KR100325196B1 - 락 볼트 보강용 펌핑장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토목공사에 사용되는 락 볼트 보강용 펌핑장치로서, 토목공사용 구멍에 소정의 유동 상태의 충전물을 주입하기 위한 충전장치인 펌프(10)와, 상기 펌프(10)에 충전물을 공급하기 위한 믹서통(50)과, 상기 펌프(10)를 작동하기 위한 구동원인 유압 파워유니트(60)와, 장치 전체를 콘트롤 하기 위한 콘트롤 패널(70)로 구성되며, 상기 펌프(10)는, 충전물을 받아들이기 위하여 밸브 블록(12)의 일측에 형성되는 유입구(14)와, 그 내측의 체크 볼 시트(15a)에 유동가능하게 설치되는 체크 볼(15)과, 충전물 흡입 시 체크 볼(15)의 임의 이탈을 방지하기 위한 스토퍼(16)와, 충전물을 소요부위에 배출하기 위하여 밸브 블록(12)과 유압 파워 구동관(30) 사이에 배치된 충전물 배출관(20)과, 이 유압 파워 구동관(30)에 직접 유압구동력을 부여하는 유압 실린더 조립체(40)로 구성되어 있다.

마모성이 없는 액체인 경우나 마모성이 큰 액체인 경우 등에만 적용되는 고무재로 피복된 기존의 장치로서는, 마모성이 큰 모래를 섞은 유체를 배출하는 것이 매우 곤란하였고 큰 토크로 배출할 수 없었으나, 피스톤 형식으로서 고압 송출이 가능하고 피스톤부에 시일(seal)용 오목홈을 설치하고 탄성을 갖는 고무 패킹을 사용하여 튜브나 피스톤이 어느 정도 마모되어도 기밀을 유지할 수 있기 때문에 모래 섞인 유체를 밀어낼 수 있고, 굵은 모래 입자를 트러블 없이 송출토록 하기 위해 밸브 스플을 사용하여 유체 유동시 걸리는 것이 없도록 하여 하자 및 마모 요인을 제거하는 효과가 있으며, 피스톤의 상하 행정 모두 충전물을 배출하므로 펌핑효과를 극대화하며, 교반기에 있어서는 큰 회전축이 회전하고 그 회전 반경 내에서 다시 유성기어에 의하여 회전하는 교반날개에 의하여 많은 양의 시멘트와 모래, 물이 기계적으로 계속 잘 섞여 콘크리트 몰탈이 될 수 있도록 하여, 침전물이 생기지 않도록 하며 펌핑 동작과 무관하게 연속 회전이 가능하고, 정역회전이 가능한 효과가 있다.

Description

락 볼트 보강용 펌핑장치{Pumping Apparatus for Rock Bolt Reinforcement}

본 발명은 락 볼트 보강용 펌핑장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 락 볼트 보강용 펌핑장치에 있어서 여러 가지 기능을 부여한 장치에 있어서의 장비고가의 문제를 해결하고 락 볼트 보강 충전물의 강도를 높일 수 있는 락 볼트 보강용 펌핑장치에 관한 것이다.

일반적으로 토목건축공사, 특히 터널공사 등에 있어서는 산의 암반을 포함하는 지중에 구멍을 형성하게 된다. 이 구멍은 소정의 폭발물, 예를들면 다이너마이트와 같은 폭발물을 다수개 터뜨려서 암반을 깨면서 터널 기초구멍을 넓혀나가게 된다.

일정한 높이와 넓이로 기초터널을 뚫고 난 후, 이 기초터널의 붕괴를 방지하기 위해서는 기초터널의 안쪽에 면하여 무수히 많은 기초 볼트(락 볼트)를 박고 메쉬 형상의 망사체를 설치하며 최종적으로 콘크리트를 타설하는 보강막 공사를 하게 된다.

이 보강막 공사는, 먼저 착암기나 파쇄기를 이용하여 암반에 기초 볼트가 삽입될 구멍을 뚫는다. 상기 구멍에 시멘트 몰탈을 타설하고 기초 볼트를 삽입한다.

상기 기초 볼트 주위의 상기 몰탈이 굳으면 기초 볼트는 암반 속에 고정되는 것이다. 상기 기초 볼트를 소정 간격으로 다수개 설치함으로써 망사체에 분사되는 콘크리트 하중에 충분히 견디도록 한다.

이때 상기 기초 볼트를 암반에 깊숙하게 설치하여야 보강막이 견고하게 되므로 보강막 공사에 있어서 기초 볼트의 설치공법의 개선은 터널 공사 등에 있어서 공수단축, 인건비 절감 등에 큰 영향을 미친다.

종래 이러한 기초 볼트 설치공사에 사용되는 장비로서는 암반에 기초 볼트가 삽입될 구멍뚫기 장치, 기초 볼트 삽입장치 및 시멘트 몰탈 주입장치가 일체화된 장비가 잘 알려져 있다.

또 상기 장치 중, 시멘트 몰탈 주입장치로서는 도 1에 도시한 장치가 일반적이다.

도 1은 종래의 모노펌프를 이용한 락(rock) 볼트용 시멘트 몰탈 주입장치의 시멘트 주입 개념을 나타낸 설명도이다. 이 도면에서 부호 300은 트위스트 형태로 형성된 스테이터, 302는 상기 스테이터(300) 내에 조립되어 회전운동하는 로터이다. 이 로터(302)의 표면에는 밀폐성 내지 압축성을 위하여 얇은 고무재가 피복되어 있다.

일반적으로 모노펌프란, 회전하는 로터와 고정된 스테이터로 구성된 정량펌프를 말한다. 상기 로터(302)는 복잡한 피치로 꼬여있는 형태이며 스테이터(300)는상기 로터(302)를 받아들이도록 로터 피치의 두배로 되어 있다. 따라서 상기 로터(302)가 회전하면서 발생하는 토출과 저압력 부위와 고압력 부위 사이에 끊임없이 유동하는 밀폐선을 형성함으로써 흡입과 압축 두 기능을 동시에 생성해낸다.

모든 단계에서 이와 같은 밀폐동작이 지속될 때에 일정하게 밀폐공간이 형성된다. 이 공간은 일정한 간격으로 배열되어 있는 축처럼 하나의 회전체 위의 로터(302)의 단면에 의하여 만들어지게 된다. 또 이것은 송출압력이 새롭게 시작되면 그와 동시에 흡입압력이 동시에 발생한다. 도 1에서 부호 304는 상기 로터(302)를 작동하기 위한 구동축과 연결된 샤프트이다.

이러한 모노펌프를 이용한 시멘트 몰탈 펌핑장치는 별도 구성한 시멘트 공급호퍼로부터 시멘트 몰탈을 공급받아 락 볼트가 삽입된 암반의 구멍에 충전하게 된다.

그러나 종래의 락 볼트 보강용 펌핑장치는, 구멍뚫기용 장치나 락 볼트 박음장치 기능이 혼재된 것이어서 매우 고가였으며, 상기 모노펌프를 이용한 시멘트 몰탈 주입장치는 시멘트 몰탈만을 주입가능하게 되어 락 볼트를 고정하는 강도가 매우 약하였다. 즉, 시멘트 몰탈은 경화속도가 빠르다고 하는 장점은 있으나 외부충격에 약하여 쉽게 부서져 버리는 문제가 있기 때문에, 강도를 좋게 하기 위해서는 모래를 섞은 콘크리트 몰탈로 락 볼트 구멍을 충전하는 것이 필요하다.

결국, 상기 고무재를 피복한 모노펌프를 이용한 시멘트 몰탈 주입장치는, 단일 목적을 위한 개별 구성의 장치가 요구되었으며 모래가 섞인 콘크리트 몰탈을 그충전물로 사용할 경우에는 상기 고무 피복재에 모래가 휩쓸려 고무재를 손상한다고 하는 문제가 있다. 이는 운전 중에 고장을 발생하여 공정 중에 치명적인 장애요소로 작용한다.

본 발명은 상기 종래 문제를 감안하여 이를 해결하기 위하여 발명된 것으로, 락 볼트 보강용 펌핑장치에 있어서 여러 가지 기능을 부여한 장치에 있어서의 장비고가의 문제를 해결하고 락 볼트 보강 충전물의 강도를 높일 수 있는 단일 목적의 락 볼트 보강용 펌핑장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 모노펌프를 이용한 락 볼트용 시멘트 몰탈 주입장치의 시멘트 주입 개념을 나타낸 설명도

도 2는 본 발명의 락 볼트 보강용 펌핑장치의 전체 구성을 나타낸 사시도

도 3은 본 발명의 락 볼트 보강용 펌핑장치의 구성을 나타낸 정면도

도 4는 본 발명의 락 볼트 보강용 펌핑장치의 구성을 나타낸 배면도

도 5는 본 발명의 락 볼트 보강용 펌핑장치의 믹서통과 펌프의 구성을 나타낸 단면도

도 6은 본 발명의 락 볼트 보강용 펌핑장치의 펌프 구성을 나타낸 분해사시도

도 7 및 도 8은 본 발명의 락 볼트 보강용 펌핑장치의 펌프 작동상태를 나타낸 단면도로서,

도 7은 펌핑 시스템의 피스톤 상승 단계의 작동상태

도 8은 펌핑 시스템의 피스톤 하강 단계를 각각 나타낸 것임.

<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 펌프 12 : 밸브 블록

14 : 유입구 15 : 체크 볼

15a : 체크 볼 시트 16 : 스토퍼

20 : 충전물 배출관 22 : 피스톤 샤프트

22a : 단턱 22b : 샤프트 관통구멍

22c : 피스톤 작동홈 24 : 피스톤

25,33 : 패킹 26 : 하부 챔버

27 : 상부 챔버 30 : 유압 파워 구동관

32 : 구동축 34 : 기밀 유지턱

35 : 조인트 36 : 고정핀

37 : 배출공 40 : 유압 실린더 조립체

42 : 실린더 로드 44 : 실린더 패킹

45 : 피스톤 46 : 연결구멍

47 : 유압호스 50 : 믹서통

51 : 샤프트 52 : 스크류 구동체

52a : 구동모터 52b : 제 1구동기어

52c : 제 1체인 52d : 제 1피동기어

53 : 회전판 53a : 경사판

54 : 교반 유니트 54a : 교반 날개

54b : 회전축 54c : 상판

54d : 하판 54e : 제 2구동기어

54f : 제 2피동기어 54g : 제 2체인

55a,55b : 고정판 56 : 배출통로

56a : 배출구멍 56b : 마개

60 : 유압 파워유니트 62 : 베이스

64 : 발판 66 : 프레임

70 : 콘트롤 패널 A : 충전물(콘크리트 몰탈)

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 락 볼트 보강용 펌핑장치는,

토목공사에 사용되는 락 볼트 보강용 펌핑장치로서,

토목공사용 구멍에 소정의 유동 상태의 충전물을 주입하기 위한 충전장치인 펌프와,

상기 펌프에 충전물을 공급하기 위한 믹서통과,

상기 펌프를 작동하기 위한 구동원인 유압 파워유니트와,

장치 전체를 콘트롤 하기 위한 콘트롤 패널로 구성되며,

상기 펌프는,

충전물을 받아들이기 위하여 밸브 블록의 일측에 형성되는 유입구와, 그 내측의 체크 볼 시트에 유동가능하게 설치되는 체크 볼과, 충전물 흡입 시 체크 볼의 임의 이탈을 방지하기 위한 스토퍼와,

충전물을 소요부위에 배출하기 위하여 밸브 블록과 유압 파워 구동관 사이에배치된 충전물 배출관과,

이 유압 파워 구동관에 직접 유압구동력을 부여하는 유압 실린더 조립체로 구성되어 있다.

이러한 구성에 있어서, 상기 충전물 배출관, 유압 파워 구동관 및 유압 실린더 조립체의 내부에는, 대략 전체에 걸쳐서 피스톤 샤프트 및 실린더 로드가 설치되고 상기 피스톤 샤프트의 일측부는 상기 실린더 로드의 왕복운동 구동력을 전달받기 위하여 구동축으로 되어 있는 것이 좋으며,

상기 피스톤 샤프트의 일측단[밸브 블록 측]에는, 접시머리형의 단턱이 형성되고 그 후방으로 일정간격을 두고, 역시 접시머리형의 샤프트 관통구멍이 형성되어 있고, 상기 피스톤 샤프트의 단턱과 샤프트 관통구멍 사이는 피스톤을 받아들이는 피스톤 작동홈으로 형성되어 있는 것이 좋고,

상기 충전물 배출관 내에는, 상기 피스톤이 피스톤 작동홈에 위치하면서 충전물 배출관의 내경에 밀접하게 설치되고, 이 피스톤 내에 기밀누설 방지를 위한 패킹이 설치되는 것이 바람직하며,

상기 충전물 배출관은 내경이 큰 하부 챔버와 내경이 작은 상부 챔버로 구성되어 있고, 상기 구동관의 외부측에는 상기 충전물 배출관으로부터 외부로 충전물을 배출하기 위한 배출공이 형성되어 있는 것이 좋다.

마모성이 없는 액체인 경우나 마모성이 큰 액체인 경우 등에만 적용되는 고무재로 피복된 기존의 장치로서는, 마모성이 모래를 섞은 유체를 배출하는 것이 매우 곤란하였고 큰 토크로 배출할 수 없었으나, 피스톤 형식으로서 고압 송출이 가능하고 피스톤부에 시일(seal)용 오목홈을 설치하고 탄성을 갖는 고무 패킹을 사용하여 튜브나 피스톤이 어느 정도 마모되어도 기밀을 유지할 수 있기 때문에 모래 섞인 유체를 밀어낼 수 있고, 굵은 모래 입자를 트러블 없이 송출토록 하기 위해 밸브 스플을 사용하여 유체 유동시 걸리는 것이 없도록 하여 하자 및 마모 요인을 제거하는 효과가 있으며, 피스톤의 상하 행정 모두 충전물을 배출하므로 펌핑 효과를 극대화하며, 교반기에 있어서는 큰 회전축이 회전하고 그 회전 반경 내에서 다시 유성기어에 의하여 회전하는 교반날개에 의하여 많은 양의 시멘트와 모래, 물이 기계적으로 계속 잘 섞여 콘크리트 몰탈이 될 수 있도록 하여, 침전물이 생기지 않도록 하며 펌핑 동작과 무관하게 연속 회전이 가능하고, 정역회전이 가능한 효과가 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 락 볼트 보강용 펌핑장치에 대하여 보다 자세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 락 볼트 보강용 펌핑장치의 전체 구성을 나타낸 사시도, 도 3은 본 발명의 락 볼트 보강용 펌핑장치의 구성을 나타낸 정면도, 도 4는 본 발명의 락 볼트 보강용 펌핑장치의 구성을 나타낸 배면도, 도 5는 본 발명의 락 볼트 보강용 펌핑장치의 믹서통과 펌프의 구성을 나타낸 단면도, 도 6은 본 발명의 락 볼트 보강용 펌핑장치의 펌프 구성을 나타낸 분해사시도, 도 7 및 도 8은 본 발명의 락 볼트 보강용 펌핑장치의 펌프 작동상태를 나타낸 단면도로서, 도 7은 펌핑 시스템의 피스톤 상승 단계의 작동상태, 도 8은 펌핑 시스템의 피스톤 하강 단계를 각각 나타낸 것이다.

먼저 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 전체 구성에 대하여 설명한다. 본 발명의 락 볼트 보강용 펌핑장치는 크게 4부분으로 구성된다. 락 볼트 보강 구멍에 소정의 유동 상태의 충전물을 주입하기 위한 충전장치인 펌프(10)와, 이 펌프(10)에 시멘트+물+모래를 믹싱한 원료인 충전물을 공급하기 위한 믹서통(50)과, 구동원인 유압 파워유니트(60)와, 본 장치를 콘트롤 하기 위한 콘트롤 패널(70)이 그것이다. 도 5에서 부호 52는 상기 믹서통(50) 상부에 설치되어 믹서통(50) 내의 충전물을 믹싱하기 위한 스크류 구동체, 62는 구성 부품을 지지하고 설치하기 위한 베이스, 64는 발판, 66은 상기 베이스(62)의 저부 또는 모서리에 설치하여 형태를 유지하는 프레임이다.

도 5를 참조하여 상기 믹서통(50)의 구조 및 믹서통(50)과 펌프(10)의 조립 구성에 대하여 더 자세하게 설명한다.

상기 믹서통(50)은 전체적으로 원통형을 이루며 이 믹서통(50) 내의 중앙에는 교반 목적의 회전을 위한 샤프트(51)가 축설되고 이 샤프트(51)에 교반을 위한 회전판(53)이 설치되며 이 회전판(53)에는 별도로 회전하는 교반 유니트(54)가 장착되어 있다.

상기 회전판(53)의 하부는 상기 샤프트(51)를 향하여 하향 경사지는 경사판(53a)으로 되어 있고, 상기 교반 유니트(54)는 중앙에 설치된 회전축(54b)과 상기 회전판(53)의 높이와 근접한 길이를 가지는 높이를 가지는 상판(54c)과 하판(54d) 및 이들 상판(54c) 및 하판(54d) 사이에는, 교반 효율을 높이기 위하여 상단과 하단이 상호 180도 엇갈리게 배치되는 교반 날개(54a)로 구성되어 있다.

또 상기 샤프트(51)와 교반 유니트(54)의 회전축(54b)에 회전력을 전달하기 위하여, 믹서통(50) 외부에 배치된 구동모터(52a)와, 이 구동모터(52a)의 출력축에 설치된 제 1구동기어(52b), 동력전달수단인 제 1체인(52c) 및 샤프트(51)의 상측단에 설치된 제 1피동기어(52d)로 구성되고, 상기 제 1피동기어(52d) 하부에 교반 유니트(54)를 위한 별도의 제 2구동기어(54e), 제 2피동기어(54f) 및 이들 제 2구동기어(54e)와 제 2피동기어(54f) 사이에 걸쳐진 제 2체인(54g)으로 구성되어 있다.

도 5에서 부호 55a는 상기 구동모터(52a)와 샤프트(51)를 지지하는 고정판, 55b는 상기 교반 유니트(54)의 회전축(54b)을 지지하기 위한 고정판이다.

상기 믹서통(50)의 일측 하부에는 믹싱 완료인 원료(충전물)를 외부로 배출하기 위한 경사진 배출통로(56) 및 배출구멍(56a)이 설치되고 이 배출구멍(56a)에는 마개(56b)가 끼워맞춤되어 각종 메인티넌스나 청소에 이용하도록 하고 있다.

상기 믹서통(50)의 일측에는 본 발명의 주요 구성품인 펌프(10)가 설치된다.

상기 펌프(10)의 하단은 상기 배출통로(56) 및 배출구멍(56a)에 연이어져 배치되어 배출물인 원료를 펌프(10) 내로 유입하도록 구성된다.

이어서 도 6 내지 도 8을 참조하여 상기 왕복운동식 펌프(10)의 구조에 대하여 상세하게 설명한다.

이들 도면에서 부호 12는 밸브 블럭, 20은 충전물을 소요부위에 배출하기 위하여 상기 밸브 블록(12)과 유압 파워 구동관(30) 사이에 배치된 충전물 배출관, 40은 이 유압 파워 구동관(30)에 직접 유압구동력을 부여하는 유압 실린더 조립체이다.

상기 밸브 블록(12)의 일측에는 상기 배출통로(56) 및 배출구멍(56a)을 통하여 이송되는 충전물을 받아들이기 위한 유입구(14)가 형성되고 그 내측에는 체크 볼(15)이 자리잡도록 체크 볼 시트(15a)가 형성되며 충전물 흡입 시, 흡입력에 의하여 체크 볼(15)이 안쪽으로 임의 이탈하는 것을 방지하기 위하여 스토퍼(16)가 설치되어 있다.

그리고 이들 충전물 배출관(20), 유압 파워 구동관(30)(이하, '구동관' 이라 약칭함) 및 유압 실린더 조립체(40)(이하, '실린더' 라 약칭함)의 내부에는 대략 전체에 걸쳐서 피스톤 샤프트(22) 및 실린더 로드(42)가 설치되고 상기 피스톤 샤프트(22)의 일측부는 상기 실린더 로드(42)의 왕복운동 구동력을 전달받기 위하여 구동축(32)으로 되어 있다.

더 자세하게는 상기 피스톤 샤프트(22)는 상기 충전물 배출관(20)과 구동관(30)에 걸쳐서 배치되고 상기 실린더 로드(42)는 구동관(30)과 실린더(40)에 걸쳐서 배치되는 구조로 되어 있다.

상기 피스톤 샤프트(22)의 일측단[밸브 블록(12) 측]에는 접시머리형 또는 역삼각형 단면을 가지는 단턱(22a)이 형성되고 그 후방으로 일정간격을 두고, 역시 접시머리형 또는 역삼각형 단면을 가지는 샤프트 관통구멍(22b)이 형성되어 있다. 이 샤프트 관통구멍(22b)은 도 6 내지 도 8에 도시한 바와 같이 이 피스톤 샤프트(22)가 좌우로 왕복운동을 함에 있어서 일정 폭만 운동하도록 규제하는 스토퍼 구실을 하는 한편 좌우로 충전물이 통과하도록 구멍이 형성되어 있다. 상기 피스톤 샤프트(22)의 단턱(22a)과 샤프트 관통구멍(22b) 사이는 후술하는 피스톤(24)을 받아들이도록 피스톤 작동홈(22c)으로 되어 있다.

상기 충전물 배출관(20) 내에는 피스톤(24)이 충전물 배출관(20)의 내경에 밀접하게 또 상기 피스톤 작동홈(22c)에 위치하도록 설치되고, 이 피스톤(24) 내에 기밀누설 방지를 위한 패킹(25)이 설치된다.

상기 충전물 배출관(20)은 내경이 큰 하부 챔버(26)와 내경이 작은 상부 챔버(27)로 구성되어 있고, 상기 구동관(30)의 외부측에는 상기 충전물 배출관(20)으로부터 외부로 충전물을 배출하기 위한 배출공(37)이 형성되어 있다. 도 7 및 도 8에서 부호 34는 상기 구동관(30) 내에 장착된 구동축(32)의 일단에 형성되는 패킹(33)을 포함하는 기밀 유지턱으로서, 상기 충전물 배출관(20) 측으로부터 충전물이 상기 구동관(30) 측으로 누설되는 것을 적극 방지한다. 또 부호 35는 상기 구동축(32)과 실린더 로드(42)를 연결하는 조인트, 36은 이 조인트(35)에 사용되는 고정핀, 44는 기밀유지를 위한 실린더 패킹, 45는 상기 유압 실린더 조립체(40) 내에 조립된 피스톤, 46,47은 상기 피스톤(44),(45)을 유압구동하기 위하여 작동유를 공급 또는 배출하기 위한 연결구멍 및 유압호스, A는 충전물을 표시한다.

이어서 이와 같이 구성된 본 발명의 락 볼트 보강용 펌핑장치의 작용에 대하여 설명한다. 먼저 도 5를 참조하면, 모터(52a)의 구동력에 의하여 제 1구동기어(52b)가 회전하면 그 구동력은 제 1체인(52c)에 의하여 제 1피동기어(52d)로 전달되어 상기 샤프트(51)를 회전시킨다.

상기 샤프트(51)가 회전하면 회전판(53)이 회전하면서 교반 유니트(54)의 구성부품인 제 2구동기어(54e), 제 2체인(54g) 및 제 2피동기어(54f)가 회전하고, 교반 효율을 높이기 위하여 상단과 하단이 상호 180도 엇갈리게 배치되는 상기 교반 날개(54a)가 샤프트(51)를 중심으로 공전하면서 자전을 함으로써 믹서통(40) 내의 충전물인 원료를 충분히 교반한다.

교반 완료된 충전물은 믹서통(40)의 일측 하부에 믹싱 완료인 원료(충전물)를 외부로 배출하기 위한 경사진 배출통로(56) 및 배출구멍(56a)로 흘러나오고 유입구(12a)를 통하여 상기 펌프(10) 내로 유입한다.

유입구(14) 내로 유입한 충전물은 도시하지 아니한 별도 구성의 콘트롤 장치에 의하여 시퀀스 제어되는 밸브 스플(28) 측으로 유입하여 유입홈(28a)을 통하여 하부 통로(24) 측으로 유입된다.

지금, 도 7 및 도 8에서 무수한 점으로 표시한 것이 모래가 섞인 시멘트로 이루어진 충전물(A)이고, 이 충전물(A)이 소정 압력으로 챔버 내에 가득찼다고 가정한다. 먼저 도 7을 참조하여 상기 충전물(A)이 펌프(10) 내로 유입함과 동시에 배출구 통로(25)를 통하여 외부로 배출되는 동작에 대하여 설명한다.

상기 유압실린더 조립체(40)에 의하여 상기 구동축(32)이 상승 행정 시, 이 구동축(32)의 최하위에 있는 단차에 의하여 피스톤(24) 내경과 상기 피스톤 작동홈(22c)의 외경과의 사이의 공간이 막히게 되므로 상기 하부 챔버(26)는 폐쇄되어, 믹서통(50)의 콘크리트 몰탈은 유입구(14)를 통해 하부 챔버(26) 내로 유입된다. 이때 첵크 볼(15)은 위로 들려 콘크리트 몰탈은 밸브 블럭(12) 내경과 첵크 볼(15) 사이의 공간으로 통과 유입되어 충전물(A)이 채워지는 한편, 상기 상부 챔버(27)에 채워진 콘크리트 몰탈 중 일부는 상부 챔버(27)에 채워져 상승하고 나머지 일부는 배출공(37) 측으로 강제 배출된다.

상기 구동축(32)이 상사점에 도달하면 유압 파워 유니트(60)에 의하여 작동유의 흐름이 전환하며, 도 8과 같이 하강 행정을 시작한다. 구동축(32)이 하강하면, 이때 첵크 볼(15)은 유입구(14)를 막고 피스톤(24)은 구동축(32)의 하부 샤프트 관통공(22b)의 측면으로 이동하여, 상기 막혀 있던 피스톤(24) 내경과 상기 피스톤 작동홈(22c)의 외경과의 사이의 공간이 열리며, 하부 챔버(26) 내부에 있는 콘크리트 몰탈은 상기 공간 샤프트 관통공(22b)을 통과하여 상부 챔버(27) 측으로 유입하여 채워지고, 이때 상부 챔버(27)에 채워진 콘크리트 몰탈은 배출공(37)으로 강제 배출된다.

이어서 도 8을 참조하면, 상기 구동축(32)이 하사점에 도달하면 유압 파워 유니트(60)에 의하여 작동유의 흐름이 전환되어 도 7에 도시한 바와 같이 전환하며, 이후 상기의 과정이 계속 반복되면서 구동축(32)의 상하 행정 모두 콘크리트 몰탈을 강제 배출한다.

이와 같이 본 발명은 펌프에 있어서 간단한 구조를 제공하면서도 피스톤(26)의 상하 행정 모두 충전물(A)을 배출하므로 그 펌핑 효과에 있어서는 기존 펌프의 2배의 효과를 볼 수 있으며, 믹서통과 시멘트 펌프를 일체화하였고, 고압 배출이 가능하며 펌프의 상하 작동시 각각 시멘트를 배출하는 것, 즉 연속 배출이 가능하며, 모래 입자 크기에 무관하게 시멘트 배출하고, 정비, 유지 보수가 용이하고 제작 또한 용이하며 항상 시멘트, 물, 모래를 섞어 준다.

상술한 바와 같이 본 발명의 락 볼트 보강용 펌핑장치에 의하면, 마모성이 없는 액체인 경우나 점성이 큰 액체인 경우 등에만 적용되는 고무재로 피복된 기존의 장치로서는, 마모성이 모래를 섞은 유체를 배출하는 것이 매우 곤란하였고 큰 토크로 배출할 수 없었으나, 피스톤 형식으로서 고압 송출이 가능하고 피스톤부에 시일(seal)용 오목홈을 설치하고 탄성을 갖는 고무 패킹을 사용하여 튜브나 피스톤이 어느 정도 마모되어도 기밀을 유지할 수 있기 때문에 모래 섞인 유체를 밀어낼 수 있고, 굵은 모래 입자를 트러블 없이 송출토록 하기 위해 밸브 스플을 사용하여 유체 유동시 걸리는 것이 없도록 하여 하자 및 마모 요인을 제거하는 효과가 있으며, 피스톤의 상하 행정 모두 충전물을 배출하므로 펌핑 효과를 극대화하며, 교반기에 있어서는 큰 회전축이 회전하고 그 회전 반경 내에서 다시 유성기어에 의하여 회전하는 교반날개에 의하여 많은 양의 시멘트와 모래, 물이 기계적으로 계속 잘 섞여 콘크리트 몰탈이 될 수 있도록 하여, 침전물이 생기지 않도록 하며 펌핑 동작과 무관하게 연속 회전이 가능하고, 정역회전이 가능한 효과가 있다.

Claims (4)

1. 토목공사에 사용되는 락 볼트 보강용 펌핑장치로서,

   토목공사용 구멍에 소정의 유동 상태의 충전물을 주입하기 위한 충전장치인 펌프(10)와,

   상기 펌프(10)에 충전물을 공급하기 위한 믹서통(50)과,

   상기 펌프(10)를 작동하기 위한 구동원인 유압 파워유니트(60)와, 장치 전체를 콘트롤 하기 위한 콘트롤 패널(70)로 구성되며,

   상기 펌프(10)는,

   충전물을 받아들이기 위하여 밸브 블록(12)의 일측에 형성되는 유입구(14)와, 그 내측의 체크 볼 시트(15a)에 유동가능하게 설치되는 체크 볼(15)과, 충전물 흡입 시 체크 볼(15)의 임의 이탈을 방지하기 위한 스토퍼(16)와,

   충전물을 소요부위에 배출하기 위하여 밸브 블록(12)과 유압 파워 구동관(30) 사이에 배치된 충전물 배출관(20)과,

   이 유압 파워 구동관(30)에 직접 유압구동력을 부여하는 유압 실린더 조립체(40)로 구성되는 것을 특징으로 하는 락 볼트 보강용 펌핑장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 충전물 배출관(20), 유압 파워 구동관(30) 및 유압 실린더 조립체(40)의 내부에는, 대략 전체에 걸쳐서 피스톤 샤프트(22) 및 실린더 로드(42)가 설치되고 상기 피스톤 샤프트(22)의 일측부는 상기 실린더 로드(42)의왕복운동 구동력을 전달받기 위하여 구동축(32)으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 락 볼트 보강용 펌핑장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 피스톤 샤프트(22)의 일측단[밸브 블록(12) 측]에는, 접시머리형의 단턱(22a)이 형성되고 그 후방으로 일정간격을 두고, 역시 접시머리형의 샤프트 관통구멍(22b)이 형성되며, 상기 피스톤 샤프트(22)의 단턱(22a)과 샤프트 관통구멍(22b) 사이는 피스톤(24)을 받아들이는 피스톤 작동홈(22c)으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 락 볼트 보강용 펌핑장치.
4. 제 2항에 있어서, 상기 충전물 배출관(20)은, 내경이 큰 하부 챔버(26)와 내경이 작은 상부 챔버(27)로 구성되어 있고, 상기 구동관(30)의 외부측에는 상기 충전물 배출관(20)으로부터 외부로 충전물을 배출하기 위한 배출공(37)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 락 볼트 보강용 펌핑장치.