KR100225475B1

KR100225475B1 - Waterjet sloter for the stone quarrying

Info

Publication number: KR100225475B1
Application number: KR1019970007435A
Authority: KR
Inventors: 권광수; 한공창; 선우촌; 최병희
Original assignee: 이경운; 한국자원연구소
Priority date: 1997-03-06
Filing date: 1997-03-06
Publication date: 1999-10-15
Also published as: KR19980072547A

Abstract

본 발명의 목적은 화강석, 대리석등과 같은 석재 자원을 보다 효율적으로 채취, 절단하기 위한 채석용 워터 제트 슬로터에 관한 것으로, 특히, 워터 제트(waterjet) 시스템을 통해 생성된 고압수를 이용하여 암석 절단을 위해 암반에 슬롯을 형성할 수 있도록 하는 채석용 워터 제트 슬로터에 관한 것이다.An object of the present invention relates to a water jet slotter for quarrying to collect and cut stone resources such as granite, marble, etc. more efficiently, and in particular, rock cutting using high pressure water generated through a water jet system. The present invention relates to a water jet slotter for quarrying, which makes it possible to form slots in rock.

본 발명의 구성은 노즐 진동 모터(1)의 회전 운동이 편심축(2)에 장착된 원동 룰러(3a)에 가해짐과 동시에 이에 맞물린 종동 롤러(3b)를 통해 척 어셈블리(5)로 전달되면 이 척 어셈블리(5)가 받는 힘이 진동 쿠션 우레탄(4)에도 가해지고, 이 진동 쿠션 우레탄(4)은 힘을 받으면 복원력을 발생시켜 역으로 척 어셈블리(5)에 반대 방향의 힘을 가하는 것을 반복하면서 척 어셈블리(5)에 결합된 제트 랜스(6)가 진동되도록 하며, 고압 펌프에서 생성된 고압수가 고압관을 통해 제트 랜스(6)와 분사 노즐(7)을 통해 대상 암석에 분사되게 하는 것이다.According to the configuration of the present invention, when the rotational movement of the nozzle vibration motor 1 is applied to the driving ruler 3a mounted on the eccentric shaft 2 and transmitted to the chuck assembly 5 through the driven roller 3b engaged therewith, The force exerted by the chuck assembly 5 is applied to the vibration cushion urethane 4, and the vibration cushion urethane 4 generates a restoring force upon receiving the force, and conversely, applies the force in the opposite direction to the chuck assembly 5. Repeatedly causes the jet lance 6 coupled to the chuck assembly 5 to vibrate, allowing the high pressure water generated by the high pressure pump to be injected into the target rock through the jet lance 6 and the spray nozzle 7 through the high pressure tube. will be.

Description

Quarry Water Jet Slotter

본 발명은 화강석, 대리석등과 같은 석재 자원을 보다 효율적으로 채취, 절단하기 위한 채석용 워터 제트 슬로터에 관한 것으로, 특히, 워터 제트(waterjet) 시스템을 통해 생성된 고압수를 이용하여 암석 절단을 위해 암반에 슬롯을 형성할 수 있도록 하는 채석용 워터 제트 슬로터에 관한 것이다.The present invention relates to a water jet slotter for quarrying to collect and cut stone resources such as granite and marble more efficiently. Particularly, the present invention relates to a rock for cutting rocks using high pressure water generated through a water jet system. The present invention relates to a water jet slotter for quarrying which allows for the formation of slots in the.

일반적으로 워터 제트 시스템은 고압 펌프를 이용하여 유체를 압축한 후 이를 노즐을 통해 분사시켜 각종 재료를 절단,제거하는 용도의 시스템으로서, 최대분사압력은 약 400 MPa 정도이며, 이때의 분사수류의 속도는 마하(Mach) 3 정도의 초음속에 이른다.In general, a water jet system is a system for cutting and removing various materials by compressing a fluid by using a high pressure pump and spraying it through a nozzle. The maximum injection pressure is about 400 MPa, and the speed of jet flow is Reaches a supersonic speed of about Mach 3.

이러한 워터 제트 시스템은 1968년 최초로 등장한 이래 장비의 개발 및 응용 분야가 급속히 확대되고 있으며, 현재 워터제트 시스템이 사용되고 있는 대표적인 응용분야로는 1) 암석이나 금속, 플라스틱 등 각종 재료의 절단, 천공, 밀링 등과 같은 절단 및 가공 분야, 2) 코팅의 제거, 선박과 같은 금속 표면의 녹이나 부착물의 제거 등과 같은 클리닝 분야, 3) 채탄, 채광, 터널 굴착의 보조 수단 등과 같은 광산 및 터널 응용 분야가 있다. 특히, 워터 제트 장비를 채석작업에 적용 하려는 시도가 기술 선진국들을 중심으로 전개되고 있는 추세이다.Since the water jet system was first introduced in 1968, the development and application of the equipment has been rapidly expanding. Typical applications for water jet systems include: 1) cutting, drilling and milling various materials such as rock, metal and plastic. Cutting and processing applications such as 2) cleaning applications such as removal of coatings, rust or deposits on metal surfaces such as ships, and 3) mining and tunnel applications such as coal mining, mining, and auxiliary means for tunneling. In particular, attempts to apply water jet equipment to quarrying have been developed around technologically advanced countries.

종래 워터 제트 시스템의 채석응용에서는 원석을 채취하거나 대규모 블록을 조성하기 위해 암반중에 필요로 하는 심도와 방향을 갖는 슬롯을 절단할 수 있어야 하는데, 이러한 종래의 워터제트 시스템에서 분사노즐과 절단대상 재료면 사이의 이격거리가 점차 증가하게 되면 절단심도는 점차 감소하게 되고, 임의의 한계수준 이상으로 이격거리가 증가하면 재료는 더 이상 절단되지 않는다. 이러한 경우 다중 행정 방식을 채택하더라도 이와 같은 현상은 마찬가지로 발생하는데, 그 이유는 행정수가 증가하게 되면 절단심도가 더 이상 증가하지 않는 한계에 도달하기 때문이다.Quarrying applications of conventional water jet systems should be able to cut slots with the depth and direction needed in the rock to collect raw stones or form large blocks. As the separation distance increases gradually, the depth of cut decreases gradually, and when the separation distance increases beyond a certain limit, the material is no longer cut. In this case, even if the multi-stroke method is adopted, the same phenomenon occurs as the number of strokes increases, reaching the limit that the depth of cut no longer increases.

따라서 워터 제트를 이용하여 암석에 깊은 심도의 슬롯을 절단하기 위해서는 어떤 심도에서도 항상 일정한 이격거리를 유지할 수 있어야 하는데, 만일 일정한 이격거리만 유지된다면 이론적으로는 필요한 어떤 심도의 슬롯이라도 절단할 수 있게 된다.Therefore, in order to cut a deep slot in a rock using a water jet, it should always be able to maintain a constant distance at any depth. If only a constant distance is maintained, theoretically, a slot of any depth can be cut. .

일정한 이격거리를 유지하기 위해서는 분사 노즐이 대상재료중에 형성된 슬롯속으로 진입할 수 있어야 하며, 따라서 노즐이 진입할 수 있을 정도로 충분한 폭을 가진 슬롯을 절단할 수 있는 장치가 요구되는 것으로, 넓은 폭의 슬롯을 절단하기 위해서는 분사 노즐의 회전운동이나 회전식 진동 운동 혹은 진동 운동을 일으키는 메카니즘을 구현할 필요가 있는 것이다. 회전운동의 경우에는 고압용 스위벨(swivel)에 내재하는 누수 문제가 예상되며 이는 장치의 실용성과 경제성을 저하시킬 소지가 있는 것이다. 회전식 진동운동의 경우에는 누수 문제는 없으나 분사노즐을 장착한 고압호스의 비틀림이 예상되므로 여기에 적합한 고압용 부품을 조달할 필요성이 대두된다.In order to maintain a constant separation distance, the injection nozzle must be able to enter the slot formed in the target material, and therefore, a device capable of cutting a slot having a width sufficient to enter the nozzle is required. In order to cut the slot, it is necessary to implement a mechanism for causing the rotational motion, the rotary vibration motion or the vibration motion of the injection nozzle. In the case of rotational movement, the leakage problem inherent in the high-pressure swivel is expected, which may deteriorate the practicality and economical efficiency of the device. In the case of rotary vibration, there is no leakage problem, but since the torsion of the high pressure hose equipped with the injection nozzle is expected, there is a need for procuring suitable high pressure parts.

그리고 국내 대부분의 채석장에서는 주로 제트 버너, 천공 및 발파, 다이아몬드 와이어 등을 이용한 채석법을 중심으로 원석을 생산하고 있는 실정으로, 원석 채취에 있어 발파법은 그 단순성과 경제성으로 가장 유력한 방법으로 볼 수 있으나 대규모 블록을 조성하기 위해 장공 발파를 사용하는 경우에는 암반내에 크랙을 발생시키는 단점이 있는 것이다. 제트 버너의 경우에는 140 dB을 능가하는 소음 수준으로 인한 환경 여건상의 제약, 100 mm 정도의 넓은 절단폭에 의한 원석 손실, 발생되는 열에 의한 암반의 열변형 등의 문제점을 안고 있는 것이다.And most of the quarry in Korea is producing the raw material mainly in the quarrying method using jet burner, drilling and blasting, diamond wire, etc., and the blasting method can be seen as the most promising method for its simplicity and economic efficiency. However, when using long blasting to form large blocks, there is a disadvantage in that cracks are generated in the rock. In the case of jet burners, there are problems such as environmental limitations due to noise levels exceeding 140 dB, loss of gemstones due to a wide cutting width of about 100 mm, and thermal deformation of rocks by heat generated.

본 발명은 상기와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 제1의 목적은 누수 문제 및 고압용 부품을 별도로 제작할 필요가 없는 진동식 운동 메커니즘을 적용한 채석용 워터 제트 슬로터를 제공하는 것이다.The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and a first object thereof is to provide a water jet slotter for quarrying employing a vibrating motion mechanism that does not need to separately manufacture a leakage problem and a high-pressure part.

본 발명의 제2의 목적은 현장 적용성을 고려하여 되도록 단순하면서도 안정적인 기계적 메커니즘으로 진동 운동을 구현할 수 있는 채석용 워터 제트 슬로터를 제공함에 있다.It is a second object of the present invention to provide a quarrying water jet slotter capable of realizing vibratory motion with a simple and stable mechanical mechanism in consideration of field applicability.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 노즐 진동 모터의 회전 운동이 편심축에 장착된 원동 롤러에 가해짐과 동시에 이에 맞물린 종동 롤러를 통해 척 어셈블리로 전달되면 이 척 어셈블리가 받는 힘이 진동 쿠션 우레탄에도 가해지고, 이 진동 쿠션 우레탄은 힘을 받으면 복원력을 발생시켜 역으로 척 어셈블리에 반대 방향의 힘을 가하는 것을 반복하면서 척 어셈블리에 결합된 제트 랜스가 진동 되도록 하며, 고압 펌프에서 생성된 고압수가 고압관을 통해 제트 랜스와 분사 노즐을 통해 대상 암석에 분사되게 하는 채석용 워터 제트 슬로터를 제공함에 의해 달성된다.According to the present invention, when the rotary motion of the nozzle vibrating motor is applied to the driving roller mounted on the eccentric shaft and transmitted to the chuck assembly through the driven roller engaged therewith, the force received by the chuck assembly is a vibration cushion. It is also applied to urethane, and this vibration cushion urethane generates a restoring force under the force, which in turn causes the jet lance coupled to the chuck assembly to vibrate while repeating the application of the force in the opposite direction to the chuck assembly, and the high pressure water generated by the high pressure pump This is accomplished by providing a quarry water jet slotter that is jetted through the high pressure pipe through the jet lance and the spray nozzle into the target rock.

제1도는 본 발명의 정면 예시도.1 is a front view of the present invention.

제2도는 본 발명에 따른 노즐 진동 장치의 사시도.2 is a perspective view of a nozzle vibration device according to the present invention.

제3도는 본 발명에 따른 분사수의 궤적도.3 is a trajectory diagram of the injection water according to the present invention.

제4도는 본 발명에 따른 노즐의 운동을 보인 개략도 이다.4 is a schematic view showing the movement of the nozzle according to the present invention.

＊ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＊ Explanation of symbols on main parts of drawing

1 : 노즐 진동 모터 2 : 편심축1: nozzle vibration motor 2: eccentric shaft

3a, 3b : 롤러 6 : 제트 랜스3a, 3b: Roller 6: Jet Lance

7 : 분사 노즐 8 : 수평 이송 모터7: injection nozzle 8: horizontal feed motor

9 : 가이드 레일 10 : 수직 이송 모터9: guide rail 10: vertical feed motor

11 : 헬리컬 기어 12 : 프레임11: helical gear 12: frame

14 : 앵커 볼트 16 : 암석14: anchor bolt 16: rock

A : 진폭 a : 진동각A: amplitude a: vibration angle

b : 분사각 s : 이격 거리b: injection angle s: separation distance

w : 절단폭w: cutting width

본 발명은 앵커 볼트(14)등의 고정 수단에 의해 암석에 고정시킨 후 대상 암석에 슬롯을 형성시키는 채석용 워터 제트 슬로터에 있어서, 절단하고자 하는 슬롯을 따라 고압수를 분사하는 분사 노즐(7)을 장착하여 진동시키는 노즐 진동 장치(18)와; 프레임(12)에 설치된 노즐 진동 장치(18)를 회전에 의해 가이드 레일(9)을 따라 수평 방향으로 이동되는 수평 이송 모터(8)와; 헬리컬 기어(11)를 통해 지지 프레임(12)을 수직 방향으로 이동시키는 이송장치와; 이들 노즐 진동 장치(18)와 이송장치의 운동을 제어하도록 자동 및 수동 모드를 가지는 제어시스템으로 구성하되,According to the present invention, in the quarry water jet slotter, which is fixed to the rock by fixing means such as anchor bolts 14, and then forms slots in the target rock, an injection nozzle 7 for injecting high pressure water along the slot to be cut is provided. A nozzle vibration device (18) for mounting and vibrating; A horizontal feed motor 8 which moves in the horizontal direction along the guide rail 9 by rotating the nozzle vibrator 18 provided in the frame 12; A transfer device for moving the support frame 12 in the vertical direction through the helical gear 11; Consists of a control system having an automatic and a manual mode to control the movement of the nozzle vibration device 18 and the conveying device,

상기 노즐 진동 장치(18)는 편심축(2)에 회전력을 제공하여 편심축이 한 방향으로 단속적인 힘을 전환하도록 회전력을 제공하는 노즐 진동 모터(1)와, 편심축(2)에 장착된 원동 롤러(3a)와 연동된 종동 롤러(3b)를 통해 한 방향으로 단속적인 힘을 전달받는 척 어셈블리(5)와, 이 척 어셈블리(5)가 받는 힘을 동시에 하부에서 받음과 동시에 복원력을 발생시켜 역으로 척 어셈블리(5)에 반대 방향의 힘을 가하여 척 어셈블리 (5)에 물려 있는 제트 랜스(6)가 진동하도록 하는 하부의 진동 쿠션 우레탄(4)이 결합되어 진동 작동하는 것을 특징으로 한다.The nozzle vibration device 18 is provided on the eccentric shaft (2) and the nozzle vibration motor (1) for providing a rotational force to provide a rotational force to the eccentric shaft (2) to switch the intermittent force in one direction The chuck assembly 5 receives an intermittent force in one direction through the driven roller 3b linked with the prime roller 3a, and simultaneously receives the force received by the chuck assembly 5 from the bottom and generates a restoring force. It is characterized in that the vibration cushion urethane (4) of the lower portion to vibrate the jet lance (6) bite in the chuck assembly (5) by applying a force in the opposite direction to the chuck assembly (5) inversely coupled to the vibration operation .

이하 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 구체적으로 설명하겠다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

제1도 및 제2도에는 본 발명에 따른 채석용 워터 제트 슬로터가 도시되어 있는데, 이 채석용 워터 제트 슬로터는 제1도 도시와 같이 슬로터 자체는 단순히 하나의 이송 시스템으로서 절단하고자 하는 슬롯을 따라 고압수 분사 노즐(7)을 장착하고 있는 노즐 진동 장치(18)를 수직 및 수평 방향으로 이동시키는 이송장치와 이들의 운동을 제어하기 위한 제어시스템(도시 없음)으로 구성된다.1 and 2 show a water jet slotter for quarrying according to the present invention, the water jet slotter for quarrying as shown in FIG. It consists of the conveying apparatus which moves the nozzle vibrator 18 which mounts the injection nozzle 7 in a vertical and horizontal direction, and a control system (not shown) for controlling these movements.

상기 노즐 진동 장치(18)는 지지 프레임(12)에 설치되어 있으며, 수평 이송 모터(8)의 회전에 의해 가이드 레일(9)을 따라 수평 방향으로 이동된다. 수직 이송 모터(10)는 헬리컬 기어(11)를 통해 지지 프레임(12)을 수직 방향으로 이동시키며, 이에 따라 프레임(12)에 설치된 노즐 진동 장치(18)가 수직 이동하게 된다.The nozzle vibration device 18 is installed in the support frame 12 and is moved in the horizontal direction along the guide rail 9 by the rotation of the horizontal feed motor 8. The vertical feed motor 10 moves the support frame 12 in the vertical direction through the helical gear 11, thereby moving the nozzle vibration device 18 installed in the frame 12 vertically.

한편 고압 펌프(도시하지 않음))에 의해 생성된 고압수는 고압관(도시 번호없음)을 따라 운송되어 와서 제트 랜스(jet lance)(6)와 분사 노즐(7)을 차례로 지나 대상 암석(1)에 분사되며, 이때 노즐 진동 장치(18)의 진동 운동에 의해 넓은 폭의 슬롯을 절삭하게 된다.On the other hand, the high pressure water generated by the high pressure pump (not shown) is transported along the high pressure pipe (not shown), and then passes through the jet lance 6 and the spray nozzle 7 in order. ), And the slot of the wide width is cut by the vibrating movement of the nozzle vibrator 18.

상기 노즐 진동 장치(18)는 제2도 도시와 같이 분사 노즐(7)의 진동 운동을 일으키는 부분으로서 개발된 슬로터의 핵심이다. 이 노즐 진동 장치(18)는 가이드 레일 (9) 상에 위치하고, 분사 노즐(7)이 달린 제트 랜스(6)를 장착하며, 분사 노즐(7)의 진동 및 수평 이동을 담당하는 부분이다.The nozzle vibration device 18 is the core of the slotter developed as part of causing the vibrating movement of the injection nozzle 7 as shown in FIG. This nozzle vibrator 18 is located on the guide rail 9, mounts a jet lance 6 with an injection nozzle 7, and is a part responsible for vibration and horizontal movement of the injection nozzle 7.

분사 노즐(7)의 수평 이동은 수평 이송 모터(8)의 회전에 의해 진동 장치부 자체를 가이드 레일(9) 상에서 이동시키고 있다. 이 분사 노즐(7)의 진동 운동을 구현하기 위해 사용되는 메커니즘은 다음과 같다.The horizontal movement of the injection nozzle 7 is moving the vibrating device part itself on the guide rail 9 by the rotation of the horizontal feed motor 8. The mechanism used to implement the vibrating motion of this injection nozzle 7 is as follows.

먼저 노즐 진동 모터(1)의 회전 운동을 편심축(2)에 의해 한 방향으로의 단속적인 힘으로 전환되고, 이 힘은 편심축(2)에 장착된 원동 롤러(3a)에 가해지며, 다시 종동 롤러(3b)를 통해 척 어셈블리(5)로 전달된다.First, the rotational movement of the nozzle vibration motor 1 is converted into an intermittent force in one direction by the eccentric shaft 2, which is applied to the driving roller 3a mounted on the eccentric shaft 2, again. It is transmitted to the chuck assembly 5 through the driven roller 3b.

상기 척 어셈블리(5)가 받는 힘은 동시에 하부의 진동 쿠션 우레탄(4)에도 가해지게 되고, 우레탄(4)은 힘을 받으면 복원력을 발생시켜 역으로 척 어셈블리(5)에 반대 방향의 힘을 가하게 되며, 이 과정이 반복되면서 척 어셈블리(5)에 물려 있는 제트 랜스(6)가 진동하게 되는 것이다.The force received by the chuck assembly 5 is also applied to the lower vibration cushion urethane 4 at the same time, and the urethane 4 generates a restoring force upon receiving the force, thereby inversely applying a force in the opposite direction to the chuck assembly 5. As the process is repeated, the jet lance 6 held in the chuck assembly 5 vibrates.

상기 원동 롤러(3a) 및 종동 롤러(3b)는 힘이 전달되는 과정에서 발생하는 부품의 마모를 최소화하고, 힘의 전달을 고르게 하기 위한 것으로, 척 어셈블리(5)는 고압용 제트 랜스(6)가 마모나 변형 등을 일으키지 않도록 적절히 죄여 고정하는 기능도 수행하게 된다.The driving roller (3a) and the driven roller (3b) is to minimize the wear of the components generated in the process of transmitting the force, to evenly transfer the force, the chuck assembly (5) is a high pressure jet lance (6) It also performs the function of fastening and tightening properly so as not to cause wear or deformation.

한편 본 발명에 따른 슬로터에서는 종동 롤러(3b)를 기준으로 제트 랜스(6)하부의 진동 운동이 제트 랜스(6) 상부에 대해 거의 구속을 주지 않기 때문에 제트 랜스(6)상부 끝에 고압수 입력 호스를 자유로이 장착할 수 있는 것이다.On the other hand, in the slotter according to the present invention, since the vibrating motion of the lower part of the jet lance 6 with respect to the driven roller 3b hardly restrains the upper part of the jet lance 6, the high-pressure water input hose is provided at the upper end of the jet lance 6. Can be mounted freely.

이러한 분사 노즐(7)의 진동 주파수는 최대 30 Hz(cycle/sec)이다.The vibration frequency of this injection nozzle 7 is up to 30 Hz (cycle / sec).

상기 이송 모터(8,10)는 노즐 진동 장치(18)를 수직 및 수평 방향으로 이동시키는 기능을 수행하고, 채석 현장의 조건에 따라 압축 공기나 전기를 동력원으로 사용하게 된다.The transfer motors 8 and 10 perform the function of moving the nozzle vibrator 18 in the vertical and horizontal directions, and use compressed air or electricity as a power source according to the conditions of the quarrying site.

절단 성능의 측면에서 볼 때 이송 모터(8)는 수평 방향에서 최대 수백 mm/sec 정도의 속도들 지녀야 경제성이 있는 것이다. 이러한 슬로터에서는 여건상 전기 모터를 채택하여 수평 방향 최대 이송 속도를 300 mm/sec로 하였으며, 수평 및 수직 방향에서의 최대 이동 거리는 현장 조건 및 채석 규모에 따라 가이드 레일(9)의 길이를 조절하여 제어할 수 있는 것이다.In terms of cutting performance, the feed motor 8 is economical only at speeds of up to several hundred mm / sec in the horizontal direction. In these slotters, the electric motor is used to adjust the maximum feed speed in the horizontal direction to 300 mm / sec. You can do it.

상기 제어 시스템은 노즐 진동 장치(18)의 수평 및 수직 이동과 분사 노즐(7)의 진동 운동을 제어하는 것으로, 자동 및 수동 모드에서 작동할 수 있는 것이다. 자동 모드에서는 노즐 진동 장치(18)가 행정의 끝에 도달하면 스톱 스위치에 의해 이동 방향이 바뀌며 입력된 단계별 하강치에 따라 노즐 진동 장치(18)가 하강하고, 자동적으로 다음 행정을 시작하게 된다.The control system controls the horizontal and vertical movement of the nozzle vibrator 18 and the vibratory movement of the spray nozzle 7, which can operate in automatic and manual modes. In the automatic mode, when the nozzle vibrator 18 reaches the end of the stroke, the movement direction is changed by the stop switch, and the nozzle vibrator 18 descends according to the step-by-step falling value input, and automatically starts the next stroke.

수동 모드에서는 각 행정의 끝에서 수직 및 수평 이동을 직접 제어하게 되는 것으로, 현 시스템에서는 행정수의 제어가 불가능하나 수동 모드에서 임의로 하강치를 주지 않음으로써 다중 행정을 구현할 수 있는 것이다. 상기 제트 랜스(6)의 직경은 14 mm 이나 현장 조건이나 필요에 따라 그 직경과 길이를 변화될 수 있는 것이다.In manual mode, vertical and horizontal movements are directly controlled at the end of each stroke. In the current system, it is impossible to control the number of strokes, but in the manual mode, multiple strokes can be realized by not giving a fall value arbitrarily. The diameter of the jet lance 6 is 14 mm but can vary in diameter and length depending on site conditions or needs.

본 발명에 따른 슬로터는 분사 노즐(7)의 진동 운동을 일으켜 분사 노즐(7)이 충분히 진입할 수 있을 정도로 넓은 폭의 슬롯을 절단하는 것으로, 일정한 진폭으로 진동하는 두 개의 분사수는 절단하려는 슬롯을 구성하는 암석 재료을 완전히 제거할 수 있는 것이다.The slotter according to the present invention causes the vibration of the injection nozzle 7 to cut a slot wide enough to allow the injection nozzle 7 to fully enter. It is possible to completely remove the rock material constituting the.

제3도 도시와 같이 2개의 분사수를 가진 분사 노즐이 재료의 표면에 형성하는 궤적을 평면도상에서 개략적으로 보여주고 있는 것으로, 점선은 First Angled Jet 이고, 실선은 Second Angled Jet 이며, Vf 는 Traverse Velocity(mm/sec), Vt 는 Linear(Traverse) Velocity of Jet(mm/sec) 이다.As shown in FIG. 3, a top view schematically shows a trajectory of two sprayed water nozzles formed on the surface of a material, as shown in FIG. 3. The dotted line is First Angled Jet, the solid line is Second Angled Jet, and Vf is Traverse Velocity. (mm / sec), Vt is Linear (Traverse) Velocity of Jet (mm / sec).

한편 제4도는 분사 노즐(7)의 진동 운동에 대한 개념을 입체적으로 표현하였으며, 분사 노즐(7)의 진동 방향, 이동 방향, 진동각(a), 분사각(b), 이격 거리 (s), 진폭(A) 등을 나타내었다.Meanwhile, FIG. 4 is a three-dimensional concept of the vibrating motion of the injection nozzle 7. The vibration direction, the moving direction, the vibration angle (a), the injection angle (b), and the separation distance (s) of the injection nozzle 7 are three-dimensionally expressed. , Amplitude (A) and the like.

여기서는 분사 노즐(7)의 진동 방향이 이동 방향에 대해 직각인 경우를 보여주고 있으나 실제로는 분사 노즐(7)의 진동 방향은 이동 방향에 대해 임의의 각도를 가질 수 있는 것으로, 특히, 진동식 분사 노즐의 경우에는 이격 거리가 짧은 경우 진폭이 분사 노즐의 직경 보다 작아져서 이런 경우에는 노즐이 진입이 불가능해진다. 따라서, 진동식 분사 노즐의 경우에는 적절한 최소 이격 거리가 요구되는 것이다.Here, the vibration direction of the injection nozzle 7 is shown to be perpendicular to the movement direction, but in practice, the vibration direction of the injection nozzle 7 may have an arbitrary angle with respect to the movement direction. In the case of, the amplitude is smaller than the diameter of the injection nozzle when the separation distance is short, so that the nozzle cannot be entered in this case. Therefore, in the case of a vibrating spray nozzle, an appropriate minimum separation distance is required.

분사 노즐의 진입을 위하여 넓은 폭의 슬롯이 요구되기는 하지만 지나치게 넓은 슬롯을 절단하는 것은 과도한 에너지의 소비와 원석의 손실을 초래할 수 있어 적당한 폭의 슬롯을 얻기 위한 가장 좋은 방법으로 분사 노즐의 운동 형태에 따라 적절한 분사각과 이격 거리를 설정하여 노즐의 폭보다 넓은 슬롯을 생성시키는 것이다.Although wide slots are required for the entry of the jet nozzle, cutting too wide a slot can result in excessive energy consumption and loss of gemstones. Therefore, by setting the proper injection angle and the separation distance to create a slot wider than the width of the nozzle.

따라서 분사 노즐은 되도록 직경이 작아야 하며 적절한 분사각을 가진 분사 노즐을 사용하는 것이 바람직한 것으로, 45°정도의 분사각(jet angle)을 갖는 분사 노즐을 채택하는 것이 바람직하다.Therefore, the injection nozzle should be as small as possible and preferably use an injection nozzle having an appropriate injection angle, and it is preferable to adopt an injection nozzle having a jet angle of about 45 °.

다시 설명하면 노즐 진동 모터(1)의 회전 운동이 편심축(2)에 장착된 원동롤러 (3a)에 가해짐과 동시에 이에 맞물린 종동 롤러(3b)를 통해 척 어셈블리(5)로 전달되면 이 척 어셈블리(5)가 받는 힘이 진동 쿠션 우레탄(4)에도 가해지고, 이 진동 쿠션 우레탄(4)은 힘을 받으면 복원력을 발생시켜 역으로 척 어셈블리(5)에 반대 방향의 힘을 가하는 것을 반복하면서 척 어셈블리(5)에 결합된 제트 랜스(6)가 진동되도록 하며, 고압 펌프에서 생성된 고압수가 고압관을 통해 제트 랜스(6)와 분사 노즐(7)을 통해 대상 암석에 분사되게 하는 것이다.In other words, when the rotational movement of the nozzle vibration motor 1 is applied to the motive roller 3a mounted on the eccentric shaft 2 and transmitted to the chuck assembly 5 through the driven roller 3b engaged therewith, this chuck The force exerted by the assembly 5 is also applied to the vibration cushion urethane 4, and the vibration cushion urethane 4 generates a restoring force upon receiving the force and conversely repeats applying the force in the opposite direction to the chuck assembly 5 while being reversed. The jet lance 6 coupled to the chuck assembly 5 is vibrated, and the high pressure water generated in the high pressure pump is sprayed to the target rock through the jet lance 6 and the injection nozzle 7 through the high pressure pipe.

첨부된 도면중 미설명 부호 14는 앵커 볼트로서 슬로터를 암반면에 고정하는 기능을 하는 부품이다.In the accompanying drawings, reference numeral 14 denotes a component that functions to secure the slotter to the rock surface as an anchor bolt.

그러면 효과에 관해 설명하겠다.I will explain the effects.

본 발명을 채석법에 도입할 경우 분사 노즐의 직경과 절단하려는 슬롯의 깊이 즉, 채취하려는 원석의 크기에 따라 절단폭은 달라질 수 있으나 대체로 30∼50mm 정도의 비교적 작은 절단폭을 가지며, 제트 버너에 비해 소음 수준이 낮고, 절단 능력은 1∼3m²/h 정도로 제트 버너의 0.8∼1m²/h에 비해 높은 절단 성능을 제공할 수 있는 것이다.When the present invention is introduced to the quarrying method, the cutting width may vary depending on the diameter of the spray nozzle and the depth of the slot to be cut, that is, the size of the raw stone to be collected, but has a relatively small cutting width of about 30 to 50 mm. Compared to 0.8-1 m ² / h of the jet burner, the cutting performance is lower than the noise level and the cutting capacity is 1 to ³ m ² / h.

그리고, 절단하려는 대상 암반면의 방향이나 그 암반면상에서의 절단 위치에 관계없이 절단 작업을 수행할 수 있는 것이며, 작업장의 형성이 용이함과 동시에 체계적인 원석 생산이 가능하게 되는 것이다.In addition, the cutting operation can be performed regardless of the direction of the target rock surface to be cut or the cutting position on the rock surface.

아울러, 근래에 들어 각종 환경 여건상의 제약이 가중되고 있는 상황에서 소음 및 분진 발생의 소지가 적으며, 또한 분사수 자체가 바로 냉각수의 기능을 수행하므로 절단 대상 암석에 열변형을 가할 염려가 없어 원석의 질을 훼손하지 않고 자연 상태대로 생산할 수 있는 것이다. 따라서, 자연 상태의 원석 채취 및 작업의 생산성을 향상시킬 수 있는 우수한 발명이다.In addition, noise and dust are less likely to occur in a situation where various environmental conditions are increasing in recent years, and since the spray water itself functions as a coolant, there is no fear of thermal deformation on the rock to be cut. It can be produced in a natural state without compromising quality. Therefore, it is an excellent invention which can improve the productivity of natural stone extraction and operation | work.

Claims

In the quarry jet slotter, which is fixed to the rock by fixing means such as anchor bolts 14, and then forms slots in the target rock, a jet nozzle 7 for spraying high pressure water along the slot to be cut is mounted to vibrate. Nozzle vibration device 18; A horizontal feed motor 8 which moves in the horizontal direction along the guide rail 9 by rotating the nozzle vibrator 18 provided in the frame 12; A transfer device for moving the support frame 12 in the vertical direction through the helical gear 11; These nozzle vibrators 18 and a control system having an automatic and manual mode to control the movement of the feeder, the nozzle vibrator 18 provides a rotational force to the eccentric shaft (2) in one direction the eccentric shaft Intermittent force is transmitted in one direction through the nozzle vibration motor (1) and the driven roller (3b) interlocked with the motive roller (3a) mounted on the eccentric shaft (2) to provide the rotational force to switch the intermittent force to The chuck assembly 5 and the chuck assembly 5 receive a force from the bottom simultaneously and generate a restoring force, and conversely apply a force in the opposite direction to the chuck assembly 5 to bite the chuck assembly 5. Quarry water jet slotter, characterized in that the lower vibration cushion urethane (4) to allow the lance (6) is vibrated to operate.