KR101943411B1 - 섬유보강 숏크리트에서 보강용 합성섬유의 균일한 혼합을 위한 정량 섬유 분산 투입장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 콘크리에 혼합되기 위한 합성섬유를 1차로 분산하여 정량으로 계량하고, 정량으로 계량된 합성섬유를 2차로 분산시켜서 콘크리트에 균일하게 투입시켜 혼합시킬 수 있는 섬유보강 숏크리트에서 보강용 합성섬유의 균일한 혼합을 위한 정량 섬유 분산 투입장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징은, 합성섬유 뭉치들을 일정한 부피로 분리시켜서 공급하는 섬유공급부(100)와, 섬유공급부(100)에서 공급되는 합성섬유를 이송시키는 1차이송부(200)와, 1차이송부(200)로부터 이송되어서 유입되는 합성섬유를 설정된 중량으로 계량하고, 합성섬유를 계량된 만큼씩 배출시키는 섬유계량부(300)와, 섬유계량부(300)로 유입되는 합성섬유를 분산시키는 1차분산부(400)와, 섬유계량부(300)에서 배출되는 합성섬유를 분산시키는 2차분산부(500)와, 2차분산부(500)에서 분산된 섬유들을 이송시키는 2차이송부(600)를 포함한다.

Description

섬유보강 숏크리트에서 보강용 합성섬유의 균일한 혼합을 위한 정량 섬유 분산 투입장치{Quantitative synthetic fiber dispersing apparatus of reinforcing synthetic fiber for uniform mixing in fiber-reinforced shotcrete}
본 발명은 콘크리에 혼합되기 위한 합성섬유를 1차로 분산하여 정량으로 계량하고, 정량으로 계량된 합성섬유를 2차로 분산시켜서 콘크리트에 균일하게 투입시켜 혼합시킬 수 있는 섬유보강 숏크리트에서 보강용 합성섬유의 균일한 혼합을 위한 정량 섬유 분산 투입장치에 관한 것이다.
일반적으로, 최근 들어, 사회기반시설의 확충의 필요성 및 국토 이용의 효율성을 위하여 지상환경을 보존하고 국토의 효율적인 활용을 위하여 지하철, 도로, 국철 및 고속철도 공사 등에서 터널 및 지하 공간의 건설공사가 증가하고 단면이 대형화되는 추세에 있다.
이와 같이, 대형화되는 지하공사의 일환으로 터널시공, 댐공사 또는 지하구조물 공사에 사용되는 공법은 TBM공법(Tunnel Boring Machine), NMT공법(Norwegian Method of Tunnelling) NATM공법(New Austrian Tunnelling Method)이 있으나, 주로 사용되는 공법은 NATM 공법으로, 이는 단순한 굴착, 지보공의 수단, 지보공의 설치 순서 등이 아닌 현실에 맞게 판단하는 지반 거동의 제 원칙에 따라 시공하는 것으로, 터널을 구성하는 주체가 주변 지반이고 지보공은 지반 본래의 강도를 유지하고 보강하는 수단으로 생각하는 개념이며, 강재지보, 락볼트와 숏크리트를 지보재로 사용하고 암반 굴착 직후 원지반의 지지능력을 최대로 활용하여 지반을 안정화시킴으로써 터널의 안정성을 유지시키는 것으로 굴착면을 안정화 하는 굴착면 안정화 공법이다.
상기와 같은 굴착면 안정화 공법의 지보재로 사용되는 숏크리트(Shotcrete)는 암반 또는 지반을 보강하여 붕괴를 방지하기 위한 작업으로써, 기존의 숏크리트의 경우 콘크리트내 별도의 보강섬유가 첨가되지 않은 일반 콘크리트를 시공함에 따라 취성에 약한 콘크리트의 취약점을 보완하기 위하여 와이어메쉬(Wire mash) 등의 보강재를 별도로 설치 후 숏크리트를 시공함으로써 공기와 경제성을 저하시키는 요인으로 작용함에 따라, 이와 같은 취약점을 보완하기 위하여 섬유보강 숏크리트 공법이 널리 사용되고 있다.
섬유보강 숏크리트에서 강섬유보강 숏크리트의 경우 강섬유는 통상 숏크리트 전체 부피의 0.5∼1.0%, 약 40∼80kg/㎥ 정도를 사용하며, 첨가량이 2.0%를 초과하면 숏크리트용으로는 적정하지 않으며, 강섬유 보강 숏크리트의 최대 단점은 재료가 상당히 고가이고, 콘크리트내 함유된 배합수 및 산성의 숏크리트용 급결제 사용시 급결제에 의한 강섬유 부식으로 인하여 장기내구성 저하 가능성이 존재한다는 점과 강섬유 자체의 리바운드량이 크다는 점이다.
반면에 합성섬유 보강 숏크리트의 경우 강섬유의 비중 7.0 ∼ 8.0 대비 0.9 ∼ 1.5로 허용 중량에 비하여, 훨씬 많은 양의 합성섬유를 혼입할 수 있다는 장점이 있으며, 이는 터널주변 지반조건에 따라 숏크리트 인성의 증대 요구되는 경우, 합성섬유 혼입량을 증대시켜도 숏크리트의 큰 자중의 증가 없이 적용이 가능하며, 화학변화를 일으키지 않는 비활성의 재료로서 산이나 알칼리에 대하여 영향을 받지 않아 2차 환경오염 물질이 배출되지 않는 특성이 있다.
상기와 같은 숏크리트 보강재들의 특성으로 인하여 최근 들어 해저터널, 대심도터널 증가에 따른 지하수 유출부 및 콘크리트 라이닝을 설치하지 않는 터널의 노출된 숏크리트에서 강섬유 부식에 의한 강도저하 및 환경오염 문제를 해결하기 위하여 유럽 등 터널 선진국에서는 합성섬유 보강 숏크리트가 일반화되어 적용되고 있는 추세이며, 국내 터널에도 터널 선진국과 같이 숏크리트 보강재의 문제점을 보완하기 위하여 활발히 연구가 진행되고 있다.
이러한, 국내의 섬유 보강 숏크리트 시공에 있어 기존의 강섬유 숏크리트의 경우 콘크리트와 혼합시 뭉침현상을 방지하기 위하여 수용성 접착제로 강섬유 낱알을 접착한 번들 형식으로 투입되나, 실제 숏크리트 시공 후 코어(Core) 압축강도 시험을 위하여 시편을 채취시 강섬유 상호간 뭉쳐있는 경우가 빈번하게 발생함을 볼수 있으며, 이는 강섬유 보강 숏크리트가 균일하게 시공되지 않았음을 의미한다.
또한, 기존의 합성섬유 숏크리트에 있어 비중이 낮은 합성섬유의 특성을 고려하지 않은, 강섬유 혼합 방식을 적용함에 따라 낮은 비중대비 각각의 섬유 간 마찰 저항력이 커 분산성이 저하되며, 그로 인하여 콘크리트와 합성섬유와의 균일한 혼합이 이루어지지 않고 뭉침 현상이 발생하여 숏크리트 시공 시 막힘 현상이 잦으며, 그로 인하여 균일한 숏크리트 시공이 어려운 문제점이 있다.
이와 같은, 합성섬유 보강 숏크리트 시공 공법에 있어 단점들을 보완하기 위하여 정량 섬유 분산 투입장치의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록실용신안공보 제20-0295214호의 "콘크리트용 강섬유의 분산 공급장치"가 제안된바 있다.
본 발명에 의한 섬유보강 숏크리트에서 보강용 합성섬유의 균일한 혼합을 위한 정량 섬유 분산 투입장치는, 콘크리에 혼합되기 위한 합성섬유를 1차로 분산하여 정량으로 계량하고, 정량으로 계량된 합성섬유를 2차로 분산시켜서 콘크리트에 균일하게 투입시켜 혼합시킬 수 있는 조건을 제공할 수 있는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 섬유보강 숏크리트에서 보강용 합성섬유의 균일한 혼합을 위한 정량 섬유 분산 투입장치는, 합성섬유 뭉치들을 일정한 부피로 분리시켜서 공급하는 섬유공급부(100)와, 섬유공급부(100)에서 공급되는 합성섬유를 이송시키는 1차이송부(200)와, 1차이송부(200)로부터 이송되어서 유입되는 합성섬유를 설정된 중량으로 계량하고, 합성섬유를 계량된 만큼씩 배출시키는 섬유계량부(300)와, 섬유계량부(300)로 유입되는 합성섬유를 분산시키는 1차분산부(400)와, 섬유계량부(300)에서 배출되는 합성섬유를 분산시키는 2차분산부(500)와, 2차분산부(500)에서 분산된 섬유들을 이송시키는 2차이송부(600)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 섬유공급부(100)는 합성섬유를 저장하는 저장탱크(110)와; 저장탱크(100)에 설치되어 진동에너지를 회전에너지로 전환시키는 진동기(120)와; 저장탱크(110)에 나선형으로 형성되어 회전에너지를 전달받은 합성섬유의 이송동을 안내하는 이송라인(130)과; 저장탱크(110) 상단에 50내지 80cm의 길이를 형성하며, 10 내지 30도의 각도로 기울어져 이송된 합성섬유의 배출이 원활할 수 있도록 연결된 배출구(140)와; 배출구(140)와 연결되어 뭉쳐진 합성섬유를 일정한 부피로 분할하여 1차이송부로 투입될 수 있도록 유도해 주는 분산망(150)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 1차이송부(200)는 회전에너지를 제공하는 회전모터(210)와; 회전모터(210)의 회전에너지에 의해 회전되는 구동풀리(220)와, 구동풀리(220)에서 이격되면서 회전가능하게 구비되는 피동풀리(230)와, 구동풀리(220) 및 피동풀리(230)에 감겨진 상태로 구동풀리(220)의 회전에 의해 합성섬유를 이송시키는 이송벨트(240)를 포함하고, 이송벨트(240)에는 합성섬유들이 분산되어서 수용되도록 다수의 이송홈(241)이 형성되며, 이송홈(241)은 양단이 이송벨트(240)의 양측을 향하는 장방형으로 형성되면서 이송벨트(240)의 길이 방향을 따라 일정간격으로 이격되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 섬유계량부(300)는 합성섬유가 수용되는 계량용기(310)와, 계량용기(310)의 하부를 개폐하는 개폐기(320)와, 개폐기(320)에 구비된 상태로 개폐기(320)에 적재되는 합성섬유를 설정된 중량으로 계량하는 계량저울(330)과, 계량용기(310)에 구비되어 합성섬유가 배출되도록 공기를 분사하는 공기분사부(340)를 포함하고, 개폐기(320)는 계량저울(320)에서 합성섬유를 설정된 중량으로 계량하면 계량용기(310)의 하부를 개방하도록 구성되며, 공기분사부(340)는 개폐기(320)가 개방동작되면 공기를 분사하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 1차분산부(400)는 섬유계량부(300)에 설치된 상태로 회전력을 제공하는 1차분산모터(410)와, 1차분산모터(410)의 회전력에 의해 회전되어 섬유계량부(300)의 내측으로 유입되는 합성섬유를 분산시키는 분산봉(420)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 2차분산부(500)는 섬유계량부(300)의 하부에 구비된 상태로 회전력을 제공하는 2차분산모터(510)와, 2차분산모터(520)의 회전력에 의해 회전되어 섬유계량부(300)의 하부로 배출되는 합성섬유를 분산시키는 하부분산판(520)과, 하부분산판(520)을 감싸는 상태로 구비되어 하부분산판(520)에 의해 분산되는 합성수지를 하부로 배출시키는 하부배출부(530)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 섬유계량부(300)에서 계량되는 합성섬유의 중량을 확인하고 2차분산부(500)에서 배출되는 합성섬유를 확인함에 따라, 섬유공급부(100), 1차이송부(200), 1차분산부(400), 2차분산부(500), 2차이송부(600)를 제어하는 제어부(700)를 포함하고, 2차분산부(500)는 합성섬유의 배출을 감지하는 감지센서(540)를 포함하며, 제어부(700)는 섬유계량부(300)에 기준중량을 설정하는 기준중량설정부(710)와, 섬유계량부(300)에서 측정되는 측정중량을 확인하는 중량확인부(720)와, 2차분산부(500)의 감지센서(540)에서 합성섬유의 배출을 감지함을 확인하는 섬유배출확인부(730)와, 2차분산부(500)를 지연시키기 위한 지연시간을 설정하는 지연시간설정부(740)와, 기준중량에 측정중량을 비교하여 기준중량에 측정중량이 일치하면, 섬유공급부(100) 및 1차이송부(200)가 정지시키고, 1차분산부(400) 및 2차분산부(500), 2차이송부(600)를 작동시키며, 섬유배출확인부(730)에 의해 합성섬유 배출이 확인되면, 1차분산부(400)를 정지시키고 지연시간설정부(740)에서 설정된 지연시간동안 2차분산부(500)를 정지시키며, 섬유공급부(100) 및 1차이송부(200)를 작동시키는 조작부(750)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 2차이송부(600)에 의해 이송된 합성섬유를 낱알로 분산시키는 3차분산부(800)를 포함하고, 3차분산부(800)는 합성섬유들을 낱알로 분산시키는 분산망(810)과, 분산망(810)에 진동에너지를 전달하는 진동기(820)와, 진동기(820)가 고정되는 고정부(830)와, 분산망(810) 및 고정부(830)의 사이에 연결되는 진동스프링(840)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 콘크리에 혼합되기 위한 합성섬유를 1차로 분산하여 정량으로 계량하고, 정량으로 계량된 합성섬유를 2차로 분산시킬 수 있어서, 콘크리트에 균일하게 투입시켜 혼합시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 섬유보강 숏크리트에서 보강용 합성섬유의 균일한 혼합을 위한 정량 섬유 분산 투입장치를 보인 도면.
도 2는 본 발명의 섬유공급부를 보인 사시도.
도 3은 본 발명의 1차이송부를 보인 도면.
도 4는 본 발명의 1차이송부를 보인 사시도.
도 5는 본 발명의 섬유계량부, 1차분산부, 2차분산부를 보인 도면.
도 6(a)(b)은 본 발명의 섬유계량부의 작동상태를 보인 도면.
도 7은 본 발명의 2차이송부를 보인 도면.
도 8은 본 발명의 제어부를 보인 블록도.
도 9는 본 발명의 3차분산부를 보인 측면도.
도 10은 본 발명의 3차분산부를 보인 평면도.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하고자 한다.
도 1 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명은 섬유공급부(100)와, 1차이송부(200)와, 섬유계량부(300)와, 1차분산부(400)와, 2차분산부(500)와, 2차이송부(600)와, 제어부(700)와, 3차분산부(800)를 포함한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 섬유공급부(100)는 합성섬유 뭉치들을 일정한 부피로 분리시켜서 공급하는 것으로, 합성섬유를 저장하는 저장탱크(110)와; 저장탱크(100)에 설치되어 진동에너지를 발생시키는 진동기(120)와; 저장탱크(110)에 나선형으로 형성되어 회전에너지를 전달받은 합성섬유의 이송동을 안내하는 이송라인(130)과; 저장탱크(110) 상단에 50내지 80cm의 길이를 형성하며, 10 내지 30도의 각도로 기울어져 이송된 합성섬유의 배출이 원활할 수 있도록 연결된 배출구(140)와; 배출구(140)와 연결되어 뭉쳐진 합성섬유를 일정한 부피로 분할하여 1차이송부로 투입될 수 있도록 유도해 주는 분산망(150)을 포함한다.
저장탱크(110)는 내부공간이 상부로 개방되어 합성섬유가 수용된다.
진동기(120)는 바이브레이터로 구성되어 저장탱크(110)에 진동력을 전달한다.
이송라인(130)은 저장탱크(110)의 내주면을 따라 나선형으로 형성된다. 이때, 이송라인(130)이 나선형으로 형성됨에 따라 합성섬유들이 일정양만큼씩 계속적으로 이송될 수 있다. 즉, 이송라인(130)을 따라 합성섬유가 상승이동 되면서 배출구(140)로 안내된다.
배출구(140)는 50내지 80cm의 길이이면서 10 내지 30의 각도로 기울어진 상태로 저장탱크(110)의 상부에 관통되게 형성되면서 이송라인(130)에 연통된다. 즉, 배출구(140)를 통해 합성섬유의 배출이 원활하게 이루어진다.
분산망(150)은 배출구(140)에 형성되어 배출되는 합성섬유를 분산시킨다.
따라서, 저장탱크(110)가 진동기(120)의 진동에 의해 흔들리게 되면 저장탱크(110)에 수용된 합성섬유가 이송라인(130)을 따라 이송되면서 배출구(140)를 통해 배출된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 1차이송부(200)는 섬유공급부(100)에서 공급되는 합성섬유를 이송시키는 것으로, 회전에너지를 제공하는 회전모터(210)와; 회전모터(210)의 회전에너지에 의해 회전되는 구동풀리(220)와, 구동풀리(220)에서 이격되면서 회전가능하게 구비되는 피동풀리(230)와, 구동풀리(220) 및 피동풀리(230)에 감겨진 상태로 구동풀리(220)의 회전에 의해 합성섬유를 이송시키는 이송벨트(240)를 포함한다.
회전모터(210)는 30Hz 내지 60Hz의 범위로 회전력을 제공하도록 구성된다.
이송벨트(240)에는 합성섬유들이 분산되어서 수용되도록 다수의 이송홈(241)이 형성된다. 이송홈(241)은 양단이 이송벨트(240)의 양측을 향하는 장방형으로 형성되면서 이송벨트(240)의 길이 방향을 따라 일정간격으로 이격되게 형성된다.
이송홈(241)은 단면의 형상이 U자 형상이고, 양단이 이송벨트(240)의 양측을 향하는 장방형으로 형성되면서 이송벨트(240)의 길이 방향을 따라 일정간격으로 이격되게 형성되고, 단반향의 폭이 15~30mm로 형성된다. 이러한, 이송홈(241)들에 의해 합성섬유들이 일정방향으로 이격되어서 배열될 수 있다.
따라서, 회전모터(210)의 작동에 의해 구동풀리(220)가 회전됨에 따라 회전되는 이송벨트(240)가 합성섬유들을 일정간격으로 이격시켜서 배열시킨 상태로 섬유계량부(300)로 이송시킨다.
도 5 및 도 6(a)(b)에 도시된 바와 같이, 섬유계량부(300)는 1차이송부(200)로부터 이송되어서 유입되는 합성섬유를 설정된 중량으로 계량하고, 합성섬유를 계량된 만큼씩 배출시키는 것으로, 합성섬유가 수용되는 계량용기(310)와, 계량용기(310)의 하부를 개폐하는 개폐기(320)와, 개폐기(320)에 구비된 상태로 개폐기(320)에 적재되는 합성섬유를 설정된 중량으로 계량하는 계량저울(330)과, 계량용기(310)에 구비되어 합성섬유가 배출되도록 공기를 분사하는 공기분사부(340)를 포함한다.
계량용기(310)는 내부공간이 상하로 개방되는 원통으로 구성되면서 프레임에 설치된다.
개폐기(320)는 계량저울(320)에서 합성섬유를 설정된 중량으로 계량하면 계량용기(310)의 하부를 개방하는 것으로, 계량용기(310)의 하부를 개폐하는 개폐판(321) 및 개폐판(321)을 작동시키는 개폐작동부(322)를 포함한다. 개폐판(321)은 계량용기(310)의 직경보다 큰 넓이로 형성되어 계량용기(310)의 하부를 폐쇄할 수 있다. 이때, 개폐판(321)에 합성섬유가 적재되면 계량저울(320)이 합성섬유의 중량을 계량한다. 개폐작동부(322)는 프레임에 고정되어 개폐판을 왕복이동 시키는 실린더로 구성되어 제어부(700)에 의해 제어될 수 있다.
계량저울(330)은 개폐기(320)의 개폐판(321)에 고정되면서 프레임에 설치된 가이드에 슬라이딩 가능하게 고정된다. 즉, 개폐기(320)의 개폐판(321)에 적재되는 합성섬유의 중량을 계량할 수 있다. 그리고, 계량저울(330)은 디지털저울로 구성되어 계량하여야 하는 중량을 미리 설정할 수 있으면서, 측정된 중량을 제어부(700)로 전송하도록 구성될 수 있다.
그리고, 계량저울(330)은 합성섬유의 중량을 소수점 2자리까지 측정할 수 있으며, 정밀한 측정을 위해 4개로 구성되어 개폐판(321)에 분산되게 설치될 수 있다.
여기서, 계량저울(330)에서 설정되는 중량은 5kg 내지 15kg인 것이 바람직하다.
공기분사부(340)는 외부로부터 공급되는 공기를 분사하는 노즐로 구성되되, 계량용기(310)의 내부에서 30 내지 60도의 각도로 설치될 수 있다. 그리고, 공기분사부(340)는 제어부(700)에 의해 제어될 수 있다.
1차분산부(400)는 섬유계량부(300)로 유입되는 합성섬유를 분산시키는 것으로, 섬유계량부(300)에 설치된 상태로 회전력을 제공하는 1차분산모터(410)와, 1차분산모터(410)의 회전력에 의해 회전되어 섬유계량부(300)의 내측으로 유입되는 합성섬유를 분산시키는 분산봉(420)을 포함한다.
1차분산모터(410)는 10~60Hz의 범위로 회전력을 제공하는 모터로 구성되어 계량용기(310)에 설치된다.
분산봉(420)은 1차분산모터(410)에 일단이 연결되는 회전샤프트(421) 및 회전샤프트(421)에 분산되게 형성되어 합성섬유를 분산시키는 분산샤프트(422)를 포함한다. 이러한, 분산봉(420)은 1차분산모터(410)에 고정된 상태로 계량용기(310)의 내측에 위치된다.
회전샤프트(421)는 20~40mm의 두께이면서 100~200mm의 길이로 구성된다.
분산샤프트(422)는 다수로 구성되어 사방을 향하는 상태로 150~250mm의 간격으로 이격되면서 회전샤프트(421)에 설치된다.
따라서, 1차분산모터(410)에 의해 분산봉(420)이 회전됨에 따라 분산샤프트(422)들이 낙하되는 합성섬유들을 분산시킬 수 있다.
2차분산부(500)는 섬유계량부(300)에서 배출되는 합성섬유를 분산시키는 것으로, 섬유계량부(300)의 하부에 구비된 상태로 회전력을 제공하는 2차분산모터(510)와, 2차분산모터(520)의 회전력에 의해 회전되어 섬유계량부(300)의 하부로 배출되는 합성섬유를 분산시키는 하부분산판(520)과, 하부분산판(520)을 감싸는 상태로 구비되어 하부분산판(520)에 의해 분산되는 합성수지를 하부로 배출시키는 하부배출부(530)를 포함한다.
2차분산모터(510)는 모터로 구성되어 프레임에 설치되어 후술되는 제어부(700)에 의해 작동될 수 있다. 이러한, 2차분산모터(510)는 30내지 60Hz의 범위로 회전수를 제공하여, 하부분산판(520)을 10~200RPM으로 회전시킨다.
하부분산판(520)은 중앙부분이 상부로 볼록하게 돌출되는 원판으로 구성된다. 원판의 표면에는 10~20mm 크기이면서 반구형태의 돌기들이 분산되게 형성된다. 따라서, 하부분산판(520)이 회전되면 합성섬유들이 볼록한 돌출부에 충돌되어서 외측으로 분산된다. 이때, 분산되게 형성된 돌기들에 충돌됨에 따라 비산되어서 분산될 수 있다. 즉, 돌기들에 의해 분산효과가 증대될 수 있다.
하부배출부(530)는 내부공간이 상하로 개방되는 관체로 구성되어 프레임에 고정된다. 이러한, 하부배출부(530)는 내주면이 하부분산판(520)의 외측면에 20~30mm의 간격으로 이격되어, 합성수지가 내주면에 충돌되어서 하부로 배출될 수 있다.
따라서, 2차분산모터(510)의 회전력에 의해 하부분산판(520)이 회전되므로 개폐기(320)의 개방동작에 의해 계량용기(310)에서 낙하되는 합성섬유가 충돌되어서 외측으로 분산된다. 그리고, 분산되는 합성섬유들이 하부배출부(530)의 내주면에 충돌되어서 하부로 배출된다.
그리고, 2차분산부(500)는 하부배출부(530)의 하부에 구비되어 합성섬유의 배출을 감지하는 감지센서(540)를 포함한다. 이러한, 감지센서(540)는 배출되는 합성섬유를 감지함을 후술되는 제어부(700)에 전송한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 2차이송부(600)는 전술한 1차이송부(200)와 동일하게 구성될 수 있으므로 구성설명은 생략한다. 이러한, 2차이송부(600)는 30Hz 내지 60Hz 범위내 특정 주파수를 유지하면서 일정한 속도로 콘크리트 혼합기(미도시)로 합성섬유를 이송시킨다.
이러한, 2차이송부(600)는 2차분산부(500)에서 분산된 섬유들을 이송시킨다. 이러한, 2차이송부(600)는 전술한 1차이송부(200)와 동일하게 구성될 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제어부(700)는 섬유계량부(300)에서 계량되는 합성섬유의 중량을 확인하고 2차분산부(500)에서 배출되는 합성섬유를 확인함에 따라, 섬유공급부(100), 1차이송부(200), 1차분산부(400), 2차분산부(500), 2차이송부(600)를 제어한다.
여기서, 제어부(700)는 터치스크린 및 PLC(Programmable Logic Controller)를 포함하면서, 합성섬유의 투입량 표시가 가능하도록 구성될 수 있다.
이러한, 제어부(700)는 섬유계량부(300)에 기준중량을 설정하는 기준중량설정부(710)와, 섬유계량부(300)에서 측정되는 측정중량을 확인하는 중량확인부(720)와, 2차분산부(500)의 감지센서(540)에서 합성섬유의 배출을 감지함을 확인하는 섬유배출확인부(730)와, 2차분산부(500)를 지연시키기 위한 지연시간을 설정하는 지연시간설정부(740)와, 기준중량에 측정중량을 비교하여 기준중량에 측정중량이 일치하면, 섬유공급부(100) 및 1차이송부(200)가 정지시키고, 1차분산부(400) 및 2차분산부(500), 2차이송부(600)를 작동시키며, 섬유배출확인부(730)에 의해 합성섬유 배출이 확인되면, 1차분산부(400)를 정지시키고 지연시간설정부(740)에서 설정된 지연시간동안 2차분산부(500)를 정지시키며, 섬유공급부(100) 및 1차이송부(200)를 작동시키는 조작부(750)를 포함한다.
따라서, 제어부(700)는 섬유공급부(100) 및 1차이송부(200)를 작동시켜서 합성섬유가 공급됨에 따라 섬유계량부(300)에서 설정된 중량을 계량함을 확인하면, 섬유공급부(100) 및 1차이송부(200)를 정지시키고, 1차분산부(400) 및 2차분산부(500), 2차이송부(600)를 작동시키며, 2차분산부(500)의 감지센서(540)에서 합성섬유의 배출을 감지함을 확인하면, 1차분산부(400)를 정지시키고 일정시간경과 후에 2차분산부(500)를 정지시키고, 섬유공급부(100) 및 1차이송부(200)를 작동시킨다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 3차분산부(800)는 2차이송부(600)에 의해 이송된 합성섬유를 낱알로 분산시키는 것으로, 3차분산부(800)는 합성섬유들을 낱알로 분산시키는 분산망(810)과, 분산망(810)에 진동에너지를 전달하는 진동기(820)와, 진동기(820)가 고정되는 고정부(830)와, 분산망(810) 및 고정부(830)의 사이에 연결되는 진동스프링(840)을 포함한다.
분산망(810)은 합성섬유들이 낱알로 분산되어서 통과되도록 5~15mm의 홀들이 연속되게 형성될 수 있다.
진동기(820)는 바이브레이터로 구성될 수 있다.
고정부(830)는 지면에 고정된 상태로 기립된다.
진동스프링(840)는 분산망(810) 및 고정부(830)의 사이를 탄력적으로 지지한다.
따라서, 진동기(820)가 진동을 발생시키면 분산망(810)이 빠르게 흔들리므로 합성섬유들이 분산되면서 낙하되어서, 합성섬유들이 콘크리트혼합기로 공급되어 숏크리트에 혼합된다.
이와 같이, 본 발명은 콘크리에 혼합되기 위한 합성섬유를 1차로 분산하여 정량으로 계량하고, 정량으로 계량된 합성섬유를 2차로 분산시켜서 콘크리트에 균일하게 투입시켜 혼합시킬 수 있으므로, 보강용 합성섬유를 투입하는 장치에 적용될 수 있는 매우 유용한 발명이라 할 수 있다.
위에서 소개된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해, 예로써 제공되는 것이며, 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화 될 수도 있다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장 또는 축소되어 표현될 수 있다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
100 : 섬유공급부 110 : 저장탱크
120 : 진동기 130 : 이송라인
140 : 배출구 150 : 분산망
200 : 1차이송부 210 : 회전모터
220 : 구동풀리 230 : 피동풀리
240 : 이송벨트 241 : 이송홈
300 : 섬유계량부 310 : 계량용기
320 : 개폐기 330 : 계량저울
340 : 공기분사부 400 : 1차분산부
410 : 1차분산모터 420 : 분산봉
421 : 회전샤프트 422 : 분산샤프트
500 : 2차분산부 510 : 2차분산모터
520 : 하부분산판 530 : 하부배출부
540 : 감지센서 600 : 2차이송부
700 : 제어부 710 : 기준중량설정부
720 : 중량확인부 730 : 섬유배출확인부
740 : 지연시간설정부 750 : 조작부
800 : 3차분산부 810 : 분산망
820 : 진동기 830 : 고정부
840 : 진동스프링

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 합성섬유 뭉치들을 일정한 부피로 분리시켜서 공급하는 섬유공급부(100)와,
    섬유공급부(100)에서 공급되는 합성섬유를 이송시키는 1차이송부(200)와,
    1차이송부(200)로부터 이송되어서 유입되는 합성섬유를 설정된 중량으로 계량하고, 합성섬유를 계량된 만큼씩 배출시키는 섬유계량부(300)와,
    섬유계량부(300)로 유입되는 합성섬유를 분산시키는 1차분산부(400)와,
    섬유계량부(300)에서 배출되는 합성섬유를 분산시키는 2차분산부(500)와,
    2차분산부(500)에서 분산된 섬유들을 이송시키는 2차이송부(600)를 포함하고,
    섬유공급부(100)는
    합성섬유를 저장하는 저장탱크(110)와;
    저장탱크(100)에 설치되어 진동에너지를 회전에너지로 전환시키는 진동기(120)와;
    저장탱크(110)에 나선형으로 형성되어 회전에너지를 전달받은 합성섬유의 이송동을 안내하는 이송라인(130)과;
    저장탱크(110) 상단에 50내지 80cm의 길이를 형성하며, 10 내지 30도의 각도로 기울어져 이송된 합성섬유의 배출이 원활할 수 있도록 연결된 배출구(140)와;
    배출구(140)와 연결되어 뭉쳐진 합성섬유를 일정한 부피로 분할하여 1차이송부로 투입될 수 있도록 유도해 주는 분산망(150)을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유보강 숏크리트에서 보강용 합성섬유의 균일한 혼합을 위한 정량 섬유 분산 투입장치.
  3. 합성섬유 뭉치들을 일정한 부피로 분리시켜서 공급하는 섬유공급부(100)와,
    섬유공급부(100)에서 공급되는 합성섬유를 이송시키는 1차이송부(200)와,
    1차이송부(200)로부터 이송되어서 유입되는 합성섬유를 설정된 중량으로 계량하고, 합성섬유를 계량된 만큼씩 배출시키는 섬유계량부(300)와,
    섬유계량부(300)로 유입되는 합성섬유를 분산시키는 1차분산부(400)와,
    섬유계량부(300)에서 배출되는 합성섬유를 분산시키는 2차분산부(500)와,
    2차분산부(500)에서 분산된 섬유들을 이송시키는 2차이송부(600)를 포함하고,
    1차이송부(200)는
    회전에너지를 제공하는 회전모터(210)와;
    회전모터(210)의 회전에너지에 의해 회전되는 구동풀리(220)와,
    구동풀리(220)에서 이격되면서 회전가능하게 구비되는 피동풀리(230)와,
    구동풀리(220) 및 피동풀리(230)에 감겨진 상태로 구동풀리(220)의 회전에 의해 합성섬유를 이송시키는 이송벨트(240)를 포함하고,
    이송벨트(240)에는 합성섬유들이 분산되어서 수용되도록 다수의 이송홈(241)이 형성되며,
    이송홈(241)은 양단이 이송벨트(240)의 양측을 향하는 장방형으로 형성되면서 이송벨트(240)의 길이 방향을 따라 일정간격으로 이격되게 형성되는 것을 특징으로 하는 섬유보강 숏크리트에서 보강용 합성섬유의 균일한 혼합을 위한 정량 섬유 분산 투입장치.
  4. 합성섬유 뭉치들을 일정한 부피로 분리시켜서 공급하는 섬유공급부(100)와,
    섬유공급부(100)에서 공급되는 합성섬유를 이송시키는 1차이송부(200)와,
    1차이송부(200)로부터 이송되어서 유입되는 합성섬유를 설정된 중량으로 계량하고, 합성섬유를 계량된 만큼씩 배출시키는 섬유계량부(300)와,
    섬유계량부(300)로 유입되는 합성섬유를 분산시키는 1차분산부(400)와,
    섬유계량부(300)에서 배출되는 합성섬유를 분산시키는 2차분산부(500)와,
    2차분산부(500)에서 분산된 섬유들을 이송시키는 2차이송부(600)를 포함하고,
    섬유계량부(300)는
    합성섬유가 수용되는 계량용기(310)와,
    계량용기(310)의 하부를 개폐하는 개폐기(320)와,
    개폐기(320)에 구비된 상태로 개폐기(320)에 적재되는 합성섬유를 설정된 중량으로 계량하는 계량저울(330)과,
    계량용기(310)에 구비되어 합성섬유가 배출되도록 공기를 분사하는 공기분사부(340)를 포함하고,
    개폐기(320)는 계량저울(320)에서 합성섬유를 설정된 중량으로 계량하면 계량용기(310)의 하부를 개방하도록 구성되며,
    공기분사부(340)는 개폐기(320)가 개방동작되면 공기를 분사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 섬유보강 숏크리트에서 보강용 합성섬유의 균일한 혼합을 위한 정량 섬유 분산 투입장치.
  5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 1차분산부(400)는
    섬유계량부(300)에 설치된 상태로 회전력을 제공하는 1차분산모터(410)와,
    1차분산모터(410)의 회전력에 의해 회전되어 섬유계량부(300)의 내측으로 유입되는 합성섬유를 분산시키는 분산봉(420)을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유보강 숏크리트에서 보강용 합성섬유의 균일한 혼합을 위한 정량 섬유 분산 투입장치.
  6. 합성섬유 뭉치들을 일정한 부피로 분리시켜서 공급하는 섬유공급부(100)와,
    섬유공급부(100)에서 공급되는 합성섬유를 이송시키는 1차이송부(200)와,
    1차이송부(200)로부터 이송되어서 유입되는 합성섬유를 설정된 중량으로 계량하고, 합성섬유를 계량된 만큼씩 배출시키는 섬유계량부(300)와,
    섬유계량부(300)로 유입되는 합성섬유를 분산시키는 1차분산부(400)와,
    섬유계량부(300)에서 배출되는 합성섬유를 분산시키는 2차분산부(500)와,
    2차분산부(500)에서 분산된 섬유들을 이송시키는 2차이송부(600)를 포함하고,
    2차분산부(500)는
    섬유계량부(300)의 하부에 구비된 상태로 회전력을 제공하는 2차분산모터(510)와,
    2차분산모터(520)의 회전력에 의해 회전되어 섬유계량부(300)의 하부로 배출되는 합성섬유를 분산시키는 하부분산판(520)과,
    하부분산판(520)을 감싸는 상태로 구비되어 하부분산판(520)에 의해 분산되는 합성수지를 하부로 배출시키는 하부배출부(530)를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유보강 숏크리트에서 보강용 합성섬유의 균일한 혼합을 위한 정량 섬유 분산 투입장치.
  7. 합성섬유 뭉치들을 일정한 부피로 분리시켜서 공급하는 섬유공급부(100)와,
    섬유공급부(100)에서 공급되는 합성섬유를 이송시키는 1차이송부(200)와,
    1차이송부(200)로부터 이송되어서 유입되는 합성섬유를 설정된 중량으로 계량하고, 합성섬유를 계량된 만큼씩 배출시키는 섬유계량부(300)와,
    섬유계량부(300)로 유입되는 합성섬유를 분산시키는 1차분산부(400)와,
    섬유계량부(300)에서 배출되는 합성섬유를 분산시키는 2차분산부(500)와,
    2차분산부(500)에서 분산된 섬유들을 이송시키는 2차이송부(600)와,
    섬유계량부(300)에서 계량되는 합성섬유의 중량을 확인하고 2차분산부(500)에서 배출되는 합성섬유를 확인함에 따라, 섬유공급부(100), 1차이송부(200), 1차분산부(400), 2차분산부(500), 2차이송부(600)를 제어하는 제어부(700)를 포함하고,
    2차분산부(500)는 합성섬유의 배출을 감지하는 감지센서(540)를 포함하며,
    제어부(700)는
    섬유계량부(300)에 기준중량을 설정하는 기준중량설정부(710)와,
    섬유계량부(300)에서 측정되는 측정중량을 확인하는 중량확인부(720)와,
    2차분산부(500)의 감지센서(540)에서 합성섬유의 배출을 감지함을 확인하는 섬유배출확인부(730)와,
    2차분산부(500)를 지연시키기 위한 지연시간을 설정하는 지연시간설정부(740)와,
    기준중량에 측정중량을 비교하여 기준중량에 측정중량이 일치하면, 섬유공급부(100) 및 1차이송부(200)가 정지시키고, 1차분산부(400) 및 2차분산부(500), 2차이송부(600)를 작동시키며, 섬유배출확인부(730)에 의해 합성섬유 배출이 확인되면, 1차분산부(400)를 정지시키고 지연시간설정부(740)에서 설정된 지연시간동안 2차분산부(500)를 정지시키며, 섬유공급부(100) 및 1차이송부(200)를 작동시키는 조작부(750)를 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유보강 숏크리트에서 보강용 합성섬유의 균일한 혼합을 위한 정량 섬유 분산 투입장치.
  8. 합성섬유 뭉치들을 일정한 부피로 분리시켜서 공급하는 섬유공급부(100)와,
    섬유공급부(100)에서 공급되는 합성섬유를 이송시키는 1차이송부(200)와,
    1차이송부(200)로부터 이송되어서 유입되는 합성섬유를 설정된 중량으로 계량하고, 합성섬유를 계량된 만큼씩 배출시키는 섬유계량부(300)와,
    섬유계량부(300)로 유입되는 합성섬유를 분산시키는 1차분산부(400)와,
    섬유계량부(300)에서 배출되는 합성섬유를 분산시키는 2차분산부(500)와,
    2차분산부(500)에서 분산된 섬유들을 이송시키는 2차이송부(600)와,
    2차이송부(600)에 의해 이송된 합성섬유를 낱알로 분산시키는 3차분산부(800)를 포함하고,
    3차분산부(800)는
    합성섬유들을 낱알로 분산시키는 분산망(810)과,
    분산망(810)에 진동에너지를 전달하는 진동기(820)와,
    진동기(820)가 고정되는 고정부(830)와,
    분산망(810) 및 고정부(830)의 사이에 연결되는 진동스프링(840)을 포함하는 것을 특징으로 하는 섬유보강 숏크리트에서 보강용 합성섬유의 균일한 혼합을 위한 정량 섬유 분산 투입장치.
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