KR101378379B1 - Hammer drill of excavaton - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지반굴착장치의 해어드릴에 관한 것으로, 해머드릴의 실린더 상단에 형성된 조인트와, 상기 조인트를 통해 공급되는 압축공기에 의하여 실린더 내부에서 상,하 작동이 가능하도록 장착되는 램과, 상기 실린더의 하단에 나사조립으로 고정 장착되는 드라이브 척과, 상기 드라이브 척에 상,하 슬라이드 이동이 가능하게 장착되어 상기 램의 상,하 작동에 의한 타격력으로 지반을 굴착 및 암반을 파쇄하는 드릴비트와, 상기 드릴비트의 스플라인 비트생크 상단에 형성된 환홈을 양측에서 감싸도록 설치되어 드릴비트가 드라이브 척에서 이완되지 않도록 하는 한 쌍의 반원형 링과, 상기 드릴비트의 스플라인 비트생크의 상단 중심에서부터 비트헤드의 중심부까지 수직상으로 관통하는 에어공급통로와, 상기 에어공급통로의 하단에서부터 상기 비트헤드의 저부를 향해 경사지게 관통하도록 형성되는 복수의 에어토출통로를 포함하여 구성되는 지반굴착장치에 있어서,
상기 드릴비트의 비트헤드 내부에는 상기 비트생크 중심에 형성된 에어배출통로 및 상기 에어공급통로의 하부측에 연결되는 복수의 에어토출통로를 동시에 개폐하는 체크밸브가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발명이다.The present invention relates to a hammer drill of a ground excavation device, a joint formed on an upper end of a cylinder of a hammer drill, a ram mounted to enable up and down operation in a cylinder by compressed air supplied through the joint, and the cylinder. A drive chuck fixedly mounted at a lower end of the drive chuck, and a drill bit mounted on the drive chuck so as to be movable upward and downward, and excavating the ground and crushing the rock by the impact force by the up and down operation of the ram; A pair of semi-circular rings installed on both sides to surround the annular groove formed on the top of the spline bit shank of the drill bit to prevent the drill bit from relaxing on the drive chuck, and from the top center of the spline bit shank of the drill bit to the center of the bit head. An air supply passage penetrating vertically and the ratio from a lower end of the air supply passage; In the ground excavation device comprising a plurality of air discharge passage formed to be inclined through the bottom of the thead,
The check head is formed in the bit head of the drill bit to open and close the air discharge passage formed in the center of the bit shank and a plurality of air discharge passages connected to the lower side of the air supply passage at the same time.
Description
본 발명은 지반굴착장치의 해머드릴에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴착롯드의 하단에 연결 조립되는 해머드릴의 내부에 장착되어 있는 램이 드릴비트를 타격하면서 상기 해머드릴을 회전작동시켜서 지반을 굴착하며, 지반 굴착 후에는 상기한 램을 상,하로 작동시키기 위한 에어(공압)의 공급을 차단하더라도 상기 해머드릴을 감싸도록 장착된 케이싱롯드를 통해 파일공 속으로 시멘트풀을 토출시킬 때 토출되는 시멘트풀이 상기 드릴비트에 형성된 복수의 에어토출통로를 통해 해머드릴의 내부로 유입 내지 스며들지 못하도록 하므로써 상기 해머드릴에 의해 굴착된 파일공 속의 토사와 시멘트풀을 고르게 혼합 교반하여 연약지반 개량공사 및 지중 물막이 연속벽 구축공사 등을 설계대로 정확하게 시공할 수 있도록 하는 해머드릴에 관한 것이다.
The present invention relates to a hammer drill of a ground excavation device, and more particularly, a ram mounted inside the hammer drill connected to the bottom of the excavating rod by hitting the drill bit to rotate the hammer drill to excavate the ground. After the excavation of the ground, the cement discharged when the cement paste is discharged into the pile hole through a casing rod mounted to surround the hammer drill even if supply of air (pneumatic) for operating the ram up and down is blocked. By preventing the pool from entering or penetrating into the inside of the hammer drill through a plurality of air discharge passages formed in the drill bit, the soil and cement pool in the pile hole excavated by the hammer drill are mixed and stirred evenly to improve soft ground and underground water barrier The present invention relates to a hammer drill that can accurately construct a continuous wall construction work as designed.
일반적으로 연약지반 개량공사, 지중 물막이 연속벽 구축공사 등을 시공하기 위한 지반굴착장치는 지하에 있는 암반을 천공하거나 또는 파쇄하면서 굴착공을 굴착하는 해머드릴(hammer drill)과 상기 해머드릴을 감싸도록 장착되어 해머드릴과 함께 굴착되는 파일공 속으로 삽입되어 시멘트풀을 토출하면서 토사와 혼합 교반하는 케이싱롯드(casing rod)로 구성되어 있는 사용된다.In general, a ground excavation device for constructing a soft ground improvement work, a continuous construction of underground water barriers, and the like, includes a hammer drill for drilling a drill hole while drilling or crushing a rock in the basement and surrounding the hammer drill. It is used to consist of a casing rod that is mounted and inserted into the pile hole excavated with the hammer drill to mix and stir with the soil while discharging the cement paste.
상기와 같이 해머드릴과 케이싱롯드로 구성된 지반굴착장치는 지반을 굴착할 때에는 상기 해머드릴 및 케이싱롯드를 정회전시키면서 파일공을 굴착하게 되는데, 이때 지상에 설치되어 있는 콤푸레샤를 이용하여 해머드릴에 압축공기를 계속해서 공급하게 되면 상기 해머드릴의 실린더 내부에 장착되어 있는 램(lam)이 공압에 의해 상,하로 작동하면서 드릴비트(drill bit)를 타격하도록 하면서 해머드릴이 회전하는 작동으로 지반을 굴착함과 동시 지하에 있는 암반 등을 천공 또는 파쇄시키면서 파일공을 굴착하는 것이며, 굴착공을 설정된 깊이까지 굴착한 후에는 상기 해머드릴과 케이싱롯드를 함께 인발작동하면서 지상에 설치되어 있는 시멘트풀공급장치를 이용하여 상기 케이싱롯드에 시멘트풀을 일정압력으로 공급하므로써 상기 케이싱롯드의 하단에 형성되어 있는 시멘트풀 토출통로로 시멘트풀이 토출되도록 하여 상기 해머드릴에 의하여 굴착된 파일공 내부의 토사에 시멘트풀이 고르게 혼합 교반되도록 하는 방법으로 연약지반을 개량하거나 또는 지하에 지중 물막이 연속벽을 구축하는 것이다.As described above, the ground drilling device consisting of a hammer drill and a casing rod is used to excavate a pile hole while rotating the hammer drill and the casing rod forward while compressing the hammer drill using a compressor installed on the ground. When the air is continuously supplied, the ram mounted inside the cylinder of the hammer drill is operated up and down by pneumatic force to hit the drill bit while drilling the ground by the operation of rotating the hammer drill. It is to excavate pile hole while drilling or crushing rock in underground and at the same time. After excavating excavation hole to set depth, cement pool supply device is installed on the ground while drawing out hammer drill and casing rod together. The lowering of the casing rod by supplying cement paste at a constant pressure to the casing rod using The cement pool is discharged to the cement pool discharge passage formed in the cement pool, so that the cement pool is evenly mixed and agitated in the soil inside the pile hole excavated by the hammer drill. It is.
그러나 상기와 같은 종래의 지반굴착장치는 연약지반 개량공사 및 지중 물막이 연속벽 구축하기 위해서는 지반을 굴착하는 해머드릴에 압축공기를 공급하여 설정된 깊이로 굴착공을 굴착한 다음, 상기 해머드릴과 케이싱롯드를 회전시키면서 인발하고자 할 때에는 케이싱롯드를 통해서 파일공 속으로 시멘트풀을 일정압력으로 주입시킴과 동시 상기 케이싱롯드에서 시멘트풀을 토출하는 압력보다 센 압력으로 해머드릴에 압축공기를 계속 공급하면서 인발작업을 해야 한다. 왜냐하면, 상기 케이싱롯드를 통해 파일공 속에 시멘트풀을 일정압력으로 주입시킬 때 상기 해머드릴에 압축공기를 공급하지 않게 될 경우에는 케이싱롯드의 하단에 형성된 시멘트풀 토출통로로 토출되는 시멘트풀의 토출압력이 해머드릴의 비트헤드에 형성되어 있는 복수의 에어토출통로를 통해 역류하는 현상이 나타나게 되기 때문이며, 만일 케이싱롯드에서 토출되는 시멘트풀의 압력이 해머드릴의 에어토출통로로 역류하게 될 경우에는 고가의 해머드릴에 고장이 발생하게 되어 사용할 수 없게 되는 커다란 문제점이 발생하게 된다.However, in the conventional ground excavation device as described above, in order to construct a continuous ground for soft ground improvement construction and underground water film, the compressed air is excavated to a predetermined depth by supplying compressed air to a hammer drill that excavates the ground, and then the hammer drill and casing rod In order to draw while rotating, the cement paste is injected into the pile hole through the casing rod at a constant pressure, and at the same time, the drawing air is continuously supplied to the hammer drill at a pressure higher than the pressure of ejecting the cement paste from the casing rod. Should. Because, when the cement pool is not supplied to the hammer hole through the casing rod at a constant pressure, when the compressed air is not supplied to the hammer drill, the discharge pressure of the cement pool discharged to the cement pool discharge passage formed at the bottom of the casing rod This is because backflow occurs through a plurality of air discharge passages formed in the bit head of the hammer drill. If the pressure of the cement pool discharged from the casing rod flows back into the air discharge passage of the hammer drill, The failure of the hammer drill will cause a big problem that can not be used.
때문에, 종래 지반굴착장치는 설정 깊이로 파일공을 굴착한 다음, 해머드릴과 케이싱롯드를 회전시키면서 인발하게 될 때에도 상기 해머드릴에 압축공기를 계속 공급함과 동시 케이싱롯드에 시멘트풀을 일정압력으로 공급하여 파일공 속의 토사에 시멘트풀을 주입시키는 작동으로 연약지반을 개량하거나 또는 지중 물막이 연속벽을 구축하는 되는데, 이 경우 현재까지 해결하지 못하고 있는 여러 가지 문제점이 있다.Therefore, the conventional ground excavation device excavates the pile hole to the set depth, and continues to supply compressed air to the hammer drill even when drawing the hammer drill and the casing rod while rotating the cement pool at a constant pressure. By injecting cement paste into the soil in the pile to improve the soft ground or to build a continuous wall of underground water film, in this case there are a number of problems that can not be solved until now.
첫째 : 연약 지층의 경우에는 케이싱롯드의 하단에 형성된 시멘트풀 토출통로를 통해 일정압력으로 토출되는 시멘트풀이 해머드릴의 에어토출통로 토출되는 압축공기의 압력에 의해 굴착된 파일공 하부에서 상부를 향해 상승 이동되면서 지상으로 오버플로우하게 되는 문제점이 있으며,First: In the case of the soft strata, the cement paste discharged at a constant pressure through the cement pool discharge passage formed at the bottom of the casing rod rises upward from the bottom of the pile hole excavated by the pressure of the compressed air discharged into the air discharge cylinder of the hammer drill. There is a problem that will overflow to the ground while moving,
둘째 : 자갈이 많은 지층의 경우에는 케이싱롯드 하단의 시멘트풀 토출통로를 통해 일정압력으로 토출되는 시멘트풀이 토사 및 자갈에 고르게 혼합 교반되기 전에 해머드릴의 에어토출통로를 통해 센 압력으로 토출되는 압축공기의 토출압력에 의해 파일공 주위의 자갈층에 확산되는 상태로 스며들게 되는 현상이 나타나 각종 지반 개량공사 및 지중 물막이 연속벽을 설계대로의 강도로 침출수 차수벽 구축공사를 시공할 수 없게 되는 문제점이 있으며,Second: In the case of gravel-rich strata, compressed air discharged at high pressure through the air discharge passage of the hammer drill before the cement paste discharged at a constant pressure through the cement pool discharge passage at the bottom of the casing rod is evenly mixed and mixed with the soil and gravel. Due to the discharge pressure, the phenomenon of seeping into the gravel layer around the pile hole appears, and there is a problem that various ground improvement works and underground water barriers cannot be constructed with leachate water wall construction work with the strength as designed.
셋째 : 단단한 지층의 경우에는 파일공 속의 토사에 케이싱롯드 하단의 시멘트풀 토출통로로 토출되는 시멘트풀이 혼합 교반될 때 해머드릴의 에어토출통로를 통해 센 압력으로 토출되는 압축공기로 인해 혼합 교반되는 토사와 시멘트풀의 혼합 지층 속에 기포가 발생되어 각종 지반 개량공기 및 지중 물막이 연속벽을 설계대로의 강도로 침출수 차수벽을 구축하지 못하게 되는 문제점이 있다.
Third: In the case of hard strata, the soil is mixed and agitated by the compressed air discharged at high pressure through the air discharge passage of the hammer drill when the cement paste discharged into the cement pool discharge passage at the bottom of the casing rod is mixed and stirred in the soil in the pile hole. Bubbles are generated in the mixed strata of the cement pool and the ground, and various ground-improved air and underground water barriers have a problem in that the leachate-order walls cannot be built with the strength as designed.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 제반 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로, 지반을 굴착하고자 할 때에는 해머드릴에 압축공기를 공급하여 드릴비트를 상,하로 작동시켜서 지반을 굴착토록 하며, 지반을 설정 깊이로 굴착을 완료한 후 해머드릴을 인발하면서 케이싱롯드를 통해 파일공 속으로 시멘트풀을 주입할 때에는 해머드릴에 압축공기를 공급하지 않더라도 시멘트풀이 해머드릴의 에어토출통로로 역류하지 못하도록 하므로써 해머드릴 및 케이싱롯드 인발작동시 해머드릴을 통해 토출되는 압축공기의 압력에 의해 발생되는 여러 가지 문제점이 발생되지 않도록 하여 각종 지반 개량공사 및 지중 물막이 연속벽 구축공사 등을 설계대로 시공할 수 있도록 하는데 목적이 있으며, 또한 해머드릴 및 케이싱롯드의 인발작동시에는 해머드릴에 압축공기를 공급하기 위한 콤푸레샤를 가동하지 않아도 되므로 발전기를 구동시키기 위한 연료인 고가의 유류를 절약할 수 있도록 하는데 다른 목적을 두고 발명한 것이다.
The present invention has been proposed in order to solve the general problems appearing in the prior art as described above, when excavating the ground to supply the compressed air to the hammer drill to operate the drill bit up and down to excavate the ground, When the cement paste is injected into the pile hole through the casing rod while drawing the hammer drill after the excavation is completed to the set depth, the hammer does not flow back into the air discharge passage of the hammer drill even if compressed air is not supplied to the hammer drill. To prevent various problems caused by the pressure of the compressed air discharged through the hammer drill during drilling and casing rod drawing operation, various ground improvement works and underground water wall continuous wall construction work can be constructed as designed. In addition, the hammer drill and casing rod Because it does not have to operate the compressors for supplying compressed air to the bots to a drill with a further object to to save an expensive fuel the fuel for driving the generator invention.
본 발명은 상기와 같은 목적을 구현하기 위한 수단으로서,The present invention, as a means for realizing the above object,
해머드릴의 실린더 상단에 형성된 조인트와, 상기 조인트를 통해 공급되는 압축공기에 의하여 실린더 내부에서 상,하 작동이 가능하도록 장착되는 램과, 상기 실린더의 하단에 나사조립으로 고정 장착되는 드라이브 척과, 상기 드라이브 척에 상,하 슬라이드 이동이 가능하게 장착되어 상기 램의 상,하 작동에 의한 타격력으로 지반을 굴착 및 암반을 파쇄하는 드릴비트와, 상기 드릴비트의 스플라인 비트생크 상단에 형성된 환홈을 양측에서 감싸도록 설치되어 드릴비트가 드라이브 척에서 이완되지 않도록 하는 한 쌍의 반원형 링과, 상기 드릴비트의 스플라인 비트생크의 상단 중심에서부터 비트헤드의 중심부까지 수직상으로 관통하는 에어공급통로와, 상기 에어공급통로의 하단에서부터 상기 비트헤드의 저부를 향해 경사지게 관통하도록 형성되는 복수의 에어토출통로를 포함하여 구성되는 지반굴착장치에 있어서,A joint formed at the upper end of the cylinder of the hammer drill, a ram mounted to be able to operate up and down inside the cylinder by compressed air supplied through the joint, a drive chuck fixedly mounted to the lower end of the cylinder by screw assembly, and A drill bit for excavating the ground and crushing the rock with the striking force by the up and down operation of the ram is mounted to the drive chuck so that the upper and lower slides can be moved, and the annular groove formed at the top of the spline bit shank of the drill bit on both sides. A pair of semi-circular rings installed to wrap so that the drill bit does not relax in the drive chuck, an air supply passage vertically penetrating from the top center of the spline bit shank of the drill bit to the center of the bit head, and the air supply It is formed to penetrate obliquely from the bottom of the passage toward the bottom of the bit head In the soil-drilling rig that comprises a plurality of air discharge passage,
상기 드릴비트의 비트헤드 내부에는 상기 비트생크 중심에 형성된 에어공급통로 및 상기 에어공급통로의 하부측에 연결되는 복수의 에어토출통로를 동시에 개폐하는 체크밸브가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.A check valve is formed in the bit head of the drill bit to simultaneously open and close the air supply passage formed at the center of the bit shank and a plurality of air discharge passages connected to the lower side of the air supply passage.
또한, 상기 체크밸브는 그 상부가 에어공급통로의 하부를 기밀하게 밀폐할 수 있도록 반구면으로 형성되어 있으며, 외주면은 복수의 에어토출통로의 상부를 기밀하게 밀폐할 수 있도록 원통형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the check valve is formed in a hemispherical surface so that the upper portion of the air supply passage can be hermetically sealed, the outer peripheral surface is formed in a cylindrical shape to hermetically seal the upper portion of the plurality of air discharge passage. It features.
또한, 상기 체크밸브는 비트헤드의 저부 중심에서부터 에어공급통로의 하부를 향해 관통하도록 천공된 밸브실에 상,하 슬라이드 가능하게 장설되어 상기 밸브실의 하단에 나사조립되는 니플 사이에 개재되는 스프링에 의하여 탄력설치되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the check valve is installed in the valve chamber perforated so as to penetrate from the center of the bottom of the bit head toward the lower portion of the air supply passage so as to slide up and down, the spring is interposed between the nipple screwed to the lower end of the valve chamber. It is characterized in that the elastic installation.
또한, 상기 니플은 비트헤드의 저부에 형성된 암나사공에 나사조립되는 몸체와, 상기 밸브실 내부에 삽입 설치되는 돌부로 구성되어 있으며, 상기 몸체와 돌부 사이에는 환형단턱이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the nipple is composed of a body screwed into the female threaded hole formed in the bottom of the bit head, and a protrusion inserted into the valve chamber, characterized in that an annular step is formed between the body and the protrusion. .
또한, 상기 비트헤드에 형성된 복수의 에어토출통로 각각은 에어공급통로와 연결되는 부분의 내경은 좁고 비트헤드의 저부로 갈수록 내경이 점차로 커지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, each of the plurality of air discharge passages formed in the bit head is characterized in that the inner diameter of the portion connected to the air supply passage is narrow and the inner diameter gradually increases toward the bottom of the bit head.
또한, 상기 드릴비트의 스플라인 비트생크 하단과 비트헤드의 상단 사이에 형성되는 목부의 상,하 길이는 드릴비트가 상,하로 승강작동되는 폭에 대하여 같거나 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the upper and lower lengths of the neck portion formed between the lower end of the spline bit shank of the drill bit and the upper end of the bit head are characterized in that the drill bit is formed the same or larger with respect to the width of the lifting operation up and down.
또한, 상기 드라이브 척에 형성된 내경부의 하단에는 상기 비트헤드의 목부에 접촉하는 상태로 슬라이드 이동이 가능하도록 설치되어 시멘트풀이 해머드릴 내부로 스며들 못하게 하는 패킹이 내설되어 있는 것을 특징으로 한다.
In addition, the lower end of the inner diameter formed in the drive chuck is characterized in that the packing is installed to allow the slide movement in contact with the neck of the bit head to prevent the cement paste penetrates into the hammer drill.
본 발명에 의하면 각종 지반 개량공사 및 지중 물막이 연속벽 구축공사 등을 시공하기 위하여 지반을 굴착할 때에는 해머드릴에 압축공기를 공급하여 지반을 굴착하며, 지반 굴착작업을 완료하고 해머드릴을 인발하고자 할 때에는 해머드릴에 압축공기의 공급을 중지하므로써 헤머드릴의 드릴비트에 장설되어 있는 체크밸브가 에어공급통로를 폐쇄함과 동시 복수의 에어토출통로을 폐쇄하여 케이싱롯드를 통해서 파일공 속에 일정압력으로 토출되는 시멘트풀이 해머드릴의 내부로 역류하는 현상을 차단하여 해머드릴을 고장으로부터 보호하는 효과가 있으며, 굴착된 토사에 시멘트풀을 주입 및 교반하기 위하여 케이싱롯드를 통해 시멘트풀을 토출시킬 때 해머드릴로 압축공기를 공급하지 않아도 되므로 이에 따라 콤푸레샤에 전원을 공급하는 발전기를 가동시키기 않아도 되어 고가의 유류연료를 절약할 수 있도록 하는 효과를 제공하는 것이다.According to the present invention, when excavating the ground in order to construct various ground improvement works and underground water barrier continuous wall construction work, supply compressed air to the hammer drill to excavate the ground, complete the ground excavation work and to draw the hammer drill When stopping the supply of compressed air to the hammer drill, the check valve installed in the drill bit of the hammer drill closes the air supply passage and simultaneously closes a plurality of air discharge passages and discharges them at a constant pressure through the casing rod through the casing rod. It prevents the flow of cement paste back into the hammer drill and protects the hammer drill from failure. When the cement paste is discharged through the casing rod to inject and stir the cement paste into the excavated soil, it is compressed with the hammer drill. As it does not need to supply air, the power generation to supply the compressor accordingly It is possible to save expensive oil fuel by not having to operate the machine.
또한 본 발명은 지하에 지중 물막이 연속벽 구축공사를 시공함에 있어 지하에 매설되어 있는 암반에 침출수 차단벽이 연결되도록 시공할 수 있을 뿐 아니라 암반에 1∼3m의 깊이 또는 그 이상의 깊이로 침출수 차단벽을 심어주는 상태로 시공할 수 있도록 하는 장점이 있는 것이다.
In addition, the present invention can not only be constructed so that the leachate barrier wall is connected to the bedrock underground buried in the construction of continuous underground water barrier construction work underground, but also leachate barrier wall to a depth of 1 to 3m or more in the rock There is an advantage to be able to construct in the planting state.
도 1은 본 발명을 설명하기 위한 해머드릴과 케이싱롯드의 조립상태 정면도
도 2 및 도 3은 본 발명의 해머드릴 작동상태도
도 4는 본 발명의 케이싱롯드의 시멘트풀 토출통로를 통해 시멘트풀이 토출될 때의 해머드릴에 장착된 체크밸브의 폐쇄작동상태도1 is a front view of the assembled state of the hammer drill and the casing rod for explaining the present invention
2 and 3 is a hammer drill operation of the present invention
Figure 4 is a closed operation state of the check valve mounted to the hammer drill when the cement paste is discharged through the cement pool discharge passage of the casing rod of the present invention
본 발명에 의한 지반굴착장치의 해머드릴에 대한 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.Detailed description of the hammer drill of the ground drilling apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도면부호 1은 해머드릴, 2는 케이싱롯드를 나타낸다.
상기 해머드릴(1)과 케이싱롯드(2)는 이중관 구조로 조립 구성되는데, 상기 케이싱롯드(2)는 내부에 위치하는 해머드릴(1)을 감싸주는 상태로 조립되어 있다,The hammer drill (1) and the casing rod (2) is assembled in a double tube structure, the casing rod (2) is assembled in a state surrounding the hammer drill (1) located therein,
상기 해머드릴(1) 및 케이싱롯드(2)는 도시하지 아니한 지반굴착장치의 오거 드라이브 유닛으로부터 회전동력을 전달받는 기어박스의 저부에 돌출되는 하나 이상의 메인축에 상,하 다단상으로 연결 조립되는 굴착롯드의 하단에 착탈가능하게 연결되는데, 이를 위해 상기 해머드릴(1) 및 케이싱롯드(2)의 상단에는 수조인트(또는 암조인트 : 3)가 착탈가능하게 형성되어 있다.The hammer drill (1) and the casing rod (2) is connected to the upper and lower multi-stage assembly to one or more main shaft protruding the bottom of the gear box receives the rotational power from the auger drive unit of the ground excavation device (not shown) The bottom of the excavating rod is detachably connected. For this purpose, a water joint (or female joint) 3 is detachably formed at the top of the
상기 수조인트(3)에는 굴착롯드의 내부에 형성되어 있는 공압공급과 연결되어 해머드릴(1)로 압축공기를 공급하는 공압유입통로(미도시) 및 굴착롯드의 내부에 형성되어 있는 복수의 시멘트풀공급관 각각에 연결되어 시멘트풀을 케이싱롯드(2)에 공급하는 시멘트풀유입통로(미도시)가 각각 형성되어 있으며, 또한 상기한 기어박스의 상측 또는 하측에는 외부로부터 공급되는 공압 및 시멘트풀을 굴착롯드에 주입시키기 위한 공압공급용 스위벨 및 시멘트풀공급용 스위벨(미도시)이 구비되어 있는바, 이들 각 구성에 대해서는 본 발명의 기술분야에서 잘 알려진 구성이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.The
상기 해머드릴(1)의 실린더(11) 내부에는 수조인트(3)를 통해 에어통로(131)로 공급되는 압축공기에 의하여 상,하로 작동하면서 드릴비트(12)를 타격하는 램(13)이 설치되어 있으며, 또한 상기 실린더(11)의 하단에는 드릴비트(12)의 상,하 슬라이드 이동을 안내하는 드라이브 척(14)이 나사조립되어 있다.In the
상기 드릴비트(12)는 드라이브 척(14)의 내면에 형성되어 있는 내치형 스플라인(부호 생략)에 상,하 슬라이드 이동이 가능하게 삽입 조립되는 외치형 스플라인(부호 생략)이 형성되어 있는 스플라인 비트생크(121)와, 상기 스플라인 비트생크의 하단에 일체로 형성되어 지반을 굴착하는 작동 및 암반을 천공 내지 파쇄하는 작동을 하는 비트헤드(122)가 일체로 형성되어 있으며, 또한 상기 드릴비트(12)의 스플라인 비트생크(121) 상단에 형성된 환홈(123)에는 실린더(11) 내면으로 삽입되는 반경을 가진 한 쌍의 반원형 링(15)이 설치되어 있다.The
상기 한 쌍의 반원형 링(15)은 스플라인 비트생크(121)의 상단에 형성된 환홈(123)을 감싸주는 상태로 설치되어 실린더(11) 내면에 상,하 슬라이드 이동이 가능하게 삽입 설치되어 드릴비트(12)가 실린더(11)에서 이완되는 것을 방지한다. 즉, 상기한 한 쌍의 반원형 링(15)은 드라이브 척(14)의 상측에서 드릴비트(12)를 붙잡아주면서 드라이브 척(14) 상단에 걸림되어 드릴비트(12)가 드라이브 척(14)에서 이완되지 않도록 하는 것이다.The pair of
또한 상기 드릴비트(12)의 스플라인 비트생크(121)의 중심부에는 상면에서부터 비트헤드(122)를 향해 수직상으로 형성되는 에어공급통로(16)가 형성되어 있으며, 상기 에어공급통로(16)의 하부에는 비트헤드(122)의 저부를 향해 일정각도로 경사지게 관통하는 복수의 에어토출통로(17)가 형성되어 있다.In addition, an
또한 상기 드릴비트(12)의 비트헤드(122) 저면에는 나선상으로 형성되는 복수의 돌기(18)들이 돌출되어 있다.In addition, a plurality of
그리고 상기 케이싱롯드(2)의 외주면에는 스크류날개(21)가 형성되어 있고, 하단에는 복수의 교반비트(22)가 돌출 형성되어 있으며, 또한 상기 케이싱롯드(2)의 내부에는 수조인트(3)를 통해 유입되는 시멘트풀을 공급하는 복수의 시멘트풀 공급관(23)이 내설되어 있으며, 상기 복수의 시멘트풀 공급관(23) 각각의 하부에는 수조인트(3)를 통해서 공급되는 시멘트풀은 토출시키면서 토사가 역류하지 못하도록 차단하는 일방향밸브(24)가 장착되어 있다In addition, a
본 발명의 특징은, 상기 해머드릴(1)로 지반을 굴착 및 암반을 천공 내지 파쇄하는 작동시 드릴비트(12)의 에어공급통로(16)로 압축공기가 공급될 때에는 상기 에어공급통로(16)와 복수의 에어토출통로(17)의 각각을 동시에 개방시켜서 비트헤드(122)의 저부로 압축공기를 토출시킬 수 있도록 하는 한편, 상기 해머드릴(1)에 압축공기를 공급하지 아니하면서 상기 케이싱롯드(2)의 시멘트풀 공급관(23)으로 시멘트풀을 토출시켜서 굴착된 토사와 시멘트풀을 혼합 교반할 때에는 상기 드릴비트(12)의 에어공급통로(16)와 복수의 에어토출통로(17)를 동시에 폐쇄시켜서 상기 케이싱롯드(2)의 시멘트풀 공급관(23)을 통해 토출되는 시멘트풀이 상기 해머드릴(1) 내부로 유입되지 않도록 구성한 것에 있다.A characteristic of the present invention is that when the compressed air is supplied to the
이를 위해, 상기 드릴비트(12)의 내부에 형성된 에어공급통로(16)의 하부와 복수의 에어토출통로(17)의 상부가 만나는 부위에는 상기 에어공급통로(16)의 하부에서 비트헤드(122)의 저부 중심을 향해 관통하는 밸브실(4)을 형성한 다음, 상기 밸브실(4)의 내부에서 상,하로 슬라이드 이동이 가능하도록 체크밸브(5)를 내설한다.To this end, a portion of the lower portion of the
상기 체크밸브(4)는 에어공급통로(16)의 하부를 기밀하게 밀폐할 수 있도록 하며, 이와 더불어서 복수의 에어토출통로(17)들의 상부를 동시에 개폐할 수 있도록 구성하기 위하여 체크밸브(4)의 상부는 반구면으로 형성되도록 구성하였으며, 외주면은 복수의 에어토출통로(17)의 상부 각각을 동시에 밀폐할 수 있도록 원통형으로 구성하였다.The
또한 상기 체크밸브(5)는 밸브실(4)의 하부에 착탈가능하게 나사조립되는 니플(6)에 지지되는 스프링(7)에 탄력설치되어 있다. 따라서 상기 해머드릴(1)로 압축공기가 공급될 때에는 상기 체크밸브(5)가 스프링(7)을 탄력적으로 압축시키면서 하강작동하여 에어공급통로(16)와 복수의 에어토출통로(17)를 동시에 개방하게 되며(도 2 및 도 3 참조), 상기 해머드릴(1)로 압축공기가 공급되지 아니할 때에는 스프링(7)의 탄성복원력에 의해 에어공급통로(16)와 복수의 에어토출통로(17)를 동시에 폐쇄하게 되는 것이다.(도 4 참조)In addition, the
상기 드릴비트(12)의 비트헤드(122) 내부에 형성되는 복수의 에어토출통로(17) 각각은 에어공급통로(16)의 하부와 연결되는 상부의 내경은 좁고 비트헤드(122)의 저부에 형성되는 하부의 내경은 크게 형성하였다. 즉, 상기 복수의 에어토출통로(17) 각각은 에어공급통로(16)의 하부와 연통하는 상부의 내경은 좁게 형성되어 있고 상기한 상부에서부터 비트헤드(122)의 저부에 연결되는 하부로 갈수록 점차적으로 확장되는 내경을 갖도록 구성되어 있다.Each of the plurality of
상기 밸브실(4)의 하부를 밀폐하는 니플(6)은 비트헤드(122)의 저부에 형성된 암나사공(부호 생략)에 착탈가능하게 나사조립되는 수나사가 형성된 몸체(61)와 상기 밸브실(4)의 내면에 면접촉하는 상태로 삽입되는 돌부(62)가 일체로 형성되는 구조로 되어 있으며, 상기 몸체(61)와 돌부(62) 사이에는 환형단턱(63)이 형성되어 있다.The
상기 해머드릴(1)의 드릴비트(12)에는 스플라인 비트생크(121)의 하단과 비트헤드(122)의 상단 사이에 목부(124)가 형성되어 있는데, 상기 목부(124)의 상,하 길이는 램(13)의 타격작동에 의해 드릴비트(12)가 상,하로 이동하는 폭과 같거나 큰 길이를 갖도록 구성되어 있는데, 이는 상기 해머드릴(1) 내부로 시멘트풀이 스며드는 것을 차단하기 위하여 실린더(11)의 하단에 나사조립된 드라이브 척(14)의 하단 내면에 장착되는 패킹(8)이 해머드릴(1)의 지반을 굴착작동시 및 인발작동시 드릴비트(12)의 목부(124)에서 이완되지 않고 항상 목부(124)를 지속적으로 기밀상태를 유지할 수 있도록 하기 위함이다.
The
이와 같이 구성된 본 발명의 해머드릴(11)의 작용에 대하여 설명한다.The operation of the
먼저, 해머드릴(1)을 작동시키면서 지반을 굴착할 때에는 오거 드라이브 유닛의 기어박스 상측이나 또는 하측에 설치되어 있는 공압공급용 스위벨에 연결되어 있는 공압공급용 호스로 통하여 외부에서 압축공기를 공급하게 되면, 압축공기는 굴착롯드의 내부에 연결된 공압공급관을 통해 해머드릴(1) 및 케이싱롯드(2)의 상단에 형성되어 있는 수조인트(3)의 공압통로로 공급되는 것이며, 이렇게 수조인트의 공압통로로 공급되는 압축공기는 해머드릴(1)의 실린더(11) 내부로 공급되어 램(13)을 상,하로 작동시켜서 드릴비트(12)를 타격하게 되는데, 이때에는 상기 드릴비트(12)의 에어공급통로(16)로 압축공기가 공급되는 상태이므로 상기 에어공급통로(16)로 공급되는 압축공기에 의하여 체크밸브(5)는 도 2 및 도 3의 도시와 같이 스프링(7)을 탄력적으로 압축시키면서 에어공급통로(16)의 하부를 개방시킴과 동시 복수의 에어토출통로(17) 각각의 상부를 개방시키게 되는 것이며, 이에 따라 상기 드릴비트(13)의 에어공급통로(16)로 공급되는 압축공기는 개방된 복수의 에어토출통로(17)를 통해 비트헤드(122)의 저부로 배출되면서 상기한 비트헤드(122)의 저부측에 있는 토사 및 돌가루 등을 밀어내게 되므로써 상기 드릴비트(12)가 지반 및 암반 등을 타격하는 작동과 동시 회전하는 작동으로 지반 굴착작동이 원활하게 이루어지게 되는 것이다.First, when excavating the ground while operating the
또한 상기와 같이 램(13)이 상,하로 작동하면서 드릴비트(12)를 타격하는 작동을 진행함에 있어 도 2의 도시와 같이 램(13)이 상승한 상태에서는 드릴비트(12)도 상승한 상태가 된다. 즉, 해머드릴(1)이 지반을 굴착하는 동안에는 드릴비트(12)의 비트헤드(122)가 굴착되고 있는 파일공의 바닥에 지지된 상태가 되므로 램(13)이 상승하게 되면 그에 따라 드릴비트(12)도 상승하게 되는데, 이때 상기 드릴비트(12)는 비트헤드(122)의 상부가 드라이브 척(14)에 걸림될 때까지 상승하게 되는 것이며, 이에 따라 드릴비트(12)의 스플라인 비트생크(121) 상단에 형성된 환홈(123)에 조립 설치되어 있는 한 쌍의 반원형 링(15)은 드릴비트(12)가 상승한 높이만큼 상기 드라이브 척(14)의 상단에서 상향으로 이격되는 것이며, 또한 상기 드라이브 척(14)의 하단 내면에 장착되어 있는 패킹(8)은 드릴비트(12)의 목부(124) 하단부분을 밀폐하게 되는 것이다.In addition, while the
이어서, 도 3의 도시와 같이 램(13)이 하강작동하여 드릴비트(12)를 타격하게 되면 상기 드릴비트(12)는 설정된 길이만큼 하강이동하면서 지반을 굴착하거나 암반을 천공 내지 파쇄하게 되는데, 이때에는 상기 램(13)의 타격작동으로 드릴비트(12)가 하강작동된 만큼 목부(124)가 드라이브 척(14)에서 하향으로 노출되더라도 상기 드라이브 척(14)에 장착되어 있는 패킹(8)은 목부(124)를 벗어나지 않고 도면과 같이 목부(124)의 상부를 밀폐하게 되는 것이다.Subsequently, as shown in FIG. 3, when the
따라서 상기와 같이 해머드릴(1)을 작동시켜서 지반을 굴착할 때에는 드라이브 척(14) 하단에 장착된 패킹(8)이 드릴비트(12)의 목부(124)를 밀폐 차단하고 있으므로 상기 드릴비트(12)의 에어공급통로(16) 및 복수의 에어토출통로(17)로 배출되는 압축공기의 토출압력에 의해 밀려나는 토사가 드라이브 척(14)과 목부(124) 사이를 통해 해머드릴(1) 내부로 스며들지 못하게 되는 것이다.Accordingly, when drilling the ground by operating the
또한 상기와 같이 해머드릴(1)로 지반을 굴착할 때에는 케이싱롯드(2)로는 시멘트풀이 공급되지 않는 상태이므로 상기 케이싱롯드(2)의 시멘트풀공급관(23)의 하단에 장착되어 있는 일방향밸브(24)는 폐쇄된 상태가 되며, 이에 따라 해머드릴(1)에 의해 굴착되고 있는 토사가 게이싱롯드(2)의 시멘트풀공급관(23)으로 역류하는 현상이 발생되지 않게 되는 것이다.In addition, when the ground is excavated with the
한편, 상기 해머드릴(1)의 드릴비트(12)를 상,하로 작동시켜서 지반을 굴착하는 작동을 완료한 후 상기 해머드릴(1)을 상향으로 인발하면서 케이싱롯드(2)를 통해 시멘트풀을 주입시키면서 굴착된 토사와 시멘트풀을 고르게 혼합 교반시키고자 할 때에는 도시하지 아니한 시멘트풀공급용 스위벨을 통해 외부로부터 공급되는 시멘트풀은 케이싱롯드(2) 상부에 연결 조립되어 있는 수조인트(3)에 형성되어 있는 복수의 시멘트풀유입통로(미도시)로 공급되며, 상기 수조인트(3)에 형성된 복수의 시멘트풀유입통로로 공급되는 시멘트풀은 상기 케이싱롯드(2)의 내부에 내설되어 있는 복수의 시멘트풀공급관(23)을 통해 일정압력으로 공급되므로, 이에 따라 각 시멘트풀공급관(23)으로 공급되는 시멘트풀은 일방향밸브(24)를 개방시키면서 토사에 배출되어 고르게 혼합 교반되는데, 이때 상기 케이싱롯드(2)의 각 시멘트풀공급관(23)을 통해 일방향밸브(24)를 개방시키면서 일정압력으로 시멘트풀이 배출되더라도 시멘트풀이 해머드릴(1)의 내부로는 스며들지 못하게 된다. 왜냐하면, 상기 해머드릴(1)을 인발할 때에는 드릴비트(12)에 형성된 에어공급통로(16)에 압축공기가 공급되지 않으므로 체크밸브(5)는 스프링(7)의 탄성력에 의해 도 4의 도시와 같이 에어공급통로(16)의 하부를 폐쇄함과 동시에 복수의 에어토출통로(17)의 각 상부를 폐쇄한 상태를 유지하고 있게 되므로 상기 케이싱롯드(2)의 시멘트풀공급관(23)을 통해 일정압력으로 배출되는 시멘트풀이 상기 드릴비트(12)의 비트헤드(122) 저부에 형성되어 있는 복수의 에어토출통로(17)로 유입되더라도 각 에어토출통로(17)의 상부를 폐쇄하고 있는 상기 체크밸브(5)에 의해 차단되는 것이며, 또한 상기 체크밸브(5)은 원통형으로 형성된 외주면이 복수의 에어토출통로(17)의 상부를 폐쇄하고 있으므로 상기 비트헤드(122)의 저부에서 복수의 에어토출통로(17)로 시멘트풀이 일정압력으로 유입되더라도 상기 체크밸브(5)는 폐쇄작동상태를 유지하고 있게 되므로 절대 시멘트풀이 해머드릴(1) 내부로 스며들지 못하게 되는 것이다.On the other hand, by operating the
또한 상기 드릴비트(12)의 목부(124)와 드라이브 척(14) 사이에는 패킹(8)이 밀폐하고 있으므로 상기 목부(124)와 드라이브 척(14) 사이를 통해서도 시멘트풀이 유입되는 것을 차단할 수 있는 것이다.(도 4 참조)In addition, since the
한편, 상기 체크밸브(5)의 폐쇄작동시 복수의 에어토출통로(17) 내부에는 토사가 유입되지만, 상기 복수의 에어토출통로(17) 각각은 체크밸브(5)의 의해 폐쇄된 상부의 내경은 좁고 비트헤드(122)의 저부로 갈수록 점차로 넓어지는 내경으로 형성되어 있으므로 상기 해머드릴(1)로 지반을 굴착하기 위해 체크밸브(5)를 개방작동시키면서 복수의 에어토출통로(17)로 압축공기를 배출시킬 때 상기한 복수의 에어토출통로(17)의 내면에 부착되어 있는 토사 및 시멘트풀이 쉽게 배출되는 것이다.On the other hand, while the check valve (5) in the closing operation of the plurality of air discharge passage (17) inside the soil is introduced, each of the plurality of
상기와 같은 본 발명의 해머드릴(1)은 시멘트풀의 유입을 완벽하게 차단할 수 있으므로 각종 지반을 개량하는 공사 및 지중 물막이 연속벽을 구축하는 공사 등에 사용되는 다축 지반굴착장치에 적용할 수 있으므로 각종 지반 개량공사 및 지중 물막이 연속벽 구축공사를 지하의 암층과 연결되게 시공할 수 있을 뿐 아니라 침출수 차단벽을 암층에 1∼3m 깊이로 심어주는 상태로 시공할 수 있도록 하는 특징이 있는 것이다.
Since the
1 : 해머드릴 2 : 케이싱롯드
3 : 수조인트 4 : 밸브실
5 : 체크밸브 6 : 니플
7 : 스프링 8 : 패킹
11 : 실린더 12 : 드릴비트
13 : 램 14 : 드라이브 척
15 : 한 쌍의 반원형 링 16 : 에어공급통로
17 : 에어토출통로 18 : 돌기
121 : 스플라인 비트생크 122 : 비트헤드
123 : 환홈 124 : 목부
131 : 에어통로 61 : 몸체
62 : 돌부 63 : 환형단턱1: Hammer drill 2: Casing rod
3: male joint 4: valve chamber
5: check valve 6: nipple
7: spring 8: packing
11
13: Ram 14: Drive Chuck
15: pair of semi-circular rings 16: air supply passage
17: air discharge passage 18: protrusion
121: spline bit shank 122: bit head
123: round groove 124: neck
131: air passage 61: body
62: protrusion 63: annular step
Claims (7)
상기 체크밸브(5)는 드릴비트(12)의 스플라인 비트생크(121)에 형성된 에어공급통로(16)의 직하방에 위치하며, 상기 비트헤드(122)에 형성된 복수의 에어토출통로(17)의 상부와 연결되도록 형성되는 밸브실(4)에 상,하 이동이 가능하게 장착되는 것이며, 또한 상기 체크밸브(5)는 비트헤드(122)의 저부에 나사조립되는 니플(6)에 하단이 지지되는 스프링(7)의 상단에 탄력지지되도록 설치되어 상기 에어공급통로(16)로 공압이 공급될 때에는 스프링(7)을 탄력적으로 압축시키면서 상기 밸브실(4) 속으로 몰입되면서 에어공급통로의 하부와 복수의 에어토출통로(17)의 상부를 동시에 개방시키며, 상기 에어공급통로(16)로 공압이 공급되지 아니할 때에는 상기 스프링(7)의 탄발력에 의해 에어공급통로(16)의 하부와 복수의 에어토출통로(17)의 상부를 동시에 폐쇄하여 상기 에어공급통로(16) 및 상기 밸브실(4)로 토사 및 시멘트풀이 유입되지 않도록 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 지반굴착장치의 해머드릴.
Ram 13 is mounted to enable the upper and lower operation in the cylinder 11 by the joint formed on the cylinder 11 of the hammer drill 1 and the compressed air supplied through the pneumatic supply passage formed in the joint. And a drive chuck 14 fixedly mounted at a lower end of the cylinder 11 by a screw assembly, and mounted on the drive chuck so that up and down slides can be moved, and the ground can be driven by the impact force of the ram up and down. A pair of drill bits 12 for drilling and crushing rock and a pair of ring grooves 123 formed on the top of the spline bit shank 121 of the drill bit are installed on both sides to prevent the drill bit from being loosened from the drive chuck. A semi-circular ring 15, an air supply passage 16 vertically penetrating from the top center of the spline bit shank of the drill bit to the top of the center of the bit head 122, and at the bottom of the air supply passage. A plurality of air discharge passages (17) formed to be inclined toward the bottom of the bit head, and a check valve (5) elastically installed by a spring (7) to open and close the air supply passage and the plurality of air discharge passages simultaneously. In the hammer drill of the ground excavation device constituted by
The check valve 5 is located directly below the air supply passage 16 formed in the spline bit shank 121 of the drill bit 12, and the plurality of air discharge passages 17 formed in the bit head 122. The valve valve 4 is formed to be connected to the upper portion of the upper and lower movements are mounted. Also, the check valve 5 is the lower end of the nipple (6) screwed to the bottom of the bit head 122 When the pneumatic pressure is supplied to the air supply passage 16 is installed so as to be elastically supported on the upper end of the supported spring (7) while being compressed into the valve chamber (4) while elastically compressing the spring (7) of the air supply passage The lower part and the upper part of the plurality of air discharge passages 17 are opened at the same time, and when the pneumatic pressure is not supplied to the air supply passage 16, the lower part of the air supply passage 16 by the elastic force of the spring 7 and The upper part of the plurality of air discharge passages 17 is closed at the same time An air supply passage 16 and the hammer drill of the ground-drilling rig, characterized in that the hayeoseo configured not to be gravel-cement, and the pool flows into the valve chamber (4).
상기 비트헤드(122)에 형성된 복수의 에어토출통로(17) 각각은 에어공급통로(16)와 연결되는 상부의 내경은 좁고 비트헤드(122)의 저부로 갈수록 내경이 점차로 커지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 지반굴착장치의 해머드릴.
The method of claim 1,
Each of the plurality of air discharge passages 17 formed in the bit head 122 is configured such that the inner diameter of the upper portion connected to the air supply passage 16 is narrow and the inner diameter gradually increases toward the bottom of the bit head 122. Hammer drill of ground excavation device characterized by the above-mentioned.
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| JPH0530292U (en) * | 1990-12-28 | 1993-04-20 | ジオテクノ株式会社 | Perforator |
| KR200153430Y1 (en) | 1996-11-15 | 1999-08-02 | 유인섭 | Air hammer |
| JP2000008758A (en) * | 1998-06-26 | 2000-01-11 | Teikusu:Kk | Drilling bit |
| KR20110073148A (en) * | 2009-12-22 | 2011-06-29 | (주)한진디엔비 | Air hammer for drilling machine |
-
2012
- 2012-03-20 KR KR1020120028050A patent/KR101378379B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0530292U (en) * | 1990-12-28 | 1993-04-20 | ジオテクノ株式会社 | Perforator |
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|---|---|
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