(57)【要約】【課題】  作業負担を軽減することができ、安定的且つ安全にクランキング作業を行うことが可能なプライミングツールを提供する。【解決手段】  ダイヤフラムポンプに代表される往復動ポンプの駆動ギアを手動で回転させる際に用いるプライミングツール１０であって、該ギアの回転軸に設けられたギア側係合部に係合させる好適には角穴ソケットからなる操作側係合部１４を一端部に備えたシャフト部１１と、該シャフト部１１に同心軸状に設けられた環状のハンドル部１２とを有し、該シャフト部１１の他端部には、該シャフト部１１を該ギア側に押し付けて支持する際の力点となる円板状部材１５が回転可能に取り付けられている。【選択図】  図２
2020099975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復動ポンプの駆動ギアを手動で回転させる際に用いるプライミングツールであって、該ギアの回転軸に設けられたギア側係合部に係合させる操作側係合部を一端部に備えたシャフト部と、該シャフト部に同心軸状に設けられた環状のハンドル部とを有し、該シャフト部の他端部には、該シャフト部を該ギア側に押し付けて支持する際の力点となる円板状部材が回転可能に取り付けられていることを特徴とするプライミングツール。
【請求項２】
前記操作側係合部が角穴ソケットであることを特徴とする、請求項１に記載のプライミングツール。
【請求項３】
前記円板状部材は、その一方の面に円筒形状の立設部が同心円状に設けられており、該立設部が前記シャフト部の他端部にベアリングを介して外嵌されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のプライミングツール。
【請求項４】
前記往復動ポンプが、高圧酸浸出処理を行う高圧容器にスラリーを供給するダイヤフラムポンプであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプライミングツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非鉄金属の湿式製錬プラントにおけるスラリー供給用の往復動ポンプに使用されるプライミングツールに関する。
【背景技術】
【０００２】
非鉄金属の湿式製錬プラントでは、粉末状の低品位ニッケル鉱石に水を加えてスラリー化し、得られた鉱石スラリーをオートクレーブと称する高圧容器に硫酸と共に装入し、高温高圧下でニッケルやコバルトなどの有価金属を浸出するＨＰＡＬ（Ｈｉｇｈ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ａｃｉｄ  Ｌｅａｃｈｉｎｇ）プロセスとも称する高圧酸浸出処理が行われている。
【０００３】
上記の高圧容器に該鉱石スラリーを供給するポンプには容量式ポンプが用いられており、特に可撓性部材からなるダイヤフラム（隔膜）の中央部をポンプヘッド内で往復動させることで流体の送液を行うダイヤフラムポンプ等の往復動ポンプが多用されている。この往復動ポンプを含むスラリー供給配管系の立ち上げにおいては、該往復動ポンプの起動前に、該往復動ポンプのポンプヘッド内部やスラリー供給配管のエアー抜き、該往復動ポンプの潤滑油や作動油の調整等のいわゆるプライミング（始動準備作業）が必要となる。
【０００４】
例えばダイヤフラムポンプでは、駆動モーターを起動させることなく、ダイヤフラムを直接的又は間接的に往復動させるロッドやクランクシャフトを動かす必要がある。この作業はクランキング作業と呼ばれており、例えばクランクシャフトに連結されているギアボックス内のギアを手動で回転する作業が必要となる。このクランキング作業には、一般的にはプライミングツールと称するギアの手動回転用の工具が使用される。従来、プライミングツールとしては、例えば特許文献１や２に開示されているようなクロスレンチやＴ型ボックスレンチ等が使用されている。また、例えば特許文献３や４では、手動で回転させる部分を円滑に回転できるように、ホイ−ル型ハンドル付レンチを用いることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６３−９７４６６号公報
【特許文献２】特開２０１８−２７６０２号公報
【特許文献３】実開昭４９−８３６９７号公報
【特許文献４】登実３０２６７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１や２に開示されているようなクロスレンチやＴ型ボックスレンチは、把持部（取手部）の形状が作業員１名で取り扱うことを想定した形状になっているため、複数名の作業員で荷重をかけてクランキング作業を行う必要が生じたときは取り扱いにくく、作業性が低下するという問題を抱えている。また、プライミングツールから手を放したときに何らかのはずみでギアが逆回転した場合、その回転軸に垂直な方向に突出するクロスバーが作業者に当たる等の危険性を有している。
【０００７】
また、特許文献３や４のホイール型ハンドルは、例えば手動で回転させるギアの回転軸が水平方向を向いている場合、ハンドル径が大きくなると、ハンドルを回転させる力に加えて、該ハンドルを該ギアに向けて押し付けるためにも大きな力が必要になるため、安定的に回転させるのが困難になるという問題を抱えている。一方、プライミングツールが過度に小型になると、所定のトルクを要するクランキング作業ではプライミングツールのサイズに反比例して大きな力を掛ける必要が生じるため、作業員の作業負担が増大する。
【０００８】
すなわち、プライミングツールを用いたクランキング作業を容易にするためには、力を掛ける把持部分のサイズをある程度大型化する必要がある。これにより、プライミングツールを用いて安定的にクランキング作業を行うことができるが、大型化に伴い重量物になるので、作業性が極端に悪化しないような配慮が必要になる。また、クランキング作業は、クランクシャフトに連結するギアの突起部にソケットなどを係合させた状態で行うため、何らかのはずみでダイヤフラムのロッドが動いてクランクシャフトが回転した場合、これに連動してプライミングツールが回転することになるので、プライミングツールを大型化した場合は特に安全性に配慮した形状にする必要がある。更に、プライミングツールは通常はポンプ起動時にのみ使用するものであるため、構造が簡易で安価なものが好ましい。
【０００９】
本発明は上記の実情に鑑みてなされたものであり、作業負担を軽減することができ、安定的且つ安全にクランキング作業を行うことが可能なプライミングツールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係るプライミングツールは、往復動ポンプの駆動ギアを手動で回転させる際に用いるプライミングツールであって、該ギアの回転軸に設けられたギア側係合部に係合させる操作側係合部を一端部に備えたシャフト部と、該シャフト部に同心軸状に設けられた環状のハンドル部とを有し、該シャフト部の他端部には、該シャフト部を該ギア側に押し付けて支持する際の力点となる円板状部材が回転可能に取り付けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、作業負担を軽減することができ、容易且つ安全にクランキング作業を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のプライミングツールが好適に用いられるダイヤフラムポンプの模式的な平面図である。
【図２】本発明のプライミングツールの一具体例の斜視図である。
【図３】図２のプライミングツールが有する円板状部材を、その中心軸を通る面で切断したときの断面図である。
【図４】図２のプライミングツールの使用状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
先ず、本発明のプライミングツールによってクランキング作業が行われる一般的なダイヤフラムポンプの構造について説明する。ダイヤフラムポンプは、可撓性部材からなるダイヤフラム（隔膜）の中央部をポンプヘッド内において膨出及び退避させることによりスラリーの送液を行うものであり、このダイヤフラムの膨出及び退避は、該ポンプヘッドに接続するシリンダー内において、モーター駆動により回転するクランクシャフトを介してロッドを往復動させることによって直接的又は間接的に行うことができる。
【００１４】
図１を参照しながら具体的に説明すると、ダイヤフラムポンプを駆動させるモーター１の駆動軸１ａが、ギアボックス２内の駆動ギア２ａの中心軸に連結している。この駆動ギア２ａはクランクシャフト３に連結する被動ギア２ｂに噛合しており、よって、モーター１の回転駆動によりギアボックス２内のこれら駆動用ギアを介してクランクシャフト３が回転する。該クランクシャフト３は中央部が偏心しており、この偏心部にシリンダー４内を往復動するロッド５の一端部が回転自在に軸支されている。
【００１５】
このロッド５の先端部にはピストン６が設けられており、更に該ピストン６から離間した位置にダイヤフラム７が対向するようにして設けられている。これらピストン６とダイヤフラム７との間に動力伝達媒体としてのシリコン油などの作動油が充填されており、これにより、ロッド５及びその先端部のピストン６の往復動が作動油を介してダイヤフラム７に伝えられ、該ダイヤフラム７がポンプヘッド８内で膨出及び退避する。
【００１６】
この膨出及び退避の動作が繰り返されることで、該ポンプヘッド８の液体入口部と液体出口部にそれぞれ設けられている逆止弁との協働により該ポンプヘッドにおいてスラリーの吸引及び排出が行われ、スラリーの送液が行われる。なお、本発明のプライミングツールが対象とするダイヤフラムポンプは、上記のような作動油を介してダイヤフラムを間接的に膨出・退避させる油圧ダイヤフラム方式に限定されるものではなく、例えばロッドの先端部にダイヤフラムの中央部が直接接続する構造の直動ダイヤフラム方式でも良い。また、クランキング作業を要する他の容量式ポンプ等にも好適に適用することができる。
【００１７】
このダイヤフラムポンプの始動前には、前述したように配管系のエアー抜き等のプライミングのため、手動で上記のダイヤフラムの膨出及び退避を行うクランキング作業を行う必要がある。そのため、先ずギアボックス２のカバー２ｃを外し、例えば駆動ギア２ａの回転軸に設けられているギア側係合部２ｄに本発明の一具体例のプライミングツール１０の操作側係合部を係合させ、この状態でプライミングツール１０を時計方向又は反時計方向に手動で回転させる。
【００１８】
この駆動ギア２ａの手動回転により、該駆動ギア２ａに噛合する被動ギア２ｂ及びこれに連結するクランクシャフト３が回転し、該クランクシャフト３に連結しているロッド５がシリンダー４内で往復動する。このクランキング作業により、ギアボックス２内部やシリンダー４内部の潤滑油を各部位に行き渡らせることができ、またスラリー供給配管内のエアー抜きを行うことができる。更に、油圧ダイヤフラム方式の場合は、作動油を適正な量に調整することができる。
【００１９】
次に、本発明の一具体例のプライミングツール１０の構造について図２を参照しながら具体的に説明する。本発明の一具体例のプライミングツール１０は、先端部に後述するギア側係合部と係合する操作側係合部を有する好適には鋼鉄製の外径１０〜３０ｍｍ程度の丸棒からなるシャフト部１１と、該シャフト部１１に同心軸状に設けられた好適には鋼鉄製の環状のハンドル部１２とからなり、シャフト部１１の長さは好ましくは１００〜８００ｍｍ程度、より好ましくは３００〜４５０ｍｍ程度であり、ハンドル部１２の外径は好ましくは３００〜８００ｍｍ程度、より好ましくは５００〜６５０ｍｍ程度である。
【００２０】
上記のハンドル部１２の外径が３００ｍｍ未満では、該ハンドル部１２の半径に相当する力点から作用点までの距離が短くなりすぎるので、上記クランキング作業に多大な力が必要になるうえ、ハンドル部１２が小型であるため動作が不安定になるので好ましくない。逆に、上記ハンドル部１２の外径が８００ｍｍを超えると、力点から作用点までの距離が長くなるので小さな力で安定して動かすことができるが、大型化に伴い重量物になるので扱いにくく、作業性が悪化する。また、ハンドル部１２から手を放したときにダイヤフラムポンプが何らかのはずみで作動し、これに連動してプライミングツールが回転することがあり、この場合、大型では危険性が増すので好ましくない。
【００２１】
上記シャフト部１１とハンドル部１２との接続方法については特に限定はないが、例えばシャフト部１１の長手方向の略中央部に複数の支持棒１３を放射状に設け、それらの他端部をハンドル部１２に溶接等により接続するのが好ましい。これら支持棒１３は、ハンドル部１２の周方向に均等な間隔をあけて３〜６本程度配するのが好ましい。これら支持棒１３はシャフト部１１の軸方向に対して垂直な方向に放射状に延在させてもよいが、操作側係合部を有する先端部とは反対側の手元側に傾斜させてもよく、例えば３０〜６０°程度傾斜させるのが好ましい。
【００２２】
上記シャフト部１１の先端部に設けられている操作側係合部１４は、上記駆動ギア２ａの回転軸に設けられたギア側係合部に係合できるのであれば、その構造については特に限定はなく、例えばギア側係合部が該回転軸からその軸方向に突出する４角柱などの多角柱状体である場合は、これに該シャフト部１１の中心軸方向に対向させて嵌合させる角穴ソケットが好ましい。なお、これとは逆に、例えばギア側係合部を角穴ソケット形状にして、操作側係合部１４をこれに嵌合する多角柱状体にしてもよい。
【００２３】
上記のシャフト部１１の先端部とは反対の手元側には、作業員が該シャフト部１１をギア側に押し付けて支持する際の力点となる好適には鋼鉄製の外径７０〜１５０ｍｍ程度の円板状部材１５が回転可能に取り付けられている。この円板状部材１５は、シャフト部１１の中心軸を中心にして回転可能に取り付けられており、これにより、該円板状部材１５を押えたままの状態でハンドル部１２を容易に回転できるようになっている。この円板状部材１５とシャフト部１１の端部との接続構造については、上記したように該シャフト部１１の中心軸を中心として回転可能であれば特に限定はなく、例えば図３に示すように、円板状部材１５の一方の面に、好適には高さ１５〜５０ｍｍ程度の円筒形状の立設部１６を同心円状に設け、更に、この立設部１６の内側に、ベアリング１７が外嵌されたシャフト部１１の端部をさし込むことで、該シャフト部１１に対して円板状部材１５を回転自在に取り付けることができる。
【００２４】
上記のベアリング１７の内輪１７ａ及び外輪１７ｂは、それぞれシャフト部１１及び立設部１６に対して上記回転方向に相対的に動かないのが好ましい。また、クランキング作業時に作業者が上記円板状部材１５をシャフト部１１の先端側に向けて押し付けて支持するときに、シャフト部１１の手元側端面が円板状部材１５に当接して回転の摩擦抵抗になるのを防ぐため、円板状部材１５がシャフト部１１の端面から離間しているのが好ましい。このため、該ベアリング１７の内輪１７ａ及び外輪１７ｂを、それぞれシャフト部１１及び立設部１６に溶接により固定するのが好ましい。
【００２５】
あるいは、円板状部材１５を着脱自在にするため、上記溶接に代えて、ベアリング１７の内輪１７ａに突起部を設けると共に、これが係合する溝部をシャフト部１１の端部にその中心軸方向に延在するように設けてもよいし、ベアリング１７の外輪１７ｂに突起部を設けると共に、これが係合する溝部を立設部１６の内側にその中心軸方向に延在するように設けてもよい。更に、シャフト部１１の先端面に、該ベアリング１７の内輪１７ａの内径より大きく且つ立設部１６の内径より小さな円板状の抜け止め板１８を例えばネジ留めにより固定してもよい。これにより、上記円板状部材１５がシャフト部１１から抜け落ちるのを防ぐことができる。
【００２６】
上記のプライミングツール１０を用いてクランキング作業を行うときは、好ましくは作業者２名で先ずプライミングツール１０を持ち上げて、シャフト部１１の先端部の角穴ソケットからなる操作側係合部１４を、ギアボックス２内の駆動ギア２ａの回転軸から突出する角柱に嵌合させる。この状態で、図４に示すように、一方の作業者はプライミングツール１０のシャフト部１１の手元側から片手又は両手で円板状部材１５を押して、上記角穴ソケットが駆動ギア２ａの角柱から外れないように且つシャフト部１１の中心軸が該駆動ギア２ａの回転軸から傾かないように支持する。そして、もう一方の作業者は、シャフト部１１の側方から片手又は両手でハンドル部１２を把持して該ハンドル部１２を時計方向又は反時計方向へ回転させる。これにより、クランキング作業を容易且つ安定的に行うことができる。
【００２７】
すなわち、本発明の一具体例のプライミングツール１０は、上記角穴ソケットが駆動ギア２ａの係合箇所から外れてプライミングツール１０の先端部が落下したり、シャフト部１１の中心軸が駆動ギア２ａの回転軸から大きく傾いてクランキング作業が不安定になったりするのを防ぐことができる。また、ホイ−ル型のハンドル部１２を用いているため、該ハンドル部１２の周方向の任意の部分をグリップできるので操作性に優れている。更に、作業員が該ハンドル部１２から手を放している間に何らかのはずみでダイヤフラムポンプが自然に動き、これに連動してプライミングツール１０が動いても、単にハンドル部１２が回転するだけなので、従来の十字型のクロスレンチタイプのように回転したバーが体が当たる等の危険性を大幅に低減することができる。
【００２８】
また、上記の本発明の一具体例のプライミングツール１０は、構造がシンプルであるため低コストで作製できるうえ、過度に重量化しない程度に大型化させることができるので、作業性を著しく悪化させることなく、作業者１〜２人程度で容易に取り扱うことができる。次に、本発明のプライミングツールについて実施例を挙げて説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００２９】
＜実施例＞
図２に示すような、角穴ソケットからなる操作側係合部１４を先端部に有するシャフト部１１と、該シャフト部１１の手元側に設けられた環状のハンドル部１２と、該シャフト部１１の手元側端部に、図３に示す構造により回転可能に取り付けられた円板状部材１５とからなるプライミングツール１０を用いて、作動油で駆動力を伝達する方式の油圧式ダイヤフラムポンプの始動前のクランキング作業を行った。具体的には、操作側係合部１４には１２角のＭ２４ナット用ソケットを使用し、シャフト部１１には外径１インチ（２５.４ｍｍ)、長さ３８５ｍｍの鋼鉄製丸棒を用いた。ホイ−ル型のハンドル部１２には外径１インチの鋼鉄製丸棒を直径５７０ｍｍの環状に形成した部材を用い、これを外径１／２インチの鋼鉄製丸棒からなる４本の支持棒１３でシャフト部１１に溶接で固定した。
【００３０】
上記ダイヤフラムポンプの始動前に、ロッドを往復動させるクランクシャフトに連結しているギアボックスのカバーを外し、上記プライミングツール１０を作業者２人で持ち上げ、モーターの駆動軸に直接連結されている駆動ギアの回転軸からその軸方向に突出している角柱に、該プライミングツール１０の角穴ソケットを嵌めた。この状態で、図４に示すようにプライミングツール１０の円板状部材１５を一方の作業者が押して支持し、もう一方の作業者がプライミングツール１０のハンドル部１２を時計方向に回転させた。
【００３１】
その結果、クランクシャフトを容易に回転させることができ、該クランクシャフトに連結するロッドのスムーズな往復動によりピストンとダイヤフラム間の作動油の量を適正量となるように調整することができ、また、スラリー供給配管内のエアー抜きを行うことができた。このクランキング作業によるプライミングに要した作業時間は約１５分であった。また、このクランキング作業に際して使用した実施例のプライミングツール１０は回転軸に対して半径方向の突起部分がないので、安全に作業を行うことができた。
【００３２】
＜比較例＞
比較のため、上記した実施例のプライミングツール１０に代えて、７７０ｍｍ×７４５ｍｍのサイズのクロスレンチを使用した以外は、上記実施例と同様にクランキング作業によるプライミングを行った。その結果、該クロスレンチを回転させるために把持できる箇所が４本のクロスバーのうちの２本に限定されるため、作業者２名では作業しづらく、作業時間に３０分程度を要した。また、把持部がホイール形状になっていないため作業が不安定になるうえ、回転したバーが作業者の皮手袋と手の間に挟まり、その状態でクロスレンチが回転したため、腕を負傷する事態が発生した。
【符号の説明】
【００３３】
１      モーター
１ａ    駆動軸
２      ギアボックス
２ａ    駆動ギア
２ｂ    被動ギア
２ｃ    カバー
３      クランクシャフト
４      シリンダー
５      ロッド
６      ピストン
７      ダイヤフラム
８      ポンプヘッド
１０    プライミングツール
１１    シャフト部
１２    ハンドル部
１３    支持棒
１４    操作側係合部
１５    円板状部材
１６    立設部
１７    ベアリング
１７ａ  内輪
１７ｂ  外輪
１８    抜け止め板
【図１】
2020099975.tif 000003
【図２】
2020099975.tif 000004
【図３】
2020099975.tif 000005
【図４】
2020099975.tif 000006