KR20200059729A - 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

철도의 자갈궤도를 콘크리트궤도로 개량하는 급속경화궤도 시공시, 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르를 이송, 믹싱 및 주입하는 모르타르 공급장비에 있어서 열차차단시간 내 모르타르를 믹싱함으로써 시공성을 향상시키고 균질한 품질을 확보할 수 있고, 또한, 시멘트 및 물의 정량을 매회 동일하게 구현함에 따라 급속경화궤도용 주입장비에서 공급되는 모르타르의 품질을 확보할 수 있으며, 또한, 기계화 및 자동화 시스템을 적용함으로써 인력을 줄일 수 있고, 복잡한 공정을 단순화할 수 있는, 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치 및 그 방법이 제공된다.

Description

급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치 및 그 방법 {MORTAR MIXING APPARATUS OF MORTAR SUPPLYING EQUIPMENT FOR FAST-HARDENING TRACK FOR IMPROVING BALLAST TRACK, AND MIXING METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 철도의 자갈궤도를 콘크리트궤도로 개량하는 급속경화궤도 시공시, 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르(시멘트 모르타르)를 이송, 믹싱 및 주입하는 모르타르 공급장비에 있어서, 열차차단시간 내에 모르타르를 믹싱(Mixing)할 수 있는, 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 열차 등이 주행하게 되는 궤도(Track)는 노반 위에 도상을 마련하고, 그 도상 위에 침목 및 레일을 배치한 것이 널리 알려져 있다. 여기서, 도상은 레일 및 침목으로부터 전달되는 열차 하중을 넓게 분산시켜 노반에 전달하고, 침목을 소정 위치에 고정시키는 역할을 하는 궤도재료로서, 자갈(또는 쇄석)이나 콘크리트가 사용된다.

이러한 궤도의 구조는, 노반 위에 형성한 도상에 침목을 배열하고, 그 위에 한 쌍의 레일을 일정 간격으로 평행하게 부착하는 것이 일반적이다. 이러한 궤도를 구성하는 도상으로는 밸러스트(Ballast), 슬래브(Slab) 등이 있으며, 노선의 다양한 조건을 고려하여 선정되고 있다. 특히, 자갈, 쇄석 등의 밸러스트를 이용한 밸러스트 도상 궤도가 널리 알려져 있다. 이러한 자갈, 쇄석 등의 밸러스트는 침목을 확실히 유지하고, 열차로부터 레일 및 침목을 거쳐 전해지는 하중을 노반에 균등하게 분산시키며, 궤도에 탄성을 갖게 하며, 댐핑 등의 보수 작업을 용이하게 실시할 수 있어야 하고, 궤도의 배수를 좋게 하여 분니 또는 잡초의 발생을 방지하는 등의 기능을 갖고 있다.

철도 인프라 구조물에서 전통적인 자갈도상궤도는 신속하게 건설될 수 있으나, 열차의 하중이 작용할 때마다 자갈의 소성변형이 발생하기 때문에 주기적인 유지보수를 필요로 하며, 최근에는 자갈궤도 급속개량공법으로 자갈궤도가 콘크리트궤도로 전환되고 있다. 다시 말하면, 최근 열차의 고속화에 따라 궤도 구조가 자갈궤도에서 점차 콘크리트 슬래브 궤도 부설로 변화하고 있다. 예를 들면, 고속철도 등의 궤도를 부설함에 있어서 궤도틀림 발생이 큰 문제가 되고 있고, 자갈을 이용한 일반 자갈도상 궤도의 경우, 열차 통행시의 자갈 비산 등의 문제가 크게 대두되고 있고, 이에 따라, 열차가 운행중인 기존선에서 자갈층을 시멘트 모르타르 등으로 충전하여 고결함으로써 콘크리트궤도로 개량하는 급속경화궤도 공법이 개발되었다.

도 1a 및 도 1b는 각각 일반적인 개량 전 자갈궤도와 개량 후 급속경화궤도를 예시하는 사진으로서, 급속경화궤도공법을 적용한 개량현장을 나타내는 사진이며, 도 2는 개량된 급속경화궤도의 구조를 나타낸 모식도이다.

도 1a에 도시된 개량 전 자갈궤도는 급속경화궤도 공법에 의해 도 1b에 도시된 바와 같이 개량할 수 있다. 이러한 급속경화궤도 공법은 열열차가 운행중인 영업선에서 제한된 작업시간(열차차단시간), 예를 들면, 2~3시간을 이용하여 일정 구간의 노후 자갈궤도를 콘크리트궤도로 개량할 수 있다. 이러한 급속경화공법은 자갈궤도구간에서 기존 자갈을 표면이 깨끗한 세척자갈로 교체한 후, 침목 아래에 부직포로 감싼 일정 자갈도상층을 모르타르로 충전 및 고결하여 슬래브 구조로 보강하는 공법을 지칭한다.

구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 급속 콘크리트궤도(10)는 노반(11) 상에 장섬유 부직포(12)가 배치되고, 장섬유 부직포(12)의 상부에 기존의 자갈을 긁어내고 세척한 재생자갈(13)이 배치된다.

이러한 재생자갈(13)의 상부에 광폭침목(14)들이 서로 소정의 간격을 두고 이격되도록 배치되며, 레일(15)은 광폭침목(14) 상에서 광폭침목(14)을 수직으로 가로지르도록 배치되고, 레일 체결장치(16)에 의해 광폭침목(14) 및 레일(15)이 체결된다.

이러한 상태에서 재생자갈(13)을 향해 교반된 모르타르(Mortar)를 주입하면 모르타르 충진층(17)이 형성되고, 이러한 모르타르 충진층(17)이 경화됨으로써 급속 콘크리트궤도(10)가 완성된다.

하지만 기존의 자갈궤도를 급속 콘크리트궤도(10)로 개량하기 위해서 장시간의 작업시간이 필요한 반면, 열차가 운행하지 않는 시간은 제한적이므로 기존 공정의 속도를 증가시키는 기술이 필요한 실정이다.

다시 말하면, 자갈궤도 급속개량 공법으로 자갈궤도를 콘크리트궤도로 전환하는 작업은 복잡한 단계들을 거쳐야 하고, 장시간의 작업공정이 필요하지만 철도 차량 운행이 종료된 이후 제한된 작업시간, 예를 들면, 약 2~3시간 동안에 완성될 수 있는 콘크리트궤도는 그 시공 길이가 짧다는 단점이 있다.

한편, 전술한 문제점을 해결하기 위한 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1374085호에는 "이동식 배합타설 장비"라는 명칭의 발명이 개시되어 있는데, 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 종래의 기술에 따른 이동식 배합타설 장비의 측면도이다.

도 3을 참조하면, 종래의 기술에 따른 이동식 배합타설 장비(20)는, 공사현장에서 원자재를 저장하는 저장빈; 저장빈 하부에 설치되어 원자재의 배출을 통제하는 슬라이드 게이트; 슬라이드 게이트로부터 배출된 원자재를 수평으로 이동시키는 수평 컨베이어; 수평 컨베이어로부터 이동된 원자재를 경사로 이동시키는 경사 컨베이어; 경사 컨베이어로부터 이동된 원자재를 받는 호퍼; 호퍼로부터 전달받은 원자재와 물탱크로부터 전달받은 물을 소정의 비율로 혼합하는 연속믹서; 및 원자재와 물의 혼합물을 외부로 배출하는 모르타르 연속펌프를 포함하되, 저장빈, 슬라이드 게이트 및 수평 컨베이어는 재료저장부(22)를 구성하고, 경사 컨베이어, 호퍼, 연속믹서 및 모르타르 연속펌프는 혼합부(23)를 구성하며, 물탱크 및 발전기는 물공급부(21)를 구성하며, 물공급부(21), 재료저장부(22) 및 혼합부(23)는 각각의 유닛(unit)이 일체로 일렬로 배열되므로, 트레일러에 의해 공사현장으로 이동하고 설치되는 것을 특징으로 한다.

종래의 기술에 따른 이동식 배합타설 장비(20)에 따르면, 기존 레미콘 대신에 특수한 현장사정에 따라 공사현장에서 바로 정확한 비율로 배합하여 사용할 수 있는 논스톱 시스템 구축을 전제로 하여, 공사현장에서 시멘트 또는 골재 등의 원자재를 간편히 물과 배합하고 타설할 수 있고, 트레일러로 이동 및 설치할 수 있다.

한편, 다른 선행기술로서, 대한민국 등록특허번호 제10-1731414호에는 "철도 공사용 콘크리트 연속 타설을 위한 재료공급장치"라는 명칭의 발명이 개시된 바, 주행장치와 제동장치를 구비한 트레일러 상에 시멘트, 자갈, 모래 등을 탑재시킬 수 있는 적재대를 설치하고, 컨베이어로 작업대에 연결시켜 혼합장치에서 콘크리트를 혼합시켜 현장에서 직접 콘크리트를 타설시킬 수 있는 철도 공사용 콘크리트 연속 타설을 위한 재료공급장치에 관한 것이다.

종래의 기술에 따른 철도 공사용 콘크리트 연속 타설을 위한 재료공급장치는, 레일을 따라 주행하는 견인 모터카; 레일에 결합되어 주행하도록 하부에 바퀴가 형성된 대차부; 대차부의 상부에 형성되어 재료를 적재하는 적재함과, 적재함의 하부에 형성되어 재료를 이송하는 제1 컨베이어장치가 형성되며 견인 모터카에 연결되는 재료이송 트레일러; 및 재료이송 트레일러에 연결되며, 제1 컨베이어장치와 연결되는 제2 컨베이어장치가 일측에 형성되고, 타측에는 믹서가 형성되며, 믹서로부터 콘크리트몰탈이 토출되는 배출구가 형성되며, 하부에 바퀴가 형성되어 레일을 주행하는 콘크리트 주입 트레일러를 포함한다.

종래의 기술에 따른 철도 공사용 콘크리트 연속 타설을 위한 재료공급장치에 따르면, 콘크리트의 재료인 시멘트, 자갈, 모래 등을 적재한 다수의 트레일러를 구비하고, 각 트레일러로부터 재료를 연속적으로 이송하면서 믹서에 공급하여 콘크리트 몰탈의 지속적인 타설작업이 가능해질 수 있다.

한편, 급속경화궤도의 모르타르 주입공정에 있어서, 모르타르 배합 및 주입에 대한 고려사항으로서, 급속경화궤도용 프리팩트 콘크리트는 휨 전단성능, 방수 및 동결융해 저항성능 등을 충분히 발휘하기 위해서 시험을 통하여 시방배합이 결정되어야 하고, 이때, 배합은 소요 품질과 작업에 적합한 작업성과 마무리성을 갖는 범위 내에서 이루어져야 한다.

구체적으로, 먼저, 모르타르 배합에 필요한 기기(믹서, 펌프, 호퍼, 물탱크 등) 등을 준비하고, 작동상태를 확인하며, 다음으로, 주입 모르타르의 배합은 모르타르가 충분히 혼합될 수 있는 고속믹서를 사용하고, 다음으로, 30%의 재료의 손실량을 고려하여 사용예상량의 130%의 재료를 준비한다.

하지만, 종래의 기술에 따른 급속경화궤도의 모르타르 주입공정은 통상적으로 인력으로 진행되었으며, 또한, 시멘트 이송부의 역할 또한 인력으로 직접 믹서기로 투입하는 방법을 수행하였다. 예를 들면, 인력으로 시멘트 재료를 이송할 경우, 열차차단시간을 고려하면 1일에 2시간 30분동안 타설할 수 있는데, 약 10m 재료의 물량은 수동 계량장비를 사용하기 때문에 균질한 품질을 확보하기 어렵다. 이러한 인력 시공의 경우 품질의 균질함을 확보할 수 없는 경우가 속출하게 된다는 문제점이 있다.

또한, 시공연장과 대비하여 투입되는 인력 자원이 많기 때문에 연장 시공단가 비용이 많이 소요되며, 또한, 믹서기로 운송되는 시멘트는 분진가루가 일어나 작업환경 및 속도에 좋지 않은 영향을 미치는 문제점이 있었다.

한편, 국내 철도궤도 시공현장에서 신설 및 유지보수 공정이 활발하게 이루어지고 있다. 다른 운송수단과 비교하였을 때, 철도에 의한 경제성 비용은 상당한 격차를 보이고 있기 때문에 철도 이용이 증가함에 따라 유지보수에 대한 문제가 대두되고 있다. 하지만, 열차차단시간 이내에 시공 및 보수작업을 마무리해야 하는 제한이 적용된다. 짧은 시간동안 보다 많은 개소를 시공 및 보수하기 위해서 시공성 효율이 좋은 시공장비를 적용하여야만 한다.

대한민국 등록특허번호 제10-1731414호(출원일: 2015년 6월 29일), 발명의 명칭: "철도 공사용 콘크리트 연속 타설을 위한 재료공급장치" 대한민국 등록특허번호 제10-1374085호(출원일: 2013년 8월 29일), 발명의 명칭: "이동식 배합타설 장비" 대한민국 등록실용신안번호 제20-0172611호(출원일: 1999년 10월 1일), 고안의 명칭: "자동 연속 용적 계량식 콘크리트 믹서 트레일러" 대한민국 공개특허번호 제2016-104376호(공개일: 2016년 9월 5일), 발명의 명칭: "수지모르타르 믹싱공급장치" 대한민국 등록실용신안번호 제20-0164579호(출원일: 1999년10월 8일), 고안의 명칭: "콘크리트 믹서 트레일러"

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 철도의 자갈궤도를 콘크리트궤도로 개량하는 급속경화궤도 시공시, 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르를 이송, 믹싱 및 주입하는 모르타르 공급장비에 있어서 열차차단시간 내 모르타르를 믹싱함으로써 시공성을 향상시키고 균질한 품질을 확보할 수 있는, 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 시멘트 및 물의 정량을 매회 동일하게 구현함에 따라 급속경화궤도용 주입장비에서 공급되는 모르타르의 품질을 확보할 수 있는, 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치는, 철도의 자갈궤도를 콘크리트궤도로 개량하는 급속경화궤도용 모르타르 공급장비의 시멘트 이송부에서 공급되는 시멘트와 물탱크에서 주입되는 물을 교반하여 모르타르를 믹싱하는 모르타르 믹싱장치에 있어서, 제1 주입유닛 및 제2 주입유닛으로 이루어진 연속식 배치믹서로서, 상기 제1 및 제2 주입유닛 각각은, 원형의 외주면이 상부로 소정의 거리만큼 연장되는 형태로 형성되고, 시멘트와 물의 교반을 통해 모르타르를 형성하기 위한 내부공간이 형성된 원형통; 상기 시멘트 이송부의 경사형 컨베이어와 상기 원형통의 내부공간을 연결하는 통로 형태로 형성되는 주입통; 상기 원형통의 외측면을 따라 서로 이격되도록 배치되고, 상기 원형통 내부의 모르타르 적재량을 감지하는 로드셀; 상기 원형통의 하부에 배치되고, 상기 원형통 내에서 블레이드들을 회전시켜 상기 원형통 내부에 적재된 모르타르를 교반하는 교반모터; 및 상기 원형통의 하부에 이격되도록 형성되고, 상기 원형통의 모르타르가 내부로 주입되면 모르타르 재료를 교반시키면서 모르타르를 방출하는 방출유닛을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 경사형 컨베이어에서 이송되는 모르타르 재료는 상기 원형통의 상부에 형성된 주입통을 통해 상기 원형통의 내부로 주입되고, 교반을 통해 모르타르가 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 원형통은 내부의 바닥면에 모르타르를 믹싱하는 믹싱날이 형성된 것이 바람직하다.

여기서, 상기 로드셀은 4지점으로 배치되고, 상기 로드셀 각각은 상기 원형통 내부의 모르타르의 적재량을 감지하며, 시멘트 이송부의 스크류 컨베이어를 통해 자동으로 모르타르 재료인 시멘트 투입량 및 물 투입량을 제어하도록 상기 시멘트 이송부와 연결될 수 있다.

본 발명에 따른 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치는, 상기 원형통의 일측에 형성되고, 상기 원형통 일측 하부에 형성된 개폐문을 개방 또는 폐쇄하는 개폐실린더를 추가로 포함할 수 있다.

여기서, 상기 방출유닛은 슬라이드 방식으로 상하운동에 의해 개폐가 가능하도록 형성되며, 상기 개폐실린더의 구동으로 상기 원형통의 모르타르를 방출유닛의 내부로 주입하면 모르타르 재료를 교반시키면서 제어부의 제어를 통해 자갈을 향해 모르타르를 방출할 수 있다.

본 발명에 따른 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치는, 상기 방출유닛 상부에 형성되고, 상기 모르타르가 방출되면 고압의 물을 분사하여 상기 방출유닛 내부의 모르타르 잔존물을 세척하는 세척노즐펌프를 추가로 포함할 수 있다.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱방법은, 철도의 자갈궤도를 콘크리트궤도로 개량하는 급속경화궤도용 모르타르 공급장비의 시멘트 이송부에서 공급되는 시멘트와 물탱크에서 주입되는 물을 교반하여 모르타르를 믹싱하는 모르타르 믹싱방법으로서, a) 시멘트 이송부의 경사형 컨베이어를 통해 시멘트를 공급하는 단계; b) 원형통 상부에 형성된 주입통을 통해 상기 원형통 내부에 시멘트를 주입하고, 물탱크를 통해 상기 원형통에 물을 공급하는 단계; c) 상기 원형통 하부에 배치된 교반모터의 구동에 의해 상기 원형통 내의 블레이드를 회전시켜 시멘트와 물을 교반하여 모르타르를 형성하는 단계; d) 상기 원형통 외측면에 이격 배치된 로드셀이 상기 원형통 내부의 모르타르 적재량을 감지하는 단계; e) 상기 원형통 일측에 형성된 개폐실린더의 구동에 따라 개폐문을 개방하여 상기 원형통 내부에 교반 형성된 모르타르를 방출유닛에 주입하는 단계; f) 상기 원형통 하부에 이격 배치된 방출유닛이 상기 원형통으로부터 주입되는 모르타르를 하부에 포설된 자갈상에 방출하는 단계를 포함하되, 상기 b) 단계에서 제어부의 제어에 따라 시멘트 및 물의 정량을 매회 동일하게 구현하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 철도의 자갈궤도를 콘크리트궤도로 개량하는 급속경화궤도 시공시, 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르를 이송, 믹싱 및 주입하는 모르타르 공급장비에 있어서 열차차단시간 내 모르타르를 믹싱함으로써 시공성을 향상시키고 균질한 품질을 확보할 수 있다.

본 발명에 따르면, 시멘트 및 물의 정량을 매회 동일하게 구현함에 따라 급속경화궤도용 주입장비에서 공급되는 모르타르의 품질을 확보할 수 있다.

본 발명에 따르면, 기계화 및 자동화 시스템을 적용함으로써 인력을 줄일 수 있고, 복잡한 공정을 단순화할 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 각각 일반적인 개량 전 자갈궤도와 개량 후 급속경화궤도를 예시하는 사진
도 2는 개량된 급속경화궤도의 구조를 나타낸 모식도이다.
도 3은 종래의 기술에 따른 이동식 배합타설 장비의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모르타르 믹싱장치가 적용되는 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 모르타르 믹싱장치가 적용되는 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비를 나타내는 측면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 시멘트 공급부와 결합되는 시멘트 이송부를 나타내는 정단면도이다.
도 7은 도 4에 도시된 시멘트 공급부와 결합되는 시멘트 이송부를 나타내는 측단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치를 나타내는 정단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치가 제작된 것을 예시하는 사진이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치에서 원형통을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치에서 방출유닛을 예시하는 사진이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱방법의 동작흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

[급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치(800)]

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모르타르 믹싱장치가 적용되는 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비를 나타내는 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 모르타르 믹싱장치가 적용되는 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비를 나타내는 측면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모르타르 믹싱장치가 적용되는 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비는, 기관차(100), 대차부(200), 물탱크(300), 발전기(400), 시멘트 이송부(500), 제1 및 제2 시멘트 공급부(600, 700) 및 모르타르 믹싱장치(800)를 포함하되, 상기 시멘트 이송부(500)는 수평스크류 방식의 시멘트 이송부로서, 상기 제1 및 제2 시멘트 공급부(600, 700)와 결합하는 제1 및 제2 시멘트 이송부(500a, 500b)로 이루어진다.

본 발명의 실시예에 따른 모르타르 믹싱장치(800)는, 후술하는 도 8 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 시멘트 사일로탱크 및 물탱크로부터 이송된 자재인 시멘트와 물을 시공에 필요한 정량만큼 믹싱하여 배출하는 구조를 갖는다. 이러한 모르타르 믹싱장치(800)는, 열차차단시간 2시간 30분을 고려하였을 때, 실제 작업시간동안 목표 연장을 타설함에 있어 시멘트 재료를 믹싱하는 연속식 배치믹서로서, 1일 작업량 및 재료의 품질을 확보하기 위한 것이다.

구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 모르타르 믹싱장치(800)는 제1 주입유닛(810) 및 제2 주입유닛(820)으로 이루어진 연속식 배치믹서로서, 상기 모르타르 믹싱장치(800)는 상기 제1 및 제2 시멘트 공급부(600, 700)에서 주입되는 모르타르 재료와 물탱크(300)에서 펌프를 통해 상기 제1 및 제2 시멘트 공급부(600, 700)로 주입되는 물을 지속적으로 교반하여 하부로 배출하도록 형성되고, 제1 주입유닛(810)은 제3 대차(230) 상에서 물탱크(300)를 향해 배치되며, 제2 주입유닛(820)은 제2 시멘트 공급부(700)를 향해 배치된다. 이때, 상기 제1 시멘트 공급부(600)에서 상기 모르타르 믹싱장치(800)로 이송되는 모르타르 재료는 제1 주입유닛(810)의 내부로 주입되고 교반되며, 물과 혼합되어 하부로 배출되며, 또한, 제2 시멘트 공급부(700)에서 상기 모르타르 믹싱장치(800)를 향해 이동하는 모르타르 재료는 제2 주입유닛(820)의 내부로 주입되고 교반되며, 물과 혼합되어 하부로 배출된다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 모르타르 믹싱장치(800)의 구체적인 설명은 도 8 내지 도 12를 참조하여 후술하기로 한다.

대차부(200)는 구동열차(100)에 의해 이동하는 보기차로서, 제1 대차(210), 제2 대차(220), 제3 대차(230) 및 제4 대차(240)를 포함하며, 상기 대차부(200)는 모르타르 공급장비의 하부에 배치되어, 레일(Rail) 상을 주행하도록 형성되고, 전방 또는 후방은 엔진이 배치된 구동열차(100)인 기관차에 연결되어 레일 상을 따라 주행할 수 있다.

구체적으로, 상기 대차부(200)의 제1 대차(210), 제2 대차(220), 제3 대차(230) 및 제4 대차(240)가 순서대로 연결되도록 형성되고, 상기 제1 대차(210)는 분리하여 상기 제4 대차(240)와 연결할 수 있다.

물탱크(300)는 상기 제1 대차(210) 상에 배치되고, 물을 제1 및 제2 시멘트 공급부(600, 700) 및 모르타르 믹싱장치(800)에 공급하며, 또한, 발전기(400)는 상기 물탱크(300)의 후방에 배치되어 물 공급시 필요한 동력, 제1 및 제2 시멘트 공급부(600, 700) 및 상기 모르타르 믹싱장치(800)에서 필요로 하는 동력을 제공한다.

구체적으로, 상기 물탱크(300)에는 상기 모르타르 믹싱장치(800)에 물 공급을 위한 파이프라인에 솔레노이드 밸브와 수중펌프의 시간 조절을 통해 상기 모르타르 믹싱장치(800)를 향한 낙차율을 조절하는 공급시스템이 형성되고, 상기 물탱크(300) 내부에 수중펌프가 배치되어 제1 및 제2 시멘트 공급부(600, 700) 및 모르타르 믹싱장치(800) 내부의 모르타르(Mortar) 재료의 경화를 지연하는 지연제를 와류 작용을 통해 물과 함께 효과적으로 배합한다. 또한, 온도가 낮은 계절이나 지역에 위치하는 경우, 물의 냉각을 방지하기 위해 히팅장치가 상기 물탱크(300) 내부에 설치될 수 있다.

시멘트 이송부(500)는, 후술하는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 유압댐퍼, 경사판, 이송판 및 스크류 컨베이어 등을 포함하고, 탱크의 내부에 하부의 레일의 길이방향과 동일한 방향으로 배치되며, 상하 구동을 통해 내부의 모르타르 재료를 이송하고 균일한 양의 모르타르 재료가 스크류 컨베이어로 이동할 수 있도록 가이드한다.

제1 및 제2 시멘트 공급부(600, 700)는 상기 제3 대차(230) 상에 배치되는 본 발명의 실시예에 따른 모르타르 믹싱장치(800)의 전방 및 후방에 각각 배치되고, 주입되는 모르타르 재료에 진동을 가하고 교반하며. 상기 모르타르 믹싱장치(800)를 향해 모르타르 재료를 이송한다. 즉, 상기 제1 및 제2 시멘트 공급부(600, 700)는 각각 시멘트 사일로탱크(Cement silo-tank)로서 자재를 상기 모르타르 믹싱장치(800)로 이송한다.

한편, 도 6은 도 4에 도시된 시멘트 공급부와 결합되는 시멘트 이송부를 나타내는 정단면도이고, 도 7은 도 4에 도시된 시멘트 공급부와 결합되는 시멘트 이송부를 나타내는 측단면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 제1 시멘트 이송부(500a)는 스크류 컨베이어(510), 유압댐퍼(520), 경사판(530) 및 이송판(540)을 포함하고, 상기 스크류 컨베이어(510)는 스크류 구동모터(511), 수평관(512), 수평스크류(513), 연결통로(514) 및 경사형 컨베이어(515)를 포함하고, 상기 제1 시멘트 공급부(600)에 결합된다.

또한, 상기 제1 시멘트 공급부(600)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 탱크(610), 파이프라인(620), 맨홀(630), 지지부(640), 적재유닛(650), 적재량센서(660), 집진장치(670) 및 진동장치(680)를 포함하고, 시멘트 공급부(700)는 탱크(710), 파이프라인(720) 및 맨홀(730)을 포함하며, 마찬가지로 제2 시멘트 공급부(700)는 상기 모르타르 믹싱장치(800)를 사이에 두고 상기 제1 시멘트 공급부(600)와 서로 대칭되도록 배치되며, 상기 제1 시멘트 공급부(600)와 동일한 구조로 형성되므로 반복되는 설명은 생략한다.

상기 제1 시멘트 공급부(600)의 탱크(610)는 그 내부에 모르타르 재료를 적재할 수 있는 공간이 형성되고, 상기 제2 대차(220) 상에 형성된 프레임 상에 배치되며, 양측면에 상기 탱크(610)의 내부에 모르타르 재료를 주입할 수 있는 파이프라인(620)이 형성된다.

또한, 상기 탱크(610)의 상부에는 다수의 맨홀(630)이 양측면에 각각 인접하도록 배치되고, 서로 짝을 이루며 배치된 맨홀(630)은 레일의 길이방향을 따라 소정의 간격을 두고 상기 탱크(610)의 길이에 따라 추가적으로 복수의 맨홀(630)이 배치되도록 형성된다.

상기 탱크(610)의 하부에는 내부공간이 본 발명의 실시예에 따른 제1 시멘트 이송부(500a)의 내부공간과 각각 연결되고, 상부로 확장 연장되어 상기 탱크(610)의 내부공간과 연결되도록 형성되는 적재유닛(650)이 배치된다.

이때, 상기 적재유닛(650)은 하부에 연결된 상기 제1 시멘트 이송부(500a) 각각의 내부공간과 연결된 적재공간(S)이 서로 차단된 상태로 상부로 확장 연장되는 구조로 형성된다.

상기 맨홀(630)을 통해 모르타르 재료를 상기 탱크(610)의 내부로 주입할 수 있고, 측면의 파이프라인(620)이 배치되는 위치에 내부의 모르타르 재료의 교반이 원활히 이루어지도록 진동장치를 배치할 수 있다.

제1 시멘트 이송부(500a)는, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 스크류 컨베이어(510), 유압댐퍼(520), 경사판(530) 및 이송판(540)을 포함한다. 상기 제1 시멘트 이송부(500a)는 상기 탱크(610)의 내부에 하부의 레일의 길이방향과 동일한 방향으로 배치되고, 상하 구동을 통해 내부의 모르타르 재료를 교반하고, 균일한 양의 모르타르 재료가 스크류 컨베이어(510)로 이동할 수 있도록 가이드한다.

또한, 상기 제1 시멘트 이송부(500a)의 경우, 상기 탱크(610)에 적재되는 모르타르 재료가 스크류 컨베이어(510)에 과도하게 주입되어 과부하를 발생시키는 것을 방지하고, 탱크(610) 내부에서 발생하는 재료분리 현상을 방지할 수 있다.

구체적으로, 상기 유압댐퍼(520)는 상기 탱크(610)의 내부 상부에서 하부를 향해 연장되어 매달리도록 형성되고, 복수의 유압댐퍼(520)가 레일의 길이방향을 따라 서로 소정의 간격을 두고 이격되도록 배치된다.

상기 유압댐퍼(520)는 유압실린더 형태로 형성되고, 상부 또는 하부로 이동이 가능하도록 형성되며, 상기 적재공간(S) 내부의 모르타르 재료의 다짐 현상을 방지하여 모르타르 재료를 원활하게 스크류 컨베이어(510)로 이동시킬 수 있다.

상기 경사판(530)은 복수의 유압댐퍼(520) 각각의 하부 끝단과 연결되도록 형성되고, 상기 탱크(610) 내부에서 레일의 양측 각각을 향해 경사면을 이루며 연장되도록 플레이트 형태로 형성된다.

상기 이송판(540)은 하부로 경사지게 연장되는 상기 경사판(530)의 하단 양측을 연결하도록 형성되고, 상기 적재유닛(650)의 양측면과 밀착되도록 형성되어, 상기 적재공간(S) 내부의 모르타르 재료가 경사판(530)을 압박하는 힘이 증가하면 이송판(540)이 적재공간(S)과 본 발명의 실시예에 따른 제1 시멘트 이송부(500a)의 내부공간의 연결공간을 차단하여 모르타르 재료의 이동을 감소시켜 차단할 수 있다.

이러한 경우, 유압을 통해 상기 경사판(530)을 상부로 이동시켜 모르타르 재료가 스크류 컨베이어(510)의 내부공간으로 주입되는 양을 조절할 수 있다.

반면에, 도 7에 도시된 바와 같이, 모르타르 재료가 스크류 컨베이어(510)를 통해 상기 모르타르 믹싱장치(800)로 이동하면서 적재공간(S) 내부의 모르타르 재료의 압력이 감소하면, 상기 경사판(530)이 상부로 이동하게 되고, 스크류 컨베이어(510) 내부로 모르타르 재료가 주입되면서 안정적이고 균일한 모르타르 재료의 주입이 가능하다.

또한, 적재량 센서(660)는 적재유닛(650)의 측면에 결합되고, 적재공간(S) 내부의 모르타르 재료의 양을 파악하여 모르타르 재료의 양을 작업자에게 알리거나 또는 모르타르 공급장비에 설치된 제어장치가 이를 인식하여 자동으로 모르타르 재료를 적재공간(S)으로 주입하도록 파이프라인(620)이나 맨홀(630)에 연결된 모르타르 재료 주입장치를 제어할 수 있다.

집진장치(670)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 모르타르 재료의 적재시, 미세분진이 인근 지역에 피해를 주는 것을 방지하기 위해 제1 및 제2 시멘트 공급부(600, 700) 각각의 후면에 배치되어 미세분진을 흡입 및 정화하고, 호스를 연결하여 청소용으로 사용할 수 있다.

진동장치(680)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 적재유닛(650)의 양측면의 경사면에 결합되어 적재공간(S) 내부에 적재된 모르타르 재료가 수평을 이루도록 모르타르 재료에 진동을 가하여 모르타르 재료의 상부면이 수평을 이루도록 한다.

이러한 적재공간(S) 내부에서 모르타르 재료의 상부면이 수평을 이루지 않는 경우, 모르타르 재료의 하부로 작용하는 압력이 균일하지 못하고, 이로 인해 상기 모르타르 믹싱장치(800)로 이송되는 모르타르 재료의 양의 변화가 발생하여 콘크리트궤도의 품질이 저하되는 단점이 있다.

따라서 상기 진동장치(680) 각각을 통해 상기 모르타르 믹싱장치(800)로 이동하는 모르타르 재료의 양을 일정하게 유지하고, 모르타르 재료의 분리 현상을 방지할 수 있다.

전술한 제1 및 제2 시멘트 공급부(600, 700) 각각에 에어 퍼지 시스템이 적용되어 진동장치(680)를 통한 모르타르 재료의 고르지 않는 부분을 공기압을 이용하여 분산시키도록 형성된다.

스크류 컨베이어(510)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 스크류 구동모터(511), 수평관(512), 수평스크류(513), 연결통로(514) 및 경사형 컨베이어(515)를 포함하며, 상기 스크류 컨베이어(510)는 상기 모르타르 믹싱장치(800)의 상부를 향해 경사지게 연장되도록 형성되고, 상기 모르타르 믹싱장치(800)로 주입되는 모르타르 재료의 양의 증감에 따라 내부의 스크류의 회전속도를 감속 또는 증가시킬 수 있다.

상기 스크류 컨베이어(510)의 스크류 구동모터(511)는 상기 제2 대차(220)의 상부 일측에 배치되고, 또한, 상기 수평관(512)은 레일의 길이방향을 따라 연장되고 상부가 개방되도록 형성되어, 상기 적재유닛(650)의 적재공간(S)과 내부공간이 연결되도록 형성된다.

이때, 상기 수평관(512)의 내부공간에는 레일의 길이방향을 따라 길게 연장 형성되는 스크류 형태의 수평스크류(513)가 형성되고, 날개는 상기 수평스크류(513)의 외측면을 둘러싸면서 상기 모르타르 믹싱장치(800)를 향해 연장되는 형태로 형성된다.

상기 연결통로(514)는 상기 수평관(512)의 내부에 형성되고, 상기 모르타르 믹싱장치(800)를 향해 경사지게 연장 형성되는 경사형 컨베이어(515)의 내부를 연결하도록 형성된다.

따라서 전술한 적재공간(S) 내부의 모르타르 재료가 상기 수평스크류(513)의 날개 사이의 상기 연결통로(514)로 주입되면, 상기 수평스크류(513)의 날개의 회전에 의해 상기 연결통로(514)로 이동하고, 이후, 상기 경사형 컨베이어(515) 내부의 스크류의 회전에 의해 제1 주입유닛(810)의 내부로 주입된다.

상기 시멘트 이송부(500)는, 수평스크류 방식 시멘트 이송부로서, 열차차단시간, 예를 들면, 2시간 30분을 고려하였을 때, 실 작업시간동안 목표 연장을 타설함에 있어 시멘트 재료를 연속적으로 운송하는 장치로 사용될 수 있다.

상기 시멘트 이송부(500)는 유압댐퍼, 경사판 및 이송판을 포함하고, 탱크의 내부에 하부의 레일의 길이방향과 동일한 방향으로 배치되고, 상하 구동을 통해 내부의 모르타르 재료를 이송하고 균일한 양의 모르타르 재료가 스크류 컨베이어로 이동할 수 있도록 가이드하며, 또한, 탱크에 적재되는 모르타르 재료가 스크류 컨베이어에 과도하게 주입되어 과부하를 발생시키는 것을 방지하고, 탱크 내부에서 재료분리 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치를 나타내는 정단면도이고, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치를 확대하여 나타낸 사시도이며, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치가 제작된 것을 예시하는 사진이다.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모르타르 믹싱장치(800)는 제1 주입유닛(810) 및 제2 주입유닛(820)을 포함하며, 또한, 상기 모르타르 공급장비는 제어부(900)를 추가로 포함할 수 있다.

제1 주입유닛(810)은, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 원형통(811), 주입통(812), 로드셀(813), 교반모터(814), 개폐실린더(815), 방출유닛(816) 및 세척노즐펌프를 포함한다. 여기서, 상기 제1 주입유닛(810)과 상기 제2 주입유닛(820)은 서로 동일한 구조로 대칭적으로 형성되며, 동일한 구조 및 기능을 나타내므로 중복되는 설명은 생략한다.

원형통(811)은, 도 11에 도시된 바와 같이, 원형의 외주면이 상부로 소정의 거리만큼 연장되도록 형성되는 형태로서, 내부공간이 형성되고, 경사형 컨베이어(515)에서 이송되는 모르타르 재료가 상기 원형통(811)의 상부에 형성된 주입통(812)을 통해 상기 원형통(811)의 내부로 주입되고, 교반을 통해 모르타르가 형성된다. 여기서, 상기 원형통(811) 내의 하부에, 도 11의 b)에 도시된 바와 같이, 믹싱날(811a)을 구비한다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치에서 원형통을 구체적으로 나타내는 도면으로서, 도 11의 a)는 원형통을 나타내는 사시도이고, 도 11의 b)는 원형통 내부를 나타내는 도면이며, 도 11의 c)는 원형통 내부의 믹싱날(811a)을 나타내는 도면이다.

주입통(812)은 상기 경사형 컨베이어(515)와 원형통(811)의 내부공간을 연결하는 통로 형태로 형성되고, 상기 원형통(811)의 상부에서 전술한 제1 시멘트 공급부(600)와 인접하도록 배치된다.

로드셀(813)은 상기 원형통(811)의 외측면을 따라 서로 이격되도록 4지점으로 배치되고, 상기 로드셀(813) 각각은 상기 원형통(811) 내부의 모르타르의 적재량을 정밀하게 감지할 수 있으며, 전술한 제1 시멘트 이송부(500a)와 연결되어 스크류 컨베이어(510)를 통해 자동으로 모르타르 재료인 시멘트 투입량 및 물 투입량을 제어할 수 있다.

교반모터(814)는 상기 원형통(811)의 하부에 배치되고, 도 11의 b) 및 c)에 도시된 바와 같이, 구동을 통해 내부에 형성되는 상기 원형통(811) 내에서 블레이드들(814a)을 회전시켜 내부에 적재된 모르타르를 교반한다.

개폐실린더(815)는, 도 11의 a)에 도시된 바와 같이, 상기 원형통(811)의 일측에 형성되고, 상기 개폐실린더(815)의 구동을 통해 상기 원형통(811) 일측 하부에 형성된 개폐문을 개방 또는 닫을 수 있도록 형성된다.

방출유닛(816)은 상기 원형통(811)의 하부에 이격되도록 형성되고, 도 12에 도시된 바와 같이, 슬라이드 방식으로 상하운동에 의해 개폐가 가능하도록 형성되며, 상기 개폐실린더(815)의 구동으로 상기 원형통(811)의 모르타르를 방출유닛(816)의 내부로 주입하면 모르타르 재료를 교반시키면서 제어부(900)의 제어를 통해 도상의 자갈을 향해 모르타르를 방출한다. 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치에서 방출유닛을 예시하는 사진이다.

세척노즐펌프(도시되지 않음)는 상기 방출유닛(816) 상부에 형성되고, 상기 모르타르가 방출되면 고압의 물을 분사하여 상기 방출유닛(816) 내부의 모르타르 잔존물을 세척할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 모르타르 믹싱장치(800)는 제어부(00)의 제어에 의해 시멘트 및 물의 정량을 매회 동일하게 구현할 수 있다.

구체적으로, 상기 제어부(900)는 모르타르 재료의 이동 속도 및 상기 모르타르 믹싱장치(800) 내부의 교반 속도를 제어하며, 또한, 상기 제어부(900)는 물탱크(300) 내부의 펌프 제어, 적재량 센서(660)를 통한 모르타르 재료 적재량 제어, 진동장치(680) 제어 및 모르타르 믹싱장치(800)에서 방출되는 모르타르 방출량 제어를 포함하는 모르타르 공급장비의 전반적인 기능을 자동으로 제어할 수 있다.

[급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱방법]

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱방법의 동작흐름도이다.

도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱방법은, 철도의 자갈궤도를 콘크리트궤도로 개량하는 급속경화궤도용 모르타르 공급장비의 시멘트 이송부에서 공급되는 시멘트와 물탱크에서 주입되는 물을 교반하여 모르타르를 믹싱하는 모르타르 믹싱방법으로서, 먼저, 시멘트 이송부의 경사형 컨베이어(515)를 통해 시멘트를 공급한다(S110).

다음으로, 원형통(811) 상부에 형성된 주입통(812)을 통해 상기 원형통(811) 내부에 시멘트를 주입하고, 물탱크를 통해 상기 원형통(811)에 물을 공급한다(S120). 이때, 상기 원형통(811)은 원형의 외주면이 상부로 소정의 거리만큼 연장되는 형태로 형성되고, 시멘트와 물의 교반을 통해 모르타르를 형성하기 위한 내부공간이 형성된다.

다음으로, 상기 원형통(811) 하부에 배치된 교반모터(814)의 구동에 의해 상기 원형통(811) 내의 블레이드(814a)를 회전시켜 시멘트와 물을 교반하여 모르타르를 형성한다(S130).

다음으로, 상기 원형통(811) 외측면에 이격 배치된 로드셀(813)이 상기 원형통(811) 내부의 모르타르 적재량을 감지한다(S140). 이때, 상기 로드셀(813)은 4지점으로 배치되고, 상기 로드셀(813) 각각은 상기 원형통(811) 내부의 모르타르의 적재량을 감지하며, 시멘트 이송부의 스크류 컨베이어(510)를 통해 자동으로 모르타르 재료인 시멘트 투입량 및 물 투입량을 제어하도록 상기 시멘트 이송부와 연결된다.

다음으로, 상기 원형통(811) 일측에 형성된 개폐실린더(815)의 구동에 따라 개폐문을 개방하여 상기 원형통(811) 내부에 교반 형성된 모르타르를 방출유닛(816)에 주입한다(S150).

다음으로, 상기 원형통(811) 하부에 이격 배치된 방출유닛(816)이 상기 원형통(811)으로부터 주입되는 모르타르를 하부에 포설된 자갈상에 방출한다(S160). 구체적으로, 상기 방출유닛(816)은 슬라이드 방식으로 상하운동에 의해 개폐가 가능하도록 형성되며, 상기 개폐실린더(815)의 구동으로 상기 원형통(811)의 모르타르를 방출유닛(816)의 내부로 주입하면 모르타르 재료를 교반시키면서 제어부(900)의 제어를 통해 자갈을 향해 모르타르를 방출한다.

다음으로, 상기 방출유닛(816) 상부에 설치된 세척노즐펌프의 구동에 의해 고압의 물을 분사하여 상기 방출유닛(816) 내부의 모르타르 잔존물을 제거한다(S170).

이에 따라, 상기 S120 단계에서 제어부(900)의 제어에 따라 시멘트 및 물의 정량을 매회 동일하게 구현할 수 있다.

결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 철도의 자갈궤도를 콘크리트궤도로 개량하는 급속경화궤도 시공시, 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르를 이송, 믹싱 및 주입하는 모르타르 공급장비에 있어서 열차차단시간 내 모르타르를 믹싱함으로써 시공성을 향상시키고 균질한 품질을 확보할 수 있고, 또한, 시멘트 및 물의 정량을 매회 동일하게 구현함에 따라 급속경화궤도용 주입장비에서 공급되는 모르타르의 품질을 확보할 수 있으며, 또한, 기계화 및 자동화 시스템을 적용함으로써 인력을 줄일 수 있고, 복잡한 공정을 단순화할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 구동열차(기관차) 200: 대차부(보기차)
210~240: 제1 내지 제4 대차 300: 물탱크
400: 발전기 500: 시멘트 이송부
500a, 500b: 시멘트 이송부(수평스크류 컨베이어 이송부)
600: 제1 시멘트 공급부 700: 제2 시멘트 공급부
800: 모르타르 믹싱장치 900: 제어부
810: 제1 주입유닛 820: 제2 주입유닛
811: 원형통 812: 주입통
813: 로드셀 814: 교반모터
815: 개폐실린더 816: 방출유닛

Claims (12)

1. 철도의 자갈궤도를 콘크리트궤도로 개량하는 급속경화궤도용 모르타르 공급장비의 시멘트 이송부에서 공급되는 시멘트와 물탱크에서 주입되는 물을 교반하여 모르타르를 믹싱하는 모르타르 믹싱장치(800)에 있어서,
   제1 주입유닛(810) 및 제2 주입유닛(820)으로 이루어진 연속식 배치믹서로서, 상기 제1 및 제2 주입유닛(810, 820) 각각은,
   원형의 외주면이 상부로 소정의 거리만큼 연장되는 형태로 형성되고, 시멘트와 물의 교반을 통해 모르타르를 형성하기 위한 내부공간이 형성된 원형통(811);
   상기 시멘트 이송부의 경사형 컨베이어(515)와 상기 원형통(811)의 내부공간을 연결하는 통로 형태로 형성되는 주입통(812);
   상기 원형통(811)의 외측면을 따라 서로 이격되도록 배치되고, 상기 원형통(811) 내부의 모르타르 적재량을 감지하는 로드셀(813);
   상기 원형통(811)의 하부에 배치되고, 상기 원형통(811) 내에서 블레이드들(814a)을 회전시켜 상기 원형통(811) 내부에 적재된 모르타르를 교반하는 교반모터(814); 및
   상기 원형통(811)의 하부에 이격되도록 형성되고, 상기 원형통(811)의 모르타르가 내부로 주입되면 모르타르 재료를 교반시키면서 모르타르를 방출하는 방출유닛(816)을 포함하는 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 경사형 컨베이어(515)에서 이송되는 모르타르 재료는 상기 원형통(811)의 상부에 형성된 주입통(812)을 통해 상기 원형통(811)의 내부로 주입되고, 교반을 통해 모르타르가 형성되는 것을 특징으로 하는 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 원형통(811)은 내부의 바닥면에 모르타르를 믹싱하는 믹싱날(811a)이 형성된 것을 특징으로 하는 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 로드셀(813)은 4지점으로 배치되고, 상기 로드셀(813) 각각은 상기 원형통(811) 내부의 모르타르의 적재량을 감지하며, 시멘트 이송부의 스크류 컨베이어(510)를 통해 자동으로 모르타르 재료인 시멘트 투입량 및 물 투입량을 제어하도록 상기 시멘트 이송부와 연결되는 것을 특징으로 하는 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 원형통(811)의 일측에 형성되고, 상기 원형통(811) 일측 하부에 형성된 개폐문을 개방 또는 폐쇄하는 개폐실린더(815)를 추가로 포함하는 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 방출유닛(816)은 슬라이드 방식으로 상하운동에 의해 개폐가 가능하도록 형성되며, 상기 개폐실린더(815)의 구동으로 상기 원형통(811)의 모르타르를 방출유닛(816)의 내부로 주입하면 모르타르 재료를 교반시키면서 제어부(900)의 제어를 통해 자갈을 향해 모르타르를 방출하는 것을 특징으로 하는 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 방출유닛(816) 상부에 형성되고, 상기 모르타르가 방출되면 고압의 물을 분사하여 상기 방출유닛(816) 내부의 모르타르 잔존물을 세척하는 세척노즐펌프를 추가로 포함하는 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱장치.
8. 철도의 자갈궤도를 콘크리트궤도로 개량하는 급속경화궤도용 모르타르 공급장비의 시멘트 이송부에서 공급되는 시멘트와 물탱크에서 주입되는 물을 교반하여 모르타르를 믹싱하는 모르타르 믹싱방법에 있어서,
   a) 시멘트 이송부의 경사형 컨베이어(515)를 통해 시멘트를 공급하는 단계;
   b) 원형통(811) 상부에 형성된 주입통(812)을 통해 상기 원형통(811) 내부에 시멘트를 주입하고, 물탱크를 통해 상기 원형통(811)에 물을 공급하는 단계;
   c) 상기 원형통(811) 하부에 배치된 교반모터(814)의 구동에 의해 상기 원형통(811) 내의 블레이드(814a)를 회전시켜 시멘트와 물을 교반하여 모르타르를 형성하는 단계;
   d) 상기 원형통(811) 외측면에 이격 배치된 로드셀(813)이 상기 원형통(811) 내부의 모르타르 적재량을 감지하는 단계;
   e) 상기 원형통(811) 일측에 형성된 개폐실린더(815)의 구동에 따라 개폐문을 개방하여 상기 원형통(811) 내부에 교반 형성된 모르타르를 방출유닛(816)에 주입하는 단계;
   f) 상기 원형통(811) 하부에 이격 배치된 방출유닛(816)이 상기 원형통(811)으로부터 주입되는 모르타르를 하부에 포설된 자갈상에 방출하는 단계를 포함하되,
   상기 b) 단계에서 제어부(900)의 제어에 따라 시멘트 및 물의 정량을 매회 동일하게 구현하는 것을 특징으로 하는 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱방법.
9. 제8항에 있어서,
   g) 상기 방출유닛(816) 상부에 설치된 세척노즐펌프의 구동에 의해 고압의 물을 분사하여 상기 방출유닛(816) 내부의 모르타르 잔존물을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱방법.
10. 제8항에 있어서,
    상기 원형통(811)은 원형의 외주면이 상부로 소정의 거리만큼 연장되는 형태로 형성되고, 시멘트와 물의 교반을 통해 모르타르를 형성하기 위한 내부공간이 형성된 것을 특징으로 하는 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱방법.
11. 제8항에 있어서,
    상기 로드셀(813)은 4지점으로 배치되고, 상기 로드셀(813) 각각은 상기 원형통(811) 내부의 모르타르의 적재량을 감지하며, 시멘트 이송부의 스크류 컨베이어(510)를 통해 자동으로 모르타르 재료인 시멘트 투입량 및 물 투입량을 제어하도록 상기 시멘트 이송부와 연결되는 것을 특징으로 하는 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱방법.
12. 제8항에 있어서,
    상기 방출유닛(816)은 슬라이드 방식으로 상하운동에 의해 개폐가 가능하도록 형성되며, 상기 개폐실린더(815)의 구동으로 상기 원형통(811)의 모르타르를 방출유닛(816)의 내부로 주입하면 모르타르 재료를 교반시키면서 제어부(900)의 제어를 통해 자갈을 향해 모르타르를 방출하는 것을 특징으로 하는 급속경화궤도 기계화 시공을 위한 모르타르 공급장비의 모르타르 믹싱방법.

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