100) 및 압출용도로 시추봉(100)의 하부로 끼워지는 가압피스톤(70)을 포함하는 시추봉 어셈블리를 포함하는 시료채취키트를 제공한다.

상기 휴대상자(150)는 이동시에 본 발명에 따른 퇴적층 절단용 압출장치(1)의 보관용도로 사용되며, 시료채취작업시 뚜껑(140)을 열고 구비된 거치브라켓(130)에 퇴적층 절단용 압출장치(1)의 베이스판(100) 하단부가 삽입되도록 고정함으로써, 퇴적층 절단용 압출장치(1)가 안정적으로 고정된 상태에서 시추봉(100)에 내재하는 퇴적층의 압출 및 압출된 퇴적층의 절단작업이 진행될 수 있도록 한다.

다시 말해, 퇴적층 절단용 압출장치(1)를 안정적으로 거치할 수 있는 수단을 구비함으로써, 더욱 용이한 작업환경을 제공하는 것이다.

또한, 시료채취키트는 채취목적에 따라 다양한 직경을 갖는 다수의 시추봉(100) 및 각 시추봉(100)의 직경에 대응하는 다수의 가압피스톤(70)을 포함하는 다수의 가압피스톤 어셈블리를 구비할 수 있으며, 더불어, 각 시추봉의 외경에 대응하는 반경의 압착홈을 갖는 교체결합을 위한 다수의 장전고정수단을 포함할 수 있다.

한편, 최종적으로 절단을 통해 채취되는 시료를 담을 다수의 시료용기 및 퇴적층의 절단에 사용되는 피아노선과 같은 절단부재 역시 시료채취키트에 포함될 수 있는 것이다.

이상과 같은 본 발명에 따른 퇴적층 절단용 압출장치 및 이를 포함한 시료채취키트를 제공함으로써, 한사람의 작업자 만으로도 퇴적층의 시추에서 부터 압출 및 절단에 이르는 일련의 모든 과정을 손쉽게 수행할 수 있도록 하고, 눈금을 구비함에 따라 압출조작시 일정한 간격 만큼 씩 압출이 가능하여 수조작임에도 불구하고 더욱 향상된 정확성을 갖도록 하며, 다양한 직경과 길이의 시추봉 및 이를 고정하기 위한 다양한 크기의 장전고정수단을 사용할 수 있도록 하여 시료채취의 목적에 따라 원하는 용량의 시료를 채취할 수 있도록 할 뿐만 아니라, 휴대가 용이하여 거동이 불편할 수 밖에 없는 갯벌과 같은 작업환경에서도 작업자가 좀 더 넓은 활동의 폭을 가질 수 있도록 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 퇴적층 절단용 압출장치를 도시한 정면도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 장전고정수단의 사시도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 퇴적층 절단용 압출장치를 도시한 사시도,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 퇴적층 절단용 압출장치의 압출메카니즘을 도시한 부분투시도,

도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 조립상태의 래크바 및 가압바를 도시한 사시도,

도 6은 도 3의 퇴적층 절단용 압출장치가 본 발명에 따른 휴대상자의 거치브라켓에 거치된 상태의 사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 퇴적층 절단용 압출장치 10: 베이스판

20: 장전지지수단 21: 지지부재

22:압착부재 23: 링크편

24:선회형 볼트 26: 수용홈

27: 조임용 너트 30: 래크바

35: 눈금 40: 가압바

50: 회전손잡이 60: 고정블럭

70: 가압피스톤 80: 피니언기어

Claims (4)

1. 시추봉으로 채집한 퇴적층을 일정 간격으로 압출하기 위한 장치에 있어서,

   베이스판(10);

   상하로 관통된 가이드 레일(65) 및 이 가이드 레일(65)과 연통된 기어하우징을 구비하며 상기 베이스판(10)의 상부 일측면에 결합되는 고정블럭(60);

   상기 가이드 레일(65)에 구속되어 상하로 이송되며 기어하우징 측에 치형이 형성된 래크바(30)와, 이 래크바(30)의 하단에 수평으로 연장되도록 결합되는 가압바(40)와, 상기 래크바(30)의 치형과 맞물리도록 상기 기어하우징에 장착되는 피니언기어(80), 및 상기 피니언기어(80)와 축으로 연결되어 래크바(30)의 상하이송을 제어하는 회전손잡이(50)를 포함하는 압출수단; 및

   시추봉(100)의 외주면을 압착고정하는 장전고정수단(20);을 포함하는 것을 특징으로 하는 퇴적층 절단용 압출장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 래크바(30)는 압출량 조절을 위한 눈금(35)을 구비하는 것을 특징으로 하는 퇴적층 절단용 압출장치
3. 베이스판(10)과, 상하로 관통된 가이드 레일(65) 및 이 가이드 레일(65)과 연통된 기어하우징을 구비하며 상기 베이스판(10)의 상부 일측면에 결합되는 고정블럭(60)과, 상기 가이드 레일(65)에 구속되어 상하로 이송되며 기어하우징 측에 치형이 형성된 래크바(30)와 이 래크바(30)의 하단에 수평으로 연장되도록 결합되는 가압바(40)와 상기 래크바(30)의 치형과 맞물리도록 상기 기어하우징에 장착되는 피니언기어(80) 및 상기 피니언기어(80)와 축으로 연결되어 래크바(30)의 상하이송을 제어하는 회전손잡이(50)를 포함하는 압출수단, 및 시추봉(100)의 외주면을 압착고정하는 장전고정수단(20)을 포함하는 퇴적층 절단용 압출장치(1);

   퇴적층을 시추한 상태에서 상기 장전고정수단(20)에 장전되는 시추봉(100) 및 시추봉(100)의 하부를 통해 끼워지며 하단부가 상기 가압바(40)와 접촉하는 가압피스톤(70)을 포함하는 시추봉 어셈블리; 및

   내부의 일측 벽면에 상기 베이스판(10)의 하단부가 삽입됨으로써 상기 퇴적물 절단용 압출장치(1)가 거치되도록 하는 거치브라켓(130)을 구비하는 휴대상자(150);를 포함하는 것을 특징으로 하는 시료채취키트.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 래크바(30)는 압출량 조절을 위한 눈금(35)을 구비하는 것을 특징으로 하는 시료채취키트.