KR100848135B1

KR100848135B1 - 콘크리트펌프용 접동구조물의 가동체

Info

Publication number: KR100848135B1
Application number: KR1020070030387A
Authority: KR
Inventors: 한락수
Original assignee: 한락수
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2008-07-23

Abstract

본 발명은 콘크리트펌프용 접동구조물의 가동체에 관한 것으로, 가동체 중 마찰이 발생되는 부위만을 초경합금의 마찰부재로 구성하되 이러한 마찰부재는 깨지기 쉬운 모서리부를 없애고 꺽임가공을 대신하여 평판형태로 성형하여 가동체의 마모율을 크게 감소시키고 그 수명에 비해 저렴한 비용으로 공급할 수 있도록 함으로써, 가동체의 잦은 교체에 따른 과다한 유지비용 발생 및 자원 낭비를 해소할 수 있는 이점을 얻을 수 있다.

콘크리트펌프, 접동구조물, 고정체, 가동체, 초경합금

Description

콘크리트펌프용 접동구조물의 가동체{Moving structure with friction on concrete pump}

도 1은 종래의 콘크리트펌프의 일예를 도시한 사시도.

도 2는 종래의 접동구조물을 도시한 분해사시도.

도 3은 도 2 중 가동체의 측단면도.

도 4는 본 발명에 의한 접동구조물을 도시한 분해사시도.

도 5는 본 발명에 의한 접동구조물의 설치상태를 도시한 단면도.

도 6은 도 4 중 본 발명의 요부인 가동체의 구조를 단면으로 도시한 부분절개도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

15 ; S형 게이트밸브 100 ; 고정체

300 ; 가동체 310 ; 결합관

313 ; 마찰부재B 315 ; 마찰부재A

315a, 315b ; 수직벽 317 ; 보강링

본 발명은 콘크리트펌프용 접동구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콘크리트펌프 작동시 접동구조물의 고정체와 마찰되는 가동체의 마찰부재를 꺽임 가공을 없앤 평판형태로 제작한 후 결합관에 고정 설치하고 결합관 내측에는 보강링을 설치함으로써 마찰부재의 내구성을 향상시킴은 물론 결합관과 마찰부재의 결합된 상태를 보다 안정적으로 유지시킴으로써, 가동체의 잦은 교체에 따른 과다한 유지비용의 발생 및 낭비의 문제를 해결함과 동시에, 콘크리트가 입출되는 입출구 및 토출구의 내측벽면의 마모와 결합관 외측단부의 편마모를 효과적으로 방지할 수 있도록 한 콘크리트펌프용 접동구조물의 가동체의 구조에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 콘크리트 펌프의 일예를 도시한 것으로서, 한쌍의 콘크리트실린더(12a)(12b) 내에 각각 콘크리트피스톤(11a)(11b)이 내설되고, 한쌍의 입출구(13a)(13b)를 갖는 판상의 고정체(13)가 상기 콘크리트실린더(12a)(12b)의 토출단에 결합되는데, 이때 고정체(13)의 각 입출구(13a)(13b)가 상기 각 콘크리트실린더(12a)(12b) 내부와 각기 연통되도록 고정 결합된다.

그리고, 상기 고정체(13)의 외측면에는 링형상의 가동체(14)가 밀착되고, 상기 가동체(14)는 S형 게이트밸브(15)의 선단에 고정 결합되며, 상기 S형 게이트밸브(15)는 구동실린더(16)에 의하여 상기 가동체(14)가 상기 고정체(13)의 각 입출구(13a)(13b)와 교대로 연통되도록 결합된다.

또한, 상기 S형 게이트밸브(15)의 후단 외주면에는 피스톤(17)이 고정 결합되며, 이 피스톤(17)은 실린더(18) 내에 수납되는데, 이때 상기 S형 게이트밸브(15)가 축방향을 따르는 이동과 축선을 중심으로 한 요동운동을 할 수 있도록 결 합된다.

그리고, 상기 피스톤(17)과 실린더(18)의 후부와의 사이에는 압력실이 형성되고, 이 압력실은 유압공급용 배관(21)을 통하여 탱크에 연결되며, 상기 배관(21) 내에는 유압공급용 펌프(20)가 결합되고, 상기 배관(21)의 일측으로부터 분기되어 탱크까지 연결된 분기관에는 안전밸브(V)가 설치된다.

이러한 구성을 갖는 콘크리트 펌프의 작동을 설명하면, 먼저 상기 구동실린더(16)를 작동시켜 가동체(14)가 일측의 입출구(13a)에 연통되도록 하고, 일측의 콘크리트피스톤(11a)을 전진시켜 콘크리트실린더(12a) 내의 콘크리트가 입출구(13a), 가동체(14), S형 게이트밸브(15) 및 토출관(19)을 통하여 토출되도록 함과 동시에, 타측의 콘크리트피스톤(11b)을 후진시켜 호퍼(10) 내의 콘크리트가 타측의 콘크리트실린더(12b) 내로 흡입되도록 한다.

이와 같은 콘크리트피스톤(11a)(11b)에 의한 콘크리트의 흡배출이 완료되면, 상기 S형 게이트밸브(15)가 반대측으로 요동되도록 구동실린더(16)를 작동시킴으로써 가동체(14)가 반대측인 입출구(13b)에 연통되도록 하고, 상기 콘크리트피스톤(11b)을 전진시켜 콘크리트실린더(12b) 내에 흡입된 콘크리트가 입출구(13b), 가동체(14), S형 게이트밸브(15) 및 토출관(19)을 통하여 토출되도록 함과 동시에, 콘크리트피스톤(11a)을 후진시켜 호퍼(10) 내의 콘크리트가 입출구(13a)를 통하여 콘크리트실린더(12a) 내로 흡입되도록 한다.

한편, 상기 S형 게이트밸브(15)가 요동운동을 하는 동안, 상기 펌프(20)가 작동되어 상기 압력실에서 강한 압력을 가함으로써, 상기 가동체(14)가 고정체(13) 에 강하게 밀착된 상태로 요동되어 가동체(14)와 고정체(13) 사이로 페이스트 등이 누설되지 않게 되며, 즉 상기 가동체(14)는 상기 고정체(13)에 강하게 마찰되며 요동운동을 하게 되는 것이고, 이에 따라 강한 마찰에도 마모량이 적은 가동체와 고정체의 제작이 요구되는 것이다.

그러나, 이러한 종래의 고정체(13)와 가동체(14), 즉 접동구조물은 대부분 하이망간으로 주물 제작된 것으로서, 내마모성은 비교적 좋으나 80시간 정도 사용하면 임계 마모량을 초과하여 새것으로 교체해야 함으로써, 작업자가 교체작업을 빈번하게 하게 되는 불편함이 있을뿐더러, 이 같이 새로운 고정체(13)와 가동체(14)의 잦은 교체 및 공급은 과다한 유지비용을 발생시킴은 물론 교체된 고정체(13)와 가동체(14)는 이후 모두 폐기해야 하므로 자원낭비의 문제점을 갖고 있었다.

이와 함께, 고정체(13)의 입출구 내측벽면 및 가동체(14)의 토출구 내측벽면은 콘크리트의 입출로 인해 심하게 마모될 뿐만 아니라, S형 게이트밸브(15)와 함께 요동되는 가동체(14)의 외측단부는 고정체(13)의 표면과 마찰되면서 편마모되는 문제점이 있었다.

이 같은 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 특허 제318584호에 개선된 구조를 갖는 콘크리트펌프용 접동구조물을 개시한 바 있다.

이에 따르면 종래의 콘크리트펌프용 접동구조물은, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 한쌍의 입출구(120a)(130a)를 갖는 판상의 고정체(100)와 링형의 가동체(200)로 구성되고, 상기 판상의 고정체(100)는 지지판(110)과, 링형상으로 된 한 쌍의 체결관(120)(130)과, 제1마찰부재(125)(135) 및 제2마찰부재(145)를 포함하여 구성된다.

상기 지지판(110)은, 한쌍의 콘크리트실린더 선단에 고정 결합되며, 좌우 양측에는 각 콘크리트실린더 내부와 연통되며 상기 체결관(120)(130)이 삽입되는 한쌍의 관통구(112a)(113a)가 천공되고, 상기 각 관통구(112a)(113a) 사이의 마찰면에는 일정깊이를 갖는 함몰부(111)가 형성된다.

이때, 상기 지지판(110)의 상기 각 관통구(112a)(113a) 내측벽 상부에는 돌출턱부(112b)(113b)를 형성하고, 상기 각 체결관(120)(130)의 외측벽 상부에는 상기 돌출턱부(112b)(113b)에 밀착 끼워지는 함몰턱부(120b)(130b)를 형성하여, 상기 체결관(120)(130)이 상기 지지판(110)의 하부로부터 상기 각 관통구(112a)(113a)의 소정 위치에 삽입 결합되며, 이러한 상태에서 상기 각 체결관(120)(130)과 지지판(110) 사이에 다수의 볼트를 결합시켜 상기 체결관(120)(130)이 상기 지지판(110)의 각 관통구(112a)(113a) 내에 삽입된 상태로 고정되도록 한다.

상기 제 1 마찰부재(125)(135)는 상기 각 체결관(120)(130)의 상단부에 상기 지지판(110)의 표면보다 일정높이 돌출되도록 각각 용접 등의 방식으로 고정 결합되어 상기 S형 게이트밸브(15)에 결합된 상기 가동체(200)의 단부에 밀착되도록 구성된다.

상기 제 2 마찰부재(145)는 상기 지지판(110)에 형성된 함몰부(111)에 설치되며, 이때 상기 제 2 마찰부재(145)는 상기 지지판(110)에 설치된 제 1 마찰부재(125)(135)와 동일높이를 유지하도록 상기 지지판(110)의 함몰부(111)에 고정되 도록 설치되어 상기 S형 게이트밸브(15)의 요동운동시 상기 가동체(200) 단부에 마찰되는 면을 형성하게 된다.

그리고, 상기 가동체(200)는 크게 결합관(210)과 제 3 마찰부재(215)로 구성되며, 상기 결합관(210)은 S형 게이트밸브(15)의 단부에 결합되도록 중앙에 토출구(210a)가 관통되는 링형상으로 형성되고, 상기 결합관(210)의 단부에는 상기 S형 게이트밸브(15)의 요동운동시 상기 고정체(100)의 마찰부재(125)(135)(145)와 밀착된 상태를 유지하며 상기 결합관(210)과 함께 요동 운동할 수 있도록 외측단부가 하향 절곡된 'ㄱ' 형상의 단면을 갖는 제 3 마찰부재(215)가 동일높이로 돌출되어 고정 결합된다.

그러나, 이 같은 종래의 가동체의 경우, 'ㄱ' 자로 꺽임 가공되어있어 결합관과의 결합이 불안정한 상태를 유지하게 되므로 특히 마찰이 집중되는 상기의 꺽여진 모서리부분은 그 구조상 매우 취약하여 이에 피로가 누적되면 마찰부재의 상측도 함께 균열되는 특징을 가지게 되어 펌프작동시 발생되는 진동이나 마찰 또는 마찰열 등에 의해 마찰부재가 쉽게 깨지는 등 내구성에 있어 문제점을 가지게 되었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 안출된 것으로서, 콘크리트 펌프의 접동구조물인 고정체와 가동체를 내마모성이 우수한 초경합금으로 제작하되, 마찰이 발생되는 부위만을 초경합금으로 구성하며 이러한 마찰부재는 깨지기 쉬운 모서리부를 없애고 꺽임가공을 대신한 평판형태로 성형하여, 접동구조물의 마 모율을 크게 감소시킴과 동시에 그 수명에 비해 저렴한 비용으로 공급할 수 있도록 하며, 이에 따라 고정체와 가동체의 잦은 교체에 따른 과다한 유지비용의 발생 및 낭비의 문제를 해결하도록 구성된 콘크리트 펌프용 접동구조물을 제공하는데 그 주된 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 콘크리트펌프용 접동구조물의 가동체는, 한쌍의 콘크리트실린더 내에서 교차 왕복되는 콘크리트피스톤에 의하여 콘크리트가 압출되고 압출된 콘크리트가 요동되는 S형 게이트밸브를 통해 토출되도록 구성되며, 돌출된 마찰부재를 구비하고 상기 콘크리트실린더 선단에 결합되는 고정체와 상기 S형 게이트밸브의 단부에 고정 결합되는 가동체를 포함하는 콘크리트펌프에 있어서;
상기 가동체는, 외측수직벽과, 상기 외측수직벽 내측에 형성되는 삽입홈과, 상기 삽입홈 내측에 상기 외측수직벽과 마주보도록 설치되는 것으로서 그 상측 단부가 상기 외측수직벽 단부보다 소정폭 낮게 형성되는 내측수직벽으로 이루어진 링형상의 결합관; 상기 고정체의 마찰부재에 밀착되도록 상기 외측수직벽의 상단과 동일한 높이로 상기 삽입홈에 끼움 결합되는 초경합금의 마찰부재B; 및 상기 고정체의 마찰부재에 밀착되도록 상기 외측수직벽의 상단과 동일한 높이로 상기 내측벽 상단과 마찰부재B의 내측 상단부에 고정 설치되는 초경합금의 마찰부재A; 로 이루어진 것을 특징으로 한다.

다른 일면에 따라, 상기 가동체는 내측벽 하단에 지지편이 돌출 형성되고, 상기 지지편과 내측벽에는 보강링이 고정 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하 면 다음과 같다. 본 발명은 종래의 콘크리트펌프용 접동구조물 중 개선된 가동체를 개시하고 있는바 콘크리트펌프 및 고정체의 구조는 도 1 내지 도 3을 참조하기로 한다.

도 4는 본 발명에 의한 접동구조물을 도시한 분해사시도이고, 도 5는 본 발명에 의한 접동구조물의 설치상태를 도시한 단면도, 도 6은 도 4 중 본 발명의 요부인 가동체의 구조를 단면으로 도시한 부분절개도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 콘크리트펌프용 접동구조물은 크게 한쌍의 입출구(120a)(130a)를 갖는 판상의 고정체(100)와 링형의 가동체(300)로 구성된다.

다시 말해, 상기 콘크리트 펌프는 한쌍의 콘크리트실린더(12a)(12b) 내에서 교차 왕복하는 콘크리트피스톤(11a)(11b)에 의해 콘크리트가 압출되고, 요동되는 S형 게이트밸브(15)를 통해 압출되는 콘크리트가 토출되도록 구성되는데, 상기 고정체(100)와 가동체(300)는 상기 콘크리트실린더(12a)(12b)와 S형 게이트밸브(15)의 각 단부에 각각 고정 결합됨으로써, S형 게이트밸브(15)의 요동에 따라 상기 가동체(300)가 고정체(100)에 밀착된 상태로 왕복 슬라이딩되며, 이를 통해 상기 가동체(300)가 상기 고정체(100)의 각 입출구(120a)(130a)에 교대로 연통되도록 결합된다.

상기 판상의 고정체(100)는 콘크리트실린더(12a)(12b) 선단에 고정 결합되는 지지판(110)과, 상기 지지판(110)의 각 관통구(112a)(113a)에 각기 삽입 밀착되도록 구성되는 링형태로 된 한쌍의 체결관(120)(130)과, 가동체(300)의 단부에 밀착 하도록 상기 각 체결관(120)(130)의 상단부에 상기 지지판(110)의 표면보다 일정높이 돌출되도록 고정 결합되는 제1마찰부재(125)(135) 및, 가동체(300)의 단부에 마찰되는 면을 형성하도록 상기 지지판(110)의 중앙에 위치한 함몰부(111)에 상기 제1마찰부재(125)(135)와 동일한 높이로 고정 설치되는 제2마찰부재(145)를 포함하여 구성된다.

상기 가동체(300)는 S형 게이트밸브(15)의 단부에 결합되는 것으로서, 결합관(310)과 평판 형태로 된 마찰부재A,B(315)(313) 및 보강링(317)으로 구성된다.

그리고, 상기 결합관(310)은, 상기 S형 게이트밸브(15)의 단부에 결합되는 탄소강 재질로서, 중앙에 토출구(310a)가 관통되는 링형상으로 성형되며, 링 중앙에 형성된 마찰부재 삽입홈(313a)을 기준으로 양측의 외측수직벽((315b)과 상기 외측수직벽(315b)에 비해 낮은 높이로 된 내측수직벽(315a)으로 구분 형성되고, 이때 상기 외측수직벽(315b)은 S형 게이트밸브(15)의 요동운동에 따른 가동체(300)와 고정체(100) 간의 마찰시 마모를 허용할 수 있는 최소두께로서 최대한 얇게 구성하여 제작비용을 줄이도록 하고, 상기 내측수직벽(315a) 하단에는 소정 너비를 갖는 보강링 지지편(317a)이 토출구(310a) 측으로 돌출 형성된다.

그리고, 상기 결합관(310)의 보강링 지지편(317a)에는 상기 결합관(310)을 관통하여 이송되는 시멘트의 마찰에 따른 마모를 최소화할 수 있도록 보강링(317)이 용접을 통해 설치된다. 상기 보강링(317)은 바람직하게는 상기 내측수직벽(315a)과 동일한 높이로 제작되어 상기 결합관(310)의 내측수직벽(315a)에 밀착된 상태로 고정되고, 다양한 종류의 합금을 이용하여 성형될 수 있으나, 바람직하 게는 20% 정도의 초경합금이 혼합된 하이크롬강으로 제작하게 된다.

그리고, 상기 결합관(310)의 마찰부재 삽입홈(313a)에는 상기 외측수직벽(315b)과 동일한 높이로 제작되어진 마찰부재B(313)가 안정적으로 끼움 결합된다.

그리고, 상기 마찰부재B(313)의 내측 상단부와 상기 내측수직벽(315a) 및 보강링(317)의 상면에는 용접으로 마찰부재A(315)가 밀착 고정된다.

이때 상기 마찰부재A(315)는 온도 변화에 따른 팽창률의 차이를 최소화 할 수 있도록 바람직하게는 여러 조각으로 분할된 다수의 마찰블록의 조합으로 구성하며, 각 마찰블록은 상기 결합관 단부에 각각 용접으로 고정 결합된다.

한편, 상기 초경합금은, 5~10 중량%의 Co와 90~95 중량%의 W.C를 함유하는 혼합물로 제작하고, 더 바람직하게는 상기 혼합물에 0.1~2 중량%의 TiC 및 0.1~2 중량%의 TaNBC를 함유시켜 90 HRC 이상의 경도로 강화된 내마모성을 갖도록 제작하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 갖는 가동체를 결합시킨 콘크리트 펌프의 작동을 설명하면, 상기 한쌍의 콘크리트실린더가 교차 왕복운동을 함에 따라 콘크리트를 토출시키기 위하여 S형 게이트밸브가 가압된 상태에서 요동운동을 하게 됨으로써, 고정체와 가동체가 강하게 마찰하게 되는데, 이때 결합관(310)의 외측수직벽(315b)의 모서리부가 마찰되며 먼저 소모된 후 내마모성이 강한 고정체의 제1,2마찰부재와 가동체의 마찰부재A,B가 상호 마찰됨으로써, 마찰에 의한 마모량이 크게 감소되는 것이다.

이와 같이 본 발명은 특정 실시예를 들어 설명하였지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서는 얼마든지 수정 및 변형 실시가 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 콘크리트 펌프용 접동구조물은, 가동체의 마찰부재가 안정적인 평판형태로만 제작되어 종래의 꺽임가공의 취약성을 보완하여 향상된 내구성 및 안정적인 결합상태를 유지하게 됨에 따라, 마찰에 따른 가동체의 마모량을 크게 감소시킬 수 있어 가동체의 장시간 사용이 가능해지고, 이에 가동체의 잦은 교체에 따른 불편성 및 과도한 유지비용 문제를 해소할 수 있는 이점을 얻을 수 있다.

Claims

한쌍의 콘크리트실린더 내에서 교차 왕복되는 콘크리트피스톤에 의하여 콘크리트가 압출되고 압출된 콘크리트가 요동되는 S형 게이트밸브를 통해 토출되도록 구성되며, 돌출된 마찰부재를 구비하고 상기 콘크리트실린더 선단에 결합되는 고정체와 상기 S형 게이트밸브의 단부에 고정 결합되는 가동체를 포함하는 콘크리트펌프에 있어서;

상기 가동체는,

외측수직벽과, 상기 외측수직벽 내측에 형성되는 삽입홈과, 상기 삽입홈 내측에 상기 외측수직벽과 마주보도록 설치되는 것으로서 그 상측 단부가 상기 외측수직벽 단부보다 소정폭 낮게 형성되는 내측수직벽으로 이루어진 링형상의 결합관;

상기 고정체의 마찰부재에 밀착되도록 상기 외측수직벽의 상단과 동일한 높이로 상기 삽입홈에 끼움 결합되는 초경합금의 마찰부재B; 및

상기 고정체의 마찰부재에 밀착되도록 상기 외측수직벽의 상단과 동일한 높이로 상기 내측벽 상단과 마찰부재B의 내측 상단부에 고정 설치되는 초경합금의 마찰부재A; 로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘크리트펌프용 접동구조물의 가동체.
제1항에 있어서,

상기 가동체는 내측벽 하단에 지지편이 돌출 형성되고, 상기 지지편과 내측벽에는 보강링이 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 콘크리트펌프용 접동구조물의 가동체.
제1항에 있어서,

상기 마찰부재A 및 마찰부재B를 구성하는 초경합금은, 5~10 중량%의 Co와 90~95 중량%의 W.C를 함유하여 내마모성이 강화된 합금인 것을 특징으로 하는 콘크리트펌프용 접동구조물의 가동체.
제1항에 있어서,

상기 마찰부재A 및 마찰부재B를 구성하는 초경합금은, 5~10 중량%의 Co와 0.1~2 중량%의 TiC와 0.1~2 중량%의 TaNBC, 및 86~94.8 중량 %의 W.C를 함유하여 내마모성이 강화된 합금인 것을 특징으로 하는 콘크리트펌프용 접동구조물의 가동체.