KR101089917B1 - 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 장치 및 안전 운전 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 콘크리트 펌프 및, 상기 콘크리트 펌프에 연결되어 상기 콘크리트 펌프로부터 토출되는 콘크리트를 고층 건물로 공급하는 공급 배관 조립체를 구비하는 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 방법으로서, 상기 공급 배관 조립체의 길이 방향을 따라 서로 이격되어 설치된 복수 개의 압력센서들로부터 해당 위치에서의 내부 압력들을 감지하는 단계와, 상기 콘크리트 펌프의 기동 후, 상기 감지된 내부 압력들 중에서 하나 또는 복수 개가 정상 운전 압력 범위를 벗어나면, 상기 공급 배관 조립체의 내부가 막혀있다고 판단하여 상기 콘크리트 펌프의 운전을 정지시키는 단계를 포함하는 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 방법을 제공한다.

따라서, 상기 공급 배관 조립체의 내부 압력이 실시간으로 모니터링된다. 즉, 상기 내부 압력이 정상 운전 압력 범위를 벗어나면, 상기 콘크리트 펌프의 운전이 정지되어, 상기 공급 배관 조립체의 파손 가능성이 크게 경감된다. 따라서, 공사 시간이 안정적으로 관리될 수 있고, 불필요한 복구 비용이 감소될 수 있다.

Description

콘크리트 공급 설비의 안전 운전 장치 및 안전 운전 방법 {Apparatus for operating concrete supply facility safely and method for operating concrete supply facility safely}

본 발명은 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 장치 및 안전 운전 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 콘크리트 공급 설비의 압력 상승에 의한 손상 가능성을 감소시키는 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 장치 및 안전 운전 방법에 관한 것이다.

건물 등의 각종 구조물의 축조에는 콘크리트가 사용된다. 고층 건물의 시공 시, 콘크리트 펌프카의 공급배관을 사용하여 콘크리트를 높은 곳까지 이송한다. 특히, 건물의 높이가 매우 높은 초고층 건물의 경우, 상기 공급배관의 압력이 매우 높게 운전된다.

그런데, 상기 공급배관 내에서 콘크리트 잔존물이 굳어서 상기 공급배관의 일부가 막혀 있거나, 상기 콘크리트의 공급 시 다른 원인에 의하여 상기 공급배관이 막힐 경우, 상기 공급배관이 파손되거나, 상기 공급배관을 연결하는 연결부(예, 플렌지 등)와 상기 공급배관 사이에 파손이 발생할 가능성이 매우 높다. 상기 공 급배관은 상기 건물에 고정되어 설치되기 때문에, 상기 공급배관이 파손되면 상기 공급배관의 수리가 매우 어렵다. 또한, 건물로 콘크리트의 공급을 할 수 없기 때문에, 전체 공사기간이 증가하는 문제점이 발생한다.

본 발명은 콘크리트 공급 설비의 압력 상승에 의한 손상 가능성을 감소시키는 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 장치 및 안전 운전 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 콘크리트 펌프 및, 상기 콘크리트 펌프에 연결되어 상기 콘크리트 펌프로부터 토출되는 콘크리트를 고층 건물로 공급하는 공급 배관 조립체를 구비하는 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 방법으로서, 상기 공급 배관 조립체의 길이 방향을 따라 서로 이격되어 설치된 복수 개의 압력센서들로부터 해당 위치에서의 내부 압력들을 감지하는 단계와, 상기 콘크리트 펌프의 기동 후, 상기 감지된 내부 압력들 중에서 하나 또는 복수 개가 정상 운전 압력 범위를 벗어나면, 상기 공급 배관 조립체의 내부가 막혀있다고 판단하여 상기 콘크리트 펌프의 운전을 정지시키는 단계를 포함하는 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은, 콘크리트 펌프 및, 상기 콘크리트 펌프에 연결되어 상기 콘크리트 펌프로부터 토출되는 콘크리트를 고층 건물로 공급하는 공급 배관 조립체를 구비하는 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 장치로서, 상기 공급 배관 조립체의 길이 방향을 따라 서로 이격되어 설치되고, 해당 위치에서의 내부 압력들을 감지하는 복수 개의 압력 센서들과, 상기 압력 센서들이 설치된 위치에서의 정상 운전 압력 범위 정보를 저장하는 메모리부와, 상기 콘크리트 펌프의 기동 후, 상기 감지된 내부 압력들과 상기 정상 운전 압력 범위 정보를 비교하여, 상기 감지된 내부 압력들 중에서 하나 또는 복수 개가 정상 운전 압력 범위를 벗어나면, 상기 공급 배관 조립체의 내부가 막혀있다고 판단하여 상기 콘크리트 펌프의 운전을 정지시키는 제어부를 포함하는 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 장치를 제공한다.

본 발명의 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 장치 및 안전 운전 방법에서는, 공급 배관 조립체의 내부 압력이 실시간으로 모니터링된다. 따라서, 상기 내부 압력이 정상 운전 압력 범위를 벗어나면, 콘크리트 펌프의 운전이 정지되어, 상기 공급 배관 조립체의 파손 가능성이 크게 경감된다. 따라서, 공사 시간이 안정적으로 관리될 수 있고, 불필요한 복구 비용이 감소될 수 있다.

도 1 및 도 2에 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 장치(이하 "안전 운전 장치"라고 함)(100)가 도시되어 있다. 도 1은 상기 안전 운전 장치(100)의 제어 흐름을 보여주는 블록도이고, 도 2는 상기 안전 운전 장치(100)가 공급 배관 조립체(170)에 설치된 상태를 보여주는 개략도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 안전 운전 장치(100)는 제1,2,3,4압력 센서 들(111, 112, 113, 114), 메모리부(130), 제어부(120), 디스플레이부(150) 및 알람부(160)를 포함한다. 상기 공급 배관 조립체(170)는 공사 중인 고층 건물(20)의 측면을 따라 수직 방향으로 설치되어 있다. 상기 공급 배관 조립체(170)의 일 단부는 콘크리트 펌프(140)에 연결되고, 타 단부는 공급 노즐(185)에 연결되어 있다. 상기 콘크리트 펌프(140)는 콘크리트를 토출하는 기능을 수행하며, 흡입측이 콘크리트 저장부(180)에 연결되어 있다.

상기 공급 배관 조립체(170)는, 상기 콘크리트 펌프(140)로부터 토출된 콘크리트를 상기 고층 건물(20)의 특정 위치로 공급하는 기능을 수행한다. 상기 공급 배관 조립체(170)는 배관(171)들 및 플랜지(172)들 포함한다. 상기 배관(171)들은 상기 플랜지(172)들에 결합되어 연장된다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 공급 배관 조립체(170)가 다양한 구조를 가질 수 있다.

상기 제1,2,3,4압력 센서들(111, 112, 113, 114)은 상기 공급 배관 조립체(170)의 길이 방향을 따라 서로 이격되어 설치되어 있다. 상기 제1,2,3,4압력 센서들(111, 112, 113, 114)은 등간격으로 설치될 수도 있으며, 상기 공급 배관 조립체(170)에서 상대적으로 강도가 취약한 부분 또는 인접한 전후 부분에 설치될 수도 있다. 또한, 본 실시예에서는, 4개의 압력 센서들(111, 112, 113, 114)이 설치되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 상기 제1,2,3,4압력 센서들(111, 112, 113, 114)은 설치 위치에서 상기 공급 배관 조립체(170)의 내부 압력을 감지하여, 상기 제어부(120)로 출력한다.

상기 메모리부(130)는, 상기 제1,2,3,4압력 센서들(111, 112, 113, 114)이 설치된 위치에서의 정상 운전 압력 범위 정보를 저장한다. 상기 정상 운전 압력 범위 정보를 도출하는 방법은 다양하게 선택될 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 정상 운전 압력 범위는, 상기 각 압력센서(111, 112, 113, 114)에 대응되는 최대 압력 또는 최대 압력 변화율로 결정된다. 이후에 상세하게 설명하도록 한다.

상기 제어부(120)는 상기 제1,2,3,4압력 센서들(111, 112, 113, 114)로부터 수신된 내부 압력들과 상기 정상 운전 압력 범위에 근거하여, 상기 콘크리트 펌프(140)의 운전을 제어한다. 즉, 상기 콘크리트 펌프(140)의 기동 후, 상기 제어부(120)는, 상기 감지된 내부 압력들과 상기 정상 운전 압력 범위 정보를 비교한다. 그리고, 상기 감지된 내부 압력들 중에서 적어도 한 개가 정상 운전 압력 범위를 벗어나면, 상기 제어부(120)는 상기 공급 배관 조립체(170)의 내부가 막혀있다고 판단하여 상기 콘크리트 펌프(140)의 운전을 정지시킨다.

그리고, 상기 제어부(120)는 상기 디스플레이부(150)를 이용하여 작업자에게 상기 콘크리트 펌프(140)의 운전 정지에 관한 정보를 화상으로 전달할 뿐만 아니라, 상기 알람부(160)를 이용하여 음성적으로도 알린다.

이하에서는, 도 3을 참조하여, 상기 안전 운전 장치(100)를 이용하여 콘크리트 공급 설비를 안전하게 운전하는 방법에 대하여 상세하게 살펴본다.

먼저, 운전 모사 실험을 하여 정상 운전 압력 범위를 도출한다(S110 단계). 도 4를 참조하면, 상기 운전 모사 실험을 위한 장치의 개략적인 구성도가 도시되어 있다. 상기 콘크리트 펌프(140)가 콘크리트 저장장치(190)에 연결된다. 상기 콘크리트 펌프(140)는 실제 상기 고층 건물(20)에 콘크리트를 공급하는데 실제 이용되는 것과 동일한 사양을 가진다.

상기 공급 배관 조립체(170)에 유체 역학적으로 상사된 구조를 가지는 배관 조립체(170')가 상기 콘크리트 펌프(140)와 상기 콘크리트 저장장치(190)를 연결한다. 상기 배관 조립체(170')는 지상에 수평적으로 설치되어 있기 때문에, 중력의 영향이 실질적으로 없다. 따라서, 상기 배관 조립체(170')의 길이가 상기 공급 배관 조립체(170)의 길이보다 길다. 상기 제1,2,3,4압력 센서들(111, 112, 113, 114)은 상기 배관 조립체(170')에서 대응되는 위치에 설치된다. 상기 콘크리트 저장장치(190)에 저장되어 있는 콘크리트는 상기 콘크리트 펌프(140)에 의하여 상기 배관 조립체(170')를 거쳐, 상기 콘크리트 저장장치(190)로 다시 되돌아온다.

도 5에는 상기 콘크리트 펌프의 운전 시, 상기 제1,2,3,4압력 센서들(111, 112, 113, 114)에서 감지한 내부 압력을 보여 주는 그래프이다. 도 5에서는 상기 콘크리트 펌프(140)가 정상 운전 상태에 도달된 이후로부터 측정된 압력 곡선들(f1, f2, f3, f4)을 보여준다. 시간이 t1일 때까지는 내부 압력이 정상 운전 압력 범위 내에 위치한다. 그런데, 상기 제2압력 센서(112)와 상기 제3압력 센서(113) 사이의 공급 배관 조립체(170)의 내부에 막힘 현상이 발생되면, 상기 제1압력 센서(171) 및 상기 제2압력 센서(172)의 압력(f1, f2)이 급격하게 상승하고, 제3압력 센서(113) 및 상기 제4압력 센서(114)의 압력(f3, f4)은 급격하게 감소한다. 따라서, 배관 내부의 막힘에 의한 비정상 운전 압력 상태의 기준으로서, 최대 압력이 이용될 수도 있다. 또한, 압력 변화율도 급격하게 증가하기 때문에, 최대 압력 변화율이 비정상 운전 압력 상태의 기준으로서 이용될 수도 있다.

상기와 같은, 운전 모사 실험에 의하여 도출된 정상 운전 압력 정보 및 비정상 운전 압력 정보를 상기 메모리부(130)에 저장한다. 특히, 고층 건물의 경우, 각 층마다 콘크리트를 공급해야 하기 때문에, 상기 운전 모사 실험이 각 층에 대하여 각각 수행된다.

상기 콘크리트 펌프(140) 및 상기 제1,2,3,4압력 센서들(111, 112, 113, 114)을 상기 모사 장치로부터 분리한 후, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 실제 공사 현장에 설치한다. 이로부터, 상기 안전 운전 장치(100)의 현장 설치 작업이 완료된다.

상기 콘크리트 펌프(140)를 기동하고, 상기 제1,2,3,4압력 센서들(111, 112, 113, 114)로부터 내부 압력들을 실시간으로 설정 시간 단위로 수신한다(S120 단계). 상기 내부 압력들이 정상 운전 압력 범위를 벗어나는지 여부를 판단한다(S130 단계). 만일, 상기 내부 압력들이 정상 운전 압력 범위를 벗어나면, 상기 콘크리트 펌프(140)의 운전을 정지한다(S140 단계). 그리고, 상기 디스플레이부(150) 및 상기 알림부(160)를 이용하여 영상 및 음성으로 작업자에게 알린다(S150 단계).

만일, 상기 공급 배관 조립체(170)의 내부의 일부가 막혀 있을 경우, 내부 압력이 상승한다. 만일, 상기 콘크리트 펌프(140)의 구동이 계속되면, 상기 내부 압력이 급격하게 상승하고, 일반적으로 상기 배관(171)과 상기 플랜지(172)의 연결 부분이 파손된다. 고층 건물의 공사에서 상기 공급 배관 조립체(170)의 길이가 매우 길고, 상기 공급 배관 조립체(170)가 공사 중인 건물 측면에 설치되는 프레임(30)에 고정되는 구조를 가지기 때문에, 상기 파손의 발생 시, 복구 작업이 매우 어렵다. 더욱이, 상기 복구 작업 시, 공사가 중단될 수밖에 없기 때문에, 공사 기간이 늘어나고, 공사비용이 증가한다. 하지만, 본 실시예에서는, 상기 공급 배관 조립체(170)의 내부 압력이 모니터링되어, 상기 내부 압력이 정상 운전 범위에 있도록 조절되기 때문에, 상기 공급 배관 조립체(170)의 파손 가능성이 크게 감소된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 장치의 제어 흐름을 보여주는 블록도이다.

도 2는 도 1에 도시된 안전 운전 장치가 공급 배관 조립체에 설치된 상태를 보여주는 개략도이다.

도 3은 도 1에 도시된 안전 운전 장치를 이용하여, 콘크리트 공급 설비를 안정적으로 운전하는 것을 보여주는 흐름도이다.

도 4는 정상 운전 압력 범위를 도출하기 위한 운전 모사 실험 장치를 보여주는 개략적인 구성도이다.

도 5는 도 4에 도시된 운전 모사 실험 장치로부터 도출되는 정상 운전 압력 범위 및 비정상 운전 압력의 거동을 보여주는 그래프이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 >

100: 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 장치

111, 112, 113, 114: 제1,2,3,4압력 센서

120: 제어부 130: 메모리부

140: 콘크리트 펌프 150: 디스플레이부

160: 알람부 170: 공급 배관 조립체

Claims (7)

1. 콘크리트 펌프 및, 상기 콘크리트 펌프에 연결되어 상기 콘크리트 펌프로부터 토출되는 콘크리트를 고층 건물로 공급하는 공급 배관 조립체를 구비하는 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 방법으로서,

   상기 공급 배관 조립체의 길이 방향을 따라 서로 이격되어 설치된 복수 개의 압력센서들로부터 해당 위치에서의 내부 압력들을 감지하는 단계; 및

   상기 콘크리트 펌프의 기동 후, 상기 감지된 내부 압력들 중에서 하나 또는 복수 개가 정상 운전 압력 범위를 벗어나면, 상기 공급 배관 조립체의 내부가 막혀있다고 판단하여 상기 콘크리트 펌프의 운전을 정지시키는 단계를 포함하고,

   상기 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 방법은,

   상기 콘크리트 공급 설비를 지상에 수평적으로 모사하여 상기 콘크리트 공급 설비의 운전 모사 실험을 수행하고, 상기 운전 모사 실험으로부터 상기 압력센서들에 대응되는 정상 운전 압력 범위를 도출하는 단계를 더 포함하며,

   상기 운전 모사 실험이 상기 고층 건물의 각 층에 대하여 각각 수행되어, 상기 각 압력센서마다 상기 각 층에 대한 상기 정상 운전 압력 범위가 도출되는 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 방법.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 정상 운전 압력 범위는, 상기 각 압력센서에 대응되는 최대 압력으로 결정되는 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 방법.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 콘크리트 펌프가 기동되어 정상 운전 상태에 도달된 후, 상기 압력센서로부터 감지된 압력의 변화율이 설정된 값보다 크면, 상기 정상 운전 범위를 벗어난 것으로 판단하는 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 방법.
5. 콘크리트 펌프 및, 상기 콘크리트 펌프에 연결되어 상기 콘크리트 펌프로부터 토출되는 콘크리트를 고층 건물로 공급하는 공급 배관 조립체를 구비하는 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 장치로서,

   상기 공급 배관 조립체의 길이 방향을 따라 서로 이격되어 설치되고, 해당 위치에서의 내부 압력들을 감지하는 복수 개의 압력센서들;

   상기 압력센서들이 설치된 위치에서의 정상 운전 압력 범위 정보를 저장하는 메모리부;

   상기 콘크리트 펌프의 기동 후, 상기 감지된 내부 압력들과 상기 정상 운전 압력 범위 정보를 비교하여, 상기 감지된 내부 압력들 중에서 하나 또는 복수 개가 정상 운전 압력 범위를 벗어나면, 상기 공급 배관 조립체의 내부가 막혀있다고 판단하여 상기 콘크리트 펌프의 운전을 정지시키는 제어부를 포함하고,

   상기 각 압력 센서의 정상 운전 압력 범위는 상기 콘크리트 공급 설비를 지상에 수평적으로 모사한 운전 모사 실험으로부터 도출되되,

   상기 운전 모사 실험이 상기 고층 건물의 각 층에 대하여 각각 수행되어, 상기 각 압력센서마다 상기 각 층에 대한 상기 정상 운전 압력 범위가 도출되는 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 장치.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 정상 운전 압력 범위는, 상기 각 압력센서에 대응되는 최대 압력으로 결정되는 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 장치.
7. 청구항 5에 있어서,

   상기 제어부는,

   상기 콘크리트 펌프가 기동되어 정상 운전 상태에 도달된 후, 상기 압력센서로부터 감지된 압력의 변화율이 설정된 값보다 크면, 상기 콘크리트 공급 설비가 상기 정상 운전 범위를 벗어난 것으로 판단하는 콘크리트 공급 설비의 안전 운전 장치.

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