(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性流体圧送用の２本の主油圧シリンダに片傾転油ポンプから吐出された圧油を交互に供給して、いずれか一方の主油圧シリンダの主油圧ピストンが前進側ストロークエンドに達すると、吸入吐出弁を切り換えるようにすると共に主油圧ピストンの前進後退を逆方向に切り換えるようにしてある往復動型粘性流体ポンプの運転制御装置において、主油圧シリンダの前進側ストロークエンド位置よりも所要量手前の位置に近接センサを設置し、且つ主油圧ピストンが前進したときに作動する上記近接センサの作動信号に基づいて当該主油圧ピストンが近接センサの位置から前進側ストロークエンドに達するまでの間運転速度としての主油圧ピストンの１ストローク分の動作時間に基づいて設定された補正時間だけ片傾転油ポンプの傾転角を小さくして主油圧ピストンの前進速度を減速させるように補正する指令と主油圧ピストンを前進側ストロークエンドから所要量後退させるまでの間片傾転油ポンプの傾転角を大きくして元に戻すようにする指令とを発するようにした制御器を有する構成としたことを特徴とする往復動型粘性流体ポンプの運転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンクリートや汚泥脱水ケーキの如き粘性流体を吸入吐出させるようにする往復動型粘性流体ポンプの運転制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
往復動型としたダブルピストン式の粘性流体ポンプにおいて、２本の流体圧送用の主油圧シリンダのいずれか一方の主油圧ピストンが前進してストロークエンドに達すると、近接センサが作動して吸入吐出弁（揺動弁、滑り弁等）を切り換えるようにすると共に、主油圧シリンダの主油圧ピストンを逆方向に切り換えるようにすることは公知である。
【０００３】
一例として吸入吐出弁を揺動弁型式としたコンクリートポンプについて示すと、図４に示す如く、ホッパ１の前側壁１ａの下部に２つの吸入吐出口２ａ，２ｂを左右に並べて設け、ホッパ１の前側には、上記２つの吸入吐出口２ａ，２ｂに各々連通する左右２本のコンクリートシリンダ３ａと３ｂを平行に設置し、該各コンクリートシリンダ３ａ，３ｂ内に収納したコンクリートピストン４ａ，４ｂを、上記コンクリートシリンダ３ａ，３ｂに洗浄室５を介して接続した左右２本の主油圧シリンダ６ａ，６ｂ内の主油圧ピストン７ａ，７ｂに各１本のロッド８ａ，８ｂを介して一体的に連結し、主油圧シリンダ６ａ，６ｂの主油圧ピストン７ａ，７ｂを交互に前進後退させることによってコンクリートピストン４ａ，４ｂを交互に前進後退させるようにしてある。
【０００４】
又、上記ホッパ１内には、Ｓ字状に屈曲させた揺動管９を収納位置させ、該揺動管９の前端にはバルブリング１０を取り付けて、バルブリング１０がホッパ１の前側壁１ａの内面に取り付けられたバルブプレート１１に沿い摺動して上記２つの吸入吐出口２ａ，２ｂに交互に一致できるようにすると共に、上記揺動管９の後端部をホッパ１の後側壁１ｂに連設した吐出フランジ１２を介してコンクリート輸送管１３に接続させ、且つ上記揺動管９の後端部の揺動軸心に合わせて該揺動管９の途中に固定した揺動軸１４をホッパ１の外部に設置した図示しない左右２本の揺動シリンダに操作レバーを介して連結し、操作レバーを左右に傾動させることにより揺動管９を揺動軸１４を中心に左右方向に揺動できるようにしてある。
【０００５】
更に、上記主油圧シリンダ６ａ，６ｂは、ロッド側圧力室同士を密封ライン１５で接続すると共に、ヘッド側圧力室に、アクチュエータ１６の作動で傾転角を変更できるようにした片傾転油ポンプ１７、タンク１８に接続された圧油給排ライン１９を接続し、該圧油給排ライン１９の途中に、電磁四方弁２０の作動によって切り換えられるようにした主切換弁２１を設け、主油圧シリンダ６ａ，６ｂの各前進側ストロークエンドに設けた近接センサＬＳ．１又はＬＳ．２からの信号で電磁四方弁２０のソレノイドＳＯＬ．１又はＳＯＬ．２を励磁して該電磁四方弁２０をポートａ側又はｂ側に切り換えることにより、主切換弁２１をポートａ側又はｂ側に切り換えて主油圧ピストン７ａ，７ｂを交互に前進後退させるようにしてあり、又、この動作と所要のタイミングで吸入吐出弁としての上記揺動管９が切り換えられるようにしてある。２２は安全弁を示す。
【０００６】
上記従来の揺動弁型式としたコンクリートポンプの吸入吐出弁を作動させてホッパ１内のコンクリートを吸入吐出させるときは、ホッパ１内で揺動管９を揺動させて行い、揺動管９の前端がいずれか一方の吸入吐出口２ａ又は２ｂに連通させられると、該揺動管９が連通させられた吸入吐出口２ａ又は２ｂ側のコンクリートシリンダ３ａ又は３ｂのコンクリートピストン４ａ又は４ｂを前進させて、これまでコンクリートシリンダ３ａ又は３ｂ内に吸入したコンクリートを揺動管９内を通して吐出させると同時に、別のコンクリートシリンダ３ｂ又は３ａではコンクリートピストン４ｂ又は４ａを後退させてホッパ１内のコンクリートを他方の吸入吐出口２ｂ又は２ａを通して吸入させるようにし、次に、揺動管９をこれまで吸入側であった吸入吐出口２ｂ又は２ａに切り換えて当該吸入吐出口２ｂ又は２ａ側のコンクリートシリンダ３ｂ又は３ａのピストン４ｂ又は４ａを前進させると同時にこれまで吐出側であった吸入吐出口２ａ又は２ｂ側のコンクリートシリンダ３ａ又は３ｂにコンクリートを吸入させるようにし、かかる動作を繰り返してコンクリートの吸入吐出の切り換えを行うようにしてある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記コンクリートポンプの場合、定常運転時は、片傾転油ポンプ１７の圧油吐出量に基づく一定速度で主油圧シリンダ６ａ，６ｂの主油圧ピストン７ａ，７ｂが動作し、主切換弁２１の作動により主油圧ピストン７ａ，７ｂの前進、後退が瞬時に切り換えられるようにしてあるため、この切り換え時に、大気開放されたコンクリートの吐出圧力が再度急激に昇圧されることに伴い、大きな圧力変動を起すことから、脈動が発生することになる。この脈動は、配管振動やブーム振動の原因となり、大きな問題となっている。
【０００８】
因に、油ポンプとして両傾転油ポンプを用いた方式の場合、傾転を逆方向に切り換えるときに油量変化が起ることから、主油圧ピストンの前進、後退の切り換え時にブレーキが掛かり、この作用が脈動を低減させる効果があるとされているが、回路構成が複雑となり、コスト高となってしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、ポンプ運転時に発生する大きな圧力変動を緩和して脈動を効果的に低減させることができるようにしようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、粘性流体圧送用の２本の主油圧シリンダに片傾転油ポンプから吐出された圧油を交互に供給して、いずれか一方の主油圧シリンダの主油圧ピストンが前進側ストロークエンドに達すると、吸入吐出弁を切り換えるようにすると共に主油圧ピストンの前進後退を逆方向に切り換えるようにしてある往復動型粘性流体ポンプの運転制御装置において、主油圧シリンダの前進側ストロークエンド位置よりも所要量手前の位置に近接センサを設置し、且つ主油圧ピストンが前進したときに作動する上記近接センサの作動信号に基づいて当該主油圧ピストンが近接センサの位置から前進側ストロークエンドに達するまでの間運転速度としての主油圧ピストンの１ストローク分の動作時間に基づいて設定された補正時間だけ片傾転油ポンプの傾転角を小さくして主油圧ピストンの前進速度を減速させるように補正する指令と主油圧ピストンを前進側ストロークエンドから所要量後退させるまでの間片傾転油ポンプの傾転角を大きくして元に戻すようにする指令とを発するようにした制御器を有する構成としたことを特徴とする往復動型粘性流体ポンプの運転制御装置とする。
【００１１】
主油圧シリンダの主油圧ピストンが前進側ストロークエンドに達して切り換えられる前後に、主油圧ピストンが減速、増速されるため、圧力変動が緩和され、圧送される粘性流体に対する衝撃を減少することができて脈動を低減することができる。
【００１２】
又、複雑な回路構成とすることなく、脈動を低減できて、配管振動等を抑えることができる。
【００１３】
この際、片傾転油ポンプの傾転角を小さくして主油圧ピストンの前進速度を減速させるための補正時間を、運転速度としての主油圧ピストンの１ストローク分の動作時間に応じて選定するようにした構成としてあるので、そのときのポンプの運転速度に適した制御を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施の一形態を示すもので、図４に示したコンクリートポンプと同様な構成において、主油圧シリンダ６ａ，６ｂ前進側ストロークエンド位置ｘよりも所要量手前の位置ｙに近接センサＬＳ．３，ＬＳ．４を設置し、且つ該近接センサＬＳ．３，ＬＳ．４の作動信号に基づき吸入吐出弁や主油圧シリンダ６ａ，６ｂの切換指令及び片傾転油ポンプ１７の制御指令を出力するようにした制御器２３を備える。
【００１６】
上記制御器２３について詳述すると、該制御器２３には、近接センサＬＳ．３又はＬＳ．４が作動信号を発すると、運転速度としての主油圧ピストン７ａ又は７ｂの１ストローク分の動作時間Ｔに基づいて設定された補正時間ｔだけ片傾転油ポンプ１７の傾転角を徐々に小さくして主油圧ピストン７ａ又は７ｂの前進速度を減速させるようにすると共に、上記補正時間ｔ経過後に主油圧ピストン７ａ又は７ｂを前進側ストロークエンド位置ｘから所要量後退させる間だけ片傾転油ポンプ１７の傾転角を徐々に大きくして主油圧ピストン７ａ又は７ｂの後退速度を増速し元の運転速度に戻すような制御指令Ｓを片傾転油ポンプ１７のアクチュエータ１６に与える機能を具備させてある。又、吸入吐出弁としての揺動管９への切換指令Ｓ１と、主油圧ピストン７ａ，７ｂを逆方へ切り換えるための切換指令Ｓ２（電磁四方弁２０のソレノイドＳＯＬ．１又はＳＯＬ．２を励磁する信号）は、上記補正時間ｔが経過した後に所要のタイミングで出力されるようにしてある。
【００１７】
上記構成としてあるコンクリートポンプの運転は、図２に示すフローチャート並びに図３に示すタイムチャートに基づいて行われる。コンクリートポンプは、通常、その現場の状況に応じた運転速度、すなわち、左右の主油圧シリンダ６ａ，６ｂの主油圧ピストン７ａ，７ｂの１ストローク分の動作時間Ｔが設定される。
【００１８】
今、左側の主油圧シリンダ６ａの主油圧ピストン７ａが後退し、右側の主油圧シリンダ６ｂの主油圧ピストン７ｂが前進している場合において、図１に示す如く、右側の主油圧ピストン７ｂが前進側ストロークエンド位置ｘよりも手前に設定された位置ｙに到着すると、右側の近接センサＬＳ．４が作動させられることによりその信号が制御器２３に送られる。制御器２３では、この近接センサＬＳ．４の作動信号に基づいて、先ず、左側の主油圧ピストン７ａの前進による左側の近接センサＬＳ．３が前回作動したときから、今回右側の近接センサＬＳ．４が作動したときまでの主油圧ピストン７ｂの動作時間Ｔを算出し、この算出した時間Ｔに応じた補正時間ｔの間だけ、片傾転油ポンプ１７の傾転角を小さくするようにアクチュエータ１６に制御指令Ｓを出力する。これにより、片傾転油ポンプ１７の圧油吐出量が徐々に減少させられることで、主油圧ピストン７ｂの前進速度が減少させられる。
【００１９】
次に、上記補正時間ｔが経過すると、吸入吐出としての揺動管９の切換指令Ｓ１と左右の主油圧ピストン７ａ，７ｂを逆方向へ切り換えるための切換指令Ｓ２とを所要のタイミングで出力する。しかる後、片傾転油ポンプ１７の傾転角を大きくするようにアクチュエータ１６に制御指令Ｓを出力する。これにより、片傾転油ポンプ１７の圧油吐出量が徐々に増大させられることで、右側の主油圧ピストン７ｂの後退速度、すなわち、左側の主油圧ピストン７ａの前進速度が設定速度まで増速させられる。このようにして、左右の主油圧シリンダ６ａ，６ｂの主油圧ピストン７ａ，７ｂの前進後退が切り換えられた後も、図３のタイムチャートに示す如く、同様に制御される。
【００２０】
上記において、補正時間ｔの間だけ片傾転油ポンプ１７の圧油吐出量を減少させる領域では、図３に示す如く、設定吐出量から最小吐出量まで漸減させる領域Ａ１と最小吐出量を維持する領域Ａ２を作るようにしておく。したがって、領域Ａ１の間は主油圧ピストン７ａ，７ｂの前進速度が徐々に減速されて最低速度となり、領域Ａ２の間は主油圧ピストン７ａ，７ｂの前進速度が最低速度で維持することになる。なお、この圧油吐出量を漸減させる領域Ａ１と、補正時間ｔ経過後に圧油吐出量を漸増させる領域Ａ３の傾き角、つまり、主油圧ピストンの増速度、減速度はアンプにより任意に設定することができる。又、上記近接センサＬＳ．３，ＬＳ．４の作動信号を基に算出する主油圧ピストン７ａ，７ｂの動作時間Ｔと、算出された動作時間Ｔに応じて選定される補正時間ｔとの関係は、たとえば、表１に示す如くであり、種々の運転速度に応じて求めておいた最適値である。
【００２１】
【表１】
0004129761.tif 000002
【００２２】
このように、本発明においては、主油圧シリンダ６ａ，６ｂのストロークエンド位置ｘよりも手前の位置ｙに設けておいた近接センサＬＳ．３，ＬＳ．４の作動信号を基に、片傾転油ポンプ１７の圧油吐出量を減少、増大させて、主油圧シリンダ６ａ，６ｂの主油圧ピストン７ａ，７ｂの切り換え前後における作動速度を減速、増速させるように制御するので、主油圧ピストン７ａと７ｂの前進後退の切り換え時に発生する大きな圧力変動を緩和することができる。又、上述したように、片傾転油ポンプ１７の圧油吐出量の制御は、設定された運転速度に適した時間で行われるようにしてあるので、あらゆる運転状況においても、主油圧ピストン７ａ，７ｂの切り換え時の大きな圧力変動を緩和することができる。したがって、圧送されるコンクリートに対する衝撃を減少することができて、脈動を効果的に低減することができ、配管振動やブーム振動を減少させることができると共に、各付帯構造物に加わる負荷をも低減することができる。
【００２３】
なお、上記実施の形態では、吸入吐出弁の切換指令Ｓ１と主油圧シリンダ６ａ，６ｂの切換指令Ｓ２を、位置ｙの近接センサＬＳ．３，ＬＳ．４の作動信号を基準に、補正時間ｔ経過後に発するようにした場合を示したが、ストロークエンド位置ｘに別途近接センサを設けておいて、この近接センサの作動信号を基に発するようにしてもよいこと、又、コンクリートポンプについて説明したが、コンクリート以外の粘性流体等の圧送に用いられるようにしたものにも適用できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明によれば、粘性流体圧送用の２本の主油圧シリンダに片傾転油ポンプから吐出された圧油を交互に供給して、いずれか一方の主油圧シリンダの主油圧ピストンが前進側ストロークエンドに達すると、吸入吐出弁を切り換えるようにすると共に主油圧ピストンの前進後退を逆方向に切り換えるようにしてある往復動型粘性流体ポンプの運転制御装置において、主油圧シリンダの前進側ストロークエンド位置よりも所要量手前の位置に近接センサを設置し、且つ主油圧ピストンが前進したときに作動する上記近接センサの作動信号に基づいて当該主油圧ピストンが近接センサの位置から前進側ストロークエンドに達するまでの間運転速度としての主油圧ピストンの１ストローク分の動作時間に基づいて設定された補正時間だけ片傾転油ポンプの傾転角を小さくして主油圧ピストンの前進速度を減速させるように補正する指令と主油圧ピストンを前進側ストロークエンドから所要量後退させるまでの間片傾転油ポンプの傾転角を大きくして元に戻すようにする指令とを発するようにした制御器を有する構成としたことを特徴とする往復動型粘性流体ポンプの運転制御装置としてあるので、次の如き優れた効果を発揮する。
【００２５】
(1) 主油圧ピストンが前進側ストロークエンドに達して切り換えられる前後に主油圧ピストンが減速、増速されることで圧力変動を緩和することができ、圧力変動に伴い発生する脈動を効果的に低減することができ、これにより、配管振動やブーム振動を減少させることができる。
【００２６】
(2) 両傾転油ポンプを用いる場合の如き複雑な回路構成とすることなく、脈動を効果的に低減することができる。
【００２７】
(3) 片傾転油ポンプの傾転角を小さくして主油圧ピストンの前進速度を減速させるための補正時間を、運転速度としての主油圧ピストンの１ストローク分の動作時間に応じて選定するようにした構成としてあるので、あらゆる運転速度においても、主油圧ピストンの切り換え時における速度を最適に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の往復動型粘性流体ポンプの運転制御装置の実施の一形態を示すもので、コンクリートポンプへの採用例を示す概略図である。
【図２】本発明で採用するポンプ運転フローチャートである。
【図３】本発明で採用するポンプ運転タイムチャートである。
【図４】往復動型粘性流体ポンプの一例を示すコンクリートポンプの概略図である。
【符号の説明】
６ａ，６ｂ  主油圧シリンダ
７ａ，７ｂ  主油圧ピストン
９  揺動管（吸入吐出弁）
１７  片傾転油ポンプ
２３  制御器
ＬＳ．３，ＬＳ．４  近接センサ
ｘ  前進側ストロークエンド位置
ｙ  手前の位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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