KR102201149B1 - 역순환 함마 비트 - Google Patents

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KR102201149B1
KR102201149B1 KR1020200055073A KR20200055073A KR102201149B1 KR 102201149 B1 KR102201149 B1 KR 102201149B1 KR 1020200055073 A KR1020200055073 A KR 1020200055073A KR 20200055073 A KR20200055073 A KR 20200055073A KR 102201149 B1 KR102201149 B1 KR 102201149B1
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Abstract

본 발명은 역순환 에어함마 굴착장치의 DTH함마 하부에 장착되는 비트에 관한 것으로서, DTH함마 하부에 장착되는 함마장착홈부(115)가 구비된 비트몸체부(110); 상기 비트몸체부(110)의 하부에서 상기 비트몸체부(110)보다 상대적으로 큰 직경을 가지도록 연장되어 상기 비트몸체부(110)와 일체를 이루는 비트머리부(120); 상기 비트머리부(120)의 외주면을 따라 상하 방향으로 형성되어 지상에서 공급되는 작업용수의 하강통로 역할을 하는 작업용수공급홈부(130); 상기 비트몸체부(110)와 상기 비트머리부(120)의 중심축을 따라 형성되어 압축공기의 공급통로가 되는 에어공급라인(140); 및, 상기 비트머리부(120)의 하부면과 상부면을 연결하며 작업용수가 포함된 작업암편의 상승통로 역할을 하는 굴착암편배출라인(150);을 포함하고, 상기 굴착암편배출라인(150)은 상기 비트머리부(120)의 하부에서 상부로 갈수록 단면적이 증가하는 구조인 것을 특징으로 한다.

Description

역순환 함마 비트{Reverse Circulation Air Hammer Bit}
본 발명은 역순환 에어함마 굴착장치에 사용되는 비트에 관한 것으로서, 작업용수와 굴착암편이 배출되는 통로의 단면적이 입구측에서 출구측으로 갈수록 증가하는 구조로 제작하여 굴착암편이 통로 중간에 끼워져 막히는 현상을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.
도1은 종래 기술에 따른 천공비트장치의 단면도인데, 천공비트장치(1)는 압축공기가 유입되는 유입관(10), 유입관(10)을 감싸도록 형성된 해머(20), 해머(20)의 하단에 장착되어 굴착을 수행하는 천공비트(30), 해머(20)의 상단에 연결되어 천공비트(30)로 동력을 전달하는 동력전달부재(40)를 포함하여 구성되며, 천공비트(30)의 외주면에는 굴착되는 지반과 직접적으로 접촉되는 절삭팁(31)이 다수 설치되며, 내부에는 유입관(10)과 연통된 유입채널(32) 및 굴착시 발생되는 굴착토를 배출시키기 위한 배출채널(33)이 형성된다.
이에 따라 천공비트(30)가 동력전달부재(40)로부터 동력을 전달받으면 천공작업을 수행하게 되고, 굴착 과정에서 발생된 굴착토는 유입관(10) 및 유입채널(32)을 통해 유입된 압축공기에 의해 배출채널(33)로 배출된다.
그러나, 이러한 종래의 천공비트장치(1)는 천공비트(30)의 배출채널(33)을 통해 배출되는 압축공기가 굴착공 내의 굴착토와 함께 천공비트장치(1)의 외부로 배출되는 구조로 이루어져 있는 바 견고한 암반을 천공할 때에는 큰 문제가 없으나, 갯벌 등과 같이 연약지반을 천공할 경우에는 수분이 섞인 굴착토들이 배출채널(33)을 막아 굴착토의 배출이 원활하게 이루어지지 못하는 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 도2와 같이 역순환 천공비트장치가 개발되었는데, 도2 및 도3에 도시된 역순환 천공비트장치는 유입관으로 압축공기가 유입되고, 실린더는 유입관과 연통되고, 피스톤 해머는 실린더 내에 수용되며, 압축공기의 유입 또는 배출에 의해 승강하며, 드릴비트는 피스톤 해머의 하부에 배치되며, 피스톤 해머의 하강 동작에 의해 암반으로 타격을 가하며, 배출관은 피스톤 해머 및 드릴비트 내에 수용되며, 드릴비트의 타격에 의해 파쇄된 굴착토를 외부로 배출시키고, 케이싱은 유입관을 감싸도록 형성되는 구조이다.
이와 같은 구조를 통하여 도1과 같은 구조에서 발생되는 문제점을 어느 정도 해소할 수 있었으나, 확장비트(170)의 외주면에 형성된 유입채널(171)들을 통하여 분사된 압축공기가 서로 부딪히면서 상쇄되고, 굴착공 사이의 틈새로도 압축공기가 일부 빠져나감으로써 굴착토 배출 효율이 저하되는 문제점이 있고, 확장비트(170)의 배출채널(172)은 단면적이 동일한 통로 구조로 형성되어 유입된 굴착토가 통로 중간에 끼워져 통로를 막아버리는 문제점이 있었다.
[선행기술문헌]
등록특허 제10-1627822호
등록특허 제10-2015668호
상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명은 굴착암편의 배출 통로가 입구측에서 출구측으로 갈수록 단면적이 증가하는 형태로 제작하여 배출 통로 내부로 유입된 굴착암편이 막히지 않고 원활하게 상승배출될 수 있는 새로운 구조의 함마 비트를 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 발명의 기술적 구성은 다음과 같다.
본 발명은 역순환 에어함마 굴착장치의 DTH함마 하부에 장착되는 비트에 관한 것으로서, DTH함마 하부에 장착되는 함마장착홈부(115)가 구비된 비트몸체부(110); 상기 비트몸체부(110)의 하부에서 상기 비트몸체부(110)보다 상대적으로 큰 직경을 가지도록 연장되어 상기 비트몸체부(110)와 일체를 이루는 비트머리부(120); 상기 비트머리부(120)의 외주면을 따라 상하 방향으로 형성되어 지상에서 공급되는 작업용수의 하강통로 역할을 하는 작업용수공급홈부(130); 상기 비트몸체부(110)와 상기 비트머리부(120)의 중심축을 따라 형성되어 압축공기의 공급통로가 되는 에어공급라인(140); 및, 상기 비트머리부(120)의 하부면과 상부면을 연결되며 작업용수가 포함된 작업암편의 상승통로 역할을 하는 굴착암편배출라인(150);을 포함하고, 상기 굴착암편배출라인(150)은 상기 비트머리부(120)의 하부에서 상부로 갈수록 단면적이 증가하는 구조인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성에 따르면, 굴착암편배출라인(150)이 비트머리부(120)의 하부에서 상부로 갈수록 단면적이 증가하는 구조로 형성되어 굴착암편배출라인(150)으로 유입된 굴착암편이 배출통로 중간에 끼워져 막히는 현상이 방지되고 굴착암편의 원활한 상승배출이 가능하다.
도1 내지 도3은 종래 기술을 도시한다.
도4는 본 발명의 구체적 실시예를 도시한다.
도5는 본 발명의 다른 구체적 실시예를 도시한다.
도6은 본 발명의 또 다른 구체적 실시예를 도시한다.
본 발명은 역순환 에어함마 굴착장치의 DTH함마 하부에 장착되는 비트에 관한 것으로서, 도4 내지 도6에 그 각각의 실시예가 제시되어 있다.
본 발명인 역순환 함마 비트는 비트몸체부(110)와 비트머리부(120)로 구성되고, 그 내부에 에어공급라인(140)과 굴착암편배출라인(150)이 구비된다.
비트몸체부(110)에는 DTH함마의 하부에 장착될 수 있도록 함마장착홈부(115)가 구비되며, 첨부도면에 별도로 도시되지 않았으나 필요에 따라 상하 이동을 안내하는 스플라인(spline)이 외주면을 따라 수직 방향으로 다수 형성될 수도 있다.
비트머리부(120)는 이러한 비트몸체부(110)의 하부에서 비트몸체부(110)보다 상대적으로 큰 직경을 가지도록 연장되어 비트몸체부(110)와 일체를 이루며 천공(굴착) 작업시 직접 지면에 맞닿아 타격력과 회전력을 전달하는 역할을 한다.
이러한 비트머리부(120)의 외주면에는 비트머리부(120)의 상부를 감싸도록 장착되는 케이싱 내측면에 밀착되는 패킹을 장착하기 위한 패킹장착홈부(125)가 구비되어 케이싱과 비트머리부(120) 사이에 기밀성과 수밀성이 유지되도록 한다.
즉, 작업용수가 하강하는 과정에서 케이싱과 비트머리부(120) 사이의 틈새로 유입되지 않도록 하여 비트머리부(120)의 하부까지 작업용수가 제대로 공급되도록 한다.
작업용수공급홈부(130)는 비트머리부(120)의 외주면을 따라 상하 방향으로 형성되어 지상에서 공급되는 작업용수의 하강통로 역할을 하게 된다.
에어공급라인(140)은 비트몸체부(110)와 비트머리부(120)의 중심축을 따라 상하 방향으로 형성되어 압축공기의 공급통로가 된다.
굴착암편배출라인(150)은 비트머리부(120)의 하부면과 상부면을 연결하거나, 비트머리부(120)의 하부 내측과 비트머리부(120)의 상부면을 연결하며, 작업용수가 포함된 작업암편의 상승통로 역할을 한다.
이러한 굴착암편배출라인(150)은 도4 내지 도6에 도시된 단면 구조에서 확인할 수 있듯이 비트머리부(120)의 하부에서 상부로 갈수록 단면적이 연속적으로 증가하는 구조로 가공되어 일단 입구측으로 굴착암편이 유입되면 상부로 갈수록 단면적이 증가하여 통로 중간에 막히는 현상이 없이 원활하게 상승배출될 수 있다.
도4 내지 도6에 도시된 본 발명의 구체적 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
(1) 제1실시예 - 도4 참조
도4에 도시된 제1실시예를 보면, 작업용수공급홈부(130)의 하단부에서 비트머리부(120)의 하부면을 따라 비트머리부(120)의 중심축 방향으로 연장되어 작업용수의 유도통로 역할을 하는 작업용수유도홈부(135)가 형성되어 있다.
따라서 작업용수공급홈부(130)를 따라 공급되는 작업용수가 이러한 작업용수유도홈부(135)를 따라 비트머리부(120) 하부면에 골고루 퍼지게 된다.
비트머리부(120)의 하부면에는 중심축 방향을 향하여 깊어지도록 오목하게 들어가 있는 굴착암편처리공간(160)이 구비되어 굴착과정에서 생성된 굴착암편이 작업용수와 함께 굴착암편배출라인(150)으로 유입되기 전에 일시적으로 머무는 공간을 제공하여 굴착암편이 작업용수와 함께 굴착암편배출라인(150)으로 원활하게 유입되도록 한다.
흡입절개홈부(170)는 굴착암편처리공간(160)을 가로지르도록 절개되어 에어공급라인(140) 및 굴착암편배출라인(150)과 연결되는데, 에어공급라인(140)을 통하여 공급된 압축공기가 굴착암편배출라인(150)을 통하여 상승배출되는 압력에 의하여 굴착암편처리공간(160)에 일시적으로 수용된 굴착암편과 작업용수가 함께 유입되는 입구 역할을 한다.
도4에는 비트머리부(120)의 하부면에 흡입절개홈부(170)가 "+"자 형태로 절개되어 있으며, 에어공급라인(140)의 중심축에 해당하는 흡입절개홈부(170)의 "+"자 중심부 영역도 막혀있지 않고 뚤려 있는 형태가 되는데, 굴착암편과 작업용수가 유입되는 입구 역할을 할 수 있는 형태라면 "Y"자 형태로 절개되거나 "*"자 형태로 절개될 수도 있다.
이러한 흡입절개홈부(170)는 굴착암편배출라인(150)이 형성된 위치의 하부 영역에 구비될 수 있다.
굴착과정에서 압축공기가 에어공급라인(140)을 빠져나와 흡입절개홈부(170)로 형성된 내부공간(175)을 경유하여 굴착암편배출라인(150)을 통하여 상승배출되면 이로 인한 압축공기의 압력에 의하여 흡입절개홈부(170)를 통하여 굴착암편과 작업용수가 유입되어 굴착암편배출라인(150)을 따라 함께 상승하게 되는데, 일단 굴착암편이 흡입절개홈부(170)를 통과하여 굴착암편배출라인(150)에 유입되면, 굴착암편배출라인(150)의 상부 출구측으로 갈수록 단면적이 점점 증가하는 형태로 제작되어 통로 중간에서 막히지 않고 원활하게 상승배출될 수 있다.
(2) 제2실시예 - 도5 참조
제2실시예는 굴착암편처리공간(160)과 격벽으로 구획된 에어유도공간(180)이 구비되는 구조가 된다.
제2실시예의 경우에도 작업용수공급홈부(130)의 하단부에서 비트머리부(120)의 하부면을 따라 비트머리부(120)의 중심축 방향으로 연장되어 작업용수의 유도통로 역할을 하는 작업용수유도홈부(135)가 구비되고, 비트머리부(120)의 하부면이 중심축 방향을 향하여 깊어지도록 오목하게 들어가 있는 굴착암편처리공간(160)이 구비된다.
에어유도공간(180)은 도5의 단면도에서 확인할 수 있듯이 비트머리부(120)의 하부 내측에 형성되는데, 굴착암편처리공간(160)과 격벽으로 구획되어 굴착암편처리공간(160)의 상부에 위치한다.
에어유도공간(180)은 에어공급라인(140)의 하단부 및 굴착암편배출라인(150)의 하단부와 연결되며 에어공급라인(140)을 통하여 공급된 압축공기를 굴착암편배출라인(150)으로 유도하는 통로 역할을 하게 된다.
즉, 에어공급라인(140)을 통하여 공급된 압축공기는 에어유도공간(180)을 경유하여 굴착암편배출라인(150)으로 빠져나간다.
흡입절개홈부(170)는 굴착암편처리공간(160)과 에어유도공간(180)을 구획하는 격벽의 일부 영역이 절개된 것인데, 굴착암편처리공간(160)과 에어유도공간(180)을 연결한다.
이러한 흡입절개홈부(170)는 에어공급라인(140)을 통하여 공급된 압축공기가 굴착암편배출라인(150)을 통하여 배출되는 압력에 의하여 굴착암편처리공간(160)에 일시적으로 수용된 굴착암편과 작업용수가 함께 유입되는 입구 역할을 하는데, 도5에 도시된 것처럼 90도 간격으로 이격 배치되는 형태가 될 수도 있고, 경우에 따라서는 이격 배치 간격을 달리 할 수도 있다(예를 들어, 120도 또는 60도 등으로 설계 변경 가능).
흡입절개홈부(170)를 통하여 유입된 굴착암편과 작업용수는 압축공기의 흐름을 따라 에어유도공간(180)을 경유하여 굴착암편배출라인(150)을 따라 함께 상승하여 배출된다.
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제2실시예의 경우에도 일단 굴착암편이 흡입절개홈부(170)를 통과한 후 에어유동공간(180)을 경유하여 굴착암편배출라인(150)으로 유입되는데, 굴착암편배출라인(150)은 상부 출구측으로 갈수록 단면적이 점점 증가하는 형태로 제작되어 굴착암편이 통로 중간에서 막히지 않고 원활하게 상승배출될 수 있다.
(3) 제3실시예 - 도6 참조
제3실시예의 경우는 비트머리부(120)의 내부에서 에어공급라인(140)과 에어배출라인(145)이 굴착암편배출라인(150)과는 서로 연결되지 않고 분리된 경로를 유지하게 된다.
제3실시예의 경우에도 작업용수공급홈부(130)의 하단부에서 비트머리부(120)의 하부면을 따라 비트머리부(120)의 중심축 방향으로 연장되어 작업용수의 유도통로 역할을 하는 작업용수유도홈부(135)가 구비되고, 비트머리부(120)의 하부면이 중심축 방향을 향하여 깊어지도록 오목하게 들어가 있는 굴착암편처리공간(160)이 구비된다.
흡입절개홈부(170)는 굴착암편처리공간(160)의 일부 영역이 절개되어 굴착암편배출라인(150)과 연결되고, 굴착암편처리공간(160)에 일시적으로 수용된 굴착암편과 작업용수가 함께 유입되는 입구 역할을 하는데, 이러한 흡입절개홈부(170)는 굴착암편배출라인(150)이 형성된 위치의 하부 영역에 구비될 수 있다.
에어배출라인(145)은 에어공급라인(140)의 하단부와 연결되는데, 굴착암편배출라인(150)과 격리된 별도의 배출통로를 통하여 비트머리부(120)의 상부면과 연결된다.
따라서, 에어공급라인(140)을 통하여 공급된 압축공기가 에어배출라인(145)을 통하여 배출되는 압력은 굴착암편배출라인(150)의 출구측에 작용(비트머리부(120)의 상부면에 작용)하고, 이로 인하여 굴착암편배출라인(150)의 내부에 상승 흡입력으로 작용하면서 흡입절개홈부(170)를 통하여 굴착암편과 작업용수가 유입되고, 굴착암편배출라인(150)을 따라 함께 상승배출된다.
제3실시예의 경우에도 일단 굴착암편이 흡입절개홈부(170)를 통과하여 굴착암편배출라인(150)에 유입되면, 굴착암편배출라인(150)의 상부 출구측으로 갈수록 단면적이 점점 증가하는 형태로 제작되어 통로 중간에서 막히지 않고 원활하게 상승배출될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.
110:비트몸체부
115:장착홈부
120:비트머리부
125:패킹장착홈부
130:작업용수공급홈부
135:작업용수유도홈부
140:에어공급라인
145:에어배출라인
150:굴착암편배출라인
160:굴착암편처리공간
170:흡입절개홈부
175:내부공간
180:에어유도공간

Claims (5)

  1. 역순환 에어함마 굴착장치의 DTH함마 하부에 장착되는 비트에 관한 것으로서,
    DTH함마 하부에 장착되는 함마장착홈부(115)가 구비된 비트몸체부(110);
    상기 비트몸체부(110)의 하부에서 상기 비트몸체부(110)보다 상대적으로 큰 직경을 가지도록 연장되어 상기 비트몸체부(110)와 일체를 이루는 비트머리부(120);
    상기 비트머리부(120)의 외주면을 따라 상하 방향으로 형성되어 지상에서 공급되는 작업용수의 하강통로 역할을 하는 작업용수공급홈부(130);
    상기 작업용수공급홈부(130)의 하단부에서 상기 비트머리부(120)의 하부면을 따라 상기 비트머리부(120)의 중심축 방향으로 연장되어 작업용수의 유도통로 역할을 하는 작업용수유도홈부(135);
    상기 비트몸체부(110)와 상기 비트머리부(120)의 중심축을 따라 형성되어 압축공기의 공급통로가 되는 에어공급라인(140);
    상기 비트머리부(120)의 하부 내측과 상기 비트머리부(120)의 상부면을 연결하며 작업용수가 포함된 작업암편의 상승통로 역할을 하는 굴착암편배출라인(150);
    상기 비트머리부(120)의 하부면이 중심축 방향을 향하여 깊어지도록 오목하게 들어가 있는 굴착암편처리공간(160);
    상기 비트머리부(120)의 하부 내측에 형성되되, 상기 굴착암편처리공간(160)과 격벽으로 구획되어 상기 굴착암편처리공간(160)의 상부에 위치하며, 상기 에어공급라인(140)의 하단부 및 상기 굴착암편배출라인(150)의 하단부와 연결되어 상기 에어공급라인(140)을 통하여 공급된 압축공기를 상기 굴착암편배출라인(150)으로 유도하는 통로 역할을 하는 에어유도공간(180); 및,
    상기 굴착암편처리공간(160)과 상기 에어유도공간(180)을 구획하는 격벽의 일부 영역이 절개되어 상기 굴착암편처리공간(160)과 상기 에어유도공간(180)을 연결하며, 상기 에어공급라인(140)을 통하여 공급된 압축공기가 상기 굴착암편배출라인(150)을 통하여 배출되는 압력에 의하여 상기 굴착암편처리공간(160)에 일시적으로 수용된 굴착암편과 작업용수가 함께 유입되는 입구 역할을 하는 흡입절개홈부(170);
    를 포함하고,
    상기 에어유도공간(180)을 경유하여 상기 굴착암편배출라인(150)을 통하여 배출되는 압축공기의 압력에 의하여 상기 흡입절개홈부(170)를 통하여 유입된 굴착암편과 작업용수가 상기 굴착암편배출라인(150)을 따라 함께 상승하며,
    상기 굴착암편배출라인(150)은 상기 비트머리부(120)의 하부에서 상부로 갈수록 단면적이 증가하는 구조로 가공되어 하부 입구측으로 굴착암편이 유입되면 상부 출구측으로 이송되는 과정에서 통로 중간에 막히는 현상이 없이 원활하게 상승배출되는 것을 특징으로 하는 역순환 함마 비트.
  2. 역순환 에어함마 굴착장치의 DTH함마 하부에 장착되는 비트에 관한 것으로서,
    DTH함마 하부에 장착되는 함마장착홈부(115)가 구비된 비트몸체부(110);
    상기 비트몸체부(110)의 하부에서 상기 비트몸체부(110)보다 상대적으로 큰 직경을 가지도록 연장되어 상기 비트몸체부(110)와 일체를 이루는 비트머리부(120);
    상기 비트머리부(120)의 외주면을 따라 상하 방향으로 형성되어 지상에서 공급되는 작업용수의 하강통로 역할을 하는 작업용수공급홈부(130);
    상기 작업용수공급홈부(130)의 하단부에서 상기 비트머리부(120)의 하부면을 따라 상기 비트머리부(120)의 중심축 방향으로 연장되어 작업용수의 유도통로 역할을 하는 작업용수유도홈부(135);
    상기 비트몸체부(110)와 상기 비트머리부(120)의 중심축을 따라 형성되어 압축공기의 공급통로가 되는 에어공급라인(140);
    상기 비트머리부(120)의 하부면과 상부면을 연결하며 작업용수가 포함된 작업암편의 상승통로 역할을 하는 굴착암편배출라인(150);
    상기 비트머리부(120)의 하부면이 중심축 방향을 향하여 깊어지도록 오목하게 들어가 있는 굴착암편처리공간(160);
    상기 굴착암편처리공간(160)의 일부 영역이 절개되어 상기 굴착암편배출라인(150)과 연결되고, 상기 굴착암편처리공간(160)에 일시적으로 수용된 굴착암편과 작업용수가 함께 유입되는 입구 역할을 하는 흡입절개홈부(170); 및,
    상기 에어공급라인(140)의 하단부와 연결되며 상기 굴착암편배출라인(150)과 격리된 별도의 배출통로를 통하여 상기 비트머리부(120)의 상부면과 연결되는 에어배출라인(145);
    을 포함하고,
    상기 에어공급라인(140)을 통하여 공급된 압축공기가 상기 에어배출라인(145)을 통하여 배출되는 압력에 의하여 상기 흡입절개홈부(170)를 통하여 유입된 굴착암편과 작업용수가 상기 굴착암편배출라인(150)을 따라 함께 상승하며,
    상기 굴착암편배출라인(150)은 상기 비트머리부(120)의 하부에서 상부로 갈수록 단면적이 증가하는 구조로 가공되어 하부 입구측으로 굴착암편이 유입되면 상부 출구측으로 이송되는 과정에서 통로 중간에 막히는 현상이 없이 원활하게 상승배출되는 것을 특징으로 하는 역순환 함마 비트.
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 비트머리부(120)의 외주면에는 상기 비트머리부(120)의 상부를 감싸도록 장착되는 케이싱 내측면에 밀착되는 패킹을 장착하기 위한 패킹장착홈부(125);
    가 구비되는 것을 특징으로 하는 역순환 함마 비트.
  4. 삭제
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