KR102152058B1 - 멀티 주입 펌프 - Google Patents

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한광수
심창선
한상훈
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광성지엠(주)
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Abstract

본 발명은 멀티 주입 펌프에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 단일의 펌프를 이용해서 다양한 주입재를 각종 공법에 맞는 토출량과 주입압력으로 주입할 수 있는 멀티 주입 펌프에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 일 측면에 따른 멀티 주입 펌프는 바디부와, 상기 바디부에 구비되어 주입되는 주입재를 가압 토출하는 복수 개의 토출부, 및 복수 개의 상기 토출부에 각각 구동력을 제공하는 복수 개의 구동부를 포함하며, 각각의 상기 구동부는 복수 개의 상기 토출부에 각각 연결되어 상호 독립적으로 제어된다.

Description

멀티 주입 펌프{MULTI INJECTION PUMP}
본 발명은 멀티 주입 펌프에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 단일의 펌프를 이용해서 다양한 주입재를 각종 공법에 맞는 토출량과 주입압력으로 주입할 수 있는 멀티 주입 펌프에 관한 것이다.
일반적으로 그라우팅공법이란 연약지반의 처리 및 차수(遮水) 보강공사를 포괄적으로 칭하는 것이며, 이러한 그라우팅공법에는 약액 그라우팅공법과 L.W공법, 그리고 시멘트 밀크 그라우팅공법 및 강관다단공법 등 다양한 공법이 있다.
즉, 약액 그라우팅공법은 이중관 롯드에 특수천단장치를 결합시켜 대상지반에 순결과 완결의 주입재를 분당 7∼18리터로 복합적으로 반복주입하는 공법이고, L.W공법은 규산 소다와 시멘트 현탁액을 지상의 Y자관에서 혼합하여 지반에 분당 20리터 이상으로 주입시키는 공법이며, 시멘트 밀크 그라우팅공법은 소정의 심도까지 천공한 후 천공롯드를 통하여 시멘트 파세트(paste)를 분당 70리터정도로 주입하는 공법이고, 강관다단공법은 강관파이프를 천공하여 그 내부에 시멘트밀크를 분당 7∼35리터로 주입하여 연약지반을 보강하는 공법이다.
상술한 바와 같은 각종 공법에는 각 공법마다 토출량과 주입압력 및 주입재의 종류가 다르므로 그 공법에 적당한 다수 개의 그라우트 펌프를 사용할 수 밖에 없었다.
다만, 이와 같이 다수 개의 그라우트 펌프를 사용할 경우 이동 및 각 그라우트 펌프의 연결 배치가 번거로워서 작업성이 저하되는 문제가 있었다.
따라서 이에 대한 개선이 필요한 실정이다.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 단일의 펌프를 이용해서 다양한 주입재를 각종 공법에 맞는 토출량과 주입압력으로 주입할 수 있는 멀티 주입 펌프를 제공하는 것이다.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 멀티 주입 펌프는 바디부와, 상기 바디부에 구비되어 주입되는 주입재를 가압 토출하는 복수 개의 토출부, 및 복수 개의 상기 토출부에 각각 구동력을 제공하는 복수 개의 구동부를 포함하며, 각각의 상기 구동부는 복수 개의 상기 토출부에 각각 연결되어 상호 독립적으로 제어된다.
이때, 상기 구동부에는 구동력을 제공하는 구동 모터와, 상기 구동 모터로부터 제공되는 구동력을 전달하는 샤프트가 구비되며, 복수 개의 상기 구동부에 각각 구비된 샤프트는 상호 독립적으로 회전 구동될 수 있다.
이때, 상기 샤프트에는 상기 샤프트의 회전 시 편심 회전하도록 캠이 설치되며, 상기 토출부에는 상기 캠의 편심 회전운동을 왕복운동으로 변환하도록 상기 캠에 일단이 연결되는 커넥팅 로드와, 상기 커넥팅 로드의 타단에 구비되어 주입재를 가압하는 가압 부재와, 주입재가 흡입되는 석션 포트와 가압된 주입재가 토출되는 토출 포트가 형성된 실린더 블록이 구비될 수 있다.
이때, 상기 샤프트에는 복수 개의 상기 캠이 구비되며, 복수 개의 상기 캠에 대응되도록 상기 커넥팅 로드, 상기 가압 부재, 및 상기 실린더 블록도 각각 복수 개 구비될 수 있다.
이때, 상기 바디부에는 복수 개의 상기 구동 모터를 상호 독립적으로 제어하는 제어 부재가 구비될 수 있다.
이때, 상기 제어 부재는 복수 개의 상기 토출 포트를 통해 토출되는 주입재의 압력과 속도를 상호 상이하도록 제어할 수 있다.
이때, 상기 제어 부재는 각각의 상기 토출 포트를 통해 토출되는 주입재의 압력과 속도를 측정해서 각각의 상기 토출 포트를 토출되는 주입재의 혼합비를 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 멀티 주입 펌프는 바디부와, 상기 바디부에 구비되어 주입되는 주입재를 가압 토출하는 제1 토출부 및 제2 토출부, 및 상기 제1 토출부 및 제2 토출부에 각각 구동력을 제공하는 제1 구동부 및 제2 구동부를 포함하며, 상기 제1 구동부는 상기 제1 토출부에 연결되고, 상기 제2 구동부는 상기 제2 토출부에 연결되며, 상기 제1 구동부와 상기 제2 구동부는 상호 독립적으로 제어된다.
이때, 상기 제1 토출부와 상기 제2 토출부에는 가압된 주입재가 토출되도록 토출 포트가 형성된 제1 실린더 블록과 제2 실린더 블록이 각각 구비되되, 상기 제1 실린더 블록에는 제1-1 단위 블록과 제1-2 단위 블록이 구비되고, 상기 제2 실린더 블록에는 제2-1 단위 블록과 제2-2 단위 블록이 구비될 수 있다.
이때, 상기 바디부에는 상기 제1 구동부와 상기 제2 구동부를 상호 독립적으로 제어하는 제어 부재가 구비되며, 상기 제어 부재는 각각의 상기 단위 블록에 형성된 상기 토출 포트를 통해 토출되는 주입재의 압력과 속도가 상호 상이하도록 제어할 수 있다.
이때, 각각의 상기 단위 블록에는 주입재가 흡입되도록 석션 포트가 각각 형성되되, 상기 석션 포트를 통해 흡입되는 주입재의 양을 조절하는 조절 부재가 각각 구비되며, 상기 제어 부재는 각각의 상기 조절 부재를 조절하여 각각의 상기 석션 포트에 흡입되는 주입재의 압력과 속도가 상호 상이하도록 제어할 수 있다.
이때, 각각의 상기 단위 블록에는 상이한 종류의 적어도 둘 이상의 주입재가 흡입 및 토출되고, 상기 제어 부재는 각각의 상기 토출 포트를 통해 토출되는 주입재의 압력과 속도를 측정해서 각각의 상기 토출 포트를 토출되는 주입재의 혼합비를 조절할 수 있다.
상기한 구성을 갖는 본 발명의 멀티 주입 펌프는 단일의 바디부에 복수 개의 토출부와 구동부가 각각 구비되며, 이러한 복수 개의 구동부를 각각 제어함으로써 다양한 주입재를 각종 공법에 맞는 토출량과 주입압력으로 주입할 수 있게 된다.
특히, 이들 주입재의 배합비(혼합비)를 각종 공법에 맞게 탄력적으로 적용할 수 있고, 현장 상황에 맞는 다변화 대응에 유리하며, 각각의 토출부에는 실린더 블록이 개별로 구비되므로 토출량을 충분히 확보할 수 있게 된다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 주입 펌프를 도시한 사시도이다.
도 2 및 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 토출부 및 구동부를 도시한 도면으로, 도 2는 토출부 및 구동부의 사시도이고, 도 3은 토출부와 구동부의 동작 관계를 도시한 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 블록을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 주입 펌프를 통해 주입되는 주입재의 유량을 도시한 그래프로서, (a)는 실린더 블록에 밸런싱 부재가 설치되지 않은 상태에서 주입되는 주입재의 유량을 도시한 그래프이고, (b)는 실린더 블록에 밸런싱 부재가 설치된 상태에서 주입되는 주입재의 유량을 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 주입 펌프를 통해 주입재 주입 시 밸런싱 부재 내부의 압력 상태를 도시한 단면도로서, (a)는 가압 부재 전진 상태에서 밸런싱 부재 내부의 압력 상태를 도시한 도면이고, (b)는 가압 부재의 후진 상태에서 밸런싱 부재 내부의 압력 상태를 도시한 도면이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 토출부와 구동부의 다양한 동작 상태를 도시한 개략도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참고부호를 붙였다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 주입 펌프를 도시한 사시도이고, 도 2 및 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 토출부 및 구동부를 도시한 도면으로, 도 2는 토출부 및 구동부의 사시도이며, 도 3은 토출부와 구동부의 동작 관계를 도시한 개략도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 멀티 주입 펌프는 바디부(100)와, 이러한 바디부(100)에 구비되어 주입되는 주입재를 가압 토출하는 복수 개의 토출부(200), 및 복수 개의 토출부(200)에 각각 구동력을 제공하는 복수 개의 구동부(300)를 포함한다.
즉, 전술한 단일의 바디부(100)에는 복수 개의 토출부(200)가 구비되므로 각종 공법에 맞는 다양한 주입재를 주입할 수 있다. 예를 들어 시멘트(A), 우레탄(B), 및 경화용 약재(C)와 같은 다양한 주입재를 주입할 수 있게 된다.
또한, 바디부(100)에는 이러한 각각의 토출부(200)에 구동력을 제공하는 구동부(300)가 각각 구비되며, 이러한 각각의 구동부(300)가 복수 개의 토출부(200)에 각각 연결되어 상호 독립적으로 제어되므로 다양한 주입재를 각종 공법에 맞는 토출량과 주입압력으로 주입할 수 있게 된다.
특히, 이러한 각각의 주입재의 배합비(혼합비)를 각종 공법에 맞게 탄력적으로 적용할 수 있으며, 이를 통해 현장 상황에 맞는 다변화 대응이 가능하게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전술한 구동부(300)에는 구동력을 제공하는 구동 모터(310)와, 구동 모터(310)로부터 제공되는 구동력을 전달하는 샤프트(320)가 구비되며, 복수 개의 구동부(300)에 각각 구비된 샤프트(320)는 상호 독립적으로 회전 구동될 수 있다.
이러한 구동 모터(310)의 회전축에는 구동 기어(340)가 구비되어 구동 모터(310)의 회전축과 함께 회전하면서 구동력이 출력되고, 출력된 구동력은 체인(350)을 통해 종동 기어(360)에 전달된다. 구동 기어(340)와 종동 기어(360)는 체인(350)을 통해 구동력이 전달될 수 있으나, 구동 기어(340)와 종동 기어(360)가 상호 간에 직접 치합되는 방식으로 구동력을 전달하는 것도 가능하다.
또한, 구동 기어(340)를 통해 전달되는 구동력은 벨트와 같은 구성을 통해 종동 기어(360)로 전달하는 것도 가능하다.
이와 같이 종동 기어(360)에 전달된 구동력은 샤프트(320)에 전달된다. 이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 복수 개의 구동부(300)에는 샤프트(320)가 각각 구비되어 상호 독립적으로 회전 가능하게 구성된다. 따라서 각각의 구동 모터(310)에 구비된 회전축을 상호 독립적으로 회전시킴으로써 복수의 샤프트(320)가 상호 독립적으로 회전 가능하게 되고, 이를 통해 다양한 주입재를 각종 공법에 맞는 토출량과 주입압력으로 주입할 수 있게 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 샤프트(320)에는 샤프트(320)의 회전 시 편심 회전하도록 캠(330)이 설치되며, 토출부(200)에는 캠(330)의 편심 회전운동을 왕복운동으로 변환하도록 캠(330)에 일단이 연결되는 커넥팅 로드(210)와, 커넥팅 로드(210)의 타단에 구비되어 주입재를 가압하는 가압 부재(220)와, 주입재가 흡입되는 석션 포트(SP)와 가압된 주입재가 토출되는 토출 포트(DP)가 형성된 실린더 블록(230)이 구비될 수 있다.
즉, 종동 기어(360)를 통해 구동력이 전달되어 샤프트(320)가 회전하게 되면 이러한 샤프트(320)의 캠(330)에 커넥팅 로드(210)의 일단이 연결되어 캠(330)의 편심 회전운동이 왕복운동으로 변환된다. 이때, 가압 부재(220)는 피스톤을 포함할 수 있으며, 커넥팅 로드(210)의 타단에는 전술한 피스톤이 구비되어 커넥팅 로드(210)와 함께 피스톤이 함께 왕복운동 하게 되고, 피스톤의 왕복운동 시 주입재는 석션 포트(SP)를 통해 실린더 블록(230)에 공급된 후 토출 포트(DP)를 통해 토출된다.
각각의 토출부(200)에 구비되는 실린더 블록(230)는 상호 상이한 크기를 갖도록 구성하는 것도 가능하다. 예를 들어 어느 하나의 토출부(200)에 구비되는 실린더 블록(230)은 1의 크기를 갖도록 구성하고, 다른 하나의 토출부(200)에 구비되는 실린더 블록(230)은 2의 크기를 갖도록 구성하는 것이다. 이와 같이 구성하면 구동 모터(310)의 회전축이 정속으로 회전하더라도 다양한 토출량으로 주입하는 것이 가능하다. 즉, 어느 하나의 실린더 블록(230)에만 주입재가 공급된 후 토출되도록 구동 모터(310)를 동작시키면 1의 주입량으로 주입재를 주입할 수 있고, 다른 하나의 실린더 블록(230)에만 주입재가 공급된 후 토출되도록 구동 모터(310)를 동작시키면 2의 주입량으로 주입재를 주입할 수도 있으며, 모든 실린더 블록(230)에 주입재가 공급된 후 토출되도록 구동 모터(310)를 동작시키면 3의 주입량으로 주입재를 주입할 수 있게 되는 것이다. 이와 같이 구성하면 각종 공법에 맞는 토출량으로 주입재를 주입할 수 있을 뿐만 아니라 구동 모터(310)가 정속으로 회전하게 되므로 구동 모터(310)의 소비전력이 감소하여 구동 모터(310)의 효율이 증가하게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실린더 블록을 도시한 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 토출부(200)에는 주입재가 흡입되는 석션 포트(SP)와 가압된 주입재가 토출되는 토출 포트(DP)가 형성된 실린더 블록(230)이 구비된다. 이러한 실린더 블록(230)에는 석션 포트(SP)가 형성된 석션 블록(SB)과, 토출 포트(DP)가 형성된 토출 블록(DB)이 연결되도록 구성될 수 있다.
즉, 각각의 토출부(200)에는 실린더 블록(230)이 각각 개별로 구비되어 주입재를 흡입 및 토출할 수 있도록 구성되는 것이다.
이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 토출부(200)에 구비된 샤프트(320)에는 복수 개의 캠(330)이 각각 구비된다. 즉, 각각의 샤프트(320)마다 적어도 둘 이상의 캠(330)이 구비되는 것이다.
또한, 이러한 복수 개의 캠(330)에 대응되도록 커넥팅 로드(210), 가압 부재(220) 및 실린더 블록(230)도 각각 복수 개 구비될 수 있다.
즉, 가압 부재(220)와 실린더 블록(230)이 각각 연결되며, 가압 부재(220)의 움직임에 따라 실린더 블록(230)의 석션 포트(SP)로 주입재가 흡입되고, 토출 포트(DP)로 주입재가 토출되도록 구성되는 것이다. 이와 같이 가압 부재(220)와 실린더 블록(230)이 각각 연결되면 토출량이 증가하게 된다. 이에 대해서 상세히 설명하면 다음과 같다.
일반적인 펌프의 경우 단일의 석션 포트와 단일의 토출 포트가 형성된 실린더 블록에 복수의 가압 부재가 구비된다. 일반적으로 단일의 실린더 블록에는 2개 또는 3개의 가압 부재가 구비된다. 이는 캠에 연결되어 전진과 후진을 반복하면서 왕복 운동하는 가압 부재의 특성상 어느 하나의 가압 부재가 후진하는 경우에도 다른 가압 부재가 전진하도록 구성함으로써 주입재가 연속적으로 공급될 수 있도록 하기 위함이다. 일반적으로 사용되는 펌프의 경우 이러한 실린더 블록을 통해 주입되는 주입재의 양은 약 30 리터 정도로 정해져 있다. 이는 실린더 블록 내에 구비되어 석션 포트와 토출 포트를 개폐하는 개폐 부재가 실린더 블록 내부 유로를 확실하게 개폐할 수 있는 주입재의 양이 약 30 리터 정도이기 때문이며, 만일 주입재의 양을 30 리터보다 증가시키게 되면 개폐 부재를 통한 유로의 개폐 동작이 원활하지 않게 되어 오히려 토출량이 감소하게 되는 한계가 있다.
반면, 본 발명에 따른 멀티 주입 펌프의 경우 전술한 바와 같이, 가압 부재(220)와 실린더 블록(230)이 각각 연결되도록 구성된다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 실린더 블록(230)에 구비된 제1 개폐 부재(233)와 제2 개폐 부재(234)는 30 리터 정도의 주입재가 공급되도록 실린더 블록 내부 유로를 개폐할 수 있게 된다. 따라서 2개의 가압 부재(220)가 구비된다면 2개의 실린더 블록(230)에서 각각 30 리터씩 주입할 수 있으므로 전체 주입량은 60 리터가 되며, 이는 일반적인 펌프를 이용해서 주입하는 토출량의 2 배가 되는 것이다.
따라서 각각의 토출부(200)에는 적어도 둘 이상의 실린더 블록(230)이 개별로 구비되므로 토출량을 충분히 확보할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 주입 펌프를 통해 주입되는 주입재의 유량을 도시한 그래프로서, (a)는 실린더 블록에 밸런싱 부재가 설치되지 않은 상태에서 주입되는 주입재의 유량을 도시한 그래프이고, (b)는 실린더 블록에 밸런싱 부재가 설치된 상태에서 주입되는 주입재의 유량을 도시한 그래프이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 주입 펌프를 통해 주입재 주입 시 밸런싱 부재 내부의 압력 상태를 도시한 단면도로서, (a)는 가압 부재 전진 상태에서 밸런싱 부재 내부의 압력 상태를 도시한 도면이고, (b)는 가압 부재의 후진 상태에서 밸런싱 부재 내부의 압력 상태를 도시한 도면이다.
즉, 전술한 바와 같이, 각각의 실린더 블록(230)마다 가압 부재(220)가 구비되므로 토출량이 현저하게 증가하게 되나, 캠(330)에 연결되어 전진과 후진을 반복하면서 왕복 운동하는 가압 부재(220)의 특성상 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 주입재의 토출이 균일하게 이루어지지 않을 수 있으므로 실린더 블록(230)에는 밸런싱 부재(240)가 구비되며, 이를 통해 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 가압 부재(220)의 전진 또는 후진 동작과 무관하게 토출 포트(DP)를통해 주입재가 균일하게 토출되도록 구성된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 밸런싱 부재(240)는 토출 포트(DP)가 형성된 토출 블록(DB)에 장착되되, 일측에는 주입재가 유입 또는 유출 가능하도록 출입구(241)가 형성되고, 타측은 내부 공기가 유출되지 않도록 폐쇄된다.
이러한 주입재의 토출 상태를 도 6을 참조하여 설명하면, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 가압 부재(220)가 전진하게 되면 이로 인해 가압된 주입재는 밸런싱 부재(240) 내부 공기를 압축하면서 토출 포트(DP)를 통해 토출되고, 가압 부재(220)가 후진하게 되면 가압 부재(220)로부터 주입재가 공급되지 않으므로 밸런싱 부재(240) 내부의 공기 압축 상태가 해소되면서 밸런싱 부재(240) 내부에 수용된 주입재가 토출 포트(DP)를 통해 토출되게 된다.
이러한 밸런싱 부재(240)는 제1 토출부(201)에 구비되는 제1 밸런싱 부재(241)와 제2 토출부(202)에 구비되는 제2 밸런싱 부재(242)를 포함할 수 있다.
이때, 바디부(100)에는 도 2에 도시된 바와 같이, 복수 개의 구동 모터(310)를 상호 독립적으로 제어하는 제어 부재(400)가 구비될 수 있고, 이러한 제어 부재(400)는 복수 개의 토출 포트(DP)를 통해 토출되는 주입재의 압력과 속도가 상호 상이하도록 제어함으로써 각종 공법에 맞는 주입량과 주입압력으로 주입할 수 있게 되는 것이다.
이때, 전술한 제어 부재(400)는 각각의 토출 포트(DP)를 통해 토출되는 주입재의 양을 측정해서 각각의 토출 포트(DP)를 토출되는 주입재의 혼합비를 조절할 수도 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 멀티 주입 펌프는 바디부(100)와, 이러한 바디부(100)에 구비되어 주입되는 주입재를 가압 토출하는 제1 토출부(201) 및 제2 토출부(202), 및 제1 토출부(201) 및 제2 토출부(202)에 각각 구동력을 제공하는 제1 구동부(301) 및 제2 구동부(302)를 포함한다.
즉, 전술한 단일의 바디부(100)에 제1 토출부(201)와 이를 구동시키는 제1 구동부(301) 및 제2 토출부(202)와 이를 구동시키는 제2 구동부(302)가 각각 구비되며, 제1 구동부(301)와 제2 구동부(302)는 상호 독립적으로 제어되므로 제1 구동부(301) 또는 제2 구동부(302)를 구동시키거나, 제1 구동부(301)와 제2 구동부(302)를 모두 구동시키는 것이 가능하게 된다.
이러한 제1 토출부(201)와 제2 토출부(202)에는 상호 상이한 주입재가 흡입 및 토출되도록 구성할 수 있으며, 이를 통해 시멘트(A), 우레탄(B), 및 경화용 약재(C)와 같은 다양한 주입재를 각종 공법에 맞는 주입량과 주입압력으로 주입하는 것이 가능하게 된다.
이때, 제1 토출부(201)와 제2 토출부(202)에는 가압된 주입재가 토출되는 토출 포트(DP)가 형성된 제1 실린더 블록(231)과 제2 실린더 블록(232)이 각각 구비되되, 제1 실린더 블록(231)에는 제1-1 단위 블록(231a)과 제1-2 단위 블록(231b)이 구비되고, 제2 실린더 블록(232)에는 제2-1 단위 블록(232a)과 제2-2 단위 블록(232b)이 구비될 수 있다.
즉, 각각의 단위 블록에는 가압 부재(220)가 각각 구비되어 전술한 바와 같이, 토출량을 충분히 확보할 수 있으며, 주입재의 균일한 토출을 위해서 각각의 단위 블록에는 밸런싱 부재(240)가 각각 구비된다.
이를 위해 밸런싱 부재(240)는 제1 토출부(201)에 구비되는 제1 밸런싱 부재(241)와 제2 토출부(202)에 구비되는 제2 밸런싱 부재(242)를 포함할 수 있으며, 제1 밸런싱 부재(241)는 제1-1 단위 밸런싱 부재(241a)와, 제1-2 단위 밸런싱 부재(241b)를 포함하고, 제2 밸런싱 부재(242)는 제2-1 단위 밸런싱 부재(242a)와, 제2-2 단위 밸런싱 부재(242b)를 포함할 수 있다.
따라서 각각의 단위 블록에 상이한 주입재가 흡입 및 토출되도록 구성함으로써 전술한 바와 같이, 다양한 주입재를 각종 공법에 맞는 주입량과 주입압력으로 주입하는 것이 가능하게 된다.
이때, 바디부(100)에는 제1 구동부(301)와 제2 구동부(302)를 상호 독립적으로 제어하는 제어 부재(400)가 구비되며, 이러한 제어 부재(400)는 각각의 단위 블록에 형성된 토출 포트(DP)를 통해 토출되는 주입재의 압력과 속도가 상호 상이하도록 제어할 수 있다.
이를 위해 각각의 단위 블록에는 주입재가 흡입되도록 석션 포트(SP)가 각각 형성되되, 석션 포트(SP)를 통해 흡입되는 주입재의 양을 조절하는 조절 부재(CV)가 각각 구비되며, 제어 부재(400)는 각각의 조절 부재(CV)를 조절하여 각각의 석션 포트(SP)에 흡입되는 주입재의 압력과 속도가 상호 상이하도록 제어할 수 있다.
이러한 조절 부재(CV)는 석션 포트(SP)를 통해 흡입되는 주입재의 양을 조절할 수 있는 조절 밸브나, 구동 모터(310)의 회전 속도를 조절할 수 있는 인버터나, 구동 모터(310)의 회전 속도를 조절할 수 있는 감속기 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하며, 제어 부재(400)는 이러한 조절 부재(CV)를 조절해서 석션 포트(SP)로 흡입되는 주입재와, 토출 포트(DP)로 토출되는 주입재의 압력과 속도를 조절할 수 있다.
이와 같이 구성하면 구동 모터(310)의 회전축이 정속으로 회전하더라도 다양한 주입량으로 주입재를 주입할 수 있으며, 구동 모터(310)가 정속으로 회전하게 되므로 구동 모터(310)의 소비전력이 감소하여 구동 모터(310)의 효율이 증가하게 된다.
이때, 전술한 제어 부재(400)는 각각의 토출 포트(DP)를 통해 토출되는 주입재의 양을 측정해서 각각의 토출 포트(DP)를 토출되는 주입재의 혼합비를 조절할 수도 있다.
또한, 각각의 단위 블록에는 상이한 종류의 적어도 둘 이상의 주입재가 흡입 및 토출되고, 제어 부재(400)는 각각의 토출 포트(DP)를 통해 토출되는 주입재의 양을 측정해서 각각의 토출 포트(DP)를 토출되는 주입재의 혼합비를 조절할 수 있다.
이를 통해 다양한 주입재를 각종 공법에 맞는 주입량과 주입압력으로 주입하는 것이 가능하게 된다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 토출부와 구동부의 다양한 동작 상태를 도시한 개략도이다.
즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 토출부(201)에 구비되는 제1-1 단위 블록(231a)과 제1-2 단위 블록(231b) 및 제2 토출부(202)에 구비되는 제2-1 단위 블록(232a)과 제2-2 단위 블록(232b)에 모두 시멘트(A)가 흡입되도록 구성하고, 제1 구동부(301)와 제2 구동부(302)를 동작시켜서 각각의 단위 블록을 통해 시멘트(A)가 토출되도록 구성하는 것이 가능하다.
또는, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 토출부(201)에 구비되는 제1-1 단위 블록(231a)과 제1-2 단위 블록(231b)에는 시멘트(A)가 흡입되도록 구성하되, 제2 토출부(202)의 경우 제2-1 단위 블록(232a)에만 시멘트(A)가 흡입되도록 구성하고, 제2-2 단위 블록(232b)에는 우레탄(B)이 흡입되도록 구성하며, 제1 구동부(301)와 제2 구동부(302)를 동작시키게 되면 시멘트(A)와 우레탄(B)이 3:1의 혼합비로 주입되는 것이 가능하게 된다. 즉, 단일의 바디부(100)에서 다양한 주입재를 정확한 혼합비로 주입할 수 있게 되는 것이다.
또는, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 토출부(201)에 구비되는 제1-1 단위 블록(231a)과 제1-2 단위 블록(231b)에는 시멘트(A)가 흡입되도록 구성하고, 제2 구동부(302)는 정지시킨 상태에서 제1 구동부(301)만 동작시키는 것이다. 이는 주입량이 많지 않은 경우에 적합하며, 제2 구동부(302)는 정지시킨 상태에서 제1 구동부(301)만 동작하게 되므로 불필요하게 전력이 소모되는 것을 방지할 수 있게 된다.
아울러 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 토출부(201)에 구비되는 제1-1 단위 블록(231a)과 제1-2 단위 블록(231b)에는 시멘트(A)가 흡입되도록 구성하고, 제2 토출부(202)의 경우 제2-1 단위 블록(232a)에는 우레탄(B)이 흡입되도록 구성하고, 제2-2 단위 블록(232b)에는 경화용 약재(C)가 흡입되도록 구성하며, 이러한 상태에서 제1 구동부(301)와 제2 구동부(302)를 동작시키게 되면 시멘트(A), 우레탄(B), 경화용 약재(C)가 2:1:1의 혼합비로 주입되는 것이 가능하게 된다. 즉, 단일의 바디부(100)에서 다양한 주입재를 정확한 혼합비로 주입할 수 있게 되는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
100 : 바디부 200 : 토출부
201 : 제1 토출부 202 : 제2 토출부
210 : 커넥팅 로드 220 : 가압 부재
230 : 실린더 블록 231 : 제1 실린더 블록
231a : 제1-1 단위 블록 231b : 제1-2 단위 블록
232 : 제2 실린더 블록 232a : 제2-1 단위 블록
232b : 제2-2 단위 블록 233 : 제1 개폐 부재
234 : 제2 개폐 부재 240 : 밸런싱 부재
241 : 제1 밸런싱 부재 241a : 제1-1 단위 밸런싱 부재
241b : 제1-2 단위 밸런싱 부재 242 : 제2 밸런싱 부재
242a : 제2-1 단위 밸런싱 부재 242b : 제2-2 단위 밸런싱 부재
300 : 구동부 301 : 제1 구동부
302 : 제2 구동부 310 : 구동 모터
320 : 샤프트 330 : 캠
340 : 구동 기어 350 : 체인
360 : 종동 기어 400 : 제어 부재
SB : 석션 블록 SP : 석션 포트
DB : 토출 블록 DP : 토출 포트
CV : 조절 부재

Claims (12)

  1. 바디부;
    상기 바디부에 구비되어 주입되는 주입재를 가압 토출하는 복수 개의 토출부; 및
    복수 개의 상기 토출부에 각각 구동력을 제공하는 복수 개의 구동부;
    를 포함하며,
    각각의 상기 구동부는 복수 개의 상기 토출부에 각각 연결되어 상호 독립적으로 제어되되,
    상기 구동부에는 구동력을 제공하는 구동 모터와, 상기 구동 모터로부터 제공되는 구동력을 전달하는 샤프트가 구비되고,
    상기 샤프트에는 상기 샤프트의 회전 시 편심 회전하도록 캠이 설치되며,
    상기 토출부에는 상기 캠의 편심 회전운동을 왕복운동으로 변환하도록 상기 캠에 일단이 연결되는 커넥팅 로드와, 상기 커넥팅 로드의 타단에 구비되어 주입재를 가압하는 가압 부재와, 주입재가 흡입되는 석션 포트와 가압된 주입재가 토출되는 토출 포트가 형성된 실린더 블록이 구비되되,
    각각의 상기 실린더 블록에는 단일의 상기 가압 부재가 각각 구비되고,
    각각의 상기 실린더 블록에는 상기 가압 부재의 전진 또는 후진 동작과 무관하게 상기 토출 포트를 통해 주입재가 균일하게 토출되도록 밸런싱 부재가 구비되며,
    상기 밸런싱 부재는 상기 토출 포트가 형성된 토출 블록에 장착되되, 일측에는 주입재가 유입 또는 유출 가능하도록 출입구가 형성되고, 타측은 내부 공기가 유출되지 않도록 폐쇄되며,
    상기 가압 부재가 전진하게 되면 상기 출입구를 통해 유입된 주입재는 상기 밸런싱 부재의 내부 공기를 압축하고, 상기 가압 부재가 후진하게 되면 압축 상태가 해소되는 내부 공기에 의해 주입재가 상기 출입구를 통해 유출되면서 상기 토출 포트를 통해 토출되는 멀티 주입 펌프.
  2. 제1항에 있어서,
    복수 개의 상기 구동부에 각각 구비된 샤프트는 상호 독립적으로 회전 구동되는 멀티 주입 펌프.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트에는 복수 개의 상기 캠이 구비되며,
    복수 개의 상기 캠에 대응되도록 상기 커넥팅 로드, 상기 가압 부재, 및 상기 실린더 블록도 각각 복수 개 구비되는 멀티 주입 펌프.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 바디부에는 복수 개의 상기 구동 모터를 상호 독립적으로 제어하는 제어 부재가 구비되는 멀티 주입 펌프.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어 부재는 복수 개의 상기 토출 포트를 통해 토출되는 주입재의 압력과 속도가 상호 상이하도록 제어하는 멀티 주입 펌프.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어 부재는 각각의 상기 토출 포트를 통해 토출되는 주입재의 압력과 속도를 측정해서 각각의 상기 토출 포트를 토출되는 주입재의 혼합비를 조절하는 멀티 주입 펌프.
  8. 바디부;
    상기 바디부에 구비되어 주입되는 주입재를 가압 토출하는 제1 토출부 및 제2 토출부; 및
    상기 제1 토출부 및 제2 토출부에 각각 구동력을 제공하는 제1 구동부 및 제2 구동부;
    를 포함하며,
    상기 제1 구동부는 상기 제1 토출부에 연결되고, 상기 제2 구동부는 상기 제2 토출부에 연결되며, 상기 제1 구동부와 상기 제2 구동부는 상호 독립적으로 제어되되,
    각각의 상기 구동부에는 구동력을 제공하는 구동 모터와, 상기 구동 모터로부터 제공되는 구동력을 전달하는 샤프트가 각각 구비되고,
    상기 샤프트에는 상기 샤프트의 회전 시 편심 회전하도록 캠이 설치되며,
    각각의 상기 토출부에는 상기 캠의 편심 회전운동을 왕복운동으로 변환하도록 상기 캠에 일단이 연결되는 커넥팅 로드와, 상기 커넥팅 로드의 타단에 구비되어 주입재를 가압하는 가압 부재와, 주입재가 흡입되는 석션 포트와 가압된 주입재가 토출되는 토출 포트가 형성된 실린더 블록이 각각 구비되되,
    각각의 상기 실린더 블록에는 단일의 상기 가압 부재가 각각 구비되고,
    각각의 상기 실린더 블록에는 상기 가압 부재의 전진 또는 후진 동작과 무관하게 주입재가 균일하게 토출되도록 밸런싱 부재가 구비되며,
    상기 밸런싱 부재는 상기 토출 포트가 형성된 토출 블록에 장착되되, 일측에는 주입재가 유입 또는 유출 가능하도록 출입구가 형성되고, 타측은 내부 공기가 유출되지 않도록 폐쇄되며,
    상기 가압 부재가 전진하게 되면 상기 출입구를 통해 유입된 주입재는 상기 밸런싱 부재의 내부 공기를 압축하고, 상기 가압 부재가 후진하게 되면 압축 상태가 해소되는 내부 공기에 의해 주입재가 상기 출입구를 통해 유출되면서 상기 토출 포트를 통해 토출되는 멀티 주입 펌프.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 토출부와 상기 제2 토출부에는 가압된 주입재가 토출되도록 토출 포트가 형성된 제1 실린더 블록과 제2 실린더 블록이 각각 구비되되,
    상기 제1 실린더 블록에는 제1-1 단위 블록과 제1-2 단위 블록이 구비되고,
    상기 제2 실린더 블록에는 제2-1 단위 블록과 제2-2 단위 블록이 구비되는 멀티 주입 펌프.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 바디부에는 상기 제1 구동부와 상기 제2 구동부를 상호 독립적으로 제어하는 제어 부재가 구비되며,
    상기 제어 부재는 각각의 상기 단위 블록에 형성된 상기 토출 포트를 통해 토출되는 주입재의 압력과 속도가 상호 상이하도록 제어하는 멀티 주입 펌프.
  11. 제10항에 있어서,
    각각의 상기 단위 블록에는 주입재가 흡입되도록 석션 포트가 각각 형성되되, 상기 석션 포트를 통해 흡입되는 주입재의 양을 조절하는 조절 부재가 각각 구비되며,
    상기 제어 부재는 각각의 상기 조절 부재를 조절하여 각각의 상기 석션 포트에 흡입되는 주입재의 압력과 속도가 상호 상이하도록 제어하는 멀티 주입 펌프.
  12. 제11항에 있어서,
    각각의 상기 단위 블록에는 상이한 종류의 적어도 둘 이상의 주입재가 흡입 및 토출되고,
    상기 제어 부재는 각각의 상기 토출 포트를 통해 토출되는 주입재의 압력과 속도를 측정해서 각각의 상기 토출 포트를 토출되는 주입재의 혼합비를 조절하는 멀티 주입 펌프.
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