KR102221950B1 - 압력에 의한 경로 변환식 혼화제 투입장치 - Google Patents

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KR102221950B1
KR102221950B1 KR1020200101508A KR20200101508A KR102221950B1 KR 102221950 B1 KR102221950 B1 KR 102221950B1 KR 1020200101508 A KR1020200101508 A KR 1020200101508A KR 20200101508 A KR20200101508 A KR 20200101508A KR 102221950 B1 KR102221950 B1 KR 102221950B1
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Abstract

본 발명은 콘크리트나 모르타르에 첨가되는 혼화제 계량조에 혼화제를 투입함에 있어서, 압력에 의해 혼화제 투입 경로가 변환되도록 함으로써 계량 설비 구성이 간략하게 되고, 펌핑 에너지가 절감되도록 하는 혼화제 투입장치에 관한 것이다.
본 발명은 「혼화제를 저장하는 저장탱크; 입수관을 통해 상기 저장탱크 내의 혼화제를 펌핑하여 출수관으로 배출하는 리프팅 펌프; 상기 출수관에서 계량조까지 연결되어, 펌핑된 혼화제의 이동 경로를 제공하는 이송관; 상기 이송관의 계량조측 말단부에 설치된 오토밸브; 상기 출수관에서 분지되어 상기 저장탱크로 연결된 순환관; 및 상기 순환관의 관로상에 설치되어 상기 순환관 내부의 유체압이 설정압 초과 시 개방되는 릴리프 밸브; 를 포함하고, 상기 리프팅 펌프의 가동 상태에서 상기 오토밸브가 닫히면서 상기 설정압이 초과되어 상기 릴리프 밸브가 개방되고, 상기 이송관에는 일정 압력 이하로 혼화제가 차 있으면서, 펌핑되는 혼화제는 상기 순환관을 통해 지속적으로 순환하도록 구성된 것을 특징으로 하는 압력에 의한 경로 변환식 혼화제 투입장치」를 제공한다.

Description

압력에 의한 경로 변환식 혼화제 투입장치{Path Conversion Type Mixing Agent Input Device By Pressure}
본 발명은 콘크리트나 모르타르에 첨가되는 혼화제 계량조에 혼화제를 투입함에 있어서, 압력에 의해 혼화제 투입 경로가 변환되도록 함으로써 혼화제 자동 계량이 이루어지고, 혼화제 자동계량을 위한 배관 및 전기설비가 간략해지고, 펌핑 에너지가 절감되도록 하며, 고정식 또는 이동식으로 모두 적용 가능한 혼화제 투입장치에 관한 것이다.
콘크리트나 모르타르 제조시에는 결합재, 골재, 혼화제, 물 등의 원료를 정량 계량하여 믹싱한다. 상대적으로 소량 첨가되는 혼화제의 계량 방식은 크게 저장빈 계량 방식과 직 계량 방식으로 구분할 수 있다.
상기 저장빈 방식은 아래 [참고도 1]에 도시된 바와 같이 혼화제 계량조 상부에 저장빈을 배치하고, 계량 신호에 따라 상기 저장빈 하단 밸브 개폐를 제어함으로써 투여되는 혼화제량을 조절하는 방식이다. 이 방식은 혼화제 계량 시 시간 지연이 발생하지 않지만 저장빈 내 혼화제 수위에 따라 혼화제 저장 탱크 내 펌프를 단속적으로 운전(저장빈 내 수위계에서 발생하는 전기적 신호로 펌프 제어)해야 하며 저장빈 시설 비용이 소요된다.
[참고도 1]
Figure 112020085116715-pat00001
상기 직 계량 방식은 아래 [참고도 2]에 도시된 바와 같이 저장탱크에서 직접 계량조로 혼화제를 공급하도록 구성된 것인데, 혼화제를 끌어올리는데 따른 계량 시간 지연 및 이로 인한 생산성 저하 방지를 위해 레미콘 전체의 생산 종료 전까지 저장탱크에서부터 계량조에까지 이르는 공급라인에 항상 혼화제가 채워져 있도록 하여 필요시마다 혼화제를 계량할 수 있도록 해야 하고, 이를 위해 레미콘 전체의 생산 종료 전까지는 혼화제 계량이 되지 않더라도 지속적으로 펌프를 가동하여 혼화제 이송과 회수를 지속시켜야 하므로 혼화제 순환 설비와 펌핑 에너지가 과다 소요되는 문제가 있었다.
[참고도 2]
Figure 112020085116715-pat00002
1. 등록특허 10-1128050 "이동식 콘크리트 배치 플랜트" 2. 등록특허 10-0672002 "이동식 콘크리트 혼합재 정량 투입장치"
본 발명은 혼화제 펌프를 조절하여 안정적으로 자동 계량하는 저장빈 계량 방식과 혼화제를 순환시키는 배관으로 저장빈 없이 공간을 효율적으로 사용하면서 혼화제를 자동 계량하는 직 계량 방식의 장점을 결합하여 혼화제 투입-계량 설비를 간편화시키고, 펌핑 에너지를 절감시킬 수 있는 혼화제 투입장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 「혼화제를 저장하는 저장탱크; 입수관을 통해 상기 저장탱크 내의 혼화제를 펌핑하여 출수관으로 배출하는 리프팅 펌프; 상기 출수관에서 계량조까지 연결되어, 펌핑된 혼화제의 이동 경로를 제공하는 이송관; 상기 이송관의 계량조측 말단부에 설치된 오토밸브; 상기 출수관에서 분지되어 상기 저장탱크로 연결된 순환관; 및 상기 순환관의 관로상에 설치되어 상기 순환관 내부의 유체압이 설정압 초과 시 개방되는 릴리프 밸브; 를 포함하고, 상기 리프팅 펌프의 가동 상태에서 상기 오토밸브가 닫히면서 상기 설정압이 초과되어 상기 릴리프 밸브가 개방되고, 상기 이송관에는 일정 압력 이하로 혼화제가 차 있으면서, 펌핑되는 혼화제는 상기 순환관을 통해 지속적으로 순환하도록 구성된 것을 특징으로 하는 압력에 의한 경로 변환식 혼화제 투입장치」를 제공한다.
또한 본 발명은, 상기 이송관의 계량조측 말단부는 상기 계량조와 연결되는 직선구간과 우회구간으로 분지되되, 상기 오토밸브는 상기 우회구간에 설치되고, 상기 직선구간에는 개폐밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 경로 변환식 혼화제 투입장치를 함께 제공한다.
또한 본 발명은, 상기 출수관에서 분지되어 상기 순환관에 연통하고 개폐밸브가 결합된 바이패스관; 을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 압력에 의한 경로 변환식 혼화제 투입장치를 함께 제공한다.
또한 본 발명은, 상기 출수관에는 체크밸브가 결합된 것을 특징으로 하는 압력에 의한 경로 변환식 혼화제 투입장치를 함께 제공한다.
또한 본 발명은, 상기 입수관에는 스트레이너가 결합된 것을 특징으로 하는 압력에 의한 경로 변환식 혼화제 투입장치를 함께 제공한다.
또한 본 발명은, 상기 이송관의 전부 또는 일부 구간이 탈착식 호스로 구성된 것을 특징으로 하는 압력에 의한 경로 변환식 혼화제 투입장치를 함께 제공한다.
또한 본 발명은, 상기 리프팅 펌프의 구동을 제어하는 제어부; 를 더 포함하여 구성되며, 상기 이송관 내부압이 설정압을 초과하는 경우 상기 제어부는 상기 리프팅 펌프의 구동을 정지시키고, 상기 이송관 내부압이 설정압 이하로 내려가는 경우 상기 제어부는 상기 리프팅 펌프를 구동시키는 것을 특징으로 하는 압력에 의한 경로 변환식 혼화제 투입장치를 함께 제공한다.
전술한 본 발명에 따르면,
종래의 직 계량 방식 구조를 간편화하면서, 저장빈 계량 방식 구조의 장점을 부가하여, 필요시 혼화제의 즉시 계량에 문제가 없도록 이송관 내에 혼화제를 채워 두는 한편, 설정압 초과시 개방되는 릴리프 밸브에 의해 짧은 경로의 순환관이 오픈되도록 함으로써 설비를 간소화시키고, 펌핑 에너지를 절감시킬 수 있다.
입수관에서 스트레이너를 우회하여 리프팅 펌프에 연결되는 우회로, 이송관의 계량조측 말단부에 형성된 우회구간, 출수관에서 분지되어 릴리프 밸브를 지나지 않고 순환관에 연결되는 바이패스관 등의 구성으로 압력에 대한 완충 조절, 설비 보수 등에 활용되도록 할 수 있다.
전기적 신호에 의해 상기 리프팅 펌프의 구동을 제어하는 제어부에 의해 이송관 내부에 과부하 발생시의 신속 대응이 가능하다.
[도 1a] 및 [도 1b]는 본 발명이 제공하는 경로 변환식 혼화제 투입장치 일 실시예를 도시한 것이다.
[도 2]는 입수관과 리프팅 펌프의 연결구조를 도시한 것이다.
[도 3]은 출수관과 이송관 및 순환관의 연결구조를 도시한 것이다.
[도 4]는 직선구간과 우회구간으로 분지된 이송관의 계량조측 말단부 구조를 도시한 것이다.
[도 5]는 본 발명의 경로 변환식 혼화제 투입장치가 트럭에 설치된 상태를 도시한 것이다.
이하에서는 첨부된 도면과 함께 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 [도 1a] 및 [도 1b]에 도시된 바와 같이, 「혼화제를 저장하는 저장탱크(110); 입수관(120)을 통해 상기 저장탱크(110) 내의 혼화제를 펌핑하여 출수관(140)으로 배출하는 리프팅 펌프(130); 상기 출수관(140)에서 계량조(200)까지 연결되어, 펌핑된 혼화제의 이동 경로를 제공하는 이송관(150); 상기 이송관(150)의 계량조측 말단부에 설치된 오토밸브(160); 상기 출수관(140)에서 분지되어 상기 저장탱크(110)로 연결된 순환관(170); 및 상기 순환관(170)의 관로상에 설치되어 상기 순환관(170) 내부의 유체압이 설정압 초과 시 개방되는 릴리프 밸브(180); 를 포함하고, 상기 리프팅 펌프(130)의 가동 상태에서 상기 오토밸브(160)가 닫히면서 상기 설정압이 초과되어 상기 릴리프 밸브(180)가 개방되고, 상기 이송관(150)에는 일정 압력 이하로 혼화제가 차 있으면서, 펌핑되는 혼화제는 상기 순환관(170)을 통해 지속적으로 순환하도록 하여, 상기 이송관(150)과 리프팅 펌프(130)에 과부하가 발생하지 않도록 구성된 압력에 의한 경로 변환식 혼화제 투입장치(100)」를 제공한다.
상기 경로 변환식 혼화제 투입장치(100)는 고정형으로 기존 설비에 연결 설치할 수 있으며, 트럭(300) 등의 이동수단에 탑재하여 이동시킬 수 있다.
상기 저장탱크(110)는 혼화제를 저장하는 용기이다. 상기 저장탱크(110)의 바닥면의 일부를 높임으로써 상대적으로 낮은 바닥면에 녹 등의 침천물이 침전되도록 할 수 있다. 상대적으로 높은 바닥면에서는 배출구를 형성시켜, 상기 리프팅 펌프(130)와 연결되는 입수관(120)과 연통시킬 수 있다. 이에 따라 낮은 바닥면에 형성된 침전층의 상부에서 혼화제가 배출되도록 할 수 있다.
상기 리프팅 펌프(130)는 입수관(120)을 통해 상기 저장탱크(110) 내의 혼화제를 펌핑하여 출수관(140)으로 배출시킨다. 상기 입수관(120)에는 스트레이너(121, 구체적으로 Y형 스트레이너)를 결합시켜 녹 등이 리프팅 펌프(130)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
상기 입수관(120)에는 [도 2]에 도시된 바와 같이 상기 스트레이너(121)를 우회하여 상기 리프팅 펌프(130)로 연통되도록 분지된 우회로(122)를 결합시키고, 상기 우회로(122)에는 개폐밸브(v)를 설치할 수 있다. 상기 개폐밸브(v)는 평시에 폐쇄시켜두다가 상기 스트레이너(121) 보수시에 개방시킴으로써, 상기 스트레이너(121) 보수 중에도 혼화제의 지속적인 펌핑이 가능하게 된다.
상기 출수관(140) 중 상기 리프팅 펌프(130)와 직접 연결된 부위는 유연성(Flexible) 소재로 제작된 호스로 구성하여 출수에 의한 진동을 방지할 수 있으며, 상기 출수관(140)에 체크밸브(141)를 결합시켜 혼화제를 출수 방향으로만 흐르도록하고, 역류를 방지할 수 있다.
상기 출수관(140)에서는 이송관(150)과 순환관(170)이 분지된다.
상기 이송관(150)은 상기 출수관(140)에서 계량조(200)까지 연결되어, 펌핑된 혼화제의 이동 경로를 제공한다. 상기 이송관(150)의 계량조측 말단부에는 오토밸브(160)를 설치하여, 상기 계량조(200)에 혼화제 투여시 상기 오토밸브(160)가 자동으로 개방되도록 할 수 있다. 상기 오토밸브(160)는 상기 계량조(200)의 계량 시스템과 연동하도록 구성할 수 있다.
한편, 상기 이송관(150)의 계량조측 말단부는 [도 3]에 도시된 바와 같이 상기 계량조(200)와 연결되는 직선구간(151)과 우회구간(152)으로 분지되되, 상기 오토밸브(160)는 상기 우회구간(152)에 설치되고, 상기 직선구간(151)에는 개폐밸브(v)를 설치하고, 상기 개폐밸브(v)는 상기 리프팅 펌프(180) 가동 상태에서 닫아 두어 혼화제가 상기 우회구간(152)을 거쳐서 계량조(200)에 투입되도록 구성할 수 있다.
상기 우회구간(152)은 상기 계량조(200)에 혼화제가 주입되기 전의 완충구간이 되는데 상기 오토밸브(160)가 개방된 상태에서도 상기 우회구간(152) 쪽으로 과도한 압력이 걸리는 경우 관 막힘 현상이 발생할 수 있고 이 경우 상기 직선구간(151)의 개폐밸브(v)를 오픈하여 압력을 분산시킴으로써 상기 우회구간(152)의 과부하 상태를 해소할 수 있다.
상기 이송관(150)의 전부 또는 일부 구간은 탈착식 호스로 구성할 수 있으며, 탈착식 호스로 구성된 이송관(150)을 분리시켜 호스릴(310)에 감아둘 수 있다.
상기 순환관(170)은 상기 출수관(140)에서 분지되어 상기 저장탱크(110)로 연결되는데, 상기 순환관(170)의 관로상에는 상기 순환관(170) 내부의 유체압이 설정압 초과 시 개방되는 릴리프 밸브(180)가 설치된다. 상기 설정압은 제반 상황에 따라 다르게 적용할 수 있다.
상기 출수관(140)으로 배출된 혼화제는 대부분 상기 이송관(150)으로 흐르게 되나 혼화제의 일부는 상기 순환관(170)으로 유입되어 상기 릴리프 밸브(180) 설치 구간에까지 이르게 된다([도 1a] 참조).
상기 릴리프 밸브(180)에서 막힌 혼화제에 의해 상기 순환관(170) 내부에 압력이 가해지는데, 상기 리프팅 펌프(130)의 구동이 계속되면서 상기 순환관(170) 내부압이 설정압을 초과하는 경우 상기 릴리프 밸브(180)가 개방되어, 상기 출수관(140)으로 배출되는 혼화제가 상기 순환관(170)을 통해 상기 저장탱크(110)로 재유입되도록하여, 지속적인 순환이 이루어지게 된다. 이 경우 상기 이송관(150)에는 혼화제가 채워져 있는 상태로 유지된다([도 1b] 참조). 이러한 상태에서 저장탱크(110), 입수관(120), 리프팅 펌프(130), 출수관(140), 순환관(170), 저장탱크(110)로 이어지는 짧은 순환라인이 형성되며, 상기 이송관(150)에 혼화제가 채워져 있으므로 필요시 시간 지연 없이 혼화제 계량이 가능하다.
반대로, 상기 이송관(150)에서 계량조(200)로 혼화제가 배출됨에 따라 상기 출수관(140)에서 이송관(150)으로의 혼화제 흐름이 발생하면 상기 순환관(170) 내부 압력이 설정압 이하로 하강하여 상기 릴리프 밸브(180)가 닫혀, 혼화제의 흐름이 저장탱크(110), 입수관(120), 리프팅 펌프(130), 출수관(140), 이송관(150), 계량조(200)로 이어게 된다.
한편, [도 4]에 도시된 바와 같이 상기 출수관(140)에서 분지되어 상기 순환관(170)에 연통하고 개폐밸브(v)가 결합된 바이패스관(190)을 구성하여 상기 리프팅 펌프(130) 작동 초반의 압력을 조절하고, 레미콘 생산 공정 완료 후 상기 순환관(170) 내부에 잔존하는 혼화제를 배출시키는데 활용할 수 있다. 상기 배이패스관(190)에 결합된 개폐밸브는 상기 릴리프 밸브(180)와 함께 개방되도록 할 수 있다.
본 발명은 「상기 리프팅 펌프(130)의 구동을 제어하는 제어부(미도시); 를 더 포함하여 구성되며, 상기 이송관(150) 내부압이 설정압을 초과하는 경우 상기 제어부(미도시)는 상기 리프팅 펌프(130)의 구동을 정지시키고, 상기 이송관(150) 내부압이 설정압 이하로 내려가는 경우 상기 제어부(미도시)는 상기 리프팅 펌프(130)를 구동시키는 것을 특징으로 하는 압력에 의한 경로 변환식 혼화제 투입장치(100)」를 함께 제공한다.
상기 제어부(미도시)는 상기 이송관(150) 내부압 측정을 위한 압력센서 등으로부터 전기적 신호를 받아, 역시 전기적 신호를 매개로 상기 리프팅 펌프(130)의 구동을 제어하는 것이다. 상기 리프팅 펌프(130)의 구동을 전기적으로 제어함으로써 상기 이송관(150) 내부에 과부하 발생시 신속한 대응이 가능하다.
이상에서 본 발명에 대하여 구체적인 실시예와 함께 상세하게 살펴보았다. 그러나 본 발명은 위의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니며 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위에서 수정 및 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 청구범위는 이와 같은 수정 및 변형을 포함한다.
100 : 압력에 의한 경로 변환식 혼화제 투입장치
110 : 저장탱크 120 : 입수관 121 : 스트레이너
122 : 우회로 130 : 리프팅 펌프 140 : 출수관
141 : 체크밸브 150 : 이송관 151 : 직선구간
152 : 우회구간 160 : 오토밸브 170 : 순환관
180 : 릴리프 밸브 190 : 바이패스관
200 : 계량조 300 : 트럭 310 : 호스릴
v : 개폐밸브

Claims (8)

  1. 혼화제를 저장하는 저장탱크(110);
    입수관(120)을 통해 상기 저장탱크(110) 내의 혼화제를 펌핑하여 출수관(140)으로 배출하는 리프팅 펌프(130);
    상기 출수관(140)에서 계량조(200)까지 연결되어, 펌핑된 혼화제의 이동 경로를 제공하는 이송관(150);
    상기 이송관(150)의 계량조측 말단부에 설치된 오토밸브(160);
    상기 출수관(140)에서 분지되어 상기 저장탱크(110)로 연결된 순환관(170); 및
    상기 순환관(170)의 관로상에 설치되어 상기 순환관(170) 내부의 유체압이 설정압 초과 시 개방되는 릴리프 밸브(180); 를 포함하고,
    상기 리프팅 펌프(130)의 가동 상태에서 상기 오토밸브(160)가 닫히면서 상기 설정압이 초과되어 상기 릴리프 밸브(180)가 개방되고, 상기 이송관에는 일정 압력 이하로 혼화제가 차 있으면서, 펌핑되는 혼화제는 상기 순환관(170)을 통해 지속적으로 순환하도록 구성되고,
    상기 입수관(120)과 상기 리프팅 펌프(130) 사이에는 스트레이너(121)가 결합되되, 상기 입수관(120)에서 상기 스트레이너(121)를 우회하여 상기 리프팅 펌프(130)로 연통되도록 분지된 우회로(122)를 더 포함하며,
    상기 우회로(122)에는 상기 스트레이너(121) 보수시에만 개방되는 개폐밸브(v)가 설치된 것을 특징으로 하는 경로 변환식 혼화제 투입장치(100).
  2. 제1항에서,
    상기 이송관(150)의 계량조측 말단부는 상기 계량조(200)와 연결되는 직선구간(151)과 우회구간(152)으로 분지되되,
    상기 오토밸브(160)는 상기 우회구간(152)에 설치되고,
    상기 직선구간(151)에는 개폐밸브(v)가 설치된 것을 특징으로 하는 압력에 의한 경로 변환식 혼화제 투입장치(100).
  3. 제1항에서,
    상기 출수관(140)에서 분지되어 상기 순환관(170)에 연통하고 개폐밸브(v)가 결합된 바이패스관(190); 을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 압력에 의한 경로 변환식 혼화제 투입장치(100).
  4. 제1항에서,
    상기 출수관(140)에는 체크밸브(141)가 결합된 것을 특징으로 하는 압력에 의한 경로 변환식 혼화제 투입장치(100).
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에서,
    상기 이송관(150)의 전부 또는 일부 구간이 탈착식 호스로 구성된 것을 특징으로 하는 압력에 의한 경로 변환식 혼화제 투입장치(100).
  8. 제1항 내지 제4항, 제7항 중 어느 한 항에서,
    상기 리프팅 펌프(130)의 구동을 제어하는 제어부(미도시); 를 더 포함하여 구성되며,
    상기 이송관(150) 내부압이 설정압을 초과하는 경우 상기 제어부(미도시)는 상기 리프팅 펌프(130)의 구동을 정지시키고,
    상기 이송관(150) 내부압이 설정압 이하로 내려가는 경우 상기 제어부(미도시)는 상기 리프팅 펌프(130)를 구동시키는 것을 특징으로 하는 압력에 의한 경로 변환식 혼화제 투입장치(100).
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