(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉バルブの一端には、生コン、掘削土などのビンガム流体を取り込むシリンダ部分が接続され、また他端には、開閉バルブの開閉動作に応じて取り込まれたビンガム流体を移送するシリンダ部分が接続されるようにした可動シリンダと、一端側では、移送側のシリンダ部分と嵌合することにより移送側の前記シリンダ部分の進退を可能にし、また他端側では、開閉バルブに接続されるようにしたシリンダ部分が備えられている固定シリンダとからなり、前記固定側の開閉バルブは、可動側の開閉バルブの開閉周期に適合するように開閉して、移送されてきたビンガム流体を吐出するようにし、前記可動シリンダは、その下に位置するベースフレームの内部に配置された輸送用の油圧シリンダによって前記ベースフレーム上で移動可能になっていることを特徴とする圧送ポンプ装置。
【請求項２】
前記可動シリンダ及び固定シリンダは、ベ−スフレ−ム上に配置され、可動シリンダのシリンダ部分は、自由端側ではパイプシ−ルハウジングによって支持され、他端側では、少なくとも末端部分が第２のパイプシ−ルハウジングを越えて固定シリンダのシリンダ部分と嵌合しており、また前記固定シリンダのシリンダ部分は、一端側が第２のパイプシ−ルハウジングによって支持され、他端側が開閉バルブを備えた第２のケ−シングによって接続されている請求項１記載の圧送ポンプ装置。
【請求項３】
前記可動シリンダは、輸送用の油圧シリンダによって進退可能になっており、可動シリンダ及び固定シリンダの開閉バルブは、ケ−シング又は第２のケ−シング内にあるロ−タリバルブが適用されている請求項１又は請求項２記載の圧送ポンプ装置。
【請求項４】
前記ロ−タリバルブを構成するロ−タは、横穴を穿設した中央胴部が前記ケ−シング又は第２のケ−シングに穿設された圧送方向に対する垂直方向の受入れ穴内で取り付けられ、バルブ切替えシリンダの作動によって回動するようになっており、開通時では、前記横穴がケ−シング及び第２のケ−シングの両端側にある圧送方向の接続穴と連通し、閉鎖時では、９０°回転して接続穴を塞ぐようになっている請求項３記載の圧送ポンプ装置。
【請求項５】
前記可動シリンダのシリンダ部分の自由端は、その先端部分が鋭角θを構成するように斜截され、しかも表面硬化処理されている請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の圧送ポンプ装置。
【請求項６】
前記可動シリンダの自由端側には、ビンガム流体が供給されるホッパが配置され、この自由端がホッパ内に進入、後退するように構成した請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の圧送ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧送ポンプ装置に関し、特に、ミキサ−車からの生コン、シ−ルド掘削機から排出される掘削土、川底などの堆積土砂など粘性のあるビンガム流体が円滑に圧送できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置としては、例えばホッパ吸入口から投入された生コンが並列形式のシリンダ及びピストンによって貯留空間内に導かれ、次いで切替えバルブの関連作動により輸送管に圧送されるようにしたコンクリ−トポンプが知られている。
【０００３】
また、シ−ルド掘削機などでは、流動性の高い掘削土砂がスクリュ−コンベアで搬送されてくるため、添加材注入などによる土砂改良を行なって搬出することが行なわれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、並列形式のシリンダ及びピストンを備えた装置は、全幅が大きくなり、しかも切替えバルブによる圧送のため抵抗が大きくなることから、振動及び騒音を誘発して、市街地工事において大きな問題になっていた。
【０００５】
また、この装置をシ−ルド掘削機に適用して掘削土の搬送を行なう場合は、これらの振動及び騒音が輸送管等に伝搬して共振し、トンネル内部及び立杭を経て振動、騒音公害を引き起こすという欠点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の点に鑑みなされたもので、請求項１に係る発明では、開閉バルブの一端には、生コン、掘削土などのビンガム流体を取り込むシリンダ部分が接続され、他端には、開閉バルブの開閉動作に応じて取り込まれたビンガム流体を移送するシリンダ部分が接続されるようにした可動シリンダと、一端側では、移送側のシリンダ部分と嵌合することにより、移送側のシリンダ部分の進退を可能にし、また他端側では、開閉バルブに接続されるようにしたシリンダ部分が備えられている固定シリンダとから構成され、前記固定側の開閉バルブが、可動側の開閉バルブの開閉周期に適合するように開閉して、移送されてきたビンガム流体を吐出するようにし、前記可動シリンダは、その下に位置するベースフレームの内部に配置された輸送用の油圧シリンダによって前記ベースフレーム上で移動可能になっているものである。したがって、可動シリンダ内に取り込まれたビンがム流体は、可動シリンダ及び固定シリンダ側の開閉バルブの関連動作によって固定シリンダ側から円滑に吐出される。
【０００７】
また、請求項２に係る発明では、より具体化されたものであって、前記可動シリンダ及び固定シリンダは、ベ−スフレ−ム上に配置され、可動シリンダのシリンダ部分は、自由端側ではパイプシ−ルハウジングによって支持され、他端側では少なくとも末端部分が第２のパイプシ−ルハウジングを越えて固定シリンダのシリンダ部分と嵌合しており、また前記固定シリンダのシリンダ部分は、一端側が第２のパイプシ−ルハウジングによって支持され、他端側が開閉バルブを備えた第２のケ−シングによって支持されているものである。したがって、直列状態の構成を採用できることから、装置全幅を小さくすることができ、狭い場所においても設置可能になる。
【０００８】
さらに、請求項３に係る発明では、前記可動シリンダは、輸送用の油圧シリンダによって進退可能になっており、可動シリンダ及び固定シリンダの開閉バルブは、ケ−シング又は第２のケ−シング内にあるロ−タリバルブが適用されているものである。したがって、大きな振動がなく、騒音公害も発生しない。
【０００９】
請求項４に係る発明では、前記ロ−タリバルブを構成するロ−タは、前記ケ−シング又は第２のケ−シングに穿設された圧送方向に対して垂直方向の受入れ穴内で取り付けられ、しかもバルブ切替えシリンダの作動によって回動するようになっており、開通時では、前記横穴がケ−シング及び第２のケ−シングの両端側にある圧送方向の接続穴と連通し、閉鎖時では、９０°回転して接続穴を塞ぐようになっているものである。
【００１０】
なお、前記可動シリンダのシリンダ部分の自由端は、取り込み機能及び摩耗防止のため先端部分が鋭角θを構成するように斜截され、しかも表面硬化処理されていることが好ましい。また各種の取り込み機能からすれば、前記可動シリンダの自由端側では、ビンガム流体が供給されるホッパを配置したり、或いは可動シリンダの自由端側に配置されたパイプシ−ルハウジングにラッパ状の保護板を取付けることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る圧送ポンプ装置の一実施例について、図を参照しながら説明する。
【００１２】
図１乃至図４は、本発明に係る圧送ポンプ装置の概念を示したもので、ベ−スフレ−ム１上には、生コン、掘削土などの粘性のあるビンガム流体が供給されるホッパ２、ビンガム流体を取り込む可動シリンダ３及び取り込まれたビンガム流体を輸送管４に向けて吐出する固定シリンダ５が直列状態で配置されている。この場合、前記ホッパ２は、装置の全幅の大きさ配慮から上部を開放した直方体形状をなすとともに、その隣接部分には、パイプシ−ルハウジング６が設けられている。
【００１３】
前記可動シリンダ３は、シリンダ部分３ａ，３ｂ及びこれらの間にある開閉バルブ７からなり、シリンダ部分３ａの自由端が、ホッパ２内に進入（図１及び図２参照）することにより、ホッパ２内に供給されるビンガム流体が負圧の利用により取り込めるようになっている。この場合、シリンダ部分３ａの自由端は、摩耗防止のため表面硬化処理が施されることが好ましく、またその先端部分では、進入を容易にするため下方側又は上方側で鋭角θ（図示の場合では下方側の鋭角θ＝６０°）を構成するように斜截されている。
【００１４】
これに対し、可動シリンダ３のシリンダ部分３ｂは、固定シリンダ５のシリンダ５ａと嵌合することにより進退が可能になっている。これは、取り込んだビンガム流体をシリンダ５ａの内部空間内に移送するためである。なお、シリンダ部分３ｂは、第２のパイプシ−ルハウジング８を越えて固定シリンダ５のシリンダ部分５ａに嵌合する。図示の場合は、シリンダ部分３ｂは、シリンダ５ａの内周側に位置するが、外周側に位置してもよい。
【００１５】
さらに、前記可動シリンダ３は、ベ−スフレ−ム１の内部に配置された輸送用の例えば油圧シリンダ９によってベ−スフレ−ム１上で一定の距離間を移動可能になっている。この場合、移動を確実にするためベ−スフレ−ム１には、レ−ル１０を設けて、このレ−ル１０に対して可動シリンダ３を構成するケ−シング１１に設けられたサドル１２の凹部が嵌合するようになっている。
【００１６】
ところで、前記開閉バルブ７の開閉は、ビンガム流体の圧送行程に関連しているが、その開閉周期は例えば図示のようなバルブ切替えシリンダ１３の作動によって行われる。
【００１７】
そして、可動シリンダ３の開閉バルブ７は、図１及び図２の場合では閉の状態が示され、図４の場合では開の状態が示されている。これに対し、固定シリンダ５の開閉バルブ１４は、前記開閉バルブ７の開閉周期に適合して開閉し、図１及び図２の場合では開の状態になり、図４の場合では閉の状態になる。
【００１８】
また、前記開閉バルブ７，１４は、ケ−シング１１又は第２のケ−シング１５内にあるが、図示の場合ロ−タリバルブが適用されている。そして、可動シリンダ３に備えられた開閉バルブ６の詳細は、図５〜図７に例示されている。
【００１９】
すなわち、図５〜図７において、開閉バルブ７の主要部品は、ロ−タ１６及びケ−シング１１であり、前記ロ−タ１６は、横穴１７ａを穿設した中央胴部１７及びその両端の支持軸１８ａ，１８ｂからなっている。
【００２０】
そして、このロ−タ１６は、圧送方向を基準にすれば、中央胴部１７が前記シリンダ部分３ａ，３ｂを連結するケ−シング１１の略中央にある垂直方向の受入れ穴１９内に位置し、横穴２０ａを有するカラ−２０を介して配置されている。この場合、ロ−タ１６及びカラ−２０は、ベアリング２１ａ，２１ｂ、カラ−２２ａ，２２ｂ、ベアリング押え２３ａ，２３ｂなどによってケ−シング１１に取り付けられるようになっている。
【００２１】
また、前記ロ−タ１６は、その支持軸１８ａがレバ−２４を介してブラケット２５に取付けられた切替えシリンダ１３に連結され、バルブ切替えシリンダ１３の作動によって９０°の範囲で回転する。そして、開通時には、ケ−シング１１の両端側にある水平方向の接続穴１１ａ，１１ｂと連通し、閉鎖時には接続穴１１ａ，１１ｂを塞ぐことによりロ−タリバルブを構成する。
【００２２】
なお、第２のケ−シング１５は、その一端がシリンダ部分５ａに接続され、その他端が直接輸送管４に接続されているが、用途によっては他端側にシリンダ部分（図示せず）を介して輸送管４が接続されるようにしてもよい。
【００２３】
このようにして構成された本発明の圧送ポンプ装置は、図１及び図４を参照して説明すれば、次のような行程でビンガム流体の可動シリンダ３による取り込み及び固定シリンダ５による輸送管４への吐出が行われる。
【００２４】
最初に、可動シリンダ３の開閉バルブ６を開き、輸送用の油圧シリンダ９を作動させて、シリンダ部分３ａをホッパ２内へ進入させる。なお、この時点では、ビンガム流体が取り込まれるため、開閉バルブ７は開き、開閉バルブ１４は閉じている。
【００２５】
次いで、可動シリンダ３の進入終了時点で、可動シリンダ３の開閉バルブ７は閉じられ、固定シリンダ５の開閉バルブ１４は開かれる。図１は、この時点の状態として示されている。
【００２６】
さらに、輸送用の油圧シリンダ９の作動により、可動シリンダ３を後退させれば、固定シリンダ５側では、シリンダ部分５ｂから取り込んだビンガム流体が輸送管４側に吐出される。移動終端時点で固定シリンダ５側の開閉バルブ１４は閉じられ、可動シリンダ３の開閉バルブ７は開かれる。そして、図４はこの時点の状態として示されている。
【００２７】
図８及び図９は、本発明に係る圧送ポンプ装置の他の実施例を示したものであり、その違いは、ホッパ２が存在しないことにある。したがって、図８及び図９の詳細な説明は、図１乃至図４に対する同一部分には同一符号を付して省略する。  なお、この実施例では、前記可動シリンダ３は、シリンダ部分３ａの自由端がビンガム流体内に直接進入するものであり、河川、沼等の底部に堆積した土砂などの浚渫作業に好適する。
【００２８】
また、図１０は、作業環境を良好にするために、パイプシ−ルハウジング７側にラッパ状の保護板２６が取り付けられるようにしたものである。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように、可動シリンダ３及び固定シリンダ５を直列状態に配置し、またこれらに備えられた開閉バルブ７，１４は、可動シリンダ３の進退に伴なうビンガム流体の取り込み及び吐出に合わせて、その開閉周期を適合させているものである。
【００３０】
したがって、本発明は、可動シリンダ３のシリンダ部分３ａから取り込まれたビンガム流体が開閉バルブ７，１４の開閉動作によって固定シリンダ５側の輸送管４に円滑な状態で吐出されるという利点を有する。
【００３１】
また、本発明は、可動シリンダ３のシリンダ部分３ａ，３ｂから固定シリンダ５のシリンダ部分５ａに移送される構成であるため、移送によって生じる振動及び騒音が極めて少なく、固定シリンダ５側の吐出部分の抵抗も少なくできるという利点を有する。
【００３２】
さらに、本発明では、可動シリンダ３及び固定シリンダ５の直列配置から、装置の全体幅を小さくでき、これに伴なって作業空間の少ない施工場所にも採用できるという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明圧送ポンプ装置の一実施例を示す概念的な説明図で、可動シリンダのホッパ内への進入終了時点における正面図。
【図２】  同じく平面図。
【図３】  同じく底面図。
【図４】  可動シリンダのホッパ内からの後退時点における正面図。
【図５】  図１で適用された可動シリンダの開閉バルブの閉状態を示した一部を切欠した拡大正面図。
【図６】  同じく平面図。
【図７】  図１で適用された可動シリンダの開閉バルブの開状態を示した一部を切欠した拡大正面図。
【図８】  本発明圧送ポンプ装置の他の実施例を示す概念的な説明図で、可動シリンダのビンガム流体内への進入終了時点における正面図。
【図９】  可動シリンダの後退時点における正面図。
【図１０】本発明圧送ポンプ装置の別の実施例を示す概念的な説明図で、可動シリンダの後退時点における正面図。
【符号の説明】
１  ベ−スフレ−ム
２  ホッパ
３  可動シリンダ
３ａ，３ｂ  シリンダ部分
４  輸送管
５  固定シリンダ
５ａ  シリンダ部分
６  パイプシ−ルハウジングブ
７  開閉バルブ
８  第２のパイプシ−ルハウジング
９  油圧シリンダ
１０  レ−ル
１１  ケ−シング
１２  サドル
１３  バルブ切替えシリンダ
１４  開閉バルブ
１５  第２のケ−シング
１６  ロ−タ
１７  中央胴部
１７ａ  横穴
１８ａ，１８ｂ  支持軸
１９  受入れ穴
２０  カラ−
２０ａ  横穴
２１ａ，２１ｂ  ベアリング
２２ａ，２２ｂ  カラ−
２３ａ，２３ｂ  ベアリング押え
２４  レバ−
２５  ブラケット
２６  保護板
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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