JP2005036678A - ピストンポンプの逆流防止予圧機構 - Google Patents
ピストンポンプの逆流防止予圧機構 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】脈動を解消し、振動及び衝撃の発生を防止するとともに、容積効率の向上を可能とする揺動管方式のピストンポンプの逆流防止予圧機構を提供。
【解決手段】ウェアリング１６の開口部３４がめがね板２６の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの間を移動し、吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの背部のポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒで交互に輸送対象物の吐出行程と吸込行程を行う揺動管方式のピストンポンプ１において、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒの一方が吐出行程を完了し、他方が吸込行程を完了した後、ウェアリング１６のシール部３６で吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒを塞ぎ、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒを密閉し、吸込行程完了側のポンプシリンダに予圧をかける。
【選択図】 図３
【解決手段】ウェアリング１６の開口部３４がめがね板２６の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの間を移動し、吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの背部のポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒで交互に輸送対象物の吐出行程と吸込行程を行う揺動管方式のピストンポンプ１において、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒの一方が吐出行程を完了し、他方が吸込行程を完了した後、ウェアリング１６のシール部３６で吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒを塞ぎ、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒを密閉し、吸込行程完了側のポンプシリンダに予圧をかける。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動性の乏しい低スランプのコンクリートや土砂の圧送、あるいは、低含水率の脱水汚泥の圧送等に用いられる揺動管方式のピストンポンプにおいて、脈動を解消し、振動及び衝撃の発生を防止するとともに、容積効率の向上を可能とするピストンポンプの逆流防止予圧機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、建築、土木工事における流動性の乏しい低スランプのコンクリートや土砂の圧送、あるいは、下水処理場やし尿処理場における低含水率の脱水汚泥の圧送等には、揺動管方式のピストンポンプが用いられている。
図９に示す従来例１の揺動管方式のピストンポンプ１は、ホッパー１０の背壁１０Ｂの下部に、左右一対の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒを穿設しためがね板２６が設けられており、吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの背部にそれぞれポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒが配設されている。
【０００３】
ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒ内には、それぞれピストン２０Ｌ、２０Ｒが備わっており、各ピストン２０Ｌ、２０Ｒは、一対の駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒによって交互に往復動するようになっている。ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒと駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒとの接合部には水封箱２４が設けられている。ホッパー１０内には、揺動管１２が設けられている。揺動管１２の基端部１２Ｂがホッパー１０の前壁１０Ｆに回動可能に支持されており、基端部１２Ｂには輸送管（図示略）が接続される。揺動管１２の中間部には、ホッパー１０の背壁１０Ｂに回動可能に支持された揺動管軸１４の一端が固定されている。揺動管軸１４の回動中心は揺動管１２の基端部１２Ｂの回動中心Ｏと同一線上にある。
【０００４】
揺動管１２の先端部１２Ｔにはめがね板２６に摺接するウェアリング１６が設けられている。ウェアリング１６には吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒに対応した形状を有する開口部３４が形成されており、揺動管１２の先端部１２Ｔはこの開口部３４を介して吸込吐出口２８Ｌ又は２８Ｒと連なる。
ホッパー１０の背壁１０Ｂ外に延出した揺動管軸１４の他端には、切換レバー３０が固着され、この切換レバー３０とホッパー１０との間に切換シリンダ３２が取付けられている。切換シリンダ３２が伸縮すると、揺動管軸１４が回動して、揺動管１２は左右に揺動され、揺動管１２の先端部１２Ｔにあるウェアリング１６の開口部３４が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒに臨む位置へ交互に切換わるように移動する。
【０００５】
開口部３４が、例えば、吸込吐出口２８Ｌに臨む位置まで移動したら、ポンプシリンダ１８Ｌのピストン２０Ｌを駆動シリンダ２２Ｌが前進させ、輸送対象物を揺動管１２へ吐出する。ピストンポンプ１は、継続的な輸送対象物の輸送を可能とするため、駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒが油圧配管により互いに連結され、両駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒが互いに同期して作動するように構成されており、例えば、駆動シリンダ２２Ｌが輸送対象物の吐出行程にあるとき、駆動シリンダ２２Ｒが同期して輸送対象物の吸込行程となる。
【０００６】
ところが、このピストンポンプ１では、揺動管１２を揺動させて開口部３４を吸込吐出口２８Ｌから吸込吐出口２８Ｒに臨む位置へ切換える途中で、吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒが連通する状態が生じる。このとき、輸送対象物の一部が高圧な吐出側のポンプシリンダ１８Ｌから低圧な吸込側のポンプシリンダ１８Ｒへ瞬間的に逆流するため、ピストンポンプ１は容積効率が低下し、振動や衝撃が発生するおそれがある。同様に、揺動管１２を揺動させて開口部３４を吸込吐出口２８Ｒから吸込吐出口２８Ｌに臨む位置へ切換える途中でも、吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒが連通する状態が生じる。
【０００７】
そこで、揺動管の切換時の輸送対象物の逆流を防止して脈動を抑制し、振動や衝撃を低減するとともに、容積効率を向上させ、並列運転を可能とする揺動管方式のピストンポンプがある（従来例２、例えば、特許文献１を参照）。
図１０及び図１１に示すように、従来例２のピストンポンプ１はウェアリング１６の構成を除いて、従来例１のピストンポンプ１と同様の構成を有する。なお、従来例２のピストンポンプ１において、従来例１のピストンポンプ１と同様の構成については同じ符合を付する。
【０００８】
従来例２のピストンポンプ１では、図１１（ｉｉ）に示すように、めがね板２６とウェアリング１６の左右の各側縁の形状は、それぞれ揺動管軸１４の回動中心Ｏを通る直線（ＯＡ、ＯＢ、ＯＧ、ＯＨ）上の線分で形成されている。めがね板２６の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒとウェアリング１６の開口部３４の左右の側縁の形状は、同じく回動中心Ｏを通る直線（ＯＣ、ＯＤ、ＯＥ、ＯＦ、ＯＪ、ＯＫ）上の線分で形成されている。めがね板２６の左右の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの間隔は、ウェアリング１６の開口部３４の幅より大（角ＤＯＥ＞角ＪＯＫ）となっている。ウェアリング１６の開口部３４の両側にはシール部３６が設けられており、各シール部３６の幅はめがね板３の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの幅よりも広く（角ＧＯＪ＞角ＣＯＤ、角ＨＯＫ＞角ＥＯＦ）、左右の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの間隔よりも狭い（角ＧＯＪ＜角ＤＯＥ、角ＨＯＫ＜角ＤＯＥ）。
【０００９】
また、ホッパー１０の背壁１０Ｂには、揺動管１２の切換え移動時にウェアリング１６をめがね板２６に対して摺動自在に保持するため、揺動管１２の回動中心Ｏを中心とする円弧状の上部ガイド板３８と下部ガイド板４０が設けられている。
土砂や脱水汚泥等の輸送対象物を輸送するときには、ホッパー１０内に輸送対象物が投入される。例えば、ポンプシリンダ１８Ｌのピストン２０Ｌを後退させて輸送対象物を吸込んだ後、揺動管１２を揺動させ、ウェアリング１６の開口部３４を移動して吸込吐出口２８Ｌに臨ませ、ピストン２０Ｌを前進させて輸送対象物をポンプシリンダ１８Ｌから揺動管１２を介して輸送管へ吐出する（図１１（ｉ）を参照）。ポンプシリンダ１８Ｌが吐出するのと同期して、ピストン２０Ｒを後退させてポンプシリンダ１８Ｒ内に輸送対象物を吸込む。
【００１０】
次に、揺動管１２を揺動させ、ウェアリング１６の開口部３４を移動して吸込吐出口２８Ｒに臨ませ、ピストン２０Ｒを前進させて輸送対象物をポンプシリンダ１８Ｒから揺動管１２を介して吐出し、これと同期してピストン２０Ｌを後退させてポンプシリンダ１８Ｌ内に輸送対象物を吸込む（図１１（ｉｉｉ）を参照）。輸送対象物の吸込行程と吐出行程とを交互に切換えて行うことにより継続的に輸送対象物を輸送する。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２―２１３３４８号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来例２の揺動管方式のピストンポンプにおいては、吐出行程完了側のポンプシリンダと吸込行程完了側のポンプシリンダとの間で輸送対象物が逆流することを防止できてはいるものの、以下に述べる問題点があり、脈動を完全に解消するまでに到っていなかった。
例えば、ポンプシリンダ１８Ｌからの吐出行程を完了して高圧状態にある揺動管１２が、吸込行程を完了したポンプシリンダ１８Ｒに接続される場合を考える。ポンプシリンダ１８Ｒはホッパー１０内と同じ低圧状態にあり、ポンプシリンダ１８Ｒと揺動管１２とが接続されると、両者間の圧力差により揺動管１２からポンプシリンダ１８Ｒへ輸送対象物が逆流して脈動を生じ、衝撃や振動の原因となるとともに、容積効率も悪くなっていた。
本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、脈動を解消し、振動及び衝撃の発生を防止するとともに、容積効率の向上を可能とするピストンポンプの逆流防止予圧機構を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明に係るピストンポンプの逆流防止予圧機構は、左右一対の吸込吐出口を穿設しためがね板をホッパーの背壁に設け、各吸込吐出口の背部にそれぞれポンプシリンダを配設し、ホッパー内には先端部を左右の吸込吐出口に臨む位置へ交互に切換え移動可能な揺動管を設け、揺動管の先端部に、開口部を有しめがね板に摺接するウェアリングを設け、左右の吸込吐出口の間隔を開口部の幅以上とし、ウェアリングの開口部の両側にめがね板の吸込吐出口の幅以上のシール部を設けたピストンポンプにおいて、ポンプシリンダの吸込行程と吐出行程との切換時に、ウェアリングの開口部が左右の吸込吐出口の中間に移動して、シール部が少なくとも吸込行程完了側のポンプシリンダを密閉する位置でウェアリングを停止させ、吸込行程完了側のポンプシリンダ内の輸送対象物に予圧をかけた後に、開口部が前記吸込行程完了側のポンプシリンダの吸込吐出口に臨む位置までウェアリングを移動させるように構成されている。
【００１４】
請求項１の発明によると、吸込行程完了側のポンプシリンダ内の輸送対象物には予圧がかけられているので、そのポンプシリンダと揺動管との間の圧力差はなくなるか又は小さくなる。したがって、両者を接続する際に、輸送対象物の逆流により脈動を生じることはない。すなわち、吸込行程完了側のポンプシリンダと揺動管との間の圧力差が原因となって、衝撃や振動が発生することは防止されている。
【００１５】
請求項２の発明に係るピストンポンプの逆流防止予圧機構は、請求項１に記載のピストンポンプの逆流防止予圧機構であって、吸込行程完了側のポンプシリンダ内の輸送対象物に予圧をかけている最中は、吐出行程完了側のポンプシリンダを停止させ、ウェアリングが移動して吐出行程完了側のポンプシリンダの吸込吐出口がホッパー内に開口した後に、吐出行程完了側のポンプシリンダでピストンの後退を開始する。
【００１６】
請求項２の発明によると、請求項１の発明において、吐出行程完了側のポンプシリンダ内に真空部分を生じ、この真空部分にホッパーから輸送対象物が急激に引き込まれて脈動を生じ、この脈動が衝撃や振動の原因となることが防止されている。すなわち、吸込行程完了側のポンプシリンダが予圧を開始しても、吐出行程完了側のポンプシリンダが同期して輸送対象物の吸込みを開始することはなく、吐出行程完了側のポンプシリンダにおいては、そのポンプシリンダとホッパーとが接続されてから、ピストンの後退を開始する。ポンプシリンダがウェアリングのシール部で塞がれたままピストンが後退することはなく、ポンプシリンダ内に真空部分を生じることもない。したがって、真空部分に輸送対象物が急激に引き込まれて脈動を生じることもない。
【００１７】
請求項３の発明に係るピストンポンプの逆流防止予圧機構は、請求項１に記載のピストンポンプの逆流防止予圧機構であって、左右一対の吸込吐出口を穿設しためがね板をホッパーの背壁に設け、各吸込吐出口の背部にそれぞれポンプシリンダを配設し、ホッパー内には先端部を左右の吸込吐出口に臨む位置へ交互に切換え移動可能な揺動管を設け、揺動管の先端部に、開口部を有しめがね板に摺接するウェアリングを設け、左右の吸込吐出口の間隔を開口部の幅以上とし、ウェアリングの開口部の両側にめがね板の吸込吐出口の幅以上のシール部を設けたピストンポンプにおいて、一方のポンプシリンダでの輸送対象物の吐出と、他方のポンプシリンダでの輸送対象物の吸込とを同期して行うように構成し、ウェアリングのシール部が吸込行程完了側のポンプシリンダを密閉しているときに、吐出行程完了側のポンプシリンダの吸込吐出口と、ウェアリングのシール部との間に隙間を形成する。
【００１８】
請求項３の発明によると、請求項１の発明において、吐出行程完了側のポンプシリンダ内に真空部分を生じ、この真空部分にホッパーから輸送対象物が急激に引き込まれて脈動を生じ、この脈動が衝撃や振動を生じることが防止されている。すなわち、吐出行程完了側のポンプシリンダにおいては、そのポンプシリンダがウェアリングのシール部で塞がれた状態であっても、ポンプシリンダは吸込吐出口とウェアリングのシール部との間の隙間を通じてホッパーとつながっている。シール部で密閉された吸込行程完了側のポンプシリンダが予圧を開始し、吐出行程完了側のポンプシリンダがウェアリングのシール部で塞がれた状態で同期して後退を開始しても、隙間を介して吐出行程完了側のポンプシリンダへホッパーから輸送対象物が吸込まれ、真空部分を生じることはない。したがって、真空部分に輸送対象物が急激に引き込まれて脈動を生じることもない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図１ないし図４に基づいて説明する。図１は本実施の形態である逆流防止予圧機構を備えたピストンポンプの構成図、図２は切換レバーの構成図、図３は逆流防止予圧機構の作用の説明図であり、図４（ｉ）は図３のＩ−Ｉ線断面図、図４（ｉｉ）は図３のＩＩ−ＩＩ線断面図、図４（ｉｉｉ）は図３のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【００２０】
図１、図２、図３（ｉ）及び図４（ｉ）に示す揺動管方式のピストンポンプ１の基本的構成は、図１０及び図１１に示した従来例２の揺動管方式のピストンポンプと同様であり、同様の構成については同じ符号を付する。
すなわち、ホッパー１０の背壁１０Ｂには左右一対の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒを穿設しためがね板２６が設けられており、吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの背部にそれぞれポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒが配設されている。ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒは、駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒによって交互に往復動するピストン２０Ｌ、２０Ｒを備えている。駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒは、従来例１及び従来例２のように油圧配管によって連結されておらず、非同期作動が可能となっている。
【００２１】
ホッパー１０内には揺動管１２が設けられており、揺動管１２の基端部１２Ｂはホッパー１０の前壁１０Ｆに回動可能に支持され、揺動管１２の中間部にはホッパー１０の背壁１０Ｂに回動可能に支持された揺動管軸１４の一端が固定されている。揺動管１２の先端部１２Ｔにはめがね板２６に摺接するウェアリング１６が設けられている。ウェアリング１６は吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒに対応した形状の開口部３４を有し、揺動管１２の先端部１２Ｔは開口部３４を介して吸込吐出口２８Ｌ又は２８Ｒと連なる。
【００２２】
揺動管軸１４の他端には切換レバー３０が固着され、切換レバー３０とホッパー１０の背壁１０Ｂとの間に切換シリンダ３２が取付けられている。切換シリンダ３２が伸縮して切換レバー３０が動くと、揺動管１２は左右に揺動され、揺動管１２の先端部１２Ｔでウェアリング１６の開口部３４が左右の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒに臨む位置へ交互に切換わるように移動する。
【００２３】
ウェアリング１６の開口部３４の両側にはシール部３６が設けられており、各シール部３６の幅はめがね板３の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの幅よりも広く、左右の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの間隔よりも狭い。すなわち、ウェアリング１６の開口部３４が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの中間に位置しているときは、各シール部３６が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒをそれぞれ塞ぎ、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒを密閉し、ウェアリング１６の開口部３４が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの一方に臨んでいるときは、吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの他方はシール部３６に塞がれない構成となっている。
【００２４】
ただし、ピストンポンプ１の構成は、以下の点で図１０及び図１１に示した従来例２の揺動管方式のピストンポンプと異なる。
背壁１０Ｂの外側面上にウェアリング位置検出部４２が設置されている（図１及び図２を参照）。ウェアリング位置検出部４２は、近接スイッチ４４Ｌ、４４Ｒ、４４Ｃからなり、切換レバー３０の上端にある被検知部３１の位置を検出可能に構成されている。なお、以下の説明において、ウェアリング１６の開口部３４が吸込吐出口２８Ｌに臨むときにウェアリング１６及び切換レバー３０の被検知部３１がとる位置を位置Ｌ、開口部３４が吸込吐出口２８Ｒに臨むときにウェアリング１６及び被検知部３１がとる位置を位置Ｒというものとする。また、ウェアリング１６の開口部３４が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの中間に位置し、ウェアリング１６のシール部３６が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒをともに塞ぐ位置にあるときにウェアリング１６及び被検知部３１がとる位置を位置Ｃというものとする。
【００２５】
ウェアリング１６は、位置Ｃを経由して位置Ｌと位置Ｒとを交互にとり、位置Ｌ、位置Ｒ及び位置Ｃの各位置で一定時間停止する構成となっている。
切換レバー３０の被検知部３１が位置Ｌにあるとき、近接スイッチ４４Ｌが被検知部３１と対向してＯＮ状態となり、被検知部３１が位置Ｒにあるとき、近接スイッチ４４Ｒが被検知部３１と対向してＯＮ状態となり、被検知部３１が位置Ｃにあるとき、近接スイッチ４４Ｃが被検知部３１と対向してＯＮ状態となる構成を有する。各近接スイッチ４４Ｌ、４４Ｒ、４４ＣのＯＮ／ＯＦＦ状態は、信号としてウェアリング位置検出部４２から制御部４６へ送られる。
【００２６】
制御部４６はＣＰＵを備えたマイクロプロセッサであり、ウェアリング位置検出部４２からの信号に基づいて、ウェアリング１６の動きを制御する信号を切換シリンダ３２の制御弁へ送るとともに、ピストン２０Ｌ、２０Ｒの往復動をそれぞれ個別にコントロールする信号を駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送る。
【００２７】
ウェアリング１６、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒ、ピストン２０Ｌ、２０Ｒ、駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒ、めがね板２６、切換レバー３０、切換シリンダ３２、ウェアリング位置検出部４２及び制御部４６が、ピストンポンプ１の逆流防止予圧機構を構成している。
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【００２８】
土砂や脱水汚泥等の輸送対象物を輸送するときには、まず、ホッパー１０内に輸送対象物を投入し、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒの一方に輸送対象物を吸込む。例えば、ポンプシリンダ１８Ｒが輸送対象物の吸込行程にあるとする。図３（ｉ）及び図４（ｉ）に示すように、ウェアリング１６は位置Ｌにあり、ポンプシリンダ１８Ｌは揺動管１２と連なり、ポンプシリンダ１８Ｒはホッパー１０と連なっている。近接スイッチ４４Ｌが切換レバー３０の被検知部３１と対向してＯＮ状態となっており、近接スイッチ４４ＬがＯＮ状態にあることを示す信号Ｐ１が、ウェアリング位置検出部４２から制御部４６へ送られる。
【００２９】
信号Ｐ１に基づき、制御部４６はピストン２０Ｒを後退させ、ピストン２０Ｌを前進させる信号Ｃ１を駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送る。信号Ｃ１によりピストン２０Ｒが後退して輸送対象物を吸込む（図３（ｉ）を参照）。輸送対象物を吸込んだポンプシリンダ１８Ｒは、ホッパー１０内と同じ低圧状態にある。
【００３０】
ポンプシリンダ１８Ｒが吸込行程を完了したら、切換レバー３０が動き、ウェアリング１６が位置Ｃに移動する。近接スイッチ４４Ｃが切換レバー３０の被検知部３１と対向してＯＮ状態となり、近接スイッチ４４ＣがＯＮ状態にあることを示す信号Ｐ２が、ウェアリング位置検出部４２から制御部４６へ送られ、ウェアリング１６が停止する（図３（ｉｉ）及び図４（ｉｉ）を参照）。ウェアリング１６のシール部３６が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒを塞ぎ、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒは密閉されている。
【００３１】
制御部４６は、信号Ｐ１の次に信号Ｐ２を受け取ったことに基づき、ピストン２０Ｒを少し前進させる信号Ｃ２を駆動シリンダ２２Ｒの制御弁へ送る。信号Ｃ２によりピストン２０Ｒが少し前進してポンプシリンダ１８Ｒ内の輸送対象物に予圧をかけ、ポンプシリンダ１８Ｒ内の圧力を揺動管１２からの吐出圧まで高める（図３（ｉｉ）を参照）。このとき、ピストン２０Ｌは停止しており、ピストン２０Ｒと同期して後退することはない。
【００３２】
ポンプシリンダ１８Ｒ内の輸送対象物に予圧をかけたら、切換レバー３０が動き、ウェアリング１６が位置Ｒへ移動する。近接スイッチ４４Ｒは切換レバー３０の被検知部３１と対向してＯＮ状態となり、近接スイッチ４４ＲがＯＮ状態にあることを示す信号Ｐ３が、ウェアリング位置検出部４２から制御部４６へ送られ、ウェアリング１６が停止する（図３（ｉｉｉ）及び図４（ｉｉｉ）を参照）。ポンプシリンダ１８Ｒが揺動管１２と連なり、ポンプシリンダ１８Ｌがホッパー１０と連なる。ポンプシリンダ１８Ｒ内は予圧をかけられて高圧となっているので、揺動管１２との間に圧力差はなく、両者が連なる際に輸送対象物が逆流して脈動を生じることはない。
【００３３】
信号Ｐ３に基づき、制御部４６はピストン２０Ｌを後退させ、ピストン２０Ｒを前進させる信号Ｃ３を駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送る。そして、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒはそれぞれ吸込行程、吐出行程に入る。信号Ｃ３によりピストン２０Ｒが前進して輸送対象物を揺動管１２から吐出し、ピストン２０Ｌが後退してポンプシリンダ１８Ｌに輸送対象物を吸込む（図３（ｉｉｉ）を参照）。
【００３４】
ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒがそれぞれ吸込行程、吐出行程を完了したら、切換レバー３０が動き、ウェアリング１６が位置Ｃに移動し、近接スイッチ４４ＣがＯＮ状態となり、信号Ｐ２が制御部４６へ送られ、ウェアリング１６が停止する。ウェアリング１６のシール部３６が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒを塞ぎ、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒは密閉される。制御部４６は、信号Ｐ３の次に信号Ｐ２を受け取ったことに基づき、ピストン２０Ｌを少し前進させる信号Ｃ４を駆動シリンダ２２Ｌの制御弁へ送る。信号Ｃ４によりピストン２０Ｌが少し前進してポンプシリンダ１８Ｌ内の輸送対象物に予圧をかけ、ポンプシリンダ１８Ｌ内の圧力を吐出圧まで高める。このとき、ピストン２０Ｒは停止しており、ピストン２０Ｌと同期して後退することはない。
【００３５】
ポンプシリンダ１８Ｌ内の輸送対象物に予圧をかけ終わったら、切換レバー３０が動き、ウェアリング１６が位置Ｌへ移動し、近接スイッチ４４ＬはＯＮ状態となり、信号Ｐ１が制御部４６へ送られ、ウェアリング１６が停止する。ポンプシリンダ１８Ｌが揺動管１２と連なり、ポンプシリンダ１８Ｒがホッパー１０と連なる。ポンプシリンダ１８Ｌ内は高圧となって揺動管１２との間に圧力差がなく、両者が連なる際に輸送対象物が逆流して脈動を生じることはない。制御部４６は信号Ｐ１に基づいて信号Ｃ１を駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送り、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒはそれぞれ吐出行程、吸込行程に入る。ピストン２０Ｒが後退してポンプシリンダ１８Ｒに輸送対象物を吸込み、ピストン２０Ｌが前進して輸送対象物を揺動管１２から吐出する。
【００３６】
そして、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒがそれぞれ吐出行程、吸込行程を完了した後、切換レバー３０が動き、ウェアリング１６が位置Ｃへ移動し、近接スイッチ４４ＣがＯＮ状態となり、信号Ｐ２が制御部４６へ送られ、ウェアリング１６が停止し、信号Ｃ２が駆動シリンダ２２Ｒの制御弁へ送られて、ポンプシリンダ１８Ｒ内の圧力が吐出圧まで高められる。
【００３７】
このようにして、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒにおける吸込行程と吐出行程とを交互に切換えて行い、継続的に輸送対象物を輸送する。したがって、ピストンポンプ１において、揺動管１２の切換時に輸送対象物の逆流が防止されて脈動が解消され、脈動に起因する衝撃や振動の発生も防止されている。同時に、ピストンポンプ１の容積効率も向上している。
【００３８】
なお、本実施の形態において、ウェアリング位置検出部４２は近接スイッチ４４Ｌ、４４Ｒ、４４Ｃとで構成されているが、ウェアリング位置検出部４２を近接スイッチ４４Ｌ、４４Ｒにより構成し、近接スイッチ４４Ｃの代わりにタイマーを制御部４６に設けることも可能である。この場合、タイマーにより近接スイッチ４４ＬがＯＦＦ状態になってから一定時間後に予圧をかける信号Ｃ２を駆動シリンダ２２Ｒの制御弁へ送ることとし、同様に、近接スイッチ４４ＲがＯＦＦ状態になってから一定時間後に予圧をかける信号Ｃ４を駆動シリンダ２２Ｌの制御弁へ送ることとする。
【００３９】
次に、本発明の第２の実施の形態を図５ないし図８に基づいて説明する。図５はウェアリング及びめがね板の構成図、図６は切換レバーの構成図、図７は逆流防止予圧機構の作用の説明図であり、図８（ｉ）は図７のＩＶ−ＩＶ線断面図、図８（ｉｉ）は図７のＶ−Ｖ線断面図、図８（ｉｉｉ）は図７のＶＩ−ＶＩ線断面図である。なお、第１の実施の形態と同様の構成のものについては、同じ符号を付して重複する説明を省略する。
【００４０】
本実施の形態に係る揺動管方式のピストンポンプ１の構成は、ウェアリング１６、ウェアリング位置検出部４２及び駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの構成を除いて第１の実施の形態と同様である。
図５及び図６に示すように、めがね板２６の左右の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの間隔はウェアリング１６の開口部３４の幅より大であり、ウェアリング１６の各シール部３６の幅はめがね板３の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの幅よりも広く、且つ左右の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの間隔よりも狭い。さらに、一方のシール部３６の幅に開口部３４の幅を加えた大きさは、吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの一方の幅に吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの間隔を加えた大きさよりも狭い（角ＪＯＫ＋角ＨＯＫ＜角ＤＯＥ＋角ＥＯＦ、角ＪＯＫ＋角ＧＯＪ＜角ＤＯＥ＋角ＣＯＤ）。
【００４１】
すなわち、ウェアリング１６の開口部３４が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの間で、吸込吐出口２８Ｌ側に偏って位置し、一方のシール部３６が吸込吐出口２８Ｌを塞いで密閉しているとき、他方のシール部３６と吸込吐出口２８Ｒとの間には隙間３７が形成される（図５及び図６を参照）。同様に、開口部３４が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの間で、吸込吐出口２８Ｒ側に偏って位置し、一方のシール部３６が吸込吐出口２８Ｒを塞いで密閉しているときは、他方のシール部３６と吸込吐出口２８Ｌとの間には隙間３７が形成される（図７（ｉｉ）及び図８（ｉｉ）を参照）。
【００４２】
なお、以下の説明において、ウェアリング１６の開口部３４が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの間で、吸込吐出口２８Ｌ側に偏って位置し、一方のシール部３６が吸込吐出口２８Ｌを塞いで密閉し、他方のシール部３６と吸込吐出口２８Ｒとの間には隙間３７が形成されるときに、ウェアリング１６及び被検知部３１がとる位置を位置ＣＬというものとする。また、開口部３４が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの間で、吸込吐出口２８Ｒ側に偏って位置し、一方のシール部３６が吸込吐出口２８Ｒを塞いで密閉し、他方のシール部３６と吸込吐出口２８Ｌとの間には隙間３７が形成されるときに、ウェアリング１６及び被検知部３１がとる位置を位置ＣＲというものとする。
【００４３】
ウェアリング１６は位置Ｌと位置Ｒとを交互にとって一定時間停止し、位置Ｌから位置Ｒへ移動するときは途中の位置ＣＲで一定時間停止し、位置ＣＬでは停止しない構成となっている。また、ウェアリング１６が位置Ｒから位置Ｌへ移動するときは途中の位置ＣＬで一定時間停止し、位置ＣＲでは停止しない構成となっている。
【００４４】
ウェアリング位置検出部４２は、図６に示すように、近接スイッチ４４Ｌ、４４Ｒ、４４ＣＬ、４４ＣＲからなる。近接スイッチ４４Ｌ、４４Ｒは第１の実施の形態と同様であり、ウェアリング１６が位置Ｌにあると近接スイッチ４４ＬがＯＮ状態となり、ウェアリング１６が位置Ｒにあると近接スイッチ４４ＲがＯＮ状態となる。ウェアリング１６が位置ＣＬにあるとき、近接スイッチ４４ＣＬが被検知部３１に対向してＯＮ状態となり、ウェアリング１６が位置ＣＲにあるとき、近接スイッチ４４ＣＲが被検知部３１に対向してＯＮ状態となる構成となっている。各近接スイッチ４４Ｌ、４４Ｒ、４４ＣＬ、４４ＣＲのＯＮ／ＯＦＦ状態は、信号としてウェアリング位置検出部４２から制御部４６へ送られる。
【００４５】
駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒは、従来例１及び従来例２と同様に、油圧配管によって互いに連結されており、互いに同期して作動するようになっている。
次に、本実施の形態の作用について説明する。
第１の実施の形態と同様、まず、ホッパー１０内に輸送対象物が投入され、ポンプシリンダ１８Ｒが吸込行程にあるとする。図８（ｉ）に示すように、ウェアリング１６は位置Ｌにあり、ポンプシリンダ１８Ｌは揺動管１２と連なり、ポンプシリンダ１８Ｒはホッパー１０と連なっている。近接スイッチ４４ＬはＯＮ状態となっている。
【００４６】
制御部４６は、近接スイッチ４４ＬがＯＮ状態にあることを示す信号Ｐ１を受け取り、ピストン２０Ｒを後退させ、且つピストン２０Ｌを前進させる信号Ｃ１を駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送る。ピストン２０Ｒが後退して輸送対象物を吸込み、ポンプシリンダ１８Ｒはホッパー１０内と同じ低圧状態にある。（図７（ｉ）を参照）。
【００４７】
ポンプシリンダ１８Ｒが吸込行程を完了したら、切換レバー３０が動き、ウェアリング１６が位置Ｌから位置ＣＲへ移動し、近接スイッチ４４ＣＲがＯＮ状態となり、近接スイッチ４４ＣＲがＯＮ状態にあることを示す信号Ｐ５が、ウェアリング位置検出部４２から制御部４６へ送られ、ウェアリング１６が停止する（図７（ｉｉ）及び図８（ｉｉ）を参照）。ポンプシリンダ１８Ｒは密閉され、ポンプシリンダ１８Ｌは隙間３７を介してホッパー１０と連なる。
【００４８】
信号Ｐ５に基づき、制御部４６は、ピストン２０Ｒを少し前進させ、且つピストン２０Ｌを少し後退させる信号Ｃ５を駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送る。信号Ｃ５によりピストン２０Ｒが少し前進してポンプシリンダ１８Ｒ内の輸送対象物に予圧をかけ、ポンプシリンダ１８Ｒの圧力を揺動管１２からの吐出圧まで高める（図７（ｉｉ）を参照）。同時に、ピストン２０Ｌがピストン２０Ｒに同期して少し後退する。ピストン２０Ｌが後退しても、ポンプシリンダ１８Ｌはホッパー１０と連なっているので、ポンプシリンダ１８Ｌ内は真空は生じずにホッパー１０と同じ圧力となっており、輸送対象物が予備的に吸込まれる。
【００４９】
ポンプシリンダ１８Ｒに予圧をかけ終わったら、切換レバー３０が動いて、ウェアリング１６は位置Ｒへ移動し、近接スイッチ４４ＲがＯＮ状態となり、近接スイッチ４４ＲがＯＮ状態にあることを示す信号Ｐ３が、ウェアリング位置検出部４２から制御部４６へ送られ、ウェアリング１６が停止する（図７（ｉｉｉ）及び図８（ｉｉｉ）を参照）。ポンプシリンダ１８Ｒが揺動管１２と連なり、吸込吐出口２８Ｌがホッパー１０に全開した状態となる。ポンプシリンダ１８Ｒは予圧をかけられているので、揺動管１２との間に圧力差はなく、両者が連なる際に輸送対象物が逆流して脈動を生じることはない。また、ポンプシリンダ１８Ｌ内はホッパー１０と同じ圧力となっているので、ポンプシリンダ１８Ｌに輸送対象物が急激に引き込まれて脈動を生じることもない。
【００５０】
制御部４６は信号Ｐ３を受け取り、ピストン２０Ｌを後退させ、且つピストン２０Ｒを前進させる信号Ｃ３を駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送る。そして、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒは互いに同期してそれぞれ吸込行程、吐出行程に入る。ピストン２０Ｌが後退して輸送対象物を吸込み、ピストン２０Ｒが前進して輸送対象物を吐出する（図７（ｉｉｉ）を参照）。ポンプシリンダ１８Ｒは揺動管１２の吐出圧力と同じ高圧状態にあり、ポンプシリンダ１８Ｌはホッパー１０内と同じ低圧状態にある。
【００５１】
ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒがそれぞれ吸込行程、吐出行程を完了したら、切換レバー３０が動き、ウェアリング１６が位置ＣＬへ移動し、近接スイッチ４４ＣＬがＯＮ状態となり、近接スイッチ４４ＣＬがＯＮ状態にあることを示す信号Ｐ６が、ウェアリング位置検出部４２から制御部４６へ送られ、ウェアリング１６が停止する（図６を参照）。ポンプシリンダ１８Ｌは密閉され、ポンプシリンダ１８Ｒは隙間３７を介してホッパー１０と連なる。
【００５２】
信号Ｐ６に基づき、制御部４６は、ピストン２０Ｌを少し前進させ、且つピストン２０Ｒを少し後退させる信号Ｃ６を駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送る。信号Ｃ６により、ピストン２０Ｌが少し前進してポンプシリンダ１８Ｌに予圧をかけ、ポンプシリンダ１８Ｌの圧力を揺動管１２からの吐出圧まで高める。同時に、ピストン２０Ｒがピストン２０Ｌに同期して少し後退する。ピストン２０Ｒが後退しても、ポンプシリンダ１８Ｒはホッパー１０と連なっているので、ポンプシリンダ１８Ｒ内はホッパー１０と同じ圧力となっており、輸送対象物が予備的に吸込まれる。
【００５３】
ポンプシリンダ１８Ｌに予圧をかけたら、切換レバー３０が動いて、ウェアリング１６は位置Ｌへ移動し、近接スイッチ４４ＬがＯＮ状態となり、信号Ｐ１が制御部４６へ送られ、ウェアリング１６が停止する。ポンプシリンダ１８Ｌは揺動管１２と連なり、吸込吐出口２８Ｒはホッパー１０に対して全開となる。ポンプシリンダ１８Ｌは予圧をかけられて高圧となっており、揺動管１２と連なる際に輸送対象物が逆流して脈動を生じることはない。ポンプシリンダ１８Ｒ内はホッパー１０と同じ圧力となっており、ポンプシリンダ１８Ｒに輸送対象物が急激に引き込まれて脈動を生じることもない。
【００５４】
制御部４６は信号Ｐ１を受け取り、信号Ｃ１を駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送り、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒは互いに同期してそれぞれ吐出行程、吸込行程に入り、ピストン２０Ｒが後退して輸送対象物を吸込み、同時に、ピストン２０Ｌが前進して輸送対象物を吐出する。
ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒがそれぞれ吐出行程、吸込行程を完了したら、切換レバー３０が動き、ウェアリング１６が位置ＣＲへ移動し、近接スイッチ４４ＣＲがＯＮ状態となり、信号Ｐ５が制御部４６へ送られ、ウェアリング１６が停止し、信号Ｃ５が駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送られる。
【００５５】
このようにして、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒにおける吸込行程と吐出行程とを交互に切換えて行い、継続的に輸送対象物を輸送する。
したがって、ピストンポンプ１において、脈動が解消されており、脈動に起因する衝撃、振動の発生もなく、容積効率が向上している。
なお、本実施の形態においてウェアリング位置検出部４２は近接スイッチ４４Ｌ、４４Ｒ、４４ＣＬ、４４ＣＲとで構成されているが、ウェアリング位置検出部４２を近接スイッチ４４Ｌ、４４Ｒにより構成し、近接スイッチ４４ＣＬ、４４ＣＲの代わりにタイマーを制御部４６に設けることも可能である。この場合、タイマーにより近接スイッチ４４ＬがＯＦＦ状態になってから一定時間後に予圧をかけ予備的吸込みを行う信号Ｃ５を駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送ることとし、近接スイッチ４４ＲがＯＦＦ状態になってから一定時間後に予圧をかけ予備的吸込みを行う信号Ｃ６を駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送ることとする。
【００５６】
以上より、第１の実施の形態の逆流防止予圧機構は、駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒを非同期作動をさせるため油圧回路がやや複雑化するものの、吸込行程完了側のポンプシリンダと揺動管１２との間の圧力差を解消できる理想的な機構となっている。また、第２の実施の形態の逆流防止予圧機構は、吐出行程完了側のポンプシリンダとウェアリング１６との間に隙間３７を形成して輸送対象物を予備的に吸込むためウェアリング１６の停止制御が複雑化するものの、駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒを油圧配管によって連結して同期作動をさせるので、油圧回路が簡素な機構となっている。
【００５７】
【発明の効果】
本発明は、上記のようなピストンポンプの逆流防止予圧機構であるので、ピストンポンプの脈動を解消し、振動及び衝撃の発生を防止するとともに、容積効率を向上させるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である逆流防止予圧機構を備えたピストンポンプの構成図である。
【図２】第１の実施の形態の切換レバーの構成図である。
【図３】第１の実施の形態の逆流防止予圧機構の作用の説明図であり、（ｉ）は位置Ｌにおける作用の説明図、（ｉｉ）は位置Ｃにおける作用の説明図、（ｉｉｉ）位置Ｒにおける作用の説明図である。
【図４】（ｉ）は図３のＩ−Ｉ線断面図、（ｉｉ）は図３のＩＩ−ＩＩ線断面図、（ｉｉｉ）は図３のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態である逆流防止予圧機構に係るウェアリング及びめがね板の構成図である。
【図６】切換レバーの構成図である。
【図７】第２の実施の形態の逆流防止予圧機構の作用の説明図であり、（ｉ）は位置Ｌにおける作用の説明図、（ｉｉ）は位置ＣＲにおける作用の説明図、（ｉｉｉ）は位置Ｒにおける作用の説明図である。
【図８】（ｉ）は図７のＩＶ−ＩＶ線断面図、（ｉｉ）は図７のＶ−Ｖ線断面図、（ｉｉｉ）は図７のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図９】従来例１のピストンポンプの構成図である。
【図１０】従来例２のピストンポンプの構成図である。
【図１１】従来例２のピストンポンプの作用の説明図である。
【符号の説明】
１ ピストンポンプ
１０ ホッパー
１０Ｂ ホッパーの背壁
１０Ｆ ホッパーの前壁
１２ 揺動管
１２Ｂ 揺動管の基端部
１２Ｔ 揺動管の先端部
１４ 揺動管軸
１６ ウェアリング
１８Ｌ、１８Ｒ ポンプシリンダ
２０Ｌ、２０Ｒ ピストン
２２Ｌ、２２Ｒ 駆動シリンダ
２４ 水封箱
２６ めがね板
２８Ｌ、２８Ｒ 吸込吐出口
３０ 切換レバー
３１ 被検知部
３２ 切換シリンダ
３４ ウェアリングの開口部
３６ ウェアリングのシール部
３７ 隙間
３８ 上部ガイド板
４０ 下部ガイド板
４２ ウェアリング位置検出部
４４Ｌ、４４Ｒ、４４Ｃ、４４ＣＬ、４４ＣＲ 近接スイッチ
４６ 制御部
Ｏ 揺動管の基端部の回動中心
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動性の乏しい低スランプのコンクリートや土砂の圧送、あるいは、低含水率の脱水汚泥の圧送等に用いられる揺動管方式のピストンポンプにおいて、脈動を解消し、振動及び衝撃の発生を防止するとともに、容積効率の向上を可能とするピストンポンプの逆流防止予圧機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、建築、土木工事における流動性の乏しい低スランプのコンクリートや土砂の圧送、あるいは、下水処理場やし尿処理場における低含水率の脱水汚泥の圧送等には、揺動管方式のピストンポンプが用いられている。
図９に示す従来例１の揺動管方式のピストンポンプ１は、ホッパー１０の背壁１０Ｂの下部に、左右一対の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒを穿設しためがね板２６が設けられており、吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの背部にそれぞれポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒが配設されている。
【０００３】
ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒ内には、それぞれピストン２０Ｌ、２０Ｒが備わっており、各ピストン２０Ｌ、２０Ｒは、一対の駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒによって交互に往復動するようになっている。ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒと駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒとの接合部には水封箱２４が設けられている。ホッパー１０内には、揺動管１２が設けられている。揺動管１２の基端部１２Ｂがホッパー１０の前壁１０Ｆに回動可能に支持されており、基端部１２Ｂには輸送管（図示略）が接続される。揺動管１２の中間部には、ホッパー１０の背壁１０Ｂに回動可能に支持された揺動管軸１４の一端が固定されている。揺動管軸１４の回動中心は揺動管１２の基端部１２Ｂの回動中心Ｏと同一線上にある。
【０００４】
揺動管１２の先端部１２Ｔにはめがね板２６に摺接するウェアリング１６が設けられている。ウェアリング１６には吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒに対応した形状を有する開口部３４が形成されており、揺動管１２の先端部１２Ｔはこの開口部３４を介して吸込吐出口２８Ｌ又は２８Ｒと連なる。
ホッパー１０の背壁１０Ｂ外に延出した揺動管軸１４の他端には、切換レバー３０が固着され、この切換レバー３０とホッパー１０との間に切換シリンダ３２が取付けられている。切換シリンダ３２が伸縮すると、揺動管軸１４が回動して、揺動管１２は左右に揺動され、揺動管１２の先端部１２Ｔにあるウェアリング１６の開口部３４が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒに臨む位置へ交互に切換わるように移動する。
【０００５】
開口部３４が、例えば、吸込吐出口２８Ｌに臨む位置まで移動したら、ポンプシリンダ１８Ｌのピストン２０Ｌを駆動シリンダ２２Ｌが前進させ、輸送対象物を揺動管１２へ吐出する。ピストンポンプ１は、継続的な輸送対象物の輸送を可能とするため、駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒが油圧配管により互いに連結され、両駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒが互いに同期して作動するように構成されており、例えば、駆動シリンダ２２Ｌが輸送対象物の吐出行程にあるとき、駆動シリンダ２２Ｒが同期して輸送対象物の吸込行程となる。
【０００６】
ところが、このピストンポンプ１では、揺動管１２を揺動させて開口部３４を吸込吐出口２８Ｌから吸込吐出口２８Ｒに臨む位置へ切換える途中で、吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒが連通する状態が生じる。このとき、輸送対象物の一部が高圧な吐出側のポンプシリンダ１８Ｌから低圧な吸込側のポンプシリンダ１８Ｒへ瞬間的に逆流するため、ピストンポンプ１は容積効率が低下し、振動や衝撃が発生するおそれがある。同様に、揺動管１２を揺動させて開口部３４を吸込吐出口２８Ｒから吸込吐出口２８Ｌに臨む位置へ切換える途中でも、吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒが連通する状態が生じる。
【０００７】
そこで、揺動管の切換時の輸送対象物の逆流を防止して脈動を抑制し、振動や衝撃を低減するとともに、容積効率を向上させ、並列運転を可能とする揺動管方式のピストンポンプがある（従来例２、例えば、特許文献１を参照）。
図１０及び図１１に示すように、従来例２のピストンポンプ１はウェアリング１６の構成を除いて、従来例１のピストンポンプ１と同様の構成を有する。なお、従来例２のピストンポンプ１において、従来例１のピストンポンプ１と同様の構成については同じ符合を付する。
【０００８】
従来例２のピストンポンプ１では、図１１（ｉｉ）に示すように、めがね板２６とウェアリング１６の左右の各側縁の形状は、それぞれ揺動管軸１４の回動中心Ｏを通る直線（ＯＡ、ＯＢ、ＯＧ、ＯＨ）上の線分で形成されている。めがね板２６の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒとウェアリング１６の開口部３４の左右の側縁の形状は、同じく回動中心Ｏを通る直線（ＯＣ、ＯＤ、ＯＥ、ＯＦ、ＯＪ、ＯＫ）上の線分で形成されている。めがね板２６の左右の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの間隔は、ウェアリング１６の開口部３４の幅より大（角ＤＯＥ＞角ＪＯＫ）となっている。ウェアリング１６の開口部３４の両側にはシール部３６が設けられており、各シール部３６の幅はめがね板３の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの幅よりも広く（角ＧＯＪ＞角ＣＯＤ、角ＨＯＫ＞角ＥＯＦ）、左右の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの間隔よりも狭い（角ＧＯＪ＜角ＤＯＥ、角ＨＯＫ＜角ＤＯＥ）。
【０００９】
また、ホッパー１０の背壁１０Ｂには、揺動管１２の切換え移動時にウェアリング１６をめがね板２６に対して摺動自在に保持するため、揺動管１２の回動中心Ｏを中心とする円弧状の上部ガイド板３８と下部ガイド板４０が設けられている。
土砂や脱水汚泥等の輸送対象物を輸送するときには、ホッパー１０内に輸送対象物が投入される。例えば、ポンプシリンダ１８Ｌのピストン２０Ｌを後退させて輸送対象物を吸込んだ後、揺動管１２を揺動させ、ウェアリング１６の開口部３４を移動して吸込吐出口２８Ｌに臨ませ、ピストン２０Ｌを前進させて輸送対象物をポンプシリンダ１８Ｌから揺動管１２を介して輸送管へ吐出する（図１１（ｉ）を参照）。ポンプシリンダ１８Ｌが吐出するのと同期して、ピストン２０Ｒを後退させてポンプシリンダ１８Ｒ内に輸送対象物を吸込む。
【００１０】
次に、揺動管１２を揺動させ、ウェアリング１６の開口部３４を移動して吸込吐出口２８Ｒに臨ませ、ピストン２０Ｒを前進させて輸送対象物をポンプシリンダ１８Ｒから揺動管１２を介して吐出し、これと同期してピストン２０Ｌを後退させてポンプシリンダ１８Ｌ内に輸送対象物を吸込む（図１１（ｉｉｉ）を参照）。輸送対象物の吸込行程と吐出行程とを交互に切換えて行うことにより継続的に輸送対象物を輸送する。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２―２１３３４８号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来例２の揺動管方式のピストンポンプにおいては、吐出行程完了側のポンプシリンダと吸込行程完了側のポンプシリンダとの間で輸送対象物が逆流することを防止できてはいるものの、以下に述べる問題点があり、脈動を完全に解消するまでに到っていなかった。
例えば、ポンプシリンダ１８Ｌからの吐出行程を完了して高圧状態にある揺動管１２が、吸込行程を完了したポンプシリンダ１８Ｒに接続される場合を考える。ポンプシリンダ１８Ｒはホッパー１０内と同じ低圧状態にあり、ポンプシリンダ１８Ｒと揺動管１２とが接続されると、両者間の圧力差により揺動管１２からポンプシリンダ１８Ｒへ輸送対象物が逆流して脈動を生じ、衝撃や振動の原因となるとともに、容積効率も悪くなっていた。
本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、脈動を解消し、振動及び衝撃の発生を防止するとともに、容積効率の向上を可能とするピストンポンプの逆流防止予圧機構を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明に係るピストンポンプの逆流防止予圧機構は、左右一対の吸込吐出口を穿設しためがね板をホッパーの背壁に設け、各吸込吐出口の背部にそれぞれポンプシリンダを配設し、ホッパー内には先端部を左右の吸込吐出口に臨む位置へ交互に切換え移動可能な揺動管を設け、揺動管の先端部に、開口部を有しめがね板に摺接するウェアリングを設け、左右の吸込吐出口の間隔を開口部の幅以上とし、ウェアリングの開口部の両側にめがね板の吸込吐出口の幅以上のシール部を設けたピストンポンプにおいて、ポンプシリンダの吸込行程と吐出行程との切換時に、ウェアリングの開口部が左右の吸込吐出口の中間に移動して、シール部が少なくとも吸込行程完了側のポンプシリンダを密閉する位置でウェアリングを停止させ、吸込行程完了側のポンプシリンダ内の輸送対象物に予圧をかけた後に、開口部が前記吸込行程完了側のポンプシリンダの吸込吐出口に臨む位置までウェアリングを移動させるように構成されている。
【００１４】
請求項１の発明によると、吸込行程完了側のポンプシリンダ内の輸送対象物には予圧がかけられているので、そのポンプシリンダと揺動管との間の圧力差はなくなるか又は小さくなる。したがって、両者を接続する際に、輸送対象物の逆流により脈動を生じることはない。すなわち、吸込行程完了側のポンプシリンダと揺動管との間の圧力差が原因となって、衝撃や振動が発生することは防止されている。
【００１５】
請求項２の発明に係るピストンポンプの逆流防止予圧機構は、請求項１に記載のピストンポンプの逆流防止予圧機構であって、吸込行程完了側のポンプシリンダ内の輸送対象物に予圧をかけている最中は、吐出行程完了側のポンプシリンダを停止させ、ウェアリングが移動して吐出行程完了側のポンプシリンダの吸込吐出口がホッパー内に開口した後に、吐出行程完了側のポンプシリンダでピストンの後退を開始する。
【００１６】
請求項２の発明によると、請求項１の発明において、吐出行程完了側のポンプシリンダ内に真空部分を生じ、この真空部分にホッパーから輸送対象物が急激に引き込まれて脈動を生じ、この脈動が衝撃や振動の原因となることが防止されている。すなわち、吸込行程完了側のポンプシリンダが予圧を開始しても、吐出行程完了側のポンプシリンダが同期して輸送対象物の吸込みを開始することはなく、吐出行程完了側のポンプシリンダにおいては、そのポンプシリンダとホッパーとが接続されてから、ピストンの後退を開始する。ポンプシリンダがウェアリングのシール部で塞がれたままピストンが後退することはなく、ポンプシリンダ内に真空部分を生じることもない。したがって、真空部分に輸送対象物が急激に引き込まれて脈動を生じることもない。
【００１７】
請求項３の発明に係るピストンポンプの逆流防止予圧機構は、請求項１に記載のピストンポンプの逆流防止予圧機構であって、左右一対の吸込吐出口を穿設しためがね板をホッパーの背壁に設け、各吸込吐出口の背部にそれぞれポンプシリンダを配設し、ホッパー内には先端部を左右の吸込吐出口に臨む位置へ交互に切換え移動可能な揺動管を設け、揺動管の先端部に、開口部を有しめがね板に摺接するウェアリングを設け、左右の吸込吐出口の間隔を開口部の幅以上とし、ウェアリングの開口部の両側にめがね板の吸込吐出口の幅以上のシール部を設けたピストンポンプにおいて、一方のポンプシリンダでの輸送対象物の吐出と、他方のポンプシリンダでの輸送対象物の吸込とを同期して行うように構成し、ウェアリングのシール部が吸込行程完了側のポンプシリンダを密閉しているときに、吐出行程完了側のポンプシリンダの吸込吐出口と、ウェアリングのシール部との間に隙間を形成する。
【００１８】
請求項３の発明によると、請求項１の発明において、吐出行程完了側のポンプシリンダ内に真空部分を生じ、この真空部分にホッパーから輸送対象物が急激に引き込まれて脈動を生じ、この脈動が衝撃や振動を生じることが防止されている。すなわち、吐出行程完了側のポンプシリンダにおいては、そのポンプシリンダがウェアリングのシール部で塞がれた状態であっても、ポンプシリンダは吸込吐出口とウェアリングのシール部との間の隙間を通じてホッパーとつながっている。シール部で密閉された吸込行程完了側のポンプシリンダが予圧を開始し、吐出行程完了側のポンプシリンダがウェアリングのシール部で塞がれた状態で同期して後退を開始しても、隙間を介して吐出行程完了側のポンプシリンダへホッパーから輸送対象物が吸込まれ、真空部分を生じることはない。したがって、真空部分に輸送対象物が急激に引き込まれて脈動を生じることもない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図１ないし図４に基づいて説明する。図１は本実施の形態である逆流防止予圧機構を備えたピストンポンプの構成図、図２は切換レバーの構成図、図３は逆流防止予圧機構の作用の説明図であり、図４（ｉ）は図３のＩ−Ｉ線断面図、図４（ｉｉ）は図３のＩＩ−ＩＩ線断面図、図４（ｉｉｉ）は図３のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【００２０】
図１、図２、図３（ｉ）及び図４（ｉ）に示す揺動管方式のピストンポンプ１の基本的構成は、図１０及び図１１に示した従来例２の揺動管方式のピストンポンプと同様であり、同様の構成については同じ符号を付する。
すなわち、ホッパー１０の背壁１０Ｂには左右一対の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒを穿設しためがね板２６が設けられており、吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの背部にそれぞれポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒが配設されている。ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒは、駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒによって交互に往復動するピストン２０Ｌ、２０Ｒを備えている。駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒは、従来例１及び従来例２のように油圧配管によって連結されておらず、非同期作動が可能となっている。
【００２１】
ホッパー１０内には揺動管１２が設けられており、揺動管１２の基端部１２Ｂはホッパー１０の前壁１０Ｆに回動可能に支持され、揺動管１２の中間部にはホッパー１０の背壁１０Ｂに回動可能に支持された揺動管軸１４の一端が固定されている。揺動管１２の先端部１２Ｔにはめがね板２６に摺接するウェアリング１６が設けられている。ウェアリング１６は吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒに対応した形状の開口部３４を有し、揺動管１２の先端部１２Ｔは開口部３４を介して吸込吐出口２８Ｌ又は２８Ｒと連なる。
【００２２】
揺動管軸１４の他端には切換レバー３０が固着され、切換レバー３０とホッパー１０の背壁１０Ｂとの間に切換シリンダ３２が取付けられている。切換シリンダ３２が伸縮して切換レバー３０が動くと、揺動管１２は左右に揺動され、揺動管１２の先端部１２Ｔでウェアリング１６の開口部３４が左右の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒに臨む位置へ交互に切換わるように移動する。
【００２３】
ウェアリング１６の開口部３４の両側にはシール部３６が設けられており、各シール部３６の幅はめがね板３の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの幅よりも広く、左右の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの間隔よりも狭い。すなわち、ウェアリング１６の開口部３４が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの中間に位置しているときは、各シール部３６が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒをそれぞれ塞ぎ、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒを密閉し、ウェアリング１６の開口部３４が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの一方に臨んでいるときは、吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの他方はシール部３６に塞がれない構成となっている。
【００２４】
ただし、ピストンポンプ１の構成は、以下の点で図１０及び図１１に示した従来例２の揺動管方式のピストンポンプと異なる。
背壁１０Ｂの外側面上にウェアリング位置検出部４２が設置されている（図１及び図２を参照）。ウェアリング位置検出部４２は、近接スイッチ４４Ｌ、４４Ｒ、４４Ｃからなり、切換レバー３０の上端にある被検知部３１の位置を検出可能に構成されている。なお、以下の説明において、ウェアリング１６の開口部３４が吸込吐出口２８Ｌに臨むときにウェアリング１６及び切換レバー３０の被検知部３１がとる位置を位置Ｌ、開口部３４が吸込吐出口２８Ｒに臨むときにウェアリング１６及び被検知部３１がとる位置を位置Ｒというものとする。また、ウェアリング１６の開口部３４が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの中間に位置し、ウェアリング１６のシール部３６が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒをともに塞ぐ位置にあるときにウェアリング１６及び被検知部３１がとる位置を位置Ｃというものとする。
【００２５】
ウェアリング１６は、位置Ｃを経由して位置Ｌと位置Ｒとを交互にとり、位置Ｌ、位置Ｒ及び位置Ｃの各位置で一定時間停止する構成となっている。
切換レバー３０の被検知部３１が位置Ｌにあるとき、近接スイッチ４４Ｌが被検知部３１と対向してＯＮ状態となり、被検知部３１が位置Ｒにあるとき、近接スイッチ４４Ｒが被検知部３１と対向してＯＮ状態となり、被検知部３１が位置Ｃにあるとき、近接スイッチ４４Ｃが被検知部３１と対向してＯＮ状態となる構成を有する。各近接スイッチ４４Ｌ、４４Ｒ、４４ＣのＯＮ／ＯＦＦ状態は、信号としてウェアリング位置検出部４２から制御部４６へ送られる。
【００２６】
制御部４６はＣＰＵを備えたマイクロプロセッサであり、ウェアリング位置検出部４２からの信号に基づいて、ウェアリング１６の動きを制御する信号を切換シリンダ３２の制御弁へ送るとともに、ピストン２０Ｌ、２０Ｒの往復動をそれぞれ個別にコントロールする信号を駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送る。
【００２７】
ウェアリング１６、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒ、ピストン２０Ｌ、２０Ｒ、駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒ、めがね板２６、切換レバー３０、切換シリンダ３２、ウェアリング位置検出部４２及び制御部４６が、ピストンポンプ１の逆流防止予圧機構を構成している。
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【００２８】
土砂や脱水汚泥等の輸送対象物を輸送するときには、まず、ホッパー１０内に輸送対象物を投入し、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒの一方に輸送対象物を吸込む。例えば、ポンプシリンダ１８Ｒが輸送対象物の吸込行程にあるとする。図３（ｉ）及び図４（ｉ）に示すように、ウェアリング１６は位置Ｌにあり、ポンプシリンダ１８Ｌは揺動管１２と連なり、ポンプシリンダ１８Ｒはホッパー１０と連なっている。近接スイッチ４４Ｌが切換レバー３０の被検知部３１と対向してＯＮ状態となっており、近接スイッチ４４ＬがＯＮ状態にあることを示す信号Ｐ１が、ウェアリング位置検出部４２から制御部４６へ送られる。
【００２９】
信号Ｐ１に基づき、制御部４６はピストン２０Ｒを後退させ、ピストン２０Ｌを前進させる信号Ｃ１を駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送る。信号Ｃ１によりピストン２０Ｒが後退して輸送対象物を吸込む（図３（ｉ）を参照）。輸送対象物を吸込んだポンプシリンダ１８Ｒは、ホッパー１０内と同じ低圧状態にある。
【００３０】
ポンプシリンダ１８Ｒが吸込行程を完了したら、切換レバー３０が動き、ウェアリング１６が位置Ｃに移動する。近接スイッチ４４Ｃが切換レバー３０の被検知部３１と対向してＯＮ状態となり、近接スイッチ４４ＣがＯＮ状態にあることを示す信号Ｐ２が、ウェアリング位置検出部４２から制御部４６へ送られ、ウェアリング１６が停止する（図３（ｉｉ）及び図４（ｉｉ）を参照）。ウェアリング１６のシール部３６が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒを塞ぎ、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒは密閉されている。
【００３１】
制御部４６は、信号Ｐ１の次に信号Ｐ２を受け取ったことに基づき、ピストン２０Ｒを少し前進させる信号Ｃ２を駆動シリンダ２２Ｒの制御弁へ送る。信号Ｃ２によりピストン２０Ｒが少し前進してポンプシリンダ１８Ｒ内の輸送対象物に予圧をかけ、ポンプシリンダ１８Ｒ内の圧力を揺動管１２からの吐出圧まで高める（図３（ｉｉ）を参照）。このとき、ピストン２０Ｌは停止しており、ピストン２０Ｒと同期して後退することはない。
【００３２】
ポンプシリンダ１８Ｒ内の輸送対象物に予圧をかけたら、切換レバー３０が動き、ウェアリング１６が位置Ｒへ移動する。近接スイッチ４４Ｒは切換レバー３０の被検知部３１と対向してＯＮ状態となり、近接スイッチ４４ＲがＯＮ状態にあることを示す信号Ｐ３が、ウェアリング位置検出部４２から制御部４６へ送られ、ウェアリング１６が停止する（図３（ｉｉｉ）及び図４（ｉｉｉ）を参照）。ポンプシリンダ１８Ｒが揺動管１２と連なり、ポンプシリンダ１８Ｌがホッパー１０と連なる。ポンプシリンダ１８Ｒ内は予圧をかけられて高圧となっているので、揺動管１２との間に圧力差はなく、両者が連なる際に輸送対象物が逆流して脈動を生じることはない。
【００３３】
信号Ｐ３に基づき、制御部４６はピストン２０Ｌを後退させ、ピストン２０Ｒを前進させる信号Ｃ３を駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送る。そして、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒはそれぞれ吸込行程、吐出行程に入る。信号Ｃ３によりピストン２０Ｒが前進して輸送対象物を揺動管１２から吐出し、ピストン２０Ｌが後退してポンプシリンダ１８Ｌに輸送対象物を吸込む（図３（ｉｉｉ）を参照）。
【００３４】
ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒがそれぞれ吸込行程、吐出行程を完了したら、切換レバー３０が動き、ウェアリング１６が位置Ｃに移動し、近接スイッチ４４ＣがＯＮ状態となり、信号Ｐ２が制御部４６へ送られ、ウェアリング１６が停止する。ウェアリング１６のシール部３６が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒを塞ぎ、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒは密閉される。制御部４６は、信号Ｐ３の次に信号Ｐ２を受け取ったことに基づき、ピストン２０Ｌを少し前進させる信号Ｃ４を駆動シリンダ２２Ｌの制御弁へ送る。信号Ｃ４によりピストン２０Ｌが少し前進してポンプシリンダ１８Ｌ内の輸送対象物に予圧をかけ、ポンプシリンダ１８Ｌ内の圧力を吐出圧まで高める。このとき、ピストン２０Ｒは停止しており、ピストン２０Ｌと同期して後退することはない。
【００３５】
ポンプシリンダ１８Ｌ内の輸送対象物に予圧をかけ終わったら、切換レバー３０が動き、ウェアリング１６が位置Ｌへ移動し、近接スイッチ４４ＬはＯＮ状態となり、信号Ｐ１が制御部４６へ送られ、ウェアリング１６が停止する。ポンプシリンダ１８Ｌが揺動管１２と連なり、ポンプシリンダ１８Ｒがホッパー１０と連なる。ポンプシリンダ１８Ｌ内は高圧となって揺動管１２との間に圧力差がなく、両者が連なる際に輸送対象物が逆流して脈動を生じることはない。制御部４６は信号Ｐ１に基づいて信号Ｃ１を駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送り、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒはそれぞれ吐出行程、吸込行程に入る。ピストン２０Ｒが後退してポンプシリンダ１８Ｒに輸送対象物を吸込み、ピストン２０Ｌが前進して輸送対象物を揺動管１２から吐出する。
【００３６】
そして、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒがそれぞれ吐出行程、吸込行程を完了した後、切換レバー３０が動き、ウェアリング１６が位置Ｃへ移動し、近接スイッチ４４ＣがＯＮ状態となり、信号Ｐ２が制御部４６へ送られ、ウェアリング１６が停止し、信号Ｃ２が駆動シリンダ２２Ｒの制御弁へ送られて、ポンプシリンダ１８Ｒ内の圧力が吐出圧まで高められる。
【００３７】
このようにして、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒにおける吸込行程と吐出行程とを交互に切換えて行い、継続的に輸送対象物を輸送する。したがって、ピストンポンプ１において、揺動管１２の切換時に輸送対象物の逆流が防止されて脈動が解消され、脈動に起因する衝撃や振動の発生も防止されている。同時に、ピストンポンプ１の容積効率も向上している。
【００３８】
なお、本実施の形態において、ウェアリング位置検出部４２は近接スイッチ４４Ｌ、４４Ｒ、４４Ｃとで構成されているが、ウェアリング位置検出部４２を近接スイッチ４４Ｌ、４４Ｒにより構成し、近接スイッチ４４Ｃの代わりにタイマーを制御部４６に設けることも可能である。この場合、タイマーにより近接スイッチ４４ＬがＯＦＦ状態になってから一定時間後に予圧をかける信号Ｃ２を駆動シリンダ２２Ｒの制御弁へ送ることとし、同様に、近接スイッチ４４ＲがＯＦＦ状態になってから一定時間後に予圧をかける信号Ｃ４を駆動シリンダ２２Ｌの制御弁へ送ることとする。
【００３９】
次に、本発明の第２の実施の形態を図５ないし図８に基づいて説明する。図５はウェアリング及びめがね板の構成図、図６は切換レバーの構成図、図７は逆流防止予圧機構の作用の説明図であり、図８（ｉ）は図７のＩＶ−ＩＶ線断面図、図８（ｉｉ）は図７のＶ−Ｖ線断面図、図８（ｉｉｉ）は図７のＶＩ−ＶＩ線断面図である。なお、第１の実施の形態と同様の構成のものについては、同じ符号を付して重複する説明を省略する。
【００４０】
本実施の形態に係る揺動管方式のピストンポンプ１の構成は、ウェアリング１６、ウェアリング位置検出部４２及び駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの構成を除いて第１の実施の形態と同様である。
図５及び図６に示すように、めがね板２６の左右の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの間隔はウェアリング１６の開口部３４の幅より大であり、ウェアリング１６の各シール部３６の幅はめがね板３の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの幅よりも広く、且つ左右の吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの間隔よりも狭い。さらに、一方のシール部３６の幅に開口部３４の幅を加えた大きさは、吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの一方の幅に吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの間隔を加えた大きさよりも狭い（角ＪＯＫ＋角ＨＯＫ＜角ＤＯＥ＋角ＥＯＦ、角ＪＯＫ＋角ＧＯＪ＜角ＤＯＥ＋角ＣＯＤ）。
【００４１】
すなわち、ウェアリング１６の開口部３４が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの間で、吸込吐出口２８Ｌ側に偏って位置し、一方のシール部３６が吸込吐出口２８Ｌを塞いで密閉しているとき、他方のシール部３６と吸込吐出口２８Ｒとの間には隙間３７が形成される（図５及び図６を参照）。同様に、開口部３４が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの間で、吸込吐出口２８Ｒ側に偏って位置し、一方のシール部３６が吸込吐出口２８Ｒを塞いで密閉しているときは、他方のシール部３６と吸込吐出口２８Ｌとの間には隙間３７が形成される（図７（ｉｉ）及び図８（ｉｉ）を参照）。
【００４２】
なお、以下の説明において、ウェアリング１６の開口部３４が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの間で、吸込吐出口２８Ｌ側に偏って位置し、一方のシール部３６が吸込吐出口２８Ｌを塞いで密閉し、他方のシール部３６と吸込吐出口２８Ｒとの間には隙間３７が形成されるときに、ウェアリング１６及び被検知部３１がとる位置を位置ＣＬというものとする。また、開口部３４が吸込吐出口２８Ｌ、２８Ｒの間で、吸込吐出口２８Ｒ側に偏って位置し、一方のシール部３６が吸込吐出口２８Ｒを塞いで密閉し、他方のシール部３６と吸込吐出口２８Ｌとの間には隙間３７が形成されるときに、ウェアリング１６及び被検知部３１がとる位置を位置ＣＲというものとする。
【００４３】
ウェアリング１６は位置Ｌと位置Ｒとを交互にとって一定時間停止し、位置Ｌから位置Ｒへ移動するときは途中の位置ＣＲで一定時間停止し、位置ＣＬでは停止しない構成となっている。また、ウェアリング１６が位置Ｒから位置Ｌへ移動するときは途中の位置ＣＬで一定時間停止し、位置ＣＲでは停止しない構成となっている。
【００４４】
ウェアリング位置検出部４２は、図６に示すように、近接スイッチ４４Ｌ、４４Ｒ、４４ＣＬ、４４ＣＲからなる。近接スイッチ４４Ｌ、４４Ｒは第１の実施の形態と同様であり、ウェアリング１６が位置Ｌにあると近接スイッチ４４ＬがＯＮ状態となり、ウェアリング１６が位置Ｒにあると近接スイッチ４４ＲがＯＮ状態となる。ウェアリング１６が位置ＣＬにあるとき、近接スイッチ４４ＣＬが被検知部３１に対向してＯＮ状態となり、ウェアリング１６が位置ＣＲにあるとき、近接スイッチ４４ＣＲが被検知部３１に対向してＯＮ状態となる構成となっている。各近接スイッチ４４Ｌ、４４Ｒ、４４ＣＬ、４４ＣＲのＯＮ／ＯＦＦ状態は、信号としてウェアリング位置検出部４２から制御部４６へ送られる。
【００４５】
駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒは、従来例１及び従来例２と同様に、油圧配管によって互いに連結されており、互いに同期して作動するようになっている。
次に、本実施の形態の作用について説明する。
第１の実施の形態と同様、まず、ホッパー１０内に輸送対象物が投入され、ポンプシリンダ１８Ｒが吸込行程にあるとする。図８（ｉ）に示すように、ウェアリング１６は位置Ｌにあり、ポンプシリンダ１８Ｌは揺動管１２と連なり、ポンプシリンダ１８Ｒはホッパー１０と連なっている。近接スイッチ４４ＬはＯＮ状態となっている。
【００４６】
制御部４６は、近接スイッチ４４ＬがＯＮ状態にあることを示す信号Ｐ１を受け取り、ピストン２０Ｒを後退させ、且つピストン２０Ｌを前進させる信号Ｃ１を駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送る。ピストン２０Ｒが後退して輸送対象物を吸込み、ポンプシリンダ１８Ｒはホッパー１０内と同じ低圧状態にある。（図７（ｉ）を参照）。
【００４７】
ポンプシリンダ１８Ｒが吸込行程を完了したら、切換レバー３０が動き、ウェアリング１６が位置Ｌから位置ＣＲへ移動し、近接スイッチ４４ＣＲがＯＮ状態となり、近接スイッチ４４ＣＲがＯＮ状態にあることを示す信号Ｐ５が、ウェアリング位置検出部４２から制御部４６へ送られ、ウェアリング１６が停止する（図７（ｉｉ）及び図８（ｉｉ）を参照）。ポンプシリンダ１８Ｒは密閉され、ポンプシリンダ１８Ｌは隙間３７を介してホッパー１０と連なる。
【００４８】
信号Ｐ５に基づき、制御部４６は、ピストン２０Ｒを少し前進させ、且つピストン２０Ｌを少し後退させる信号Ｃ５を駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送る。信号Ｃ５によりピストン２０Ｒが少し前進してポンプシリンダ１８Ｒ内の輸送対象物に予圧をかけ、ポンプシリンダ１８Ｒの圧力を揺動管１２からの吐出圧まで高める（図７（ｉｉ）を参照）。同時に、ピストン２０Ｌがピストン２０Ｒに同期して少し後退する。ピストン２０Ｌが後退しても、ポンプシリンダ１８Ｌはホッパー１０と連なっているので、ポンプシリンダ１８Ｌ内は真空は生じずにホッパー１０と同じ圧力となっており、輸送対象物が予備的に吸込まれる。
【００４９】
ポンプシリンダ１８Ｒに予圧をかけ終わったら、切換レバー３０が動いて、ウェアリング１６は位置Ｒへ移動し、近接スイッチ４４ＲがＯＮ状態となり、近接スイッチ４４ＲがＯＮ状態にあることを示す信号Ｐ３が、ウェアリング位置検出部４２から制御部４６へ送られ、ウェアリング１６が停止する（図７（ｉｉｉ）及び図８（ｉｉｉ）を参照）。ポンプシリンダ１８Ｒが揺動管１２と連なり、吸込吐出口２８Ｌがホッパー１０に全開した状態となる。ポンプシリンダ１８Ｒは予圧をかけられているので、揺動管１２との間に圧力差はなく、両者が連なる際に輸送対象物が逆流して脈動を生じることはない。また、ポンプシリンダ１８Ｌ内はホッパー１０と同じ圧力となっているので、ポンプシリンダ１８Ｌに輸送対象物が急激に引き込まれて脈動を生じることもない。
【００５０】
制御部４６は信号Ｐ３を受け取り、ピストン２０Ｌを後退させ、且つピストン２０Ｒを前進させる信号Ｃ３を駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送る。そして、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒは互いに同期してそれぞれ吸込行程、吐出行程に入る。ピストン２０Ｌが後退して輸送対象物を吸込み、ピストン２０Ｒが前進して輸送対象物を吐出する（図７（ｉｉｉ）を参照）。ポンプシリンダ１８Ｒは揺動管１２の吐出圧力と同じ高圧状態にあり、ポンプシリンダ１８Ｌはホッパー１０内と同じ低圧状態にある。
【００５１】
ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒがそれぞれ吸込行程、吐出行程を完了したら、切換レバー３０が動き、ウェアリング１６が位置ＣＬへ移動し、近接スイッチ４４ＣＬがＯＮ状態となり、近接スイッチ４４ＣＬがＯＮ状態にあることを示す信号Ｐ６が、ウェアリング位置検出部４２から制御部４６へ送られ、ウェアリング１６が停止する（図６を参照）。ポンプシリンダ１８Ｌは密閉され、ポンプシリンダ１８Ｒは隙間３７を介してホッパー１０と連なる。
【００５２】
信号Ｐ６に基づき、制御部４６は、ピストン２０Ｌを少し前進させ、且つピストン２０Ｒを少し後退させる信号Ｃ６を駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送る。信号Ｃ６により、ピストン２０Ｌが少し前進してポンプシリンダ１８Ｌに予圧をかけ、ポンプシリンダ１８Ｌの圧力を揺動管１２からの吐出圧まで高める。同時に、ピストン２０Ｒがピストン２０Ｌに同期して少し後退する。ピストン２０Ｒが後退しても、ポンプシリンダ１８Ｒはホッパー１０と連なっているので、ポンプシリンダ１８Ｒ内はホッパー１０と同じ圧力となっており、輸送対象物が予備的に吸込まれる。
【００５３】
ポンプシリンダ１８Ｌに予圧をかけたら、切換レバー３０が動いて、ウェアリング１６は位置Ｌへ移動し、近接スイッチ４４ＬがＯＮ状態となり、信号Ｐ１が制御部４６へ送られ、ウェアリング１６が停止する。ポンプシリンダ１８Ｌは揺動管１２と連なり、吸込吐出口２８Ｒはホッパー１０に対して全開となる。ポンプシリンダ１８Ｌは予圧をかけられて高圧となっており、揺動管１２と連なる際に輸送対象物が逆流して脈動を生じることはない。ポンプシリンダ１８Ｒ内はホッパー１０と同じ圧力となっており、ポンプシリンダ１８Ｒに輸送対象物が急激に引き込まれて脈動を生じることもない。
【００５４】
制御部４６は信号Ｐ１を受け取り、信号Ｃ１を駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送り、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒは互いに同期してそれぞれ吐出行程、吸込行程に入り、ピストン２０Ｒが後退して輸送対象物を吸込み、同時に、ピストン２０Ｌが前進して輸送対象物を吐出する。
ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒがそれぞれ吐出行程、吸込行程を完了したら、切換レバー３０が動き、ウェアリング１６が位置ＣＲへ移動し、近接スイッチ４４ＣＲがＯＮ状態となり、信号Ｐ５が制御部４６へ送られ、ウェアリング１６が停止し、信号Ｃ５が駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送られる。
【００５５】
このようにして、ポンプシリンダ１８Ｌ、１８Ｒにおける吸込行程と吐出行程とを交互に切換えて行い、継続的に輸送対象物を輸送する。
したがって、ピストンポンプ１において、脈動が解消されており、脈動に起因する衝撃、振動の発生もなく、容積効率が向上している。
なお、本実施の形態においてウェアリング位置検出部４２は近接スイッチ４４Ｌ、４４Ｒ、４４ＣＬ、４４ＣＲとで構成されているが、ウェアリング位置検出部４２を近接スイッチ４４Ｌ、４４Ｒにより構成し、近接スイッチ４４ＣＬ、４４ＣＲの代わりにタイマーを制御部４６に設けることも可能である。この場合、タイマーにより近接スイッチ４４ＬがＯＦＦ状態になってから一定時間後に予圧をかけ予備的吸込みを行う信号Ｃ５を駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送ることとし、近接スイッチ４４ＲがＯＦＦ状態になってから一定時間後に予圧をかけ予備的吸込みを行う信号Ｃ６を駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒの制御弁へ送ることとする。
【００５６】
以上より、第１の実施の形態の逆流防止予圧機構は、駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒを非同期作動をさせるため油圧回路がやや複雑化するものの、吸込行程完了側のポンプシリンダと揺動管１２との間の圧力差を解消できる理想的な機構となっている。また、第２の実施の形態の逆流防止予圧機構は、吐出行程完了側のポンプシリンダとウェアリング１６との間に隙間３７を形成して輸送対象物を予備的に吸込むためウェアリング１６の停止制御が複雑化するものの、駆動シリンダ２２Ｌ、２２Ｒを油圧配管によって連結して同期作動をさせるので、油圧回路が簡素な機構となっている。
【００５７】
【発明の効果】
本発明は、上記のようなピストンポンプの逆流防止予圧機構であるので、ピストンポンプの脈動を解消し、振動及び衝撃の発生を防止するとともに、容積効率を向上させるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である逆流防止予圧機構を備えたピストンポンプの構成図である。
【図２】第１の実施の形態の切換レバーの構成図である。
【図３】第１の実施の形態の逆流防止予圧機構の作用の説明図であり、（ｉ）は位置Ｌにおける作用の説明図、（ｉｉ）は位置Ｃにおける作用の説明図、（ｉｉｉ）位置Ｒにおける作用の説明図である。
【図４】（ｉ）は図３のＩ−Ｉ線断面図、（ｉｉ）は図３のＩＩ−ＩＩ線断面図、（ｉｉｉ）は図３のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態である逆流防止予圧機構に係るウェアリング及びめがね板の構成図である。
【図６】切換レバーの構成図である。
【図７】第２の実施の形態の逆流防止予圧機構の作用の説明図であり、（ｉ）は位置Ｌにおける作用の説明図、（ｉｉ）は位置ＣＲにおける作用の説明図、（ｉｉｉ）は位置Ｒにおける作用の説明図である。
【図８】（ｉ）は図７のＩＶ−ＩＶ線断面図、（ｉｉ）は図７のＶ−Ｖ線断面図、（ｉｉｉ）は図７のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図９】従来例１のピストンポンプの構成図である。
【図１０】従来例２のピストンポンプの構成図である。
【図１１】従来例２のピストンポンプの作用の説明図である。
【符号の説明】
１ ピストンポンプ
１０ ホッパー
１０Ｂ ホッパーの背壁
１０Ｆ ホッパーの前壁
１２ 揺動管
１２Ｂ 揺動管の基端部
１２Ｔ 揺動管の先端部
１４ 揺動管軸
１６ ウェアリング
１８Ｌ、１８Ｒ ポンプシリンダ
２０Ｌ、２０Ｒ ピストン
２２Ｌ、２２Ｒ 駆動シリンダ
２４ 水封箱
２６ めがね板
２８Ｌ、２８Ｒ 吸込吐出口
３０ 切換レバー
３１ 被検知部
３２ 切換シリンダ
３４ ウェアリングの開口部
３６ ウェアリングのシール部
３７ 隙間
３８ 上部ガイド板
４０ 下部ガイド板
４２ ウェアリング位置検出部
４４Ｌ、４４Ｒ、４４Ｃ、４４ＣＬ、４４ＣＲ 近接スイッチ
４６ 制御部
Ｏ 揺動管の基端部の回動中心
Claims (3)
- 左右一対の吸込吐出口を穿設しためがね板をホッパーの背壁に設け、各吸込吐出口の背部にそれぞれポンプシリンダを配設し、ホッパー内には先端部を左右の吸込吐出口に臨む位置へ交互に切換え移動可能な揺動管を設け、揺動管の先端部に、開口部を有しめがね板に摺接するウェアリングを設け、左右の吸込吐出口の間隔を開口部の幅以上とし、ウェアリングの開口部の両側にめがね板の吸込吐出口の幅以上のシール部を設けたピストンポンプにおいて、
ポンプシリンダの吸込行程と吐出行程との切換時に、ウェアリングの開口部が左右の吸込吐出口の中間に移動して、シール部が少なくとも吸込行程完了側のポンプシリンダを密閉する位置でウェアリングを停止させ、
吸込行程完了側のポンプシリンダ内の輸送対象物に予圧をかけた後に、開口部が前記吸込行程完了側のポンプシリンダの吸込吐出口に臨む位置までウェアリングを移動させるように構成したことを特徴とするピストンポンプの逆流防止予圧機構。 - 吸込行程完了側のポンプシリンダ内の輸送対象物に予圧をかけている最中は、吐出行程完了側のポンプシリンダを停止させ、ウェアリングが移動して吐出行程完了側のポンプシリンダの吸込吐出口がホッパー内に開口した後に、吐出行程完了側のポンプシリンダでピストンの後退を開始させることを特徴とする請求項１に記載のピストンポンプの逆流防止予圧機構。
- 左右一対の吸込吐出口を穿設しためがね板をホッパーの背壁に設け、各吸込吐出口の背部にそれぞれポンプシリンダを配設し、ホッパー内には先端部を左右の吸込吐出口に臨む位置へ交互に切換え移動可能な揺動管を設け、揺動管の先端部に、開口部を有しめがね板に摺接するウェアリングを設け、左右の吸込吐出口の間隔を開口部の幅以上とし、ウェアリングの開口部の両側にめがね板の吸込吐出口の幅以上のシール部を設けたピストンポンプにおいて、
一方のポンプシリンダでの輸送対象物の吐出と、他方のポンプシリンダでの輸送対象物の吸込とを同期して行うように構成し、
ウェアリングのシール部が吸込行程完了側のポンプシリンダを密閉しているときに、吐出行程完了側のポンプシリンダの吸込吐出口と、ウェアリングのシール部との間に隙間を形成することを特徴とする請求項１に記載のピストンポンプの逆流防止予圧機構。
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