KR200417685Y1 - 벤토나이트를 이용하여 안정액을 얻기 위한 일체형 자동믹서기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 지하연속벽공법시에 지반 굴착부에 투여되는 안정액(Slurry)을 정확한 계량에 의해 간편하게 생산할 수 있는 벤토나이트를 이용하여 안정액을 얻기 위한 일체형 자동믹서기에 관한 것이다.

본 고안은 물 저장부(11)와 안정액 저장부(12)를 함께 구비한 저장탱크(10); 상기 저장탱크 상부에 설치된 벤토나이트 저장탱크(20); 상기 저장탱크 상부에 설치되어 외부로부터 공급되는 벤토나이트와 물을 믹싱하여 안정액을 생산하는 믹서(30); 상기 물 저장부에 저장된 물을 상기 믹서의 내부로 공급하는 펌프(40); 상기 벤토나이트 저장탱크에 저장된 벤토나이트를 상기 믹서의 내부로 공급하는 이송스크류(50); 상기 믹서 하단에 설치되어 믹서로부터 생산된 안정액을 안정액 저장부로 이송시키는 이송파이프(60); 상기 안정액 저장부에 저장된 안정액을 외부로 배출시키기 위하여 상기 안정액 저장부 하단에 형성된 안정액 배출구(70); 상기 이송파이프의 일측에 설치되어 이송파이프의 관로를 선택적으로 개폐하는 전자밸브(90); 및 상기 믹서와 펌프와 이송스크류 그리고 전자밸브의 동작을 제어하는 제어부(80)를 포함하여 구성된다.

지하연속벽, 안정액, 벤토나이트, 믹서

Description

벤토나이트를 이용하여 안정액을 얻기 위한 일체형 자동믹서기{All in one automatic mixer using bentonite to create slurry}

도 1은 본 고안에 따른 벤토나이트를 이용하여 안정액을 얻기 위한 일체형 자동믹서기를 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10...저장탱크 11...물 저장부

12...안정액 저장부 20...벤토나이트 저장탱크

30...믹서 40...펌프

50...이송스크류 60...이송파이프

70...안정액 배출구 80...제어부

90...전자밸브 B...벤토나이트 분말

본 고안은 지하에 동일한 연속된 콘크리트판넬을 연결하여 설치하는 지하연속벽공법시, 지반 굴착부에 투여되는 안정액(Slurry)을 정확한 계량에 의해 간편하게 생산할 수 있는 벤토나이트를 이용하여 안정액을 얻기 위한 일체형 자동믹서기에 관한 것이다.

일반적으로 고층빌딩의 건축이나 이미 건축된 빌딩사이에서 재건축하기 위해 서는 토목공사로서 해당 필지를 일정깊이로 파내어 기초공사를 착수하게 되는바, 종래와 같이 건축면적만큼을 중장비로 파내고 해당 영역을 따라 나무받침이나 철재빔 등을 이용하여 벽체공사를 시공하였으나, 이러한 종래의 토목공사방식으로는 굴착부의 붕괴의 위험이 있어서 깊게 굴착할 수 없는 단점이 때문에 최근에는 지하에서 구조체를 형성하는 이른바 지하연속벽 공법을 주로 이용하고 있다.

지하연속벽공법이라 함은 지반을 굴착할 때 지반 굴착부분에 안정액(Bentonite)을 채워 넣어 지하수의 유입을 차단하면서 굴착면이 붕괴되는 것을 막고, 안정액이 투여된 굴착부에 조립된 철근망을 근입한 후 굴착된 하단부터 콘크리트를 타설을 하여 투여된 안정액을 콘트리트의 상부로 부상시키고 부상한 안정액을 회수하는 작업을 반복함으로써 연속적으로 철근콘크리트벽을 형성시키는 공법이다.

상기 안정액으로는 물과 반응하여 물보다 비중이 높으면서 그 부피가 10배 이상 팽창하는 물성을 갖는 벤토나이트가 주로 사용된다. 상기 벤토나이트 수용액(이하 '안정액'이라 함)은 물과 소정의 비율로 혼합하여 생산되는데, 이와 같이 생산된 안정액은 굴착면의 안정은 물론 굴착면의 토사 공극에 침투하여 차수막을 형성함으로써 구조체의 차수효과를 높혀주므로 댐의 기초로 활용되거나 내진벽, 진동차단벽, 대형 지하 구조물을 축조하기 위한 가설벽체, 건축구조물의 기초뿐만 아니라 건축물의 지하 구조물을 축조하기 위한 가설 토류벽 역할 및 본체벽으로도 많이 활용된다.

따라서, 이러한 안정액의 지속적인 안정적인 생산 및 공급은 지하연속벽공법에 있어서 매우 중요하다.

그러나 종래에는 믹서탱크와는 별도로 구비된 벤토나이트 탱크와 물탱크로부터 작업자가 필요시마다 수작업을 통해 벤토나이트와 물을 수동계량한 후, 믹서탱크로 운반하여 투입하였으므로 그 작업이 매우 번거롭고 정밀한 계량이 이루어지지 않는 문제와 함께 안정액의 안정적인 공급이 지속되지 않게 되는 문제가 있었다.

본 고안은 상기한 종래 문제점들을 고려하여 이루어진 것으로서, 지하연속벽 공법시 지반 굴착부분에 투여되는 안정액이 정확한 계량에 의해 간편하게 생산되고 안정적으로 공급이 지속될 수 있는 벤토나이트를 이용하여 안정액을 얻기 위한 일체형 자동믹서기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 물 저장부와 안정액 저장부를 함께 구비한 저장탱크; 상기 저장탱크 상부에 설치된 벤토나이트 저장탱크; 상기 저장탱크 상부에 설치되어 외부로부터 공급되는 벤토나이트와 물을 믹싱하여 안정액을 생산하는 믹서; 상기 물 저장부에 저장된 물을 상기 믹서의 내부로 공급하는 펌프; 상기 벤토나이트 저장탱크에 저장된 벤토나이트를 상기 믹서의 내부로 공급하는 이송스크류; 믹서 하단에 설치되어 믹서로부터 생산된 안정액을 안정액 저장부로 이송시키는 이송파이프; 상기 안정액 저장부에 저장된 안정액을 외부로 배출시키기 위하여 상기 안정액 저장부 하단에 형성된 안정액 배출구; 상기 이송파이프의 일측에 설치되어 이송파이프의 관로를 선택적으로 개폐하는 전자밸브; 및 상기 믹서와 펌프와 이송스크류 그리고 전자밸브의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

본 고안의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 고안자가 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 고안은 물 저장부(11)와 안정액 저장부(12)를 함께 구비한 저장탱크(10)가 구비된다. 상기 물 저장부(11)와 안정액 저장부(12)는 저장탱크(10)의 내부를 구획하는 격벽에 의해 서로 격리된 상태로 형성된다. 이때, 상기 격벽은 안정액 저장부(12)로 보다 많은 안정액이 저장될 수 있도록 안정액 저장부(12)가 물 저장부(11) 보다 더 큰 공간을 점유하도록 저장탱크(10)의 내부를 비대칭으로 구획하는 것이 바람직하다.

한편, 도시하지는 않았으나, 상기 물 저장부(11)의 일측에는 물 저장부(11)의 내부로 물을 공급하고 배출할 수 있는 물 공급공과 물 배출공이 형성되어 있다.

상기 안정액 저장부(12)의 하단에는 안정액 저장부(12) 내부에 저장된 안정액을 외부로 배출시키기 위한 안정액 배출구(70)가 형성된다. 이 안정액 배출구(70)에는 지반 굴착부분에 안정액을 투여할 수 있도록 공급파이프가 연결된다. 상기 공급파이프는 본 고안의 구성이 아니다.

상기 저장탱크(10) 상부에는 벤토나이트 저장탱크(20)가 설치된다. 상기 벤토나이트 저장탱크(20) 내에는 안정제의 원료로 사용되는 벤토나이트 분말(B)이 저장된다.

한편, 본 실시예에서는 안정제의 원료로서 벤토나이트를 예시하였으나 반드시 이에 국한되는 것은 아니며, 상기 벤토나이트 저장탱크(20)에는 벤토나이트 분말(B) 대신 다른 안정제의 원료가 저장되어도 무방하다.

또한, 상기 저장탱크(10) 상부에는 벤토나이트 저장탱크(20)와 인접하게 믹서(30)가 설치된다. 이 믹서(30)는 외부로부터 공급되는 벤토나이트와 물을 믹싱하여 안정액을 생산한다.

상기 저장탱크(10)의 일측에는 펌프(40)가 설치된다. 이 펌프(40)는 물 저장부(11)의 물 배출공과 연결되어 상기 물 저장부(11)에 저장된 물을 상기 믹서(30)의 내부로 공급한다.

상기 벤토나이트 저장탱크(20)의 하부에는 이송스크류(50)가 설치된다. 이 이송스크류(50)는 상기 믹서(30)와 연결되어 일정방향으로 회전하면서 벤토나이트 저장탱크(20) 내부에 저장된 벤토나이트분말을 상기 믹서(30)의 내부로 공급한다.

상기 믹서(30) 하단에는 이송파이프(60)가 연결된다. 이 이송파이프(60)는 저장탱크(10)의 안정액 저장부(12)와 연결되어 믹서(30)로부터 생산된 안정액을 안정액 저장부(12)로 이송시킨다.

상기 이송파이프(60)의 일측에는 이송파이프(60)의 관로를 선택적으로 개폐하는 전자밸브(90)가 설치된다. 상기 전자밸브(90)는 믹서(30)가 동작될 때 이송파이프(60)를 폐쇄하도록 동작되며, 믹서(30)의 동작이 중지되면 이송파이프(60)를 개방시켜 믹서(30) 내부의 안정액이 이송파이프(60)를 따라 안정액 저장부(12)로 유입되도록 이송파이프(60)를 개방시킨다.

한편, 상기 믹서(30)와 펌프(40)와 이송스크류(50) 그리고 전자밸브(90)는 제어부(80)와 연결된다. 상기 제어부(80)는 믹서(30)와 펌프(40)와 이송스크류(50) 그리고 전자밸브(90)의 구동모터(미도시)와 전기적으로 연결되어 상기 구동모터의 동작을 제어함으로써, 상기 믹서(30)와 펌프(40) 및 이송스크류(50) 그리고 전자밸브(90)의 동작을 제어한다.

즉, 상기 제어부(80)는 작업자가 미리 설정한 시간에 정해진 동작시간 동안 정해진 양만큼 물 저장부(11)에 저장된 물을 믹서(30)에 공급하도록 펌프(40)의 동작을 제어할 수 있다.

그리고, 상기 제어부(80)는 작업자가 미리 설정한 시간에 정해진 동작시간 동안 정해진 양만큼 벤토나이트 저장탱크(20) 내부에 저장된 벤토나이트 분말(B)을 믹서(30)에 공급하도록 이송스크류(50)의 동작을 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(80)는 작업자가 미리 설정한 시간에 정해진 동작시간 동안 믹서(30) 내부의 안정액이 이송파이프(60)를 통해 안정액 저장부(12)에 저장되도록 전자밸브의 동작을 제어할 수 있다.

또한, 상기 제어부(80)는 상기 펌프(40)와 이송스크류(50)의 동작시 믹서(30)의 동작도 함께 이루어지도록 제어할 수 있다.

한편 작업자는 상기 제어부(80)를 통해 수동으로 상기 믹서(30)와 펌프(40)와 이송스크류(50) 그리고 전자밸브(90)를 조작할 수도 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 저장탱크(10)의 물 저장부(11)에 물이 저장되어 있고 벤토나이트 저장 탱크(20)에 벤토나이트가 분말 형태로 저장되어 있는 초기상태에서 펌프(40)와 이송스크류(50)가 동작되면, 물 저장부(11)의 물은 펌프(40)에 의해 일정량이 믹서(30) 내부로 유입되고 벤토나이트 저장탱크(20)의 벤토나이트 분말(B)은 회전하는 이송스크류(50)를 따라 일정량이 믹서(30) 내부로 유입된다.

이때 상기 펌프(40) 및 이송스크류(50)는 제어부(80)에 의해 미리 지정된 시간에 지정된 시간 동안 동작됨으로써, 물과 벤토나이트 분말(B)이 정확한 비율로 믹서(30) 내부로 투여되게 된다.

믹서(30)는 펌프(40)와 이송스크류(50)의 동작됨과 동시에 동작되며, 믹서(30) 내부로 투여된 물과 벤토나이트 분말(B)은 믹서(30)의 동작에 의해 소정의 비율로 혼합되어 교반이 이루어지면서 벤토나이트 수용액 즉, 안정액으로 완성된다. 이렇게 완성된 안정액은 이송파이프(60)를 따라 저장탱크(10)의 안정액 저장부(12)로 저장된다.

한편, 믹서(30)의 동작이 개시되면, 상기 이송파이프(60)의 일측에 설치된 전자밸브(90)는 상기 제어부(80)로부터 전달되는 폐쇄신호에 의해 이송파이프(60)의 관로를 폐쇄시키도록 동작되어 믹서(30) 내부에서 완성된 안정액이 외부로 유출되는 것을 막는다.

그리고, 믹서(30)의 동작이 완료되거나 믹서(30) 내부에 안정액이 일정량 이상 차게 되면, 상기 전자밸브(90)는 제어부(80)로부터 전달되는 개방신호에 의해 이송파이프(60)의 관로를 일정시간 동안 개방시키도록 동작되어 믹서(30) 내부에서 생산된 안정액이 이송파이프(60)를 따라 안정액 저장부(12)로 자동 저장되게 한다.

이와 같이 안정액 저장부(12)에 안정액이 일정량 이상 저장되면, 제어부의 신호에 의해 믹서(30)와 펌프(40)와 이송스크류(50)의 동작은 중지되고 본 고안의 안정액 믹싱장치는 초기상태에서 대기하게 된다.

이후, 안정액은 안정액 저장부(12)로부터 배출되어 안정액 배출구(70)에 연결된 공급파이프를 통해 공급파이프를 따라 지반 굴착부분에 투여된다.

그리고 상기 물 저장부(11)와 벤토나이트 저장탱크(20)의 내부로 물과 벤토나이트 분말(B)이 다시 채워지면, 상기 제어부(80)는 미리 설정된 조건에 따라 상기 펌프(40)와 이송스크류(50) 및 전자밸브(90) 등을 동작시켜 배출된 양 또는 설정된 양만큼의 안정액을 자동으로 생산하게 된다.

이에 따라서, 작업자는 별도의 관리 없이도 필요한 안정액을 필요한 양만큼 안정적으로 확보할 수 있게 되므로 지하연속벽공법시 지반 굴착부에 투여되는 안정액을 안정적으로 공급할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 고안에 따른 벤토나이트를 이용하여 안정액을 얻기 위한 일체형 자동믹서기에 의하면, 물과 벤토나이트를 저장할 수 있는 저장탱크와 믹서를 일체로 구비시키고 물과 벤토나이트의 공급 및 믹싱 동작들이 제어부를 통해 자동 제어함으로써, 지하연속벽공법시 지반 굴착부분에 투여되는 안정액을 물과 벤토나이트의 정확한 혼합비율로써 요구하는 양만큼 간편하게 자동생산하여 작업장에 지속적이고 안정적으로 공급할 수 있는 효과가 있다.

본 고안은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 실용신 안등록 청구범위에 의해 마련되는 본 고안의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 고안이 다양하게 개조 및 변화 될 수 있으며, 이 또한 본 고안의 범위에 포함되어야 한다.

Claims (1)

1. 물 저장부와 안정액 저장부를 함께 구비한 저장탱크;

   상기 저장탱크 상부에 설치된 벤토나이트 저장탱크;

   상기 저장탱크 상부에 설치되어 외부로부터 공급되는 벤토나이트와 물을 믹싱하여 안정액을 생산하는 믹서;

   상기 물 저장부에 저장된 물을 상기 믹서의 내부로 공급하는 펌프;

   상기 벤토나이트 저장탱크에 저장된 벤토나이트를 상기 믹서의 내부로 공급하는 이송스크류;

   상기 믹서 하단에 설치되어 믹서로부터 생산된 안정액을 안정액 저장부로 이송시키는 이송파이프;

   상기 안정액 저장부에 저장된 안정액을 외부로 배출시키기 위하여 상기 안정액 저장부 하단에 형성된 안정액 배출구;

   상기 이송파이프의 일측에 설치되어 이송파이프의 관로를 선택적으로 개폐하는 전자밸브; 및

   상기 믹서와 펌프와 이송스크류 그리고 전자밸브의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 벤토나이트를 이용하여 안정액을 얻기 위한 일체형 자동믹서기.

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