(57)【要約】【課題】沈砂の堆積量に応じてレーキの動作を制御する。【解決手段】沈砂槽１の前後方向に長い支持杆９を沈砂槽１上方より上下動自在に吊り下げ、支持杆９には、沈砂を前方へ押し出すレーキ２１、２１ａ…を下部に配置したフレーム２２を前後動自在に垂下し、支持杆９の上下移動手段とフレーム２２の前後移動手段とを制御する手段を設け、該制御手段は、レーキ２１、２１ａ…の前方移動が沈砂槽１内底に堆積した沈砂により抑制された時に、抑制解除可能な上方位置へ支持杆９を上動させ、その後の支持杆９の下動中にレーキ２１、２１ａ…が沈砂上に接触した時に、前後移動手段によるフレーム２２の前方移動へ切り換える様に設定することにより、沈砂の増大によるレーキ２１、２１ａ…の作動不能を自動的に回避した後、上層より沈砂を前方へ送出する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方に排出槽を連設した沈砂槽の前後方向に長い支持杆を沈砂槽上方より上下動自在に吊り下げ、支持杆には、沈砂を前方へ押し出すレーキを下部に配置したフレームを前後動自在に垂下し、支持杆の上下移動手段とフレームの前後移動手段とを制御する手段を設け、該制御手段は、前後移動手段によるレーキの前方移動が沈砂槽内底に堆積した沈砂により抑制された時に、抑制解除可能な上方位置へ上下移動手段にて支持杆を上動させ、その後の支持杆の下動中にレーキが沈砂上に接触した時に、前後移動手段によるフレームの前方移動へ切り換える様に設定したことを特徴とする沈砂送出装置。
【請求項２】
支持杆は、その前方部及び後方部が、上下一対のスプロケットに遊架したチェーンに介装連結されることにより、沈砂槽の上方に吊り下げられ、チェーンにおいて、支持杆との連結端部側には、チェーンの弛緩側の一方に付勢したバネを設け、該バネの近傍にチェーンの変位を検知するセンサーを設けて制御装置に接続し、センサーが上下移動手段による支持杆の下動中にチェーンの変位状態を検知した時に、制御装置によって上下移動手段による支持杆の下方動作から前方移動手段によるフレームの前方動作へ切り換える様に設定したことを特徴とする請求項１記載の沈砂送出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、泥漿から砂を沈降分級する沈砂槽において、該沈砂槽に沈降した沈砂を上流の排出側へ送る様にした沈砂送出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、泥漿から砂を分級する沈砂槽は、下部に複数のレーキを設けたフレームを内装し、該フレームを前進、上昇、後退、下降の順のサイクルで循環動作させ、フレームの前進によってレーキが沈砂を前方へ押し出すことにより、沈砂槽前方に連設した排出槽へ沈砂を給送し、該排出槽内に配置されたバケットエレベータで沈砂を掬い上げて外部へ排出していた。
【０００３】
研究開発段階や出願段階で先行技術調査を行っておらず、記載すべき先行技術文献を知りません。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のレーキでは、沈砂槽に沈砂が多量に堆積した場合、レーキが砂を前方へ押し出すことが出来ず、レーキの駆動に負荷がかかり故障したり、レーキの再起動のための沈砂の取り出し等の作業が極めて面倒であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題に鑑み、前方に排出槽を連設した沈砂槽の前後方向に長い支持杆を沈砂槽上方より上下動自在に吊り下げ、支持杆には、沈砂を前方へ押し出すレーキを下部に配置したフレームを前後動自在に垂下し、支持杆の上下移動手段とフレームの前後駆動手段とを制御する手段を設け、通常は、上下移動手段と前後移動手段とによりレーキを前進、上昇、後退、下降の順に循環動作させることで沈砂槽内の沈砂を前方へ押し出し、沈砂を排出槽へ給送する。
そして、上記制御手段は、前後移動手段によるレーキの前方移動が沈砂槽内底に堆積した沈砂により抑制された時に、抑制解除可能な上方位置へ上下移動手段にて支持杆を上動させ、その後の支持杆の下動中にレーキが沈砂上に接触した時に、前後移動手段によるフレームの前方移動へ切り換える様に設定したことにより、沈砂が多量に堆積してレーキが沈砂を前方へ押し出せなくなった場合に、レーキが沈砂に埋もれて作動不能となることを自動的に回避した後、上層から沈砂を前方へ押し出す循環動作を繰り返すことで、沈砂の堆積量を徐々に減らしながら、沈砂でレーキの前方動作が抑制される前の位置での循環動作へ自動的に移行する様にして、上記課題を解決する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
泥漿から砂を沈降分級する沈砂槽１は、断面半円弧状にして、且つ前後に長く形成して成り、沈砂槽１は、図示しない泥漿投入管を導入すると共に、沈砂槽１後端から沈砂槽１の上層水を越流させて外部へ排出する様にして沈砂槽１の水位を一定に保持している。
又、沈砂槽１の前方には、バケット２ａを放射状に設けて成る水車状のバケットエレベータ２を配置した排出槽３を連設しており、図１において、排出槽３と沈砂槽１の底部は同一平面上に設定しているが、排出槽３の底部を沈砂槽１の底部より低く設定しても良い。
【０００７】
沈砂槽１の左右側壁の上端間には、前後一対の梁材４、４ａを水平に架設し、各梁材４、４ａの中間に略門型の支柱５、５ａを立設している。
支柱５、５ａの上端間には回転軸６を架設すると共に、支柱５、５ａ下端の梁材４、４ａ下部の夫々には前記回転軸６に平行で短尺な回転軸６ａを設け、該回転軸６、６ａにおいて、各支柱５、５ａの上下端の近接位置には上下で一対のスプロケット７、７ａを夫々軸着し、各スプロケット７、７ａに遊架（若干の遊びを持たせて掛け渡）したチェーン８、８ａに、沈砂槽１の前後方向に長い支持杆９の前方部及び後方部を介装連結すると共に、該支持杆９を各支柱５、５ａに設けられた縦長な間隙１０、１０ａに挿通して沈砂槽１上方に水平に吊下げている。
尚、支持杆９の最下限位置は、梁材４、４ａより上方と成す様にチェーン８、８ａの長さが設定され、又沈砂槽１の水位は下方のスプロケット７ａより下方に設定されている。
後方のスプロケット７、７ａに掛け渡したチェーン８ａの中途部位には、チェーン連結部材１１を介装連結すると共に、該連結部材１１の中間部位は、後方の梁材４ａ上に立設したリフトシリンダー１２のロッド１２ａの先端を枢着している。
そして、上記スプロケット７、７ａ、チェーン８、８ａ及びリフトシリンダー１２等を支持杆９の上下移動手段と成し、リフトシリンダー１２のロッド１２ａが伸縮することにより、支持杆９を上下動自在と成している。
又、支持杆９の上端に連結したチェーン８、８ａの連結端部側は、チェーン８、８ａを直線状に保持する様に、チェーン８、８ａの弛緩側の両面（沈砂槽１の左右側に相当）を一対の短尺な帯板１３、１３ａで挟持し、チェーン８、８ａの弛緩側の一方へ斜めに付勢する様に、一方の帯板１３と支持杆９との間に（引張）バネ１４を介装し、又支持杆９上において、バネ１４の近傍にチェーン８、８ａの変位を検知する近接センサー１５を設けている。
【０００８】
支持杆９上において、各支柱５、５ａより前方には、前後に長い方形枠体１６を固定し、該方形枠体１６の上下水平部を軌道１７、１７ａと成すと共に、方形枠体１６前後端の直立部を車止め１８、１８ａと成して方形枠体１６内に走行輪１９、１９ａを前後に移動自在に装着し、支持杆９の上下移動等により生ずる振動によって方形枠体１６から走行輪１９、１９ａが外れることなく、前後動できる様に成している。
走行輪１９、１９ａの車軸端部には、縦長板状のブラケット２０、２０ａを垂下し、該ブラケット２０、２０ａの下端に、沈砂を前方へ押し出すレーキ２１、２１ａ…を下部に配置したフレーム２２を垂下している。
【０００９】
フレーム２２は、前後のブラケット２０、２０ａに架設した横杆２２ａを上端として角材２２ｂ、２２ｃ…を略三角山状組み付けて成り、又レーキ２１、２１ａ…は沈砂槽１底部の湾曲形状に略対応した円弧状に形成して成り、フレーム２２下部の前後方向に所定間隔を置いて複数のレーキ２１、２１ａ…を前方降下状に配置している。
尚、フレーム２２上端の横杆２２ａは、その前方が前方支柱５の間隙１０に挿通し、支持杆９の最下限位置で、梁材４、４ａより若干上方と成す様に設定している。
そして、支持杆９の後端にリーチシリンダー２３を取付けると共に、そのロッド２３ａの先端をフレーム２２の横杆２２ａの後端に取付け、軌道１７、１７ａ、走行輪１９、１９ａ及びリーチシリンダー２３等をフレーム２２の前方移動手段と成し、リーチシリンダー２３のロッド２３ａが伸縮することにより、フレーム２２（レーキ２１、２１ａ…）を前後動自在と成している。
又、リーチシリンダー２３のロッド２３ａの収縮状態において、前方支柱５の前方及び後方支柱５ａの後方の夫々に対応した支持杆９の側面前後には、支柱５、５ａの夫々に当接するストッパー２４、２４ａを設けている。
【００１０】
リフトシリンダー１２とリーチシリンダー２３は、油圧シリンダーであり、一連の油圧回路を構成した油圧ユニットに組み込まれ、該油圧ユニットの制御装置（図示せず）と、該制御装置に接続した上記近接センサー１５とから成る制御手段によって制御されている。
そして、制御装置によって作動するリフトシリンダー１２とリーチシリンダー２３により、レーキ２１、２１ａ…を所定のストロークを以て前進、上昇、後退、下降の順のサイクルで循環動作、即ち、レーキ２１、２１ａ…が、沈砂槽１内底上の沈砂を前方へ押し出して元の位置へ復帰する動作を繰り返し行う様に成している。
通常、レーキ２１、２１ａ…は同じ場所（以下、通常動作位置と称する。）、即ち、図１に示す様に、リフトシリンダー１２のロッド１２ａが最伸長したレーキ２１、２１ａ…の最下限位置にして、且つ、リーチシリンダー２３のロッド２３ａの収縮したレーキ２１、２１ａ…の初期位置から、リーチシリンダー２３による軌道１７、１７ａの長さに略対応した進退と、リフトシリンダー１２のロッド１２ａの最収縮まで至らない設定された高さ位置に対する昇降とが、上記サイクルで以て繰り返し行われる。
又、制御手段は、レーキ２１、２１ａ…の前方移動が沈砂槽１内底に堆積した沈砂により抑制された時に、上下移動手段及び前後移動手段を以下の手順で動作する様にリフトシリンダー１２及びリーチシリンダー２３を制御している。
即ち、リーチシリンダー２３によるレーキ２１、２１ａ…の前方移動が沈砂槽１内底に堆積した沈砂により抑制された場合、リーチシリンダー２３に供給される圧力油の一部をリフトシリンダー１２へ供給し、リフトシリンダー１２にて上記抑制が解除可能な上方（リーチシリンダー２３がフレーム２２（レーキ２１、２１ａ…）を前方移動させられる沈砂の上層）位置まで支持杆９を上動させる。
上記抑制が解除されることで、途中まで前方移動していたレーキ２１、２１ａ…は、上層の沈砂を前方へ押し出し、続いてリーチシリンダー２３及びリフトシリンダー１２により、通常と同様な循環動作を行うことになる。
そして、レーキ２１、２１ａ…のリフトシリンダー１２による下動中、未だ前方へ送出されずに堆積している沈砂上（レーキ２１、２１ａ…の最下限位置より上に相当）にレーキ２１、２１ａ…が接触してもなおリフトシリンダー１２はチェーン８、８ａを下方へ繰り出す様に動作するため、スプロケット７、７ａ間に遊架されたチェーン８、８ａは、弛緩しようとするが、バネ１４の付勢力により、弛緩することなく近接センサー１５側へ緊張した状態で変位する（図６参照）。
近接センサー１５は、かかるチェーン８、８ａの変位状態を検知し、これが電気信号として制御装置へ入力されると、制御装置は、リフトシリンダー１２による支持杆９の下方移動を、リーチシリンダー２３によるフレーム２２の前方移動へ切り換え操作する。
これにより、レーキ２１、２１ａ…は、沈砂の上層を前方へ押し出す。
この様に、制御手段によって制御されたリフトシリンダー１２及びリーチシリンダー２３によるレーキ２１、２１ａ…の上記動作が繰り返されることにより、やがてレーキ２１、２１ａ…は、通常動作位置で上記サイクルで以て循環動作する。
【００１１】
次に、沈砂送出装置の作用について説明する。
先ず、沈砂槽１に供給された泥漿は、比重の大きい砂が排出槽３及び沈砂槽１内に沈降し、沈砂が堆積し始めた段階で、制御装置により、リフトシリンダー１２及びリーチシリンダー２３を動作させ、レーキ２１、２１ａ…は通常動作位置で前進、上昇、後退、下降を繰り返し、沈砂を前方の排出槽３へ送出する。
排出槽３で沈降した沈砂及びレーキ２１、２１ａ…で送られた沈砂は、回転するバケットエーベター２のバケット２ａで掬い上げられて水洗いされ、排出コンベヤ上に投下され、外部へ排出される。
又、沈砂が多量に堆積し、レーキ２１、２１ａ…が前方へ沈砂を押し出せない等、レーキ２１、２１ａ…の前方移動が沈砂によって抑制された場合、上述した様に、レーキ２１、２１ａ…は、その抑制が解除される上方位置へリフトシリンダー１２によって上昇し、かかる位置で、レーキ２１、２１ａ…は、リーチシリンダー２３により沈砂の上層を前方へ押し出す様に前進し、その後、リフトシリンダー１２による下動中において、レーキ２１、２１ａ…が沈砂に接触した時に、チェーン８、８ａがバネ１４により弛緩側へ変位すると、この変位を近接センサー１５が検知して電気信号として制御装置に入力し、制御装置はリフトシリンダー１２によるレーキ２１、２１ａ…の下方動作からリーチシリンダー２３によるレーキ２１、２１ａの前方移動へ切り換え操作し、これにより沈砂の上層はレーキ２１、２１ａにより前方へ押し出される。
この様な動作は、レーキ２１、２１ａ…の下降時に、チェーン８、８ａが変位しなくなるまで、即ち、沈砂の堆積量が減ってレーキ２１、２１ａ…が最下限位置へ降下できるまで、繰り返し行われる。
尚、レーキ２１、２１ａ…が上記の様に沈砂上に位置した時に、沈砂の前後で大きく起伏差を生じていても、チェーン８、８ａはスプロケット７、７ａにより上下が規制されているため、レーキ２１、２１ａ…（支持杆９）は常に水平状態を保持しており、前後方向で傾斜する様なことはない。
又、チェーン８、８ａの変位時においては、バネ１４はその付勢力により、チェーン８、８ａを緊張させるため、スプロケット７、７ａにチェーン８、８ａが遊架されていてもチェーン８、８ａはスプロケット７、７ａより外れない。
【００１２】
【発明の効果】
要するに本発明は、前方に排出槽３を連設した沈砂槽１の前後方向に長い支持杆９を沈砂槽１上方より上下動自在に吊り下げ、支持杆９には、沈砂を前方へ押し出すレーキ２１、２１ａ…を下部に配置したフレーム２２を前後動自在に垂下し、支持杆９の上下移動手段とフレーム２２の前後移動手段とを制御する手段を設けたので、該制御手段により動作する上下移動手段と前後移動手段によって、レーキ２１、２１ａ…は前進、上昇、後退、下降の順のサイクルで循環動作し、前進時に沈砂槽１の内底の沈砂を前方の排出槽３へ送出できる。
又、制御手段は、前後移動手段によるレーキ２１、２１ａ…の前方移動が沈砂槽１内底に堆積した沈砂により抑制された時に、抑制解除可能な上方位置へ上下移動手段にて支持杆９を上動させ、その後の支持杆９の下動中にレーキ２１、２１ａ…が沈砂上に接触した時に、前後移動手段によるフレーム２２の前方移動へ切り換える様に設定したので、沈砂の堆積量の増大によってレーキ２１、２１ａ…が沈砂を前方へ押し出せない場合には、レーキ２１、２１ａ…が動作可能な位置まで自動的に上昇し、その後、沈砂の堆積量に応じ、その上層を徐々に前方へ押し出しながら堆積量を減らし、通常動作位置へ自動的に移行できる。
よって、本発明によれば、沈砂の堆積量に応じてレーキ２１、２１ａ…の動作を制御でき、従来の様に、多量の沈砂でレーキが埋もれてかかる状態を回避できずにその駆動系が故障することもなく、レーキの再起動のための沈砂の取り出し作業を不要と成すことができる。
【００１３】
支持杆９は、その前方部及び後方部が、上下一対のスプロケット７、７ａに遊架したチェーン８、８ａに介装連結されることにより、沈砂槽１の上方に吊り下げたので、レーキ２１、２１ａ…が沈砂上に位置した時に、沈砂の前後が大きく起伏差を生じていても、チェーン８、８ａはスプロケット７、７ａにより上下が規制されているため、レーキ２１、２１ａ…は前後方向で傾斜することなく、常に水平状態を維持でき、レーキ２１、２１ａ…は正常に沈砂を前方へ押し出すことができる。
又、チェーン８、８ａにおいて、支持杆９との連結端部側には、チェーン８、８ａの弛緩側の一方に付勢したバネ１４を設け、該バネ１４の近傍にチェーン８、８ａの変位を検知するセンサー１５を設けて制御装置に接続し、センサー１５が上下移動手段による支持杆９の下動中にチェーン８、８ａの変位状態を検知した時に、制御装置によって上下移動手段による支持杆９の下方動作から前方移動手段によるフレーム２２の前方動作へ切り換える様に設定したので、レーキ２１、２１ａ…の前進が沈砂の増大により抑制され、上下移動手段により、その抑制解除位置へ上昇した後、レーキ２１、２１ａ…の下降中において、沈砂上にレーキ２１、２１ａ…が接触したことを、バネ１４によりチェーン８、８ａが弛緩側へ変位してこれをセンサー１５が検知することで対応させることができ、かかる変位を電気信号として入力された制御装置がレーキ２１、２１ａ…を下方移動から前方移動へ切り換えることにより、堆積量に応じたレーキ２１、２１ａ…による沈砂の前方送出を自動的に行わせることができる等その実用的効果甚だ大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】沈砂送出装置を示す側面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図１のＡーＡ断面図である。
【図４】図３の要部拡大図である。
【図５】図１のＢーＢ拡大断面図である。
【図６】（ａ）　は支持杆が最下限に位置した時のチェーンの張り状態を示す図であり、（ｂ）　はチェーンが変位した時の状態を示す図である。
【符号の説明】
１　　　　　沈砂槽
３　　　　　排出槽
７、７ａ　　　スプロケット
８、８ａ　　　チェーン
９　　　　　支持杆
１４　　　　　バネ
１５　　　　　センサー
２１、２１ａ…　レーキ
２２　　　　　フレーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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