KR20200126359A - 콘크리트 수송관용 플러그 - Google Patents

콘크리트 수송관용 플러그 Download PDF

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KR20200126359A
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신페이 데구치
유키 데구치
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히데오 데구치
유키 데구치
신페이 데구치
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Abstract

[과제] 콘크리트 수송관에 의한 콘크리트의 압송 개시에 있어서 선행 모르타르가 불필요해지는 소정의 기구를 제공한다.
[해결수단] 콘크리트 압송 개시에 앞서 콘크리트 수송관(6)에 넣어지는 플러그(10)로서 구성한다. 콘크리트 압송 개시에 앞서 플러그를 콘크리트 수송관에 넣으면, 플러그(10)는 탄성 변형하여 콘크리트 수송관(6)의 내주면에 소정의 압력으로 액밀하게 밀착된다. 콘크리트 펌프에 의해 콘크리트(22)의 압송을 개시하면, 압송되는 콘크리트(22)의 선단부에 의해 플러그(10)가 압출되고, 콘크리트 수송관(6) 내를 슬라이딩하며 전진한다. 이를 통해 콘크리트(22)의 선단부는 공중에 노출되지 않고, 콘크리트(22) 중의 골재(24)는 플러그 흐름 영역에 머문다. 폐색이 방지된다.

Description

콘크리트 수송관용 플러그
본 발명은 콘크리트 펌프차에 설치되어 있는 콘크리트 수송관, 또는 콘크리트 타설 현장에 설치되어 있는 콘크리트 수송관에 넣어지는 소정의 기구에 관한 것으로, 콘크리트 압송의 개시에 앞서 종래 투입되고 있던 선행 모르타르나 선행제가 불필요해지는 기구에 관한 것이다.
콘크리트는 배처 플랜트에서 시멘트, 자갈, 골재 등으로부터 제조되고, 믹서차에 적재되어 건설 현상으로 반송된다. 건설 현장에는, 콘트리트 펌프차가 대기하고 있으며, 믹서차로부터 내려진 콘크리트는 콘크리트 펌프차에 의해 원하는 타설 장소로 압송된다. 콘크리트 펌프차는 종래 주지하는 같이, 자주식 자동차와, 이 자동차에 설치되어 있는 각 장치, 즉 콘크리트가 투입되는 호퍼, 콘크리트 펌프, 다단식 붐, 및 이 붐에 지지되어 있는 콘크리트 수송관 등으로 이루어진다. 호퍼는 자동차 섀시의 후방에 설치되고, 믹서차로부터 내려지는 콘크리트가 투입되도록 되어 있다. 콘크리트 펌프는 섀시 상에 마련되고, 예를 들면 병렬식의 한 쌍의 피스톤 펌프 또는 스퀴즈 펌프로 구성된다. 따라서 한 쌍의 피스톤 펌프를 번갈아 구동하면, 호퍼로부터의 콘크리트를 맥동적으로 압송할 수 있게 되어 있다. 다단식 붐은, 서로 연결된 복수 개의 붐으로 구성되고, 하나의 붐의 단부가 자동차 섀시에 연결된다. 이들 붐의 연결부는 관절로 되어 있으며, 관절에 설치되는 유압식의 피스톤 실린더 유닛에 의해 굴신되도록 이루어져 있다. 따라서, 각 관절의 피스톤 실린더 유닛을 적절히 구동하면, 다단식 붐의 선단부를 임의의 장소로 이동시킬 수 있다. 콘크리트 수송관은 서로 접속된 복수 개의 금속제 유닛관으로 구성되고, 다단식 붐의 복수 개소에 설치되어 있는 스테이에 의해 지지된다. 콘크리트 수송관의 한쪽 단부는 콘크리트 펌프에 접속되고, 다른 쪽 단부는 다단식 붐의 선단부에 지지되어 있다. 그리고 이 다른 쪽 단부에는, 소정 길이의 고무제 딜리버리 호스가 접속된다. 콘크리트 펌프차는 이렇게 구성되어 있으므로, 호퍼에 콘크리트를 투입하고, 그리고 다단식 붐을 구동하여 딜리버리 호스의 선단부가 콘크리트의 타설 장소에 위치하도록 하여, 콘크리트 호퍼를 구동하면, 콘크리트는 콘크리트 수송관 내에서 압송되어, 딜리버리 호스로부터 타설 장소로 공급되게 된다.
그런데 이러한 콘크리트 수송관에는 필요에 따라, 콘크리트 이외의 것도 넣어진다. 예를 들면, 본 발명과 직접적인 관련은 없으나 콘크리트 압송 후에 콘크리트 수송관 내에 넣어지는 청소 기구가 널리 알려져 있다. 콘크리트 압송 종료 후에 콘크리트 수송관을 방치하면, 관 내에 잔존해 있는 콘크리트가 고화되고 만다. 이에, 콘크리트 압송 종료 후에 있어서, 콘크리트 수송관 내에, 엘라스토머로 이루어지는 스폰지 볼, 혹은 소정의 청소체를 넣고, 그 후 압축 공기 혹은 물을 공급한다. 그렇게 하면 압축 공기나 물에 의해 스폰지 볼 또는 청소체를 콘크리트 수송관 내에서 전방으로 압출하여 콘크리트 수송관 내에 들러붙은 콘크리트를 제거할 수 있다. 콘크리트 펌프차에 탑재되어 있는 콘크리트 수송관에는, 예를 들면 특허문헌 1에 기재되어 있는 것처럼, 그 일부에 개폐 가능한 개구부가 형성되어 있다. 스폰지 볼 등은, 이 개구부를 일시적으로 열어 콘크리트 수송관 내로 넣어지게 된다.
<특허문헌1: 특표 H9-512321호 공보>
콘크리트 수송관에 넣는 것으로서, 콘크리트의 압송 개시에 앞서 관 내에 넣는 선행 모르타르도 주지이다. 콘크리트는 상술한 것처럼 골재를 포함하고 있으므로, 콘크리트 수송관에 의해 압송할 때, 관 내에서 골재가 퇴적되어 콘크리트 수송관이 폐색되기 쉽다. 이러한 폐색의 대부분은, 콘크리트의 압송 개시 시에 발생하며, 콘크리트가 정상적으로 압송되고 있는 상태에 있어서는 대부분 발생하지 않는다. 콘크리트 압송 개시 시의 콘크리트 수송관의 폐색을 방지하기 위해, 콘크리트의 압송에 앞서, 선행 모르타르를 소정량 콘크리트 펌프에 의해 콘크리스 수송관에 공급한다. 콘크리트는 이 선행 모르타르에 이어 공급한다. 선행 모르타르는 시멘트, 물, 및 모래만으로 이루어지므로 유동성이 높으며, 그 후 콘크리트를 압송하여도 폐색이 발생하지 않는다.
콘크리트에 앞서 투입되는 선행 모르타르에 의해 콘크리트 수송관의 폐색이 방지되는 요인으로서, 종래에 생각된 것은 다음의 두 가지이다. 제1 요인은, 관 내의 윤활이 확보된다는 점이다. 선행 모르타르의 층에 의해 콘크리트 수송관 내가 코팅되어, 그 후 압송되는 콘크리트가 매끄럽게 이송되게 된다. 제2 요인은, 콘크리트 수송관을 구성하고 있는 복수 개의 유닛 관 각각의 접속부에서의 모르타르 성분의 상실이 방지된다는 점이다. 유닛 관끼리의 접속부에는 미세하게 틈이 형성되어 있으며, 이 틈에서 콘크리트에 포함되어 있는 모르타르 성분을 빼앗긴다. 콘크리트에서 모르타르 성분이 적어지면 골재의 비율이 커져 유동성이 저하되며, 그로 인해 폐색되기 쉽다. 선행 모르타르는, 이러한 접속부의 틈에 미리 파고들어, 콘크리트로부터 모르타르 성분이 상실되는 것을 방지한다.
본 발명자들은, 콘크리트 수송관에 있어서 폐색이 발생하는 메커니즘을 조사하여, 종래 알려져 있지 않던 거동을 알게 되었다. 그것을 통해 선행 모르타르에 의해 콘크리트 수송관의 폐색이 방지되는, 다른 요인들을 발견하였다. 이를 설명한다. 콘크리트 수송관(50)에 있어서 콘크리트(51)를 압송하고, 소정 시간이 경과하면, 즉 정상 상태가 되면, 도 5의 (A)에 도시된 것처럼 층 형상 상태가 된다는 것이 알려져 있다. 즉 콘크리트 수송관(50)의 내벽에 접하는 부분에는 유동성이 높은 얇은 층, 즉 유동층(53)이 형성된다. 이 유동층(53)은 주로 시멘트 및 물로 이루어진다고 생각된다. 이 유동층(53)의 내측에, 유동 시의 전단력이 크게 작용하는 전단 흐름 영역(54)이 소정 두께로 형성되고, 그 내측, 즉 콘크리트 수송관(50)의 중심축으로부터 소정 직경으로 플러그 흐름 영역(55)이 형성된다. 콘크리트(51) 중의 골재(57, 57…)는 주로 플러그 흐름 영역(55)에서 흐른다. 즉 골재는 정상 상태에서 콘크리트 수송관(51)의 중심축 근방을 흐른다. 본 발명자가 발명한 거동은 이하와 같다. 선행 모르타르를 공급하지 않고 콘크리트 수송관(50)에 콘크리트(51)를 공급한다. 도시하지 않았으나, 두 개의 피스톤 펌프로 이루어지는 콘크리트 펌프에 의해 콘크리트(51)의 수송을 개시한다. 최초의 한 개의 피스톤에 의해 콘크리트(51)를 압출할 때, 도 5의 (B)에 도시된 것처럼, 골재(57, 57…)는 중심축 근방, 즉 플러그 흐름 영역에 집중되어 있다. 이때 콘크리트(51)의 선단의 단면, 즉 공기와 접해 있는 계면(58)은 콘크리트 수송관(50)의 축에 대하여 실직적으로 수직으로 되어 있다. 한 개의 피스톤을 정지하고, 두 개의 피스톤으로 절환하면, 도 5의 (C)에 도시된 것처럼, 콘크리트(51)의 흐름이 일시적으로 멈춘다. 그렇게 되면 콘크리트(51)의 선단 근방의, 콘크리트(51) 중 유동성이 높은 성분, 즉 모르타르 성분은 중력에 의해 흘러 계면(58)이 옆으로 넓어진다. 즉 계면(58)이 경사진다. 이때 선단 근방에서 골재(57, 57)는 하방으로 가라앉고, 콘크리트 수송관(50)의 내벽에 가까워진다. 도 5의 (D)에 도시된 것처럼, 두 개의 피스톤에 의해 콘크리트(51)를 다시 압출하면 콘크리트(51)는 소정량 압출되나, 콘크리트 수송관(50)의 내벽 근방의 골재(57, 57…)는 전단 흐름 영역에 있게 되므로, 흐름의 속도가 작아 충분히 압출되지 않는다. 즉 약간 늦어진다. 이렇듯 약간 늦어지는 골재(57, 57…)에 대하여, 후방으로부터 플러그 흐름 영역을 타고 이송되어 오는 콘크리트(51) 속의 골재(57, 57)가 따라잡게 된다. 이로 인해 골재(57, 57…)의 밀도가 높아지는 영역이 형성된다. 피스톤의 절환과 구동을 반복하면, 그러한 영역에서 골재(57, 57)의 밀도가 더욱더 높아져, 도 5의 (E)에 도시된 것처럼, 마침내 골재(57, 57…)에 의해 폐색이 발생한다. 또한, 본 발명자들의 관찰에 따르면, 이렇게 콘크리트 수송관(50)에서 폐색이 발생하여도, 콘크리트 수송관(50)의 후방에서는 골재(57, 57…)가 콘크리트 수송관(50)의 중심축 근방에 모인 상태가 유지되고 있었다. 본 발명자들은, 선행 모르타르에 의해 폐색을 방지할 수 있는 것은, 선행 모르타르가 선단에 존재하는 덕분에 콘크리트(51)가 공기에 접하지 않게 되고 선단부 근방의 골재(57, 57…)가 낙하하여 콘크리트 수송관(50)의 내벽 근방에 가까워지는 것을 방지할 수 있기 때문이라고 생각하고 있다.
본 발명자들은 콘크리트(51)의 압송 개시 시에, 하향 기울기가 있는 콘크리트 수송관(50') 중에서 폐색이 발생하는 메커니즘도 발견하였다. 도 6에는 하향 기울기가 있으며 소정의 위치로부터 상방으로 만곡되어 있는 콘크리트 수송관(50')이 도시되어 있으나, 압송되고 있는 콘크리트(51)의 선단부 근방은 중력에 의해 낙하한다. 이 낙하 시에, 점성이 있는 모르타르 성분은 낙하가 늦어지는 한편, 골재(57, 57…)는 선행하여 낙하한다. 그렇게 되면 최하부에 있어서 골재(57, 57…)가 밀집된다. 이로 인해 폐색이 발생한다. 또한, 선행 모르타르를 콘크리트(51)보다 먼저 압송해 두면 하향 기울기가 있는 콘크리트 수송관(50') 내의 폐색을 방지할 수 있다는 것은, 하향 기울기가 있는 콘크리트 수송관(50')에 이미 선행 모르타르가 가득 찬 상태가 되므로, 골재(57, 57…)가 낙하하여 최하부에 밀집되지 않기 때문이라고 생각된다.
콘크리트 수송관에 의해 콘크리트의 압송을 개시할 때는, 종래처럼 선행 모르타르를 소정량 사용하면 콘크리트 수송관의 폐색을 방지할 수 있다. 그러나 이러한 선행 모르타르는 콘크리트 타설 현장에서 타설할 수는 없으므로 폐기해야만 한다. 그렇게 되면 자원의 낭비이며, 비용도 들게 된다. 따라서 본 발명은, 콘크리트의 압송 개시에 앞서, 선행 모르타르가 불필요하여 자원의 낭비를 방지할 수 있으며, 비용이 적게 드는, 소정의 기구를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 콘크리트 수송관 내의 폐색을 방지하기 위해 콘크리트 압송 개시에 앞서 관 내에 들어가는 것으로서 선행제(先行劑)도 널리 알려진 것이지만, 이것은 선행 모르타르와 같은 작용을 발휘한다. 따라서 본 발명이 목적으로 하는 소정의 기구는 이러한 선행제도 필요로 하지 않는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 콘크리트의 압송 개시에 앞서 콘크리트 수송관에 들어가는 플러그로서 구성한다. 콘크리트 압송 개시에 앞서 플러그를 콘크리트 수송관에 넣으면, 플러그는 탄성 변형하여 콘크리트 수송관의 내주면에 미리 정해지는 압력으로 액밀(液密: liquid-tight)하게 밀착된다. 콘크리트 펌프에 의해 콘크리트의 압송을 개시하면, 압송되는 콘크리트의 선단부에 의해 플러그가 압출되고, 플러그는 콘크리트 수송관 내를 슬라이딩하며 전진하게 된다. 플러그가 있음으로써 압송되는 콘크리트의 선단부는 공중에 노출되지 않고, 콘크리트 중의 골재는 플러그 흐름 영역에 머문다. 즉 폐색의 발생이 방지된다.
즉, 청구항 1에 기재된 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 콘크리트 수송관에 들어가는 플러그로서, 해당 플러그는 콘크리트의 압송 개시에 앞서 상기 콘크리트 수송관에 넣어지고, 탄성 변형하여 상기 콘크리트 수송관의 내주면에 미리 정해지는 압력으로 액밀하게 밀착하게 되어 있으며, 콘크리트 펌프에 의해 콘크리트의 압송을 개시하면, 상기 콘크리트의 선단부에 의해 상기 플러그가 눌려 상기 콘크리트 수송관 내를 슬라이딩하며 전진하게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 콘크리트 수송관용 플러그로서 구성된다.
청구항 2에 기재된 발명은, 제1항에 기재된 콘크리트 수송관용 플러그로서, 상기 플러그는 탄성 재료로 이루어지는 공모양으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 콘크리트 수송관용 플러그로서 구성된다.
청구항 3에 기재된 발명은, 제1항에 기재된 콘크리트 수송관용 플러그로서, 상기 플러그는, 그 외경이 상기 콘크리트 수송관의 내경보다 작게 형성되어 있음과 동시에 그 내부에 공기 등의 유체가 충전되는 밀봉실을 구비한 탄성체로 이루어지고, 상기 플러그가 상기 콘크리트 수송관에 넣어진 상태에서 상기 밀봉실에 유체가 충전되면 상기 플러그가 팽창하여 그 외주면이 상기 콘크리트 수송관의 내주면에 소정의 압력으로 밀착되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는, 콘크리트 수송관용 플러그로서 구성된다.
청구항 4에 기재된 발명은, 제1 내지 제3항 중 어느 항에 기재된 플러그로서, 상기 플러그에는 발신기가 설치되고, 상기 발신기로부터의 신호를 소정의 수신기로 검출함으로써, 상기 콘크리트 수송관에서의 상기 플러그의 위치를 검출할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는, 콘크리트 수송관용 플러그로서 구성된다.
이상과 같이 본 발명은, 콘크리트 수송관에 넣어지는 플러그로서 구성된다. 이 플러그는 콘크리트 압송 개시에 앞서 콘크리트 수송관에 넣어져, 탄성 변형하여 콘크리트 수송관의 내주면에 소정의 압력으로 액밀하게 밀착되게 되어 있다. 그리고 콘크리트 펌프에 의해 콘크리트의 압송을 개시하면, 콘크리트의 선단부에 있어서 플러그가 눌려져 콘크리트 수송관 내를 미끄러지며 전진하게 되어 있다. 즉, 본 발명에 관한 플러그는, 압송이 개시된 콘크리트의 선단에 있어서 콘크리트와 밀착된 상태로 콘크리트 수송관을 전진하게 된다. 그렇게 되면 압송되는 콘크리트의 선단은, 공기에 접하는 개방단이 되지 않게 된다. 또한 선단 부분은 일정 압력이 유지되어 균일화된 밀도가 유지되게 된다. 그러면 두 개의 피스톤 펌프로 이루어지는 콘크리트 펌프에 의해 압송·정지·압송을 반복하더라도, 콘크리트의 선단 근방에서 골재가 분리되어 밀집하지 않는다. 즉 콘크리트 수송관의 폐색을 방지할 수 있다. 또한 하향 기울기가 있는 콘크리트 수송관에 있어서도, 압송되는 콘크리트의 선단으로부터 골재가 먼저 낙하하지 않아, 골재에 의한 콘크리트 수송관의 폐색을 방지할 수 있다. 즉 본 발명에 관한 플러그는, 콘크리트 수송관의 폐색을 방지하기 위해 종래 필요했던 고가의 선행 모르타르를 사용할 필요가 없다. 다른 발명에 따르면, 플러그는 탄성 재료로 구 형상으로 형성되어 있다. 심플한 형상으로 이루어지므로, 비교적 저비용으로 플러그를 제조할 수 있다. 나아가 다른 발명에 따르면, 플러그는, 그 외경이 콘크리트 수송관의 내경보다 작게 형성되어 있음과 동시에 그 내부에 공기 등의 유체가 충전되는 밀봉실을 구비한 탄성체로 이루어지고, 플러그가 콘크리트 수송관에 넣어진 상태에서 밀봉실에 유체가 충전되면 플러그가 팽창하여 그 외주면이 상기 콘크리트 수송관의 내주면에 소정의 압력으로 밀착되도록 되어 있다. 이 플러그는 콘크리트 수송관의 내경보다 작으므로 용이하게 콘크리트 수송관 내에 넣을 수 있으며, 충전하는 유체의 양, 혹은 압력을 조정함으로써, 플러그의 외주면과 콘크리트 수송관의 내주면이 밀착하는 압력을 조정할 수 있다. 즉 취급이 용이해지는 효과가 얻어진다. 나아가 다른 발명에 따르면, 플러그에는 발신기가 설치되고, 발신기로부터의 신호를 소정의 수신기로 검출함으로써, 콘크리트 수송관에서의 플러그의 위치를 검출할 수 있도록 되어 있다. 이 발명에 따르면, 콘크리트 수송관이 긴 경우일지라도, 용이하게 플러그의 위치를 검출할 수 있으므로, 어디까지 콘크리트가 압송되어 있는지 파악할 수 있으며 따라서 콘크리트 타설 작업의 효율이 높아진다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 콘크리트 수송관용 플러그가 적용되는, 종래의 콘크리트 펌프차를 모식적으로 나타낸 사시도이다.
도 2(A), (B)는 각각 본 발명의 제1, 2 실시형태에 관한 콘크리트 수송관용 플러그를 나타내는 사시도이고, 도 2 (C), (D)는 각각 제3, 4 실시형태에 관한 콘크리트 수송관용 플러그를 나타내는 정면 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 콘크리트 수송관용 플러그를 사용하여 콘크리트의 압송을 개시할 때의 각 공정을 설명하는 도면으로, 그 (A)~(C)는 각 공정에서의, 콘크리트 수송관 및 플러그를 나타내는 정면 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시형태에 관한 콘크리트 수송관용 플러그를 사용하여 콘크리트의 압송을 개시할 때의 각 공정을 설명하는 도면으로, 그 (A)~(C)는 각 공정에서의, 콘크리트 수송관 및 플러그를 나타내는 정면 단면도이다.
도 5는 그 (A)~(E)는, 압송되는 콘크리트의 상태를 모식적으로 나타내는, 콘크리트 수송관의 정면 단면도이다.
도 6은 압송되는 콘크리트의 상태를 모식적으로 나타내는, 하향 기울기가 있는 콘크리트 수송관의 정면 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 콘크리트를 압송하는 콘크리트 펌프차(1)는, 도 1에 나타내어진 것처럼, 엔진에 의해 자주하는 자동차(2), 이 자동차(2)의 섀시 후부에 고정되어 콘크리트가 투입되게 되어 있는 호퍼(3), 호퍼(3)로부터의 콘크리트를 압송하는 콘크리트 펌프, 그 단부가 자동차(2)의 전방 가까이에 연결되어 있는 다단식 붐(4) 및 이 다단식 붐(4)에 지지되어 있으며 다단식 붐(4)과 함께 굴곡되는 콘크리트 수송관(6)으로 구성되어 있다. 도 1에는 콘크리트 펌프는 나타나 있지 않으나, 콘크리트 펌프는 한 쌍의 피스톤 펌프로 구성되고, 이들 피스톤 펌프가 번갈아 구동되면 콘크리트는 콘크리트 수송관(6) 내를 맥동을 수반하면서 압송되도록 되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 콘크리트 수송관(6)의 일부에 있어서, 개구부(7)가 설치되어 있다. 이 개구부(7)는, 다음에 설명할 본 발명의 제1 실시형태에 관한 플러그(10a)를 콘크리트 수송관(6)에 넣기 위한 것이다. 콘크리트 수송관(6)은 직렬로 접속된 복수 개의 유닛관으로 이루어지지만, 이 개구부(7)는 테이퍼 형상으로 관의 내경이 작아지는 유닛관으로 설치되어 있다. 개구부(7)는 소정의 덮개에 의해 폐쇄되어 있다. 또한, 점선으로 나타낸 개구부(7')는, 본 발명의 제3 실시형태에 관한 플러그(10c)를 콘크리트 수송관(6)에 넣기 위한 것이며, 관의 내경이 일정한 유닛관에 설치되어 있다. 어떠한 플러그(10a, 10c)를 사용하는지에 따라, 콘크리트 수송관(6)에 개구부(7, 7') 중 어느 것이 설치되어 있다.
본 발명의 제1 실시형태에 관한 플러그(10a)는, 천연 고무, 폴리우레탄 등의 탄성 재료로 이루어지며, 도 2의 (A)에 도시된 것처럼 공모양으로 형성되어 있다. 플러그(10a)의 직경은, 콘크리트 수송관(6)의 내경보다 약간 크게 되어 있다. 따라서 콘크리트 수송관(6) 내로 밀어 넣어지듯이 삽입되면, 플러그(10a)는 탄성 변형하여 콘크리트 수송관(6) 내의 내주면에 액밀하게 밀착된다. 플러그(10a)는 중공으로 형성될 수도 있고, 중공부가 없을 수도 있다. 혹은 중심에 목재, 금속 등의 심이 들어 있을 수도 있다.
본 발명의 제1 실시형태에 관한 플러그(10a)를 사용하여, 선행 모르타르를 사용하지 않고 콘크리트의 압송을 개시하는 방법을 설명한다. 콘크리트 펌프차(1)의 콘크리트 수송관(6)에 있어서, 도 3(A)에 도시된 것처럼 개구부(7)를 연다. 이 개구부(7)로부터 콘크리트 수송관(6) 내로 본 실시형태에 관한 플러그(10a)를 삽입한다. 개구부(7)가 설치되어 있는 유닛관은, 도 3(A)에 도시된 것처럼, 상류측의 내경이 크게 형성되고 하류측을 향함에 따라 완만하게 내경이 작아져, 다음 유닛관에 접속되어 있다. 개구부(7)는 내경이 큰 부분에 형성되어 있으므로, 플러그(10a)를 용이하게 관 내로 넣을 수 있다.
콘크리트 펌프차(1)의 콘크리트 펌프를 구동하여, 콘크리트(22)의 압송을 개시한다. 콘크리트(22)의 압송 개시에 따라, 콘크리트 수송관(6) 내에서 콘크리트(22)에 의해 압출된 공기는 개구부(7)로부터 외부로 배출된다. 압송되는 콘크리트(22)의 선단이 플러그(10a)에 도달하면, 바꾸어 말하면 콘크리트(22)와 플러그(10a) 사이의 공기가 없어지면, 콘크리트 펌프를 일단 정지하고, 도 3(B)에 도시된 것처럼, 개구부(7)를 덮개(23)에 의해 폐쇄한다. 폐쇄 후, 콘크리트 펌프의 구동을 재개하여 콘크리트(22)를 압송한다. 플러그(10a)는 콘크리트(22)의 선단부에 의해 눌려져, 테이퍼 형상의 유닛관 내에서 전진한다. 그렇게 되면 플러그(10a)는 유닛관의 내주면에 밀착하여, 유닛관에 마개를 한 상태가 된다. 이어서 플러그(10a)가 콘크리트(22)에 의해 눌려져 전진하면, 플러그(10a)는 탄성 변형하여 타원 형상이 되어, 콘크리트 수송관(6)의 내주면에 소정의 압력으로 액밀하게 밀착된다. 그리고 압출되어 다음 유닛관으로 이동한다. 또한, 플러그(10a)는 탄성률이 높아 용이하게는 변형되지 않는다. 따라서 사람의 힘으로는 콘크리트 수송관(6)에 밀어 넣을 수도 없으며, 콘크리트 수송관(6) 내에서 이동시킬 수도 없다. 콘크리트 펌프에 의한 콘크리트(22)의 압출 압력에 의해서만, 플러그(10a)를 밀어넣고 탄성 변형시킬 수 있으며, 관 내에서 이동시킬 수 있다. 이런 점에서, 콘크리트 수송관(6)의 청소용으로 사용되며 사람의 힘으로도 콘크리트 수송관(6) 내로의 삽입이나 이동이 용이한 스폰지볼 등의 종래의 청소 기구와는 상이하다.
콘크리트 펌프에 의한 콘크리트의 압송을 계속한다. 그러면 플러그(10a)는 큰 마찰저항을 수반하면서 콘크리트(22)에 의해 눌려져 콘크리트 수송관(6) 내를 나아간다. 콘크리트(22)는 그 선단부가 항상 플러그(10a)에 의해 눌려져 있으므로, 공기와 접하는 개방 계면을 형성하지 않고 콘크리트 수송관(6)에서 압송되게 된다. 이로 인해 콘크리트(22)는 층류상태(層流狀態)가 유지되며, 콘크리트(22) 중의 골재(24, 24…)가 플러그 흐름 영역에 머무는 것이 보증된다. 또한, 콘크리트 수송관(6)의 일부에, 도 3(C)에 도시된 것처럼, 하향 경사가 있더라도, 플러그(10a)가 콘크리트(22)의 선단에 존재하므로, 콘크리트(22)로부터 골재(24, 24…)만이 선행하여 낙하하지 않으며, 골재(24, 24…)는 플러그 흐름 영역에 머문다. 이렇듯 골재(24, 24…)가 플러그 흐름 영역에 머물러 콘크리트(22)가 압송되므로, 콘크리트(22)의 일부에서 골재(24, 24)의 밀도가 커지지 않아 콘크리트 수송관(6)의 폐색이 방지된다. 마침내 플러그(10a)는 압출되어 콘크리트 수송관(6)의 선단부로부터 외부로 배출된다. 이어서 콘크리트 펌프를 구동하여 콘크리트(22)를 압송한다. 압송되는 콘크리트(22)는 선행 모르타르 등을 포함하고 있지 않으므로 곧바로 타설할 수 있다.
제1 실시형태에 관한 플러그(10a)는 다양한 형태가 가능하다. 도 2(B)에는 제2 실시형태에 관한 플러그(10b)가 도시되어 있는데, 이 실시형태에서는 타원체로 형성되어 있다. 이 제2 실시형태에 관한 플러그(10b)도, 중앙부의 최소 직경 부분의 직경은, 콘크리트 수송관(6)의 내경보다 약간 크게 되어 있다. 따라서 플러그(10b)가 콘크리트 수송관(6) 내로 삽입되면, 그 외주면이 콘크리트 수송관(6)의 내주면에 소정의 압력으로 액밀하게 밀착되게 된다.
본 발명에 관한 플러그(10a, 10b)는 다른 형태도 가능하다. 도 2(C)에는 본 발명의 제3 실시형태에 관한 플러그(10c)가 나타나 있다. 이 실시형태에 관한 플러그(10c)는 외각체(11) 및 봉지체(12)로 구성되어 있다. 외각체(11)는 소정 두께의 원통 형상을 나타내고, 탄성 재료, 예를 들면 폴리우레탄으로 형성되어 있다. 외각체(11)의 원통의 한쪽은 폐쇄되어 있다. 즉 바닥이 있다. 그러나 다른 쪽은 개구되어 있다. 이러한 외각체(11)의 외경은 콘크리트 수송관(6)의 내경보다 약간 작다. 따라서 플러그(10c)는 콘크리트 수송관(6)에 용이하게 삽입될 수 있다.
봉지체(12)는 이러한 외각체(11)의 내측에 넣어져 있다. 봉지체(12)도 탄성 재료로 이루어지나 기밀성, 혹은 액밀성을 구비한 재료로 형성되어 있다. 예를 들면 이소부틸렌·이소프렌·스티렌 고무로 형성되어 있다. 봉지체(12)는 소정 두께로 봉지 형상으로 형성되어 있으며, 그 일부에 직경이 작은 유체 주입관(13)이 형성되고, 이것이 외각체(11)의 개구부에 배치되어 있다. 이 유체 주입관(13)의 선단은 유체 공급구(14)로 되어 있으며, 이 봉지체(12) 내에 기체 또는 액체, 즉 유체를 공급할 수 있도록 이루어진다. 유체 주입관(13)에는 밸브(16)가 설치되어, 봉지체(12)에 넣어진 유체가 역류하여 외부로 유출되지 않도록 된다. 봉지체(12)에 유체를 충전하면, 봉지체(12)가 팽창하여 외각체(11)가 변형된다. 그렇게 되면 외각체(11)의 외경이 커진다. 이렇듯 밀봉된 유체의 압력에 의해 플러그(10c)를 팽창시킬 수 있게 되어 있으므로, 봉지체(12)의 내측은 밀봉실(18)이라고 할 수 있다.
본 실시형태에 관한 플러그(10c)도, 제1 실시형태에 관한 플러그(10a)와 마찬가지로 콘크리트의 압송에 앞서 콘크리트 수송관(6) 내에 삽입되나, 플러그(10c)는 외각체(11)의 직경이 콘크리트 수송관(6)의 내경보다 약간 작으므로 용이하게 삽입될 수 있다. 따라서 이를 삽입하기 위한 개구부(7')는, 도 1에 도시된 것처럼, 관의 내경이 일정한 유닛관에 설치된다. 이러한 개구부(7')를 열고, 콘크리트 수송관(6) 내로 제3 실시형태에 관한 플러그(10c)를 삽입한 상태가, 도 4(A)에 도시되어 있다. 개구부(7')로부터 유체 공급용 호스(20)를 넣고, 도 4(B)에 도시된 것처럼, 플러그(10c)의 유체 공급구(14)에 접속한다. 밀봉실(18)에 유체를 공급한다. 예를 들면, 물, 기계유 등의 액체를 공급할 수도 있고, 질소 등의 기체를 공급할 수도 있으나, 본 실시형태에서는 압축 공기를 공급한다. 압축 공기에 의해 봉지체(12)가 팽창하여, 외각체(11)의 외경이 커진다. 이에 따라 플러그(10c)의 외주면은 콘크리트 수송관(6)의 내주면에 소정의 압력으로 밀착된다. 유체 공급 호스(20)를 빼고 개구부(7)로부터 물러나게 한다. 콘크리트 펌프차(1)의 콘크리트 펌프를 구동하여, 콘크리트(22)의 압송을 개시한다. 콘크리트(22)의 압송 개시에 따라, 콘크리트 수송관(6) 내에서 콘크리트(22)에 의해 압출된 공기는 개구부(7')로부터 외부로 배출된다. 압송되는 콘크리트(22)의 선단이 플러그(10c)에 도달하면, 바꾸어 말하면 콘크리트(22)와 플러그(10c) 사이의 공기가 없어지면, 콘크리트 펌프를 일단 정지하고, 도 4(C)에 도시된 것처럼, 개구부(7')를 덮개(23)에 의해 폐쇄한다. 폐쇄 후, 콘크리트 펌프의 구동을 재개하여 콘크리트(22)를 압송한다.
본 발명에 관한 플러그(10a, 10b, 10c)는 다양한 형태가 가능하다. 도 2(D)에는, 제3 실시형태에 관한 플러그(10c)를 변형한 제4 실시형태에 관한 플러그(10d)가 도시되어 있다. 이 플러그(10d)에는 전파를 발신하는 발신기(26)가 설치된다. 이러한 플러그(10d)를 사용하면, 전파를 검출하는 수신기를 사용함으로써, 콘크리트 수송관(6) 중의 플러그(10d)의 위치를 검출할 수 있다. 또한, 이 실시형태에 관한 플러그(10d)에 있어서는, 봉지체(12)의 전방으로부터 유체 배출관(27)이 나와 있으며, 이것이 플러그(10d)의 선단부에서 외부로 돌출되어 있다. 이 유체 배출관(27)에는 배출 밸브(28)가 설치된다. 이렇게 플러그(10d)를 구성하면, 압송되는 콘크리트에 의해 눌려 플러그(10d)가 콘크리트 수송관(6)의 출구 근방에 도달했을 때, 이 배출 밸브(28)를 조작하여 용이하게 밀봉실(18) 내의 유체를 배출할 수 있다. 그렇게 되면 플러그(10d)의 외경이 작아져, 플러그(10d)를 안전하게 콘크리트 수송관(6)으로부터 꺼낼 수 있다.
본 발명에 관한 플러그(10a, 10b, 10c, 10d)는, 콘크리트 수송관(6)에 의해 콘크리트(22)를 압송할 수 있으므로 콘크리트(22)의 선단 부분의 흐름이 흐트러지는 것을 방지하며, 이에 따라 콘크리트(22)를 매끄럽게 흘려보낼 수 있도록 한다. 즉 플러그(10a, 10b, 10c, 10d)는 콘크리트(22)의 흐름을 정돈하는 것이라고 할 수 있다. 따라서, 정류 플러그, 혹은 정류 컨트롤 플러그라고 부를 수도 있다.
1 콘크리트 펌프차 2 자동차
4 다단식 붐 6 콘크리트 수송관
7 개구부 10 플러그
11 외각체 12 봉지체
13 유체 주입관 14 유체 공급구
16 밸브 18 밀봉실
22 콘크리트 24 골재
26 발신기 27 유체 배출관
28 배출 밸브

Claims (4)

  1. 콘크리트 수송관에 넣어지는 플러그로서, 해당 플러그는 콘크리트의 압송 개시에 앞서 상기 콘크리트 수송관에 넣어지고, 탄성 변형하여 상기 콘크리트 수송관의 내주면에 미리 정해지는 압력으로 액밀하게 밀착하게 되어 있으며, 콘크리트 펌프에 의해 콘크리트의 압송을 개시하면, 상기 콘크리트의 선단부에 의해 상기 플러그가 눌려 상기 콘크리트 수송관 내를 슬라이딩하며 전진하게 되어 있는 것을 특징으로 하는, 콘크리트 수송관용 플러그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플러그는 탄성 재료로 이루어지는 공모양으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 콘크리트 수송관용 플러그.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 플러그는, 그 외경이 상기 콘크리트 수송관의 내경보다 작게 형성되어 있음과 동시에 그 내부에 공기 등의 유체가 충전되는 밀봉실을 구비한 탄성체로 이루어지고, 상기 플러그가 상기 콘크리트 수송관에 넣어진 상태에서 상기 밀봉실에 유체가 충전되면 상기 플러그가 팽창하여 그 외주면이 상기 콘크리트 수송관의 내주면에 미리 정해지는 압력으로 밀착되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는, 콘크리트 수송관용 플러그.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 항에 있어서,
    상기 플러그에는 발신기가 설치되고, 상기 발신기로부터의 신호를 소정의 수신기로 검출함으로써, 상기 콘크리트 수송관에서의 상기 플러그의 위치를 검출할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는, 콘크리트 수송관용 플러그.
KR1020207010561A 2018-02-26 2019-02-20 콘크리트 수송관용 플러그 KR20200126359A (ko)

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