KR101510035B1 - 피스톤 펌프에 연동한 광물계 급결제 자동제어 공급장치 및 그 공급방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 콘크리트가 토출되는 피스톤의 움직임이나 피스톤의 움직임에 의한 유압을 감지하여 급결제의 분사량을 제어함으로써 콘크리트에 급결제가 일정하게 혼합되도록 하는 광물계 급결제 자동제어 공급장치 및 그 공급방법에 관한 것이다. 본 발명의 일례와 관련된 급결제 자동제어 공급장치는, 제 1 피스톤의 왕복 행정에 따른 상기 제 1 피스톤의 움직임을 감지하는 제 1 센서, 제 2 피스톤의 왕복 행정에 따른 상기 제 2 피스톤의 움직임을 감지하는 제 2 센서, 급결제 공급장치에서 분사되는 급결제의 양을 조절하는 급결제 조절부재 및 상기 급결제 조절부재를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제 1 피스톤은 흡입 행정과 압축 행정 사이에서 제 1 시간 동안 정지하고, 상기 제 2 피스톤은 흡입 행정과 압축 행정 사이에서 제 2 시간 동안 정지하며, 상기 제 1 센서가 상기 제 1 피스톤의 정지를 감지하는 경우 상기 제 1 센서는 상기 제 1 시간 동안 상기 제어부로 제 1 전기신호를 전송하고, 상기 제 2 센서가 상기 제 2 피스톤의 정지를 감지하는 경우 상기 제 2 센서는 상기 제 2 시간 동안 상기 제어부로 제 2 전기신호를 전송하며, 상기 제어부가 상기 제 1 전기신호 및 상기 제 2 전기신호 중 적어도 하나인 정지신호를 전송받은 경우, 상기 제어부는 상기 정지신호에 대응하여 상기 급결제가 분사되지 않도록 상기 급결제 조절부재를 제어할 수 있다.
Description
본 발명은 피스톤 펌프에 연동한 광물계 급결제 자동제어 공급장치 및 그 공급방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 콘크리트가 토출되는 피스톤의 움직임이나 피스톤의 움직임에 의한 유압을 감지하여 급결제의 분사량을 제어함으로써 콘크리트에 급결제가 일정하게 혼합되도록 하는 광물계 급결제 자동제어 공급장치 및 그 공급방법에 관한 것이다.
최근 들어, 사회기반시설의 확충의 필요성 및 국도 이용의 효율성을 위하여 지상환경을 보존하고 국토의 효율적인 활용을 위하여 지하철, 도로, 국철 및 고속철도 공사 등에서 터널 및 지하공간의 건설공사가 증가하고 단면이 대형화되는 추세에 있다.
이와 같이, 대형화되는 지하공사의 일환으로 터널시공, 댐공사 또는 지하구조물 공사에 주로 사용되는 공법에는 나틈공법(NATM: New Austrian Tunnelling Method)이 있다. 이 나틈공법은 단순한 굴착, 지보공의 수단, 지보공의 설치 순서 등이 아닌 현실에 맞게 판단하는 지반 거동의 제(諸)원칙에 따라 시공하는 것이다. 나틈공법은 터널을 구성하는 주체가 주변 지반이고, 지보공은 지반 본래의 강도를 유지하고 보강하는 수단으로 생각하는 개념이다. 또한 이 나틈공법은 강재지보, 락볼트와 숏크리트를 지보재로 사용하고 암반 굴착 직후 원지반의 지지능력을 최대로 활용하여 지반을 안정화시킴으로써 터널의 안정성을 유지시키는 것으로 굴착면을 안정화하는 굴착면 안정화 공법이다.
상기와 같은 굴착면 안정화 공법의 지보재로 사용되는 숏크리트(Shotcrete)는 암반 또는 지반을 보강하여 붕괴를 방지하기 위해 숏크리트 장비를 사용하여 굴착된 원지반에 공기압 및 펌프의 압력으로 분사하여 고착시키는 콘크리트이다. 숏크리트는 지반의 이완을 방지하면서 강도를 유지하고 콘크리트 아치로서 하중을 분담시켜 응력 집중을 방지한다.
이러한 숏크리트 시공방식에는 건식공법과 습식공법의 두 가지 종류가 있으며, 습식공법은 다시 에어 압송식과 펌프 압송식으로 나눌 수 있다.
건식공법은 충분히 건조된 상태의 골재를 충분히 건배합한 후 급결제를 혼합하여 분사장치로 공급시켜 압축공기로 압송하여 노즐에서 분사하는 방식으로 이때 배합수는 노즐 내에서 골재와 혼합되어 시공면에 고속으로 반사 고착된다.
그러나, 건식공법은 재료관리, 배합비, 물공급 및 급결제 공급이 습식공법에 비하여 어려워 재료의 품질관리가 일정하지 않고 분진 및 리바운드 발생이 많아져 재료의 손실 비용이 크다는 단점이 있으며, 재료의 보관 역시 습식에 비하여 어렵다. 일반적으로 물이 투입되지 않은 상태에서 재료가 건비빔되어야 하므로 모래나 자갈이 여러 가지 이유로 표면수를 함유하고 있는 경우, 시멘트와 혼합이 완료되고 빠른 시간 내에 작업위치로 운송되어 사용하지 않으면 응고가 시작되어 숏크리트의 품질이 저하되기도 한다. 따라서 재료보관에 각별히 주의를 요하는데, 강수 및 직사광선에 노출되지 않도록 하여야 하며 반입재료는 사전검사를 통해 입도 분포 외에 골재의 표면수량을 검사토록 한다. 함유기준은 믹서의 성능에 따라 혼합시간, 혼합 후 운반 및 대기시간 등 여러 가지 요소들이 간단한 현장실험을 통해 작업이 크게 영향을 주지 않는 범위를 정하도록 한다.
이에 비해, 습식 공법은 물을 첨가하여 모든 재료를 잘 혼합한 후 분사장치에 공급하고 노즐에서 압축공기를 가하여 분사 속도를 증가시켜 시공면에 분사 고착하는 방식이다. 이 습식 공법은 재료의 혼합 시 콘크리트 배치플랜트를 사용하고 운송 시 콘크리트 믹서 트럭을 이용하기 때문에 재료의 관리나 품질유지가 상대적으로 건식공법에 비하여 매우 유리하고, 리바운드 및 분진발생이 적은 장점이 있는 반면, 시공기계가 크고 작업성이 떨어지는 단점이 있다.
이러한, 습식 숏크리트는 사용되는 재료나 배합, 각종 시공조건 및 타설방법 등에 민감하게 영향을 받기 때문에 콘크리트를 급결시켜 지반에 부착하기 위한 혼화제인 급결제(Accelerator)의 품질과 콘트리트의 제반 여건에 따라 리바운드의 양과 시공능률에 변화가 심하게 나타난다. 또한, 습식 숏크리트는 타설 장비의 특성에 따라 숏크리트의 시공품질에 많은 차이를 가지기 때문에 품질 관리상의 어려움이 많고 이로 인해 지보성능이 저하되는 문제가 발생되고 있다.
상기와 같이, 콘크리트의 혼화제로 사용되는 급결제는 물유리계 액상 급결제와 알루민산소다계 액상 급결제를 들 수 있으며, 최근에는 유럽에서 사용되고 있는 알칼리프리계 액상 급결제가 사용되고 있다. 이들 액상 급결제는 콘크리트를 펌프로 압송하는 장비에서 액상용 정량펌프로 액상 급결제를 이송하여 분사노즐에 부착된 액상 급결제 투입용 노즐을 통하여 콘크리트에 혼합하고, 여기에 압축공기를 투입하여 분사압력을 높이는 방법으로 시공되고 있다.
이러한, 종래기술의 물유리계 액상 급결제를 사용하는 경우에는 시공면에 부착되지 못하고 떨어지는 콘크리트, 즉 리바운드가 많을 뿐 아니라 장기 강도가 감소하고 지하수에 의해 쇼크리트가 분해되어 사용이 규제되어 왔다.
현재에는 물유리계 액상 급결제의 문제점을 해소하기 위하여 알루민산소다계 액상 급결제가 주로 사용되고 있다. 하지만, 강알칼리로서 자극성이 강하여 인체에 화상이나 부식을 주는 등 독성이 심하며 응결촉진효과가 약하여 리바운드 량이 많고 장기 강도가 감소되는 문제점이 있었다.
더구나, 액상 급결제는 약 50%가 물로 이루어져 있기 때문에 사용량을 늘릴수록 콘크리트의 물의 비율이 높아져서 슬럼프가 높을 경우 시공이 어려워지므로 콘크리트의 슬럼프를 최대한 낮게 관리해야 하는 어려움이 있다. 또한 액상 급결제를 지하수가 새어나오는 용수부위에 시공할 경우, 급결제량을 늘리면 오히려 콘크리트의 흐름성이 커져서 시공이 어려워지는 문제가 있어 시공에 많은 지장을 초래하고 있다. 최근에 사용되기 시작하는 알칼리프리계 급결제는 인체에 무해하고 장기강도가 높아 내구성 증진의 효과가 있다. 하지만 액상이라는 점에서는 전술한 바와 같이 콘크리트 슬럼프에 민감하고 응결촉진효과가 약하여 리바운드 양이 많으며 필요에 따라 사용량을 늘릴 경우 시공이 어려워지는 문제점이 있었다.
이와 같은, 문제점을 극복하기 위해 최근에는 시멘트 구성 광물의 일종인 칼슘알루미네이트를 주성분으로 하는 시멘트 광물계 급결제를 개발, 적용하여 널리 사용되고 있다.
이러한, 시멘트 광물계 급결제는 시멘트광물이 주성분이므로 자극성이 적어서 인체에 해가 적고 응결촉진효과가 우수하여 리바운드 양이 적을 뿐만 아니라 장기강도가 높아서 터널의 내구성을 높이는 효과가 있다. 또한 시멘트 광물계 급결제는 분말이므로 사용량을 늘리면 콘크리트의 물의 비율이 오히려 낮아지는 효과가 있다. 따라서, 부착력이 우수하여 용수부위에도 시공성이 우수할 뿐만 아니라 콘크리트의 슬럼프에 둔감하기 때문에 현장의 품질관리가 용이해지는 등 많은 장점을 가지고 있다.
상기와 같은, 시멘트 광물계 급결제는 많은 장점에도 불구하고 물과 접촉하면 자체 경화되는 단점 때문에 건식공법에는 보편적으로 사용되고 있지만, 아직 습식공법에는 시공여건이 어려워 널리 보급되지 않고 있는 실정이다.
이에, 급결제가 분말이며 물과 접촉하면 자체가 경화되는 특성 때문에 쇼크리트 분사를 위하여 이송되는 콘크리트 내부에 급결제를 압축공기와 혼합하여 분사시켜 혼합하는 장치가 개발되어 사용되고 있다.
이와 같은, 분말형 급결제를 사용한 습식 쇼크리트 타설은 압송방식에 따라 두 가지의 시공시스템을 적용하고 있다. 이들 시스템은 콘크리트 이송에 있어서 압축공기로 연속적으로 이송하는 공기 압송식과, 일반적으로 콘크리트 펌프카와 유사하여 두 개의 피스톤으로 콘크리트를 밀어 이송하는 펌프 압송식으로 구분한다.
여기서, 종래의 펌프 압송식의 숏크리트 타설기(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 콘크리트가 급결제와 혼합된 다음 노즐(11)을 통해 분사되기 위해 콘크리트 공급관을 유동하게 되는 콘크리트는 압송펌프(12)에 의해 초기 콘크리트 공급관(13)을 유동하면서 압축공기펌프(14)에서 공급된 압축공기에 의해 분산된다.
이렇게 분산된 콘크리트는 분산 콘크리트 공급관(15)을 지나면서 분말형 급결제가 혼입되었고, 급결제가 혼입된 콘크리트는 혼합 콘크리트 공급관(16)을 지나 노즐(11)을 통해 외부로 분사되었다. 급결제는 급결제 공급 장치(17)에서 미리 설정된 일정한 양이 분배되면 압축공기펌프(14)에 의해 이송되어 분산 콘크리트에 혼입되었다.
여기서, 급결제 공급 장치(17)는 미리 설정된 기준으로 항상 일정한 양의 급결제를 분배하여 이송시키도록 이루어졌다. 이러한 연유로 콘크리트에 혼입되는 급결제의 공급량이 콘크리트의 공급량과는 무관하므로 콘크리트와 급결제의 혼합비가 콘크리트 공급량에 따라 불균형을 이루었다. 이 불균형에 의해 콘크리트와 급결제가 혼합된 숏크리트의 기능 저하가 초래됨은 물론 타설 시 많은 양의 리바운드가 발생하는 원인이 되었다.
좀 더 자세히 살펴보면, 급결제의 공급량 조정은 초기 콘크리트의 공급량에 따라 작업자의 조작에 의해 누적된 경험이나 조작 설명서 등에 의해 수동으로 결정되었다. 이는 장비의 상태 즉, 압송펌프(12)의 오작동 및 정지, 압축공기펌프(14)의 오작동에 따른 압축공기의 압력 및 공급량의 변화, 압축공기의 변화에 따른 분산 콘크리트의 공급량 변화 등의 다양한 원인으로 인해, 시간에 따라 지속적으로 변하는 분산 콘크리트의 공급량에 대비하여 급결제의 공급량이 유동적으로 대처를 하지 못하는 요인이 되었다.
또한, 최종적으로는 급결제가 혼입된 콘크리트 즉, 숏크리트가 타설된 후 타설 위치에 따라 그 기능 및 효과에 차이가 발생하는 것은 물론 숏크리트의 기능 및 효과가 저하되었다.
또한, 초기 콘크리트의 경우 일반적으로 레미콘에 의해 제공되고 있고, 이 경우 숏크리트 타설 시 레미콘의 초기, 중기, 말기 공급 시간 및 레미콘 교체 시간 동안에 발생하는 초기 콘크리트의 공급량 변화에 급결제의 양은 항상 일정하게 공급되었다. 따라서, 숏크리트 타설 작업 동안에는 항상 콘크리트와 급결제의 불균일한 혼합비가 발생할 수밖에 없었고, 이러한 현상은 숏크리트의 기능 저하 및 리바운드의 대량 발생 등의 많은 문제점이 발생하게 되는 원인이 되었다.
상기 종래기술의 문제점을 보강하기 위하여, 본 출원인은 대한민국 등록특허 제10-1222407호에 등록된 기술을 개발한 바 있다. 대한민국 등록특허 제10-1222407호에서는 급결제와 혼합되기 위해 유동되는 콘크리트의 공급량을 유량센서를 이용하여 실시간으로 측정하고, 이 측정된 공급량에 따라 급결제가 실시간으로 조절되어 공급되도록 이루어진 급결제의 공급 방법을 개시하고 있다.
그러나, 상기 대한민국 등록특허 제10-1222407호의 기술은 유량센서가 콘크리트의 유동량을 정확하게 측정하기 어렵다는 단점이 있었고, 특히 정밀한 배합비율을 요구하는 대규모의 시공현장에는 적용하기에 적합하지 않았으며, 이에 따라 그 활용의 폭이 넓지 않다는 문제점이 있었다.
또한, 상기 종래의 기술에 의하면, 피스톤이 압축 행정과 흡입 행정을 수행하는 과정에서 압축 행정과 흡입 행정을 교대하는 순간에 피스톤이 일시적으로 정지하게 되는 현상이 있었다. 이에 의하여 콘크리트의 토출도 일시적으로 멈추게 되나, 종래 기술에 의하면 콘크리트의 토출이 없는데도 급결제 공급장치는 독립적으로 동작하여 계속 급결제를 공급하게 된다는 문제점이 발생하였다.
또한, 매 왕복 행정마다 발생하는 이러한 불균일한 급결제 비율은 숏크리트의 품질에 나쁜 영향을 미쳐서 공사현장에 비효율을 가져오게 된다는 문제점이 있었다.
따라서, 간단하고 손쉬운 방법으로 콘크리트에 혼합되는 급결제의 분사량을 계속적으로 일정하게 유지시키는 기술의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 콘크리트가 토출되는 피스톤의 움직임이나 피스톤의 움직임에 의한 유압을 감지하여 급결제의 분사량을 제어함으로써 콘크리트에 급결제가 일정하게 혼합되도록 하는 광물계 급결제 자동제어 공급장치 및 그 공급방법을 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
구체적으로, 본 발명은 왕복 행정 과정에서 피스톤이 일시적으로 정지하는 것을 센서부를 이용하여 감지하고, 상기 센서부에서 전송된 전기신호를 이용하여 급결제의 분사량을 제어함으로써 급결제가 일정하지 않게 혼합되는 것을 방지하고 양질의 성능을 갖는 숏크리트를 일정하게 공급할 수 있는 광물계 급결제 자동제어 공급장치 및 그 공급방법을 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 전기신호가 전송되고 나서 설정된 지연시간이 지난 후 급결제가 분사되도록 제어함으로써 급결제와 콘크리트가 실제적으로 적절하게 혼합될 수 있는 광물계 급결제 자동제어 공급장치 및 그 공급방법을 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 콘크리트의 유량을 정확하게 측정하지 못하더라도 콘크리트와 급결제의 배합비율을 균일하게 유지되도록 함으로써 숏크리트의 품질 불량을 방지하며, 간단한 방법을 통하여 공사비용의 크게 절감시키고 시공의 효율성을 향상시킬 수 있는 광물계 급결제 자동제어 공급장치 및 그 공급방법을 사용자에게 제공하는 데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
제 1 실린더 내에서 왕복 행정하는 제 1 피스톤 및 제 2 실린더 내에서 왕복 행정하는 제 2 피스톤을 이용하여 콘크리트 탱크에 저장된 콘크리트를 제 1 공간으로 압송하는 압송펌프 및 급결제를 상기 제 1 공간에 분사하여 상기 압송된 콘크리트와 혼합시키는 급결제 공급장치를 포함하고, 상기 콘크리트와 상기 급결제의 혼합물을 이용하여 제조된 숏크리트(Shotcrete)를 외부로 공급하는 급결제 자동제어 공급장치에 있어서, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 급결제 자동제어 공급장치는, 상기 제 1 피스톤의 왕복 행정에 따른 상기 제 1 피스톤의 움직임을 감지하는 제 1 센서, 상기 제 2 피스톤의 왕복 행정에 따른 상기 제 2 피스톤의 움직임을 감지하는 제 2 센서, 상기 급결제 공급장치에서 분사되는 상기 급결제의 양을 조절하는 급결제 조절부재 및 상기 급결제 조절부재를 제어하는 제어부를 더 포함하되, 상기 제 1 피스톤 및 상기 제 2 피스톤의 왕복 행정 각각은 흡입 행정과 압축 행정이 교대로 수행되어 이루어지고, 상기 제 1 피스톤이 상기 흡입 행정을 수행하는 경우 상기 콘크리트 탱크에 저장된 콘크리트의 적어도 일부가 상기 제 1 실린더의 내부로 흡입되고, 상기 제 1 피스톤이 상기 압축 행정을 수행하는 경우 상기 제 1 실린더에 흡입된 콘크리트가 상기 제 1 실린더의 외부로 토출되어 상기 제 1 공간으로 압송되며, 상기 제 2 피스톤이 상기 흡입 행정을 수행하는 경우 상기 콘크리트 탱크에 저장된 콘크리트의 적어도 일부가 상기 제 2 실린더의 내부로 흡입되고, 상기 제 2 피스톤이 상기 압축 행정을 수행하는 경우 상기 제 2 실린더에 흡입된 콘크리트가 상기 제 2 실린더의 외부로 토출되어 상기 제 1 공간으로 압송되며, 상기 제 1 피스톤은 상기 흡입 행정과 상기 압축 행정 사이에서 제 1 시간 동안 정지하고, 상기 제 2 피스톤은 상기 흡입 행정과 상기 압축 행정 사이에서 제 2 시간 동안 정지하며, 상기 제 1 센서가 상기 제 1 피스톤의 정지를 감지하는 경우 상기 제 1 센서는 상기 제 1 시간 동안 상기 제어부로 제 1 전기신호를 전송하고, 상기 제 2 센서가 상기 제 2 피스톤의 정지를 감지하는 경우 상기 제 2 센서는 상기 제 2 시간 동안 상기 제어부로 제 2 전기신호를 전송하며, 상기 제어부가 상기 제 1 전기신호 및 상기 제 2 전기신호 중 적어도 하나인 정지신호를 전송받은 경우, 상기 제어부는 상기 정지신호에 대응하여 상기 급결제가 분사되지 않도록 상기 급결제 조절부재를 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 급결제 조절부재를 제어하여 기 설정된 제 1 지연시간 후부터 상기 급결제가 분사되지 않도록 조절할 수 있다
또한, 상기 제어부로 전송되던 상기 정지신호의 전송이 중단되는 경우, 상기 제어부는 상기 정지신호의 중단에 대응하여 상기 급결제 조절부재를 제어함으로써 상기 급결제가 다시 분사되도록 조절할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 급결제 조절부재를 제어하여 기 설정된 제 2 지연시간 후부터 상기 급결제가 분사되지 않도록 조절할 수 있다.
또한, 상기 제 1 지연시간 및 상기 제 2 지연시간 중 적어도 하나는 기 설정된 단위시간 간격으로 조절 가능할 수 있다.
또한, 상기 제 1 피스톤이 상기 흡입 행정을 수행하는 경우, 상기 제 2 피스톤은 상기 압축 행정을 수행하고, 상기 제 1 피스톤이 상기 압축 행정을 수행하는 경우, 상기 제 2 피스톤은 상기 흡입 행정을 수행할 수 있다.
또한, 상기 제 1 피스톤의 움직임에 따라 움직이고, 상기 제 1 센서에 의하여 감지 가능한 제 1 감지부재 및 상기 제 2 피스톤의 움직임에 따라 움직이고, 상기 제 2 센서에 의하여 감지 가능한 제 2 감지부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 센서는 상기 제 1 피스톤에 인접한 위치에 고정되어 상기 제 1 감지부재의 움직임을 감지함으로써 상기 제 1 피스톤의 정지를 감지하고, 상기 제 2 센서는 상기 제 2 피스톤에 인접한 위치에 고정되어 상기 제 2 감지부재의 움직임을 감지함으로써 상기 제 2 피스톤의 정지를 감지할 수 있다.
한편, 제 1 실린더 내에서 왕복 행정하는 제 1 피스톤 및 제 2 실린더 내에서 왕복 행정하는 제 2 피스톤을 이용하여 콘크리트 탱크에 저장된 콘크리트를 제 1 공간으로 압송하는 압송펌프 및 급결제를 상기 제 1 공간에 분사하여 상기 압송된 콘크리트와 혼합시키는 급결제 공급장치를 포함하고, 상기 콘크리트와 상기 급결제의 혼합물을 이용하여 제조된 숏크리트(Shotcrete)를 외부로 공급하는 급결제 자동제어 공급방법에 있어서, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 급결제 자동제어 공급방법은, 제 1 센서가 상기 제 1 피스톤의 왕복 행정에 따른 상기 제 1 피스톤의 움직임을 감지하고, 제 2 센서가 상기 제 2 피스톤의 왕복 행정에 따른 상기 제 2 피스톤의 움직임을 감지하는 제 1 단계, 상기 제 1 피스톤 및 상기 제 2 피스톤 중 적어도 하나와 관련된 제 1 조건이 만족되는 제 2 단계, 상기 제 1 조건이 만족되는 경우, 상기 제 1 센서가 상기 제 1 피스톤의 정지를 감지하거나 상기 제 2 센서가 상기 제 2 피스톤의 정지를 감지하는 제 3 단계, 상기 제 1 센서가 상기 제 1 피스톤의 정지를 감지한 경우 상기 제 1 센서가 제 1 시간 동안 상기 제어부로 제 1 전기신호를 전송하고, 상기 제 2 센서가 상기 제 2 피스톤의 정지를 감지한 경우 상기 제 2 센서가 제 2 시간 동안 상기 제어부로 제 2 전기신호를 전송하는 제 4 단계, 상기 제어부가 상기 제 1 전기신호 및 상기 제 2 전기신호 중 적어도 하나인 정지신호를 전송받는 제 5 단계 및 상기 제어부가 상기 정지신호에 대응하여 상기 급결제가 분사되지 않도록 상기 급결제 조절부재를 제어하는 제 6 단계를 포함하되, 상기 제 1 피스톤 및 상기 제 2 피스톤의 왕복 행정 각각은 흡입 행정과 압축 행정이 교대로 수행되어 이루어지고, 상기 제 1 피스톤은 상기 흡입 행정과 상기 압축 행정 사이에서 상기 제 1 시간 동안 정지하고, 상기 제 2 피스톤은 상기 흡입 행정과 상기 압축 행정 사이에서 상기 제 2 시간 동안 정지하며, 상기 제 1 조건은, 상기 제 1 피스톤이 상기 흡입 행정과 상기 압축 행정 사이에서 상기 제 1 시간 동안 정지하는 조건 및 상기 제 2 피스톤이 상기 흡입 행정과 상기 압축 행정 사이에서 상기 제 2 시간 동안 정지하는 조건 중 적어도 하나이다.
또한, 상기 제 5 단계 및 상기 제 6 단계 사이에는, 기 설정된 지연시간 동안 대기하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부로 전송되던 상기 정지신호의 전송이 중단되는 단계 및 상기 제어부가 상기 정지신호의 중단에 대응하여 상기 급결제 조절부재를 제어함으로써 상기 급결제가 다시 분사되도록 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 제 1 실린더 내에서 왕복 행정하는 제 1 피스톤 및 제 2 실린더 내에서 왕복 행정하는 제 2 피스톤을 이용하여 콘크리트 탱크에 저장된 콘크리트를 제 1 공간으로 압송하는 압송펌프 및 급결제를 상기 제 1 공간에 분사하여 상기 압송된 콘크리트와 혼합시키는 급결제 공급장치를 포함하고, 상기 콘크리트와 상기 급결제의 혼합물을 이용하여 제조된 숏크리트(Shotcrete)를 외부로 공급하는 급결제 자동제어 공급방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있고, 상기 디지털 처리 장치에 의해 판독될 수 있는 기록매체에 있어서, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일례와 관련된 상기 급결제 자동제어 공급방법은, 제 1 센서가 상기 제 1 피스톤의 왕복 행정에 따른 상기 제 1 피스톤의 움직임을 감지하고, 제 2 센서가 상기 제 2 피스톤의 왕복 행정에 따른 상기 제 2 피스톤의 움직임을 감지하는 제 1 단계, 상기 제 1 피스톤 및 상기 제 2 피스톤 중 적어도 하나와 관련된 제 1 조건이 만족되는 제 2 단계, 상기 제 1 조건이 만족되는 경우, 상기 제 1 센서가 상기 제 1 피스톤의 정지를 감지하거나 상기 제 2 센서가 상기 제 2 피스톤의 정지를 감지하는 제 3 단계, 상기 제 1 센서가 상기 제 1 피스톤의 정지를 감지한 경우 상기 제 1 센서가 제 1 시간 동안 상기 제어부로 제 1 전기신호를 전송하고, 상기 제 2 센서가 상기 제 2 피스톤의 정지를 감지한 경우 상기 제 2 센서가 제 2 시간 동안 상기 제어부로 제 2 전기신호를 전송하는 제 4 단계, 상기 제어부가 상기 제 1 전기신호 및 상기 제 2 전기신호 중 적어도 하나인 정지신호를 전송받는 제 5 단계 및 상기 제어부가 상기 정지신호에 대응하여 상기 급결제가 분사되지 않도록 상기 급결제 조절부재를 제어하는 제 6 단계를 포함하되, 상기 제 1 피스톤 및 상기 제 2 피스톤의 왕복 행정 각각은 흡입 행정과 압축 행정이 교대로 수행되어 이루어지고, 상기 제 1 피스톤은 상기 흡입 행정과 상기 압축 행정 사이에서 상기 제 1 시간 동안 정지하고, 상기 제 2 피스톤은 상기 흡입 행정과 상기 압축 행정 사이에서 상기 제 2 시간 동안 정지하며, 상기 제 1 조건은, 상기 제 1 피스톤이 상기 흡입 행정과 상기 압축 행정 사이에서 상기 제 1 시간 동안 정지하는 조건 및 상기 제 2 피스톤이 상기 흡입 행정과 상기 압축 행정 사이에서 상기 제 2 시간 동안 정지하는 조건 중 적어도 하나이다.
본 발명은 콘크리트가 토출되는 피스톤의 움직임이나 피스톤의 움직임에 의한 유압을 감지하여 급결제의 분사량을 제어함으로써 콘크리트에 급결제가 일정하게 혼합되도록 하는 광물계 급결제 자동제어 공급장치 및 그 공급방법을 사용자에게 제공할 수 있다.
구체적으로, 본 발명은 왕복 행정 과정에서 피스톤이 일시적으로 정지하는 것을 센서부를 이용하여 감지하고, 상기 센서부에서 전송된 전기신호를 이용하여 급결제의 분사량을 제어함으로써 급결제가 일정하지 않게 혼합되는 것을 방지하고 양질의 성능을 갖는 숏크리트를 일정하게 공급할 수 있는 광물계 급결제 자동제어 공급장치 및 그 공급방법을 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 전기신호가 전송되고 나서 설정된 지연시간이 지난 후 급결제가 분사되도록 제어함으로써 급결제와 콘크리트가 실제적으로 적절하게 혼합될 수 있는 광물계 급결제 자동제어 공급장치 및 그 공급방법을 사용자에게 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 콘크리트의 유량을 정확하게 측정하지 못하더라도 콘크리트와 급결제의 배합비율을 균일하게 유지되도록 함으로써 숏크리트의 품질 불량을 방지하며, 간단한 방법을 통하여 공사비용의 크게 절감시키고 시공의 효율성을 향상시킬 수 있는 광물계 급결제 자동제어 공급장치 및 그 공급방법을 사용자에게 제공할 수 있다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 실시례를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 종래의 숏크리트 공급장치의 개략적인 구성의 일 실시례를 나타낸 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 적용될 수 있는 숏크리트 공급장치가 개략적으로 도시된 구성도 및 블록도를 나타낸 것이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 숏크리트 공급장치에 적용되는 압송펌프의 동작을 모식적으로 나타낸 것이다.
도 4는 제 1 피스톤 및 제 2 피스톤의 움직임에 따라 제 1 센서와 제 2 센서가 전송하는 전기신호의 일 실시례를 나타낸 것이다.
도 5는 센서부의 전기신호에 대응하여 급결제의 분사가 제어되는 본 발명의 일 실시례를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따라 구현될 수 있는 숏크리트가 공급되는 방법의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 1은 종래의 숏크리트 공급장치의 개략적인 구성의 일 실시례를 나타낸 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 적용될 수 있는 숏크리트 공급장치가 개략적으로 도시된 구성도 및 블록도를 나타낸 것이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 숏크리트 공급장치에 적용되는 압송펌프의 동작을 모식적으로 나타낸 것이다.
도 4는 제 1 피스톤 및 제 2 피스톤의 움직임에 따라 제 1 센서와 제 2 센서가 전송하는 전기신호의 일 실시례를 나타낸 것이다.
도 5는 센서부의 전기신호에 대응하여 급결제의 분사가 제어되는 본 발명의 일 실시례를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따라 구현될 수 있는 숏크리트가 공급되는 방법의 일례를 나타내는 순서도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시례에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일 실시례는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.
숏크리트 공급장치는 지보재인 숏크리트를 타설하기 위한 장비로서 대형 시공현장에 널리 사용되고 있다. 그러나, 종래의 숏크리트 공급장치는 콘크리트에 급결제가 일정한 비율로 혼합되는 것이 어려웠으며, 이로 인하여 숏크리트의 성능이 저하될 수 있다는 문제점이 있었다.
이를 해결하기 위하여 유량계를 이용하여 콘크리트 유량을 계측하고 계측된 콘크리트의 유량에 따라 급결제의 분사를 조절하는 기술이 개발된 바 있으나, 이러한 기술 역시 유량계가 콘크리트 정확하게 계측하지 못함으로 인하여 급결제가 정확한 비율로 투입되지 않게 된다는 문제점이 발생하게 되었다.
본 발명은 간단한 방법으로 콘크리트와 급결제가 일정한 비율로 혼합되어 숏크리트를 타설 현장에 공급하는 장치 및 그 공급방법을 제안하고자 한다.
<본 발명의
숏크리트
공급장치의 기본 구성>
이하에서는, 본 발명이 제안하고자 하는 숏크리트 공급장치의 구성에 대하여 도 2a 및 도 2b와 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 구체적으로 설명한다.
먼저, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 본 발명이 적용되는 숏크리트 공급장치(100)의 전체적인 구성을 살펴본다. 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 적용될 수 있는 숏크리트 공급장치가 개략적으로 도시된 구성도 및 블록도를 나타낸 것이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 숏크리트 공급장치(100)는 노즐(110), 콘크리트 공급관(120), 압축공기펌프(130), 분산 콘크리트 공급관(140), 혼합 콘크리트 공급관(150), 급결제 공급장치(160), 급결제 조절부재(165), 제어부(170), 압송펌프(200) 등으로 구성될 수 있다. 단, 도 2a 및 도 2b에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 숏크리트 공급장치(100)가 구현될 수도 있다.
콘크리트 탱크(2)에 저장된 콘크리트(202)는 급결제와 혼합되어 숏크리트 제조에 이용될 수 있고, 제조된 숏크리트는 노즐(110)을 통하여 시공현장에 타설된다. 여기서, 콘크리트(202) 대신 모르타르를 이용하는 것도 가능하다.
콘크리트 탱크(2)의 콘크리트(202)는 압송펌프(200)에 공급되어 콘크리트 공급관(120)을 따라 유동한다. 상기 콘크리트(202)는 압축공기펌프(130)로부터 공급된 압축공기에 의하여 분산되어 분산 콘크리트 공급관(140)을 따라 유동한다. 분산 콘크리트 공급관(140)을 유동하는 콘크리트(202)는 압축공기펌프(130)에 의해 분사되는 급결제(Accelerator)와 혼합되어 노즐(110)을 통하여 외부로 배출된다.
여기서, 급결제 공급장치(160)는 급결제를 콘크리트 공급관(140)을 유동하는 콘크리트(202)에 분사하며, 급결제 공급장치(160)에서 분사되는 급결제의 양은 급결제 조절부재(165)에 의하여 조절될 수 있다.
도 2b에 도시된 것과 같이, 본 발명의 숏크리트 공급장치(100)는 제어부(170)를 더 포함할 수 있으며, 제어부(17)는 급결제 조절부재(165)를 제어하는 기능을 수행한다. 상기 제어부(170)는 압송펌프(200)에 설치된 센서부(220)의 전기신호를 전송받을 수 있으며, 상기 센서부(220)는 압송펌프(200)를 구성하는 피스톤 두 개에 각각 설치된 제 1 센서(220a) 및 제 2 센서(220b)로 구성될 수 있다.
제어부(170)는 센서부(220)로부터 전송받은 전기신호에 대응하여 급결제 조절부재(165)를 제어할 수 있으며, 이를 통하여 급결제 공급장치(160)에서 분사되는 급결제의 양을 적절하게 조절할 수 있다.
또한, 콘크리트가 유동하는 콘크리트 공급관(120)에 유량센서(미도시)가 설치되어 콘크리트의 유동량을 측정하는 것도 가능하다. 유량센서에 의해 측정된 콘크리트의 유동량에 기초하여 제어부(170)는 급결제 조절부재(165)를 제어하여 급결제 공급장치(160)로부터 공급되는 급결제의 분사량을 조절할 수 있다.
이러한 유량센서는 분산 콘크리트 공급관(140)나 혼합 콘크리트 공급관(150)에 설치되는 것도 가능하다.
한편, 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 본 발명에 따른 숏크리트 공급장치(100)에 적용되는 압송펌프(200)의 구체적인 구성을 살펴본다. 도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 숏크리트 공급장치에 적용되는 압송펌프의 동작을 모식적으로 나타낸 것이다.
도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 본 발명에 적용되는 압송펌프(200)는 제 1 피스톤(210a), 제 2 피스톤(210b), 제 1 실린더(215a), 제 2 실린더(215b), 제 1 센서(220a), 제 2 센서(220b), 제 1 감지부재(225a), 제 2 감지부재(225b) 등으로 구성될 수 있다. 단, 도 3a 내지 도 3c에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 압송펌프(200)가 적용될 수도 있다.
도 3a 내지 도 3c에 도시된 것과 같이, 압송펌프(200)는 두 개의 피스톤(제 1 피스톤(210a), 제 2 피스톤(210b))으로 구성될 수 있으며, 상기 피스톤은 바람직하게는 유압식 피스톤을 사용할 수 있다. 제 1 피스톤(210a)은 제 1 실린더(215a) 내에서 왕복 행정하며, 제 2 피스톤(210b)은 제 2 실린더(215b) 내에서 왕복 행정한다.
여기서, 왕복 행정은 흡입 행정과 압축 행정이 교대로 수행되는 과정을 일컫는다. 즉, 피스톤은 실린더 내로 콘크리트(202)를 흡입하는 흡입 행정을 수행하고, 상기 흡입 행정이 완료되면 실린더 내에 흡입된 콘크리트(202)를 실린더 외부로 토출하는 압축 행정을 수행한다.
센서부(220)는 제 1 피스톤(210a)과 제 2 피스톤(210b)의 움직임을 각각 감지할 수 있는 제 1 센서(220a)와 제 2 센서(220b)로 구성된다. 제 1 피스톤(210a)과 제 2 피스톤(210b)에는 각각 제 1 감지부재(225a)와 제 2 감지부재(225b)가 설치되어 있으며, 제 1 감지부재(225a)와 제 2 감지부재(225b)는 각각 제 1 피스톤(210a)과 제 2 피스톤(210b)에 고정 설치되므로 제 1 피스톤(210a)과 제 2 피스톤(210b)이 왕복 행정을 함에 따라 제 1 감지부재(225a)와 제 2 감지부재(225b)도 함께 움직이게 된다.
제 1 센서(220a)는 제 1 감지부재(225a)를 감지할 수 있으며, 제 1 피스톤(210a)의 왕복 행정에 따라 제 1 감지부재(225a)가 제 1 센서(220a)에 근접하게 되는 경우 이를 감지하여 제 1 피스톤(210a)의 움직임을 파악할 수 있다. 마찬가지로, 제 2 센서(220b)는 제 2 감지부재(225b)를 감지할 수 있으며, 제 2 피스톤(210b)의 왕복 행정에 따라 제 2 감지부재(225b)가 제 2 센서(220b)에 근접하게 되는 경우 이를 감지하여 제 2 피스톤(210b)의 움직임을 파악할 수 있다.
도 3a는 제 1 피스톤(210a)이 흡입 행정을 완료하고, 제 2 피스톤(210b)은 압축 행정을 완료한 모습을 개략적으로 나타낸다. 제 1 피스톤(210a)이 흡입 행정을 완료하는 경우, 제 1 피스톤(210a)에 설치된 제 1 감지부재(225a)가 제 1 센서(220a)에 근접하게 되며, 제 1 센서(220a)는 상기 제 1 감지부재(225a)의 근접을 감지하여 제 1 피스톤(210a)의 흡입 행정이 완료될 것이라는 것을 판단할 수 있다.
이어서, 도 3b는 제 1 피스톤(210a)이 압축 행정을 수행하고, 제 2 피스톤(210b)이 흡입 행정을 수행하는 모습을 개략적으로 나타낸다. 제 1 피스톤(210a)은 압축 행정 과정에서 제 1 실린더(215a) 내부의 콘크리트(202)를 제 1 실린더(215a) 외부로 토출하여 콘크리트 공급관(120)으로 압송하며, 제 2 피스톤(210b)은 흡입 행정 과정에서 콘크리트 탱크(2)에 저장된 콘크리트(202)를 제 2 실린더(215b) 내부로 흡입한다.
이어서, 도 3c는 제 1 피스톤(210a)이 압축 행정을 완료하고, 제 2 피스톤(210b)은 흡입 행정을 완료한 모습을 개략적으로 나타낸다. 제 2 피스톤(210b)이 흡입 행정을 완료하는 경우, 제 2 피스톤(210b)에 설치된 제 2 감지부재(225b)가 제 2 센서(220b)에 근접하게 되며, 제 2 센서(220b)는 상기 제 2 감지부재(225b)의 근접을 감지하여 제 2 피스톤(210b)의 흡입 행정이 완료될 것이라는 것을 판단할 수 있다.
이어서, 압축 행정을 완료한 제 1 피스톤(210a)은 다시 흡입 행정을 수행하게 되고, 흡입 행정을 완료한 제 2 피스톤(210b)은 다시 압축 행정을 수행하게 된다.
이와 달리, 제 1 센서(220a)와 제 2 센서(220b)는 각각 제 1 피스톤(210a)과 제 2 피스톤(210b)의 행정에 의한 유압을 감지하도록 구현되는 것도 가능하다. 즉, 제 1 센서(220a)와 제 2 센서(220b)는 제 1 피스톤(210a)과 제 2 피스톤(210b)의 흡입 행정과 압축 행정에 따른 피스톤의 유압이 변화되는 것을 감지할 수 있으며, 이러한 유압의 변화 감지결과에 기초하여 제 1 피스톤(210a)과 제 2 피스톤(210b)의 움직임을 파악하도록 구현될 수도 있다.
도 3a 내지 도 3c에 도시된 것과 같이, 제 1 피스톤(210a)과 제 2 피스톤(210b)의 왕복 행정은 서로 교호적으로 수행되는 것이 바람직하다. 즉, 제 1 피스톤(210a)이 흡입 행정을 수행하는 경우 제 2 피스톤(210b)은 압축 행정을 수행하고, 반대로 제 1 피스톤(210a)이 압축 행정을 수행하는 경우 제 2 피스톤(210b)은 흡입 행정을 수행하도록 설계하는 것이 바람직하다.
<본 발명에 따라
숏크리트를
공급하는 방법>
이하에서는, 본 발명이 제안하고자 하는 숏크리트를 공급하는 방법에 대하여 도 4 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 설명한다.
먼저, 도 4를 참조하여 피스톤의 왕복 행정에 따른 센서부의 전기신호를 살펴본다. 도 4는 제 1 피스톤 및 제 2 피스톤의 움직임에 따라 제 1 센서와 제 2 센서가 전송하는 전기신호의 일 실시례를 나타낸다.
피스톤은 왕복 행정 과정에서 계속 움직이는 것은 아니며, 흡입 행정과 압축 행정이 교대되는 시간에 일시적으로 정지하게 된다. 즉, 제 1 피스톤(210a)은 상기 흡입 행정과 압축 행정 사이에서 일시적으로(제 1 시간 동안) 멈추게 되며, 제 2 피스톤(210b)도 상기 흡입 행정과 압축 행정 사이에서 일시적으로(제 2 시간 동안) 멈추게 된다. 여기서, 제 1 시간과 제 2 시간은 작은 시간이며, 제 1 시간과 제 2 시간은 서로 동일할 수도 있다.
제 1 센서(220a)는 상술한 바와 같이 제 1 감지부재(225a)를 이용하여 제 1 피스톤(210a)의 움직임을 파악할 수 있으며, 제 1 센서(220a)는 제 1 피스톤(210a)이 흡입 행정과 압축 행정을 교대하는 시간에 제 1 시간 동안 정지하는 것을 감지할 수 있다.
또한, 제 1 센서(220a)는 제 1 피스톤(210a)에 의한 유압을 감지하는 것도 가능하며, 상기 유압의 변화를 감지함으로써 제 1 센서(220a)는 제 1 피스톤(210a)이 흡입 행정과 압축 행정을 교대하는 시간에 제 1 시간 동안 정지하는 것을 감지할 수도 있다.
이렇게 제 1 피스톤(210a)이 정지하는 동안 제 1 센서(220a)는 제어부(170)로 도 4의 상단에 도시된 것과 같은 제 1 전기신호를 전송한다.
마찬가지로, 제 2 센서(220b)는 제 2 감지부재(225b)를 이용하여 제 2 피스톤(210b)의 움직임을 파악할 수 있으며, 제 2 센서(220b)는 제 2 피스톤(210b)이 흡입 행정과 압축 행정을 교대하는 시간에 제 2 시간 동안 정지하는 것을 감지할 수 있다.
또한, 제 2 센서(220b)는 제 2 피스톤(210b)에 의한 유압을 감지하는 것도 가능하며, 상기 유압의 변화를 감지함으로써 제 2 센서(220b)는 제 2 피스톤(210b)이 흡입 행정과 압축 행정을 교대하는 시간에 제 2 시간 동안 정지하는 것을 감지할 수도 있다.
이렇게 제 2 피스톤(210b)이 정지하는 동안 제 2 센서(220b)는 제어부(170)로 도 4의 하단에 도시된 것과 같은 제 2 전기신호를 전송한다.
제어부(170)는 제 1 전기신호를 전송받는 경우 제 1 피스톤(210a)이 정지하였다고 판단할 수 있고, 제 2 전기신호를 전송받는 경우 제 2 피스톤(210b)이 정지하였다고 판단할 수 있으며, 제 1 전기신호나 제 2 전기신호의 전송이 없는 경우 제 1 피스톤(210a)과 제 2 피스톤(210b)이 움직이고 있는 중이라고 판단할 수 있다.
따라서, 제어부(170)는 도 4에 도시된 것과 같이 전기신호가 on인 경우 피스톤이 정지하였다고 판단할 수 있고, 전기신호가 off인 경우 피스톤이 움직이고 있다고 판단할 수 있다.
일 실시례로, 제 1 전기신호와 제 2 전기신호는 24V의 신호로 설정될 수 있다. 즉, 한 피스톤이 토출 행정을 완료하면(이때 다른 피스톤은 흡입 행정을 완료) 24V의 전기신호를 컨트롤 패널 상의 31번(또는 32번)에 보낼 수 있다.
한편, 도 5를 참조하여 센서부(220)의 전기신호에 따른 제어부(170)의 제어과정을 살펴본다. 도 5는 센서부의 전기신호에 대응하여 급결제의 분사가 제어되는 본 발명의 일 실시례를 나타낸다.
상술한 바와 같이, 센서부(220)는 피스톤의 왕복 행정 중의 움직임과 정지를 감지하여 도 5의 상단에 도시된 것과 같은 전기신호를 제어부(170)에 전송한다.제어부(170)는 이 전기신호를 전송받아 급결제 조절부재(165)를 제어할 수 있으며, 이러한 제어 과정에서 급결제 공급장치(160)에 의한 급결제의 분사량이 적절하게 조절될 수 있다.
제어부(170)가 전기신호(on)를 전송받는 경우, 제어부(170)는 미리 설정된 지연시간이 경과된 후 급결제 조절부재(165)가 닫히도록 제어할 수 있다. 여기서, 전기신호의 전송 시 설정되는 지연시간(D1)과 전송 중인 전기신호의 중단 시 설정되는 지연시간(D2)은 서로 다르게 설정될 수 있다. 또는, D1이나 D2를 0으로, 즉 지연시간이 없는 것으로 설정하는 것도 가능하다.
지연시간을 설정하는 것은 전기신호가 off된 후 바로 콘크리트가 공급되지 않기 때문이다. 실제 육안 관찰 결과, 1초 내외의 시간간격이 있는 것으로 보이며, 이를 반영하기 위하여 지연시간을 설정하는 것이다.
이러한 지연시간은 단위시간(예를 들어, 0.1초) 간격으로 조절하는 것이 가능하다.
한편, 도 6을 참조하여 피스톤의 정지를 감지한 센서부(220)의 전기신호에 대응한 제어부(170)의 제어를 살펴본다. 도 6은 본 발명에 따라 구현될 수 있는 숏크리트가 공급되는 방법의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 6을 참조하면, 제 1 센서(220a)는 제 1 피스톤(210a)의 왕복 행정에 따른 상기 제 1 피스톤(210a)의 움직임을 감지하고, 제 2 센서(220b)는 제 2 피스톤(210b)의 왕복 행정에 따른 상기 제 2 피스톤(210b)의 움직임을 감지한다(S10).
이어서, 피스톤은 흡입 행정과 압축 행정이 교대되는 시간에 일시적으로 정지하게 되므로, 제 1 피스톤(210a)이 흡입 행정과 압축 행정 사이에서 제 1 시간 동안 정지하거나 또는 제 2 피스톤(210b)이 흡입 행정과 압축 행정 사이에서 제 2 시간 동안 정지하게 된다(S11).
이어서, 제 1 센서(220a)가 제 1 감지부재(225a)의 근접을 센싱하여 제 1 피스톤(210a)의 정지를 감지하거나 또는 제 2 센서(220b)가 제 2 감지부재(225b)의 근접을 센싱하여 제 2 피스톤(210b)의 정지를 감지한다(S12).
상기 S10 단계 내지 S12 단계에서 제 1 센서(220a)와 제 2 센서(220b)는 각각 제 1 피스톤(210a)과 제 2 피스톤(210b)에 의한 유압의 변화를 감지하여 제 1 피스톤(210a)과 제 2 피스톤(210b)의 정지를 감지할 수도 있다.
이어서, 제 1 센서(220a)가 제 1 피스톤(210a)의 정지를 감지한 경우에는, 상기 제 1 센서(220a)가 제 1 시간 동안 제어부(170)로 제 1 전기신호를 전송한다. 제 2 센서(220b)가 제 2 피스톤(210b)의 정지를 감지한 경우에는, 상기 제 2 센서(220b)가 제 2 시간 동안 제어부(170)로 제 2 전기신호를 전송한다(S13).
이어서, 제어부(170)는 기 설정된 지연시간 동안 대기하며(S14), 지연시간 경과 후 제어부(170)는 급결제 조절부재(165)를 제어하여 급결제 공급장치(160)로부터 급결제가 분사되지 않도록 조절한다(S15). 이에 의하여 제 1 전기신호 또는 제 2 전기신호가 제어부(170)로 전송된 시간만큼 급결제가 분사되지 않게 조절된다.
전기신호의 전송이 중단되면, 제어부(170)는 급결제 조절부재(165)를 제어하여 급결제 공급장치(160)로부터 급결제가 다시 분사되도록 조절할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 숏크리트 공급장치 및 그 공급방법에 의하면, 간단한 방법을 통하여 콘크리트와 급결제가 계속적으로 일정하게 혼합되도록 제어할 수 있고, 시공의 효율성을 크게 증진시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행할 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시례들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시례들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시례들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
2: 콘크리트 탱크
10: 종래의 펌프 압송식의 숏크리트 타설기
100: 숏크리트 공급장치
110: 노즐
120: 콘크리트 공급관
130: 압축공기펌프
140: 분산 콘크리트 공급관
150: 혼합 콘크리트 공급관
160: 급결제 공급장치
165: 급결제 조절부재
170: 제어부
200: 압송펌프
202: 콘크리트
210a: 제 1 피스톤
210b: 제 2 피스톤
215a: 제 1 실린더
215b: 제 2 실린더
220a: 제 1 센서
220b: 제 2 센서
225a: 제 1 감지부재
225b: 제 2 감지부재
10: 종래의 펌프 압송식의 숏크리트 타설기
100: 숏크리트 공급장치
110: 노즐
120: 콘크리트 공급관
130: 압축공기펌프
140: 분산 콘크리트 공급관
150: 혼합 콘크리트 공급관
160: 급결제 공급장치
165: 급결제 조절부재
170: 제어부
200: 압송펌프
202: 콘크리트
210a: 제 1 피스톤
210b: 제 2 피스톤
215a: 제 1 실린더
215b: 제 2 실린더
220a: 제 1 센서
220b: 제 2 센서
225a: 제 1 감지부재
225b: 제 2 감지부재
Claims (12)
- 제 1 실린더 내에서 왕복 행정하는 제 1 피스톤 및 제 2 실린더 내에서 왕복 행정하는 제 2 피스톤을 이용하여 콘크리트 탱크에 저장된 콘크리트를 제 1 공간으로 압송하는 압송펌프; 및 급결제를 상기 제 1 공간에 분사하여 상기 압송된 콘크리트와 혼합시키는 급결제 공급장치;를 포함하고, 상기 콘크리트와 상기 급결제의 혼합물을 이용하여 제조된 숏크리트(Shotcrete)를 외부로 공급하는 급결제 자동제어 공급장치에 있어서,
상기 제 1 피스톤의 왕복 행정에 따른 상기 제 1 피스톤의 움직임을 감지하는 제 1 센서;
상기 제 2 피스톤의 왕복 행정에 따른 상기 제 2 피스톤의 움직임을 감지하는 제 2 센서;
상기 급결제 공급장치에서 분사되는 상기 급결제의 양을 조절하는 급결제 조절부재;
상기 급결제 조절부재를 제어하는 제어부;
상기 제 1 피스톤에 설치되어 상기 제 1 피스톤의 움직임에 따라 움직이고, 상기 제 1 센서로부터 일정 거리 이내로 근접하는 경우 상기 제 1 센서에 의하여 감지되는 제 1 감지부재; 및
상기 제 2 피스톤에 설치되어 상기 제 2 피스톤의 움직임에 따라 움직이고, 상기 제 2 센서로부터 일정 거리 이내로 근접하는 경우 상기 제 2 센서에 의하여 감지되는 제 2 감지부재;를 포함하되,
상기 제 1 피스톤 및 상기 제 2 피스톤의 왕복 행정 각각은 흡입 행정과 압축 행정이 교대로 수행되어 이루어지고,
상기 제 1 피스톤이 상기 흡입 행정을 수행하는 경우 상기 콘크리트 탱크에 저장된 콘크리트의 적어도 일부가 상기 제 1 실린더의 내부로 흡입되고, 상기 제 1 피스톤이 상기 압축 행정을 수행하는 경우 상기 제 1 실린더에 흡입된 콘크리트가 상기 제 1 실린더의 외부로 토출되어 상기 제 1 공간으로 압송되며,
상기 제 2 피스톤이 상기 흡입 행정을 수행하는 경우 상기 콘크리트 탱크에 저장된 콘크리트의 적어도 일부가 상기 제 2 실린더의 내부로 흡입되고, 상기 제 2 피스톤이 상기 압축 행정을 수행하는 경우 상기 제 2 실린더에 흡입된 콘크리트가 상기 제 2 실린더의 외부로 토출되어 상기 제 1 공간으로 압송되며,
상기 제 1 피스톤은 상기 흡입 행정과 상기 압축 행정 사이에서 제 1 시간 동안 정지하고, 상기 제 2 피스톤은 상기 흡입 행정과 상기 압축 행정 사이에서 제 2 시간 동안 정지하며,
상기 제 1 센서가 상기 제 1 피스톤의 정지를 감지하는 경우 상기 제 1 센서는 상기 제 1 시간 동안 상기 제어부로 제 1 전기신호를 전송하고, 상기 제 2 센서가 상기 제 2 피스톤의 정지를 감지하는 경우 상기 제 2 센서는 상기 제 2 시간 동안 상기 제어부로 제 2 전기신호를 전송하며,
상기 제어부가 상기 제 1 전기신호 및 상기 제 2 전기신호 중 적어도 하나인 정지신호를 전송받은 경우, 상기 제어부는 상기 정지신호에 대응하여 기 설정된 제 1 지연시간 후부터 상기 급결제가 분사되지 않도록 상기 급결제 조절부재를 제어하고,
상기 제어부로 전송되던 상기 정지신호의 전송이 중단되는 경우, 상기 제어부는 상기 정지신호의 중단에 대응하여 상기 급결제 조절부재를 제어함으로써 기 설정된 제 2 지연시간 후부터 상기 급결제가 다시 분사되도록 조절하며,
상기 제 1 센서는 상기 제 1 피스톤에 인접한 위치에 고정되어 상기 제 1 감지부재의 움직임을 감지함으로써 상기 제 1 피스톤의 정지를 감지하고,
상기 제 2 센서는 상기 제 2 피스톤에 인접한 위치에 고정되어 상기 제 2 감지부재의 움직임을 감지함으로써 상기 제 2 피스톤의 정지를 감지하는 것을 특징으로 하는 급결제 자동제어 공급장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 제 1 지연시간 및 상기 제 2 지연시간 중 적어도 하나는 기 설정된 단위시간 간격으로 조절 가능한 것을 특징으로 하는 급결제 자동제어 공급장치. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 피스톤이 상기 흡입 행정을 수행하는 경우, 상기 제 2 피스톤은 상기 압축 행정을 수행하고,
상기 제 1 피스톤이 상기 압축 행정을 수행하는 경우, 상기 제 2 피스톤은 상기 흡입 행정을 수행하는 것을 특징으로 하는 급결제 자동제어 공급장치. - 삭제
- 삭제
- 제 1 실린더 내에서 왕복 행정하는 제 1 피스톤 및 제 2 실린더 내에서 왕복 행정하는 제 2 피스톤을 이용하여 콘크리트 탱크에 저장된 콘크리트를 제 1 공간으로 압송하는 압송펌프; 및 급결제를 상기 제 1 공간에 분사하여 상기 압송된 콘크리트와 혼합시키는 급결제 공급장치;를 포함하고, 상기 콘크리트와 상기 급결제의 혼합물을 이용하여 제조된 숏크리트(Shotcrete)를 외부로 공급하는 급결제 자동제어 공급방법에 있어서,
제 1 센서가 상기 제 1 피스톤의 왕복 행정에 따른 상기 제 1 피스톤의 움직임을 감지하고, 제 2 센서가 상기 제 2 피스톤의 왕복 행정에 따른 상기 제 2 피스톤의 움직임을 감지하는 제 1 단계;
상기 제 1 피스톤 및 상기 제 2 피스톤 중 적어도 하나와 관련된 제 1 조건이 만족되는 제 2 단계;
상기 제 1 조건이 만족되는 경우, 상기 제 1 센서가 상기 제 1 피스톤의 정지를 감지하거나 상기 제 2 센서가 상기 제 2 피스톤의 정지를 감지하는 제 3 단계;
상기 제 1 센서가 상기 제 1 피스톤의 정지를 감지한 경우 상기 제 1 센서가 제 1 시간 동안 제어부로 제 1 전기신호를 전송하고, 상기 제 2 센서가 상기 제 2 피스톤의 정지를 감지한 경우 상기 제 2 센서가 제 2 시간 동안 상기 제어부로 제 2 전기신호를 전송하는 제 4 단계;
상기 제어부가 상기 제 1 전기신호 및 상기 제 2 전기신호 중 적어도 하나인 정지신호를 전송받는 제 5 단계; 및
상기 제어부가 상기 정지신호에 대응하여 기 설정된 제 1 지연시간 후부터 상기 급결제가 분사되지 않도록 급결제 조절부재를 제어하는 제 6 단계;를 포함하되,
상기 제 1 피스톤 및 상기 제 2 피스톤의 왕복 행정 각각은 흡입 행정과 압축 행정이 교대로 수행되어 이루어지고,
상기 제 1 피스톤은 상기 흡입 행정과 상기 압축 행정 사이에서 상기 제 1 시간 동안 정지하고, 상기 제 2 피스톤은 상기 흡입 행정과 상기 압축 행정 사이에서 상기 제 2 시간 동안 정지하며,
상기 제 1 조건은, 상기 제 1 피스톤이 상기 흡입 행정과 상기 압축 행정 사이에서 상기 제 1 시간 동안 정지하는 조건 및 상기 제 2 피스톤이 상기 흡입 행정과 상기 압축 행정 사이에서 상기 제 2 시간 동안 정지하는 조건 중 적어도 하나이고,
상기 제어부로 전송되던 상기 정지신호의 전송이 중단되는 경우, 상기 제어부는 상기 정지신호의 중단에 대응하여 상기 급결제 조절부재를 제어함으로써 기 설정된 제 2 지연시간 후부터 상기 급결제가 다시 분사되도록 조절하며,
제 1 감지부재는 상기 제 1 피스톤에 설치되어 상기 제 1 피스톤의 움직임에 따라 움직이고, 상기 제 1 센서로부터 일정 거리 이내로 근접하는 경우 상기 제 1 센서에 의하여 감지되며,
제 2 감지부재는 상기 제 2 피스톤에 설치되어 상기 제 2 피스톤의 움직임에 따라 움직이고, 상기 제 2 센서로부터 일정 거리 이내로 근접하는 경우 상기 제 2 센서에 의하여 감지되고,
상기 제 1 센서는 상기 제 1 피스톤에 인접한 위치에 고정되어 상기 제 1 감지부재의 움직임을 감지함으로써 상기 제 1 피스톤의 정지를 감지하고,
상기 제 2 센서는 상기 제 2 피스톤에 인접한 위치에 고정되어 상기 제 2 감지부재의 움직임을 감지함으로써 상기 제 2 피스톤의 정지를 감지하는 것을 특징으로 하는 급결제 자동제어 공급방법. - 삭제
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| KR20140000197A KR101510035B1 (ko) | 2014-01-02 | 2014-01-02 | 피스톤 펌프에 연동한 광물계 급결제 자동제어 공급장치 및 그 공급방법 |
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ID=53034525
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115095354A (zh) * | 2022-07-12 | 2022-09-23 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 一种喷浆履带车的电动机构 |
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| KR101222407B1 (ko) | 2011-06-29 | 2013-01-14 | 현대건설주식회사 | 쇼크리트용 급결제의 공급 방법 및 장치, 이 장치가 설치된 쇼크리트 타설기 |
-
2014
- 2014-01-02 KR KR20140000197A patent/KR101510035B1/ko active Active
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