KR100550236B1

KR100550236B1 - 2-실린더 슬러리 펌프

Info

Publication number: KR100550236B1
Application number: KR1019997011684A
Authority: KR
Inventors: 슈빙프리드리히
Original assignee: 슈빙 게엠베하
Priority date: 1997-06-11
Filing date: 1998-06-09
Publication date: 2006-02-08
Anticipated expiration: 2018-06-09
Also published as: EP0988450A1; EP0988450B1; WO1998057063A1; CN1260029A; BR9810111A; KR20010013672A; ATE224008T1; AU8336498A; TR199903049T2; DE59805521D1; RU2179262C2; ES2183392T3; US6206662B1; CN1104559C; CA2293748A1; CA2293748C; HK1023388A1; JP4041169B2; JP2002511125A; AU729302B2

Abstract

본 발명은 2-실린더 슬러리 펌프(1)에 관한 것이며, 슬러리를 수용하기 위한 충전 탱크(2), 자신의 샤프트(11)가 상기 충전 탱크(2) 내부에 놓이는 교반기, 및 교번 흡입 및 급송 실린더의 급송 스트로크를 조절하도록 상기 충전 탱크(2) 내에 고정되는 피벗식 슬리브 밸브(16)를 포함한다. 본 발명에 따르면, 상기 급송 실린더(34, 35)의 입구 개구부(46, 45)는 상기 충전 탱크의 후방벽(5) 뒤에 위치되고, 출구 분기로(15)는 상기 교반기 샤프트(11)와 상기 후방벽(5) 사이에 위치된다.

슬러리 펌프, 실린더, 교반기, 충전 탱크, 급송 실린더, 슬리브 밸브

Description

2-실린더 슬러리 펌프 {TWO-CYLINDER THICK MATTER PUMP}

본 발명은 특허청구범위 제1항의 전제부에 따라 2-실린더 슬러리 펌프에 관한 것이다.

본 발명에 따른 상기 슬러리 펌프는 특정한 혼합비의 고정된 입자를 함유하는, 진흙과 같은 상태(muddy)와 점성이 있는 상태(viscous) 사이의 혼합비를 갖는 소재 또는 혼합물을 이송하는데 사용된다. 상기 종류의 소재 혼합물은 모래 또는 자갈 등의 고정된 입자를 갖는 콘크리트이다. 이러한 펌프는 압력 파이프를 통한 교번 흡입(alternating suction) 및 급송 실린더(feed cylinder)에 의해 가압되는 슬러리를 이송한다. 작동 중에, 이중 하나의 실린더 상류측 급송 호퍼(feed hopper)는 상기 흡입 급송 실린더에 충분한 양의 슬러리를 공급하는 역할을 한다.

특히 정체되어 있을 때 대부분의 슬러리는 응결되는 경향이 있다. 이것은 침전물을 만드는 결과가 될 수 있다. 콘크리트가 급송될 때, 상기 콘크리트의 불완전한 응결을 일으킬 수 있는 다른 경향이 일어날 수 있다. 본 발명에 따른 상기 슬러리 펌프가 교반기(agitator)를 구비하는 상기 급송 호퍼를 갖는 것은, 한편으로 상기 슬러리를 상기 용기 내에서 계속적으로 움직이도록 하고 상기 급송 실린더의 개구부로 급송하여 정상적인 작동 중에 임의의 공기를 흡입할 수 없도록 하기 위함이다. 그러므로 상기 교반기의 샤프트는 상기 급송 호퍼 내에 배열되어, 상기 실린더 개구부의 방향으로 급송 효과를 갖도록 하며 일반적인 작동 패들(working paddle)의 형상을 갖는 교반기 도구(agitator tool)를 지지한다.

상기 압력 파이프의 단부를 형성하고 여기에 링크되는 슬리브 밸브(sleeve valve)는, 본 발명에 따른 2-실린더 슬러리 펌프에 있는 상기 급송 실린더의 개구부를 구동시킨다. 상기 슬리브 밸브의 자유 단부는 상기 급송 실린더 피스톤의 급송 및 흡입 스트로크 중에 상기 급송 실린더의 두 개구부 사이에서 구동 에너지에 의해 움직임으로써, 다른 급송 실린더의 개구부가 개방되어있을 때 상기 급송 실린더가 슬러리를 상기 슬리브 밸브의 입구 암(inlet arm)으로 압박하며, 이것은 상기 자유 단부가 상기 급송 실린더 내에 담고있는 슬러리와 직접 접촉하며 상기 슬러리를 흡입하는 것을 의미한다. 상기 입구 암 내로 급송되는 가압된 슬러리는 상기 슬리브 밸브의 출구 암(outlet arm)까지 위로 향하여 상기 압력 파이프 내부로 즉시 유동한다.

그러나 여러 가지 이유로 인해, 본 발명에 따른 2-실린더 슬러리 펌프가 특히 차량탑재형 펌프(vehicle pump)로서 이동장치인 경우, 상기 급송 호퍼의 높이를 제한해야 할 필요가 발생한다. 그러므로 상기 급송 호퍼는 적정한 급송 용적이고, 상기 급송 호퍼의 폭은 축적에 비례하고, 적어도 상기 급송 호퍼의 전방벽(front wall), 즉 상기 급송 실린더 연장부의 외측에 배열되는 벽은 깔때기 모양으로 경사되어야 할 필요가 있으며, 이 때 상기 급송 호퍼의 후방벽(rear wall)은 상기 급송 실린더와 상기 급송 호퍼 사이에 경계를 형성한다. 본 발명에 따른 상기 2-실린더 슬러리 펌프에 제공되는 상기 급송 호퍼 내에서의 상기 슬리브 밸브의 배열은, 상기 슬리브 밸브가 제어 운동을 시작하자마자 상기 교반기와 더불어 슬러리를 조절하며 이동시킨다.

이러한 2-실린더 슬러리 펌프는 독일특허 DE-AS 23 15 857에 콘크리트 펌프로서 이미 개시되어 있다. 상기 패들은 상기 교반기 샤프트 상에 상기 급송 호퍼의 측벽 바로 옆 단부까지 배열된다. 상기 실린더의 개구부는 상기 교반기 샤프트가 회전하는 동안 상기 외측에 배열되는 패들에 의해 형성되는 분할 원(dividing circle) 사이에 위치된다. 상기 교반기의 입구 암은 상기 급송 호퍼 내에서 상기 실린더 개구부 앞에 배열된다. 이러한 구조의 2-실린더 슬러리 펌프에서는, 상기 실린더 개구부 앞에 있고, 전후로 이동하는 상기 교반기의 입구 암이 상기 교반기 샤프트 상에 있는 두 개의 패들 사이의 가운데 영역을 차지하므로, 흡입 사이클 동안에 상기 급송 실린더 내에 공기가 흡입되는 것을 방지하기 위해 상기 패들이 슬러리를 상기 실린더 개구부에 즉시 급송할 수 없다. 이로 인해 상기 실린더 개구부 앞에 있는 상기 급송 호퍼의 가운데 영역에서 상기 패들의 바람직한 분산 효과가 일어나지 않는다. 따라서, 작동 중에 상기 가운데 영역에서 상기 슬러리는 농후(濃厚)해지며, 예를 들어 콘크리트에서, 상기 실린더 내에 시멘트의 흡입을 방해 또는 심지어 봉쇄할 수 있는 브리지(bridge)가 형성될 수 있다. 이로 인해, 특히 콘크리트를 펌핑하는 경우, 상기 급송 성능이 상당히 저하된다.

본 발명은 상이하게 작동하며, 본 발명의 기본적인 사상은 특허청구범위 제1항에 기술되며, 본 발명의 추가적인 특징은 종속항의 발명 주제가 된다.

본 발명에 따르면, 상기 급송 실린더의 개구부는 상기 급송 호퍼의 바깥에 위치되며 상기 호퍼의 배면(back)을 향한다. 이렇게 함으로써, 상기 슬리브 밸브는 상기 배면 쪽으로 움직일 수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 슬리브 밸브의 출구 암은 상기 교반기 샤프트 뒤의 후방벽 상에 배열될 수 있도록 연장된다.

상기 교반기 샤프트를 상기 기능으로, 예를 들어 상기 호퍼의 중앙에 배열함으로써 본 발명은 상기 샤프트가 상기 호퍼의 길이 전체에 걸쳐서 패들 훑기(paddle trim)를 하는 것을 가능하게 한다. 이렇게 함으로써 상기 슬러리를 상기 실린더 개구부 앞에서 직접 분쇄하며, 브리지 형성을 방지하고 상기 급송 호퍼의 전체 폭에 걸쳐 교반 효과(stirring effect)를 준다.

특허청구범위 제2항의 주제인 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 슬리브 밸브는 L자 형상을 가지며 이것은 상기 입구 및 출구 암 유닛이 90°각도의 파이프 벤드(pipe bend)를 실현하는 것을 의미한다. 입구 암은 그 길이에 제한이 없으므로, 상기 형상의 슬리브 밸브를 구비하는 상기 입구 암은 상기 급송 실린더의 개구부를 충분히 리세스(recess)시키며 상기 교반기와 후방벽 사이의 상기 슬리브 밸브 출구 암에 배열된다. 이에 따라, 상기 슬리브 밸브의 장착은 비교적 짧은 접촉면을 갖도록 배열된다.

상술한 바와 같이 상기 슬리브 밸브가 특히 L자 형상을 상기 실시예를 보다 발전시킨 특허청구범위 제3항에 따르면, 상기 슬리브 밸브를 후방으로 기울이는 것을 가능하게 함으로써 상기 출구 암의 축심은 상기 급송 호퍼의 후방벽 쪽으로 기 울어지고, 이에 따라 상기 경사각도는 30°가 되어 유리하다. 상기 방법에서, 상기 실린더 개구부는 상기 급송 호퍼의 바닥보다 깊숙한 곳에 놓인다. 이렇게 함으로써, 상기 슬러리가 급송되고 난 후 상기 급송 호퍼에 잔류 콘크리트를 적게 유지시키는 것이 가능하며, 상기 교반기는 상기 콘크리트를 상기 급송 호퍼의 중앙부로 급송시키므로 결과적으로 상기 슬리브 밸브의 입구 암은 아래쪽으로 기울어진다. 이러한 2-실린더 슬러리 펌프의 장점은 상기 급송 호퍼의 급송 용적에 관계없이 상기 슬러리 펌프가 정지된 후 더 이상 급송할 수 없는 슬러리의 양을 급송하는 것이 가능하다는 것이다. 따라서, 본 발명을 만족하는 상기 슬러리 펌프는 상기 급송 호퍼를 적절하게 확대함으로써 상기 급송 소재의 용량을 용이하게 증가시킬수 있어서, 상기 급송 호퍼 내에 상기 슬러리를 고속으로 흡입하여 받아들이는 경우에도 상기 급송 실린더 내의 공기로부터 발생될 수 있는 흡입 크레이터(suction crater)가 형성되지 않게 된다. 그러므로 상기 급송 호퍼로부터 더 이상 급송할 수 없는 잔류 슬러리를 세척하는 경우의 슬러리 손실 및 처리 문제는 한층 감소된다.

상술된 본 발명의 실시예에서, 상기 슬러리 펌프는 특허청구범위의 제4항을 또한 만족하며, 무엇보다도 상기 슬라이드 밸브의 제어 움직임을 가능하게 해주는 상기 슬리브 밸브의 피벗 베어링이 상기 급송 호퍼 후방벽의 외측에 배열된다. 종래의 기술과는 대조적으로, 상기 방법은 상기 급송 호퍼의 부여된 크기로 상기 급송 호퍼의 상부 개구부를 매우 자유롭게 할 수 있으며, 상기 출구 암에 의해 주로 형성되는 L자 형상의 슬리브 밸브로 상기 슬리브 밸브의 최소화를 통해 충전 개구부(filler opening)의 제한을 감소시킬 수 있다.

특허청구범위 제5항의 특징에 따르면, 상기 실린더 개구부는 상기 급송 호퍼 내의 개구부로부터 떨어져 있는 폐쇄 유닛인 부착된 채널 형상의 하우징 내에 설치된다. 상기 채널 형상은 상기 슬리브 밸브의 입구 암을 둘러싸고 상기 슬리브 포인트의 입구 암을 스윙함으로써 펌핑되는 상기 슬러리가 적게 잔류하는 것을 보장한다. 상기 슬리브 밸브가 상기 입구 암의 뒤로 스윙되는 동안에 일어나는 테일 웨이브(tail wave)는 중공의 공간(hollow space)을 더 이상 형성하지 않으므로 상기 흡입 실린더의 충전을 개선시키는 것이 바람직하다. 또한, 상기 슬리브 포인트의 구동력이 감소되며, 이것은 또한 상당한 장점이다.

본 발명의 상세한 설명, 또 다른 특징 및 장점은 첨부되는 도면을 참조한 예시에 대한 다음의 기술에서 확인할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 콘크리트 펌프의 부분단면도.

도 2는 도 1을 선 Ⅱ-Ⅱ를 따라 길이방향으로 자른 부분평단면도.

도 3은 도 2를 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 길이방향으로 자른 부분도.

예시적 실시예에 따라 일반적으로 참조부호(1)로 표시되는 상기 슬러리 펌프는 예를 들어 믹서로부터 급송될 콘크리트가 슬라이드를 가로질러 급송되는 급송 호퍼(2)를 포함한다. 상기 급송 호퍼는 직사각형의 개구부(3)를 가지며, 평행하고 기다란 쪽은 상기 개구부의 전방벽(4) 및 후방벽(5)을 형성한다. 측벽(6, 7)을 평면으로 도시하는 도면은 하부 벤드(8) 및 분기 암(divergent arm; 9, 10)을 예시한 다. 따라서 급송 호퍼(2)의 형상을 통해 상부 개구부가 정해진다.

교반기 샤프트(11)는 대략 급송 호퍼(2)의 중심을 관통하여 삽입된다. 상기 교반기 샤프트는 자신에 장착되며, 서로 반대쪽에 자신의 축의 길이방향으로 서로 간격을 두어 배열되는 교반기 도구를 구비한다. 교반기 도구(12, 13, 14)는 급송 호퍼(3)의 길이방향 표면에 오름차순 참조부호를 갖고 대칭으로 배열되어 슬리브 밸브(16)의 출구 암(15)까지 연장되며, 상기 슬리브 밸브의 다른 암은 콘크리트용 입구 암의 역할을 하고 출구 암(15)과 대략 90°의 각도를 이룬다. 이에 따라 L자 형상으로 배열되는 상기 슬리브 밸브는 슬리브 피벗 조인트(18)에서 융기된(rising) 출구 암(15)의 샤프트 둘레를 스윙하며, 이 때 슬리브 피벗 조인트(18)는 압력 파이프(19)의 단부에 연결된다. 피벗 베어링(20)은, 융기된 지지부의 단부(22, 23)에 장착되는 크로스빔(crossbeam; 21) 상에 슬리브 밸브(16)를 지지한다.

채널 형상의 하우징(24)은 상기 호퍼의 바닥에 대하여 내부 개구부(25, 26)와 플랜지 결합된다. 하우징(24)은 곡선 형상의 후방벽(27)을 가지며, 상기 곡선은 상기 입구 암의 스윙 동작과 일치한다. 상기 곡선 형상의 벽(27)의 내측 상에는 카트리지 플레이트(cartridge plate; 28)가 놓이며, 반면에 커트 링(cut ring; 29)은 입구 암(17)의 단부(마모 및 훼손될 수 있음)를 형성하고 탄력고무 씰(rubber-elastic seal; 30)에 의해 상기 카트리지 플레이트에 대하여 눌려진다.

상기 융기된 지지부(32, 33) 양쪽 모두와 링크되는 연결 하우징(31)은 급송 실린더(34, 35)와의 결합을 형성한다.

상기 카트리지 플레이트는 양쪽 개구부(45, 46)를 둘러싸며, 이를 통해 급송 실린더(34, 35)는 슬리브 밸브(16)를 통해 압력 파이프(19) 쪽으로 콘크리트를 흡입하고 급송한다. 이들 개구부는 채널 하우징(24)의 곡선 형상을 한 후방벽(27)으로부터 외측으로 구부러진 두 개의 튜브형 지지부(38, 39) 각각의 내측 단부를 형성하며, 이것은 구조상으로 정해지는 두 급송 실린더(34, 35)를 이들의 피스톤(36, 37)과 횡방향으로 연결하기 위함이다.

입구 암(17) 및 출구 암(15)에 의한 상기 L자 형상의 유닛, 및 90°기울기의 슬리브 밸브(16)는 급송 호퍼(2)의 후방벽(5) 쪽으로 대략 30°뒤로 기울어지고 그 뒤에 실린더(34, 35)가 놓인다. 이로 인해, 입구 암(17) 및 채널 하우징(24)은 아래쪽으로 돌출하여 이들을 감싼다. 급송 호퍼(2) 내에 있는 상기 채널 하우징의 개구부 아래는 경사 슈트(tip chute; 47)이며, 여기를 통해 콘크리트가 급송 실린더 개구부(45, 46)의 앞으로 이송된다.

슬리브 밸브(16)는 압력 파이프(19)의 베어링(20) 및 슬리브 피벗 링크(18) 내에서 출구 암(15)의 종축 둘레에 있는 각 흡입 피스톤(37)의 상기 급송 실린더 개구부 앞에서 상대-회전하는 피스톤(36, 37)의 주기로 스윙한다. 상기 슬리브 밸브는 추가적으로 경사 슈트(47)의 바닥 상에서 자신의 하부 구동 샤프트(40)가 핀으로 지지된다. 하부 구동부(41) 또는 상부 구동부(42)는 상기 슬리브 밸브용 운동에너지를 샤프트(40), 또는 베어링(20)과 슬리브 피벗 조인트(18) 사이의 출구 암(15)의 상부 단부에 전달한다.

구조에 따라서, 급송 실린더(34, 35)는 위쪽으로 수직의 각도를 이룬다. 경 사 슈트(47)의 기울기와, 상기 급송 실린더 단부를 구비하는 채널 하우징(24) 사이의 결합은 파이프 벤드(49, 50)를 가지며 플랜지(43, 44)로 채널 하우징(24)과 결합되는 연결 하우징(31)을 형성한다.

작동하는 동안, 상기 콘크리트는 각을 이루어 구동하는 상기 교반기의 패들(12, 14)에 의해 급송 호퍼(2)의 양측부로부터 중앙부로 이송되고 각 흡입 급송 실린더(34, 35)의 실린더 개구부(45, 46) 앞에 있는 경사 슈트(47)에 도달한다. 이것은 각 흡입 개구부 앞에서 급송 호퍼(2)의 바닥(8) 높이보다 큰 정압의(hydrostatic) 콘크리트 압력을 제공하며, 이에 따라 상기 교반기는 개구부(45, 46) 앞에서 흡입 크레이터가 형성되는 것을 방지하기 위해 항상 충분한 콘크리트가 공급되는 것을 가능하게 해준다. 급송 작업의 종료시에는, 상기 급송 호퍼는 상기 패들의 작용에 의해 실질적으로 비워져 급송 호퍼(2) 내에 잔류 콘크리트가 남지 않게 된다.

Claims

슬러리를 수용하기 위한 급송 호퍼(feed hopper)(2), 상기 급송 호퍼(2) 내에 삽입되는 샤프트(11)를 가진 교반기(agitator), 및 상기 급송 호퍼(2) 내에 배치되고 교번 흡입(alternating suction) 및 급송 실린더의 급송 사이클을 제어하는 슬리브 밸브(16)를 구비하고, 상기 급송 실린더(34, 35)의 개구부 앞에는 입구 암(inlet arm; 17) 및 출구 암(outlet arm; 15)을 갖는 2-실린더 슬러리 펌프(1)에 있어서,

상기 급송 호퍼(2)의 후방벽(rear wall; 5) 뒤에 상기 급송 실린더(34, 35)의 개구부(46, 45)가 배치되고, 상기 교반기 샤프트(11)와 후방벽(5) 사이에 상기 출구 암(15)이 배치되며,

상기 슬리브 밸브(16)의 입구 및 출구 암이 직각인 L자 형상 배치를 형성하며,

상기 L자 형상의 유닛의 입구 암(17)이 아래쪽을 향하도록 상기 출구 암(15)의 축심(軸芯)이 수직인 상태로부터 상기 급송 호퍼(2)의 후방벽(5) 쪽으로 경사져 있는

2-실린더 슬러리 펌프.
제1항에서,

상기 출구 암(15)의 샤프트가 상기 급송 호퍼(2)의 후방벽(5) 쪽으로 수직과 대략 30°의 각도로 경사를 이루는 2-실린더 슬러리 펌프.
제1항에서,

상기 슬리브 밸브의 최상부는 경사 슈트(tip chute)의 베이스에 장착되는 상기 급송 호퍼(2) 후방벽(27)의 외측 및 상기 슬리브 밸브의 출구 암(15) 연장부 내의 바닥에 놓이며, 상기 출구암(15) 연장부는 상기 급송 실린더의 개구부(45, 46)와의 연결부 역할을 하는 2-실린더 슬러리 펌프.
제1항에서,

채널 하우징(24)이 상기 급송 호퍼(2) 내에서 개구부로부터 이격되는 폐쇄 유닛인 상기 급송 호퍼(2)와 결합하고, 적어도 상기 슬리브 밸브(16)의 입구 암(17)의 전방단부를 감싸는 2-실린더 슬러리 펌프.
제4항에서,

상기 채널 하우징(24)은 상기 급송 실린더 개구부(46, 45)의 횡방향 거리가 상기 급송 실린더(34, 35)의 거리보다 짧게 형성 및 배치되는 튜브형 지지부(38, 39)를 갖는 2-실린더 슬러리 펌프.
제3항에서,

연결 하우징(31)이 채널 하우징(24)의 튜브형 지지부(38, 39)와 상기 급송 실린더(34, 35) 사이에 제공되어, 상기 경사 슈트(47) 및/또는 상기 채널 하우징(24)의 하향 각도로부터 상기 급송 실린더(34, 35)의 방향으로 전이 곡선(transition curve)을 형성하는 2-실린더 슬러리 펌프.
제1항 또는 제2항에서,

상기 슬리브 밸브(16)의 출구 암(15)이 하부 피벗 베어링의 핀(48) 또는 피벗 조인트(18)와 상기 압력 파이프(19) 사이에서 상기 슬리브 밸브(16)의 구동 샤프트 역할을 하는 2-실린더 슬러리 펌프.