KR20190082215A - 감소된 주기 시간과 감소된 설치 및 해체 시간을 가지는 콘크리트 배치 플랜트 - Google Patents

감소된 주기 시간과 감소된 설치 및 해체 시간을 가지는 콘크리트 배치 플랜트 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의하면, 모래 및 상이한 크기들의 석재로 구성된 골재들을 휠로더(1)에 의하여 지면 높이로부터 골재 저장통(2)의 각 구획 내로 적재하는 단계; 저장통(2)의 바닥에 장착된 배치 게이트(3)들을 통하여 저장통(2)로부터 칭량 홉퍼(5)로 자재를 중력에 의하여 방출하는 단계; 칭량 홉퍼(5) 내에서 칭량한 후 골재를 유압식(8)으로 지면 높이로부터 2미터 내지 3 - 3.5 미터 들어올리는 단계; 스크류 컨베이어(12)를 통하여 시멘트를 시멘트 칭량기(11)로 반송하고, 동시에 그것을 믹서(9) 내로 방출하는 단계; 물을 중력에 의하여 또는 펌프/압력노즐에 의하여 믹서내로 방출하는 단계; 시멘트, 물 및 화학제인 골재를 소정의 시간동안 혼합 및 압축하는 단계; 혼합되고 압축된 콘크리트를 콘크리트 반송 홉퍼(15) 내로 방출하는 단계; 콘크리트 반송 홉퍼(15)를 콘크리트와 함께 유압식(16)으로 레일, 랙과 피니언 또는 로프 구조 상에 들어올려져서 임의의 높이로 반송하는 단계 및; 현장에서의 필요에 따라서, 콘크리트를 이동식 반송 믹서(18) 또는 콘크리트 펌프 내로 적재하는 단계를 포함하는 콘크리트 배치 플랜트의 운용 방법이 제공된다.

Description

감소된 주기 시간과 감소된 설치 및 해체 시간을 가지는 콘크리트 배치 플랜트
본 발명은 일반적으로 콘크리트 제조를 위한 배치 플랜트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 감소된 주기 시간과 감소된 설치 및 해체 시간을 가지는 콘크리트 배치 플랜트에 관한 것이다. 더 적은 배치 사이즈를 가지고 콘크리트 생산의 관점에서 더 높은 플랜트 용량을 달성함을 도와주는 플랜트의 주기 시간을 감소하는 것이 높은 성능의 처리능력을 가지는 고성능 콘크리트 배치 플랜트이다. 이는, 다양한 종류의 골재, 모래, 시멘트 자재, 혼합물 및 물로 구성되는 골재인 다양한 성분의 저장, 공급 및 칭량(稱量)과 함께 고정적인 배치 플랜트에 속해지는 영역의 크기 및 대지의 풋프린트를 아우르는 전체적인 플랜트 시스템을 최적화한다.
콘크리트 배치 플랜트는 모래, 골재(상이한 크기의 석재들), 시멘트, 물 및 기타 폴리프로릴렌 섬유, 강철 섬유, 마이크로 실리카 및 시멘트의 양생 시간을 지연하기 위한 화학제와 같은 혼합물을 혼합함으로써 콘크리트를 제조하는데 사용된다.
설계 혼합 사양에 근거한 소정의 비율로 모든 재료를 함께 첨가한 후, 이들 재료는 모터가 달린 콘크리트 믹서 내에서 균질의 재료를 달성하기 위하여 사전에 정해진 시간동안 혼합된다.
과거에는, 콘크리트 배치 플랜트들은 2개의 광범위한 등급으로 분류되었다. 하나는 플랜트 영역으로 다양한 부분들이 옮겨져서 구조적인 철강의 적절한 프레임 상에 한부분씩 세워지는 영구/고정식 고용량 플랜트이다. 이러한 방식의 배치 플랜트는 배치 플랜트의 근방에 대규모로 재료를 편리하게 저장하고, 큰 용량 또는 수율을 가진다는 장점을 가진다. 이들의 단점은, 건축 및, 건축 현장에서 기본 구성품으로부터 플랜트를 조립하는 비용이 비싸다는 점이다. 그러한 플랜트의 지속성은 또한 단점으로 비춰질 수 있는데, 그 이유는 플랜트의 분해 순서는 실질적으로 모든 조립 단계의 역순으로 이루어지고 소비시간도 실질적으로 동일하며, 다른 현장에서 플랜트를 재구축하는 경우에도 원래의 구축 시에 행하여졌던 것과 동일한 과정을 요한다는 점이다.
콘크리트 배치 플랜트의 다른 방식은 배치, 컨베이어, 스케일, 제어장비 및 소형 사일로들을 운송하는 골조(framework)들로 구성되는 이동식 플랜트로서, 여기에서 골조들에는 바퀴가 장치되어 있어서 트랙터로 견인될 수 있거나 또는 다른 방식으로 현장에서 현장으로 운반되도록 채택된다. 이들의 단점은 비교적 수율이 낮다는 점과 배치 시점에서 충분한 자재 보관 용량을 가지지 못한다는 점이다. 후자의 단점은 그러한 이동식 플랜트 내에서의 비교적 작은 자재 사일로들을 빈번하게 채우기 위하여 추가적인 인력을 요함에 따른 운용비용에서의 증가를 초래한다.
콘크리트 준비 과정:
이하의 단계들이 배치 플랜트에 있어서의 콘크리트 생산 시에 수반된다.
I 단계: 벨트 컨베이어의 수단에 의하여 또는 골재 보관통이 있는 높이까지 긴 램프(ramp)에 의하여 골재(석재 및 모래) 보관통들이 골재들로 채워진다.
II 단계: 상이한 크기의 골재들이 다양한 용량의 상이한 통들 내에 보관된다.
III 단계: 골재통들에는 그의 바닥에 배치 게이트들이 장착되어 있어서 그를 통하여 자재들이 칭량 스킵(skip) 버켓 또는 칭량 컨베이어로 방출된다.
IV 단계: 상이한 자재들을 중력에 의하여 통들로부터 칭량기로 공급함으로써 자동칭량 홉퍼 또는 컨베이어 또는 칭량 피더 내에서 배치된다.
배치될 양은 개별적인 골재, 설계 혼합 및 배치 크기에 대한 사양서에 근거하여 미리 정해진다.
성분들, 즉 모래, 석재, 시멘트, 물 및 화학제들의 배치에는 2가지의 방식이 있다.
1. 수작업 배치 - 수작업에 의한 성분들의 배치는 소규모의 건축현장들에서 요구되며 원백(one bag) 믹서로 불리우는 작은 믹서 내에서 콘크리트를 만드는 원시적인 방법이다. 이는 다분히 용량 배치이며, 중량 전자식 콘크리트 배치 플랜트의 공인된 기준에는 합당하지 않다.
2. 자동식 배치 - 이 과정에서는, 상이한 골재들이 쌓아올려진 자재들로 사일로, 통들이나 또는 지상의 높이에서 저장된다.
V 단계: 12미터 길이가 넘고 플랜트의 용량에 따라서는 45°이상의 경사를 가지는 스크류 컨베이어들을 통하여 시멘트들이 시멘트 칭량기로 반송된다.
VI 단계: 칭량된 시멘트가 중력에 의하여 믹서내로 방출된다.
VII 단계: 배치된 성분들이 40미터 이상의 길이를 가진 부가적인 긴 컨베이어, 또는 60°이상의 경사도를 가진 스킵 칭량 버켓에 의하여 칭량 컨베이어로부터 믹서로 반송된다.
VIII 단계: 골재, 시멘트, 물 및 화학제들이 소정의 시간동안 믹서 내에서 혼합된다.
IX 단계: 모든 종래의 플랜트에 있어서 믹서들은 지상 위 약 5미터 근방에 위치되며, 콘크리트의 생산 및 트럭 위에 탑재된 수송 믹서내로의 방출이 그 높이에서 이루어진다.
종래 기술에 있어서의 단점들:
1. 지상 홉퍼, 통공급 컨베이어, 믹서, 시멘트 및 물 칭량기, 레일, 스킵 트랙 및 지지부, 콘들이 설치되어야 하거나 및/또는 분해되고 별도로 반송되어야 하기 때문에 플랜트에 대한 설치 및 분해 시간이 증가된다.
2. 고무벨트 컨베이어, 기어박스 및 전기모터, 베어링 기구를 가지는 롤러 및 스킵으로 칭량된 골재들을 운반하기 위한 중량구조에 대한 부가적인 필요성. 이는 다수의 이동하는 부분들에 의한 설치 및 후속의 보수유지 비용을 증가시키고 플랜트의 높은 수명 비용을 초래한다.
3. 자재들을 지상 홉퍼로, 또한 골재를 보관통에 적재하기 위하여 로더용 램프를 준비하는 비용, 디젤 소비 및 램프의 경사도로 인한 로더의 타이어 마모등의 전체 운용비용이 증가되고, 물품들이 먼 거리에 있음으로 인하여 차량의 보수유지비용이 증가된다.
4. 플랜트를 세우기 위하여 많은 수의 장비/부품들이 필요함에 따라 휴지시간이 증가된다.
5. 대규모 플랜트를 세우기 위한 기반으로서 별도의 콘크리트 프리캐스트 슬래브들이 필요하다.
6. 플랜트용으로, 또한 플랜트의 설치시에 더 많은 공간들이 요구된다.
7. 골재통으로 골재들을 적재하는데 필요한 거대한 램프들, 로더들 또는 특별한 벨트 컨베이어들이 전체적인 플랜트 비용을 증가시킨다.
8. 믹서, 통들 및 시멘트 사일로를 세우기 위하여 무겁고 큰 철제구조 설비가 필요하며 이는 플랜트의 비용을 증가시킨다.
9. 플랜트의 설립에 필요한 도구 및 택클(tackle)들은 고가이다.
10. 플랜트의 전체적인 전력 수요가 매우 높다.
11. 스킵의 낙하, 벨트에 빨려들어감 등으로 인한 생명의 위협이 매우 높다.
12. 램프, 긴 컨베이어, 스킵 등의 사용으로 인한 긴 사이클 타임은 플랜트의 전체 수율을 감소시킨다.
13. 마모 및 손상 부분의 수가 증가된다.
14. 빈번한 고장으로 인한 휴지기가 증가된다.
15. 고무벨트로부터 스킵으로 반송하는 동안 흘림으로 인한 골재의 손실.
따라서, 간략화된 구조를 가지고, 용이한 설치 및 취급이 적절하며, 제고된 운용 안전성을 가지고 효과적이면서 경제적인 방식으로 콘크리트를 생산할 수 있는 콘크리트 배치 플랜트에 대한 산업계의 요망이 있어왔다. 본 발명은 상기한 것뿐만이 아니라 종래 기술에 있어서의 다른 단점들 까지도 극복할 수 있는 방안을 모색한다. 이는 이하의 본 발명에 대한 설명 내용으로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 1차적인 목적은 간소화된 구조에 따라 설치하기가 용이한 콘크리트 배치 플랜트를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 보수유지 비용 및 플랜트의 휴지시간을 감소할 수 있는 콘크리트 배치 플랜트를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 플랜트의 설치 및 해체 시간을 감소할 수 있는 콘크리트 배치 플랜트를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 스킵 낙하, 벨트에 빨려들어감 등으로 인한 플랜트에서의 사고를 방지할 수 있는 콘크리트 배치 플랜트를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 플랜트 설치에 필요한 전체 면적을 감소할 수 있는 콘크리트 배치 플랜트를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 플랜트의 기반 비용을 감소할 수 있는 콘크리트 배치 플랜트를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 골재통들의 적재높이를 감소하고, 따라서 램프 건설비용을 감소할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 플랜트의 사이클 시간을 감소함으로써 적은 배치 크기를 가지는 더 많은 플랜트 용량을 달성함을 도와주는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 스킵 로프 승강 조립체 또는 칭량 컨베이어 및 경사진 컨베이어의 사용을 제거함으로써 플랜트 비용의 상당 부분에 기여하도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 거대한 철제 조립구조를 제거함으로써 초기 비용을 감소하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이동하는 부품들을 크게 줄임으로써 플랜트의 보수유지 비용을 감소하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 대용량의 콘크리트 플랜트의 경우에 칭량 컨베이어를 제거하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 골재들을 들어올려서 높은 곳에서 혼합하는 대신에 완제품을 수송 믹서에 적재하는 높이로만 들어올리도록 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 2개의 개구 또는 큰 개구를 가짐으로써 콘크리트를 믹서로부터 콘크리트 홉퍼로 방출하는 비율을 증가토록 하는 것이다.
상술한 목적들이 어떻게 달성되는지는 이하의 기술내용으로부터 명백해진다. 이러한 맥락에서, 제공되는 기술내용들은 비한정적인 것이며 설명만을 위한 것임이 명백하다.
본 발명에 따르면,
- 모래 및 상이한 크기들의 석재를 포함하는 골재들을 휠로더에 의하여 지면 높이로부터 골재 저장통의 각 구획 내로 적재하는 단계;
- 저장통의 바닥에 장착된 배치 게이트들을 통하여 저장통으로부터 칭량 홉퍼내로 자재를 중력에 의하여 방출하는 단계;
- 칭량 홉퍼 내에서 칭량한 후 골재를 유압식으로 지면 높이로부터 2미터 내지 3 - 3.5 미터 들어올리거나 또는 칭량된 골재를 공압식으로 들어올리는 단계;
- 스크류 컨베이어를 통하여 시멘트를 시멘트 칭량기로 반송하고, 동시에 그것을 믹서 내로 방출하는 단계;
- 물을 중력에 의하여 또는 펌프/압력노즐에 의하여 믹서 내로 방출하는 단계;
- 시멘트, 물 및 화학제인 골재를 소정의 시간동안 혼합 및 압축하는 단계;
- 혼합되고 압축된 콘크리트를 콘크리트 반송 홉퍼 내로 방출하는 단계;
- 콘크리트 반송 홉퍼를 콘크리트와 함께 유압식(16), 랙과 피니언 또는 로프 구조로 들어올려서 임의의 높이로 반송하는 단계; 및
- 현장에서의 필요에 따라서, 콘크리트를 이동식 반송 믹서 또는 콘크리트 펌프 내로 적재하는 단계;
를 포함하는 콘크리트 배치 플랜트의 운용 방법을 제공한다.
상기 방법을 실행하기 위하여 감소된 사이클 시간을 가지는 콘크리트 배치 플랜트는, 각 골재용의 구획으로 분할되며, 원하는 양의 골재를 칭량 홉퍼 내로 방출하기 위하여 베이스 구조 상에 지지되는 골재 보관통을 포함한다. 칭량 홉퍼는 중력에 의하여 보관통으로부터 배치 게이트를 통하여 적재된 골재 보관통의 아래쪽에 위치된 로드셀 상에 장착된다. 골재통은 지면 높이에 근접하게 설치된다. 통 내로 골재들을 직접 적재하기 위한 휠로더가 마련된다. 각도 A0 의 경사도를 가지고 유압식으로 제어되는 휠 로더는 골재를 들어올리고 게이트의 수단에 의하여 믹서로 골재들을 방출하기 위하여 마련된다. 게이트들은 칭량 홉퍼의 아래쪽에 놓여진다. 수평방식 시멘트 사일로들이 믹서로 시멘트를 공급하기 위하여 마련된다. 적은 경사도를 가진 쇼트 스크류 컨베이어가 시멘트를 투입하기 위하여 사용된다. 믹서로 공급되기 전에 시멘트 및 물을 각각 칭량하기 위하여 칭량기가 마련되며, 그의 내용물을 게이트를 통하여 반송 믹서내로 방출하기 위하여 레일 상에서 유압식으로 이동하는 콘크리트 반송 홉퍼가 마련된다.
배치 게이트들은 공압식 실린더들에 의하여 개방 및 폐쇄되고, 칭량 홉퍼는 필요에 따라서 골재들을 칭량하도록 채택됨으로써, 플랜트의 규모 및 방식에 관계없이 칭량 컨베이어를 사용할 필요가 없게 된다. 칭량 홉퍼는 유압식으로 승강되거나 칭량된 골재들은 공압식으로 들어올려진다.
믹서는 단순 컬럼 구조 상에서 지면 레벨 가까이에 탑재된다. 콘크리트 반송 홉퍼는, 임의의 높이에 도달하도록 선택적으로 로프 및 풀리 시스템을 통하여 레일 상에 들어올려진다.
수평식 시멘트 사일로는 2.5미터와 3.5미터 사이의 방출높이 및 7미터와 8 미터 사이의 충전높이를 가진다. 시멘트 칭량기는 대략 3.5미터(±1미터)의 입구 높이를 가지고 믹서의 바로 위쪽에 장착된다.
물 칭량기는 약 3.5미터의 높이에서 믹서의 바로 위쪽에 탑재되며 중력 또는 펌프/압력노즐에 의하여 믹서내로 물을 방출하도록 채택된다.
본 발명의 특성 및 범위는 첨부된 도면으로부터 보다 잘 이해될 수 있으며, 이 도면들은 바람직한 실시예의 예시만을 위한 것이며 어떠한 종류의 한정되 의도하는 것이 아니다. 첨부된 도면에 있어서,
도 1a는 종래 기술의 콘크리트 배치 플랜트의 정면도를 나타낸다.
도 1b는 도 1a의 콘크리트 배치 플랜트의 평면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 설계에 대한 콘크리트 배치 플랜트의 정면도를 나타낸다.
도 3은 도 2의 휠 로더 및 골재통을 가지는 콘크리트 배치 플랜트의 부분적으로 윤곽화된 정면도이다.
도 4는 도 2의 골재통 및 칭량 홉퍼를 가지는 콘크리트 배치 플랜트의 부분적으로 윤곽화된 정면도이다.
도 5는 도 2의 콘크리트 믹서, 시멘트 사일로 및 기타 액세서리를 가지는 콘크리트 배치 플랜트의 부분적으로 윤곽화된 정면도이다.
도 6은 도 2의 콘크리트 믹서, 시멘트 사일로, 콘크리트 홉퍼 및 반송 믹서를 가지는 콘크리트 배치 플랜트의 부분적으로 윤곽화된 정면도이다.
도 7은 도 2의 콘크리트 배치 플랜트의 평면도이다.
도 8은 도 7의 Z-Z 선에 따른 콘크리트 혼합 플랜트의 측면도이다.
상술한 본 발명의 주된 특징이 기술되었지만, 바람직한 실시예의 보다 상세하고 비한정적인 기술내용이 첨부된 도면을 참조하여 이하의 문장들에 주어진다.
모든 도면에 있어서, 동일한 도면부호는 동일한 특징부를 나타낸다. 또한, 장치의 형상, 크기 및 갯수는 예시만을 위하여 나타낸 것이며, 본 발명의 기본적인 원리를 벗어나지 않고서 그들의 형상, 크기 및 갯수를 변경하는 것은 본 발명의 범위 내에 속하는 것이다.
또한, 이하에서 "상부", "하부", "상향", "하향", "위" 또는 "아래", "오른쪽", "왼쪽" 및 기타 유사한 용어들은 장치와 관련하여 하나의 배향을 엄격하게 가리키는 것으로서, 장치의 베이스는 수평적이며 도면의 바닥부분에 있게 된다. 도시된 구성품들의 수효는 예시적인 것이며 한정적인 것은 아니고 또한 본 발명의 원리로부터 벗어나지 않는 한, 구성품들의 수효 및 장치의 형상과 크기를 변경하는 것은 본 발명의 범위 내에 있는 것이다.
청구범위를 포함하는 명세서 전반에 걸쳐서, 기술적인 용어 및 약어들은 해당 용어의 가장 넓은 관점에서 해석되어야 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 바와 같은, 기타의 용어에 의하여 알려진 동 기술분야에 있어서의 모든 유사한 항목들을 포함한다. 명세서 내에서 언급된 어떤 한정 또는 제한은 예시만을 목적으로 한 것이며 본 발명을 이해하기 위한 것이다.
본 발명은 콘크리트를 제조하기 위하여 다양한 골재, 물 및 화학제를 시멘트와 함께 칭량 배치하고 혼합하기 위한 콘크리트 배치 플랜트를 제공한다. 본 발명의 콘크리트 배치 플랜트는 설치가 용이하고 플랜트 건설 면적이 적으며, 플랜트의 해체 및 재건축을 신속하게 할 수 있는 간략화된 구조를 가진다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 개선된 콘크리트 뱉치 플랜트는 여러 개의 신규하고 발명적인 특징을 제공한다. 이들 특징들의 비한정적인 목록은 다음과 같다:
1. 골재들은, 지면으로부터 휠 로더를 사용하여, 각 골재용으로 여러 개의 구획으로 분할된 골재 보관통로 직접 부어진다. 그에 따라 자재들을 보관통 또는 지상 홉퍼로 모으기 위한 램프를 없도록 할 수 있다. 또한 지상 홉퍼로부터 골재 보관통로 골재를 반송하기 위한 컨베이어를 없도록 할 수도 있다.
2. 골재의 배치는, 골재 보관통의 아래쪽에 위치한 로드셀(load cell) 상에 장착된 칭량 홉퍼 내에서 행해진다.
3. 플랜트의 규모 및 방식과는 관계없이 칭량 컨베이어를 없게할 수 있다.
4. 칭량 홉퍼 내에서 칭량된 골재들은 지면위 2미터 내지 3 미터 - 3.5 미터까지 유압식으로 들어올려지거나 또는 칭량된 골재들은 공압식으로 들어올려진다.
5. 믹서는 지면 위로 정확히 1.3미터 위에 장착되거나 또는 간단한 컬럼(column)구조로 거의 지면 부근에 장착된다.
6. 칭량 홉퍼는 공압식으로 2 내지 3 미터 높이까지 들어올려지고 자재들을 믹서 내로 직접 방출한다.
7. 시멘트 칭량기는 높이가 평균 3.5미터(± 1미터)인 입구를 가지고 믹서 바로 위에 장착된다.
8. 시멘트의 투여(Dosing)는, 길이가 약 4.5미터에 지나지 않고 적은 경사도를 가지는 쇼트 스크류 컨베이어(short screw conveyor)의 도움으로 행해진다.
9. 시멘트 사일로들은 2.5 미터 - 3.5 미터 부근의 방출높이 및 7 내지 8 미터의 충전높이를 가지는 수평형이다. 이는 또한 약 2 내지 3 미터의 방출 높이를 가지는 수직형일 수도 있다.
10. 시멘트 칭량기들은 시멘트 사일로 상에 고정되고 신속한 방출 및 믹서 내에서의 재료들의 분산을 개선하기 위하여 2개의 방출점을 가지는 단순한 빔(beam) 상에 장착된다.
11. 물 칭량기들은 3.5 미터 근방의 높이에서 믹서의 바로 위쪽에 장착되고, 물은 중력 또는 펌프/압력노즐에 의하여 믹서 내로 방출된다.
12. 믹서 내에서 혼합된 콘크리트는 반송 홉퍼 상으로 방출되고 이 홉퍼는 유압식으로 들어올려진다.
13. 콘크리트 반송 홉퍼는 고정된 레일 상에서 이동되고, 직접 또는 대기 홉퍼를 통하여 트럭에 탑재된 수송 믹서 내로 콘크리트를 방출한다.
종래기술의 콘크리트 배치 플랜트의 정면도 및 평면도를 각각 나타내는 도 1A 및 도 1B 를 참조한다. 도 1A를 참조하면, 콘크리트 배치 플랜트의 전체 조립체는 믹서 및 골재통용으로 중량이며 강고한 구조 프레임을 가진다. 중량 구조는 또한 칭량 컨베이어(weighing conveyor)를 믹서로 반송하는 벨트 컨베이어를 필요로 한다. 램프는 휠 로더로 하여금 골재들을 골재통로 채우기 위하여 만들어지며, 또는 골재들은 지상 홉퍼 내로 채워진다. 지상 홉퍼 아래쪽에 공급점이 있는 컨베이어는 골재들을 특정한 간격 및 높이로 골재들을 반송하고 골재 저장통내로 방출한다. 이들 골재들은 배치 게이트(batching gates)들의 도움으로 골재 투여 콘(dosing cones)을 통하여 칭량 벨트 컨베이어 상으로 골재통로부터 방출된다. 골재들의 배치(batching)는 로드셀 상에 매달린 고용량 플랜트용 칭량 컨베이어에 의하거나 또는 골재 저장통의 아래쪽에 놓이는 로드셀 상에 매달린 스킵 버켓(skip bucket)에 의하여 행해진다. 칭량된 골재들은, 칭량 컨베이어로부터 믹서까지 자재를 반송하는 또 다른 경사진 컨베이어에 의하여 약 6.5 미터 내지 7 미터의 높이까지, 또는 스킵 로프 및 풀리 드럼 구조에 의하여 5 미터 근방까지의 높이로 들어올려진다. 콘크리트 믹서는 토목적 기반 또는 철강제의 이동식 기반 상에 탑재되는 조립된 중량 구조 상에 장착된다. 믹서, 시멘트 칭량기 및 물 칭량기들을 내장하는 철강 구조물은 8 내지 10 미터의 높이 및 15톤 까지의 중량을 가진다. 칭량된 골재들은 스킵 버켓을 7 내지 9 미터 높이로 들어올림으로써, 또는 중량 스킵 버켓을 약 9미터의 높이까지 회전시킴으로써 믹서 내로 방출된다.
골재를 칭량 및 반송하는데 컨베이어가 사용되는 배치 플랜트에 있어서, 컨베이어는 그 자재들을 믹서 위의 약 2미터 높이에 있는 대기(waiting) 홉퍼 내로 방출한다. 시멘트 칭량기가 믹서 위에 장착되며, 그의 입구는 6.5 내지 9.5 미터 범위의 높이에 있게 된다. 시멘트의 투입은 플랜트의 용량에 따라 약 10 내지 10 미터의 길이를 가지며 45도 이상의 경사도를 가지고 세워진 스크류 컨베이어의 도움으로 행해진다. 시멘트 사일로들은 수직형이며 지상으로부터 2 내지 3 미터의 방출 높이를 가지며, 충전 높이는 사일로의 용량에 따라서 거의 13 미터 내지 20 미터에 이른다. 시멘트 칭량기는 중량 구조물 상에 장착되며 단일 방출구를 가지고 믹서 위쪽에 위치된다. 물 칭량기는 약 6.5 미터 내지 9 미터 높이로 장착되며 중력 또는 펌프/압력노즐에 의하여 믹서 내로 방출된다. 믹서 내에서 혼합된 콘크리트는 믹서의 아래쪽에 배치된 트럭에 탑재된 수송 믹서 내로 직접 방출된다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 콘크리트 배치 플랜트는, 각 골재에 대하여 여러개의 구획으로 분할되고 그를 통하여 콘크리트를 제조하기 위하여 필요한 양의 골재들이 배치 게이트(3)를 통하여 칭량 홉퍼(5) 내로 배출하는 골재 저장통(2)를 포함한다. 본 발명의 요점은, 골재통(2)가 종래 방식의 것과 비교하여 지면에 가까운 높이로 설정되고, 따라서 골재들은 지면으로부터 휠 로더(1)를 사용하여 골재들이 통 내로 직접 적재될 수 있다는 것이다. 골재통들은 지지 베이스 구조물(4) 상에 지지된다. 보관통(2)이 지면에 가깝기 때문에, 중량 조립식 구조물과 비교할 때 해체가 용이하다.
상술한 특징의 장점들의 비한정적인 목록은 다음과 같다.
● 지상 홉퍼의 제거에 따른 비용 감소
● 골재통 공급 컨베이어의 제거에 따른 비용 감소
● 자재를 골재 보관통으로 또는 지상 홉퍼로 적재하기 위한 휠로더용 램프의 제거에 따른 비용 감소
● 컨베이어 모터 및 회전 슈트용 회전모터의 제거에 따른 운용비용 감소
● 램프의 경사에 따른 로더의 타이어 마모 및 디젤 소모에 따른 운용비용 감소
● 높은 보수유지 컨베이어가 제거됨에 따른 보수유지 비용의 감소
● 재고의 짧은 순환에 따른 차량의 더 적은 보수유지
● 골재의 보관통 내로의 적하가 지상 높이에서 수용되기 때문에, 로더의 주행거리가 감소되고 골재 보관통이 더 작더라도 콘크리트를 연속적으로 제조하기에 충분하다. 이 경우, 플랜트의 용량이 더 클 것이 요구되면 2개의 로더를 이용함으로써 동일한 용량의 보관통이 사용될 수 있다.
● 골재 보관통이 더 간단한 제조 과정으로 되어 비용이 큰 폭으로 감소된다.
도 4를 참조하면, 골재들은 골재 보관통(2)으로부터 배칭 게이트(3)를 통하여 중력에 의해 골재 보관통(2)의 아래쪽에 위치된 로드셀(6) 상에 장착된 칭량 홉퍼(6)로 방출된다. 배칭 게이트(3)의 개폐는 공압 실린더의 도움으로 행해진다. 본 발명의 요지는 플랜트의 규모 및 방식과는 관계없이 칭량 컨베이어가 없게지게 된다는 것과, 칭량된 자재가 칭량 홉퍼의 아래쪽에 위치된 게이트(7)의 도움에 의하여 믹서로 방출될 수 있도록 A°의 경사각으로 유압식(8)으로 지면으로부터 2 미터 내지 3-3.5 미터로 들어올려진다는 것이다. 다른 실시예에서, 칭량된 골재들은 공압식으로 들어올려질 수 있다.
상술한 발명적 특징의 장점:
● 칭량 컨베이어를 없게 함으로써, 플랜트의 단가가 상당히 감소된다.
● 칭량 컨베이어를 운용하는데 필요한 모터가 없으므로 운용 비용이 감소된다.
● 칭량 컨베이어의 보수유지가 필요없으므로 보수유지 비용이 감소한다.
● 스킵 로프, 풀리에 의한 골재의 들어올림이 없어지며, 이는 초기 비용, 운전 비용 및 보수유지 비용을 감소한다.
● 컨베이어에 의한 골재의 들어올림이 없어지며, 이는 초기 비용, 운전 비용 및 보수유지 비용을 감소한다.
● 로프의 파단, 버킷의 고장 및 컨베이어의 절단이 없게 되므로 안전도를 증가시킨다.
도 5를 참조하면, 칭량 홉퍼(5)로부터의 자재가 믹서(9)로 방출된다. 믹서는 지면위로 정확히 1.3 미터 지점에 장착되거나 단순 컬럼 구조(14) 상에서 거의 지상 레벨에 장착된다. 콘크리트 믹서는 시멘트를 포함하는 자재, 물 및 골재등을 혼합할 수 있어서, 콘크리트를 제조하게 된다.
상술한 발명적 특징의 장점:
● 이는 믹서를 장착하는데 필요한 중량의 대형 구조물의 조립을 없도록 한다.
● 중량 구조물 철재의 비용이 없게 된다.
● 대량의 조립, 표면 처리 및 도색 비용이 없게 된다.
● 이는 플랜트의 제조 및 발주 시간을 감소하고 재고 상환이 가능하게 한다.
시멘트는 시멘트 사일로(10)로부터 믹서(9)로 공급된다. 시멘트 사일로들은 방출높이가 2.5미터 내지 3.5 미터의 사이이고 충전 높이는 7 미터 내지 8 미터의 사이인 수평방식이다. 이는 방출높이가 약 2미터 내지 3 미터인 수직방식일 수도 있다. 동시에, 물이 물 파이프라인을 통하여 물 칭량기로 공급된다. 시멘트 칭량기(11)는 대략 3.5미터(±1 미터)의 입구 높이를 가지는 믹서의 바로 위에 위치된다. 시멘트의 투여(Dosing)는 단 4.5미터의 길이 및 작은 경사도를 가지는 쇼트 스크류 컨베이어(12)의 도움으로 행해진다. 시멘트 및 물은 각각의 칭량기(11),(13)에 의하여, 필요에 따라 믹서(9)로 공급되기 전에 칭량된다.
시멘트 칭량기(11)는 시멘트 사일로 상에 고정된 단순한 빔 상에 장착되고 더 빠른 방출을 위하여 2개의 배출점을 가져서 믹서 내의 자재의 분포를 개선한다. 물 칭량기(13)는 약 3.5 미터 근방의 높이로 믹서 위에 장착되며 중력 또는 펌프/압력 노즐에 의하여 믹서 내로 물을 방출한다.
상술한 발명적 특징의 장점:
● 시멘트 투입 스크류는 종래 시스템에서의 10 내지 14미터인 대신에 약 4.5 미터의 길이로 된다. 이는 스크류 컨베이어의 비용을 감소한다.
● 스크류 컨베이어의 길이 및 경사도를 감소함에 따라 거의 40%의 전력 소비를 감소한다.
● 스크류 컨베이어의 행거 베어링을 없앰으로써 보수유지 비용을 감소하고 시간을 줄여준다.
● 시멘트 사일로는 수평식 및 수직식의 양자일 수 있다. 수평식 시멘트 사일로로는 사일로의 높이를 감소할 수 있고 중량 기반 비용이 실질적으로 감소되며 사일로의 보수유지가 구조의 감소로 인하여 용이해진다. 수평 사일로와 함께 사일로에 시멘트를 충전함에 있어 업무완료 시간이 감소되며, 동력/디젤이 덜 들게 된다.
도 6을 참조하면, 모든 골재들은 믹서(9) 내에서 혼합되고 콘크리트가 콘크리트 반송 홉퍼(15) 내로 방출된다. 콘크리트 반송 홉퍼(15)는 임의의 높이에 도달하도록 유압식으로 레일(16) 상을 주행하고 그의 내용물을 게이트(17)를 통하여 트럭 상에 탑재된 반송 믹서(18) 내로 방출한다.
선택적으로, 콘크리트 반송 홉퍼(15)는 로프 풀리 시스템을 통하여 들어올려져서 반송 믹서(18) 내로 방출하기 위하여 임의의 높이에 도달하거나 랙과 피니언 시스템에 의하여 들어올려져서 반송 믹서로 방출하는 임의의 높이에 도달한다. 통상의 지식을 가진 자라면, 다른 방식의 반송 기구들도 마찬가지로 사용가능하며, 이들이 콘크리트 홉퍼(15)의 용이한 들어올림을 가능하게 하는 한, 모두 본 발명의 부분임을 알 수 있을 것이다.
상술한 발명적 특징의 장점들:
콘크리트 제조에 있어서의 종래 방식에서와 같이 골재들을 들어올리고 높은 곳에서 혼합하는 대신에 완성품, 즉 콘크리트를 반송 믹서로 적재하는 높이로 들어올리는 것은 매우 경제적이며 시간을 절약하게 된다.
본 발명에 따른 콘크리트 배치 플랜트의 작동방법:
도 2, 7 및 8을 참조하면, 모래와 상이한 크기의 석재들을 포함하는 골재들은, 휠로더(1)에 의하여 지면 높이에서 각 골재용의 여러 개의 구획으로 나누어진, 골재 보관통(2) 내로 적재된다. 상이한 크기의 골재들은 동일한 골재 보관통의 상이한 구획 내에 보관된다. 보관통에는 도 2에서 가장 잘 나타낸 바와 같이, 그로부터 중력에 의하여 자재들이 칭량 홉퍼(5) 내로 방출되는 바닥 부분에 배치 게이트(3)가 장착되어 있다. 칭량 홉퍼(5) 내에서 칭량된 골재들은 유압식(8)으로 지면 높이위로 2 미터 내지 3-3.5 미터 들어올려지거나, 또는 칭량된 고재들은 공압식으로 들어올려진다. 시멘트는 동시에 스크류 컨베이어(12)를 통하여 칭량기로 동시적으로 반송되고, 믹서(9)로 방출된다. 골재들, 시멘트, 물 및 화학제들이 믹서로 방출되고 소정의 시간 동안 혼합된다.
혼합되고 압축된 콘크리트는, 현장에서의 필요 및 조건에 따라서, 레일(16) 상에 유압식으로, 또는 랙과 피니언에 의하여, 또는 로프 장비에 의하여 이동식 반송 믹서(18)를 콘크리트로 채우도록 콘크리트와 함께 반송 홉퍼(15)를 반송하는 콘크리트 반송 홉퍼(15)내로 방출된다.
산업상 이용가능성:
콘크리트 제조 공정의 단순성으로 인하여, 본 발명은 다음의 장점을 가진다.
- 배치(Batching)
- 칭량기로부터 믹서로의 골재의 반송
- 시멘트 저장, 투입, 방출
- 트럭 탑재된 반송 믹서에 적재하기 위하여 2개의 개구 또는 더 큰 개구를 가지게 하고 원하는 높이로 콘크리트 홉퍼를 들어올림으로써 믹서로부터 콘크리트 홉퍼로의 콘크리트 방출율
- 이는 장비의 초기 비용을 매우 큰 범위로 감소할 수 있다.
- 공정순서의 배치 및 설치작업의 타이밍을 최적화함으로써 전력은 종래의 유사한 용량의 플랜트의 60% 까지 감소된다. 그것이 어떻게 달성되는 지는 표 1에서 기술된다.
- 플랜트의 사이클 시간이 최적화되어 믹서의 배치 크기를 거의 45% 까지 감소함으로써 입방미터/시간에 있어서의 플랜트의 더 높은 용량을 가질 수 있다. 그것이 어떻게 달성되는 지는 표 2 및 표 3과 콘크리트 생산의 120 m3/시간 용량의 배치 플랜트에 대한 차트 (A) 및 (B)에 기술된다.
- 본 발명은 콘크리트 생산에 있어 20 m3/시간 내지 240 m3/시간 까지의 다양한 용량에서 이용가능하다.
120입방미터/시간 용량의 콘크리트 배치 플랜트에 대한 설비전력 계산

활동
종래의 설계
신규의 설계

스킵형
컨베이어형
골재통가 지면위 2.7미터높이.
지면높이로부터 로더에 의하여 골재 적재.
칭량된 골재들이 믹서로 유압식으로 이동
골재통가 지면위 3.9미터 높이.
지면높이로부터 슈퍼로더에 의하여 골재 적재.
칭량된 골재들이 믹서로 유압식으로이동

골재통
공급컨베이어
20KW
20KW
-
-

골재
칭량컨베이어
-
22.5KW
-
-

스킵 모터
45KW
-
-
-

믹서적재용
경사 컨베이어
-
-
-

유압식으로 함께 반송되는 믹서적재용 골재홉퍼 및 콘크리트 홉퍼
-
-
28KW
28KW

믹서 모터
110KW
110KW
60KW
60KW

시멘트 투입
스크류컨베이어
18.5×2=37KW
18.5×2=37KW
7.5×2=15KW
7.5×2=15KW

고압수 펌프
7.5KW
7.5KW
7.5KW
7.5KW

합계
219.5KW
252KW
110.5KW
110.5KW
주: 기타 소량의 통상의 전력필요사항은 고려되지 않음.
각 활동에 대한 시간 사이클의 비교:

활동의 목록
종래의 배치 플랜트(초)
본 발명의 배치 플랜트(초)
골재배치(크기: 2-8mm) 4+1 4+1
골재배치(크기: 0-2mm) 7+1 6+1
골재배치(크기: 8-16mm) 4+1 4+1
골재배치(크기: 16-32mm) 7+1 6+1
칭량벨트의 방출 27 -
골재칭량홉퍼 주행 - 10
중간홉퍼까지의 반송 27+24 -
골재 칭량홉퍼 방출 - 08
중간홉퍼 방출 14 -
초기위치로 골재칭량홉퍼 복귀 - 07
시멘트 배칭 54+1 27+1
시멘트 방출 11 09
물 배칭 33+1 22+1
물 방출 17 15
혼합시간 30 30
믹서 방출 38 10
믹서게이트 폐쇄 3 2
콘크리트 홉퍼 상승 - 09
콘크리트 홉퍼 방출 - 22
콘크리트 홉퍼 게이트 폐쇄 - 02
콘크리트 홉퍼 하강 - 06
배치용 시간 사이클의 비교

파라미터
종래
본원 발명
배치 크기 3m3 1.67m3
제1 배치 시간 147초 132초
제2 배치 계속시간 90초 +/- 6초 50초 (+/- 8%~10%)
배치 수율/시간 120m3/시간+/- 8~10m3/시간 120m3/시간(+/- 8%~10%)
차트(A)
Figure pct00001
차트 (B)
Figure pct00002
본 발명은 순수하게 이해를 위하여 한정하는 것이 아닌 어떤 도면들 및 바람직한 실시예를 참조하여 기술되었으며, 본 발명은 본 명세서 내에서 앞서 기술된 것들 및 첨부된 청구범위 내에서 청구된 범위 내에서의 모든 합법적인 개선품들을 포함한다.

Claims (9)

  1. - 모래 및 상이한 크기들의 석재로 구성된 골재들을 휠로더(1)에 의하여 지면 높이로부터 골재 저장통(2)의 각 구획 내로 적재하는 단계;
    - 저장통(2)의 바닥에 장착된 배치 게이트(3)들을 통하여 저장통(2)으로부터 칭량 홉퍼(5)로 자재를 중력에 의하여 방출하는 단계;
    - 칭량 홉퍼(5) 내에서 칭량한 후 골재를 유압식(8)으로 지면 높이로부터 2미터 내지 3 - 3.5 미터 들어올리는 단계;
    - 스크류 컨베이어(12)를 통하여 시멘트를 시멘트 칭량기(11)로 반송하고, 동시에 그것을 믹서(9) 내로 방출하는 단계;
    - 물을 중력에 의하여 또는 펌프/압력노즐에 의하여 믹서내로 방출하는 단계;
    - 시멘트, 물 및 화학제인 골재를 소정의 시간동안 혼합 및 압축하는 단계;
    - 혼합되고 압축된 콘크리트를 콘크리트 반송 홉퍼(15) 내로 방출하는 단계;
    - 콘크리트 반송 홉퍼(15)를 콘크리트와 함께 유압식(16)으로 레일, 랙과 피니언 또는 로프 구조 상에 유압식으로 들어올려서 임의의 높이로 반송하는 단계; 및
    - 현장에서의 필요에 따라서, 콘크리트를 이동식 반송 믹서(18) 또는 콘크리트 펌프 내로 적재하는 단계;
    를 포함하는 콘크리트 배치 플랜트의 운용 방법.
  2. 청구항 1의 방법을 실행하기 위하여 감소된 사이클 시간을 가지는 콘크리트 배치 플랜트로서,
    골재 보관통(2)의 아래쪽에 위치된 로드셀(6) 상에 장착된 칭량 홉퍼(5) 내로 배치 게이트(3)를 통하여 중력에 의해 필요한 양의 골재를 방출하기 위하여 베이스 구조(4) 상에 지지되고, 각 골재용의 구획으로 분할되며, 지면 높이에 근접한 높이에 놓여지는 골재 보관통(2)과, 상기 칭량 홉퍼(5)를 들어올리고, 그 칭량 홉퍼 아래쪽에 놓인 게이트(7)에 의하여 골재들을 믹서(9)로 방출하기 위하여 각도 A0 의 경사도를 가지고 유압식(8)으로 상기 통(2) 내로 골재들을 직접 적재하기 위한 휠로더(1)와, 믹서(9)로 시멘트를 공급하기 위한 수평방식 시멘트 사일로(10)들과, 시멘트를 투입하기 위하여 사용되는 적은 경사도를 가진 쇼트 스크류 컨베이어(12)와, 믹서(9)로 공급되기 전에 시멘트 및 물을 각각 칭량하기 위한 칭량기(11) 및 (13) 및, 그의 내용물을 게이트(17)를 통하여 반송 믹서(18)내로 방출하기 위하여 레일 상에서 유압식(16)으로 이동하는 콘크리트 반송 홉퍼(15)를 포함하는 콘크리트 배치 플랜트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 배치 게이트(3)들은 공압식 실린더들에 의하여 개방 및 폐쇄되고, 상기 칭량 홉퍼(5)는 필요에 따라서 골재들을 칭량하도록 채택됨으로써, 플랜트의 규모 및 방식에 관계없이 칭량 컨베이어를 사용할 필요가 없는 콘크리트 배치 플랜트.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 칭량된 골재들은 공압식으로 들어올려지는 콘크리트 배치 플랜트.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 믹서(9)는 단순 컬럼 구조(14) 상에서 지면 레벨 가까이에 탑재되는 콘크리트 배치 플랜트.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 유압식(16)으로 제어되는 콘크리트 반송 홉퍼(15)는, 임의의 높이에 도달하도록 선택적으로 로프 및 풀리 시스템을 통하여 레일 상에 들어올려지는 콘크리트 배치 플랜트.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 수평식 시멘트 사일로(10)는 2.5미터 내지 3.5미터 사이의 방출높이 및 7미터 내지 8 미터 사이의 충전높이를 가지는 콘크리트 배치 플랜트.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 시멘트 칭량기(11)는 대략 3.5미터(±1미터)의 입구 높이를 가지고 믹서의 바로 위쪽에 장착되는 콘크리트 배치 플랜트.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 물 칭량기(13)는 약 3.5미터의 높이에서 믹서의 바로 위쪽에 탑재되며 중력 또는 펌프/압력노즐에 의하여 믹서내로 물을 방출하도록 채택되는 콘크리트 배치 플랜트.
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