KR101976677B1 - 경량혼합토 제조용 원료토 전처리호퍼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시공 현장에서 발생하는 현장발생토 등의 원료토를 원료토 전처리호퍼에서 균질하게 분쇄 및 교반하여 형성된 전처리토를 후속 공정에 공급함으로써, 결과적으로 단위중량, 강도 및 유동성 등의 품질이 균질한 경량혼합토를 생산하여 공사비 절감 및 공기 단축이 가능한 경량혼합토 제조용 원료토 전처리호퍼에 대한 것이다.
본 발명 경량혼합토 제조용 원료토 전처리호퍼는 고화제 및 물을 혼합하여 슬러리 상태의 경량혼합토를 형성하기 위하여 원료토를 전처리하기 위한 것으로, 상부가 개방되고, 하부에는 선택적으로 개폐되는 토출구가 구비된 호퍼본체; 및 상기 호퍼본체의 내부에 회전 가능하게 구비되는 것으로 회전축의 외주면에 복수의 디스크가 결합되고, 각 디스크의 측면에 ㄱ자로 절곡된 복수의 분쇄블레이드가 결합되는 분쇄기; 로 구성되되, 상기 복수의 분쇄블레이드 중 어느 하나의 분쇄블레이드는 나머지 분쇄블레이드와 반대 반향으로 ㄱ자로 절곡 형성되며, 상기 분쇄기는 한 쌍으로 구비되어 서로 반대 방향으로 회전하고, 분쇄블레이드가 서로 반대 방향으로 절곡 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

경량혼합토 제조용 원료토 전처리호퍼{Pretreatment hopper of soil for manufacturing light weight mixed soil}

본 발명은 시공 현장에서 발생하는 현장발생토 등의 원료토를 원료토 전처리호퍼에서 균질하게 분쇄 및 교반하여 형성된 전처리토를 후속 공정에 공급함으로써, 결과적으로 단위중량, 강도 및 유동성 등의 품질이 균질한 경량혼합토를 생산하여 공사비 절감 및 공기 단축이 가능한 경량혼합토 제조용 원료토 전처리호퍼에 대한 것이다.

연약지반의 성토나 치환 또는 도로의 확폭, 교대 배면 등 구조물의 뒤채움, 활동지 성토 등을 위해 일반적으로 양질의 외부 토사를 반입하여 성토하는 과정이 수반된다. 그런데 이러한 지반 성토 과정에서 상재하중이 과도하게 증가하면 성토층 하부의 연약지반을 별도로 보강하는 처리공사가 필요하게 된다.

이에 EPS 블럭을 성토재로 활용하는 EPS 블럭을 이용한 초연약지반의 보강성토 구조에 대한 기술이 개발되었다(등록특허 제10-0690049호).

그러나 EPS 블럭은 강도가 떨어지고, 장기 침하 가능성이 있으며, 압송 및 배관 타설에 의한 채움이 곤란한 단점이 있다.

또한, 등록특허 제10-1042281호에서는 EPS 블럭 대신 현장 시공 중 발생하는 현장발생토에 고화재와 물을 혼합하여 뒤채움재로 사용하는 현장 유동화 처리토 제조 공급기에 대한 기술이 개발되었다.

그러나 상기 등록기술의 경우, 현장발생토는 입도 및 함수비가 불규칙하여 균질한 품질의 뒤채움재를 생산하는 것이 곤란한 문제점이 있다.

특히, 현장에서 발생되는 토사가 점착력이 큰 점성토인 경우 지반 공학적으로 활용이 곤란하여 토목 현장에서는 대부분 폐토사로 분류되며, 이를 활용한다 하더라도 대규모로 활용하는 것이 곤란한 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 현장 시공 중 발생하는 각종 현장발생토에 고화제와 물을 첨가하여 단위중량, 강도 및 유동성 등 품질이 균질한 경량혼합토를 제조하기 위해, 점착력이 큰 점성토와 같은 폐토사를 포함하는 다양한 현장발생토인 원료토를 효과적으로 균질하게 분쇄할 수 있는 경량혼합토 제조용 원료토 전처리호퍼를 제공하고자 한다.

바람직한 실시예에 따른 본 발명은 고화제 및 물을 혼합하여 슬러리 상태의 경량혼합토를 형성하기 위하여 원료토를 전처리하기 위한 것으로, 상부가 개방되고, 하부에는 선택적으로 개폐되는 토출구가 구비된 호퍼본체; 및 상기 호퍼본체의 내부에 회전 가능하게 구비되는 것으로 회전축의 외주면에 복수의 디스크가 결합되고, 각 디스크의 측면에 ㄱ자로 절곡된 복수의 분쇄블레이드가 결합되는 분쇄기; 로 구성되되, 상기 복수의 분쇄블레이드 중 어느 하나의 분쇄블레이드는 나머지 분쇄블레이드와 반대 반향으로 ㄱ자로 절곡 형성되며, 상기 분쇄기는 한 쌍으로 구비되어 서로 반대 방향으로 회전하고, 분쇄블레이드가 서로 반대 방향으로 절곡 형성되는 것을 특징으로 하는 경량혼합토 제조용 원료토 전처리호퍼를 제공한다.

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다른 바람직한 실시예에 따른 본 발명은 상기 디스크의 분쇄블레이드의 사이에는 보조블레이드가 결합되는 것을 특징으로 하는 경량혼합토 제조용 원료토 전처리호퍼를 제공한다.

본 발명에 따르면 시공 현장에서 발생하는 점착력이 큰 점성토와 같은 폐토사를 포함하는 현장발생토 등의 원료토를 원료토 전처리호퍼에서 균질하게 분쇄 및 교반하여 형성된 전처리토를 경량혼합토 제조시 후속 공정에 공급할 수 있다.

따라서 단위중량, 강도, 유동성 등 품질이 균질한 경량혼합토를 생산하여, 연약지반의 성토나 치환 또는 도로의 확폭, 교대 배면 등 구조물의 뒤채움, 활동지 성토 등 지반 개량 및 보강 등에 널리 공급 가능하다. 그러므로 각종 시공 현장에서 발생하는 공사비를 절감할 수 있고 공기 단축이 가능하여 경제적이다.

아울러 현장에서 발생하는 폐토사까지도 양질의 성토재로 활용할 수 있어, 폐기비용 및 양질의 성토 재료 구득을 위한 비용을 절약할 수 있다.

도 1은 본 발명 경량혼합토 제조용 원료토 전처리호퍼를 포함하여 구성되는 경량혼합토 제조 장비의 전체적인 구성을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명 경량혼합토 제조용 원료토 전처리호퍼를 도시하는 횡단면도.
도 3은 분쇄기의 상세 구성을 도시하는 사시도.
도 4는 한 쌍으로 구비된 분쇄기의 실시예를 도시하는 평면도.
도 5는 한 쌍으로 구비된 분쇄기의 실시예를 도시하는 사시도.
도 6은 보조블레이드가 결합된 분쇄기를 도시하는 사시도.
도 7은 보조블레이드가 결합된 분쇄기가 한 쌍 구비된 실시예를 도시하는 사시도.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명 경량혼합토 제조용 원료토 전처리호퍼를 포함하여 구성되는 경량혼합토 제조 장비의 전체적인 구성을 도시하는 도면이고, 도 2는 본 발명 경량혼합토 제조용 원료토 전처리호퍼를 도시하는 횡단면도이다.

도 1, 도 2 및 도 3 등에 도시된 바와 같이, 본 발명 경량혼합토 제조용 원료토 전처리호퍼는 고화제 및 물을 혼합하여 슬러리 상태의 경량혼합토를 형성하기 위하여 원료토를 전처리하기 위한 것으로, 상부가 개방되고, 하부에는 선택적으로 개폐되는 토출구(111)가 구비된 호퍼본체(11); 및 상기 호퍼본체(11)의 내부에 회전 가능하게 구비되는 것으로 회전축(121)의 외주면에 복수의 디스크(122)가 결합되고, 각 디스크(122)의 측면에 ㄱ자로 절곡된 복수의 분쇄블레이드(123)가 결합되는 분쇄기(12); 로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 시공 현장에서 발생하는 현장발생토 등의 원료토를 원료토 전처리호퍼(1)에서 균질하게 분쇄 및 교반하여 전처리토를 형성하고, 이를 경량혼합토 제조시 후속 공정에 공급할 수 있는 경량혼합토 제조용 원료토 전처리호퍼에 대한 것이다.

상기 원료토 전처리호퍼(1)에서 균질하게 처리된 전처리토는 도 1과 같은 경량혼합토 제조 장비를 통하여 품질이 균질한 슬러리 상태의 경량혼합토로 제공될 수 있다.

도 1과 같이, 상기 경량혼합토 제조 장비는 원료토 전처리호퍼(1), 해체부(3), 공급부(5), 메인교반부(6) 및 저장탱크(8)를 포함하여 구성 가능하다.

상기 원료토 전처리호퍼(1)는 공급된 원료토의 흙덩이를 분쇄하고, 물을 혼합, 교반하여 전처리토를 제조한다.

백호 등에 의해 시공 현장에서 발생하는 현장발생토인 원료토는 원료토 전처리호퍼(1)에 공급된다.

상기 원료토 전처리호퍼(1)의 내부에는 수조(미도시)에서 펌프(미도시)에 의해 물이 공급된다. 이에 따라 원료토 전처리호퍼(1)에서는 원료토를 압송에 지장이 없는 입경으로 분쇄하고, 투입된 물과 혼합하여 원료토의 흙덩이가 풀어질 때까지 교반한다.

이때, 상기 원료토 전처리호퍼(1)에 공급되는 물은 뭉친 흙덩이가 풀어질 정도로 최소한의 양만큼만 투입한다.

상기 원료토 전처리호퍼(1)에 공급된 원료토가 일정 시간 교반되어 흙덩이가 분쇄되어 풀어진 상태의 전처리토가 생성되면, 전처리토의 밀도 및 유동치를 확인한 후 원료토 전처리호퍼(1)에 구비된 토출구를 개방하여 전처리토를 해체부(3) 또는 제1서비스호퍼(2)로 이송한다.

상기 원료토 전처리호퍼(1)는 호퍼본체(11)와 분쇄기(12)로 구성 가능하다.

상기 호퍼본체(11)는 상부가 개방되므로, 개방된 상부를 통하여 호퍼본체(11) 내부로 원료토를 투입할 수 있다.

상기 호퍼본체(11)의 하부에는 선택적으로 개폐되는 토출구(111)가 구비된다.

이에 따라 상기 호퍼본체(11) 내부로 투입된 원료토가 분쇄기(12)에 의하여 분쇄가 완료되어 전처리토가 생성되면, 토출구(111)를 개방하여 전처리토를 하부의 해체부(3) 또는 제1서비스호퍼(2)로 토출할 수 있다.

상기 분쇄기(12)는 호퍼본체(11) 내부에 투입된 원료토를 분쇄하기 위한 것으로, 호퍼본체(11)의 내부에 회전 가능하게 구비되는 회전축(121)의 외주면에 복수의 디스크(122)를 결합하고, 각 디스크(122) 측면에 복수의 분쇄블레이드(123)를 결합하여 구성된다.

이때, 상기 분쇄블레이드(123)는 단부가 회전축(121)의 전방 또는 후방을 향해 직각 방향으로 절곡되어 전체적으로 ㄱ자 형상으로 절곡 구성된다.

상기 분쇄블레이드(123)가 ㄱ자로 절곡 형성되면, 분쇄블레이드(123)가 원료토를 2방향으로 분쇄할 수 있어 분쇄 효율을 증가시킬 수 있다.

상기 분쇄블레이드(123)의 ㄱ자 형상으로 절곡된 부분은 디스크(122)의 외부로 돌출된다.

상기 분쇄기(12)의 회전축(121)이 회전함에 따라 분쇄블레이드(123)의 측면 날에 의해 원료토 흙덩어리가 분쇄된다.

상기 원료토 전처리호퍼(1)의 하부에는 스크린망(21)이 구비되고, 스크린망(21)의 하부에는 걸러진 진흙을 이송컨베이어(22)에 의해 해체부(3)로 이송시키기 위한 제1서비스호퍼(2)가 구비될 수 있다.

상기 스크린망(21)은 후공정의 진흙 조절, 혼련 및 주입에 지장이 있는 입경 (예를 들면, 5㎜ 또는 10㎜ 이상)의 원료토나 나무뿌리, 자갈 등 잡물을 걸러낸다.

상기 스크린망(21)에 의하여 제거된 잡물은 별도로 모아 폐기한다.

상기 제1서비스호퍼(2)의 일단에는 이송컨베이어(22)가 구비되어 스크린망(21)을 통과한 진흙을 일정 속도로 해체부(3)로 이송할 수 있다.

다시 말하면, 상기 원료토 전처리호퍼(1)에서 흙덩이의 분쇄 및 물과의 혼합, 교반이 완료된 다음에는 원료토 전처리호퍼(1)에 구비된 토출구(111)를 개방하여 원료토 전처리호퍼(1) 내부의 진흙을 배출하며, 배출된 진흙은 제1서비스호퍼(2)의 스크린망(21)을 거쳐 제1서비스호퍼(2) 내부로 이송된 후 이송컨베이어(22)를 통하여 해체부(3)로 이송된다.

상기 해체부(3)는 원료토 전처리호퍼(1)에서 이송된 전처리토를 해체하여 해체토를 제조한다.

상기 해체부(3)는 내부에 교반기가 구비될 수 있다.

상기 해체부(3)의 내부에는 교반기를 회전시켜 전처리토를 2차로 해체하고, 토립자의 침강 방지, 함수비 조절 등을 위해 수조에서 물이 투입될 수 있다.

상기 해체부(3)에서 공급되는 해체토는 후술할 공급부(5)의 토사공급호퍼(51)로 이송된다.

이때, 상기 해체부(3)에서 공급되는 해체토는 수직 방향으로 배치되는 버켓엘리베이터(4)에 의해 해체부(3)보다 높은 위치에 있는 토사공급호퍼(51)로 이송할 수 있다.

이에 따라 버켓엘리베이터(4) 내에 위치하는 버켓에 의해 해체부(3)에서 공급되는 해체토는 일정한 함수비를 유지하면서 이송될 수 있다.

상기 공급부(5)는 토사공급호퍼(51), 고화제공급호퍼(52) 및 물공급부(53)로 구성된다.

상기 토사공급호퍼(51), 고화제공급호퍼(52) 및 물공급부(53)는 각각 해체부(3)에서 이송된 해체토, 고화제 및 물을 메인교반부(6)에 공급하기 위한 것으로, 토사공급호퍼(51), 고화제공급호퍼(52)는 각각 하부에 토출구가 형성된다. 상기 물공급부(53)에도 토출구가 형성될 수 있다.

상기 고화제는 포틀랜드시멘트(KS L 5201), 고로슬래그시멘트(KS L 5210) 또는 경량혼합토의 설계강도를 발휘할 수 있는 동등의 고화제를 사용 가능하다.

상기 물공급부(53)에는 수조에서 펌프에 의해 물이 공급될 수 있다.

상기 토사공급호퍼(51), 고화제공급호퍼(52) 및 물공급부(53)에는 로드셀(미도시)이 구비될 수 있으며, 각 로드셀의 측정값에 따라 해당 토출구의 개폐를 제어하여 내용물을 정량 공급되도록 하는 제어부(9)가 구비될 수 있다.

상기 제어부(9)는 후술할 메인교반부(6)에 구비된 교반기의 구동도 조절 가능하다.

상기 메인교반부(6)는 토사공급호퍼(51), 고화제공급호퍼(52) 및 물공급부(53)에서 각각 공급된 해체토, 고화제 및 물을 교반하여 슬러리 상태의 경량혼합토를 제조한다.

상기 메인교반부(6)의 내부에는 교반기가 구비되어 메인교반부(6) 내부로 공급된 해체토, 고화제 및 물을 혼합할 수 있다.

상기 메인교반부(6)에서는 해체토, 고화제 및 물을 균질하게 교반해야 하므로, 교반기의 회전축이 횡방향으로 배치되어 메인교반부(6) 내 상하좌우의 경량혼합토가 골고루 혼합되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 해체토, 고화제 및 물을 일정 시간 이상 교반하여 슬러리 상태의 경량혼합토가 형성되면, 토출구를 통하여 경량혼합토를 배출하여 저장탱크(8)로 이송한다.

상기 메인교반부(6)의 하부에는 혼합이 완료된 슬러리 상태의 경량혼합토를 일시적으로 저장하여 저장탱크(8)로 이송하기 위한 제2서비스호퍼(7)가 구비될 수 있다.

상기 저장탱크(8)에는 메인교반부(6)에서 이송된 슬러리 상태의 경량혼합토가 저장된다.

상기 저장탱크(8)의 내부에는 교반기가 구비되어, 교반기의 회전에 따라 공급된 경량혼합토가 균질한 상태가 유지되도록 구성할 수 있다.

한편, 도면에는 도시되지 않았으나 상기 저장탱크(8)에는 저장탱크(8) 내에 저장된 경량혼합토를 주입관으로 압송하기 위한 압송펌프가 구비될 수 있다.

압송펌프는 저장탱크(8) 내의 경량혼합토를 주입관(미도시)으로 압송하여 시공 현장에 주입한다.

상기 저장탱크(8)에는 기포발생장치(미도시)에서 생성된 기포가 공급되어 경량혼합토와 혼합되도록 구성할 수 있다.

이에 따라 저장탱크(8) 내부로 공급되는 기포는 저장탱크(8) 내부의 교반기에 의해 경량혼합토와 혼합되어 경량혼합토를 경량화할 수 있다.

상기 기포발생장치는 기포제와 물을 혼합하여 기포제를 제조하고, 공기압을 이용하여 기포를 생성할 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면 시공 현장에서 발생하는 현장발생토인 원료토를 분쇄하여 균질하고 신뢰성 있는 품질의 경량혼합토를 제공 가능하다. 이렇게 제조된 경량혼합토는 연약지반의 성토나 치환 또는 도로의 확폭, 교대 배면 등 구조물의 뒤채움, 활동지 성토 등을 위해 다양하게 사용 가능하므로, 각종 시공 현장에서 발생하는 공사비를 절감할 수 있고 공기 단축이 가능하여 경제적이다.

도 3은 분쇄기의 상세 구성을 도시하는 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 분쇄블레이드(123) 중 어느 하나의 분쇄블레이드(123a)는 나머지 분쇄블레이드(123b)와 반대 반향으로 ㄱ자로 절곡 형성되도록 구성할 수 있다.

도 3과 같이 하나의 디스크(122)에 4개의 분쇄블레이드(123)가 결합된 경우를 참고하여 설명하면 다음과 같다. 즉, 4개의 분쇄블레이드(123) 중 3개의 분쇄블레이드(123b)는 전방으로 ㄱ자로 절곡 형성되고, 1개의 분쇄블레이드(123a)는 후방으로 ㄱ자로 절곡 형성되도록 구성할 수 있다.

이에 따라 후방으로 절곡된 분쇄블레이드(123a)는 후방에 위치하는 디스크(122)에 결합된 분쇄블레이드(123)에 의해 분쇄된 원료토가 외부로 이탈되지 않고 다시 분쇄블레이드(123) 내측으로 유지되도록 하므로, 결과적으로 분쇄 효율을 높이는 효과가 있다.

도 4는 한 쌍으로 구비된 분쇄기의 실시예를 도시하는 평면도이고, 도 5는 한 쌍으로 구비된 분쇄기의 실시예를 도시하는 사시도이다.

도 4, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 분쇄기(12)는 서로 반대 방향으로 회전하고, 분쇄블레이드(123)가 서로 반대 방향으로 절곡 형성되도록 한 쌍으로 구비될 수 있다.

상기 원료토 전처리호퍼(1)의 호퍼본체(11) 내부에 투입된 원료토가 신속하고 균질하게 분쇄될 수 있도록 분쇄기(12)는 상호 이격되도록 한 쌍을 나란히 구비할 수 있다.

이때, 일측의 분쇄기(12)에서 이탈된 원료토가 타측 분쇄기(12)의 분쇄블레이드(123) 내측으로 유입되어 다시 분쇄될 수 있도록 각 분쇄기(12)의 분쇄블레이드(123)는 방향을 서로 반대 방향으로 형성할 수 있다. 그리고 각 분쇄기(12)는 상호 반대 방향으로 회전시킬 수 있다.

도 6은 보조블레이드가 결합된 분쇄기를 도시하는 사시도이고, 도 7은 보조블레이드가 결합된 분쇄기가 한 쌍 구비된 실시예를 도시하는 사시도이다.

도 6, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 디스크(122)의 분쇄블레이드(123)의 사이에는 보조블레이드(124)가 결합될 수 있다.

상기 보조블레이드(124)는 분쇄블레이드(123)의 폭보다 폭을 좁게 형성하여 이웃하는 분쇄블레이드(123)의 사이에 위치되도록 디스크(122) 측면에 단부를 결합할 수 있다.

이웃하는 분쇄블레이드(123) 사이에 구비되는 보조블레이드(124)는 분쇄블레이드(123) 사이에서 미분쇄된 원료토를 미세하게 분쇄한다.

즉, 상기 보조블레이드(124)는 분쇄블레이드(123)의 전방 또는 후방의 미분쇄 원료토를 분쇄한다.

상기 분쇄블레이드(123)에 의해 분쇄되지 않은 원료토를 분쇄할 수 있도록, 보조블레이드(124)는 분쇄블레이드(123)와 달리 스크류 형태로 꼬이게 형성할 수도 있다.

상기 보조블레이드(124)는 분쇄기(12)가 하나만 배치되는 경우뿐만 아니라 도 7과 같이 한 쌍으로 구비되는 분쇄기(12)에 각각 구비되는 것도 가능하다.

상기 보조블레이드(124)도 ㄱ자로 절곡 형성될 수 있으며, 복수의 보조블레이드(124)는 서로 반대 방향으로 ㄱ자로 절곡 형성될 수 있다.

1: 원료토 전처리호퍼 11: 호퍼본체
111: 토출구 12: 분쇄기
121: 회전축 122: 디스크
123: 분쇄블레이드 124: 보조블레이드
2: 제1서비스호퍼 21: 스크린망
22: 이송컨베이어 3: 해체부
4: 버켓엘리베이터 5: 공급부
51: 토사공급호퍼 52: 고화제공급호퍼
53: 물공급부 6: 메인교반부
7: 제2서비스호퍼 8: 저장탱크
9: 제어부

Claims (4)

1. 고화제 및 물을 혼합하여 슬러리 상태의 경량혼합토를 형성하기 위하여 원료토를 전처리하기 위한 것으로,
   상부가 개방되고, 하부에는 선택적으로 개폐되는 토출구(111)가 구비된 호퍼본체(11); 및
   상기 호퍼본체(11)의 내부에 회전 가능하게 구비되는 것으로 회전축(121)의 외주면에 복수의 디스크(122)가 결합되고, 각 디스크(122)의 측면에 ㄱ자로 절곡된 복수의 분쇄블레이드(123)가 결합되는 분쇄기(12); 로 구성되되,
   상기 복수의 분쇄블레이드(123) 중 어느 하나의 분쇄블레이드(123a)는 나머지 분쇄블레이드(123b)와 반대 반향으로 ㄱ자로 절곡 형성되며,
   상기 분쇄기(12)는 한 쌍으로 구비되어 서로 반대 방향으로 회전하고, 분쇄블레이드(123)가 서로 반대 방향으로 절곡 형성되는 것을 특징으로 하는 경량혼합토 제조용 원료토 전처리호퍼.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에서,
   상기 디스크(122)의 분쇄블레이드(123)의 사이에는 보조블레이드(124)가 결합되는 것을 특징으로 하는 경량혼합토 제조용 원료토 전처리호퍼.

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