(57)【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において、該沈砂槽の左右側壁の上端間に前後に所定間隔を置いて水平架設した梁材の夫々に支柱を立設し、該支柱の上端間に上方回転軸を架設すると共に、支柱の下部の夫々に前記上方回転軸に平行で短尺な下方回転軸を設け、上方及び下方回転軸において各支柱の上下端の近接位置には上下で一対のスプロケットを夫々軸着し、各上下一対のスプロケット毎に遊架したチェーンに、沈砂槽の前後方向に長い支持杆の前方部及び後方部を介装連結することにより、該支持杆を沈砂槽の上方に水平に吊り下げ、一方のチェーンの中途部位には、一方の梁材上に立設したリフトシリンダーのロッドの先端を取付けて、該ロッドの伸縮にて支持杆を上下動自在と成すと共に、各チェーンの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、該バネの近傍の支持杆上にチェーンの変位を検知する近接センサーを設け、前記支持杆には、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上下動が抑止された状態で前後方向のみに移動可能に垂下すると共に、該フレームの後端には、支持杆下部後端に配置したリーチシリンダーのロッドの先端を取付けて、該ロッドの伸縮にてフレームを前後動自在と成し、前記リフトシリンダーとリーチシリンダーは、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には前記近接センサーを接続し、前記制御装置は、リフトシリンダーとリーチシリンダーによりレーキを所定のストロークを以て前進、上昇、後退、下降の順で循環動作させ、リーチシリンダー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場合にリーチシリンダーに供給される圧力油の一部をリフトシリンダーへ供給し、リフトシリンダーにて上記抑制が解除可能な上方位置までレーキを上動させ、その後のリフトシリンダーによるレーキの下動中にレーキが沈砂上に接触した時に、チェーンがバネにより弛緩側へ変位すると、この変位を近接センサー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によるレーキの下方動作からリーチシリンダーによるレーキ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において、該沈砂槽の左右側壁の上端間に前後に所定間隔を置いて水平架設した梁材の夫々に支柱を立設し、該支柱の上端間に上方回転軸を架設すると共に、支柱の下部の夫々に前記上方回転軸に平行で短尺な下方回転軸を設け、上方及び下方回転軸において各支柱の上下端の近接位置には上下で一対のスプロケットを夫々軸着し、各上下一対のスプロケット毎に遊架したチェーンに、沈砂槽の前後方向に長い支持杆の前方部及び後方部を介装連結することにより、該支持杆を沈砂槽の上方に水平に吊り下げ、一方のチェーンの中途部位には、一方の梁材上に立設したリフトシリンダーのロッドの先端を取付けて、該ロッドの伸縮にて支持杆を上下動自在と成すと共に、各チェーンの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、該バネの近傍の支持杆上にチェーンの変位を検知する近接センサーを設け、前記支持杆には、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上下動が抑止された状態で前後方向のみに移動可能に垂下すると共に、該フレームの後端には、支持杆下部後端に配置したリーチシリンダーのロッドの先端を取付けて、該ロッドの伸縮にてフレームを前後動自在と成し、前記リフトシリンダーとリーチシリンダーは、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には前記近接センサーを接続し、通常は、前記制御装置によって作動するリフトシリンダーとリーチシリンダーによりレーキを所定のストロークを以て前進、上昇、後退、下降の順で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、リーチシリンダー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場合に制御装置はリーチシリンダーに供給される圧力油の一部をリフトシリンダーへ供給し、リフトシリンダーにて上記抑制が解除可能な上方位置までレーキを上動させ、その後のリフトシリンダーによるレーキの下動中にレーキが沈砂上に接触した時に、チェーンがバネにより弛緩側へ変位すると、この変位を近接センサー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によるレーキの下方動作からリーチシリンダーによるレーキの前方動作へ切り換える様に設定することにより、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、一対の梁材４、4aを前後に所定間隔を置いて水平に架設し、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の上端間には上方回転軸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上方回転軸６に平行で短尺な下方回転軸6aを設け、上方及び下方回転軸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、各上下一対のスプロケット７、7a毎に遊架（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を前後方向のみ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、軌道17、17ａにて上下動が抑止された状態で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…を略三角山状に組み付けて成り、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において、該沈砂槽１の左右側壁の上端間に前後に所定間隔を置いて水平架設した梁材４、4aの夫々に支柱５、5aを立設し、該支柱５、5aの上端間に上方回転軸６を架設すると共に、支柱５、5aの下部の夫々に前記上方回転軸６に平行で短尺な下方回転軸6aを設け、上方及び下方回転軸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、各上下一対のスプロケット７、7a毎に遊架したチェーン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ことにより、該支持杆９を沈砂槽１の上方に水平に吊り下げ、一方のチェーン8aの中途部位には、一方の梁材4a上に立設したリフトシリンダー12のロッド12ａの先端を取付けて、該ロッド12ａの伸縮にて支持杆９を上下動自在と成すと共に、各チェーン８、8aの支持杆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の近傍の支持杆９上にチェーン８、8aの変位を検知する近接センサー15を設け、前記支持杆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を上下動が抑止された状態で前後方向のみに移動可能に垂下すると共に、該フレーム22の後端には、支持杆９下部後端に配置したリーチシリンダー23のロッド23ａの先端を取付けて、該ロッド23ａの伸縮にてフレーム22を前後動自在と成し、前記リフトシリンダー12とリーチシリンダー23は、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には前記近接センサー15を接続し、通常は、前記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、下降の順で循環動作させることにより、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、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。
【００１３】
そして、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に、上記制御装置はリーチシリンダー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位置までレーキ21、21ａ…を上動させ、その後のリフトシリンダー12によるレーキ21、21ａ…の下動中にレーキ21、21ａ…が沈砂上に接触した時に、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…の前方動作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21、21ａ…の前方動作が抑制される前の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
４、4a      梁材
５、5a      支柱
６          上方回転軸
6a          下方回転軸
７、7a      スプロケット
８、8a      チェーン
９          支持杆
12          リフトシリンダー
12ａ        ロッド
14          バネ
15          近接センサー
21、21ａ…  レーキ
22          フレーム
23          リーチシリンダー
23ａ        ロッド
【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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