KR101221756B1 - 지열에너지 설비의 그라우팅용 펌핑장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 시멘트몰탈을 압송해주는 지열에너지 설비의 그라우팅용 펌핑장치로써, 양로드형복동실린더튜브(100)에 구비된 좌측과 우측의 3로밸브바디(119) 개폐동작이 상호 반대 행정으로 동작하면서, 펌핑장치 양편에 설치된 2식의 흡입관(119a)에 의해서는 어느 한쪽이 흡입행정을 하며, 또 2식의 토출관(119b)에 의해서는 어느 한쪽이 토출행정을 하면서 몰탈의 흡입과 토출이 연속동작으로 진행되어 맥동현상이 사라지며, 또 본 발명에 적용된 상기의 3로밸브바디(119)내에 내재된 홀컵형상의 포트밸브(120)에 측면부에 형성된 홀(120a)과 3로밸브바디(119)에 형성된 흡입관(119a)과 토출관(119b)의 개폐동작은 종전처럼 흡입관과 토출관 상하로 동작하는 중력볼이나 원반형상의 스풀이 상하로 개폐되는 타입이 아닌 면과 면이 상호 교차하는 커팅 방식으로 개폐되어 몰탈에 혼입된 섬유질이나 골재에 의한 불안전한 흡입과 토출 불량을 방지한다. 수평으로 설치되는 타입으로 구조적으로 설치공간확보가 자유롭고 양로드형복동실린더를 적용해 생산단가와 유지비용을 낮추는 효과도 제공하는 유용한 발명인 것이다.

Description

지열에너지 설비의 그라우팅용 펌핑장치{the pumping system for pumpcar}
본 발명은 지열에너지 설비의 그라우팅용 몰탈을 압송해주는 펌핑장치에 관한 것으로, 상세히는 레미콘차량으로 운반해오거나, 현장에서 배합한 지열에너지 설비의 벤토나이트와 같은 몰탈로 그라우팅하고자 하는 곳까지 압송하는 펌핑장치에 관한 것이다.
상기와 같은 지열에너지용 설비는 엔진이 탑재되며 이동 가능하게 운전석과 구동장치를 구비한 펌프차체와, 상기 펌프차체의 후방에 구비되어 호퍼와, 레미콘 믹서차로부터 공급되는 콘크리트 레미콘 몰탈을 압송하는 펌핑장치와,상기 펌핑장치에 의하여 압송된 콘크리트 레미콘 몰탈을 타설 지점에 공급하는 펌핑 관로로 구성된다.
초기에 도입된 펌핑장치는 1식의 피스톤 퇴출에 의하여, 흡입관내에 놓인 중량볼밸브가 열리면서 호퍼로부터 몰탈이 흡입되고, 피스톤의 진입에 의하여 흡입관내의 중량볼은 막힘과 동시에 토출관내에 놓인 중량볼밸브가 열리면서 몰탈이 토출관내를 통해 펌핑관로로 압송되는 방식이 있다.
상기와 같은 방식으로 나타나는 수축과 이완에 의한 맥동현상 및 펌핑불능을 방지하기 위하여, 종전의 토출관에 진퇴되게 하는 실린더를 추가하고, 토출관과 연통되는 상방에 중량볼을 추가한 또 다른 토출관을 연통하는 방식으로 맥동현상및 압송부하를 감소시킨 선원기술이 있다.
한편, 또 다른 선원기술로 상기와 같은 흡입관과 토출관 사이의 펌핑실내 에는 마름모꼴의 밸브가 펌핑실내 흡입관상단과 펌핑실 외부의 토출관하방 사이를 유압실린더로 작동되는 펌핑실린더로 교체하는 방식으로, 종전 중량볼밸브에 의하여 섬유질이나 골재에 의한 불안전한 흡입과 토출 행정을 개선하도록 한 기술이 있다.
또, 다른 기술에서는 분기된 토출관상부에 1쌍의 콘크리트이송실린더를 장착하고 각각의 이송실린더의 상하에 설치된 링스토퍼 사이 통로를 선택적으로 차단하고 일정길이를 갖는 스풀로드가 결합된 스풀 및 이송실린더 상부에 스풀로드의 표면을 닦는 O링이 구비된 연결관, 연결관상부에 결합되고 내부에 스풀로드와 결합된 피스톤로드가 설치된 피스톤에 설치되어 유압으로 스풀을 승하강시키는 작동실린더를 포함하는 펌핑장치가 있다.
[믄헌 1] KR 10-0351332 B1 (2004.08.22) [문헌 2] KR 10-0456384 B1 (2004.11.01) [문헌 3] KR 10-0555377 B1 (2006.02.20)
본 발명에서는 상기 종래 펌핑장치에 있어서, 흡입관과 토출관내에 구비된 2개를 설치한 중량볼밸브의 선택적인 개폐에 의하여 몰탈을 흡입해 펌핑관로로 압송되는 방식의 문제인 맥동현상 및 펌핑불능을 방지하고자 하는 지열에너지 설비의 그라우팅용 펌핑장치를 제공하고자 하는 것이다.
또, 중량볼밸브 3개를 구비한 펌핑장치로 토출관에 진퇴되게 하는 실린더를 추가하고, 토출관과 연통되는 상방에 중량볼을 추가한 또 다른 토출관을 연통하는 방식으로 맥동현상 및 압송부하를 감소시킨 선원기술에서는 맥동현상의 완화를 기대하지만, 하부에 연통추가되는 상부실린더에 따른 유압설비 추가와 설비가 수직으로 연장 돌출되는데 따른 설비를 간소화해 생산단가를 낮추면서, 여전히 중량볼밸브와 같은 원반형의 밸브체의 진퇴에 의한 개폐동작에 따른 마모에 의한 잦은 교체에 따른 유지비용을 줄이도록 하는 새로운 방식의 밸브체를 제공하고자 하는 것이다.
이에 본 발명에서는 피스톤로드(101)가 양방으로 진퇴되는 양로드형 복동실린더 튜브(100) 양단이 상호 대향 되는 2개의 크로스튜브플랜지(110)에 단턱 결합되며, 단턱 결합된 각각의 크로스튜브플랜지(110) 이편은 원판돌출단턱(111) 가공된 중앙을 자유로이 통과하는 피스톤로드(101)의 양단부에 마련된 볼트부(102)에는 2개의 피스톤와셔(112)사이에 피스톤(113)를 각각 결합해 피스톤죔너트(114)로 고정하며, 고정된 각각의 피스톤(113)이 긴밀하게 내재되는 피스톤크로스튜브(115) 일단은 상기 원형돌출단턱(111)에; 이단은 3로밸브바디플랜지(116)에 단턱결합시켜, 양편의 크로스튜브플랜지(110)와 중간 2개의 3로밸브바디플랜지(116)에 각각 4개의 인장강선(117)을 관통해 양단에서 강선죔볼트(118)로 단단히 조립하며, 조립된 각각의 3로밸브바디플랜지(116)에는 원통형상 일측에 흡입관(119a)이; 흡입관 대향부에 토출관(119b)이 형성된 3로밸브바디(119)를 일체로 조립하며, 조립된 3로밸브바디(119) 관내에는 홀컵 형상의 중간 측벽에 상기 흡입관(119a)과 연통되는 홀(120a) 및 홀컵형상 외측 바닥 중앙에 포트밸브축(120b)이 외방으로 돌출되게 포트밸브(120)를 내재하며, 설치된 포트밸브축 외연바닥에 밀착되게 씰링디스크(120c)를 조립후, 오링(121a)을 나사테에 끼우고 중앙 축공에 내재한 포트밸브축베어링(121b)을 통해 포트밸브축(120b)를 인출시키는 캡너트(121)를 3로밸브바디(119)에 긴밀하게 나사체결후, 인출된 포트밸브축(120b) 각각에 조립한 랙기어(122a)에는 랙(122b)을 축설한 포트밸브작동실린더(123)를 구비됨을 특징으로 하는 펌핑장치를 제공하여, 맥동현상 및 펌핑불능을 방지하고자 하는 지열에너지 설비의 그라우팅용 펌핑장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 따른 펌핑장치는 지열에너지 설비의 양로드형복동실린더튜브(100)에 구비된 좌측과 우측의 3로밸브바디(119) 개폐동작이 상호 반대 행정으로 동작하면서, 펌핑장치 양편에 설치된 2식의 흡입관(119a)에 의해서는 어느 한쪽이 흡입행정을 하며, 2식의 토출관(119b)에 의해서는 어느 한쪽이 토출행정을 하면서 몰탈의 흡입과 토출이 연속동작으로 진행되어 맥동현상이 사라지는 것이다.
또, 본 발명에 적용된 상기의 3로밸브바디(119)내에 내재된 홀컵형상의 포트밸브(120)에 측면부에 형성된 홀(120a)과 3로밸브바디(119)에 형성된 흡입관(119a)과 토출관(119b)의 개폐동작은 종전처럼 흡입관과 토출관 상하로 동작하는 중력볼이나 원반형상의 스풀이 상하로 개폐되는 타입이 아닌 면과 면이 상호 교차하는 커팅 방식으로 개폐되어 몰탈에 혼입된 섬유질이나 골재에 의한 불안전한 흡입과 토출 불량을 방지하도록 하는 것이다.
한편, 설비에 설치하는 부분에 있어서, 종전처럼 호퍼 후방에 수직으로 설치하는 실린더나 펌핑장치에 비하여, 수평으로 설치되는 타입으로 구조적으로 설치공간확보가 자유롭고 단동형 실린더에 의하여 몰탈의 반복행정을 하는 것에 비하여, 양로드형복동실린더를 사용함으로써, 생산단가와 유지비용을 낮추는 효과도 제공하는 유용한 발명인 것이다.
도 1은 본 발명 펌핑 장치의 사시도
도 2는 본 발명 펌핑 장치의 주요부 발췌 분해 사시도
도 3은 본 발명 펌핑 장치의 부분발췌 단면도
도 4는 본 발명 펌핑 장치의 게이트 동작도로 ⅰ)은 좌측 흡입 우측토출 상태 ⅱ)는 좌측 토출 우측흡입 상태 참고도
상기와 같은 점을 감안하여, 이하 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 일실시 구성을 알아보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 펌핑 장치의 사시도,도 2는 본 발명 펌핑 장치의 주요부 발췌 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명 펌핑 장치의 부분발췌 단면도이다.
피스톤로드(101)가 양방으로 진퇴되는 양로드형 복동실린더 튜브(100) 양단이 상호 대향 되는 2개의 크로스튜브플랜지(110)에 단턱 결합되며, 단턱 결합된 각각의 크로스튜브플랜지(110) 이편은 원판돌출단턱(111) 가공된 중앙을 자유로이 통과하는 피스톤로드(101)의 양단부에 마련된 볼트부(102)에는 2개의 피스톤와셔(112)사이에 피스톤(113)를 각각 결합해 피스톤죔너트(114)로 고정하며, 고정된 각각의 피스톤(113)이 긴밀하게 내재되는 피스톤크로스튜브(115) 일단은 상기 원형돌출단턱(111)에; 이단은 3로밸브바디플랜지(116)에 단턱결합시켜, 양편의 크로스튜브플랜지(110)와 중간 2개의 3로밸브바디플랜지(116)에 각각 4개의 인장강선(117)을 관통해 양단에서 강선죔볼트(118)로 단단히 조립하며, 조립된 각각의 3로밸브바디플랜지(116)에는 원통형상 일측에 흡입관(119a)이; 흡입관 대향부에 토출관(119b)이 형성된 3로밸브바디(119)를 일체로 조립하며, 조립된 3로밸브바디(119) 관내에는 홀컵 형상의 중간 측벽에 상기 흡입관(119a)과 연통되는 홀(120a) 및 홀컵형상 외측 바닥 중앙에 포트밸브축(120b)이 외방으로 돌출되게 포트밸브(120)를 내재하며, 설치된 포트밸브축 외연바닥에 밀착되게 씰링디스크(120c)를 조립후, 오링(121a)을 나사테에 끼우고 중앙 축공에 내재한 포트밸브축베어링(121b)을 통해 포트밸브축(120b)를 인출시키는 캡너트(121)를 3로밸브바디(119)에 긴밀하게 나사체결후, 인출된 포트밸브축(120b) 각각에 조립한 랙기어(122a)에는 랙(122b)을 축설한 포트밸브작동실린더(123)를 구비하는 것이다.
상기, 크로스튜브플랜지(110) 각각 이편의 원판돌출단턱(111)에 조립된 피스톤크로스튜브(115) 일정테에는 피스톤로드(101)의 위치검출센서(101a)를 매입설치하는 것이다.
도면중 미설명부호로 "100a","100b"는 양로드형 복동실린더 튜브(100)에 유압유가 반복적으로 공급배출되는 유압포트이며, "123a", "123b"는 각각의 포트밸브작동실린더(123)에 유압유를 반복적으로 공급배출하는 유압포트이며,"124"는 몰탈이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시 구성을 첨부된 도면에 의하여 알아보면 다음과 같다.
도 4는 본 발명 펌핑 장치의 게이트 동작도로 ⅰ)은 좌측 흡입 우측토출 상태 ⅱ)는 좌측 토출 우측흡입 상태 참고도를 참조하여, 본 발명의 동작구조를 알아본다.
본 발명 지열에너지 설비의 그라우팅용 설비는 통상 엔진이 탑재되며 이동 가능하게 운전석과 구동장치를 구비한 펌프카의 후방에 구비되어 호퍼와, 레미콘 믹서차로부터 공급되는 몰탈을 펌핑 관로로 압송하는 펌핑 장치로써, 펌프카에 통상 구비되는 호퍼와 연통된 분기관로(도시되지 않았음)가 흡입관(119a) 각각에 조립되며, 3로밸브바디플랜지(116)에 설치된 양방의 토출관(119b) 역시 혼입되어 타설 지점에 공급하는 펌핑관로(도시되지 않았음)에 T배관되며, 펌핑장치 본체는 호퍼 후방차체에 수평으로 본 발명 장치가 조립된다.
한편, 본 발명장치에 구비된 각각의 유압포트(100a;100b;123a;123b)에는 설비에 구비된 유압펌프로부터 설치되는 유압라인은 도시하지 않았다.
상기와 같은 펌핑장치가 구비된 설비에 레미콘운반차량 또는 현장에 타설되어 호퍼에 옮겨진 몰탈(124)은 도 4에 도시된 바와 같이, 양로드형 복동실린더튜브(100)의 유압포트(100a)로 유입된 유압유에 의해 도면상 좌측의 피스톤로드(101)가 우측으로 이동하여 양로드형복동실린더튜브(100)내로 인입되는 경우에는 3로밸브바디(119)내의 포트밸브(120) 홀(120a)은 흡입관(119a)과 연통된 상태로 몰탈(124)이 흡입되어, 피스톤로드(101)가 최대동작거리에서, 피스톤크로스튜브(115)에 설치된 위치검출센서(101a)에 의해 몰탈 흡입동작이 중지된다.
몰탈 흡입동작이 중지되면, 상기 유압포트(100a)로 공급되는 유압유는 동작이 정지되고, 좌측의 포트밸브작동실린더(123)의 동작으로 랙(122b)이 구동되어 랙기어(122a) 회전되어 포트밸브(120)가 180°회전되어, 흡입관(119a)과 연통되어 있던 홀(120a)은 폐쇄되고, 토출관(119b)과 연통되는 위치로 변환된다.
이상의 행정이 좌측의 3로밸브바디(119)내로 몰탈이 흡입되는 행정이다.
상기와 같이 좌측으로 흡입된 몰탈의 배출은 좌측의 피스톤로드(101)의 신축과는 반대로 우측에 배치된 피스톤로드가 최대행정거리로 인출되었을때, 우측 피스톤크로스튜브(115)에 설치된 위치검출센서(101a)에 의하여, 유압회로가 절환되어 우측에 설치된 유압포트(100a)로 유압유가 공급되면서 우측의 피스톤로드(101)가 신축됨과 동시에 좌측의 포트밸브작동실린더(123)가 동시에 동작되어 랙(122b)이 돌출되어 랙기어가 180°복귀된다.
따라서, 포트밸브(120)의 홀(120a)이 토출관(119b)과 연통된 상태로 좌측의 3로밸브바디(119)내에 흡입된 몰탈은 피스톤로드(101)가 신장되면서 피스톤(113)이 몰탈을 토출 시켜내는 것이다..
이와 같이, 본 발명장치에 따른 지열에너지 설비의 그라우팅용 펌핑장치의 양로드형복동실린더튜브(100)에 구비된 좌측과 우측의 3로밸브바디(119) 개폐동작이 상호 반대 행정으로 동작하면서, 펌핑장치 양편에 설치된 2식의 흡입관(119a)에 의해서 어느 한쪽이 흡입행정을 하며, 2식의 토출관(119b)에 의해서는 어느 한쪽이 토출행정을 하면서 몰탈의 흡입과 토출이 연속동작으로 진행되어 맥동현상이 사라지는 것이다.
또, 본 발명에 적용된 상기의 3로밸브바디(119)내에 내재된 홀컵형상의 포트밸브(120)에 측면부에 형성된 홀(120a)과 3로밸브바디(119)에 형성된 흡입관(119a)과 토출관(119b)의 개폐동작은 종전처럼 흡입관과 토출관 상하로 동작하는 중력볼이나 원반형상의 스풀이 상하로 개폐되는 타입이 아닌 면과면이 상호 교차하는 커팅방식으로 개폐되어 몰탈에 혼입된 섬유질이나 골재에 의한 불안전한 흡입과 토출 불량을 방지하도록 하는 것이다.
한편, 설비에 설치하는 부분에 있어서, 종전처럼 호퍼 후방에 수직으로 설치하는 실린더나 펌핑장치에 비하여, 수평으로 설치되는 타입으로 구조적으로 설치공간확보가 자유롭고 단동형 실린더에 의하여 몰탈의 반복행정을 하는 것에 비하여, 양로드형복동실린더를 사용함으로써, 생산단가와 유지비용을 낮추는 효과도 제공하는 유용한 발명인 것이다.
100: 양로드형 복동실린더 튜브 100a;100b;123a;123b:유압포트
101a:위치검출센서 102:볼트부
110:크로스튜브플랜지 111:원판돌출단턱
112:피스톤와셔 113:피스톤
114:피스톤죔너트 115:피스톤크로스튜브
116:3로밸브바디플랜지 117:인장강선
118:강선죔볼트 119:3로밸브바디
119a:흡입관 119b:토출관
120:포트밸브 120a:홀
120b:포트밸브축 120c:씰링디스크
121:캡너트 121a:O링
121b:포트밸브축베어링 122a:랙
122b:랙기어 123:포트밸브작동실린더
124:몰탈

Claims (2)

  1. 피스톤로드(101)가 양방으로 진퇴되는 양로드형 복동실린더 튜브(100) 양단이 상호 대향 되는 2개의 크로스튜브플랜지(110)에 단턱 결합되며, 단턱 결합된 각각의 크로스튜브플랜지(110) 이편은 원판돌출단턱(111) 가공된 중앙을 자유로이 통과하는 피스톤로드(101)의 양단부에 마련된 볼트부(102)에는 2개의 피스톤와셔(112)사이에 피스톤(113)를 각각 결합해 피스톤죔너트(114)로 고정하며, 고정된 각각의 피스톤(113)이 긴밀하게 내재되는 피스톤크로스튜브(115) 일단은 상기 원형돌출단턱(111)에; 이단은 3로밸브바디플랜지(116)에 단턱결합시켜, 양편의 크로스튜브플랜지(110)와 중간 2개의 3로밸브바디플랜지(116)에 각각 4개의 인장강선(117)을 관통해 양단에서 강선죔볼트(118)로 단단히 조립하며, 조립된 각각의 3로밸브바디플랜지(116)에는 원통형상 일측에 흡입관(119a)이; 흡입관 대향부에 토출관(119b)이 형성된 3로밸브바디(119)를 일체로 조립하며, 조립된 3로밸브바디(119) 관내에는 홀컵 형상의 중간 측벽에 상기 흡입관(119a)과 연통되는 홀(120a) 및 홀컵형상 외측 바닥 중앙에 포트밸브축(120b)이 외방으로 돌출되게 포트밸브(120)를 내재하며, 설치된 포트밸브축 외연바닥에 밀착되게 씰링디스크(120c)를 조립후, 오링(121a)을 나사테에 끼우고 중앙 축공에 내재한 포트밸브축베어링(121b)을 통해 포트밸브축(120b)를 인출시키는 캡너트(121)를 3로밸브바디(119)에 긴밀하게 나사체결후, 인출된 포트밸브축(120b) 각각에 조립한 랙기어(122a)에는 랙(122b)을 축설한 포트밸브작동실린더(123)를 구비됨을 특징으로 하는 지열에너지 설비의 그라우팅용 펌핑장치.
  2. 제1항에 있어서, 크로스튜브플랜지(110) 각각 이편의 원판돌출단턱(111)에 조립된 피스톤크로스튜브(115) 일정테에는 피스톤로드(101)의 위치검출센서(101a)를 매입설치함을 특징으로 하는 지열에너지 설비의 그라우팅용 펌핑장치.
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