JP2013072287A

JP2013072287A - スクイズポンプ、弾性チューブ接続管

Info

Publication number: JP2013072287A
Application number: JP2011209589A
Authority: JP
Inventors: Satoru Iwata; 岩田　　悟
Original assignee: Daiichi Techno Co Ltd
Current assignee: Daiichi Techno Co Ltd
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2013-04-22

Abstract

【課題】スクイズポンプにおいて圧送時における弾性チューブ６の吐出口８での搬送流体の逆流を軽減させる。
【解決手段】円筒ドラム２と、円筒ドラム２の内周面に沿って配置された弾性チューブ６と、円筒ドラム２内にてその周方向に回転可能に配置された押圧ローラ１３とを備え、弾性チューブ６を押圧ローラ１３で押圧して弾性変形させながら押圧ローラ１３を回転させることにより弾性チューブ６内のスラリーを圧送するスクイズポンプにおいて、弾性チューブ６の吐出口には、一旦拡径し下流側に向かって順次縮径する内部形状を有する接続管９を備えている。この接続管９は弾性チューブ６の吐出口８に装着される装着部と、この装着部の下流端に接続する形でスラリーの流れ方向に直交する外側方向に延びる円環状の壁部と、その壁部の外周縁から下流側に向かうにつれて順次縮径していく円錐筒部とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、弾性チューブを押圧ローラで押圧して圧送するスクイズポンプ及びスクイズポンプの弾性チューブ吐出口に接続される弾性チューブ接続管に関する。

生コンクリート等のスラリーを移送するためのスクイズポンプにおいては、ケージングの内周面に弾性チューブが横Ｕ字状に配設されケージングの中心部に貫通支持した駆動軸に、その駆動軸の軸周りの１８０度隔てた位置にそれぞれ一対の支持アームが固定されている。各支持アームの先端部には押圧ローラが回転可能に支持されており、弾性チューブを両側から押圧して弾性変形させている。

駆動軸が回転すると、一対の押圧ローラが弾性チューブを左右両側から挟圧した状態で公転を始め、弾性チューブを外側から絞る形で押圧ローラが自転しながら移動することにより、コンクリートを弾性チューブ内にて押圧ローラの移動方向に圧送することができる。押圧ローラは公転方向に１８０度隔ててそれぞれ一対ずつ配置されているため、ケージング内でＵ字状に配設された弾性チューブを交互に押圧しながら連続してコンクリート等のスラリーを圧送する（特許文献１参照）。

特開２００１−２６３２６７号公報

この弾性チューブの吐出口には圧送管が接続されている。圧送管は複数の金属製配管が直列に接続された形状をなし、その全体長さはポンプの使用目的（高所作業用、低所作業用）等によって異なる。また、圧送管の下流側にはノズルが配置されており、弾性チューブから吐出されたスラリーは圧送管内を通って下流側へと圧送されノズルから外部へと吐出されることとなる。

この圧送管のうち、最も上流側には弾性チューブに接続するためのアダプタとして機能する接続管が配置されている。接続管は円筒形状をなし、上流側端部は弾性チューブの吐出口に内嵌される装着部が形成され、下流側端部には後続の配管に接続するための接続フランジが形成されている。

ところで、弾性チューブと押圧ローラとを用いたスクイズポンプにおいては、押圧ローラが駆動軸を中心とする公転軌道に沿って回転する一方、弾性チューブはその吐出口付近では直線状に伸びているため、弾性チューブの吐出口手前部分では押圧ローラの移動方向と弾性チューブの延伸方向が異なることとなる。

この場合、押圧ローラは弾性チューブに対して順次内側へと移動するため、弾性チューブから見れば、まず先に弾性チューブの外周側端部について押圧ローラによる押圧が解除され、この部分に隙間が発生することとなる。

押圧ローラの圧送により押圧ローラよりも下流側の弾性チューブ、接続管及び圧送管の内部のコンクリートは高圧となっているため、押圧ローラによる押圧が解除されて隙間が生じると、生じた隙間を通って高圧側のコンクリートが相対的に低圧となっている上流側へと逆流することとなる。

このとき、コンクリートに含まれているセメントのみならず砂利や小石等の骨材も隙間を通って逆流する。このため、弾性チューブ内周に隙間が形成される箇所は、下流方向へのコンクリートの圧送に続いてコンクリートの逆流が生じるため、コンクリートの移動量が多くなり、弾性チューブの内周面が摩耗して耐久性が低下する。

そこで、本願は上記の問題に鑑み、スクイズポンプにおいて圧送時における弾性チューブ吐出口での搬送流体の逆流を軽減させることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、円筒ドラムと、円筒ドラムの内周面に沿って配置された弾性チューブと、円筒ドラム内にてその周方向に回転可能に配置された押圧ローラとを備え、前記弾性チューブを前記押圧ローラで押圧して弾性変形させながら押圧ローラを回転させることにより弾性チューブ内のスラリーを圧送するスクイズポンプにおいて、前記弾性チューブの吐出口には、一旦拡径し下流側に向かって順次縮径する内部形状を有する接続管を備えたことを特徴とする。

請求項２の発明は、前記接続管は、弾性チューブの吐出口に装着される装着部と、この装着部の下流端に接続する形でスラリーの流れ方向に直交する外側方向に延びる円環状の壁部と、その壁部の外周縁から下流側に向かうにつれて順次縮径していく円錐筒部と、を備えていることを特徴とする。

請求項３の発明は、円筒ドラムと、円筒ドラムの内周面に沿って配置された弾性チューブと、円筒ドラム内にてその周方向に回転可能に配置された押圧ローラとを備え、前記弾性チューブを前記押圧ローラで押圧して弾性変形させながら押圧ローラを回転させることにより弾性チューブ内のスラリーを圧送するスクイズポンプの弾性チューブ吐出口に接続される弾性チューブ接続管であって、同接続管は、一旦拡径し下流側に向かって順次縮径する内部形状を有していることを特徴とする。

請求項４の発明は、前記弾性チューブ接続管は、弾性チューブの吐出口に装着される装着部と、この装着部の下流端に接続する形でスラリーの流れ方向に直交する外側方向に延びる円環状の壁部と、その壁部の外周縁から下流側に向かうにつれて順次縮径していく円錐筒部と、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、スクイズポンプにおいて圧送時における弾性チューブ吐出口での搬送流体の逆流を軽減させることができる。

実施形態のスクイズポンプの斜視図。スクイズポンプの部分断面図。弾性チューブ接続管の部分縦断面図。弾性チューブ接続管の内部の逆流時におけるコンクリートの流れを示す説明図。弾性チューブに隙間が形成されていない状態のスクイズポンプの断面図。弾性チューブに隙間が形成された状態のスクイズポンプの断面図。

以下、本発明をコンクリート用に具体化したスクイズポンプの一実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。
まず、スクイズポンプの構成について説明する。なお、スクイズポンプとは弾性チューブの吐出口に接続される接続管も含む構成を意味する。また、説明において上流及び下流とはコンクリート圧送時において弾性チューブの中をコンクリートが流れる方向を意味し、コンクリートが逆流するとは弾性チューブ内を下流側から上流側へ流れることを意味する。

スクイズポンプは、図１に示すように外周面がケージング１に覆われている（図１にて破線図で示す）。ケージング１は円筒形に形成された円筒ドラム２と、その円筒ドラム２の左右両側面をそれぞれ覆う円板状のドラムカバー３とから構成されており、このケージング１は円筒ドラム２部分にて図示しないコンクリートポンプ車等の台車に固定されている。円筒ドラム２の左右両側面を覆うドラムカバー３は円筒ドラム２に対してボルト等の締結手段により着脱可能に固定されており、ケージング１内部のメンテナンス等を行うときはこのドラムカバー３を取り外して作業を行うことができる。また、ドラムカバー３の中央には駆動モータの駆動軸４を挿入して支持するための円孔（図示しない）が形成されている。

一方、円筒ドラム２の周面上の上下２箇所には内外に連通する出窓５が形成されている。これらの出窓５を介して弾性チューブ６の両端部がケージング１から突出配置されている。なお、弾性チューブ６の両端部のうち、下側の突出部がコンクリートの吸入口７となり、上側の突出部がコンクリートの吐出口８となる。そして、弾性チューブ６の吐出口８には、圧送管の一部を構成する弾性チューブ接続管である接続管９が装着されている。

図２に円筒ドラム２の断面を示すように、スクイズポンプは円筒ドラム２の内部に、弾性チューブ６とこの弾性チューブ６を押圧する押圧機構１０とを備えている。
押圧機構１０は、弾性チューブ６を左右両側から押圧して閉塞しながらその内部のコンクリートを一定方向（図２中時計回り方向）に圧送する機構であり、駆動軸４に固定され駆動軸４と一体回転する取付プレート１１と、この取付プレート１１に固定された支持軸１２と、支持軸１２に回転可能に支持される押圧ローラ１３とを主な構成とする。

取付プレート１１は、対向して配置された二枚の略六角形状の金属プレート１４からなり、両金属プレート１４は駆動軸４に対してその軸線方向に所定間隔を設けて固定されている。また、両金属プレート１４の各頂点間には金属プレート１４間に両端を支持された復元ローラ１５が回転可能に配置されている。

各金属プレート１４の外側面には、駆動軸４の半径方向外側に延びる支持軸１２が、駆動軸４の軸芯を中心として１８０度離間した位置にそれぞれ固定されている。各支持軸１２の先端には押圧ローラ１３がその支持軸１２の軸芯回りに回転可能に支持されている。なお、押圧ローラ１３が支持軸１２の軸芯周りに回転することを自転といい、押圧ローラ１３が駆動軸４周りに回転することを公転という。

押圧ローラ１３は、対向する各金属プレート１４から同方向に伸び、駆動軸４の軸方向に対向して配置された二つの押圧ローラ１３、１３をもって一対をなしている。すなわち、本実施形態では、取付プレート１１にはその周方向の１８０度離間した位置にそれぞれ対をなす押圧ローラ１３、１３が配置されているため、合計２対の押圧ローラ１３、１３を備えていることとなる。

図１、図２に示すように、個々の押圧ローラ１３は金属製の略円柱状をなし、上端は周囲が面取りされて丸みを帯びた形状をなしている。一対の押圧ローラ１３表面の間隔は、弾性チューブ６を挟んだ状態で弾性チューブ６の対向する内周面同士が接触して弾性チューブ６内面を閉塞する程度に設定されている（図５参照）。

また、各金属プレート１４の外側面には、１８０度離間して配置された二つの押圧ローラ１３の間に周方向に等間隔で駆動軸４の径方向外側に延びる複数のガイドローラ１６が配置されており、取付プレート１１には駆動軸４の軸方向にガイドローラ１６が対向する状態となっている。

弾性チューブ６は、ケージング１の内部で対向配置された一対の押圧ローラ１３、１３に両側から押圧された状態で、円筒ドラム２の内周面に略半周に亘って固定されたガイド板１７に沿って横Ｕ字状に配置されて、両端部の吸入口７と吐出口８とが円筒ドラム２の出窓５から外へ突出している。弾性チューブ６の吸入口７には図示しないホッパが接続されており、スクイズポンプの動作中には弾性チューブ６に連続してコンクリートを供給可能である。

弾性チューブ６の吐出口８には、内部に圧送流路を有する金属製の接続管９が装着されている。この接続管９は従来の接続管と同じ長さを有し、圧送管１８の一部をなして弾性チューブ６の吐出口８と下流側の圧送管１８とを接続するいわゆるアダプタとしての機能を有している。接続管９は図３に示すように弾性チューブ６の吐出口に内嵌される装着部１９とこの装着部１９に連続して形成されたテーパ部２０とを備えている。

装着部１９は接続管９を弾性チューブ６に接続する部分であり、装着部１９の内周面は一定の径を有する円筒状に形成されているが、弾性チューブ６に内嵌接触する外周面の中央部分には肉薄となる段部２１が周方向に亘って形成されている。この段部２１は弾性チューブ６を外嵌した後に図示しない締結部材を締めることにより、弾性チューブ６と接続管９との抜け止めが可能となる。

また、テーパ部２０の内部形状は、上流側から下流側に向かって一旦拡径した後に内径が小さくなるテーパ形状をなしている。より具体的には、テーパ部２０は、上流側の端部に装着部１９の下流端に接続する形で流れ方向に直交する外側方向に延びる円環状の壁部２２が形成され、その壁部２２の外周縁から下流側に向かうにつれて順次縮径していき下流端の径が装着部における内径と同一となる円錐筒部２３とを備えている。

すなわち、テーパ部２０は装着部１９を抜けて下流側に入ったところでまず壁部２２により拡径し、そこから円錐筒部２３を下流側に向かうにつれて順次縮径していき、下流端において装着部１９の内径と同じ内径に至ることとなる。なお、テーパ部２０は金属板材を加工して一定の厚みにて形成されているため、その外部形状も内部形状にほぼ沿った形状を有する。

テーパ部２０の下流端外周面には径方向外側に肉厚となるフランジ２４が形成されており、その下流側に位置する圧送管１８に接続することができる。また、テーパ部２０の外周面の周方向に１８０度離間した位置には径方向外側に延びる取付ステー２５が形成されており、この取付ステー２５を介して接続管９は図示しない台車に固定されている。

次に、前記の構成を有するスクイズポンプについて、その動作及び作用を説明する。
駆動モータの駆動軸４が図２中時計回り方向に回転されると、併せて取付プレート１１が回転を始め、取付プレート１１に支持軸１２を介して支持されている押圧ローラ１３も公転を開始する。また、復元ローラ１５、ガイドローラ１６も併せて公転を開始する。

図５に示すように一対の押圧ローラ１３、１３は弾性チューブ６を両側から押圧してその内部を閉塞し、押圧ローラ１３が公転することにより弾性チューブ６の閉塞箇所が順次移動して弾性チューブ６内のコンクリートを下流側に圧送する。

ここで、押圧ローラ１３は駆動軸４を中心とする公転軌道に沿って回転する一方、弾性チューブ６はその吐出口８付近では直線状に伸びており、弾性チューブ６の吐出口８の手前部分では押圧ローラ１３の公転方向と弾性チューブ６の延伸方向が異なる。このため、吐出口８付近では、図６に示すように、押圧ローラ１３は弾性チューブ６に対して順次内側へと移動して、弾性チューブ６の外周側端部に隙間Ｓが発生する。

弾性チューブ６の内圧は押圧ローラ１３による閉塞部分を境界としてその上流側より下流側の方が相対的に高くなっているため、下流側に位置するコンクリートは弾性チューブ６に形成された隙間Ｓを通って上流側に逆流する。すると、順次下流側に位置するコンクリートも逆流を開始するため、弾性チューブ６内のみならず接続管９内のコンクリートにも逆流が生じる。

接続管９のテーパ部２０を逆流の流れに沿って見た場合、すなわち下流側から上流側に向かってみた場合、円錐筒部２３は上流側に向かって順次拡径していきその上流端は壁部２２によって急に縮径した状態で装着部１９に連結している。このため、接続管９のテーパ部２０内を逆流するコンクリートは、図４にて接続管９内にて示した矢印のように円錐筒部２３及びこれに続く壁部２２により流れにムラが生じて円滑な流れが阻害されることとなり、コンクリート全体の逆流が阻害されて弾性チューブ６の隙間Ｓから逆流が緩和される。

上記実施形態のスクイズポンプによれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、弾性チューブ６の吐出口８に一旦拡径し下流側に向かって順次縮径する内部形状を有する接続管９を接続している。このため、コンクリートの逆流が生じた場合でも接続管９内部での円滑な流れが阻害され、弾性チューブ６の隙間Ｓから逆流が緩和される。

（２）弾性チューブ６の隙間Ｓからの逆流が緩和されることにより、弾性チューブ６の内周面の摩耗も低減され耐久性が向上する。
（３）接続管９は従来の接続管９と同じ長さに形成しているため、接続管９のみの付け替えが可能であり既存のスクイズポンプを使用することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 接続管９の外部形状は内部形状と同じである必要はなく、場所により厚みが変わっていてもよい。

○ 接続管９の装着部１９は弾性チューブ６の吐出口８に内嵌するものに限定されず、外嵌するものでもよい。
○ 接続管９の壁部２２は、流れ方向に直交する外側方向に延びるものに限らず、流れ方向に直交する方向を中心として上流側または下流側に傾斜していてもよい。

○ 円錐筒部２３の下流端の内径は装着部１９の内径と同じとなっているが、両者の内径を同じくする必要はない。
○ 接続管９は、一旦拡径する壁部２２と下流側に向かって順次縮径する円錐筒部２３とを備えていれば、円錐筒部２３の更に下流側に一定内径を有する円筒部分が一体に形成されていてもよい。

○ 接続管９の円錐筒部２３は下流側に向かって直線的に縮径するものにかぎらず、ラッパ状、紡錘状のように縦断面（図３に示す断面）が曲線状であってもよい。
○ スクイズポンプは一対の押圧ローラ１３、１３が弾性チューブ６を両側から押圧する構成に限らず、一つの押圧ローラが弾性チューブを内周側から押圧する構成でもよい。この構成のスクイズポンプでも、公転する押圧ローラが弾性チューブから離れる瞬間に弾性チューブの特定箇所に隙間が形成されるため、本実施形態の接続管を使用することにより同様の効果を発揮することができる。

○ 接続管９の下流に接続される圧送管１８の途中にも一旦拡径し下流側に向かって順次縮径する内部形状を形成等してもよい。接続管９に加えて更に下流側の圧送管１８中にも同状を採用することにより、弾性チューブ６の吐出口８からノズル出口に至る複数箇所でコンクリートの逆流を緩和させることができ、より弾性チューブ６の隙間Ｓからの逆流の緩和が期待できる。なお、圧送管１８の途中に一旦拡径し下流側に向かって順次縮径する内部形状を形成する場合には、同形状の別部材を作成して圧送管１８の接続部分に挿入配置するのでもよく、あるいは圧送管１８自体に同形状を一体に形成するのでもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
前記接続管の装着部は弾性チューブに内嵌され、装着部の内径は円錐筒部の下流端の内径と同一径となっていることを特徴とする請求項２に記載のスクイズポンプ、または請求項４に記載の弾性チューブ接続管。

これによれば、接続管の入り口となる装着部と出口となる円錐筒部の下流端の内径が同じであるため、圧送時における接続管内のコンクリートの圧送速度が入り口と出口で変化しない。

１・・ケージング、２・・円筒ドラム、３・・ドラムカバー、４・・駆動軸、５・・出窓、６・・弾性チューブ、７・・吸入口、８・・吐出口、９・・接続管、１１・・取付けプレート、１２・・支持軸、１３・・押圧ローラ、１８・・圧送管、１９・・装着部、２０・・テーパ部、２１・・段部、２２・・壁部、２３・・円錐筒部、Ｓ・・隙間。

Claims

円筒ドラムと、円筒ドラムの内周面に沿って配置された弾性チューブと、円筒ドラム内にてその周方向に回転可能に配置された押圧ローラとを備え、
前記弾性チューブを前記押圧ローラで押圧して弾性変形させながら押圧ローラを回転させることにより弾性チューブ内のスラリーを圧送するスクイズポンプにおいて、
前記弾性チューブの吐出口には、一旦拡径し下流側に向かって順次縮径する内部形状を有する接続管を備えたことを特徴とするスクイズポンプ。
前記接続管は、弾性チューブの吐出口に装着される装着部と、この装着部の下流端に接続する形でスラリーの流れ方向に直交する外側方向に延びる円環状の壁部と、その壁部の外周縁から下流側に向かうにつれて順次縮径していく円錐筒部と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載のスクイズポンプ。
円筒ドラムと、円筒ドラムの内周面に沿って配置された弾性チューブと、円筒ドラム内にてその周方向に回転可能に配置された押圧ローラとを備え、前記弾性チューブを前記押圧ローラで押圧して弾性変形させながら押圧ローラを回転させることにより弾性チューブ内のスラリーを圧送するスクイズポンプの弾性チューブ吐出口に接続される弾性チューブ接続管であって、
同接続管は、一旦拡径し下流側に向かって順次縮径する内部形状を有していることを特徴とする弾性チューブ接続管。
前記弾性チューブ接続管は、弾性チューブの吐出口に装着される装着部と、この装着部の下流端に接続する形でスラリーの流れ方向に直交する外側方向に延びる円環状の壁部と、その壁部の外周縁から下流側に向かうにつれて順次縮径していく円錐筒部と、を備えていることを特徴とする請求項３に記載の弾性チューブ接続管。