KR101272626B1 - 물순환 기능을 높이면서 투수성·보수성을 갖는 흙콘크리트 포장재 제조방법 및 이를 믹스하는 자동화 장치 - Google Patents

Abstract

물순환 기능을 높일 수 있으면서 투수성과 보수성을 갖도록 할 수 있는 흙콘크리트 포장재의 제조방법 및 이를 믹스하는 자동화장치가 개시된다. 본 발명에 따른 흙콘크리트 믹스 자동화 장치는, 믹싱스크류가 내장되고, 어느 일측에는 믹싱된 혼합물이 하측으로 배출되는 배출구가 형성된 시멘트 믹싱조와, 시멘트 믹싱조의 상부에 연결되어 정량의 시멘트를 공급하는 시멘트호퍼와, 시멘트 믹싱조의 상부에 연결되어 정량의 물을 공급하는 물호퍼와, 시멘트 믹싱조의 상부에 연결되어 정량의 거품을 공급하는 거품발생기와, 배출구의 하측에 설치되어 시멘트 믹싱조에서 시멘트와 물과 거품이 혼합된 시멘트 몰탈을 교반시켜주며 어느 일측으로 교반된 시멘트 몰탈을 반출시키는 반출구가 형성된 교반조와, 반출구에 결합되는 송출관과, 송출관에 연결되어 반출된 시멘트 몰탈을 원하는 곳으로 압송시키는 펌프와, 시멘트 믹싱조, 시멘트 호퍼, 물호퍼, 거품발생기, 교반조 및 펌프를 제어하는 콘트롤박스를 포함하여 구성된다.

Description

물순환 기능을 높이면서 투수성·보수성을 갖는 흙콘크리트 포장재 제조방법 및 이를 믹스하는 자동화 장치{Manufacturing method for soil-concrete and automation system for mix of soil-concrete}

본 발명은 흙콘크리트 포장재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물순환 기능을 높일 수 있으면서 투수성과 보수성을 갖도록 할 수 있는 흙콘크리트 포장재의 제조방법 및 이를 믹스하는 자동화장치에 관한 것이다.

일반적으로 도로 및 건축물 등의 토목건설현장에서는 공사의 특성상 콘크리트의 제조를 위해 골재에 고화제가 혼합되는 시스템을 적용하고, 공사기간이나 기후 등의 환경적인 여건을 고려하여 이들 자재를 적절하게 배합하여 시공하게 된다.

이러한 콘크리트의 배합은 건축물의 종류와 규모 및 구조와 환경조건 등에 따라 배합비율이 달라짐으로서 적정비율로 자재를 배합하여 최적의 물성을 갖는 상태로 혼합시키는 것이 중요하다.

상기와 같은 작업에서 콘크리트의 혼합은 공사현장의 규모에 따라 크게 두 가지 방법으로 나눌 수 있는바, 공사규모가 큰 경우에는 레미콘 차량을 이용하여 혼합한 후 현장으로 운반하여 편리하게 타설하는 것과, 소규모 공사시에는 현장에서 작업자가 직접 콘크리트 등을 혼합하여 타설하는 방법이 사용되고 있다.

그 중, 레미콘 차량은 많은 양의 콘크리트를 한번에 혼합시키고 현장에서 콘크리트를 자동으로 타설할 수 있는 이점이 있는 반면에, 공사현장에서 배합/혼합되는 것이 아니라 다른 먼 장소에서 혼합하여 운반되어야 하는 문제점으로 운반 소요시간에 따른 작업시간이 지연되고 혼잡한 교통여건으로 운반시간이 늦어지거나 중간에 사고가 발생하는 경우 혼합된 콘크리트가 경화될 수 있는 문제점을 갖고 있다.

또한, 소규모 작업현장에서 작업자가 현장에서 직접 콘크리트를 혼합할 수 있는 믹서기로는, 현장에서 유동성있게 사용할 수 있는 핸드믹서기와 몰탈믹서기 및 드럼믹서기 등을 사용되고 있다.

핸드믹서기는 일정한 용량의 통에 고화제 및 모래 등의 자재를 투입한 후 작업자가 직접 양손으로 믹서기를 잡고 소용량의 모터를 가동하여 전방으로 형성된 회전날이 자재를 혼합시키는 수단을 갖는 것이다. 이러한 핸드믹서기는 작업은 간편하나 작업시 주변이 더러워지고, 극소량의 배합만이 가능하여 여러 번을 작업해야 함과 동시에 전 공정이 수작업으로 이루어져 작업자의 피로도가 가중되는 문제점, 공사기간이 지연 및 정확한 자재배합에 어려움이 있는 문제점이 있다.

또한, 중소형 배합이 가능한 몰탈믹서기는 바퀴가 구비되는 몸체프레임에 드럼이 설치되고 드럼 내측으로는 모터에 의해 회전하는 믹서날개가 설치되어 드럼에 투입되는 자재를 혼합시키는 것이다. 이러한 몰탈믹서기는 핸드믹서기에 비해 배합의 공급량은 증가 될 수 있으나, 여전히 대부분의 공정이 수작업 상태로 이루어지고, 정밀한 자재배합이 어려워 제품 및 시공상의 품질이 저하되는 문제점을 갖고 있다.

또한, 드럼믹서는 드럼의 바닥면에 믹싱날이 내설되어 아랫부분에 구비되는 모터와 연결회전하여 혼합되는 형태의 것이다. 이러한 드럼믹서기는 배합의 공급량은 증가시킬 수 있으나, 믹싱 날이 바(bar)형태로 형성되어 혼합자재가 믹싱날과 같이 회전함에 따라 믹싱 효율성이 떨어지고, 안료 등의 첨가제를 투입할 시 분산력이 낮아 제품 및 시공의 품질이 저하되고 계속해서 첨가제를 투입하는 경우 첨가량의 과소비로 자재비가 더 소요되는 문제점이 발생한다.

상기와 같은 시스템으로 작업현장에서 자재를 혼합할 수 있는 믹서기의 실시예로서, 대한민국 특허등록 제10-0757953호에는 『건설현장에서 사용되는 콘크리트 믹서기로서, 콘크리트가 여러 개체물을 넣고 믹싱되도록 상부에 덮개로 밀폐되어 형성된 노와, 상기 노의 하단부에 형성되어 노의 내부에 형성된 수직축에 의해 연결되는 제1모터와, 상기 수직축의 일단부에 형성되는 수평축과, 상기 수평축의 양단부에 각각 형성되는 교반날개로 구성되어 공전하는 제1모터부와, 상기 노의 상단부에 제 2모터가 형성되고 상기 제 2모터와 수평축이 연결되어 상기 수평축의 공전에 의해 제 2모터도 회전되도록 형성된 제 2모터부와, 상기 제 2모터의 [0013] 상부면에 형성되고 외주면에 일정간격 이격 형성되어 외부로 돌출된 다수개의 전도체가 형성된 전원인가구와, 상기 전원인가구에 형성된 다수개의 전도체의 외주면에 끼워지듯이 접촉되어 상기 전원인가구의 진동에도 이탈되지 않고 슬라이딩 되도록 단면이 "ㄷ"의 형태로 홈이 형성되고, 상기 홈의 내부에 전기가 통하는 접지단자가 형성된 전원가이드와, 상기 전원가이드의 상부 일단부에 연결되어 전원가이드가 상기 전원인가구의 회전에 외부로 이탈되지 않도록 외부방향으로 굴곡지게 형성된 다수개의 가이드대와, 상기 가이드대의 끝단부에 형성되어 가이드대가 상,하로 움직이도록 결합되고 외부의 전원을 공급해주는 전원공급장치에 설치되는 연결구와, 상기 전원공급장치에서 전원가이드의 접지단지로 전원을 전달하도록 형성된 전선』을 포함하는 콘크리트 믹서기에 관한 기술이 개시된 바 있다.

그러나 상기의 믹서기는 정밀한 자재배합이 어려워 제품 및 시공상의 품질이 저하되는 문제점을 갖고 있고, 더욱 친환경 바닥재를 얻기 위해서는 정확한 자재 양과 첨가제의 양을 투입하는 정밀한 배합이 이루어져야 하고, 칼라를 제공하는 안료 등 첨가제를 사용할 경우에는 분산력을 높일 수 있는 혼합장치의 개발이 시급한 실정에 있다.

상기와 같은 제반 문제점을 감안하여 본 발명자에 의해 선출원된 대한민국 특허 제1039869호(2011.06.19. 공고) "콘크리트 조성물에 투수성 및 보수성을 확보하여 물순환구조를 가능케 하는데 적용되는 콘크리트 조성물의 혼합 믹서기"가 개시된 바 있다.

상기 특허는 지면 포장을 이루기 위해 원자재 및 각종 첨가제를 최적비로 배합/분산시켜 양질의 포장조성물이 투수성과 보수성을 확보하여 물순환구조가 가능하도록 시공되기 위한 콘크리트 혼합 믹서기를 제공하고자 한 것이다. 그리고 골재원료저장호퍼와 고화제저장호퍼와 색소혼합물탱크와 발포원료탱크의 각각의 원료가 하나의 스크류형 믹서기에 순차적으로 보내지고 기포를 함유한채 혼합/배출되는 구성을 이루어서 투수성과 보수성을 확보하는 포장재를 제공할 수 있는 콘크리트 혼합 믹서기 및 이를 이용하여 친환경 포장물을 제공할 수 있는 콘크리트 조성물의 혼합방법을 제공하고자 한 것이었다.

본 발명은 상기와 같은 투수 흙콘크리트를 제조하는 방법 및 정량 혼합비에 따라 흙콘크리트를 완전 자동화에 의해 믹스하여 제조할 수 있는 자동화 장치를 제공하려는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은,

믹싱스크류가 내장되고, 어느 일측에는 믹싱된 혼합물이 하측으로 배출되는 배출구가 형성된 시멘트 믹싱조;

시멘트 믹싱조의 상부에 연결되어 정량의 시멘트를 공급하는 시멘트호퍼;

시멘트 믹싱조의 상부에 연결되어 정량의 물을 공급하는 물호퍼;

시멘트 믹싱조의 상부에 연결되어 정량의 거품을 공급하는 거품발생기;

배출구의 하측에 설치되어 시멘트 믹싱조에서 시멘트와 물과 거품이 혼합된 시멘트 몰탈을 교반시켜주며 어느 일측으로 교반된 시멘트 몰탈을 반출시키는 반출구가 형성된 교반조;

반출구에 결합되는 송출관;

송출관에 연결되어 반출된 시멘트 몰탈을 원하는 곳으로 압송시키는 펌프; 및

시멘트 믹싱조, 시멘트 호퍼, 물호퍼, 거품발생기, 교반조 및 펌프를 제어하는 콘트롤박스;를 포함함을 특징으로 하는 흙콘크리트 포장재 제조장치를 제공한다.

여기에서, 배출구에는 배출밸브가 설치되되, 배출밸브는 배출구의 내부에서 입출되면서 배출구를 개폐시키는 밸브체와, 밸브체의 외측 단부에 중앙부가 결합되는 작동바아와, 작동바아의 양단에 결합되어 신축되는 한쌍의 엑츄에이터로 구성될 수 있다.

또한, 물호퍼의 상부면상에는 물을 공급받기 위한 고압포트 및 저압포트가 형성되어 1차적으로 고압포트로부터 고압 대용량의 물을 공급받은후, 공급받은 물이 목표치에 근사하게 도달하면 고압포트를 차단한 후, 저압포트를 통해 미세조절이 가능하도록 소용량의 물을 공급시킬 수 있다.

그리고 본 발명은, 송출관에 의해 압송된 시멘트 몰탈에 골재를 넣어 섞어주는 콘크리트 믹스장치;를 더 포함할 수 있으며, 이 콘크리트 믹스장치는,

교반기가 설치된 콘크리트 믹싱조와, 콘크리트 믹싱조로 송출관에서 압송된 시멘트 몰탈을 공급하는 몰탈계량통과, 믹싱이 완료된 콘크리트 몰탈을 외부로 반출하는 배출컨베이어로 구성된 믹싱부;

정량의 골재를 계량하여 배출시키는 다수의 골재계량통과, 배출된 골재들을 콘크리트 믹싱조로 투입시키는 골재 공급부;

정량의 물을 계량하여 콘크리트 믹싱조로 투입시키는 물공급부;

다수의 약품을 정량으로 계량하여 콘크리트 믹싱조로 투입시키는 약품 공급부; 및

각 구성요소들을 자동으로 콘트롤하는 제어부;를 포함할 수 있다.

한편, 내부에 수많은 기공이 형성되어 물순환성이 좋으면서 투수성과 보수성을 갖도록 하는 흙콘크리트 포장재의 제조방법은,

정량의 시멘트, 물, 거품을 시멘트 믹싱조에 넣어 혼합한 후, 이 혼합된 시멘트 몰탈을 교반조로 배출하여 다시 교반시키며, 교반된 시멘트 몰탈을 송출관을 통해 압송시켜 원하는 형상으로 성형한다.

이때, 압송된 시멘트 몰탈과, 골재, 물 및 약품을 정량으로 계량하여 콘크리트 믹싱조에 투입한 후, 이 혼합된 콘크리트 몰탈을 반출시켜 원하는 형상 또는 바닥재로 성형할 수도 있다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 흙콘크리트 포장재의 제조방법 및 믹스장치로부터 얻어지는 흙콘크리트는 내부에 수많은 기공이 형성되어 있어 물순환성이 좋고, 투수성과 보수성이 좋은 이점이 있다.

특히, 믹스 자동화 장치는 시멘트의 공급에서부터 거품, 골재, 물 및 약품까지 완전 자동화에 의해 정량으로 계량하여 혼합 및 배출할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 의해 제조된 흙콘크리트 포장재를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 흙콘크리트 포장재를 믹스하는 자동화 장치를 나타낸 측면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 흙콘크리트 포장재를 믹스하는 자동화 장치를 나타낸 정면도이고,
도 4는 도 3에 도시된 시멘트 믹싱조를 확대하여 보인 도면이고,
도 5는 도 2에 도시된 시멘트 믹싱조를 확대하여 보인 도면이고,
도 6은 도 3에 도시된 시멘트호퍼를 확대하여 보인 도면이고,
도 7은 도 3에 도시된 물호퍼를 확대하여 보인 도면이고,
도 8은 도 3에 도시된 교반조를 확대하여 보인 도면이고,
도 9는 도 2에 도시된 교반조를 확대하여 보인 도면이고,
도 10은 콘크리트 믹스장치가 부설된 모습을 나타낸 정면도이고,
도 11은 콘크리트 믹스장치가 부설된 모습을 나타낸 측면도이고,
도 12는 콘크리트 믹스장치가 부설된 모습을 나타낸 평면도이고,
도 13은 도 10에 도시된 믹싱부를 확대하여 보인 정면도이고,
도 14는 도 11에 도시된 믹싱부를 확대하여 보인 측면도이고,
도 15는 도 11에 도시된 골재 공급부를 확대하여 보인 도면이며, 그리고
도 16은 골재 공급부의 측면을 보인 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 흙콘크리트 포장재는 도 1에서 보는 것과 같이 내부에 수많은 기공이 생기도록 하여 물빠짐이 좋은 바닥재나 여과성 필터재 등에 사용되도록 하는 것이다. 이러한 흙콘크리트 포장재는 순수한 시멘트에 물과 기포만을 정량으로 혼합하여 제조하는 방법과, 강도를 높이기 위해 모래나 골재를 더 넣어서 제조하는 방법으로 나뉠 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 흙콘크리트 포장재를 믹스하는 자동화장치를 나타낸 측면도이고, 도 3은 정면도이다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 흙콘크리트 포장재를 믹스하는 자동화 장치(200)는 지면위에서 직립되기 위해 또는 각종 구성부품들을 설치하기 위한 본체(210)와, 이 본체(210)내에 안착되는 시멘트 믹싱조(220)를 포함하여 구성된다.

도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 시멘트 믹싱조를 상세히 보인 정면도이고, 도 5는 시멘트 믹싱조의 측면도이다.

시멘트 믹싱조(220)는 도 4 및 도 5에서 보는 것과 같이, 눕혀진 원통형상을 가지며, 이 시멘트 믹싱조(220)의 내부에는 투입된 재료들을 섞어주기 위한 믹싱스크류(221)가 설치된다. 그리고 시멘트 믹싱조(220)의 외부에는 이 믹싱스크류(221)를 회전시켜주기 위한 믹싱동력부(222)가 설치된다. 믹싱동력부(222)는 모터와 감속기 및 믹싱축 등으로 이루어진 공지의 기술들이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 시멘트 믹싱조(220)의 상부측에는 내부의 믹싱상태를 확인하기 위하여 개폐되는 확인도어(223)가 설치될 수 있다.

한편, 시멘트 믹싱조(220)의 어느 일측 하부에는 믹싱이 완료된 혼합물을 외부로 배출시키는 배출구(225)가 형성된다. 바람직하게는 믹싱동력부(222)가 형성된 반대편으로 배출구(225)가 형성되는 것이 좋을 것이다. 이러한 배출구(225)는 배출밸브에 의해 개폐되는데, 배출밸브는 배출구(225)의 내부에서 입출되면서 배출구(225)를 열거나 닫는 밸브체(227)가 내장되고, 이 밸브체(227)를 자동으로 입출시키기 위한 엑츄에이터(229)로 구성된다. 이때, 엑츄에이터(229)는 배출구(225)의 양쪽에 2개가 1쌍으로 설치되고, 이 1쌍의 엑츄에이터(229)들에 작동바아(228)가 연결되며, 작동바아(228)는 밸브체(227)의 선단과 결합된다. 따라서 엑츄에이터(229)가 길게 늘어나면 작동바아(228)가 밸브체(227)를 배출구(225) 내부로부터 인출시켜 열어주고, 엑츄에이터(229)가 줄어들면 작동바아(228)가 밸브체(227)를 배출구(225)속으로 넣어 막아주게 된다.

이렇게 형성된 시멘트 믹싱조(220)의 상부면상에는 시멘트 믹싱조(220)로 시멘트와 물 및 거품을 정량으로 공급해 주는 시멘트호퍼(230), 물호퍼(240) 및 거품발생기(250)가 설치된다.

도 6은 시멘트호퍼를 나타낸 도면으로서, 도 6에서 보는 것과 같이, 시멘트호퍼(230)는 그 상부가 개방되어 시멘트 분말을 공급받으며, 공급된 시멘트의 중량을 측정하여 정량만을 시멘트 믹싱조(220)에 투입시킨다. 따라서 시멘트호퍼(230)는 그 외측면상에 본체(210)와 로드셀로 결합되는 장착판(231)이 형성되고, 시멘트호퍼(230)의 하단부에는 측정된 시멘트를 방출시키도록 개폐되는 시멘트공급밸브가 설치된다. 시멘트공급밸브는 로드셀에 의해 정량이 측정되면 자동으로 개폐되는 것으로, 시멘트호퍼(230)의 하단부를 열거나 막는 개폐판(235)과, 이 개폐판(235)을 돌려주는 전동체(236)로 구성된다. 로드셀 및 시멘트공급밸브의 구성 및 작동원리는 이미 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

그리고 시멘트호퍼(230)의 상부로 시멘트를 공급해 주기 위해 지면에서부터 시멘트호퍼(230)의 상부까지 길게 연장되는 스크류컨베이어(238)가 설치된다(도 2참조).

도 7은 물호퍼를 나타낸 도면으로서, 도 7에서 보는 것과 같이 물호퍼(240)는 시멘트호퍼(230)와 거의 동일한 구조를 갖고 있다. 즉 물호퍼(240)는 상부가 개방되어 물을 공급받으며, 공급된 물의 중량을 측정하여 정량만을 시멘트 믹싱조(220)로 투입시킨다. 따라서 물호퍼(240)는 그 외측면상에 본체(210)와 로드셀로 결합되는 장착판(241)이 형성되고, 물호퍼(240)의 하단부에는 측정된 물을 방출시키도록 개폐되는 물공급밸브가 설치된다. 마찬가지로 물공급밸브는 로드셀에 의해 정량이 측정되면 자동으로 개폐되는 것으로, 물호퍼(240)의 하단부를 열거나 막는 개폐판(245)과, 이 개폐판(245)을 돌려주는 전동체(246)로 구성된다.

또한, 물호퍼(240)내로 물을 공급해주기 위해 물호퍼(240)의 상부면상에는 물공급 포트가 형성된다. 이때, 물공급포트는 고압포트(247)와 저압포트(248)의 2개로 구성된다. 이는 시멘트 믹싱조(220)로 투입하는 물의 양을 정밀하게 측정하기 위한 것으로, 고압포트(247)는 1차적으로 많은 양의 물을 고압으로 공급시키고 목표치에 근사하게 되면 고압포트(247)는 차단한 상태로 저압포트(248)에서 조금씩 공급하여 미세조절을 할 수 있게 되는 것이다.

다음으로 거품발생기(250)는 도 2에서 보는 것과 같이 시멘트 믹싱조(220)와 이웃하게 설치되는데, 이 거품발생기(250)는 기포제를 넣으면 거품이 발생되는 것으로, 입력된 정량을 시멘트 믹싱조(220)로 공급해준다. 기포제로는 식물성이나 동물성 등의 천연기포제가 사용될 수도 있고, 합성기포제가 사용될 수도 있다. 그러나 본 발명이 흙콘크리트라는 친환경적 소재를 추구하므로 아무래도 합성기포제 보다는 천연기포제를 사용하는 것이 이로울 것이다. 이때, 거품발생기(250)에서 연장되는 거품공급호스는 시멘트 믹싱조(220)로 바로 연결되거나 물호퍼(240)의 하단부로 연결되어 물과 함께 투입될 수 있다.

한편, 시멘트 믹싱조(220)의 하부측에는 시멘트 믹싱조(220)에서 믹스가 완료된 시멘트 몰탈이 저장되는 교반조(260)가 설치된다.

도 8은 교반조를 나타낸 정면도이고, 도 9는 측면도이다.

도 8 및 도 9를 참고하면, 교반조(260)는 상부가 개방된 통 형상을 가지며, 시멘트 믹싱조(220)의 배출구(225)에서 배출되는 시멘트 몰탈을 받아 현장으로 송출되기 전까지 몰탈을 섞어주는 역할을 하게 된다. 즉, 시멘트 믹싱조(220)는 시멘트와, 물과, 거품을 정량으로 넣어 혼합시켜주는 곳이라면, 교반조(260)는 시멘트 믹싱조(220)에서 혼합된 몰탈을 단순히 섞어주기만 하는 곳이다. 따라서 교반조(260)의 내부에는 교반스크류(261)가 내장되고, 교반조(260)의 외부에는 이 교반스크류(261)를 돌려주기 위한 교반동력부(262)가 설치되며, 교반조(20)의 어느 일측 하부에는 내부의 몰탈을 외부로 반출시키는 반출구(265)가 형성된다. 이때, 반출구(265)는 송출관(267)이 결합되는데, 이 송출관(267)은 펌프(270, 도 3참조)와 연결되어 압력에 의해 반출된 몰탈이 원하는 장소까지 압송하게 된다.

위와 같이 압송된 시멘트 몰탈은 특정 금형에 주입되어 원하는 형상으로 찍어서 흙콘크리트 포장재를 제조하게 된다.

본 발명에 따른 흙콘크리트 포장재를 믹스하는 자동화 장치는 도 3에서 보는 것과 같이 콘트롤박스(280)를 더 포함하여 구성된다. 콘트롤박스(280)는 시멘트 믹싱조(220), 시멘트호퍼(230), 물호퍼(240), 거품발생기(250), 교반조(260) 등 모든 구성요소들을 제어한다. 즉, 콘트롤박스(280)는 모든 혼합물의 투입, 계량, 배출 등을 제어하며, 프로그램에 의해 입력된 정보를 통해 무인 운전이 가능해 진다.

이와 같은 흙콘크리트 포장재를 믹스하는 자동화 장치(200)에 의해 도 1과 같은 재료를 제조할 수 있으며, 이러한 재료는 거품에 의해 내부에 기공이 형성되어 투수성과 보수성이 좋고 물 순환이 좋은 효과를 갖게 된다.

전술한 흙콘크리트 포장재를 믹스하는 자동화 장치(200)는 시멘트와, 물과, 거품을 혼합하여 포장재를 제조하는 장치이고, 이러한 혼합물에 골재를 더 넣어서 제조할 수도 있게 된다. 즉, 믹스된 시멘트 몰탈을 금형이 아닌 콘크리트 믹스장치로 압송하여 모래나 골재 등과 함께 다시 혼합되어 강도 높은 흙콘크리트 포장재로도 사용될 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 콘크리트 믹스장치를 설명하면 다음과 같다.

도 10은 본 발명에 콘크리트 믹스장치가 부설된 모습을 나타낸 정면도이고, 도 11은 측면도이며, 그리고 도 12는 평면도이다.

도 10 내지 도 12을 참고하면, 콘크리트 믹스장치(100)는 크게 구분하여 믹싱부(110)와, 골재공급부(130)와, 물공급부(140)와, 약품공급부(150)와 제어부를 포함하여 구성된다.

먼저, 믹싱부(110)는 보다 자세하게 보인 도 13 및 도 14에서 보는 것과 같이, 시멘트 혼합물들이 모여서 처리되는 곳으로, 내부에 교반기(112)가 설치된 콘크리트 믹싱조(111)와, 콘크리트 믹싱조(111)의 하부에 설치되어 믹싱이 완료된 콘크리트 몰탈이 외부로 반출되는 배출컨베이어(117)와, 자동화 장치(100) 전체를 콘트롤하는 조종실(113)을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 콘크리트 믹싱조(111)의 상부에는 송출관으로부터 압송된 시멘트 몰탈을 받아 일정량 계량한 후에 콘크리트 믹싱조(111)로 투입시키는 몰탈계량통(114)이 설치된다. 몰탈계량통(114)은 방사형 호퍼로서 배출되는 하부에 제어에 의해 열고 닫히는 투입게이트(115)가 형성되고, 공급되는 시멘트 몰탈의 중량을 체크하는 계량저울이 설치된다. 바람직하게는 계량저울은 로드셀로 구성될 수 있다. 따라서 시멘트 몰탈이 공급되면 실시간으로 계량저울이 체크하고 원하는 중량에 도달하면 시멘트 몰탈의 공급을 중단한 후에 투입게이트(115)를 열어 시멘트 몰탈을 콘크리트 믹싱조(111)에 넣어준다.

또한, 콘크리트 믹싱조(111)의 상부에는 물과 약품을 공급받는 투입배관(116)이 형성되며, 물과 약품은 따로 받는 것이 아니라 하나의 투입배관(116)에 물과 약품이 합류되어 유입되도록 설치할 수 있다.

골재 공급부(130)는 보다 상세하게 보인 도 15 및 도 16에서 보는 것과 같이, 하나 이상으로 구비된 골재계량통(131)과, 이 골재계량통(131)의 상측에 설치되어 골재를 받으면서 제어에 의해 선택적으로 열고 닫혀 골재의 공급을 계속/정지 할 수 있는 골재저장통(135)과, 골재계량통(131)의 하부에서 계량된 골재를 내려받아 믹싱부(110)로 공급하도록 콘크리트 믹싱조(111)로 연장되는 골재투입 컨베이어(134)를 포함하여 구성된다.

이때, 골재계량통(131)과 골재저장통(135)의 하단은 게이트(132, 137)가 설치되고, 이 게이트(132, 137)는 실린더(133)에 의해 열고 닫힌다. 그리고 골재계량통(131)은 로드셀로 구성된 계량저울(136)과 연결되어 공급된 골재의 양을 체크한다.

본 발명에 따른 골재 공급부(130)는 골재저장통(135) 및 골재계량통(131)을 3개조로 설치하였고, 각각은 골재의 굵기에 따라 분리해서 저장 및 계량한다. 여기에서, 가장 가는 골재가 담기는 골재계량통(131)에는 그 내부에 슬라이딩부재가 설치될 수 있으며, 그 외부에는 바이브레이터(138)가 설치될 수도 있다. 즉, 모래나 그 이하의 굵기를 갖는 골재는 골재계량통(131)이 경사졌다고 하여도 워낙 가벼워 자중에 의해 미끄러지지 않을 수도 있으므로, 이를 방지하기 위해 잘 미끌리도록 표면처리된 슬라이딩부재를 덧대어 사용할 수 있는 것이다. 그리고 외부에 바이브레이터(138)를 더 설치하여 조금의 골재의 남김없이 모두 배출시킬 수 있게 되는 것이다. 이는 골재가 정량으로 계량되었기 때문에 일부가 미배출되면 혼합비가 틀려져 몰탈의 물성이 변할 수도 있기 때문이다.

다음으로, 물공급부(140)는 도 12 및 도 14에서 보는 것과 같이, 물통(141)과, 저울이 달린 물계량통(142)을 포함하여 구성된다. 저울은 로드셀로 구성될 수 있으며, 물계량통(142)의 하단에 게이트가 형성되어 원하는 물의 양이 확정되면 제어에 의해 오픈하여 물을 배출시킨다. 이러한 물계량통(142)은 믹싱부(110)의 투입배관(116)을 통해 콘크리트 믹싱조(111)로 유입시킨다.

계속해서 약품 공급부(150)는 보다 상세하게 보인 도 13 및 도 14에서 보는 것과 같이, 약품탱크(151)와, 약품계량통(154)과, 덤핑수단(155)과, 약품호퍼(156)를 포함하여 구성된다. 약품탱크(151)는 몰탈에 투입되는 약품이 여러 가지 이므로 투입 약품의 가지수와 일치하도록 다수개로 구비되고, 각각의 약품탱크(151)들은 공급호스(152)를 통해 약품계량통(154)으로 연장되어 약품을 공급한다. 이때, 공급호스(152)에는 제어에 의해 개폐되는 밸브(153)가 설치된다. 그리고 약품계량통(154)은 저울이 설치되어 공급호스(152)를 통해 공급받은 약품의 양을 체크하게 된다. 저울은 로드셀로 구성될 수 있으며, 누적계량의 방식으로 측정한다.

이와 같은 약품계량통(154)은 약품의 양이 확정되면, 아래쪽에 설치된 약품호퍼(156)로 배출하고, 약품호퍼(156)는 투입배관(116)으로 연결되어 물과 함께 콘크리트 믹싱조(111)로 유입된다. 약품계량통(154)은 양측이 힌지결합되어 있어 자유롭게 회전할 수 있도록 구성되며, 실린더와 같은 덤핑수단(155)에 의해 약품계량통(154)을 강제로 뒤집어 내부의 약품을 약품호퍼(156)로 쏟아내게 된다.

콘크리트 믹스장치(100)의 제어부는 믹싱부(110)의 조종실(113)에 설치된다. 이러한 제어부는 믹싱부(110), 골재 공급부(130), 물공급부(140) 및 약품 공급부(150)의 모든 구성요소들을 콘트롤한다. 즉, 제어부는 모든 혼합물의 투입, 계량, 배출 등을 제어하며, 프로그램에 의해 입력된 정보를 통해 무인 운전이 가능해 진다.

상기와 같은 흙콘크리트 포장재를 믹스하는 자동화 장치는 위에서 설명된 실시 예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시 예들은 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

200 : 흙콘크리트 포장재를 믹스하는 자동화 장치
210 : 본체 220 : 시멘트 믹싱조
221 : 믹싱스크류 222 : 믹싱동력부
225 : 배출구 227 : 밸브체
228 : 작동바아 229 : 엑츄에이터
230 : 시멘트호퍼 240 : 물호퍼
250 : 거품발생기 260 : 교반조
261 : 교반스크류 262 : 교반동력부
265 : 반출구 267 : 송출관
270 : 펌프 280 : 콘트롤박스
100 : 콘크리트 믹스장치
110 : 믹싱부 111 : 콘크리트 믹싱조
112 : 교반기 113 : 조종실
114 : 몰탈계량통 116 : 투입배관
117 : 배출컨베이어 118 : 연통
130 : 골재 공급부 131 : 골재계량통
132, 137 : 게이트 133 : 실린더
134 : 골재투입 컨베이어 135 : 골재저장통
136 : 계량저울 138 : 바이브레이터
140 : 물공급부 141 : 물통
142 : 물계량통 150 : 약품 공급부
151 : 약품탱크 152 : 공급호스
153 : 밸브 154 : 약품계량통
155 :덤핑수단 156 : 약품호퍼

Claims (6)

1. 믹싱스크류(221)가 내장되고, 어느 일측에는 믹싱된 혼합물이 하측으로 배출되는 배출구(225)가 형성된 시멘트 믹싱조(220);
   상기 시멘트 믹싱조(220)의 상부에 연결되어 정량의 시멘트를 공급하는 시멘트호퍼(230);
   상기 시멘트 믹싱조(220)의 상부에 연결되어 정량의 물을 공급하는 물호퍼(240);
   상기 시멘트 믹싱조(220)의 상부에 연결되어 정량의 거품을 공급하는 거품발생기(250);
   상기 배출구(225)의 하측에 설치되어 상기 시멘트 믹싱조(220)에서 시멘트와 물과 거품이 혼합된 시멘트 몰탈을 교반시켜주며 어느 일측으로 교반된 시멘트 몰탈을 반출시키는 반출구(265)가 형성된 교반조(260);
   상기 반출구(265)에 결합되는 송출관(267);
   상기 송출관(267)에 연결되어 반출된 시멘트 몰탈을 원하는 곳으로 압송시키는 펌프(270); 및
   상기 시멘트 믹싱조(220), 시멘트 호퍼(230), 물호퍼(240), 거품발생기(250), 교반조(260) 및 펌프(270)를 제어하는 콘트롤박스(280);를 포함함을 특징으로 하는 흙콘크리트 포장재 제조장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 배출구(225)에는 배출밸브가 설치되되, 상기 배출밸브는 상기 배출구(225)의 내부에서 입출되면서 배출구(225)를 개폐시키는 밸브체(227)와, 상기 밸브체(227)의 외측 단부에 중앙부가 결합되는 작동바아(228)와, 상기 작동바아(228)의 양단에 결합되어 신축되는 한쌍의 엑츄에이터(229)로 구성됨을 특징으로 하는 흙콘크리트 포장재 제조장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 물호퍼(240)의 상부면상에는 물을 공급받기 위한 고압포트(247) 및 저압포트(248)가 형성되어 1차적으로 고압포트(247)로부터 고압 대용량의 물을 공급받은후, 공급받은 물이 목표치에 근사하게 도달하면 고압포트(247)를 차단한 후, 상기 저압포트(248)를 통해 미세조절이 가능하도록 소용량의 물을 공급시킴을 특징으로 하는 흙콘크리트 포장재 제조장치.
   
4. 제 1 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 송출관(267)에 의해 압송된 시멘트 몰탈에 골재를 넣어 섞어주는 콘크리트 믹스장치(100);를 더 포함하며, 상기 콘크리트 믹스장치(100)는,
   교반기(112)가 설치된 콘크리트 믹싱조(111)와, 상기 콘크리트 믹싱조(111)로 상기 송출관에서 압송된 시멘트 몰탈을 공급하는 몰탈계량통(114)과, 믹싱이 완료된 콘크리트 몰탈을 외부로 반출하는 배출컨베이어(117)로 구성된 믹싱부(110);
   정량의 골재를 계량하여 배출시키는 다수의 골재계량통(131)과, 배출된 골재들을 상기 콘크리트 믹싱조(111)로 투입시키는 골재 공급부(130);
   정량의 물을 계량하여 상기 콘크리트 믹싱조(111)로 투입시키는 물공급부(140);
   다수의 약품을 정량으로 계량하여 상기 콘크리트 믹싱조(111)로 투입시키는 약품 공급부(150); 및
   각 구성요소들을 자동으로 콘트롤하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흙콘크리트 포장재를 믹스하는 자동화 장치.
   
5. 내부에 수많은 기공이 형성되어 물순환성이 좋으면서 투수성과 보수성을 갖도록 하는 흙콘크리트 포장재의 제조방법에 있어서,
   정량의 시멘트, 물, 거품을 시멘트 믹싱조에 넣어 혼합한 후, 이 혼합된 시멘트 몰탈을 교반조로 배출하여 다시 교반시키며, 교반된 시멘트 몰탈을 송출관을 통해 압송시켜 원하는 형상으로 성형함을 특징으로 하는 흙콘크리트 포장재의 제조방법.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   압송된 시멘트 몰탈과, 골재, 물 및 약품을 정량으로 계량하여 콘크리트 믹싱조에 투입한 후, 이 혼합된 콘크리트 몰탈을 반출시켜 원하는 형상 또는 바닥재로 성형함을 특징으로 하는 흙콘크리트 포장재의 제조방법.
   

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