KR0133173B1

KR0133173B1 - 공압식 콘크리트 송출장치

Info

Publication number: KR0133173B1
Application number: KR1019890014966A
Authority: KR
Inventors: 코자 조아침; 본 엑크르드 스타인 칼-레른스트; 심노벡 안드레이
Original assignee: .; 프리드리히 빌. 슈빙 게엠베하
Priority date: 1988-10-18
Filing date: 1989-10-18
Publication date: 1998-04-20
Also published as: KR900006680A; DD285628A5; DE3927332A1; ZA897881B; DE3927332C2; DE58901946D1

Abstract

내용 없음

Description

공압식 콘크리트 송출장치

제1도는 콘크리트 펌프 및 분사 수단을 포함한 본 발명의 제 1실시예에 의한 콘크리트 송출 장치를 보여주는 개략적인 배치도.

제2도는 콘크리트 펌프 및 분사 수단을 제외하고 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 의한 콘크리트 송출 장치를 보여주는 개략적인 배치도.

기술분야

본 발명은, 유압 기계식으로 농밀류(濃密流)로서 압송된 콘크리트를 공압 송출시키는 공압식 콘크리트 송출 장치로서, 유압 기계식의 압송을 위해 서로 역상(逆相)으로 구동되는 피스톤을 지니는 최소한 2개의 실린더로 구성된 유압 구동부를 지니는 콘크리트 펌프가 사용되며, 상기 콘크리트 펌프는, 피스톤으로부터 압출된 유압유(油壓油)를 유도하는 변위 회로(displacer circuit)에 의해 동상(同相)으로 제어되고, 고화(固化) 촉진제로서 사용되는 보조제용 분여(分

; dosing) 수단을 지니며, 상기 분여 수단의 구동부가 콘크리트 펌프 구동부의 유압 회로에 연결되어 있는 공압식 콘크리트 송출 장치에 관한 것이다.

선행기술

상기와 같은 장치는, 압송용 공기 및 유압 기계식의 압송을 위한 에너지 소비를 적게하며 미리 결정된 물-시멘트 비율을 유지하게 하면서 혼화될 용도로 미리 혼합된 콘크리트가 일정하 건축재(building material : 일명 콘크리트) 강도를 보장하게 한다. 고화 촉진제를 첨가함으로 인해 반발 탄성(rebound)에 의한 손실이 극히 적어진다. 콘크리트가 건조 또는 습윤 상태로 공기력에 의해 압송되는 경우와는 대조적으로 실제로 콘크리트로부터의 분진이 거의 생기지 않는다. 농밀류의 압송에 의해, 터널 또는 지주 건설 및 굴삭갱 측면의 지지부 건설 또는 기타의 건설 공사에 필요한 대량의 콘크리트의 송출이 가능해진다.

사용하기 위해 미리 혼합된 콘크리트의 혼화용 콘크리트 펌프를 사용하면 마모되기 어렵고 거의 보수할 필요가 없는 신뢰적인 구조의 사용이 가능해진다. 이같은 콘크리트 펌프는 일반적으로 복식 실린더 피스톤 펌프이며, 그러한 복식 실린더 피스톤 펌프의 유압 구동부에 기인하여, 콘크리트의 대량 압송 및 콘크리트의 송출량의 제어가 가능해진다. 예를 들면, 압송량은 4cbm/h 내지 19 cbm/h 일 수 있다. 이같은 종류의 콘크리트 펌프는, 점조도(粘稠度 ; consistance)가 높은 콘크리트를 유압 기계식으로 분사 수단에 공급할 수 있는데, 이는 혼화된 콘크리트의 고강도에 대한 전제조건이다.

고화 촉진제는, 압송된 특정량의 콘크리트에 미리 결정된 양만큼 첨가되어야 하고 대개는 액상인데, 예를 들면 물유리(water glass)이다. 고화 촉진제가 공기에 의해 압송되므로, 고화 촉진제는 무화(霧化) 된 형태로 콘크리트의 농밀류에 첨가될 수 있다. 이로 인해 극히 적은 양의 고화 촉진제를 콘크리트에 첨가시키는데 충분한 효과가 얻어질 수 있다. 압송용 공기내로 고화 촉진제를 무화시키는 것은, 압송용 공기가 콘크리트의 농밀류에 첨가되기전에 무화 노즐에 의해 달성될 수 있다. 주로 펌프로 이루어진 분여 수단의 구동부를 콘크리트 펌프 구동부의 유압 회로에 연결시킴으로써, 고화 촉진제의 압송량(특정량의 유압유가 콘크리트 펌프 구동부를 통과한 양이 기준치로됨) 이 제어되므로, 특정량의 콘크리트가 압송되는 경우 콘크리트의 압송량과 고화 촉진제의 일정 비율을 포함하는 설정치에 해당하는 양의 보조제가 또한 첨가된다.

이러한 제어는, 자동적으로, 즉 콘크리트가 분단된 분출류의 형태로 배출되는 노즐을 이용한 노동력을 개재시키지 않고서 행해지기 때문에 보조제의 양을 수동으로 행하는 제어보다도 바람직하다. 수동제어의 경우 송출되는 콘크리트의 설정치 작동의 관찰 및 특정 작업자의 가시적 평가 및 반응 속도에 의존하게 된다.

그러므로, 본 발명은 콘크리트 압송의 각각의 순시점에서 콘크리트의 농밀류에 첨가되는 고화 촉진제의 양을 자동적으로 제어하는 공지된 장치에서 출발한다. 상기 콘크리트의 농밀류에 첨가되는 고화 촉진제의 양에 대한 설정치는 조절가능하다. 고화 촉진제는, 유압 발생장치의 직후에서 콘크리트 펌프의 압송 배관에 연결된, 유압 모터로 구성된 구동부로부터 운동 에너지를 얻는 치차(齒車 ; gear) 펌프에 의해 압송되는데, 상기 유압 모터는 제어 구동부를 통해 치차 펌프에 작용된다. 고화 촉진제를 압송하는 압송 배관에는, 밸브가 설치되어 있으며, 이러한 밸브는 콘크리트 펌프의 작동 실린더내의 구동 피스톤의 최종 위치의 유압 펄스를 통해 작동됨과 동시에, 압송 실린더를 절환(切煥 ;bypass) 시키는 콘크리트 활송(滑送 ; slide)용 구동부로서의 역할을 하는 유압 작동 실린더에 의해 작동된다. 이러한 밸브는 공급 탱크내로 압송된 고화 촉진제를 복귀시키는 경로를 개방시킴으로써, 콘크리트 펌프가 콘크리트를 압송시키지 않는 경우 고화 촉진제가 노즐에 공급되는 것을 방지한다.

그러나, 공지된 장치의 작동은 완벽하지 않다. 그 이유는 주로 전술된 분여 수단의 구성요소 때문이다.

즉, 전술된 제어 구동부는, 특히 휴지(休止)상태에서 적절히 조종되지 않으며 질서가 없고 손상이 발생하게 작동된다. 고화 촉진제를 압송하는 치차펌프상에서는, 그 구조에 기인하여 저속으로 작동될 경우 과다한 누설이 생기기 때문에, 압송량의 비례성이 더 이상 보장되지 않는다. 콘크리트의 압송이 행해지지 않는 단계에서도 유압유가 압송되기 때문에 유압 치차 펌프의 구동부의 구성상 전술된 밸브가 필요해진다.

본 발명의 목적은 전술된 일반적인 구조의 공압식 콘크리트 송출장치에서 고화 촉진제가 확실하게 계량적으로 분여되기 위한 과제를 해결하는 것이다.

발명의 개요

이러한 과제는, 본 발명에 의하면, 유압 기계식으로 농밀류로서 압송된 콘크리트를 공압 송출시키는 공압식 콘크리트 송출 장치로서, 유압 기계식의 압송을 위해 서로 역상으로 구동되는 피스톤을 지니는 최소한 2개의 실린더로 구성된 유압 구동부를 지니는 콘크리트 펌프가 사용되며, 상기 콘크리트 펌프는, 피스톤으로부터 압출된 유압유를 유도하는 변위 회로에 의해 동상으로 제어되고 고화 촉진제로서 사용되는 보조제용 분여수단을 지니며, 상기 분여 수단의 구동부가 콘크리트 펌프 구동부의 유압 회로에 연결되어 있는 공압식 콘크리트 송출 장치에 있어서, 분여 수단의 구동부는, 변위 회로에 연결되어 있으며, 왕복 운동하는 피스톤 구동부로서 형성되고, 피스톤 구동부의 흡수량은, 구동 피스톤의 변위량에 해당하며, 각각의 구동 피스톤의 변위량에 양방향으로 부가되는 것을 특징으로 하는 공압식 콘크리트 송출 장치로써 해결된다. 본 발명의 부가적인 특징은 청구범위 제 2항 이하에 나타나 있다.

본 발명에 의하면, 분여 수단의 구동부는, 유압유가 구동 피스톤에 의해 압출되는 작동 실린더 공간의 정상적인 용적 측정이 행해지는 콘크리트 펌프의 유압 회로의 한 부분에 배치된다. 이러한 이유로 해서 분여 수단의 구동부는, 콘크리트 펌프의 작동 실린더가 작동하고 있을때에만, 다시 말하면 콘크리트의 압송이 실제로 행해지는 경우에만 운동에너지를 방출한다. 분여 수단의 왕복운동 하는 피스톤 구동부의 유압유 흡수량이 변위 회로에 흐르는 유압유에 첨가되기 때문에, 콘크리트 펌프의 구동 피스톤의 동상 작동 기능은 변하지 않지만, 분여 수단의 구동부의 편향은 각각의 압송 위상에서 구동 피스톤의 위치에 상응한다. 그러므로, 분여 수단의 왕복운동하는 피스톤 구동부와 관련된 단순화에도 불구하고 복잡한 제어 구동부가 필요치 않을 수 있다.

분여 수단에 설치될 수 있는 선형 피스톤 구동부에 의해 개방되는 여러 가능성이 바람직하게는 청구범위 제 2항에 따라 이용된다. 이는, 직선상으로 가동되는 피스톤용의 작동 실린더이며, 이러한 작동 실린더는 양쪽의 실린더 커버로부터 인출된 피스톤 로드(poston rod)를 작동시킨다. 따라서, 피스톤의 2가지 운동 방향에서 흡수량이 동일해지므로써, 피스톤의 운동 방향과는 무관하게, 동일한 흡수량이 취해질 수 있다.

그러한 선형 피스톤 구동부는, 치차 펌프를 보다 편리한 분여 수단으로 대체시키는데에도 단순한 방법으로 사용될 수 있다. 이는 청구범위 제 3항에 기재되어 있다. 이 경우에 분여 수단의 구동부 및 그에 대한 펌프는 동일한 체계로 이루어지므로써, 결과적으로는 양방의 수단의 간단한 결합이 실현된다.

특히, 본 발명의 이러한 실시예에 의하면, 청구범위 제 4항의 특징부에 의해 동일한 체계의 수단사이의 기계적인 연결부의 사용이 가능해지고, 이러한 연결부에 의해 특정의 콘크리트 양에 대해 보조제의 양이 고정적으로 설정될 수 있다. 이는 로커 암(rocker arm)을 통해 행해지고, 이러한 로커 암에는 2개의 동일 체계의 수단중 하나가 조절가능한 활송부에 의해 연결된다.

보조제를 분여할 때 콘크리트 압송의 용적 효율을 감안하는 것은 지금까지 가능하지 않았다. 그러한 용적 효율은 콘크리트의 압축가능성에 의해 설정되고, 그러한 압축 가능성은 콘크리트에서는 회피될 수 없는 공기의 함유에 대한 결과이다. 따라서, 콘크리트 펌프 피스톤의 전진 운동시 실린더의 충진 부분의 압축가능성이 없어질 때까지 콘크리트이 압송량에는 오차가 포함되어 있다. 이것을 감안하지 않을 경우, 계량 분여 오차가 다시 발생되고, 이는 콘크리트의 품질에 불리하게 작용된다.

본 발명에 의하면, 상기 계량 분여 오차는 청구범위 제 5 항의 특징부에 의해 방지된다. 즉, 콘크리트 펌프의 유압유의 변위회로에 어떤 최소 압력이 생긴 때에만 방향 제어 밸브로 보조제의 압송을 개방하고 기타의 경우에 보조제를 탱크로 환류(還流)시키는 경우에는, 콘크리트 기둥의 이동에 선행하는 압송 실린더 내의 압력 증대를 고려한다.

이와 같이 하면, 보조제가 무화된 상태로 분사수단의 콘크리트용 노즐로부터 배출되는 것이 저지되는데, 상기 보조제는, 과잉일 뿐만 아니라 이미 적용된 콘크리트에 충돌한 경우 콘크리트를 완전히 건조 시키기도 하고, 더군다나 주변의 사람에게 위험을 미치게 한다.

고화 촉진제로서 사용되고 있는 대부분의 보조제는 이것과 접촉하는 부재들에 덩어리가 지게하는 경향을 지닌다. 이는 보조제를 압송하는 실린더의 벽에 대하여 특히 역효과를 나타낸다. 그러므로, 청구 범위 제6항의 특징부를 실현하는 것이 적합하다. 즉, 덩어리가 질 위험이 있는 곳에서 정상적인 세정을 행하여, 물에 의해 보조제가 희석되게 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도면에 기초하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시예

제1도에 주요부만이 도시되고 그 자체로서 공지된 콘크리트펌프(1)는 접속용 호스(hose ; 4)를 통해 콘크리트(2)를 노즐 배관(3)내로 농밀류로서 압송한다. 노즐배관(3)은 배관 커버를 관통하여 분사 노즐(5)에서 종단된다.

압축공기는 화살표(6)의 방향으로 유도되어, 무화된 보조제를 동반한다. 보조제는 배관(8)으로부터 니플(nipple ; 7)을 통해 분사 노즐(5)에 도달된다. 상기 노즐에 의해 무화된 보조제는, 도면 번호(9)에서 콘크리트(2)의 농밀류와 충돌할 경우에 압송용 공기내에 현탁되고, 상기 콘크리트의 농밀류는 이러한 압송용 공기에 의해 분단되며, 노즐 배관(3)의 노즐(10)로부터 ,압력하에서 분단된 분사물(11)로서 배출된다.

콘크리트 펌프(1)는 피스톤(15, 16)을 구비한 2 개의 압송 실린더(12, 14)로 콘크리트를 압송하고, 상기 피스톤(15, 16)은 콘크리트(2)의 흡인 작용(도면에서는 피스톤(15)과 요동(swing) 배관(17)에 의한 압출작용(도면에서는 피스톤(16)을 번갈아 행한다. 요동 배관(17)은 2개의 실린더(12, 14)를 압송 배관과 연결시키고, 피스톤(15, 16)의 각각의 종단 위치에서 절환된다. 이는, 배관 (22, 23)으로부터 유압유의 공급을 받는 작동 실린더(20,21)내의 피스톤(18, 19)으로 유압 작용으로 행해진다. 제어부(24)는 하나의 블록으로 도시되어 있다.

피스톤(15, 16)을 그의 피스톤 로드를 통해 구동시키기 위하여, 작동 실린더(25, 26)가 사용되는데, 작동 실린더(25, 26) 내에서는 구동 피스톤(27, 28)이 왕복 운동가능하게 배치되어 있다. 유압유는 2개의 배관(29,30)으로부터 피스톤 전면에 대하여 작용하고, 상기 배관(29, 30)은 제어부(24)에 의해 반전된다. 피스톤(27, 28)의 동상 작용은 작동 실린더(25, 26)의 피스톤 로드측에 연결된 변위 회로(31)에 의해 보장된다. 따라서, 변위 회로(31)는 구동 피스톤(27, 28)중 선행하는 구동 피스톤(27 또는 28)에 의해 상기 실린더(25, 26)로부터 변위된 유압유를 수납하고, 이를 인접한 구동 피스톤(28 또는 27)에 유도한다.

변위 회로(31)로부터 분기된 2 개의 배관(32, 33)은 변위 피스톤(34)에 의해 서로 이격된 실린더 실(35, 36)에 유압유를 공급하고, 상기 유압유는 변위된 양에 대하여 추가된다. 변위 피스톤(34)과 연결된 피스톤 로드(37)는 동일 용적의 실린더 실(35, 36)을 보장함으로써, 화살표(13)로 도시된 양방향으로의 변위 피스톤(34)의 왕복 운동을 보장한다.

피스톤 로드(37)는 조절가능한 활송부(38)를 통해 로커 암(39)에 연결되고, 로커 암(39)는 연결부(40)를 통해 프레임(41)상에 연결되어 있다. 또다른 변위 피스톤(44)의 피스톤 로드(43)의 내진동성 연결부(42)는 활송부(38) 및 연결부(40) 사이에 설치되어 있다.

이러한 변위 피스톤(44)은 액상의 고화 촉진제(45)를 탱크(46)로부터 압송하는데 사용된다.

압송 실린더(47)는 각각 역지(逆止 : check) 밸브를 구비한 분기 배관을 통해 양측으로 유압유에 영향을 받는다. 상기 분기 배관들은, 방향 제어 밸브(49)에 이르게 하는 압송 배관(48)이 역지 밸브와 분기식으로 정합된다.

상기 방향 제어 밸브(49)의 한측은 복귀 스프링(50)에 의해 부하를 받으며 그의 타측은 배관(51)에 연결되어 있다.

상기 배관(51)은 작동 실린더(25, 26)의 피스톤 실(52, 53) 내의 압력을 설정한다. 배관(51)의 분기 부분에 있는 역지 밸브(54, 55)는 실린더 실(52, 53)중 한 실린더 실로부터 타 실린더 실로 유압유가 이동하는 것을 방지한다.

탱크(74)내에 이미 수납된 콘크리트 펌프(1)의 작동용 유압유(75)를 위한 유압 발생 장치(73)는, 반송 배관(76)에도 작용하는 제어부(24)에 전치(前置)되어 있다.

방향제어 밸브(49)의 도시된 위치에서, 고화 촉진제는 탱크(46)로부터 실린더(47)를 통해 다시 탱크(46)로 복귀하도록 압송되는데, 이 경우 콘크리트 압송용 실린더(12)의 전체 공간(56)이 압축가능하다고 가정한 것이다.

콘크리트 압송용 실린더(12)내에 있는 콘크리트 기둥(77)이 이동하기 시작하면, 실린더 실(52)내의 압력은 역지 밸브(54)를 개방시켜 방향 제어 밸브(49)를 작동시키기에 충분하게 상승함으로써, 스프링(50)이 압축되어 분기부(57)를 통해 배관(8)에 들어가는 고화 촉진제의 경로를 개방시키게 한다. 그럼으로써, 밸브(58)는 배관(8)내의 최소 압력을 설정한다. 이 경우, 고화 촉진제는 배관(8) 및 니플(7)을 통해 분사 노즐(5)로 압입되어, 압송용 공기 화살표(6)에 의해 무화된다.

그와 동시에 콘크리트(2)는 노즐배관(3)의 연결부를 통해 압송된다.

활송부(38)의 조절에 의해 로커 암(39)의 편향이 설정되어, 변위 피스톤(44)에 의해 실린더(47)로부터 압출되는 고화 촉진제의 양이 결정된다. 이러한 양은, 스핀들(speindle ; 59)로 활송부(38)를 이동시킴으로써 변경되어, 결과적으로는 콘크리트의 압송량이 조절될 수 있다.

제2도의 실시예에 있어서, 피스톤 로드(60, 61)는 연결부(42)에서 로커 암(39)에 연결되어 있다. 이들 피스톤 로드(60, 61)는 로커 암(39)이 화살표 방향으로 구동되는 경우 각각 반대 방향으로 구동된다. 피스톤 로드(60, 61)와 연결된 분여용 피스톤(62, 63)은 제1도의 변위 피스톤(44)의 작용과 유사한 작용으로, 탱크(46)로부터 역지 밸브를 구비한 흡인(吸引) 배관(66, 67)을 통해 고화 촉진제를 뽑아내고, 상기 고화 촉진제를, 도시되지 않은 역지 밸브를 구비한 분기부 및 방향 제어 밸브(49)를 통해 배관(8)에 압송한다.

그러나, 실린더(64, 65)의 피스톤 로드 측에는 공급 탱크(68)로부터의 물이 역지 밸브를 구비한 분기 배관(69, 70)을 거쳐 공급된다. 피스톤 (62, 63)중 어느 하나가 후퇴되는 경우, 배수(排水)배관(71)의 분기 부분들이 작동되는데, 이들 분기 부분의 역지 밸브는 배수가 흡인되는 것을 저지하는 작용을 한다. 이로 인해 고화 촉진제의 성향으로의 점결(粘結)이 방지된다.

변위 회로(31)의 분기 부분에서는, 배관(32, 33) 사이에 정지콕(stopcock ;72)이 설치되어 있다. 폐쇄된 상태에서는 이러한 정지콕(72)이 배관(32, 33)을 통한 변위 피스톤(34)의 구동을 가능하게 하며, 개방된 상태에서는 배관(32, 33)을 단락시켜 변위 피스톤(34)을 구동하는 압력이 발생할 수 없게 하여, 탱크(46)로부터의 고화 촉진제가 압송되지 않게 한다.

Claims

유압 기계식으로 농밀류로서 압송된 콘크리트를 공압 송출시키는 공압식 콘크리트 송출 장치로서, 유압 기계식의 압송을 위해 서로 역상으로 구동되는 피스톤(15, 16)을 지니는 최소한 2개의 실린더(12, 14)로 구성된 유압 구동부를 지니는 콘크리트 펌프가 사용되며, 상기 콘크리트 펌프는, 피스톤으로부터 압출된 유압유를 유도하는 변위 회로에 의해 동상으로 제어되고 고화 촉진제로서 사용되는 보조제용 분여 수단을 지니며, 상기 분여 수단의 구동부가 콘크리트 펌프 구동부의 유압 회로에 연결되어 있는 공압식 콘크리트 송출 장치에 있어서, 분여수단(43-47;60-70)의 구동부(34-37)는, 변위 회로(31)에 연결되어 있으며, 왕복운동하는 피스톤 구동부로서 형성되고, 피스톤 구동부의 흡수량은, 구동 피스톤(27,28)의 변위량에 해당되며, 각각의 구동 피스톤(27, 28)의 변위량에 양방향으로 부가되는 것을 특징으로 하는 공압식 콘크리트 송출 장치.
제1항에 있어서, 상기 분여 수단의 구동부는 선형 피스톤 구동부(34-37)인 것을 특징으로 하는 공압식 콘크리트 송출장치.
제1항에 있어서, 상기 분여 수단은 선형 피스톤 펌프(43-47)인 것을 특징으로 하는 공압식 콘크리트 송출장치.
제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 분여 수단의 선형 피스톤 구동부(34-37) 및 상기 선형 피스톤 펌프(43-47)는 로커 암(39)에 연결되고, 연결부 중 하나는 보조제의 양을 조절하기 위한 조절가능한 활송부(38)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 공압식 콘크리트 송출장치.
제1항에 있어서, 보조제 탱크 또는 보조제의 압송 배관(8)으로의 보조제의 유량을 절환하기 위한 방향 제어 밸브(49)가 압송 배관(48)에 설치되며, 상기 방향 제어 밸브(49)는 작동 실린더(25, 26)의 피스톤 실(52, 53) 내의 유압에 영향을 받는 것을 특징으로 하는 공압식 콘크리트 송출 장치.
제1항에 있어서, 상기 분여 수단은 하나의 피스톤 펌프로 구성되며, 상기 피스톤 펌프는 2개의 역상으로 구동하는 단동 차동(單動差動 ; single - acting differential) 실린더(64, 65)를 지니고, 상기 단동 차동 실린더의 보조제를 포함하지 않는 실린더 실은 흡인배관(69, 70)에 의해 정수(淨水 ; fresh-water) 탱크(68)에 연결되어 있으며, 상기 정수 탱크로 부터의 정수는 상기 단동 차동 실린더(64, 65)의 벽을 세정하도록 배수 배관(71)으로 압송되는 것을 특징으로 하는 공압식 콘크리트 송출장치.