KR100225977B1 - An apparatus for pumping a concrete of an air plus type - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공기 주입식 콘크리트 펌핑 장치에 관한 것으로, 콘크리트 펌프카의 후방에 설치된 호퍼(1)에 콘크리트(2)가 유입되어, 상기 호퍼(1)의 콘크리트(2)를 유압 펌프의 동력을 이용하여 펌핑시켜 접철식 붐에 연결된 이송관(3)으로 콘크리트(2)룰 압송시키는 한편, 상기 호퍼(1)의 내부에 공기 유입관(4)이 고정부재(5)에 의해 설치되어 외부의 공기 탱크(6)로부터 유입되는 미세 기포를 호퍼(1) 내부의 콘크리트(2)에 강제주입시켜, 상기 이송관(3)을 따라 콘크리트(2)와 함께 토출되도록 된 구조로 되어, 2-4%의 미세 기포를 콘크리트에 강제 주입시켜 펌핑된 콘크리트와 이송관의 관마찰에 의해 발생되는 붐 및 이송관의 진동과 충격현상을 줄여줌으로써 콘크리트의 토출량을 증대시킴과 더불어 콘크리트 타설 작업을 용이하게 할 수 있는 것이다.The present invention relates to an air-injected concrete pumping device, the concrete (2) is introduced into the hopper (1) installed in the rear of the concrete pump car, pumping the concrete (2) of the hopper (1) using the power of the hydraulic pump While pressing the concrete (2) to the transfer pipe (3) connected to the folding boom, the air inlet pipe (4) is installed in the interior of the hopper (1) by the fixing member (5) to the external air tank (6) ) Is forced to be injected into the concrete (2) inside the hopper (1), to be discharged together with the concrete (2) along the transfer pipe (3), 2-4% of the fine bubbles It is possible to increase the discharge amount of the concrete and facilitate the concrete placing work by reducing the vibration and impact of the boom and the transfer pipe caused by the forced friction of the pump and the pipe friction of the pumped concrete and the transfer pipe.
Description
본 발명은 콘크리트 펌프카의 호퍼에 공기를 주입할 수 있는 장치에 관한 것으로, 특히 펌핑된 콘크리트와 이송관의 관마찰에 의해 발생되는 붐 및 이송관의 진동과 충격현상을 줄여주도록 하여 콘크리트의 토출량을 증대시킴과 더불어 콘크리트 타설작업을 용이하게 할 수 있도록 된 공기 주입식 콘크리트 펌핑 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device that can inject air into the hopper of the concrete pump car, in particular to reduce the discharge amount of concrete by reducing the vibration and impact of the boom and the transfer pipe caused by the pipe friction of the pumped concrete and the transfer pipe The present invention relates to an air-injected concrete pumping device that can facilitate the concrete pouring work.
일반적으로, 콘크리트 펌프카는 콘크리트를 먼곳까지 이송해 주기 위해 콘크리트 이송관이 구비되어 있고, 이 콘크리트 이송관은 부움에 지지된 구조로 되어 있으며, 상기 콘크리트 이송관을 통해서 공급되는 콘크리트는 유압으로 작동되는 하이드로릭 드라이브 실린더(Hydraulic Drive Cylinder)에 의해 높은 압력으로 펌핑되어지도록 되어 있다.In general, the concrete pump car is provided with a concrete conveying pipe for transporting the concrete to a distant place, the concrete conveying pipe is a structure supported on the buoy, the concrete supplied through the concrete conveying pipe is hydraulically operated It is designed to be pumped at high pressure by a hydraulic drive cylinder.
즉, 제3도에 도시된 바와 같이 콘크리트의 타설작업을 위해서는, 콘크리트 펌프카(21)의 후방에 설치된 호퍼(22)에 콘크리트가 유입되어, 이 호퍼(22)의 콘크리트를 유압 펌프(도시되지 않음)의 동력을 이용하여 펌핑시켜 접철식 붐(23)에 연결된 이송관(24)으로 콘크리트를 압송시키면, 상기 이송관(24)의 선단에 설치된 엔드 호스(25)를 통하여 콘크리트가 타설되도록 된 것이다.That is, as shown in FIG. 3, in order to pour the concrete, concrete flows into the hopper 22 installed at the rear of the concrete pump car 21, and the concrete of the hopper 22 is pumped by a hydraulic pump (not shown). When the concrete is pumped using the power of the pneumatically pumped concrete to the transfer pipe 24 connected to the folding boom 23, the concrete is to be poured through the end hose 25 installed at the tip of the transfer pipe (24).
그런데, 제4도에 도시된 것과 같이, 상기 이송관(24)을 따라 이동하는 콘크리트(26)가 이송관(24)과의 마찰(F)에 의하여 콘크리트의 이송이 불가능해지는 블록케이지(blockage) 현상이 일어나게 되는 바, 상기 블록 케이지 현상은 골재가 서로 엉켜 관을 막게 되는 현상이며, 이에 따라 콘크리트(26)에 의한 관마찰(F)이나 엘보우 등과으 반력이 증폭되어, 이송관(24)을 지지하는 붐(23)이 심하게 흔들리는 현상이 발생되는 것이다.However, as shown in FIG. 4, the block 26 in which the concrete 26 moving along the transfer pipe 24 is impossible to transfer concrete due to the friction F with the transfer pipe 24 is prevented. As the phenomenon occurs, the block cage phenomenon is a phenomenon in which aggregates are entangled with each other to block the tube. Accordingly, the reaction force is amplified by tube friction (F) or elbow by the concrete 26, and the transfer tube 24 is closed. The supporting boom 23 is severely shaken.
또한, 상기 붐(23)의 흔들림에 의하여 제5도에서 처럼 붐(23)의 끝단에 연결된 엔드 호스(27)가 심하게 흔들리게 되어, 작업자를 위험하게 할 뿐만아니라, 콘크리트(26)의 타설작업도 어렵게 되는 문제점이 있었다.In addition, the end hose 27 connected to the end of the boom 23 is violently shaken by the shaking of the boom 23, which not only endangers the worker, but also places the concrete 26 There was also a problem that becomes difficult.
그리고, 상기 콘크리트(26)에 의한 충격 및 반력에 의하여 붐(23)과 이송관(24)의 연결부위가 파손되는 현상이 일어나고, 또한 상기 붐(23)을 이루는 각종 부품이나 붐(23) 자체에 크랙이 발생되어 장비의 수명을 저하시키며, 결과적으로는 콘크리트(26)의 토출량이 감소되는 문제점이 있었다.In addition, a phenomenon in which the connection portion between the boom 23 and the transfer pipe 24 is broken due to the impact and the reaction force by the concrete 26 occurs, and the various parts or the boom 23 itself forming the boom 23 itself. Cracking occurs in the equipment, reducing the service life of the equipment, and as a result, there is a problem that the discharge amount of the concrete 26 is reduced.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 소정량의 미세기포를 콘크리트에 강제 주입시켜 펌핑된 콘크리트와 이송관의 관마찰에 의해 발생되는 붐 및 이송관의 진동과 충격현상을 줄여줌으로써 콘크리트의 토출량을 증대시킴과 더불어 콘크리트 타설작업을 용이하게 할 수 있도록 된 공기 주입식 콘크리트 펌핑 장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve all the problems described above, the vibration and impact of the boom and the transfer pipe generated by the pipe friction of the pumped concrete and the transfer pipe by forcibly injecting a predetermined amount of fine bubbles into the concrete It is an object of the present invention to provide an air-injected concrete pumping device that can increase the discharge amount of concrete by reducing the phenomenon and facilitate the concrete pouring work.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 콘크리트 펌프카의 후방에 설치된 호퍼에 콘크리트가 유임되어, 상기 호퍼의 콘크리트를 유압 펌프의 동력을 이용하여 펌핑시켜 접철식 붐에 연결된 이송관으로 콘크리트를 압송시키도록 된 콘크리트 펌핑 장치에 있어서, 상기 호퍼의 내부에 공기 유입관이 고정부재에 의해 설치되어 외부의 공기 탱크로부터 유입되는 미세 기포를 호퍼 내부의 콘크리트에 강제 주입시켜 상기 이송관을 따라 콘크리트와 함께 토출되도록 된 것을 특징으로 하는 구조이다.The present invention for achieving the above object, the concrete is left in the hopper installed in the rear of the concrete pump car, pumping the concrete of the hopper by the power of the hydraulic pump to pump the concrete to the transfer pipe connected to the folding boom In the concrete pumping device, the air inlet pipe is installed inside the hopper by a fixing member to force the fine bubbles flowing from the outside air tank into the concrete inside the hopper with the concrete along the transfer pipe It is a structure characterized by being discharged.
그리고, 상기 호퍼에 주입되는 미세 기포의 양을 토출하는 콘크리트양의2-4%로 제한해 줌으로써 과도한 공기의 유입에 따른 콘크리트 토출 효율의 저하를 막아주도록 된 것이다.And, by limiting the amount of fine bubbles injected into the hopper to 2-4% of the amount of concrete to prevent the reduction of the concrete discharge efficiency due to the inflow of excessive air.
즉, 상기와 같이 콘크리트에 유입되는 미세 기포의 양을 제한해 주는 이유는, 과도한 공기가 콘크리트에 함유되면 상대적으로 콘크리트에 함유된 수분의 양이 줄어들게 되어 관마찰에 의한 블록 케이지 현상이 오히려 증폭되고, 또한 공기의 압축성 때문에 콘크리트를 토출하기 위한 드라이브 실린더의 스트로크가 변환될 경우, 이송관 선단의 엔드 호스에서 심한 소음과 함께 충격이 발생되어 작업성을 저하시키게 되는 것이다.That is, the reason for limiting the amount of fine bubbles flowing into the concrete as described above, when the excess air is contained in the concrete, the amount of moisture contained in the concrete is relatively reduced, the block cage phenomenon due to tube friction is rather amplified In addition, when the stroke of the drive cylinder for discharging the concrete is changed due to the compressibility of the air, an impact is generated at the end hose of the end of the conveying pipe together with the loud noise, thereby degrading the workability.
따라서, 공기 주입 장치를 사용하여 적정한 미세 기포를 콘크리트에 주입시키면, 상기 미세 기포가 윤활작용을 하게 되어 관마찰로 인한 진동이나 충격을 감소시키게 되어, 콘크리트의 토출효율을 높여줌과 더불어 콘크리트의 펌핑을 위한 제반 장비들의 수명을 오래가게 할 수 있는 것이다.Therefore, when an appropriate microbubble is injected into the concrete using an air injecting device, the microbubble is lubricated to reduce vibration or shock caused by tube friction, thereby increasing the discharge efficiency of the concrete and pumping the concrete. It can make the life of all the equipment for a long time.
제1도는 본 발명에 따른 공기 주입식 콘크리트 펌핑 장치를 개략적으로 나타낸 사시도.1 is a perspective view schematically showing an air-injected concrete pumping device according to the present invention.
제2도는 콘크리트의 토출량을 구하기 위한 콘크리트 드라이브 실린더의 개략도.2 is a schematic diagram of a concrete drive cylinder for obtaining a discharge amount of concrete.
제3도는 일반적인 콘크리트 펌프카의 콘크리트 이송구조를 개략적으로 나타낸 상태도.3 is a state diagram schematically showing the concrete transport structure of a conventional concrete pump car.
제4도는 콘크리트가 이동하는 이송관의 내부상태를 개략적으로 나타낸 단면도.Figure 4 is a cross-sectional view schematically showing the internal state of the transfer pipe that the concrete moves.
제5도는 이송관의 선단에 설치된 엔드 호스를 개략적으로 나타낸 설치상태도.5 is an installation state schematically showing the end hose installed at the tip of the transfer pipe.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 호퍼 2 : 콘크리트1: Hopper 2: Concrete
3 : 이송관 4 : 공기 유입관3: transfer pipe 4: air inlet pipe
5 : 고정부재 6 : 공기 탱크5: fixing member 6: air tank
이하 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention will be described in detail.
제1도는 본 발명에 따른 공기 주입식 콘크리트 펌핑 장치를 도시한 사시도로서, 콘크리트 펌프카의 후방에 설치된 호퍼(1)에 콘크리트(2)가 유입되어, 상기 호퍼(1)의 콘크리트(2)를 유압 펌프(도시되지 않음)의 동력을 이용하여 펌핑시켜 접철식 붐에 연결된 이송관(3)으로 콘크리트(2)를 압송시키는 한편, 상기 호퍼(1)의 내부에 공기 유입관(4)이 고정부재(5)에 의해 설치되어 외부의 공기 탱크(6)로부터 유입되는 미세 기포를 호퍼(1) 내부의 콘크리트(2)에 강제주입시켜, 상기 이송관(3)을 따라 콘크리트(2)와 함께 토출되도록 된 구조이다.1 is a perspective view showing an air-injected concrete pumping apparatus according to the present invention, the concrete (2) is introduced into the hopper (1) installed at the rear of the concrete pump car, the hydraulic pump of the concrete (2) of the hopper (1) While pumping using the power of (not shown) to press the concrete (2) to the transfer pipe (3) connected to the folding boom, the air inlet pipe (4) inside the hopper (1) is fixed member (5) It is installed by the) to force the fine bubbles flowing from the outside air tank (6) into the concrete (2) inside the hopper (1), to be discharged together with the concrete (2) along the transfer pipe (3) Structure.
그리고, 상기 호퍼(1)에 주입되는 미세 기포의 양은 어느정도의 기준치를 초과하게 되면, 과도한 공기의 유입에 따른 콘크리트(2) 토출효율의 저하현상이 생기기 때문에 실험적 결과에 따라 콘크리트(2) 양의 2-4%로 제한해 주도록 된 것이다.When the amount of the fine bubbles injected into the hopper 1 exceeds a certain threshold value, the discharge efficiency of the concrete 2 is reduced due to excessive air inflow. The limit is 2-4%.
즉, 상기와 같이 콘크리트(2)에 유입되는 미세 기포의 양을 제한해 주는 이유는, 과도한 공기가 콘크리트(2)에 함유되면 상대적으로 콘크리트(2)에 함유된 수분의 양이 줄어들게 되어 관마찰에 의한 블록케이지 현상이 오히려 증폭되고, 또한 공기의 압축성 때문에 콘크리트(2)를 토출하기 위한 드라이브 실린더의 스트로크가 변환될 경우, 이송관(3) 선단의 앤드 호스에서 심한 소음과 함께 충격이 발생되어 작업성을 저하시키게 되는 것이다.That is, the reason for limiting the amount of fine bubbles flowing into the concrete (2) as described above, if excessive air is contained in the concrete (2) relatively reduced the amount of water contained in the concrete (2) tube friction When the block cage phenomenon is rather amplified and the stroke of the drive cylinder for discharging the concrete 2 is changed due to the compressibility of air, an impact is generated along with a heavy noise in the end hose of the end of the feed pipe 3. It will reduce workability.
그러면, 상기와 같이 콘크리트(2)에 주입되는 미세 기포의 양이 2-4%로 한정되는 것을 제2도의 실시예를 통하여 구해보면 다음과 같다.Then, the amount of fine bubbles injected into the concrete 2 is limited to 2-4% as described above.
우선, 콘크리트(2)의 토출량을 구하기 위해 피스톤 로드 행정체적(Vd)을 구해보면, Vd={π(D×Dd×d)/4}×L×n={π(110×110-63×63)/4}×1400×2=17.88[㎥]이고, 상기 식에서 L=stroke(피스톤 로드의 동작거리[mm]) 및, n=왕복수를 나타내며, D는 실린더의 지름[mm]이고 d는 공기주입관의 지름[mm]을 나타내는 것이다.First, when the piston rod stroke volume Vd is obtained to determine the discharge amount of the concrete 2, Vd = {π (D x Dd x d) / 4} x L x n = {π (110 x 110-63 x 63) / 4} × 1400 × 2 = 17.88 [m 3], where L = stroke (the operating distance of the piston rod [mm]) and n = the reciprocating number, D is the diameter of the cylinder [mm] and d Is the diameter [mm] of the air injection pipe.
그리고 상기 데이터를 이용하여 유압펌프의 토출유량(Q)을 구해보면, Q=η×R×ρ/1000=256[1/min]이 되고, 여기서 R: rpm, ρ: 100[cc/rev], η: 효율을 나타내는 것이다.Using the above data, the discharge flow rate Q of the hydraulic pump is obtained, where Q = η × R × ρ / 1000 = 256 [1 / min], where R: rpm, ρ: 100 [cc / rev]. , η: indicates efficiency.
또한, 펌프의 회전수 N=(Q/Vd)×ηv=14[회/분]이며 ηv=0.98(oil누유에 의한 손실을 고려한 체적효율)이고, Vc(콘크리트 실린더의 행정체적)=(π×D×c×c/4)×L×n=0.116이며, V(토출량-콘크리트)=η×Vc×N×60=80.9[㎥]이다.In addition, the rotation speed of the pump N = (Q / Vd) × ηv = 14 [times / minute], ηv = 0.98 (volume efficiency considering loss due to oil leakage), and Vc (stroke volume of the concrete cylinder) = (π × D × c × c / 4) × L × n = 0.116, and V (discharge amount-concrete) = η × Vc × N × 60 = 80.9 [m 3].
따라서, 상기의 식들에 나타낸 바와 같이 토출효율에 영향을 주는 요소들은 흡입효율, 콘크리트 균일도, 혼합도, 수분함유량 등이 있는 바, 예를들어 3-5리터 정도의 물에 1%의 미세 기포를 가하면 3-5리터의 수분이 전체 콘크리트(2) 혼합물에서 제외되는 효과가 생기고, 15-20㎏의 골재에 1%의 공기방울을 가하면 골재가 압송되는 량이 감소되는 효과가 생기기 때문에 2-4%의 미세 기포 첨가시 7리터에서 12리터의 물 함유량이 감소되는 것이다.Therefore, as shown in the above equations, the factors influencing the discharge efficiency include suction efficiency, concrete uniformity, mixing degree, and water content, for example, 1% fine bubbles in 3-5 liters of water. When added, 3-5 liters of water are excluded from the entire concrete (2) mixture, and adding 1% of air bubbles to 15-20 kg of aggregates reduces the amount of aggregate that is compressed. When the microbubble is added, the water content of 7 to 12 liters is reduced.
한편, 주입되는 미세 기포가 4% 이상이 되면 다음과 같이 토출량이 감소되는 바, 즉 상기에서 구한 전체 토출량 V에서 미세 기포 4%의 함유량에 따른 물함유량 12리터를 빼주고 계산하면, V(토출량-콘크리트)=80.9-12=80.9xη'로 되어, 상기 η'=0.83-0.04=0.79로 되기 때문에 전체 토출량이 63.9가 되면서 감소하게 되는 것이다.On the other hand, when the injected microbubble is 4% or more, the discharge amount is reduced as follows: From the total discharge amount V obtained above, 12 liters of water content according to the content of the microbubble 4% is subtracted and calculated as V (discharge amount − Concrete) = 80.9-12 = 80.9xη ', and since the η' = 0.83-0.04 = 0.79, the total discharge amount is reduced to 63.9.
여기서, 상기와 같이 미세 기포를 4%이상 함유시키면 토출량을 저하시키게 되고, 상대적으로 수분 함유량이 감소되어 본 발명의 효과를 기대하기 어렵기 때문에 미세 기포량을 4%이하로 제한한 것이며, 미세 기포 함유량이 2%이상인 것은 1%이상의 미세 기포가 콘크리트중에 섞여 평상시의 작업에도 포함되기 때문인 것이다.In this case, when the microbubble is contained 4% or more as described above, the discharge amount is lowered, and since the moisture content is relatively decreased, the effect of the present invention is difficult to expect, so the microbubble amount is limited to 4% or less. The content of 2% or more is because fine bubbles of 1% or more are mixed in concrete and included in normal work.
따라서, 상기와 같이 콘크리트(2)에 함유되는 미세 기포의 양을 2-4%로 한정하여 주입시키면, 이 미세기포가 완충 작용 및 윤활 작용을 하게 됨으로써 콘크리트(2) 토출시에 생겨나는 붐이나 이송관(3) 혹은 엔드 호스 등의 진동이나 충격을 감소시켜 펌프카의 각 장비를 보호할 뿐만 아니라 토출효율도 높여줄수 있는 것이다.Therefore, when the amount of fine bubbles contained in the concrete 2 is limited to 2-4% as described above, the fine bubbles are buffered and lubricated, so that the booms generated when the concrete 2 is discharged, By reducing the vibration or impact of the transfer pipe (3) or the end hose, it is possible to not only protect each equipment of the pump car but also increase the discharge efficiency.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 공기 주입식 콘크리트 펌핑 장치에 의하면, 2-4%의 미세기포를 콘크리트에 강제 주입시켜 펌핑된 콘크리트와 이송관의 관마찰에 의해 발생되는 붐 및 이송관의 진동과 충격현상을 줄여줌으로써 콘크리트의 토출량을 증대시킴과 더불어 콘크리트 타설작업을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the air-injected concrete pumping apparatus according to the present invention, the vibration of the boom and the transfer pipe generated by the pipe friction of the pumped concrete and the transfer pipe by forcibly injecting 2-4% of the microbubbles into the concrete and By reducing the impact phenomenon increases the discharge amount of the concrete and there is an effect that can facilitate the concrete pouring work.
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