KR101699851B1 - 콘크리트 펌프 시스템 및 방법 - Google Patents

콘크리트 펌프 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

콘크리트 또는 시멘트 재료의 실질적으로 일정한 흐름을 제공하도록 구성된 콘크리프 펌프 시스템/방법이 개시되어 있다. 상기 시스템은 가압된 배출 콘크리트 재료가 재료 소싱 호퍼 내에서 완화되거나 또는 역류하지 않음을 보장하도록 유압 펌프 실린더 램 및 출력 분출 포트에 로프트된 전이성 계면부과 함께 사다리꼴 절단 링 및 스펙터클 플레이트를 통합한다. 사다리꼴 절단 링은 사이클 변화 동안에 유압 펌프 입력 포트들 사이에서 스무스하게 전이함에 따라 사다리꼴 스펙터클 포트를 완전히 봉쇄하도록 구성되므로, 콘크리트의 더욱 균일한 출력 흐름을 발생시키는 한편, 호퍼 역류 및 유압 유체 충격을 제거한다. 제어 시스템은 유압 펌프 실린더 램 및 절단 링의 작동을 조정하도록 구성됨으로써, 출력 분출 포트 압력 및 재료 흐름이 펌핑 사이클의 모든 부분에 걸쳐 비교적 일정한 레벨로 유지되도록 보장한다.

Description

콘크리트 펌프 시스템 및 방법{CONCRETE PUMP SYSTEM AND METHOD}
본 발명은 일반적으로 콘크리트 및/또는 시멘트를 펌핑하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 다수의 바람직한 실시예에서 콘크리트/시멘트가 균일한 유량으로 펌핑되어야 하는 상황에 적용한다.
배경(0100)-(0400)
종래의 콘크리트 펌프는 일반적으로 도 1(0100) 내지 도 4(0400)에 도시한 바와 같은 기능적 구성으로 이루어진다. 도 1(0100)에 도시한 바와 같이, 재료 호퍼(material hopper: MHOP)(0101)는 분출 포트(0102)를 통해 건설 현장으로 콘크리트 형태 또는 다른 억제 구조로 전달을 위해 펌핑되어야 하는 콘크리트/시멘트 또는 다른 재료로 충전됨을 알 수 있다. 유압 펌프(0103, 0104)는 유압 펌프 램(0105, 0106)을 이용하여 호퍼(0101)로부터 재료를 교대로 충전하며, 이와 같이 동일한 유압 펌프 램(0105, 0106)은 분출 포트(0102) 내로 재료를 현장으로 푸시하도록 작동한다. 분출 포트(0102)는 유압 위치설정 드라이버(0109, 0110)에 의해 회전되는 위치설정 수단(0108)에 링크된 드라이브샤프트(0107)에 의해 각각의 유압 펌프 실린더(0103, 0104)와 그 대응하는 유압 펌프 램(0105, 0106) 사이에서 관절로 이어진다. 유압 펌프 램(0105, 0106)과 유압 위치설정 드라이버(0109, 0110)를 구동하는 유압은, 실린더 입력 포트가 재료 호퍼(0101)로 개방될 때 호퍼 내의 재료가 로딩 펌프 실린더(0103, 0104) 내로 주입되어, 다른 유압 펌프 램(0105, 0106)이 작동될 때 분출 포트(0102)로 전달되도록 조정된다. 하나의 펌프 실린더 포트에서의 주입과 다른 펌프 실린더 포트로부터의 분출 사이에서 사이클이 교호한다. 도 4(0400)에 도시한 바와 같이, 각각의 유압 펌프 실린더와 그 대응하는 유압 펌프 램의 작동 상태에 근거하여 스펙터클 플레이트(0411)가 관절식 분출 포트(0102)와 짝을 이룬다.
도 1(0100) 내지 도 4(0400)에서의 다이아그램에 도시한 바와 같이, 스펙터클 플레이트(0411)와 관절식 분출 포트(0102)는 일반적으로 2가지 상태의 좌측/우측 작동 모드로 동작되며, 펌프 실린더(0103, 0104)로부터 관절식 분출 포트(0102)로 흐름이 발생하지 않는 2개의 실린더 포트들 사이에 중앙 전이 영역이 있도록 구성된다. 이러한 전이 영역에서, 관절식 분출 포트(0102)를 통한 흐름은 재료 호퍼(0101) 내로의 역류로 인해 갑작스럽게 정지 및 시동되므로, 관절식 분출 포트(0102)에 연결된 펌프 실린더(0103, 0104) 및 배관/호스 내에 응력이 높아질 것이다. 이와 같이 높아진 응력은 펌핑 시스템의 빠른 마모 및/또는 고장을 야기할 뿐만 아니라, 콘크리트를 분배하는 호스의 조작을 현장 말단에서 어렵게 할 수 있다. 일부 종래기술의 구성이 이러한 작동과 관련된 임펄스 차동 압력(impulse pressure differential)을 모듈레이팅하도록 관절식 분출 포트(0102)(미도시)에 연결된 가압된 공압 밸러스트(저압 어큐뮬레이터)를 이용할 수 있지만, 이러한 해결책은 관절식 분출 포트(0102)를 통해 균일한 재료 흐름을 강제하는데 전적으로 성공적이지 못하다. 또한, 이러한 접근법은 유압 드라이버(0105, 0106) 상의 임펄스 압력 부하를 제한하도록 일부 환경에서 내부 피스톤 스프링(미도시) 또는 다른 변경부를 내장할 수 있는 펌프 실린더(0103, 0104)와 관련된 마모 및 응력을 개선시키지 못한다.
드라이브샤프트(0107)와 위치설정 수단(0108)의 관절 형성이 도시한 바와 같은 유압 드라이버(0109, 0110)를 이용하여 또는 다른 광범위한 기계식 수단을 이용하여 성취될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 본원에서의 유압 드라이버(0109, 0110)에 대한 예는 재료 분출 포트(0102)의 위치를 관절 이음하는 광범위한 방법론 중 하나의 예시이다.
일반적인 펌프 사이클(0500)-(1900)
본 발명의 이점을 더욱 잘 이해하기 위해, 종래기술의 콘크리트 펌핑 시스템에 대해 세부적으로 검토된다. 종래기술의 콘크리트 펌핑 사이클과 관련된 일반적인 방법은 도 6(0600) 내지 도 19(1900)에 도시한 각종 단계를 나타낸 도면과 함께, 도 5(0500)의 흐름도에 도시된다. 일반적인 펌핑 방법은,
(1) 도 6(0600) 및 도 7(0700)에 도시한 바와 같이, 좌측으로부터 우측의 유압 펌프 램으로 절단 플레이트/분출 포트의 전이 동안에 펌핑 동작을 보류하는 단계(0501);
(2) 도 8(0800) 및 도 9(0900)에 도시한 바와 같이, 좌측으로부터 우측의 유압 펌프 램으로 절단 플레이트/분출 포트를 재위치설정하는 단계(0502);
(3) 도 10(1000) 및 도 12(1200)에 도시한 바와 같이, 단계 (4)와 함께 제1(좌측) 스펙터클 플레이트 포트를 통해 재료 호퍼로부터 제1(좌측) 유압 펌프 램 내로 콘크리트를 수용하는 단계(0503);
(4) 도 11(1100) 및 도 12(1200)에 도시한 바와 같이, 단계 (3)과 함께 제2 스펙터클 플레이트 포트를 통해 그리고 분출 포트 내로 콘크리트를 분출하도록 제2 유압 펌프 램을 작동시키는 단계(0504);
(5) 도 13(1300) 및 도 14(1400)에 도시한 바와 같이, 우측으로부터 좌측의 유압 펌프 램으로 절단 플레이트/분출 포트의 전이 동안에 펌핑 동작을 보류하는 단계(0505);
(6) 도 15(1500) 및 도 16(1600)에 도시한 바와 같이, 우측으로부터 좌측의 유압 펌프 램으로 절단 플레이트/분출 포트를 재위치설정하는 단계(0506);
(7) 도 17(1700) 및 도 19(1900)에 도시한 바와 같이, 단계 (8)과 함께 제2(우측) 스펙터클 플레이트 포트를 통해 재료 호퍼로부터 제1 유압 펌프 램 내로 콘크리트를 수용하는 단계(0507);
(8) 도 18(1800) 및 도 19(1900)에 도시한 바와 같이, 단계 (7)과 함께 제1 스펙터클 플레이트 포트를 통해 그리고 분출 포트 내로 콘크리트를 분출하도록 제1 유압 펌프 램을 작동시키는 단계(0508); 및
(9) 상기 펌핑 사이클을 반복하도록 단계 (1)로 진행하는 단계
를 구비한다.
이러한 단계 및 다이아그램에 도시한 바와 같이, 종래기술의 콘크리트 펌핑 방법은 좌측에서 우측으로(0501, 0600, 0700) 그리고 우측에서 좌측으로(0505, 1300, 1400)의 유압 펌핑 실린더로부터의 분출 포트를 전이할 때에 보류된 펌핑 작동을 초래한다. 또한, 분출 포트가 스펙터클 플레이트 위로 이동함에 따라, 분출 포트로부터의 재료가 재료 호퍼 내로 재흐름/역류할 수 있는 작동 영역이 있으므로(도 6(0600), 도 7(0700), 도 13(1300) 및 도 14(1400) 참조), 현장으로의 콘크리트의 전체 유량을 감소시킬 수 있다.
일반적인 펌프 사이클 흐름 비효율성(2000)-(2400)
도 6(0600) 내지 도 19(1900)에 도시한 종래의 펌핑 사이클에는 몇 가지의 비효율성이 존재한다. 도 20(2000) 내지 도 24(2400)에서는 유압 펌프 램, 스펙터클 플레이트 및 출력 분출 포트만을 도시함으로써 이러한 비효율성을 나타내도록 제공된다. 도 20(2000) 및 도 21(2100)에 대체로 도시된 바와 같이, 분출 포트가 2개의 유압 펌프 램들 중 하나를 완전히 덮고 있을 때, 우측 유압 펌프로부터 분출 포트로 재료가 분출되고, 재료 호퍼로부터 좌측 유압 펌프 램 내로 주입될 수 있다. 이 상태에서, 분출 포트(및 현장으로의 대응하는 배관)는 펌핑 작동에 대해 완전히 밀봉된다.
그러나, 도 22(2200) 및 도 23(2300)에 대체로 도시된 바와 같이, 분출 포트가 2개의 유압 펌프 램들 중 하나를 부분적으로 덮고 있을 때, 분출 포트로부터 재료 호퍼로 재료가 역류할 수 있는데, 그 이유는 우측 유압 펌프 램에 의해 시스템이 더 이상 완전히 밀봉되지 않기 때문이다. 이는 일반적으로 펌핑 압력의 감소와, 펌핑 작동에 의해 이동되는 재료의 전체적인 감소를 초래한다.
마지막으로, 도 24(2400)에 대체로 도시된 바와 같이, 분출 포트가 좌측과 우측의 유압 펌프 램들 사이에서 전이함에 따라, 어느 유압 펌프 램도 분출 포트에 접근하고 있지 않기 때문에 본질적으로 펌핑 작동이 보류되는 "데드 존(dead zone)"이 존재한다. 이러한 전이 영역은 분출 포트와 유압 펌프 램 상에 응력이 위치하는 펌프 흐름 내에 임펄스 감소를 초래한다. 이러한 전이 주기 동안의 펌프 흐름의 감소는 이와 같은 종래의 펌프 구성체에 대한 바람직하지 못한 결과이다.
종래기술의 결점
상술한 바와 같은 종래기술은 하기의 결점을 갖는다.
● 종래기술의 콘크리트 펌프 시스템 및 방법은 분출 포트를 통한 일정한 재료 흐름을 지속하지 못한다.
● 그 불균일한 재료 흐름으로 인한 종래기술의 콘크리트 펌프 시스템 및 방법은, 현장에서 배관 형성하는 것으로부터의 재료의 임펄스 특성으로 인해 현장에서 콘크리트를 위치시키는데 어려움을 초래할 수 있다.
● 종래기술의 콘크리트 펌프 시스템 및 방법은 분출 포트를 통해 재료가 펌핑되지 않는 펌핑 사이클의 하나 이상의 부분을 초래한다.
● 종래기술의 콘크리트 펌프 시스템 및 방법은 펌핑 사이클의 하나 이상의 부분 동안에 분출 포트로부터 재료 호퍼로 재료가 다시 흐르게 할 수 있다.
● 종래기술의 콘크리트 펌프 시스템 및 방법은 일반적으로 출력 포트의 중앙 전이 영역 동안에 유압의 급등을 초래하여, 유압 펌프에 상당한 마모 및 응력을 발생시킨다.
● 종래기술의 콘크리트 펌프 시스템 및 방법은 일반적으로 출력 재료 흐름 압력의 급등을 모듈레이팅하도록 출력 포트에 연결된 어큐뮬레이터 또는 다른 장치를 필요로 한다.
종래기술 중 일부가 이러한 문제점 중 일부에 대한 몇 가지의 해결책을 교시할 수 있지만, 균일한 전달률로 콘크리트를 펌핑하는 핵심현안은 종래기술에 의해 해결되고 있지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래기술에서의 결점을 회피하여 콘크리트 펌프 시스템 및 방법의 관점에서 하기의 목적에 영향을 미치게 하는 것이다.
(1) 균일한 재료 전달률을 제공하는 콘크리트 펌프 시스템 및 방법을 제공한다.
(2) 종래기술에 비해 증가된 재료 전달률을 제공하는 콘크리트 펌프 시스템 및 방법을 제공한다.
(3) 분출 포트로부터 재료 호퍼 내로의 재료의 재흐름을 최소화 또는 제거하는 콘크리트 펌프 시스템 및 방법을 제공한다.
(4) 기존의 콘크리트 펌프 시스템 내에 용이하게 새로 장착되는 콘크리트 펌프 시스템 및 방법을 제공한다.
(5) 임펄스 재료 흐름을 모듈레이팅하도록 어큐뮬레이터 또는 다른 장치를 필요로 하지 않는 콘크리트 펌프 시스템 및 방법을 제공한다.
(6) 출력 분출 포트를 통해 균일한 전달 흐름을 제공함으로써 현장에서 재료의 배치를 용이하게 하는 콘크리트 펌프 시스템 및 방법을 제공한다.
이러한 목적이 본 발명의 교시를 제한하도록 이해되지 않아야 하지만, 일반적으로 이러한 목적은 하기에서 논의되는 개시된 발명에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 성취된다. 당업자는 상술한 목적의 어떠한 조합에 영향을 미치도록 개시된 바와 같이 본 발명의 관점을 의심 없이 선택할 수 있을 것이다.
시스템 및 방법으로 실시되는 본 발명은 하기의 사항을 보장하도록 유압 펌프 램의 조정과 함께 사다리꼴 스펙터클 플레이트 및 그와 관련된 절단 링을 이용한다.
● 각각의 유압 펌프 램으로부터의 흐름 경로는 분출 포트로 재료를 전달할 때에 절대로 방해받지 않는다.
● 각각의 유압 펌프 램은 펌핑 사이클의 말기에 능동적으로 봉쇄되어, 분출 포트로부터 재료 호퍼 내로 재료가 다시 흐르는 것을 방지한다.
사다리꼴형 스펙터클 플레이트는 분출 포트로부터의 역류가 최소화 또는 제거되는 것을 보장하는 밀봉 날개와 선택적으로 피팅될 수 있는 대응하는 사다리꼴형 절단 링과 짝을 이룬다.
본원에 기술된 바와 같은 시스템/방법은, 제1 유압 펌프 램이 재료 호퍼로부터 재료를 주입하는 한편, 제2 유압 펌프 램이 현장으로의 전달을 위해 분출 포트 내로 재료를 분출하는 이극성 작동 모드에 2개의 유압 펌프 램이 이용되는 종래의 콘크리트 펌핑 시스템에 적용될 수 있다. 이러한 구성에서, 분출 포트 및 그와 관련된 절단 플레이트는 제1 및 제2 유압 펌프 램들 사이에서 관절 이음된다. 그러나, 본 발명은 분출 포트와 절단 링이 다수의 주입/분출 유압 펌프 램들을 지지하도록 구성될 수 있음으로써, 유압 펌프 램 입력 포트들 사이에서 회전하는 공통의 분출 포트 조립체 내로 "집단(ganged)" 펌핑을 허용한다. 이러한 구성은 기존의 종래 콘크리트 펌프에 비해 개선된 전체의 양수율(pumping rates)을 허용할 수 있다.
본 발명에 의해 제공된 이점을 더욱 충분히 이해하기 위해, 첨부한 도면과 함께 하기의 상세한 설명에 참조가 이루어져야 한다.
도 1은 종래기술의 콘크리트 펌프의 전방 사시도,
도 2는 종래기술의 콘크리트 펌프의 전방 사시 세부도,
도 3은 종래기술의 콘크리트 펌프의 후방 사시도,
도 4는 종래기술의 콘크리트 펌프의 후방 사시 세부도,
도 5는 도 6-19에 상세하게 도시된 일반적인 종래기술의 펌핑 방법을 도시한 도면,
도 6은 좌측 분사 사이클과 우측 분출 사이클 사이의 전이에서의 종래기술의 콘크리트 펌프의 전방 사시 단면도,
도 7은 좌측 분사 사이클과 우측 분출 사이클 사이의 전이에서의 종래기술의 콘크리트 펌프의 후방 사시 단면도,
도 8은 좌측 펌프 실린더 내로 재료를 주입하고, 우측 펌프 실린더로부터 재료를 분출하도록 위치설정된 종래기술의 콘크리트 펌프의 전방 사시 단면도,
도 9는 좌측 펌프 실린더 내로 재료를 주입하고, 우측 펌프 실린더로부터 재료를 분출하도록 위치설정된 종래기술의 콘크리트 펌프의 전방 사시 단면도,
도 10은 좌측 펌프 실린더 내로 재료를 주입하는 종래기술의 콘크리트 펌프의 전방 사시 단면도,
도 11은 우측 펌프 실린더로부터 재료를 분출하는 종래기술의 콘크리트 펌프의 전방 사시 단면도,
도 12는 좌측 펌프 실린더가 완전히 주입되고 우측 펌프 실린더가 완전히 분출된 상태의 종래기술의 콘크리트 펌프의 전방 사시 단면도,
도 13은 우측 분사 사이클과 좌측 분출 사이클 사이의 전이에서의 종래기술의 콘크리트 펌프의 전방 사시 단면도,
도 14는 우측 분사 사이클과 좌측 분출 사이클 사이의 전이에서의 종래기술의 콘크리트 펌프의 후방 사시 단면도,
도 15는 우측 펌프 실린더 내로 재료를 주입하고, 좌측 펌프 실린더로부터 재료를 분출하도록 위치설정된 종래기술의 콘크리트 펌프의 전방 사시 단면도,
도 16은 우측 펌프 실린더 내로 재료를 주입하고, 좌측 펌프 실린더로부터 재료를 분출하도록 위치설정된 종래기술의 콘크리트 펌프의 전방 사시 단면도,
도 17은 우측 펌프 실린더 내로 재료를 주입하는 종래기술의 콘크리트 펌프의 전방 사시 단면도,
도 18은 좌측 펌프 실린더로부터 재료를 분출하는 종래기술의 콘크리트 펌프의 전방 사시 단면도,
도 19는 우측 펌프 실린더가 완전히 주입되고 좌측 펌프 실린더가 완전히 분출된 상태의 종래기술의 콘크리트 펌프의 전방 사시 단면도,
도 20은 스펙터클 플레이트 및 그와 관련된 유압 펌프 램의 우측 부분을 완전히 덮도록 위치설정된 좌측/우측 유압 펌프 램 및 분출 포트를 도시한 종래기술의 콘크리트 펌프의 전방 사시 단면도,
도 21은 스펙터클 플레이트 및 그와 관련된 유압 펌프 램의 우측 부분을 완전히 덮도록 위치설정된 좌측/우측 유압 펌프 램 및 분출 포트를 도시한 종래기술의 콘크리트 펌프의 후방 사시 단면도,
도 22는 스펙터클 플레이트 및 그와 관련된 유압 펌프 램의 우측 부분을 부분적으로 덮도록 위치설정된 좌측/우측 유압 펌프 램 및 분출 포트를 도시한 종래기술의 콘크리트 펌프의 전방 단면도,
도 23은 스펙터클 플레이트 및 그와 관련된 유압 펌프 램의 우측 부분을 부분적으로 덮도록 위치설정된 좌측/우측 유압 펌프 램 및 분출 포트를 도시한 종래기술의 콘크리트 펌프의 후방 사시 단면도,
도 24는 스펙터클 플레이트 및 그와 관련된 유압 펌프 램의 우측 부분의 중앙에 위치설정된 좌측/우측 유압 펌프 램 및 분출 포트를 도시한 종래기술의 콘크리트 펌프의 전방 사시 단면도,
도 25는 섹션된 환형-링 형상의 스펙터클 플레이트 및 그에 대응하는 분출 포트/절단 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 전방 사시도,
도 26은 섹션된 환형-링 형상의 스펙터클 플레이트 및 그에 대응하는 분출 포트/절단 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 후방 사시도,
도 27은 섹션된 환형-링 형상의 스펙터클 플레이트 및 그에 대응하는 분출 포트/절단 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 전방 사시 상세도로서, 전이 유압 펌프 램 입력이 단면도로 도시됨,
도 28은 섹션된 환형-링 형상의 스펙터클 플레이트 및 그에 대응하는 분출 포트/절단 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 후방 사시 상세도로서, 전이 유압 펌프 램 입력이 단면도로 도시됨,
도 29는 섹션된 환형-링 형상의 스펙터클 플레이트 및 그에 대응하는 분출 포트/절단 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 전방 사시 상세도로서, 스펙터클 플레이트 내에 전이 포트 개구가 상세히 도시됨,
도 30은 섹션된 환형-링 형상의 스펙터클 플레이트 및 그에 대응하는 분출 포트/절단 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 후방 사시 상세도로서, 스펙터클 플레이트 내에 전이 포트 개구가 상세히 도시됨,
도 31은 섹션된 환형-링 형상의 스펙터클 플레이트를 이용하고, 분출 포트 및 절단 플레이트 구성을 상세화하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 전방 사시 상세도,
도 32는 섹션된 환형-링 형상의 스펙터클 플레이트 및 그에 대응하는 분출 포트/절단 플레이트를 이용하고, 분출 포트 및 절단 플레이트 구성을 상세화하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 후방 사시 상세도,
도 33은 사다리꼴형 스펙터클 플레이트 및 그에 대응하는 분출 포트/절단 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 전방 사시도,
도 34는 사다리꼴형 스펙터클 플레이트 및 그에 대응하는 분출 포트/절단 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 후방 사시도,
도 35는 사다리꼴형 스펙터클 플레이트 및 그에 대응하는 분출 포트/절단 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 전방 사시 상세도로서, 전이 유압 펌프 램 입력이 단면도로 도시됨,
도 36은 사다리꼴형 스펙터클 플레이트 및 그에 대응하는 분출 포트/절단 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 후방 사시 상세도로서, 전이 유압 펌프 램 입력이 단면도로 도시됨,
도 37은 사다리꼴형 스펙터클 플레이트 및 그에 대응하는 분출 포트/절단 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 전방 사시 상세도로서, 스펙터클 플레이트 내에 전이 포트 개구가 상세히 도시됨,
도 38은 사다리꼴형 스펙터클 플레이트 및 그에 대응하는 분출 포트/절단 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 후방 사시 상세도로서, 스펙터클 플레이트 내에 전이 포트 개구가 상세히 도시됨,
도 39는 사다리꼴형 스펙터클 플레이트를 이용하고, 분출 포트 및 절단 플레이트 구성을 상세화하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 전방 사시 상세도,
도 40은 사다리꼴형 스펙터클 플레이트 및 그에 대응하는 분출 포트/절단 플레이트를 이용하고, 분출 포트 및 절단 플레이트 구성을 상세화하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 후방 사시 상세도,
도 41은 도 44-도 61에 상세하게 기술된 본 발명의 바람직한 예시적인 방법을 도시한 흐름도,
도 42는 도 44-도 61에 상세하게 기술된 본 발명의 바람직한 예시적인 방법을 도시한 흐름도,
도 43은 도 44-도 61에 상세하게 기술된 본 발명의 바람직한 예시적인 방법을 도시한 흐름도,
도 44는 분출 포트가 중심설정되고 양자의 램이 분출하는 상태로 구성된 섹션된 환형-링형 스펙터클 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 전방 사시도,
도 45는 분출 포트가 중심설정되고 양자의 램이 분출하는 상태로 구성된 섹션된 환형-링형 스펙터클 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 후방 사시도,
도 46은 좌측 램이 분출하고 우측 램이 정지된 상태에서 분출 포트가 좌측으로 시프트를 통해 중간에 위치설정된 상태로 구성된 섹션된 환형-링형 스펙터클 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 전방 사시도,
도 47은 좌측 램이 분출하고 우측 램이 정지된 상태에서 분출 포트가 좌측으로 시프트를 통해 중간에 위치설정된 상태로 구성된 섹션된 환형-링형 스펙터클 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 후방 사시도,
도 48은 좌측 램이 분출하고 우측 램이 주입하는 상태에서 분출 포트가 좌측으로 시프트된 상태로 구성된 섹션된 환형-링형 스펙터클 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 전방 사시도,
도 49는 좌측 램이 분출하고 우측 램이 주입하는 상태에서 분출 포트가 좌측으로 시프트된 상태로 구성된 섹션된 환형-링형 스펙터클 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 후방 사시도,
도 50은 좌측 램이 분출하고 우측 램이 주입하는 상태에서 분출 포트가 좌측으로 시프트된 상태로 구성된 섹션된 환형-링형 스펙터클 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 전방 사시도,
도 51은 좌측 램이 분출하고 우측 램이 주입하는 상태에서 분출 포트가 좌측으로 시프트된 상태로 구성된 섹션된 환형-링형 스펙터클 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 후방 사시도,
도 52는 좌측 램이 분출하고 우측 램이 정지된 상태에서 분출 포트가 중앙으로의 시프트를 통해 중간에 위치설정된 상태로 구성된 섹션된 환형-링형 스펙터클 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 전방 사시도,
도 53은 좌측 램이 분출하고 우측 램이 정지된 상태에서 분출 포트가 중앙으로의 시프트를 통해 중간에 위치설정된 상태로 구성된 섹션된 환형-링형 스펙터클 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 후방 사시도,
도 54는 좌측 램이 분출하고 우측 램이 분출하는 상태에서 분출 포트가 중심설정된 상태로 구성된 섹션된 환형-링형 스펙터클 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 전방 사시도,
도 55는 좌측 램이 분출하고 우측 램이 분출하는 상태에서 분출 포트가 중심설정된 상태로 구성된 섹션된 환형-링형 스펙터클 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 후방 사시도,
도 56은 좌측 램이 정지되고 우측 램이 분출하는 상태에서 분출 포트가 우측으로의 시프트를 통해 중간에 위치설정된 상태로 구성된 섹션된 환형-링형 스펙터클 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 전방 사시도,
도 57은 좌측 램이 정지되고 우측 램이 분출하는 상태에서 분출 포트가 우측으로의 시프트를 통해 중간에 위치설정된 상태로 구성된 섹션된 환형-링형 스펙터클 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 후방 사시도,
도 58은 좌측 램이 주입하고 우측 램이 분출하는 상태에서 분출 포트가 우측으로의 시프트된 상태로 구성된 섹션된 환형-링형 스펙터클 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 전방 사시도,
도 59는 좌측 램이 주입하고 우측 램이 분출하는 상태에서 분출 포트가 우측으로의 시프트된 상태로 구성된 섹션된 환형-링형 스펙터클 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 후방 사시도,
도 60은 좌측 램이 정지하고 우측 램이 분출하는 상태에서 분출 포트가 중앙으로의 시프트를 통해 중간에 위치설정된 상태로 구성된 섹션된 환형-링형 스펙터클 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 전방 사시도,
도 61은 좌측 램이 정지하고 우측 램이 분출하는 상태에서 분출 포트가 중앙으로의 시프트를 통해 중간에 위치설정된 상태로 구성된 섹션된 환형-링형 스펙터클 플레이트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 후방 사시도,
도 62는 샤프트 구동식 펌핑 시스템을 내장하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 사시 단면도,
도 63은 샤프트 구동식 펌핑 시스템을 내장하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 상세 사시 단면도,
도 64는 볼 밸브와 함께 캠 구동식 펌프 레버 램 작동을 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 개략적인 다이아그램,
도 65는 일반적인 종래기술의 트윈 실린더 콘크리트 펌프 시스템의 유압 개략적인 다이아그램, 그리고
도 66은 일부 실시예에서 볼 밸브로 치환될 수 있는 사다리꼴 스펙터클 플레이트 분출 포트를 이용하는 본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 대한 유압 개략적인 다이아그램.
본 발명이 다수의 상이한 형태의 실시예를 허용할 수 있지만, 본 개시내용이 본 발명의 원리에 대한 예시로서 고려되어야 하는 본 발명의 바람직한 실시예가 도면에 도시되는 한편 본원에 기술되고, 본 발명의 광범위한 관점을 예시된 실시예에 제한되는 것으로 의도되지 않는다.
본 출원에 대한 다수의 획기적인 교시는 본 발명의 바람직한 실시예를 특히 참조하여 기술될 것이며, 그 획기적인 교시는 콘크리트 펌프 시스템 및 방법의 특정한 문제점에 유리하게 적용된다. 그러나, 본 실시예가 본원의 획기적인 교시에 대한 다수의 유리한 용도 중 하나만임을 이해해야 한다. 일반적으로, 본 출원의 명세서의 기재는 각종 청구된 발명 중 어느 것을 반드시 제한하지 않는다. 더욱이, 일부 기재가 일부 특징에 적용되지만, 다른 특징에 적용되지 않을 수 있다.
사다리꼴( 비제한적 )
본 발명의 설명은 "사다리꼴"의 형상을 갖는 것으로 본 발명의 일부에 대한 구성을 이룬다. 그러나, 이러한 용어는 수학적으로 각종 정의를 가질 수 있으므로, 하기의 것 중 어느 것을 포함하도록 광범위하게 고려되어야 한다.
● 평행한 2개의 측부를 정확하게 갖는 4개 측부의 다각형;
● 평행한 2개 세트의 측부를 갖는 4개 측부의 다각형;
● 상기 다각형의 대향 측부 상의 레그가 동일한 길이를 갖고 기본 각도가 동일한 척도를 갖는 4개 측부의 다각형(등변사다리꼴);
● 2개의 인접한 각도가 직각인 4개 측부의 다각형(직각 사다리꼴)(right trapezoid 또는 right-angled trapezoid);
● 내접원에 접선인 각 측부를 갖는 4개 측부의 다각형(접선방향 사다리꼴);
● (마름모, 직사각형 및 정사각형을 포함하는) 4개 측부의 평행사변형; 및
● 등변사다리꼴에 가까운 환형체 또는 환형 링의 하나 이상의 섹터를 포함하는 환형 섹터.
본 발명의 구성이 콘크리트 펌핑 시스템으로부터 실질적으로 균일한 재료 흐름을 제공할 목적을 성취하도록 각종 기하학적 형상(그 중 일부는 다각형 형상이 아닐 수 있음)을 이용할 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.
시스템 개요(2500)-(3200)
각종 실시예에서의 본 발명은 도 25(2500) 내지 도 32(3200)에 대체로 도시된 바와 같은 하기의 방식으로 상기한 목적 중 하나 이상을 해결한다. 도 25(2500)에 도시한 바와 같이, 시스템은 유압 펌프 실린더(2503, 2504), 그에 대응하는 유압 펌프 램(2505, 2506) 및 재료 분출 포트(2507) 사이에 사다리꼴형 전이 영역(2501, 2502)을 제공한다. 분출 포트(2507)는 도 26(2600)에 도시한 바와 같은 스펙터클 플레이트(2609)를 통해 좌측 펌프 실린더(2503)와 우측 펌프 실린더(2504) 사이에서 관절 이음하는 사다리꼴형 전이 영역(2508)과 함께 구성된다.
사다리꼴형 전이 영역(2501, 2502) 및 스펙터클 플레이트(2609)에 대한 또 다른 세부사항은 도 27(2700) 및 도 28(2800)의 단면도에 도시된다. 도 29(2900) 및 도 30(3000)은 유압 펌프 실린더 및 분출 포트/절단 플레이트 없이 사다리꼴형 전이 영역(2501, 2502) 및 스펙터클 플레이트(2609)를 상세화한다. (스플라인형 드라이브샤프트를 갖는) 분출 포트/절단 플레이트는 도 31(3100) 및 도 32(3200)의 사시도에 상세하게 도시된다.
본 발명의 교시와 일치하는 각종 시스템 구성을 형성하도록 본원에 기술된 각종 실시예가 조합될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다.
사다리꼴형 스펙터클 플레이트 실시예 (3300)-(4000)
전술한 바와 같이, 용어 "사다리꼴(trapezoidal)"은 본 발명의 범위를 규정할 때 광범위한 해석으로 제공되어야 한다. 도 25(2500) 내지 도 32(3200)에 도시된 바와 같이, 환형체 또는 환형 링의 섹터로서 실시된다. 그러나, 도 33(3300) 내지 도 40(4000)에 도시한 바와 같이, 스펙터클 플레이트 개구(및 그에 대응하는 분출 포트/절단 플레이트)는 도시한 바와 같은 종래의 사다리꼴 구조를 이용하여 구성될 수 있다. 또한, 이와 같은 2가지의 구성의 조합이 본 발명에 의해 기대된다. (a) 펌핑 사이클의 모든 부분 동안에 포트 흐름을 제공하고, (b) 사이클 변환 동안에 재료 호퍼로의 접근을 분출 포트로부터 봉쇄하는 주요한 특징은 본 발명의 작동 및 구성에 대한 단지 제한사항이다.
방법 개요 (4100)-(6100)
본 발명의 바람직한 방법 실시예는 도 41(4100) 내지 도 43(4300)에 도시된 흐름도와, 도 44(4400) 내지 도 61(6100)에 도시된 대응하는 위치적 다이아그램에 도시한 바와 같이 일반화될 수 있으며, 그 방법은,
(a) 재료 호퍼(material hopper: MHOP);
(b) 사다리꼴형 스펙터클 플레이트(trapezoidal-shaped spectacle plate: TSSP);
(c) 유압 펌프(hydraulic pump);
(d) 사다리꼴형 절단 링(trapezoidal-shaped cutting ring: TSCR); 및
(e) 분출 포트(ejection port)
를 포함하며,
상기 TSSP는 제1 사다리꼴 입구 포트(FTIP)와 제2 사다리꼴 입구 포트(STIP)를 포함하고,
상기 TSSP는 상기 MHOP에 부착되어, 상기 FTIP와 상기 STIP를 통해 상기 MHOP로부터 상기 유압 펌프로 콘크리트를 공급하도록 구성되고,
상기 유압 펌프는 제1 유압 펌프 램(first hydraulic pump ram: FHPR)과 제2 유압 펌프 램(second hydraulic pump ram: SHPR)을 포함하고,
상기 FHPR은 상기 FTIP를 통해 콘크리트를 수용하도록 구성되고,
상기 SHPR은 상기 STIP를 통해 콘크리트를 수용하도록 구성되고,
상기 TSCR은 상기 FTIP와 상기 STIP를 덮는 위치들 사이에서 교대로 횡단하도록 구성된 사다리꼴 리시버 출력 포트(trapezoidal receiver output port: TROP)를 포함하고,
상기 TROP는 상기 FTIP와 상기 STIP로부터 상기 분출 포트로 콘크리트를 지향시키도록 구성되고,
상기 유압 펌프는 상기 TROP가 상기 FTIP를 덮도록 위치설정될 때 상기 FHPR로부터 상기 TROP 내로 콘크리트를 분출하도록 구성되고,
상기 유압 펌프는 상기 TROP가 상기 FTIP를 덮도록 위치설정될 때 상기 MHOP로부터 상기 SHPR 내로 콘크리트를 주입하도록 구성되고,
상기 유압 펌프는 상기 TROP가 상기 STIP를 덮도록 위치설정될 때 상기 SHPR로부터 상기 TROP 내로 콘크리트를 분출하도록 구성되고,
상기 유압 펌프는 상기 TROP가 상기 STIP를 덮도록 위치설정될 때 상기 MHOP로부터 상기 FHPR 내로 콘크리트를 주입하도록 구성되는,
콘크리트 펌프 시스템과 함께 동작하며,
상기 방법은,
(1) (도 44(4400) 및 도 45(4500)에 도시한 바와 같이) 상기 TROP를 상기 FHPR과 상기 SHPR로 개방하도록 상기 TSSP 위에 상기 TROP를 중심설정하는 단계(4101);
(2) (도 44(4400) 및 도 45(4500)에 도시한 바와 같이) 상기 FHPR과 상기 SHPR을 이용하여 재료를 상기 TROP 내로 분출하는 단계(4102);
(3) (도 46(4600) 및 도 47(4700)에 도시한 바와 같이) 상기 TROP를 상기 FHPR 위로 시프트하여, 상기 SHPR을 덮는 단계(4103);
(4) (도 46(4600) 및 도 47(4700)에 도시한 바와 같이) 상기 FHPR을 이용하여 상기 TROP 내에 재료를 분출하는 단계(4104);
(5) (도 48(4800) 및 도 49(4900)에 도시한 바와 같이) 상기 SHPR을 상기 MHOP에 연결하도록 상기 TROP를 상기 FHPR 위로 시프트하는 단계(4105);
(6) (도 48(4800) 및 도 49(4900)에 도시한 바와 같이) 상기 FHPR을 이용하여 상기 TROP 내로 재료를 분출하고, 상기 SHPR을 이용하여 상기 MHOP로부터 재료를 주입하는 단계(4106);
(7) (도 50(5000) 및 도 51(5100)에 도시한 바와 같이) 상기 SHPR을 상기 MHOP에 연결하도록 상기 TROP를 상기 FHPR 위로 시프트하는 단계(4207);
(8) (도 50(5000) 및 도 51(5100)에 도시한 바와 같이) 상기 FHPR을 이용하여 상기 TROP 내로 재료를 분출하고, 상기 SHPR을 이용하여 상기 MHOP로부터 (선택적으로 상기 FHPR의 분출률의 2배로) 재료를 주입하는 단계(4208);
(9) (도 52(5200) 및 도 53(5300)에 도시한 바와 같이) 상기 SHPR을 덮도록 상기 TROP를 상기 FHPR 위로 시프트하는 단계(4209);
(10) (도 52(5200) 및 도 53(5300)에 도시한 바와 같이) 상기 FHPR을 이용하여 상기 TROP 내에 재료를 분출하고, 완전히 로딩될 때 상기 SHPR을 정지하는 단계(4210);
(11) (도 54(5400) 및 도 55(5500)에 도시한 바와 같이) 상기 TROP를 상기 FHPR과 상기 SHPR로 개방하도록 상기 TSSP 위에 상기 TROP를 중심설정하는 단계(4211);
(12) (도 54(5400) 및 도 55(5500)에 도시한 바와 같이) 상기 FHPR과 상기 SHPR을 이용하여 재료를 상기 TROP 내로 분출하는 단계(4212);
(13) (도 56(5600) 및 도 57(5700)에 도시한 바와 같이) 상기 TROP를 상기 SHPR 위로 시프트하여, 상기 FHPR을 덮는 단계(4313);
(14) (도 56(5600) 및 도 57(5700)에 도시한 바와 같이) 상기 SHPR을 이용하여 상기 TROP 내에 재료를 분출하고, 완전히 로딩될 때 상기 FHPR을 정지하는 단계(4314);
(15) (도 58(5800) 및 도 59(5900)에 도시한 바와 같이) 상기 FHPR을 상기 MHOP에 연결하도록 상기 TROP를 상기 SHPR 위로 시프트하는 단계(4315);
(16) (도 58(5800) 및 도 59(5900)에 도시한 바와 같이) 상기 SHPR을 이용하여 상기 TROP 내에 재료를 분출하고, 상기 FHPR을 이용하여 상기 MHOP로부터 (선택적으로 상기 SHPR의 분출률의 2배로) 재료를 주입하는 단계(4316);
(17) (도 60(6000) 및 도 61(6100)에 도시한 바와 같이) 상기 FHPR을 덮도록 상기 TROP를 상기 SHPR 위로 시프트하는 단계(4317);
(18) (도 60(6000) 및 도 61(6100)에 도시한 바와 같이) 상기 SHPR을 이용하여 상기 TROP 내에 재료를 분출하고, 완전히 로딩될 때 상기 FHPR을 정지하는 단계(4318); 및
(19) 재료 펌핑 동작을 반복하도록 단계 (1)로 진행하는 단계
를 포함한다.
도시한 바와 같은 본 방법이 2개의 유압 펌프 램(HPRs)을 갖는 펌핑 시스템에 적용됨을 당업자는 이해할 것이다. 본 발명의 다른 바람직한 실시예는 본원에 달리 논의되는 바와 같은 더욱 높은 펌프 유량을 성취하도록 동일한 기술을 이용하여 조정된 방식으로 복수의 HPRs를 채용할 수 있다.
환형체 전이 사이징 연산( Annulus Transition Sizing Calculations )
도 25(2500) 내지 도 40(4000)에 대체로 도시된 바와 같이, 펌프 실린더와 스펙터클 플레이트 사이의 전이 계면부는 원형 펌프 실린더면 영역 및 사다리꼴 스펙터클 플레이트 계면부가 대략 동일하도록 일부 바람직한 실시예에서 선택적으로 크기설정될 수 있다. 당업자는 이러한 바람직한 실시예를 위해 요구되는 스펙터클 플레이트 사이징을 용이하게 연산할 수 있을 것이다.
수학적 작동 방법 (6200)-(6400)
본 발명의 다수의 바람직한 실시예가 유압식으로 작동되지만, 본 발명은 일부 실시예가 기계식으로 작동할 수 있음을 기대한다. 본 명세서에서, 하기의 기능을 성취하기 위한 각종 방법이 있다.
● 쓰레드형 드라이브샤프트 작동(Threaded Driveshaft Operation). 도 62(6200) 및 도 63(6300)에 대체로 도시된 바와 같이, 본 발명은 펌프 실린더 피스톤(6202)를 작동하도록 쓰레드형 드라이브샤프트(6201)를 이용하여 일부 바람직한 실시예에서 실시될 수 있다. 본 실시예에서, 기어 또는 체인 구동식 쓰레드형 드라이브샤프트(6201)는 램(6202)을 연장하는 것보다 신속한 속도로 램(6202)을 리트랙트시키는 자동 리버싱 채널 쓰레드(6304, 6305)를 내장한다. 본 명세서에서, 드라이브샤프트 결합 키이(6303)는 드라이브샤프트(6301)의 우측 채널(6304)과 좌측 채널(6305) 내에서 라이딩하여, 연장 및 리트랙션 사이들에 각각 영향을 미친다. 작동례로서, 인치당 1.00 쓰레드의 연장과, 인치당 1.25 쓰레드의 리트랙션 피치를 가정한다. 이에 따라, 40 인치 길이의 쓰레드 스트로크는 40 레볼류션에서 하나의 풀 연장과, 32 레볼류션에서 풀 리트랙션을 형성할 것이다. 동시에 구동되는 2개의 유닛을 이용하면, 모든 스트로크의 개시 및 말기에 4 인치의 동시 연장(펌핑)을 초래한다. 또한, 이러한 변화하는 펌핑 흐름은 연장 스트로크 상의 샤프트를 따라 가변 쓰레드 피치를 이용하여 성취될 수도 있다. 예컨대, 쓰레드형 샤프트의 제1 부분 및 최종 부분은 샤프트의 중간 부분보다 적은 TPI(Threads Per Inch)에 있을 수 있다. 이는 상이한 속도로 스트로크하는 피스톤을 형성하는데, 그 이유는 현저하게 배출할 때에 중간에서보다 그 스트로크의 개시 및 말기 동안에 동시에 배출하기 때문이다. 일반적으로, 리트랙션 TPI는 연장 사이클에 비해 레볼류션에서 대략 반을 리트랙트하도록 더욱 신속한 속도에 있을 것이다.
● 캠 구동식 기계식 레버 램(Cam driven mechanical lever rams). 도 64(6400)에 대체로 도시된 바와 같이, 본 발명은 캠(6411, 6412) 구동식 레버 램(6412, 6422)을 이용하여 성취될 수도 있다. 캠 드라이브(6411, 6412)는 리트랙트 스트로크가 배출보다 신속한 속도에 있게 한다. 이는 일정 속도를 유지하는 공통의 구동 샤프트 파워 장치에 의해 구동되는 한편, 반대편의 실린더가 그 배출 스트로크를 마무리하기 전에 각각의 실린더 스트로크의 개시 타이밍이 시작되게 한다.
이러한 기계식 실시가 개시된 펌핑 작용에 영향을 주는데 이용될 수 있는 각종 방법에 대한 단지 예시임을 당업자는 이해할 것이다. 쓰레드형 드라이브샤프트(6201) 실시예에 대해, 드라이브샤프트 결합 키이(6303)의 실시는 다수의 형태를 가질 수 있지만, 일반적으로 우측 쓰레드형 영역(6304)과 좌측 쓰레드형 영역(6305) 사이의 전이가 쓰레드형 드라이브샤프트(6201)의 말단부에서 가능한 방식으로 쓰레드형 드라이브샤프트(6201)의 쓰레드 내에서 라이딩하도록 설계된다.
종래기술과의 차이 (6500, 6600)
종래기술에서의 다른 모든 트윈 왕복형 콘크리트 펌프는 재료의 서징 배출을 나타낸다. 이는 펌핑 실린더로부터 둥근 배출 스펙터클 플레이트에 둥근 절단 링 밸브에 대한 이어받은 설계로 인한 것이다. 압력이 손실되고, 재료의 실제의 역류가 (중앙 위치를 통한) 밸브 시프트 동안에 피할 수 없다. 몇몇 종래기술의 구성은 펌핑 피스톤이 각각의 스트로크를 어떻게 시작하는지를 완화하도록 시도함으로써, 파괴력을 감소시키는 한편, 다른 것은 배출 배관에 충격 흡수 에어 실린더를 추가한다.
본 발명은 가압된 배출 재료 압력이 재료 호퍼 내로 진정되지 않거나 또는 역류하지 않게 하도록 설계된 "YS 튜브" 배출 포트를 이용한다. 이는 사다리꼴형 절단 링 및 스펙터클 플레이트를 이용함으로써 성취된다.
"YS 튜브"는 하나의 배출 포트로부터 재료 압력이 로딩 호퍼 내로 블리드 오프 또는 역류하게 하는 다른 포트로 전이하는 동안에 있는 위치가 없다. 사다리꼴 절단 링은 사이클 변경 동안에 스펙터클 플레이트를 가로질러 전이함에 따라 사다리꼴 스펙터클 포트를 완전히 봉쇄한다.
사다리꼴 분출 포트 형상은 동등한 둥근 스펙터클 플레이트와 동일하거나 또는 더 큰 재료면 영역으로 설계됨으로써, 유량의 감소 없이 거친 혼합이 여전히 흐르게 한다. 예컨대, 8 인치 I.D. 둥근 절단 링은 대략 50.24 인치2의 흐름 영역을 갖는다. 사다리꼴 설계는 일반적으로 대략 4/6 인치 및 10/10 인치의 대향 측부 치수를 각각 갖는 사다리꼴의 적절한 측부 길이의 구성에 의해 동일하거나 또는 더 큰 흐름 영역을 제공한다.
더욱이, 본원에 기술된 "YS 튜브" 설계는 3가지의 작동 위치를 갖는다. 중앙 위치는 다른 피스톤이 해당하는 배출 스트로크를 마무리하기 전에 양자의 펌핑 피스톤이 그 배출 스트로크를 동시에 시작하게 한다. 이는 피스톤이 배출하는 (콘크리트를 펌핑하는) 것보다 더 신속한 속도로 피스톤이 리트랙트(콘크리트를 로딩)하게 한다. 종래기술의 트윈 피스톤 펌프는 배출(펌핑) 속도와 동일한 리트랙트(로딩) 속도로 동시에 왕복운동한다.
본원에 기술된 펌핑 기능을 성취하기 위한 유압식의 각종 방법이 있다. 도 65(6500)는 종래의 콘크리트 펌프의 개략도로서, 하기를 포함할 수 있는 본 발명의 특징 중 일부를 실시하는데 이용될 수 있는 본 발명의 예시적인 개략도를 도시하는 도 66(6600)과는 대조적이다.
● 도 66(6600)을 참조하면, 하나의 실시예는 그 배출 스트로크 동안에 양자의 실린더로부터 에너지를 저장하는 유압 차동 실린더의 슬래이브 오일(slave oil)에서 어큐뮬레이터(1)를 이용할 수 있다. 이는 양자의 실린더가 동시에 배출하게 하는 각각의 실린더 상의 75% 신호 포트(4)에 의해 성취된다. 그 다음, 그 에너지는 해제되어, 일단 실린더가 그 풀 배출 스트로크에 도달하고 YS 튜브(3)가 변환되어 있기만 하면 스로틀 체크 밸브(2)에 의해 제어된다. 100% 신호 포트(5)는 YS 튜브(3)를 작동시켜서, 로딩 실린더를 더욱 신속한 속도로 리트랙트하기 위해 반대편의 실린더로부터의 슬래이브 오일과 함께 스로틀 체크 밸브(2)를 통해 그 저장된 에너지를 제어가능하게 언로딩하도록 어큐뮬레이터(1)를 시프트한다. 일단 리트랙트된 실린거가 0% 포트(6)에 도달하면, YS 튜브가 시프트되고, 리트랙트된 실린더는 배출 실린더가 75% 신호 포트(4)에 도달하고 모두 반복할 때까지 휴지한다.
● 그라우트(grout) 및 작은 골재 콘크리트를 위해서는, 볼 밸브 타입의 콘크리트 펌프 기계가 매우 대중적이다. 이는 유압식 및 기계식 펌핑 실린더 양자를 이용할 수 있다. 다시, 다른 피스톤이 그 배출 스트로크를 마무리하기 전에 양자의 펌핑 피스톤이 그 배출 스트로크를 시작하게 하면, 진정으로 연속적인 흐름을 제공할 것이다.
본원에 제공된 예에서 지시된 바와 같이, 펌프 실린더를 구동하는 유압식 및/또는 기계식 제어부를 이용하는 것은 다수의 형태를 취할 수 있다. 본 발명의 범위 내에는, 이러한 유압식/ 기계식 제어부가 컴퓨터 구동되어, 컴퓨터 판독가능한 매체로부터 판독되는 기계 지시에 의해 조작될 수 있음이 포함된다. 이에 따라, 적절한 컴퓨터 제어 구성에 의해, 사다리꼴형 스펙터클 플레이트를 내장하는 각종 펌프 사이클은 각종 재료 전달 방법론, 재료 일관성, 배관 구성 및 특정한 현상 요건을 지지하도록 실시될 수 있다. 이는 기계류에 상당한 하드웨어 변경에 대한 요구 없이 단일의 콘크리트 펌프 하드웨어 구성이 광범위한 재료 및 작업 환경을 지지하도록 프로그래밍되게 할 수 있다.
바람직한 시스템 실시예의 개요
본 발명의 바람직한 예시적인 시스템 실시예는 기본적인 구성 테마에서 광범위한 변경을 기대하지만,
(a) 재료 호퍼(material hopper: MHOP);
(b) 사다리꼴형 스펙터클 플레이트(trapezoidal-shaped spectacle plate: TSSP);
(c) 유압 펌프(hydraulic pump);
(d) 사다리꼴형 절단 링(trapezoidal-shaped cutting ring: TSCR); 및
(e) 분출 포트(ejection port)
를 포함하며,
상기 TSSP는 제1 사다리꼴 입구 포트(FTIP)와 제2 사다리꼴 입구 포트(STIP)를 포함하고,
상기 TSSP는 상기 MHOP에 부착되어, 상기 FTIP와 상기 STIP를 통해 상기 MHOP로부터 상기 유압 펌프로 콘크리트를 공급하도록 구성되고,
상기 유압 펌프는 제1 유압 펌프 램(first hydraulic pump ram: FHPR)과 제2 유압 펌프 램(second hydraulic pump ram: SHPR)을 포함하고,
상기 FHPR은 상기 FTIP를 통해 콘크리트를 수용하도록 구성되고,
상기 SHPR은 상기 STIP를 통해 콘크리트를 수용하도록 구성되고,
상기 TSCR은 상기 FTIP와 상기 STIP를 덮는 위치들 사이에서 교대로 횡단하도록 구성된 사다리꼴 리시버 출력 포트(trapezoidal receiver output port: TROP)를 포함하고,
상기 TROP는 상기 FTIP와 상기 STIP로부터 상기 분출 포트로 콘크리트를 지향시키도록 구성되고,
상기 유압 펌프는 상기 TROP가 상기 FTIP를 덮도록 위치설정될 때 상기 FHPR로부터 상기 TROP 내로 콘크리트를 분출하도록 구성되고,
상기 유압 펌프는 상기 TROP가 상기 FTIP를 덮도록 위치설정될 때 상기 MHOP로부터 상기 SHPR 내로 콘크리트를 주입하도록 구성되고,
상기 유압 펌프는 상기 TROP가 상기 STIP를 덮도록 위치설정될 때 상기 SHPR로부터 상기 TROP 내로 콘크리트를 분출하도록 구성되고,
상기 유압 펌프는 상기 TROP가 상기 STIP를 덮도록 위치설정될 때 상기 MHOP로부터 상기 FHPR 내로 콘크리트를 주입하도록 구성되는,
콘크리트 펌프 시스템으로서 일반화될 수 있다.
이러한 일반적인 시스템 개요는 이러한 전체의 설계 설명과 일치되는 광범위한 발명의 실시예를 형성하도록 본원에 기술된 각종 요소에 의해 증가될 수 있다.
바람직한 방법 실시예의 개요
본 발명의 바람직한 예시적인 방법 실시예는 기본적인 구성 테마에서 광범위한 변경을 기대하지만, 콘크리트 펌프 방법으로서 일반화될 수 있으며, 콘크리트 펌프 시스템과 함께 작동하는 상기 방법은,
(a) 재료 호퍼(material hopper: MHOP);
(b) 사다리꼴형 스펙터클 플레이트(trapezoidal-shaped spectacle plate: TSSP);
(c) 유압 펌프(hydraulic pump);
(d) 사다리꼴형 절단 링(trapezoidal-shaped cutting ring: TSCR); 및
(e) 분출 포트(ejection port)
를 포함하며,
상기 TSSP는 제1 사다리꼴 입구 포트(FTIP)와 제2 사다리꼴 입구 포트(STIP)를 포함하고,
상기 TSSP는 상기 MHOP에 부착되어, 상기 FTIP와 상기 STIP를 통해 상기 MHOP로부터 상기 유압 펌프로 콘크리트를 공급하도록 구성되고,
상기 유압 펌프는 제1 유압 펌프 램(first hydraulic pump ram: FHPR)과 제2 유압 펌프 램(second hydraulic pump ram: SHPR)을 포함하고,
상기 FHPR은 상기 FTIP를 통해 콘크리트를 수용하도록 구성되고,
상기 SHPR은 상기 STIP를 통해 콘크리트를 수용하도록 구성되고,
상기 TSCR은 상기 FTIP와 상기 STIP를 덮는 위치들 사이에서 교대로 횡단하도록 구성된 사다리꼴 리시버 출력 포트(trapezoidal receiver output port: TROP)를 포함하고,
상기 TROP는 상기 FTIP와 상기 STIP로부터 상기 분출 포트로 콘크리트를 지향시키도록 구성되고,
상기 유압 펌프는 상기 TROP가 상기 FTIP를 덮도록 위치설정될 때 상기 FHPR로부터 상기 TROP 내로 콘크리트를 분출하도록 구성되고,
상기 유압 펌프는 상기 TROP가 상기 FTIP를 덮도록 위치설정될 때 상기 MHOP로부터 상기 SHPR 내로 콘크리트를 주입하도록 구성되고,
상기 유압 펌프는 상기 TROP가 상기 STIP를 덮도록 위치설정될 때 상기 SHPR로부터 상기 TROP 내로 콘크리트를 분출하도록 구성되고,
상기 유압 펌프는 상기 TROP가 상기 STIP를 덮도록 위치설정될 때 상기 MHOP로부터 상기 FHPR 내로 콘크리트를 주입하도록 구성되는,
콘크리트 펌프 시스템과 함께 동작하는 콘크리트 펌프 방법에 있어서,
상기 방법은,
(1) 상기 TROP를 상기 FHPR과 상기 SHPR로 개방하도록 상기 TSSP 위에 상기 TROP를 중심설정하는 단계;
(2) 상기 FHPR과 상기 SHPR을 이용하여 재료를 상기 TROP 내로 분출하는 단계;
(3) 상기 TROP를 상기 FHPR 위로 시프트하여, 상기 SHPR을 덮는 단계;
(4) 상기 FHPR을 이용하여 상기 TROP 내에 재료를 분출하는 단계;
(5) 상기 SHPR을 상기 MHOP에 연결하도록 상기 TROP를 상기 FHPR 위로 시프트하는 단계;
(6) 상기 FHPR을 이용하여 상기 TROP 내로 재료를 분출하고, 상기 SHPR을 이용하여 상기 MHOP로부터 재료를 주입하는 단계;
(7) 상기 SHPR을 상기 MHOP에 연결하도록 상기 TROP를 상기 FHPR 위로 시프트하는 단계;
(8) 상기 FHPR을 이용하여 상기 TROP 내로 재료를 분출하고, 상기 SHPR을 이용하여 상기 MHOP로부터 재료를 주입하는 단계;
(9) 상기 SHPR을 덮도록 상기 TROP를 상기 FHPR 위로 시프트하는 단계;
(10) 상기 FHPR을 이용하여 상기 TROP 내에 재료를 분출하고, 완전히 로딩될 때 상기 SHPR을 정지하는 단계;
(11) 상기 TROP를 상기 FHPR과 상기 SHPR로 개방하도록 상기 TSSP 위에 상기 TROP를 중심설정하는 단계;
(12) 상기 FHPR과 상기 SHPR을 이용하여 재료를 상기 TROP 내로 분출하는 단계;
(13) 상기 TROP를 상기 SHPR 위로 시프트하여, 상기 FHPR을 덮는 단계;
(14) 상기 SHPR을 이용하여 상기 TROP 내에 재료를 분출하고, 완전히 로딩될 때 상기 FHPR을 정지하는 단계;
(15) 상기 FHPR을 상기 MHOP에 연결하도록 상기 TROP를 상기 SHPR 위로 시프트하는 단계;
(16) 상기 SHPR을 이용하여 상기 TROP 내에 재료를 분출하고, 상기 FHPR을 이용하여 상기 MHOP로부터 재료를 주입하는 단계;
(17) 상기 FHPR을 덮도록 상기 TROP를 상기 SHPR 위로 시프트하는 단계;
(18) 상기 SHPR을 이용하여 상기 TROP 내에 재료를 분출하고, 완전히 로딩될 때 상기 FHPR을 정지하는 단계; 및
(19) 재료 펌핑 동작을 반복하도록 단계 (1)로 진행하는 단계
를 포함한다.
본 발명의 교시를 제한하지 않고서 이와 같은 방법 단계가 증가되거나 또는 재배치될 수 있음을 당업자는 이해할 것이다. 이러한 일반적인 방법 개요는 이러한 전체의 설계 설명과 일치되는 광범위한 발명의 실시예를 형성하도록 본원에 기술된 각종 요소에 의해 증가될 수 있다.
시스템/방법 변경
본 발명은 기본적인 구성 테마에서의 광범위한 변경을 기대한다. 전술한 예는 가능한 용도의 전체 범위를 나타내지 않는다. 이는 거의 제한 없는 가능성의 일부를 인용하도록 의도된다.
이와 같은 기본적인 시스템 및 방법은 하기에 한정되지는 않지만, 각종 부수적인 실시예와 함께 증가될 수 있다.
● 상기 TSCR은,
(1) 평행한 2개의 측부를 정확하게 갖는 4개 측부의 다각형;
(2) 평행한 2개 세트의 측부를 갖는 4개 측부의 다각형;
(3) 상기 다각형의 대향 측부 상의 레그가 동일한 길이를 갖고 기본 각도가 동일한 척도를 갖는 4개 측부의 다각형(등변사다리꼴);
(4) 상기 다각형 내의 2개의 인접한 각도가 직각인 4개 측부의 다각형(직각 사다리꼴)(right trapezoid 또는 right-angled trapezoid);
(5) 내접원에 접선인 각 측부를 갖는 4개 측부의 다각형(접선방향 사다리꼴);
(6) 4개 측부의 평행사변형; 및
(7) 등변사다리꼴에 가까운 환형체 또는 환형 링의 하나 이상의 섹터를 포함하는 환형 섹터
로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 기하학적 형상을 갖는 이송 캐비티를 포함하는, 실시예.
● 상기 TSSP은,
(1) 평행한 2개의 측부를 정확하게 갖는 4개 측부의 다각형;
(2) 평행한 2개 세트의 측부를 갖는 4개 측부의 다각형;
(3) 상기 다각형의 대향 측부 상의 레그가 동일한 길이를 갖고 기본 각도가 동일한 척도를 갖는 4개 측부의 다각형(등변사다리꼴);
(4) 상기 다각형 내의 2개의 인접한 각도가 직각인 4개 측부의 다각형(직각 사다리꼴)(right trapezoid 또는 right-angled trapezoid);
(5) 내접원에 접선인 각 측부를 갖는 4개 측부의 다각형(접선방향 사다리꼴);
(6) 4개 측부의 평행사변형; 및
(7) 등변사다리꼴에 가까운 환형체 또는 환형 링의 하나 이상의 섹터를 포함하는 환형 섹터
로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 기하학적 형상을 갖는 이송 캐비티를 포함하는, 실시예.
● 상기 SHPR을 이용하여 상기 MHOP로부터 상기 FHPR의 분출률의 2배로 재료가 주입되는, 실시예.
● 상기 FHPR을 이용하여 상기 MHOP로부터 상기 SHPR의 분출률의 2배로 재료가 주입되는, 실시예.
● 상기 FTIP는 원통형 FHPR로부터 상기 TSSP 내의 사다리꼴형 공극으로 전이하는 전이 도관을 더 포함하는, 실시예.
● 상기 STIP는 원통형 SHPR로부터 상기 TSSP 내의 사다리꼴형 공극으로 전이하는 전이 도관을 더 포함하는, 실시예.
● 상기 TSCR는 상기 FTIP와 상기 STIP 위에 위치설정될 때 상기 FTIP와 상기 STIP를 밀봉하도록 구성된 사다리꼴형 밀봉 날개(trapezoidal-shaped sealing wings)를 더 포함하는, 실시예.
● 상기 TSCR은 상기 FTIP와 상기 STIP의 단면적의 3배인 영역을 갖는 환형체의 섹터를 포함하는, 실시예.
● 상기 TSCR은 90도의 뒤젖힘각(sweep angle)을 포함하는, 실시예.
상기한 본 발명의 설명 내에 교시된 요소의 조합에 근거하여 다른 실시예에 가능함을 당업자는 이해할 것이다.
콘크리트 또는 시멘트 재료의 실질적으로 일정한 흐름을 제공하도록 구성된 콘크리프 펌프 시스템/방법이 개시되어 있다. 상기 시스템은 가압된 배출 콘크리트 재료가 재료 소싱 호퍼 내에서 완화되거나 또는 역류하지 않음을 보장하도록 유압 펌프 실린더 램 및 출력 분출 포트에 로프트(loft)된 전이성 계면부과 함께 사다리꼴 절단 링 및 스펙터클 플레이트를 통합한다. 사다리꼴 절단 링은 사이클 변화 동안에 유압 펌프 입력 포트들 사이에서 스무스하게 전이함에 따라 사다리꼴 스펙터클 포트를 완전히 봉쇄하도록 구성되므로, 콘크리트의 더욱 균일한 출력 흐름을 발생시키는 한편, 호퍼 역류 및 유압 유체 충격을 제거한다. 제어 시스템은 유압 펌프 실린더 램 및 절단 링의 작동을 조정하도록 구성됨으로써, 출력 분출 포트 압력 및 재료 흐름이 펌핑 사이클의 모든 부분에 걸쳐 비교적 일정한 레벨로 유지되도록 보장한다.
본 발명의 바람직한 실시예가 첨부한 도면에 도시되며 전술한 설명에 기술되었지만, 본 발명은 개시된 실시예에 제한되는 것이 아니라, 하기의 청구범위에 개시된 바와 같이 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고서 다수의 재배치, 수정 및 치환이 될 수 있다.

Claims (20)

  1. 콘크리트 펌프 시스템(concrete pump system)에 있어서,
    (a) 재료 호퍼(material hopper: MHOP);
    (b) 사다리꼴형 스펙터클 플레이트(trapezoidal-shaped spectacle plate: TSSP);
    (c) 유압 펌프(hydraulic pump);
    (d) 사다리꼴형 절단 링(trapezoidal-shaped cutting ring: TSCR); 및
    (e) 분출 포트(ejection port)
    를 포함하며,
    상기 TSSP는 제1 사다리꼴 입구 포트(FTIP)와 제2 사다리꼴 입구 포트(STIP)를 포함하고,
    상기 TSSP는 상기 MHOP에 부착되어, 상기 FTIP와 상기 STIP를 통해 상기 MHOP로부터 상기 유압 펌프로 콘크리트를 공급하도록 구성되고,
    상기 유압 펌프는 제1 유압 펌프 램(first hydraulic pump ram: FHPR)과 제2 유압 펌프 램(second hydraulic pump ram: SHPR)을 포함하고,
    상기 FHPR은 상기 FTIP를 통해 콘크리트를 수용하도록 구성되고,
    상기 SHPR은 상기 STIP를 통해 콘크리트를 수용하도록 구성되고,
    상기 TSCR은 상기 FTIP와 상기 STIP를 덮는 위치들 사이에서 교대로 횡단하도록 구성된 사다리꼴 리시버 출력 포트(trapezoidal receiver output port: TROP)를 포함하고,
    상기 TROP는 상기 FTIP와 상기 STIP를 덮는 위치들 사이에서의 교대로 횡단하는 동안에 상기 FTIP와 상기 STIP를 완전히 덮도록 구성되고,
    상기 TROP는 상기 FTIP와 상기 STIP로부터 상기 분출 포트로 콘크리트를 지향시키도록 구성되고,
    상기 유압 펌프는 상기 TROP가 상기 FTIP를 덮도록 위치설정될 때 상기 FHPR로부터 상기 TROP 내로 콘크리트를 분출하도록 구성되고,
    상기 유압 펌프는 상기 TROP가 상기 FTIP를 덮도록 위치설정될 때 상기 MHOP로부터 상기 SHPR 내로 콘크리트를 주입하도록 구성되고,
    상기 유압 펌프는 상기 TROP가 상기 STIP를 덮도록 위치설정될 때 상기 SHPR로부터 상기 TROP 내로 콘크리트를 분출하도록 구성되고,
    상기 유압 펌프는 상기 TROP가 상기 STIP를 덮도록 위치설정될 때 상기 MHOP로부터 상기 FHPR 내로 콘크리트를 주입하도록 구성되는,
    콘크리트 펌프 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 TSCR은,
    (1) 평행한 2개의 측부를 정확하게 갖는 4개 측부의 다각형;
    (2) 평행한 2개 세트의 측부를 갖는 4개 측부의 다각형;
    (3) 상기 다각형의 대향 측부 상의 레그가 동일한 길이를 갖고 기본 각도가 동일한 척도를 갖는 4개 측부의 다각형(등변사다리꼴);
    (4) 상기 다각형 내의 2개의 인접한 각도가 직각인 4개 측부의 다각형(직각 사다리꼴)(right trapezoid 또는 right-angled trapezoid);
    (5) 내접원에 접선인 각 측부를 갖는 4개 측부의 다각형(접선방향 사다리꼴);
    (6) 4개 측부의 평행사변형; 및
    (7) 등변사다리꼴을 형성하는 환형체 또는 환형 링의 하나 이상의 섹터를 포함하는 환형 섹터
    로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 기하학적 형상을 갖는 이송 캐비티를 포함하는,
    콘크리트 펌프 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 TSSP는,
    (1) 평행한 2개의 측부를 정확하게 갖는 4개 측부의 다각형;
    (2) 평행한 2개 세트의 측부를 갖는 4개 측부의 다각형;
    (3) 상기 다각형의 대향 측부 상의 레그가 동일한 길이를 갖고 기본 각도가 동일한 척도를 갖는 4개 측부의 다각형(등변사다리꼴);
    (4) 상기 다각형 내의 2개의 인접한 각도가 직각인 4개 측부의 다각형(직각 사다리꼴)(right trapezoid 또는 right-angled trapezoid);
    (5) 내접원에 접선인 각 측부를 갖는 4개 측부의 다각형(접선방향 사다리꼴);
    (6) 4개 측부의 평행사변형; 및
    (7) 등변사다리꼴을 형성하는 환형체 또는 환형 링의 하나 이상의 섹터를 포함하는 환형 섹터
    로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 기하학적 형상을 갖는 이송 캐비티를 포함하는,
    콘크리트 펌프 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 SHPR을 이용하여 상기 MHOP로부터 상기 FHPR의 분출률의 2배로 재료가 주입되는,
    콘크리트 펌프 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 FHPR을 이용하여 상기 MHOP로부터 상기 SHPR의 분출률의 2배로 재료가 주입되는,
    콘크리트 펌프 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 FTIP는 원통형 FHPR로부터 상기 TSSP 내의 사다리꼴형 공극으로 전이하는 전이 도관(transition conduit)을 더 포함하는,
    콘크리트 펌프 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 STIP는 원통형 SHPR로부터 상기 TSSP 내의 사다리꼴형 공극으로 전이하는 전이 도관을 더 포함하는,
    콘크리트 펌프 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 TSCR는 상기 FTIP와 상기 STIP 위에 위치설정될 때 상기 FTIP와 상기 STIP를 덮도록 구성된 사다리꼴형 밀봉 날개(trapezoidal-shaped sealing wings)를 더 포함하는,
    콘크리트 펌프 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 TSCR은 상기 FTIP와 상기 STIP의 단면적의 3배인 영역을 갖는 환형체의 섹터를 포함하는,
    콘크리트 펌프 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 TSCR은 90도의 뒤젖힘각(sweep angle)을 포함하는,
    콘크리트 펌프 시스템.
  11. (a) 재료 호퍼(material hopper: MHOP);
    (b) 사다리꼴형 스펙터클 플레이트(trapezoidal-shaped spectacle plate: TSSP);
    (c) 유압 펌프(hydraulic pump);
    (d) 사다리꼴형 절단 링(trapezoidal-shaped cutting ring: TSCR); 및
    (e) 분출 포트(ejection port)
    를 포함하며,
    상기 TSSP는 제1 사다리꼴 입구 포트(FTIP)와 제2 사다리꼴 입구 포트(STIP)를 포함하고,
    상기 TSSP는 상기 MHOP에 부착되어, 상기 FTIP와 상기 STIP를 통해 상기 MHOP로부터 상기 유압 펌프로 콘크리트를 공급하도록 구성되고,
    상기 유압 펌프는 제1 유압 펌프 램(first hydraulic pump ram: FHPR)과 제2 유압 펌프 램(second hydraulic pump ram: SHPR)을 포함하고,
    상기 FHPR은 상기 FTIP를 통해 콘크리트를 수용하도록 구성되고,
    상기 SHPR은 상기 STIP를 통해 콘크리트를 수용하도록 구성되고,
    상기 TSCR은 상기 FTIP와 상기 STIP를 덮는 위치들 사이에서 교대로 횡단하도록 구성된 사다리꼴 리시버 출력 포트(trapezoidal receiver output port: TROP)를 포함하고,
    상기 TROP는 상기 FTIP와 상기 STIP로부터 상기 분출 포트로 콘크리트를 지향시키도록 구성되고,
    상기 유압 펌프는 상기 TROP가 상기 FTIP를 덮도록 위치설정될 때 상기 FHPR로부터 상기 TROP 내로 콘크리트를 분출하도록 구성되고,
    상기 유압 펌프는 상기 TROP가 상기 FTIP를 덮도록 위치설정될 때 상기 MHOP로부터 상기 SHPR 내로 콘크리트를 주입하도록 구성되고,
    상기 유압 펌프는 상기 TROP가 상기 STIP를 덮도록 위치설정될 때 상기 SHPR로부터 상기 TROP 내로 콘크리트를 분출하도록 구성되고,
    상기 유압 펌프는 상기 TROP가 상기 STIP를 덮도록 위치설정될 때 상기 MHOP로부터 상기 FHPR 내로 콘크리트를 주입하도록 구성되는,
    콘크리트 펌프 시스템과 함께 동작하는 콘크리트 펌프 방법에 있어서,
    상기 방법은,
    (1) 상기 TROP를 상기 FHPR과 상기 SHPR로 개방하도록 상기 TSSP 위에 상기 TROP를 중심설정하는 단계;
    (2) 상기 FHPR과 상기 SHPR을 이용하여 재료를 상기 TROP 내로 분출하는 단계;
    (3) 상기 TROP를 상기 FHPR 위로 시프트(shift)하여, 상기 SHPR을 덮는 단계;
    (4) 상기 FHPR을 이용하여 상기 TROP 내에 재료를 분출하는 단계;
    (5) 상기 SHPR을 상기 MHOP에 연결하도록 상기 TROP를 상기 FHPR 위로 시프트하는 단계;
    (6) 상기 FHPR을 이용하여 상기 TROP 내로 재료를 분출하고, 상기 SHPR을 이용하여 상기 MHOP로부터 재료를 주입하는 단계;
    (7) 상기 SHPR을 상기 MHOP에 연결하도록 상기 TROP를 상기 FHPR 위로 시프트하는 단계;
    (8) 상기 FHPR을 이용하여 상기 TROP 내로 재료를 분출하고, 상기 SHPR을 이용하여 상기 MHOP로부터 재료를 주입하는 단계;
    (9) 상기 SHPR을 덮도록 상기 TROP를 상기 FHPR 위로 시프트하는 단계;
    (10) 상기 FHPR을 이용하여 상기 TROP 내에 재료를 분출하고, 완전히 로딩될 때 상기 SHPR을 정지하는 단계;
    (11) 상기 TROP를 상기 FHPR과 상기 SHPR로 개방하도록 상기 TSSP 위에 상기 TROP를 중심설정하는 단계;
    (12) 상기 FHPR과 상기 SHPR을 이용하여 재료를 상기 TROP 내로 분출하는 단계;
    (13) 상기 TROP를 상기 SHPR 위로 시프트하여, 상기 FHPR을 덮는 단계;
    (14) 상기 SHPR을 이용하여 상기 TROP 내에 재료를 분출하고, 완전히 로딩될 때 상기 FHPR을 정지하는 단계;
    (15) 상기 FHPR을 상기 MHOP에 연결하도록 상기 TROP를 상기 SHPR 위로 시프트하는 단계;
    (16) 상기 SHPR을 이용하여 상기 TROP 내에 재료를 분출하고, 상기 FHPR을 이용하여 상기 MHOP로부터 재료를 주입하는 단계;
    (17) 상기 FHPR을 덮도록 상기 TROP를 상기 SHPR 위로 시프트하는 단계;
    (18) 상기 SHPR을 이용하여 상기 TROP 내에 재료를 분출하고, 완전히 로딩될 때 상기 FHPR을 정지하는 단계; 및
    (19) 재료 펌핑 동작을 반복하도록 단계 (1)로 진행하는 단계
    를 포함하는,
    콘크리트 펌프 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 TSCR은,
    (1) 평행한 2개의 측부를 정확하게 갖는 4개 측부의 다각형;
    (2) 평행한 2개 세트의 측부를 갖는 4개 측부의 다각형;
    (3) 상기 다각형의 대향 측부 상의 레그가 동일한 길이를 갖고 기본 각도가 동일한 척도를 갖는 4개 측부의 다각형(등변사다리꼴);
    (4) 상기 다각형 내의 2개의 인접한 각도가 직각인 4개 측부의 다각형(직각 사다리꼴)(right trapezoid 또는 right-angled trapezoid);
    (5) 내접원에 접선인 각 측부를 갖는 4개 측부의 다각형(접선방향 사다리꼴);
    (6) 4개 측부의 평행사변형; 및
    (7) 등변사다리꼴을 형성하는 환형체 또는 환형 링의 하나 이상의 섹터를 포함하는 환형 섹터
    로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 기하학적 형상을 갖는 이송 캐비티를 포함하는,
    콘크리트 펌프 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 TSSP는,
    (1) 평행한 2개의 측부를 정확하게 갖는 4개 측부의 다각형;
    (2) 평행한 2개 세트의 측부를 갖는 4개 측부의 다각형;
    (3) 상기 다각형의 대향 측부 상의 레그가 동일한 길이를 갖고 기본 각도가 동일한 척도를 갖는 4개 측부의 다각형(등변사다리꼴);
    (4) 상기 다각형 내의 2개의 인접한 각도가 직각인 4개 측부의 다각형(직각 사다리꼴)(right trapezoid 또는 right-angled trapezoid);
    (5) 내접원에 접선인 각 측부를 갖는 4개 측부의 다각형(접선방향 사다리꼴);
    (6) 4개 측부의 평행사변형; 및
    (7) 등변사다리꼴을 형성하는 환형체 또는 환형 링의 하나 이상의 섹터를 포함하는 환형 섹터
    로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 기하학적 형상을 갖는 이송 캐비티를 포함하는,
    콘크리트 펌프 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 SHPR을 이용하여 상기 MHOP로부터 상기 FHPR의 분출률의 2배로 재료가 주입되는,
    콘크리트 펌프 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 FHPR을 이용하여 상기 MHOP로부터 상기 SHPR의 분출률의 2배로 재료가 주입되는,
    콘크리트 펌프 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 FTIP는 원통형 FHPR로부터 상기 TSSP 내의 사다리꼴형 공극으로 전이하는 전이 도관을 더 포함하는,
    콘크리트 펌프 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 STIP는 원통형 SHPR로부터 상기 TSSP 내의 사다리꼴형 공극으로 전이하는 전이 도관을 더 포함하는,
    콘크리트 펌프 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 TSCR는 상기 FTIP와 상기 STIP 위에 위치설정될 때 상기 FTIP와 상기 STIP를 덮도록 구성된 사다리꼴형 밀봉 날개를 더 포함하는,
    콘크리트 펌프 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 TSCR은 상기 FTIP와 상기 STIP의 단면적의 3배인 영역을 갖는 환형체의 섹터를 포함하는,
    콘크리트 펌프 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 TSCR은 90도의 뒤젖힘각(sweep angle)을 포함하는,
    콘크리트 펌프 방법.
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