KR20230092276A - Drilling Apparatus for Reaming Having Reaming Control Device, and Method Using the Same - Google Patents
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Abstract
Description
본 명세서에 개시된 기술은 굴착 시스템 및 굴착 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 굴착과 동시에 확공도 동시에 가능하고 확공 조절이 가능한 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법에 관한 것이다. The technology disclosed herein relates to an excavation system and an excavation method, and more particularly, to an excavation system capable of simultaneously excavating and simultaneously expanding a hole and controlling hole expansion, and an excavation method using the same.
기존의 굴착 시스템은 크게 회전식 굴착 시스템과 타격식 굴착 시스템을 포함한다. Existing excavation systems largely include a rotary excavation system and a percussion excavation system.
먼저, 회전식 굴착 시스템은 대표적인 예로서 건설 현장에서 사용하는 천공기나 원유 시추를 위해 땅 속에 구멍을 뚫는 경우이다. 해당 기술은 스파이럴 형태의 굴착 날이 회전하는 동시에 땅 속에 삽입되고 해당 날 면을 따라 굴착 방향과 반대 방향으로 땅속 물질이 외부로 이송되는 특징이 있다. 그러나, 경우에 따라 굴착 물질이 산업용 폐기물, 방사능 물질 등 위험 물질에 해당할 경우 해당 기술의 특징인 땅속 물질의 외부 노출은 환경오염을 발생시킬 수 있으며, 작업자들에게 유해 물질 등의 노출이 불가피하다는 단점이 있다. First, a rotary drilling system is a typical example of drilling a hole in the ground for a drilling machine used at a construction site or drilling crude oil. The technology is characterized in that the spiral-shaped excavation blade rotates and is inserted into the ground at the same time, and the underground material is transported to the outside along the surface of the blade in the opposite direction to the excavation direction. However, in some cases, if the excavation material is hazardous material such as industrial waste or radioactive material, the external exposure of the underground material, which is characteristic of the technology, can cause environmental pollution, and exposure to hazardous materials is inevitable for workers. There are downsides.
한편, 타격식 굴착 시스템은 대표적인 예로서 건설 현장이나 사용 종료 매립지 등의 땅 속에 구멍을 뚫는 경우이다. 해당 기술은 굴착기 등에 항타기(혹은 타공기)를 연결하여 한쪽 끝이 쐐기 형태인 봉의 다른 쪽 끝을 내려쳐서 땅을 뚫는 방식에 해당한다. 그러나 이러한 방식은 굴착된 구멍의 형상이 봉의 절단면(원형)과 동일한 형상을 갖는다는 한계가 있다. 경우에 따라서 굴착된 구멍의 형상이 3차원의 요철이 필요한 경우 해당 기술로는 해당 천공 형상을 형성할 수 없는 단점이 있다. On the other hand, as a representative example of the percussion type excavation system, a hole is drilled in the ground, such as a construction site or a landfill. The technology corresponds to a method of drilling the ground by connecting a pile driver (or a puncher) to an excavator, etc., and hitting the other end of a bar with one end in the form of a wedge. However, this method has a limitation in that the shape of the excavated hole has the same shape as the cut surface (circular) of the rod. In some cases, when the shape of the excavated hole requires a three-dimensional concavo-convex shape, the corresponding technology has a disadvantage in that the perforated shape cannot be formed.
본 명세서에 개시된 기술은 기존에 존재하는 흙/자갈/매립지 등의 땅에 구멍을 뚫는 굴착 시스템과는 달리 굴착과 동시에 확공도 가능한 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법을 제공한다. The technology disclosed in this specification provides an excavation system capable of simultaneously excavating and simultaneously expanding a hole, and an excavation method using the same, unlike existing excavation systems that drill holes in the ground such as soil/gravel/landfill.
또한, 본 명세서에 개시된 기술은 기존 굴착 시스템의 경우 굴착을 할 경우 땅 속에 있는 물질이 외부로 노출되는 문제점을 해결 가능한 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법을 제공한다. In addition, the technology disclosed herein provides an excavation system and an excavation method using the excavation system that can solve the problem of exposing materials in the ground to the outside when excavation is performed in the case of an existing excavation system.
그리고, 본 명세서에 개시된 기술은 굴착된 구멍의 형상이 3차원의 요철이 필요한 경우 해당 천공 형상을 형성할 수 있는 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법을 제공한다. In addition, the technology disclosed herein provides an excavation system and an excavation method using the same capable of forming a corresponding hole shape when a three-dimensional irregularity is required in the shape of an excavated hole.
또한, 본 명세서에 개시된 기술은 굴착 및 확공과 동시에 파이프 등의 배관을 땅속으로 삽입할 수 있는 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법을 제공한다. In addition, the technology disclosed herein provides an excavation system capable of inserting a pipe such as a pipe into the ground at the same time as excavation and expansion, and an excavation method using the same.
아울러, 본 명세서에 개시된 기술은 땅 속의 무른 정도에 상관없이 확공날의 확공 정도를 조절할 수 있는 기능이 있으며, 이로부터 굴착되는 땅 속의 구멍의 형상을 임의로 형태로 만들 수 있는 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법을 제공한다.In addition, the technology disclosed in this specification has a function to adjust the degree of hole expansion of a hole drill blade regardless of the degree of softness in the ground, and an excavation system capable of making the shape of a hole in the ground to be excavated therefrom arbitrarily, and excavation using the same provides a way
특히, 상하 2단 이상의 확공날을 구비할 경우 상하 모든 확공날이 동시에 같은 확공 크기로 확장되고 수축될 수 있는 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법을 제공한다.In particular, an excavation system capable of simultaneously expanding and contracting all upper and lower expansion blades to the same expansion size when provided with two or more upper and lower expansion blades and an excavation method using the same.
본 명세서에 개시된 기술의 기술적 사상에 따른 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The technical task to be achieved by the excavation system and the excavation method using the same according to the technical idea of the technology disclosed in this specification is not limited to the above-mentioned tasks, and another task not mentioned is clearly apparent to those skilled in the art from the description below. You will be able to understand.
앞서 설명한 예시적 과제들을 해결하기 위한 수단으로서 확공용 굴착 시스템을 제공하며, 이러한 확공용 굴착 시스템은, 굴착을 위한 타격을 전달하도록 구성된 타격부; 굴착 대상물과 접촉하도록 구성된 쐐기형 굴착부; 상기 쐐기형 굴착부에 일단이 결합되고 상기 타격부의 길이방향으로 내부를 관통하는 중심 봉; 상기 중심 봉을 회전시키도록 구성된 확공조절기구; 및 상기 중심 봉의 회전에 의하여, 상기 타격부의 외경보다 반경방향 외측으로 더욱 돌출되는 제1 위치와 상기 타격부의 외경과 동일한 제2 위치 사이의 구간 내에서 이동 가능하도록 구성되는 복수의 확공날을 포함하는 확공부를 포함한다. As a means for solving the exemplary problems described above, a drilling system for hole expansion is provided, which includes a striking unit configured to deliver a blow for drilling; A wedge-shaped drilling rig configured to contact the drilling object; a central bar having one end coupled to the wedge-shaped drilling unit and penetrating the inside of the striking unit in the longitudinal direction; a hole expansion control mechanism configured to rotate the center rod; And a plurality of enlarged blades configured to be movable in a section between a first position protruding more radially outward than the outer diameter of the striking part and a second position equal to the outer diameter of the striking part by rotation of the center rod. includes a check-up
상기 타격부는 복수의 개구부를 포함하는 케이스를 포함하고, 상기 확공부를 구성하는 복수의 확공날은 상기 복수의 개구부를 통해 이동가능하다. The striking unit includes a case including a plurality of openings, and a plurality of enlargement blades constituting the expansion unit are movable through the plurality of openings.
상기 확공부는 상기 중심 봉과 나사 결합되도록 구성된 센터 너트를 포함하고, 상기 중심 봉의 회전에 따라 나사 결합된 상기 센터 너트가 상하 이동하게 되고 상기 센터 너트의 상하 이동은 상기 확공날의 반경방향으로의 제1, 2 이동을 야기하도록 구성된다. The expansion part includes a center nut configured to be screwed with the center rod, and the screwed center nut moves up and down according to the rotation of the center rod, and the up and down movement of the center nut is performed in a radial direction of the expansion blade. It is configured to cause 1, 2 movement.
상기 센터 너트는 일면에 형성된 한 쌍의 대각의 홈, 및 상기 대각의 홈을 따라 이동가능하고 상기 확공날과 결합되도록 구성된 핀을 포함한다. The center nut includes a pair of diagonal grooves formed on one surface, and a pin configured to be movable along the diagonal grooves and engaged with the enlargement blade.
상기 확공부는 상기 타격부의 길이방향으로 제1 단 확공부와 제2 단 확공부를 포함한다. The expansion part includes a first end expansion part and a second end expansion part in the longitudinal direction of the striking part.
상기 제1 단 확공부와 상기 제2 단 확공부 각각을 구성하는 복수의 확공날은 상기 중심 봉의 축 방향에서 바라볼 때 서로 겹치지 않도록 배치된다. The plurality of expansion blades constituting each of the first stage expansion unit and the second stage expansion unit are arranged so as not to overlap each other when viewed from the axial direction of the central bar.
상기 확공조절기구는, 외력에 의해 회전하도록 구성된 제1 기구; 및 상기 제1 기구에 인가되는 회전력을 상기 중심 봉의 회전을 위한 구동력으로 변환하도록 구성된 제2 기구를 포함한다. The hole expansion control mechanism includes a first mechanism configured to rotate by an external force; and a second mechanism configured to convert the rotational force applied to the first mechanism into a driving force for rotation of the central bar.
상기 제1 및 제2 기구는 베벨기어를 포함한다. The first and second mechanisms include bevel gears.
본 발명의 일 실시예에 의한 굴착 및 확공 동시 수행 방법은, 앞서 정의된 확공용 굴착 시스템을 준비하는 단계; 상기 확공날을 상기 제2 위치로 이동시킨 상태에서 상기 타격부에 타격을 인가하는 단계; 상기 확공조절기구를 통해 상기 확공날을 상기 제1 위치로 이동시킨 후 굴착 및/또는 확공을 수행하는 단계; 및 상기 확공날을 상기 제2 위치로 이동시킨 상태에서 상기 확공용 굴착 시스템을 퇴거시키는 단계를 포함한다. A method for simultaneously performing excavation and hole expansion according to an embodiment of the present invention includes the steps of preparing the previously defined excavation system for hole expansion; applying a blow to the striking unit in a state in which the enlargement blade is moved to the second position; performing excavation and/or hole expansion after moving the hole expansion blade to the first position through the hole expansion control mechanism; and withdrawing the drilling system for hole expansion in a state in which the hole expansion blade is moved to the second position.
본 발명의 일 실시예에 의한 굴착과 확공 및 파이프 동시 매설 방법은, 앞서 정의된 확공용 굴착 시스템의 외경보다 큰 내경을 갖는 파이프 내부에 상기 굴착 시스템을 삽입하는 단계; 상기 파이프가 확공날의 상면에 위치하면 상기 확공조절기구를 통해 상기 확공날을 상기 제1 위치로 이동시켜, 상기 파이프가 상기 굴착 시스템 아래로 빠지지 않도록 하는 단계; 이러한 상태가 유지된 상태에서 타격부를 가격하여 상기 굴착 시스템을 땅 속으로 삽입하여 확공/굴착과 동시에 파이프를 삽입하는 단계; 및 상기 확공날을 상기 제2 위치로 이동시킨 상태에서 상기 확공용 굴착 시스템을 퇴거시키는 단계를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, the excavation, hole expansion, and pipe burial method includes the steps of inserting the drilling system into a pipe having an inner diameter larger than the outer diameter of the previously defined drilling system for hole expansion; moving the hole expansion blade to the first position through the hole expansion control mechanism when the pipe is located on the upper surface of the hole expansion blade, so that the pipe does not fall under the drilling system; Inserting the pipe at the same time as opening/excavating by inserting the drilling system into the ground by hitting the impact unit while maintaining this state; and withdrawing the drilling system for hole expansion in a state in which the hole expansion blade is moved to the second position.
이러한 본 명세서에 개시된 기술의 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법에 의하면 굴착과 동시에 확공도 가능하다. According to the excavation system of the technology disclosed herein and the excavation method using the same, it is possible to expand the hole simultaneously with excavation.
또한, 본 명세서에 개시된 기술의 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법에 의하면 굴착된 구멍의 형상을 3차원의 요철 등으로 형성할 수 있으며, 특히, 땅 속의 무른 정도에 상관없이 확공날의 확공 정도를 조절할 수 있어, 이로부터 굴착되는 땅 속의 구멍의 형상을 임의로 형태로 만들 수 있다.In addition, according to the excavation system of the technology disclosed in this specification and the excavation method using the same, the shape of the excavated hole can be formed into a three-dimensional irregularity, etc. Therefore, the shape of the hole in the ground to be excavated therefrom can be arbitrarily formed.
특히, 지하의 수직 방향으로 무른 정도가 변화하더라도 이에 상관없이 상하방향으로 동일한 크기의 확공이 가능하다. In particular, even if the degree of softness changes in the vertical direction of the underground, it is possible to expand the same size in the vertical direction regardless of this.
아울러, 본 명세서에 개시된 기술의 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법에 의하면 굴착/확공과 동시에 파이프 등의 배관을 땅속으로 삽입할 수 있으며, 땅 속에 있는 물질이 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다. In addition, according to the excavation system and excavation method using the technology disclosed in this specification, pipes such as pipes can be inserted into the ground at the same time as excavation / expansion, and substances in the ground can be prevented from being exposed to the outside.
한편, 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법이 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects that can be achieved by the excavation system and the excavation method using the same according to an embodiment of the technology disclosed in this specification are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned are conventional from the description below. It will be clear to the technologist.
본 명세서에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1a 및 1b는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템에 대한 개념도로서 (a) 확공 전 및 (b) 확공 후의 전체 시스템 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템의 전체 구성을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 굴착 시스템의 분해 사시도이다.
도 4는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 타격부의 메인 케이스를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템 중 확공부를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 확공부가 중심 봉에 설치된 상태를 나타내는 부분 분해도이다.
도 7은 도 5의 확공부 중 센터 너트를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 5의 확공부 중 확공날을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 5의 확공부 중 핀을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템 중 확공조절기구을 나타낸 도면이다.
도 11a 및 11b는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템으로서 (a) 확공 전 및 (b) 확공 후의 중심 봉의 위치를 나타내는 부분 확대도이다. In order to more fully understand the drawings cited herein, a brief description of each drawing is provided.
1a and 1b are conceptual diagrams of an excavation system according to an embodiment of the technology disclosed in this specification (a) before hole expansion and (b) after expansion of the overall system state.
Figure 2 is a perspective view showing the overall configuration of the drilling system according to an embodiment of the technology disclosed herein.
Figure 3 is an exploded perspective view of the drilling system of Figure 2;
4 is a view showing a main case of a striking unit according to an embodiment of the technology disclosed herein.
5 is a view showing an expansion part of a drilling system according to an embodiment of the technology disclosed herein.
6 is a partial exploded view showing a state in which the enlargement part of FIG. 5 is installed on the central rod.
7 is a view showing a center nut of the expansion part of FIG. 5;
8 is a view showing an enlargement blade of the enlargement part of FIG. 5;
9 is a view showing a pin among expansion units of FIG. 5;
10 is a view showing a hole expansion control mechanism in an excavation system according to an embodiment of the technology disclosed herein.
11A and 11B are partially enlarged views showing positions of a central rod before (a) before hole expansion and (b) after hole expansion in a drilling system according to an embodiment of the technology disclosed herein.
본 명세서에 개시된 기술은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 명세서에 개시된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 명세서에 개시된 기술은 본 명세서에 개시된 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the technology disclosed in this specification can have various changes and various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail through detailed description. However, this is not intended to limit the technology disclosed in this specification to specific embodiments, and it is understood that the technology disclosed in this specification includes all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the technology disclosed in this specification. It should be.
본 명세서에 개시된 기술을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 기술의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.In describing the technology disclosed in this specification, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the technology disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, numbers (eg, first, second, etc.) used in the description process of this specification are only identifiers for distinguishing one component from another component.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "결합된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결 또는 결합될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결 또는 결합될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in this specification, when one component is referred to as “connected” or “coupled” with another component, the one component may be directly connected or coupled to the other component, but in particular the opposite As long as no description exists, it will be understood that they may be connected or coupled via another component in the middle.
또한, 본 명세서에서 '~부'로 표현되는 구성요소는 2개 이상의 구성요소가 하나의 구성요소로 합쳐지거나 또는 하나의 구성요소가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화될 수도 있다. 또한, 이하에서 설명할 구성요소 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성요소가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성요소 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성요소에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.In addition, in the present specification, components expressed as '~ part' may be two or more components combined into one component, or one component may be differentiated into two or more for each more subdivided function. In addition, each of the components to be described below may additionally perform some or all of the functions of other components in addition to its own main function, and some of the main functions of each component may be different from other components. Of course, it may be performed exclusively by a component.
다양한 실시예에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 본 명세서에 개시된 기술의 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.Expressions such as "first", "second", "first", or "second" used in various embodiments may modify various elements regardless of order and/or importance, and the elements Not limited. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may also be renamed a first element without departing from the scope of the technology disclosed herein.
본 명세서에서 기술되는 확공용 굴착 시스템의 기본 개념은, 도 1에 도시된 바와 같이, 쐐기형 굴착부에 일단이 결합되고 타격부의 길이방향으로 내부를 관통하는 중심 봉의 회전에 의하여, 확공부를 구성하는 확공날이 확공 상태로 펼쳐지거나(도 1b 참조) 원상태로 오므라들 수 있다(도 1a 참조)는 것이다. As shown in FIG. 1, the basic concept of the drilling system for drilling described in this specification is that one end is coupled to the wedge-shaped drilling unit and the center rod is rotated to penetrate the inside in the longitudinal direction of the impact unit. The expansion blade to be expanded can be expanded (see Fig. 1b) or retracted to its original state (see Fig. 1a).
이하, 본 명세서에 개시된 기술의 실시예들을 차례로 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the technology disclosed herein will be described in detail in turn.
굴착 시스템drilling system
본 실시예에 의한 확공용 굴착 시스템은 전체적으로 도 1에서와 같은 2단 확공날 시스템으로 이루어진다. 동일한 기술적 사상을 유지하며 1단 또는 다단으로의 변경 적용함은 당업자에게 자명하다고 할 것이다. The excavation system for hole expansion according to the present embodiment is composed of a two-stage expansion blade system as shown in FIG. 1 as a whole. It will be obvious to those skilled in the art to maintain the same technical idea and apply changes to one stage or multiple stages.
도 1a 및 1b는 본 명세서에 개시된 기술의 일 실시예에 따른 굴착 시스템에 대한 개념도로서 (a) 확공 전 및 (b) 확공 후의 전체 시스템 상태를 나타내며, 도 2는 동 실시예에 따른 굴착 시스템의 전체 구성을 나타내고, 도 3은 도 2의 굴착 시스템의 분해도를 나타낸다. 1a and 1b are conceptual diagrams of a drilling system according to an embodiment of the technology disclosed herein, showing states of the entire system before (a) hole expansion and (b) after hole expansion, and FIG. 2 is a diagram of a drilling system according to the embodiment. Shows the overall configuration, Figure 3 shows an exploded view of the drilling system of Figure 2.
이러한 2단 확공날 굴착 시스템은 설명의 편의상 크게 5개의 기능적 부분인, 타격부(100), 확공부(200), 중심부(300), 굴착부(400) 및 확공조절기구(500)로 구성된다. 각 부분 별 상세도는 도 4 이하에 도시된다. For convenience of explanation, this two-stage hole expansion blade drilling system is largely composed of five functional parts: the
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 동 실시예에 의한 확공용 굴착 시스템은, 굴착 대상물과 접촉하도록 구성된 쐐기형 굴착부(400), 굴착부(400)에 굴착을 위한 타격을 전달하도록 구성된 타격부(100), 굴착부(400)에 일단이 결합되고 타격부의 내부를 관통하는 중심 봉(300), 중심 봉을 회전시키도록 구성된 확공조절기구(500) 및 중심 봉(300)의 회전에 의하여, 타격부(100)의 외경보다 반경방향 외측으로 더욱 돌출되는 제1 위치와 타격부(100)의 외경과 동일한 제2 위치 사이에서 이동 가능하도록 구성되는 복수의 확공날을 포함하는 확공부(200)를 포함한다.As shown in Figures 2 and 3, the excavation system for hole expansion according to the embodiment is configured to deliver a blow for excavation to the wedge-shaped
먼저 도 4는 일 실시예에 따른 굴착 시스템 중 타격부(100)을 나타낸다. 동 도면에 도시된 타격부는 하나의 단을 예시적으로 도시하였지만, 상단과 하단의 2단이 연결되는 구조로도 구성될 수 있으며 이러한 단의 개수는 굴착 깊이 등에 의하여 조절될 수 있다. First, Figure 4 shows the
타격부(100)는 외부 타공기(미도시)로부터 가해지는 힘을 직접적으로 받는 기능을 수행한다. 이는 예시적으로 실린더 형상으로 이루어질 수 있으며, 그 내부는 중공형으로 이루어져 회전이 가능한 중심 봉(300)이 삽입되도록 구성된다. 중심 봉(300)은 쐐기형 굴착부(400)에 일단이 결합되고 타격부(100)의 길이방향으로 내부를 관통하도록 배치되며, 회전은 후술하는 확공조절기구(500)와의 기어 관계에 의하여 수행된다. The
도 4에 도시된 바와 같이, 타격부(100)는 복수의 개구부(120)가 형성된 케이스(110)로 구성되고, 후술하는 확공부(200)를 구성하는 복수의 확공날(210)은 이러한 복수의 개구부(120)를 통해 수평으로 이동가능하게 된다. 이러한 확공날(210)의 결과적인 수평이동을 통하여 타격부 반경방향의 외부로 확공날(210)이 펼쳐지고(제1 위치로서 ‘확공 위치’로 명명될 수 있음) 또한 반경방향 내부로 확공날(210)이 다시 회수되는(제2 위치로서 ‘굴착 위치’로 명명될 수 있음) 작동이 가능하게 된다(도 1 참조).As shown in FIG. 4, the
선택적으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 타격부(100)는 상단부에 구멍(131)이 형성된 타격판(130)을 포함할 수 있으며, 그 아래에는 중심 봉(300)의 위치 및/또는 이동을 외부에서 관찰 가능하도록 구성된 슬릿(140)이 형성될 수도 있다. Optionally, as shown in FIG. 11 , the
도 3은 일 실시예에 따른 굴착 시스템 중 쐐기형 굴착부(400)와 중심 봉(300)이 결합된 상태를 또한 나타낸다.Figure 3 also shows a state in which the wedge-shaped
쐐기형 굴착부(400)는 굴착 대상물(가령, 지면)과 직접적으로 맞닿는 부위로서 굴착 진입의 용이성을 위해 쐐기 형상으로 구성된다. The wedge-shaped
중심 봉(300)은 예시적으로 세장형 실린더 형상으로 구성되며 일 선단은 쐐기형 굴착부(400)의 중심에 형성된 홈에 결합되어 확공용 굴착 시스템이 상하로 움직일 수 있도록 가이드 하는 역할을 한다. 중심 봉(300)은, 가령 굴착 상태에서는 슬릿(140)이 형성된 위치에서 돌출되지 않고 확공 상태에서는 슬릿(140)이 형성된 위치를 상회하여 돌출하도록 그 길이가 결정될 수도 있다. 한편, 도 1에 도시된 바와 같이 중심 봉(300)의 적어도 일부에는 나사산이 형성되어 있으며, 이러한 나사산은 확공조절기구(500)와 함께 작동가능하도록 형성되며 아울러 후술하는 확공부(200)의 센터 너트(220)과 함께 작동가능하도록 형성된다. The
이하, 도 5 내지 도 9를 참조하여 본 실시예에 의한 확공부(200)에 대해 설명한다. Hereinafter, the
확공부(200)는 타격부(100)의 케이스(110)에 형성된 개구부(120)와 구조적으로 매칭되도록 배열된다. The
확공부(200)는 중심 봉(200)과 중심에서 서로 나사 결합되도록 구성된 센터 너트(220)와, 센터 너트(220)를 구조적으로 외부에서 감싸도록 형성된 확공날(210)(도 5, 6 참조), 및 이들 센터 너트(220)와 확공날(210)의 연동을 가능하게 하는 핀(230)으로 구성된다. The
도 6, 7에 도시된 바와 같이, 센터 너트(220)는 전후면 각각에 형성된 한 쌍의 대칭형 대각의 가이드 홈(221)이 형성되어 있으며, 길이방향의 중심에는 중심 봉(200)과 나사 결합되도록 나사산(222)이 형성되어 있다. As shown in FIGS. 6 and 7, the
도 5, 6, 8에 도시된 바와 같이, 확공날(210)은 센터 너트(220)를 구조적으로 감싸도록 형성되어 있다. 한편, 이러한 확공날(210)은 동 실시예에서는 상단인 제1 단에서는 0도 180도의 위치에 형성되고 하단인 제2 단에서는 90도 270도의 위치에 형성되어 제1 단 확공부와 제2 단 확공부 각각을 구성하는 복수의 확공날이 축 방향에서 바라볼 때 서로 겹치지 않도록 배치된다. 다만, 필요에 따라서는 각도와 개수, 그리고 확공부 형성 단수가 변경될 수 있음을 이해할 것이다. As shown in FIGS. 5, 6, and 8, the
확공날(210)과 센터 너트(220) 사이의 연동은 도 5, 6, 9에 도시된 바와 같은 핀(230)에 의하여 가능하며, 핀(230)은 센터 너트(220)의 전후면에 형성된 대각의 가이드 홈(221)을 따라 이동가능하고 확공날(210)과 고정 결합되도록 구성된다. 동 실시예에서는 실린더 형상의 핀(230)으로 설명하였지만 이 또한 반드시 이에 한정되는 것은 아님을 이해할 것이다. Interlocking between the
이러한 연동은, 확공조절기구(500)에 의해 중심 봉(300)이 회전함에 따라 서로 나사 결합된 센터 너트(220)가 상하 이동하게 되고, 센터 너트(220)의 상하 이동은, 센터 너트(220)에 형성된 대각의 가이드 홈(221)을 따라 이동가능하고 확공날(210)과 고정 결합된 핀(230)의 대각방향 이동에 의해 확공날(210)을 반경방향으로 이동시키게 된다. In this linkage, as the
확공조절기구(500)는 확공날(210)의 확공 정도, 즉 확공날이 펼쳐지고 오므려지는 제1, 2위치를 결정하도록 중심 봉(300)을 회전시키는 기능을 한다. 한편, 도 10에는 타격부(100)의 타격판(130) 하부에 확공조절기구(500)가 설치되는 구성으로 도시하였으나 중심 봉(300)을 회전시킬 수 있는 한 이러한 설치위치 및 조절메커니즘은 충분히 변경가능하다. The hole expansion control mechanism 500 functions to rotate the
이러한 확공조절기구(500)는 외력에 의해 회전하도록 구성된 제1 기구(510)와, 제1 기구에 인가되는 회전력을 중심 봉(300)의 회전을 위한 구동력으로 변환하도록 구성된 제2 기구(520)를 포함한다. The hole expansion control mechanism 500 includes a
도 10에서와 같이, 예시적으로, 제1, 2 기구는 베벨기어를 포함할 수 있다. 제2 기구(520)와 중심 봉(300)은 일체형으로 구성될 수 있다. 따라서, 제1 기구(510)가 회전하면 제2 기구(520) 외주 면으로 회전력이 전달되고 이에 따라 제2 기구(520)와 결합 형성된 중심 봉(300)이 회전하게 된다. 10, illustratively, the first and second mechanisms may include bevel gears. The
굴착 시스템 작동 방법How a drilling system works
① 확공 전 굴착 작동 ① Excavation operation before expansion
앞서 설명한 본 실시예에 의한 굴착 시스템에 있어서, 확공조절기구(500)를 조절하여 확공날(210)이 완전히 오므림 된 위치인 굴착위치(제2위치)에 고정되도록 한다. 따라서 확공 전 타격부(100)의 직경과 동일한 직경으로 굴착 시에는 타격부(100)를 타격하여, 타격부(100)와 중심 봉(300)이 함께 이동하도록 하여 둘 사이의 상대이동이 발생되지 않도록 한다(도 1 (a) 참조). In the excavation system according to the present embodiment described above, the hole expansion control mechanism 500 is adjusted so that the
② 확공날 펼침/오므림 작동 ② Expanding/retracting operation of the enlargement blade
굴착 후 확공(또는 동시 작동)을 할 때는 확공조절기구(500)에 의하여 먼저 확공부(200)의 확공날이 반경방향으로 돌출 이동하도록 하여야 한다. When the hole expansion (or simultaneous operation) is performed after excavation, the expansion blade of the
가령, 땅 속에 구멍을 뚫는 중에 땅을 확공할 경우, 굴착기 상부에 있는 확공조절기구를 작동시켜 중심 봉을 회전시키고 센터 너트를 상하이동시켜 결과적으로 확공날을 펼쳐야 한다. 결과적으로 굴착기 상단에 위치한 확공조절기구의 회전 방향 및 중심 봉의 회전 방향에 따라 확공날을 펼치거나 오므릴 수 있는 제어가 가능하다.For example, when drilling a hole in the ground to expand the ground, the hole expansion control mechanism at the top of the excavator must be operated to rotate the center bar and move the center nut up and down to spread the hole expansion blade as a result. As a result, it is possible to control the expansion or contraction of the expansion blade according to the rotation direction of the expansion control mechanism located at the top of the excavator and the rotation direction of the central bar.
③ 확공/굴착과 동시에 파이프 삽입 작동 ③ Pipe insertion operation simultaneously with hole expansion/excavation
한편, 본 실시예의 굴착 시스템 및 이를 이용한 굴착 방법에 의하면 굴착/확공과 동시에 파이프 등의 배관을 땅속으로 삽입할 수 있으며, 이로 인하여 땅 속에 있는 가스상 물질을 파이프를 통한 즉각적인 수거가 가능하여 이들 가스가 외부로 노출되지 않도록 할 수 있다.On the other hand, according to the excavation system and the excavation method using the excavation system of the present embodiment, pipes such as pipes can be inserted into the ground simultaneously with excavation/hole expansion, and as a result, gaseous substances in the ground can be immediately collected through the pipe, and these gases It can be prevented from being exposed to the outside.
먼저, 확공용 굴착 시스템의 외경보다 큰 내경을 갖는 파이프(P) 내부에 시스템을 삽입한다. 이 때 파이프(P)가 상부 확공날(210)의 윗면에 위치하면 확공조절기구(500)를 약간 회전시켜 파이프가 굴착 시스템 아래로 빠지지 않도록 한다.First, the system is inserted into the pipe (P) having a larger inner diameter than the outer diameter of the drilling system for hole expansion. At this time, when the pipe P is located on the upper surface of the upper
이러한 상태가 유지된 상태에서 타격부(100)의 상판인 타격판(130)을 가격할 경우 확공용 굴착 시스템은 땅 속으로 삽입되고 확공/굴착과 동시에 파이프를 삽입할 수 있게 된다. 이와 같이 굴착/확공과 동시에 파이프 등의 배관을 땅속으로 삽입할 수 있게 된다. When hitting the hitting plate 130, which is the top plate of the hitting
④ 확공날 회수 작동④ Enlarged blade recovery operation
굴착 및 확공 후 확공용 시스템을 땅 밖으로 다시 위치시킬 때 확공날은 확장 이전의 위치로 회수되어야 한다. 이를 위해서는 앞서 설명한 바와 같이 확공조절기구(500)를 확공시의 회전방향과 반대방향으로 회전 및 고정시켜야 한다. After excavation and expansion, when relocating the system for expansion out of the ground, the expansion blade must be returned to the position before expansion. To this end, as described above, the hole expansion control mechanism 500 needs to be rotated and fixed in the opposite direction to the rotational direction during hole expansion.
이러한 확공날 회수 동작에 의하여 땅 속에 있는 물질이 외부로 노출되는 문제점을 해결할 수 있다. It is possible to solve the problem of exposing materials in the ground to the outside by such a retrieving operation.
이상, 본 명세서에 개시된 기술을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 기술의 기술적 사상은 상기 실시예들에 한정되지 않고, 본 명세서에 개시된 기술의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.In the above, the technology disclosed in this specification has been described in detail with preferred embodiments, but the technical spirit of the technology disclosed in this specification is not limited to the above embodiments, and within the scope of the technical spirit of the technology disclosed in this specification, the related art Various modifications and changes are possible by those skilled in the art.
100
타격부
200
확공부
210
확공날
220
센터 너트
230
핀
300
중심 봉
400
쐐기형 굴착부
500
확공조절기구100 strikes
200 expansion
210 Expansion Day
220 center nut
230 pin
300 central bar
400 wedge rig
500 air expansion control mechanism
Claims (10)
굴착 대상물과 접촉하도록 구성된 쐐기형 굴착부;
상기 쐐기형 굴착부에 일단이 결합되고 상기 타격부의 길이방향으로 내부를 관통하는 중심 봉;
상기 중심 봉을 회전시키도록 구성된 확공조절기구; 및
상기 중심 봉의 회전에 의하여, 상기 타격부의 외경보다 반경방향 외측으로 더욱 돌출되는 제1위치와 상기 타격부의 외경과 동일한 제2위치 사이의 구간 내에서 이동 가능하도록 구성되는 복수의 확공날을 포함하는 확공부를 포함하는,
확공용 굴착 시스템.
a striking unit configured to deliver blows for excavation;
A wedge-shaped drilling rig configured to contact the drilling object;
a central bar having one end coupled to the wedge-shaped drilling unit and penetrating the inside of the striking unit in the longitudinal direction;
a hole expansion control mechanism configured to rotate the center rod; and
Expansion including a plurality of expansion blades configured to be movable in a section between a first position protruding more radially outward than the outer diameter of the striking part and a second position equal to the outer diameter of the striking part by rotation of the center rod. including study,
Excavation system for drilling.
상기 타격부는 복수의 개구부를 포함하는 케이스를 포함하고,
상기 확공부를 구성하는 복수의 확공날은 상기 복수의 개구부를 통해 이동가능한,
확공용 굴착 시스템.
According to claim 1,
The striking part includes a case including a plurality of openings,
A plurality of expansion blades constituting the expansion part are movable through the plurality of openings,
Excavation system for drilling.
상기 확공부는 상기 중심 봉과 나사 결합되도록 구성된 센터 너트를 포함하고, 상기 중심 봉의 회전에 따라 나사 결합된 상기 센터 너트가 상하 이동하게 되고 상기 센터 너트의 상하 이동은 상기 확공날의 반경방향으로의 제1, 2 이동을 야기하는,
확공용 굴착 시스템.
According to claim 1,
The expansion part includes a center nut configured to be screwed with the center rod, and the screwed center nut moves up and down according to the rotation of the center rod, and the up and down movement of the center nut is performed in a radial direction of the expansion blade. 1, 2 causing movement,
Excavation system for drilling.
상기 센터 너트는 일면에 형성된 한 쌍의 대각의 가이드 홈, 및 상기 대각의 가이드 홈을 따라 이동가능하고 상기 확공날과 고정 결합되도록 구성된 핀을 포함하는,
확공용 굴착 시스템.
According to claim 3,
The center nut includes a pair of diagonal guide grooves formed on one surface, and a pin movable along the diagonal guide grooves and configured to be fixedly coupled with the enlargement blade.
Excavation system for drilling.
상기 확공부는 상기 타격부의 길이방향으로 제1 단 확공부와 제2 단 확공부를 포함하는,
확공용 굴착 시스템.
According to claim 1,
The expansion part includes a first end expansion part and a second end expansion part in the longitudinal direction of the striking part,
Excavation system for drilling.
상기 제1 단 확공부와 상기 제2 단 확공부 각각을 구성하는 복수의 확공날은 상기 중심 봉의 축 방향에서 바라볼 때 서로 겹치지 않도록 배치되는, 확공용 굴착 시스템.
According to claim 5,
The plurality of expansion blades constituting each of the first stage expansion unit and the second stage expansion unit are arranged so as not to overlap each other when viewed in the axial direction of the center rod, drilling system for expansion.
상기 확공조절기구는,
외력에 의해 회전하도록 구성된 제1 기구; 및
상기 제1 기구에 인가되는 회전력을 상기 중심 봉의 회전을 위한 구동력으로 변환하도록 구성된 제2 기구를 포함하는,
확공용 굴착 시스템.
According to claim 1,
The expansion control mechanism,
a first mechanism configured to rotate by an external force; and
And a second mechanism configured to convert the rotational force applied to the first mechanism into a driving force for rotation of the center rod.
Excavation system for drilling.
상기 제1 및 제2 기구는 베벨기어를 포함하고,
상기 제2 기구는, 상기 제1 기구의 회전력을 전달받도록 구성된 외주면과, 상기 중심 봉과 결합되어 회전 시 중심 봉에 회전력을 전달하도록 구성된,
확공용 굴착 시스템.
According to claim 7,
The first and second mechanisms include bevel gears,
The second mechanism is coupled to the outer circumferential surface configured to receive the rotational force of the first mechanism and the central rod to transmit rotational force to the central rod during rotation,
Excavation system for drilling.
제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 의한 확공용 굴착 시스템을 준비하는 단계;
상기 확공날을 상기 제2 위치로 이동시킨 상태에서 상기 타격부에 타격을 인가하는 단계;
상기 확공조절기구를 통해 상기 확공날을 상기 제1 위치로 이동시킨 후 굴착 및/또는 확공을 수행하는 단계; 및
상기 확공날을 상기 제2 위치로 이동시킨 상태에서 상기 확공용 굴착 시스템을 퇴거시키는 단계를 포함하는,
굴착 및 확공 동시 수행 방법.
As a method of simultaneous excavation and expansion,
Preparing a drilling system for hole expansion according to any one of claims 1 to 8;
applying a blow to the striking unit in a state in which the enlargement blade is moved to the second position;
performing excavation and/or hole expansion after moving the hole expansion blade to the first position through the hole expansion control mechanism; and
Including the step of withdrawing the drilling system for drilling in a state in which the drilling blade is moved to the second position,
Simultaneous excavation and expansion method.
제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 의한 확공용 굴착 시스템의 외경보다 큰 내경을 갖는 파이프 내부에 상기 굴착 시스템을 삽입하는 단계;
상기 파이프가 확공날의 상면에 위치하면 상기 확공조절기구를 통해 상기 확공날을 상기 제1 위치로 이동시켜, 상기 파이프가 상기 굴착 시스템 아래로 빠지지 않도록 하는 단계;
이러한 상태가 유지된 상태에서 타격부를 가격하여 상기 굴착 시스템을 땅 속으로 삽입하여 확공/굴착과 동시에 파이프를 삽입하는 단계; 및
상기 확공날을 상기 제2 위치로 이동시킨 상태에서 상기 확공용 굴착 시스템을 퇴거시키는 단계를 포함하는,
굴착과 확공 및 파이프 동시 매설 방법.
As a method of excavation, expansion and simultaneous burial of pipes,
Inserting the drilling system into a pipe having an inner diameter larger than the outer diameter of the drilling system for hole expansion according to any one of claims 1 to 8;
moving the hole expansion blade to the first position through the hole expansion control mechanism when the pipe is located on the upper surface of the hole expansion blade, so that the pipe does not fall under the drilling system;
Inserting the pipe at the same time as opening/excavating by inserting the drilling system into the ground by hitting the impact unit while maintaining this state; and
Including the step of withdrawing the drilling system for drilling in a state in which the drilling blade is moved to the second position,
Simultaneous excavation, expansion and pipe burial method.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |