JP2011208451A

JP2011208451A - 泥土撹拌装置

Info

Publication number: JP2011208451A
Application number: JP2010078321A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Shibuya; 光男渋谷; Takatsugu Hirano; 高嗣平野; Shinji Fukushima; 伸二福島; Atsushi Itsunoi; 淳五ノ井; Akira Kitajima; 明北島; Kazuma Nishio; 一馬西尾; Kazuki Sakai; 和樹境
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Fujita Corp
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd; Fujita Corp
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2011-10-20
Anticipated expiration: 2030-03-30
Also published as: JP5603632B2

Abstract

【課題】既存のベースマシンのアタッチメントとして使用可能にし、併せて泥土と固化剤の混合効率の向上及び固化剤の均一な撹拌・混合を可能にした泥土撹拌装置を提供する。
【解決手段】泥土に固化剤を添加して撹拌・混合する泥土撹拌装置であって、支持枠体２０の縦部材２００４と２００６との間に延在し縦部材２００４、２００６に回転可能に支持された第１撹拌体３０と、第１撹拌体３０から離れて縦部材２００４と２００６との間に延在し縦部材２００４、２００６に回転可能に支持された第２撹拌体４０と、第１撹拌体３０を回転する第１駆動モータ５０と、第２撹拌体４０を回転する第２駆動モータ６０と、縦部材２００４、２００６にそれぞれ設けられ第１撹拌体３０と第２撹拌体４０との間に固化剤を供給する固化剤供給管７０とを備える構成にした。
【選択図】図４

Description

本発明は、既設の溜池やダム内部等に堆積した泥土を所要の強度と遮水性を有するように、固化剤を添加し撹拌混合して固化処理する泥土撹拌装置に関する。

溜池やダム内部等に堆積した泥土を築堤土として再利用したり、あるいは泥土の搬出・処理を容易にするための固化処理方法には、泥土にセメントなどの固化剤を加え撹拌混合して固化するようにした泥土固化処理装置が知られている（特許文献１参照）。
また、軟弱地盤の改良の際に、泥土が所用の強度と遮水性を有するように、泥土に固化剤を添加・混合する。これにより、泥土の搬出・処理を容易にしている。

この種の泥土固化処理装置は、泥土及び固化剤を別々の搬送手段を利用して撹拌装置の撹拌タンク内に搬送し、撹拌翼を回転することにより泥土と固化剤とを撹拌混合しながら撹拌タンクの排出口から排出するように構成されている。

しかし、このような従来の泥土固化処理装置では、その撹拌装置の動力に専用のパワーユニットを使用しているため、泥土固化処理装置が大型になっていた。そのため、泥土固化処理装置運搬に多くの時間・費用・労力を要していた。また、従来の泥土固化処理に使用される撹拌装置は、バックホウや油圧ショベル等のベースマシンのアタッチメントとして使用することができないため、泥土固化処理装置の機動性が損なわれるほか、泥土固化処理装置は自走できなかった。

特開平１１−１７３０８５号公報

本発明は、上記のような事情に鑑みなされたものであって、既存のベースマシンのアタッチメントとして使用可能にし、併せて泥土と固化剤の混合効率の向上及び固化剤の均一な撹拌・混合を可能にした泥土撹拌装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明は、泥土に固化剤を添加して撹拌・混合する泥土撹拌装置であって、細長形状を呈する横部材と、前記横部材の長さ方向の両端からそれぞれ互いに平行して延在する一対の縦部材とを有する支持枠体と、前記一対の縦部材間に延在し前記一対の縦部材に回転可能に支持された第１撹拌体と、前記縦部材の長手方向において前記第１撹拌体から離れた前記一対の縦部材間に延在し前記一対の縦部材に回転可能に支持された第２撹拌体と、前記支持枠体に設けられ前記第１撹拌体を回転する第１駆動モータと、前記支持枠体に設けられ前記第２撹拌体を回転する第２駆動モータと、前記一対の縦部材にそれぞれ設けられ前記第１撹拌体と第２撹拌体との間に固化剤を供給する固化剤供給管とを備えることを特徴とする。

本発明の泥土撹拌装置によれば、既存のベースマシンのアタッチメントとして使用することができ、泥土と固化剤の混合効率を向上でき、併せて固化剤を均一に撹拌・混合することができる。

本発明にかかる泥土撹拌装置をベースマシンのブームに揺動可能に連結して泥土と固化材とを撹拌・混合する状態を示す全体の構成図である。本発明にかかる泥土撹拌装置の正面図である。本発明にかかる泥土撹拌装置の側面図である。本発明にかかる泥土撹拌装置の一部を切り欠いて示す拡大正面図である。

以下、本発明にかかる泥土撹拌装置の実施の形態について図１乃至図４を参照して詳細に説明する。
図１において、１００は泥土撹拌装置、２００はバックホウや油圧ショベル等の自走可能なベースマシンである。泥土撹拌装置１００はベースマシン２００のブーム２０２に揺動可能に連結され、ベースマシン２００のアタッチメントの１つとして使用できるようになっている。

泥土撹拌装置１００は、図１乃至図４に示すように、支持枠体２０、第１撹拌体３０、第２撹拌体４０、第１駆動モータ５０、第２駆動モータ６０、固化剤供給管７０等を含んで構成される。
支持枠体２０は、鋼材からなる細長形状を呈する横部材２００２と、横部材２００２の長さ方向の両端に結合され、この両端からそれぞれ互いに平行して下方へ延在する一対の縦部材２００４，２００６とを備える。縦部材２００４及び２００６は、中空の四角筒鋼材から構成され、泥土や水が浸入できない密閉構造になっている。
また、横部材２００２の長さ方向の中央部には、ベースマシン２００のブーム２０２の先端に上下方向に揺動可能に連結されたアーム２０３の先端に揺動可能に連結される連結部２００８が設けられている。これにより、支持枠体２０は、ブーム２０２の先端に連結部２００８及び連結ピン２０１０によって揺動可能に、かつ着脱可能に連結される。

第１撹拌体３０は、泥土撹拌装置１００がブーム２０２及びアーム２０３の操作により泥土中に押し込まれる時に、第２撹拌体４０で撹拌・混合された泥土と固化剤との混合物を、該混合物に固化剤を注入しながら更に撹拌・混合するもので、縦部材２００４と２００６との間に延在して縦部材２００４と２００６に回転可能に支持される。
すなわち、第１撹拌体３０は、縦部材２００４と２００６との間に延在する長さの第１回転軸３００２を有し、この第１回転軸３００２の両端は、縦部材２００４及び２００６の側璧を貫通して縦部材２００４及び２００６内に突出している。そして、縦部材２００４及び２００６内への第１回転軸３００２の突出両端部は軸受３００４，３００６を介して縦部材２００４と２００６に回転可能に支持されている。
また、第１撹拌体３０は、第１回転軸３００２の外周に該外周から離間する方向に突出し第１回転軸３００２の全長に亘り設けられた複数の第１撹拌羽根３００８を含んでいる。
第１撹拌羽根３００８は、図４に示すように、直角に折り曲げられたチョッパー形の撹拌羽根を構成している。

第２撹拌体４０は、泥土撹拌装置１００がブーム２０２及びアーム２０３の操作により泥土中に押し込まれる時に泥土と注入される固化剤とを粗練り状態に撹拌・混合するもので、縦部材２００４、２００６の長手方向において、第１撹拌体３０から下方へ離れた箇所の縦部材２００４と２００６との間に延在して縦部材２００４と２００６に回転可能に支持される。
すなわち、第１撹拌体４０は、縦部材２００４と２００６との間に延在する長さの第２回転軸４００２を有し、この第２回転軸４００２の両端は、縦部材２００４及び２００６の側璧を貫通して縦部材２００４及び２００６内に突出している。そして、縦部材２００４及び２００６内への第２回転軸４００２の突出両端部は軸受４００４，４００６を介して縦部材２００４と２００６に回転可能に支持されている。
また、第２撹拌体４０は、第２回転軸４００２の外周に該外周から離間する方向に突出し第２回転軸４００２の全長に亘り設けられた複数の第２撹拌羽根４００８を含んでいる。
この第２撹拌羽根４００８は、図４に示すように、第２回転軸４００２に回転軸線Ｌに対して一定の角度θ１傾斜するパドル形の撹拌羽根を構成している。

第１駆動モータ５０は第１撹拌体３０を回転駆動するもので、ベースマシン２００に装備された油圧装置からの油圧により駆動される油圧モータから構成されている。この第１駆動モータ５０は、密閉構造のハウジング５００２内に収容されている。このハウジング５００２を含む第１駆動モータ５０は縦部材２００４の上端に取着されている。
また、第１駆動モータ５０には駆動スプロケット５００４が設けられており、この駆動スプロケット５００４と第１回転軸３００２の一端に取着された従動スプロケット５００６との間には、縦部材２００４の内部を通して配置されたスプロケットチェーン５００８が巻き掛けられている。
さらに、第１駆動モータ５０には、図４に示すように、ベースマシン２００に設置されている油圧ポンプ１２からの油圧が、流路切換弁及びその操作部からなる正逆転切換回路１４と、流量調節弁及びその操作部からなる流量制御回路１６を介して供給されるように構成されている。

第２駆動モータ６０は第２撹拌体４０を回転駆動するもので、ベースマシン２００に装備された油圧装置からの油圧により駆動される油圧モータから構成されている。この第２駆動モータ６０は、密閉構造のハウジング６００２内に収容されている。このハウジング６００２を含む第２駆動モータ６０は縦部材２００６の上端に取着されている。
また、第２駆動モータ６０には駆動スプロケット６００４が設けられており、この駆動スプロケット６００４と、第２回転軸４００２の一端に取着された従動スプロケット６００６との間には、縦部材２００６の内部を通して配置されたスプロケットチェーン６００８が巻き掛けられている。
さらに、第１駆動モータ６０には、図４に示すように、ベースマシン２００に設置されている油圧ポンプ１２からの油圧が、流路切換弁及びその操作部からなる正逆転切換回路１８と、流量調節弁及びその操作部からなる流量制御回路２０を介して供給されるように構成されている。

縦部材２００４及び２００６には、固化剤供給管７０が縦部材２００４及び２００６の長手方向に沿ってそれぞれ配設されている。そして、固化剤供給管７０の吐出口７００２（図３及び図４参照）は第１撹拌体３０と第２撹拌体４０との間に向けて開口され、固化剤供給管７０の供給口７００４（図３参照）には、図示省略した従来周知の固化剤供給装置からセメント等の固化剤が供給できるように構成されている。

次に、本実施の形態に示す泥土撹拌装置１００の動作について説明する。
溜池やダム内部等に堆積した泥土に固化剤を添加して撹拌混合する場合は、まず、図１に示すように、予め構築された泥土混合槽２２内に、溜池等の底から掘削した泥土２４を投入する。その後、ベースマシン２００を移動させて、ブーム２０２の先端に連結された泥土撹拌装置１００を泥土混合槽２２内の泥土２４の上方で吊り下げ状態に保持する。かかる状態で、油圧ポンプ１２を起動し、この油圧ポンプ１２から吐出される油圧を正逆転切換回路１４及び流量制御回路１６を通して第１駆動モータ５０に供給し、第１駆動モータ５０を駆動することで第１撹拌体３０を回転させる。同時に、油圧ポンプ１２からの吐出油圧を正逆転切換回路１８及び流量制御回路２０を通して第２駆動モータ６０にも供給し、第２駆動モータ６０を駆動することで第２撹拌体４０を回転させる。これと同時に、図示省略した従来周知の固化剤供給装置から両方の固化剤供給管７０に固化剤を供給することにより、それぞれの吐出口７００２からの固化剤を第１撹拌体３０と第２撹拌体４０との間に向けて吐出する。

この状態で、ブーム２０２及びアーム２０３を操作して泥土撹拌装置１００全体を一定の速度で降下させ、泥土撹拌装置１００を第２撹拌体４０側から泥土２４中に順次押し込む。この押し込み動作により、回転する第２撹拌体４０が泥土２４中にその表面から順次押し込まれると、第２撹拌体４０は、泥土２４と、固化剤供給管７０を通して供給口７００４から供給される固化剤とを粗練り状態に撹拌・混合する。これに続いて、回転する第１撹拌体３０が泥土２４中にその表面から順次押し込まれると、第１撹拌体３０は、第２撹拌体４０で撹拌・混合された泥土と固化剤との混合物を、該混合物に固化剤供給管７０を通して供給口７００４から固化剤を供給しながら更に撹拌・混合する。このような第２撹拌体４０と第１撹拌体３０とによる泥土と固化剤との撹拌・混合動作は、泥土撹拌装置１００の下端が泥土混合槽２２内の底面に近接する、予め決められた降下端まで連続して行われる。そして、泥土撹拌装置１００が降下端に達したならば、第２撹拌体４０及び第１撹拌体３０の撹拌動作を継続させたままの状態で泥土撹拌装置１００をブーム２０２により泥土２４の表面上まで上昇させる。これにより、泥土と固化剤とを均一に撹拌・混合することができる。
なお、泥土と固化剤とを、より一層、均一に撹拌・混合したい場合は、同一箇所において、泥土撹拌装置１００をブーム２０２及びアーム２０３により複数回上下動作させればよい。

泥土混合槽２２内の泥土中への最初の押し込み箇所での泥土撹拌装置１００による泥土と固化剤との撹拌・混合が終了したならば、上記最初の押し込み箇所に隣接して、該押し込み箇所の前方または後方あるいは左方または右方に所定の距離ずらした箇所に泥土撹拌装置１００を移動する。この移動箇所で泥土撹拌装置１００を再び一定の速度で、予め決められた降下端まで降下させた後上昇させることにより、第２撹拌体４０と第１撹拌体３０で泥土と固化剤とを均一に撹拌・混合する。
以下同様にして、泥土撹拌装置１００を前方または後方あるいは左方または右方に所定の距離ずらした箇所での第２撹拌体４０と第１撹拌体３０の撹拌・混合を繰り返し実行する。

すなわち、泥土混合槽２２内の泥土２４に固化剤を均一に混合させる場合は、ベースマシン２００のブーム２０２及びアーム２０３により、泥土撹拌装置１００を泥土混合槽２２内の泥土中で上下移動させる操作と、泥土撹拌装置１００を前方または後方あるいは左方または右方へ所定の距離させる操作を繰り返し行う。例えば図１の実線で示す箇所で最初に泥土撹拌装置１００を上下移動させて泥土と固化剤とを撹拌・混合した場合は、この最初の撹拌・混合箇所から図１の二点鎖線で示す箇所まで所定の距離移動させるごとに泥土撹拌装置１００の上下移動させて泥土と固化剤とを撹拌・混合する。これにより、泥土混合槽２２内に投入された泥土２４に固化剤を均一に混合でき、かつ混合時間を短縮することができる。
また、図１の実線で示す最初の撹拌・混合箇所から左方または右方に所定の距離移動させるごとに泥土撹拌装置１００の上下移動させて泥土と固化剤とを撹拌・混合する操作と、泥土撹拌装置１００を前方または後方へ所定の距離移動させるごとに泥土撹拌装置１００の上下移動させて泥土と固化剤とを撹拌・混合する操作と交互に実行することも可能である。これにより、泥土混合槽２２内に投入された全ての泥土２４に対し固化剤を、より一層均一に混合でき、かつ混合時間を短縮することができる。
なお、泥土撹拌装置１００の前方または後方への移動距離、あるいは左方または右方への移動距離は一定とは限らず、ランダムであってもよい。

第１撹拌体３０及び第２撹拌体４０の回転方向と回転速度は、撹拌混合される泥土の土質性状により変更される。
すなわち、第１撹拌体３０の回転方向の変更は、正逆転切換回路１４を正転または逆転側へ切り換えることで行われる。そして、第１撹拌体３０の回転速度の調整は、流量制御回路１６を操作して第１駆動モータ５０への油圧流量を制御することでなされる。また、第２撹拌体４０の回転方向の変更は、正逆転切換回路１８を正転または逆転側へ切り換えることで行われる。そして、第２撹拌体４０の回転速度の調整は、流量制御回路２０を操作して第２駆動モータ６０への油圧流量を制御することでなされる。

このような本実施の形態に示す泥土撹拌装置１００によれば、ベースマシン２００のアーム２０３の先端に泥土撹拌装置１００の支持枠体２０を連結部２００８及び連結ピン２０１０によって揺動可能に、かつ着脱可能に連結できる構成にしたので、泥土攪拌装置１００を既存の油圧ショベルなどのベースマシン２００のアタッチメントとして使用することができる。これにより、駆動装置としてのベースマシンに汎用性があり、泥土攪拌装置のベースマシンへの着脱も容易にできる。

また、本実施の形態に示す泥土撹拌装置１００によれば、別々の駆動モータ５０、６０により回転され、かつ支持枠体２０の縦部材２００４と２００６との間に両端が回転可能に支持された第１撹拌体３０及び第２撹拌体４０を備え、そして、泥土撹拌装置１００をブーム２０２により一定の速度で降下させて泥土撹拌装置１００を第２撹拌体４０側から泥土２４中に順次押し込む時に、第２撹拌体４０で撹拌・混合された泥土と固化剤との混合物を、後続する第１撹拌体３０で、固化剤を注入しながら更に撹拌・混合し、さらに、第１撹拌体３０及び第２撹拌体４０の両端側から第１撹拌体３０と第２撹拌体４０の間に向けて、固化剤供給管７０の吐出口７００２から固化剤を供給する構成にしたので、固化剤を泥土に効率よく混合させることができる。しかも、泥土撹拌装置１００は、ベースマシン２００のブーム２０２によって、泥土混合槽２２内を前後方向、左右方向及び泥土混合槽２２の深さ方向（上下方向）に移動できるため、泥土と固化剤の混合効率を更に向上でき、かつ泥土混合槽２２内全体の泥土に固化剤を均一に撹拌・混合させることができる。

また、本実施の形態に示す泥土撹拌装置１００によれば、第１撹拌体３０及び第２撹拌体４０の回転方向と回転速度を変更及び調節する正逆転切換回路及び流量制御回路をそれぞれ備えているので、泥土の土質性状に合わせて第１撹拌体３０及び第２撹拌体４０の回転方向及び回転速度を変更し調節することができ、より効率の良い泥土と固化剤との撹拌・混合が可能になる。
さらに、本実施の形態に示す泥土撹拌装置１００によれば、第１撹拌体３０及び第２撹拌体４０の撹拌羽根にチョッパー形、パドル形、オーガー形などの何れかを使用し、または第１撹拌体３０及び第２撹拌体４０に設けられる撹拌羽根に同一または異なる形状の撹拌羽根を使用し、あるいは上記形状の撹拌羽根を組み合わせて使用することにより、種々の土質性状の改良に適用することができる。
また、油圧駆動源の圧力を圧力計などを利用してモニタリングすることにより、泥土の撹拌の均一状況を確認することができる。

１００…泥土撹拌装置、２００…ベースマシン、２０２…ブーム、２０３…アーム、２０…支持枠体、２００２…横部材、２００４，２００６…縦部材、２００８…連結部、３０…第１撹拌体、３００２…第１回転軸、３００８…第１撹拌羽根、４０…第２撹拌体、４００２…第２回転軸、４００８…第２撹拌羽根、５０…第１駆動モータ、６０…第２駆動モータ、７０…固化剤供給管。

Claims

泥土に固化剤を添加して撹拌・混合する泥土撹拌装置であって、
細長形状を呈する横部材と、前記横部材の長さ方向の両端からそれぞれ互いに平行して延在する一対の縦部材とを有する支持枠体と、
前記一対の縦部材間に延在し前記一対の縦部材に回転可能に支持された第１撹拌体と、
前記縦部材の長手方向において前記第１撹拌体から離れた前記一対の縦部材間に延在し前記一対の縦部材に回転可能に支持された第２撹拌体と、
前記支持枠体に設けられ前記第１撹拌体を回転する第１駆動モータと、
前記支持枠体に設けられ前記第２撹拌体を回転する第２駆動モータと、
前記一対の縦部材にそれぞれ設けられ前記第１撹拌体と第２撹拌体との間に固化剤を供給する固化剤供給管とを備える、
ことを特徴とする泥土撹拌装置。
前記横部材の長さ方向の中央部に、自走可能なベースマシンのブームに揺動可能に連結される連結部が設けられ、前記支持枠体は、前記ブームに前記連結部を介して揺動可能に連結されていることを特徴とする請求項１記載の泥土撹拌装置。
前記第１撹拌体は、前記一対の縦部材間に延在しその両端が前記一対の縦部材に回転可能に支持された第１回転軸と、前記第１回転軸の外周に該外周から離間する方向に突出し前記回転軸の全長に亘り設けられた複数の第１撹拌羽根とを含んで構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の泥土撹拌装置。
前記第２撹拌体は、前記一対の縦部材間に延在しその両端が前記一対の縦部材に回転可能に支持された第２回転軸と、前記第２回転軸の外周に該外周から離間する方向に突出し前記回転軸の全長に亘り設けられた複数の第２撹拌羽根とを含んで構成されていることを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載の泥土撹拌装置。
前記第１撹拌体と前記第２撹拌体は、同一の形状を呈していることを特徴とする請求項１乃至４に何れか１項記載の泥土撹拌装置。
前記第１撹拌体と前記第２撹拌体は、それぞれ異なった形状の撹拌羽根を有していることを特徴とする請求項１乃至４に何れか１項記載の泥土撹拌装置。
前記第１及び第２駆動モータは油圧モータからなり、前記各油圧モータへの油圧は、前記ベースマシンに設置されている油圧ポンプから正逆転切換回路及び流量制御回路を介して供給されることを特徴とする請求項２記載の泥土撹拌装置。
前記支持枠体に支持された前記第１撹拌体と第２撹拌体は、前記ベースマシンのブームにより前記泥土中に押し込まれ、当該押し込み操作時に前記第２撹拌体で撹拌・混合された泥土と固化剤との混合物を前記第１撹拌体で更に撹拌・混合することを特徴とする請求項２記載の泥土撹拌装置。