JP3256532B2 - 材料混練装置 - Google Patents
材料混練装置Info
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Description
ミックスの建築、構築用材料を混練して吹付け装置や打
設装置に供給する材料混練装置に係わり、特に、トンネ
ル等の狭い空間でドライミックス材料を大量に混練打設
する際に使用して好適な材料混練装置に関する。
(特にモルタル)を混練打設する装置として従来より混
練加圧ポンプが知られている。この混練加圧ポンプは、
モルタル等のドライミックスの建築材料を装置内に供給
した水と混合し、所定の圧力で吐出するものである。図
11は特許第2610340号に示される混練加圧ポンプ(材
料混練装置)で、水平面に対して10°〜15°の角度
で幾らか下方に傾斜して配設された混合管1の上に、建
築材料を収容をする漏斗容器(ホッパ)2を取り付けて
構成されており、摺動体3により混合管1を漏斗容器2
から遮断できるようになっている。
ムウォーム5が配置され、該ゴムウォーム5によって建
築材料を混合室6内に供給するようになっている。混合
室6には1以上の混合水ノズル8が設けられ、又、材料
を水と混練する撹拌器14が配設されている。混合管1
の端部に形成されたフランジ9には偏心ウォームポンプ
10が固着されている。偏心ウォームポンプ10の偏心
ウォーム10aは継手接続により分割された多数の軸を
介してモータ11によって駆動される。モータ11とゴ
ムウォーム5の一端との間には第1継手12が設けら
れ、ゴムウォーム5の他端と撹拌器14の一端との間に
は第2継手13が設けられ、撹拌器14の他端と偏心ウ
ォーム10aとの間には第3継手15が設けられてい
る。偏心ウォーム10aは例えば160〜200rpmの範囲に
ある比較的低い回転数により運転して混練材料を吐出口
10b方向に輸送する。
16を有し、実質上2本の掻き落とし棒17を備えてい
る。掻き落とし棒17は混合室6の周辺区域における材
料の堆積の引き剥がし又は堆積の阻止に使用するもの
で、長手方向軸線16に対して平行に延伸し、断面が実
質上正方形に形成されている。掻き落とし棒17には、
長手方向軸線16に垂直に固定され、かつ断面において
矩形の実質上半径方向に向かって内側に延伸する撹拌ア
ーム23が設けられている。長手方向軸線16に関して
半径方向に延伸するブリッジ18は2本の掻き落とし棒
17の一端部を互いに結合しており、掻き落とし棒17
の他端は半径方向に延在するブリッジ部材19を介して
軸受体20に取付けられている。撹拌器14を一方でゴ
ムウォーム5に、他方で偏心ウォーム10aに揺動可能
に結合させるために、ブリッジ18の外側に四角軸21
を固定し、軸受体20に四角形の中空開口部22を設け
ている。
気のない材料は重力作用で入口開口部4を介して混合管
1内に達し、ゴムウォーム5により混合室6内に供給さ
れる。混合水ノズル8は混合水投与用の自動的作動装置
(図示せず)と協働し、その結果混合室6内において噴
射された所定量の水と材料の混合が行われ、その後、水
と混合された材料が偏心ウォーム10aによって更にポ
ンピングされて吐出口10b方向に送られ、該吐出口か
ら吐き出される。従って、吐出口10bに吹き付け装置
あるいは打設装置を取り付けることにより混練材料を吹
き付けあるいは打設することができる。
装置は、袋詰されたドライミックス材料(通常20kg)
を1袋づつホッパ2内に投入し、所定量づつ供給した水
と混練して吐出する仕組みとなっている。所定量の袋体
になっている理由は、ドライミックス材料は上記混練装
置を用いずとも通常のモルタルミキサで1バッチづつ練
ることが出来るようにするためである。以上のように、
従来技術では20Kg程度の袋詰めされた材料を1袋づつ
ホッパ2内に投入するものである。このため、一度に大
量の定着材を打設しなければならないときは、その間ず
っとドライミックス材料を人力により供給しつづけなけ
ればならず、しかもドライミックスの袋体は1袋づつ開
封してホッパに投入しなければならないので非常に煩雑
であった。又、作業終了後に材料の空き袋が大量に出て
しまうので、これを処分しなければならないという問題
がある。この場合、材料の空き袋の内側にセメント等の
粉体が付着しているため、空き袋を回収しても再生が難
しく、廃棄或いは焼却等の処置を施すことになるが環境
汚染の問題が生じる。さらに、ドライミックス材料を開
封、投入する毎に袋から粉塵が発生する形となり、材料
混練打設作業が連続している間はこの作業に作業者が継
続的に係わるために、材料投入に際する作業者の労力軽
減や安全衛生対策にも配慮が求められていた。
ライミックス材料のホッパへの投入に要する手間を大幅
に低減し、作業者の労力軽減と安全衛生対策に配慮した
材料混練装置を提供することである。本発明の別の目的
は、袋を繰り返し使用し、かつ、袋に大量の材料を詰め
込むことにより環境に与える影響を軽減する材料混練装
置を提供することである。本発明の別の目的は、作業空
間が狭く、ドライミックス材料を大量に貯蔵しておくこ
とが出来ない特殊環境、たとえばトンネルにおいて使用
して有効な材料混練装置を提供することである。本発明
の別の目的は、水気の多い環境、たとえば水気の多いト
ンネル現場においても材料を大量にドライな状態に保持
したまま、貯留することができる材料混練装置を提供す
ることである。
は、(1)材料を混練して吐出する混練ポンプ、(2)混練ポ
ンプの側方に配置し、材料を貯留するタンク、(3)前記
タンクから混練ポンプに材料を移送する移送手段、(4)
前記タンクと移送手段の間に配置された開閉自在なシャ
ッタ、(5)前記タンクに設けられ、材料を該タンクに供
給する材料供給袋の底部に形成した所定長の筒状の材料
落下口が入り込み可能な材料受入れ口、(6)前記タンク
の蓋を開けた状態で該タンクの材料貯留空間上に位置す
るように前記材料受入れ口に嵌め込まれ、タンクの蓋を
閉めるときには材料受入れ口より取り外される前記材料
供給袋が載置自在な材料投入治具、を備えている。かか
る材料混練装置によれば、材料1トン単位で繰り返し使
える袋体に材料を充填してクレーン等で吊り下げ搬送
し、しかる後、材料を袋よりタンクに投下、貯留する形
となるため、空き袋が出ず、空き袋の処分(廃棄、焼
却)の問題がなく、環境に与える影響を低減できる。ま
た、所定長さの筒状に形成された落下口がタンクの貯留
空間内に完全に入り込んで材料を落下するので、ドライ
ミックス材料の落下時粉塵の発生も極少に抑えられる。
又、混練ポンプの側方に材料を貯留するタンクを並置
し、移送手段により横方向に材料を移送する構成にした
から、材料混練装置の高さを低くでき、このため作業空
間が狭く、ドライミックス材料を大量に貯蔵しておくこ
とが出来ない特殊環境、たとえばトンネルにおいて使用
して好適である。又、シャッタを閉じることにより密閉
したタンク内に大量の材料を貯留する構成であるため、
水気の多い環境、例えば水気の多いトンネル現場におい
ても材料を大量にドライな状態に保持したまま、貯留す
ることができる。又、タンクの蓋を開けた状態で該タン
クの材料貯留空間上に位置するように材料投入治具を材
料受入れ口に嵌め込み、タンクの蓋を閉めるときには該
治具を材料受入れ口より取り外すようにしているため、
治具により材料供給袋をタンク上に安定的に保持でき、
しかも、所定長さの筒状に形成された落下口がタンクの
貯留空間内に完全に入り込んで材料を落下するので材料
落下時に粉塵の発生を極少に抑えることができる。
料混練装置の正面図及び平面図であり、車両(実施例で
は2tonトラックTLの荷台CT)に搭載した例を示して
いる。又、図3は運転席側から眺めた材料混練装置の側
面図である。図中、51は荷台の後部に配置され、ドラ
イミックス材料を混練して吐出する混練ポンプ、52は
材料を混練ポンプ51に供給する材料供給部(ホッ
パ)、53はフレーム(架台)であり混練ポンプ51、
ホッパ52を固定保持する。混練ポンプ51、ホッパ5
2は図10,図11に示す従来の材料混練装置とほぼ同
一の構成を備えている。すなわち、混練ポンプ51は、
モータ51a、ゴムウォーム51b、混合室51c、撹
拌器51d、偏心ウォームポンプ51e、吐出口51f
等を備え、ホッパ52は入口開口部51gを介してゴム
ウォーム51bに材料を供給する。ゴムウォーム51b
は材料が投入されると、該材料を混合室51cに送りこ
み、撹拌器51dは混合室において水と材料の混合を行
い、偏心ウォームポンプ51eは水と混合した材料をポ
ンピングして吐出口51fに送出して吐出する。従っ
て、吐出口51fに注入ホース51hを装着することに
より、混練された定着材を該ホースを介して定着材打設
位置に圧送することができる。
と並置して設けられた材料貯留用のタンクである。漏斗
状に形成されたタンク内部にはドライミックス材料1ton
分の貯留空間54aがあり、貯留空間はタンク側面に設
けられた覗き窓(図1では紙面の反対に位置するため図
示せず)から可視可能である。また、タンク側面にはメ
ンテナンス用の大扉54bが設けられている。タンク屋
根部54cの頂部には材料受入口54dが設けられ、蓋
54eを開けて袋に詰め込まれた大量の材料をタンク内
の貯留空間54aに投入できるようになっている(図9
参照)。タンクの材料受入口54dには籠状のメッシュ
54fが嵌め込まれており、ここから投入したドライミ
ックス材料に塊があるとそれを篩う機能を有している。
55は開閉自在なシャッタ(軸方向に2個並んでいる)で
あり、タンク貯留空間より後述するスクリュポンプに材
料を供給したり、あるいは材料供給を停止したり、材料
供給量を調整する機能を有している。56はフレーム
(架台)であり、タンク54、スクリュポンプを固定保
持する。
の貯留空間54aとシャッタ55を介して連通するよう
に設けられると共に、タンク54とホッパ52間を連結
する形で横方向に斜めに設けられている。スクリュポン
プ57は、その内部の羽根付き軸57aの回転動作によ
ってケーシング57bの内部を通してドライミックス材
料を移送する公知の構成を有している。ケーシング57
aは筒状になっているが、タンク54の底部では切り欠
かれ、タンクよりドライミックス材料を受容可能になっ
ている。タンク54とケーシング57bは溶接等により
一体にされ、シャッタ55はタンク54の底部をスライ
ドして開閉量を調整できるようになっている。スクリュ
ポンプ57はジョイント部57cで、分離自在に直列接
続された形となっており、ジョイント部近傍の下側には
スクリュポンプ57を支える支持部58が設けられてい
る。スクリュポンプ57をジョイント部57cより分離
することにより、材料が詰まった部分(ケーシング/羽
根付き軸)を交換したり、覗いて詰まり場所を確認した
り、清掃することができる。
に下向きに取り付けられ、ホッパ52に貯留された材料
の高さを検出するセンサ、60はスクリュポンプ57の
羽根付き軸57aを駆動するモータである。ホッパ52
内の材料貯留量が設定量より多くなればモータ60は回
転を停止し、羽根付き軸57aの駆動を停止する。例え
ば、ホッパ52内の材料がホッパ口元まできたことをセ
ンサー59が検出すれば、モータ60は駆動を停止し、
これにより、スクリュポンプ57は材料の移送を停止す
る。モータを再起動するには起動スイッチを操作する。
実施例における本発明の材料混練装置の全体の高さは、
混練ポンプ51とタンク54を並置した構成でるあるた
め、2tonトラックTLの高さhとほぼ等しい程度であ
り、従って、図4に示すように、小断面のトンネルTN
L内での使用が可能である。尚、図4では運転台を省略
して示している(点線が運転台)。
袋と、この材料を前記タンク54の材料受入口54dに
投入する際に用いる材料投入治具の説明図である。袋6
1は実施例においてはポリプロピレン製で形成され、図
5(a)に底面図、図5(b)に側面図を示している。
袋61は、複数の吊り下げ帯61a、ドライミックス材
料が入れられる袋部61b、蓋部61e(図5
(b))、袋部の底に所定長さの筒状に形成された材料
落下口61c、落下口61cを縛るワンタッチファスナ
ー付きのバンド61f、バンド61fで縛られた落下口
61cを底側から押える形となる4枚の押え片61g、
さらにその4枚重ね合わされた押え片61gを底側から
押える形となる6枚の底部片61h、6枚の底部片61
hを中心部で絞って連結する紐61dを有している。従
って、袋61は材料が装填された搬送状態ではバンド6
1fで口を絞められた材料落下口61cが袋部61b内
部に押し込まれた状態になっていて、それを4方から押
える押え片61gと、該押え片61gを6方から押える
底部片 61hにより、底が3重構造になっている。こ
の袋61は使い捨てせず、何回も使うタイプであり、1
トン分の材料が装填されている。そして、ドライミック
ス材料を袋61からタンク54に投入する際には、図5
(c)に示す材料投入治具を用いる。材料投入治具71
は鋼棒等からなり、2ケの輪(リング)71a、71b
と、この2ケの輪71a、71bを所定間隔で保持する
ように溶接された何本かの直棒71cから構成され、こ
れにより材料投入治具71の内側には材料投下用空間7
1dが形成されている。材料投下用空間71d内には外
部から自在に手を差し入れることができる 。下側の輪7
1bの内径はタンク54の材料受入口54dの大きさに
対応して形成され、実施例においては材料受入口54d
の縁の径より若干大きくなっており、一方、上側の輪7
1aの内径はドライミックス材料の袋61の袋部61b
の外径に対応した大きさに形成されている。この治具7
1は、タンク54内に材料を投入する際に蓋54eを開
けた材料受入口54dに嵌合させ、その上に材料供給袋
61を載せた形で用いる(図10参照)。また、材料投
入を行っていないときは 、 材料投入治具71を材料受入
口54dから取り外し 、 タンク54に蓋54eをしてお
く 。なお、図示例における材料投入治具71は、材料投
入動作時に蓋54eを開けた材料貯留空間54a上に載
せる形でタンク54と別体になっているが、この治具7
1は、蓋54eを閉めるときにここから待避できるよう
になっていれば、タンク54と一体に設けられていても
差し支えない。図7〜図10は運転動作/ホッパへの材
料供給一次停止/作業中断、清掃作業/材料補給動作の
状態説明図であり、図1〜図5と同一部分には同一符号
を付している。
図7に示すように、ドライミックス材料を充填したタン
ク54のシャッタ55を1ケ又は2ケ開け、モータ60,
51aを回転してスクリュポンプ57と混練ポンプ51
を駆動する。すると、タンク54からスクリュポンプ5
7に落下したドライミックス材料MTRが矢印で示すよう
に移送されホッパ52を介して混練ポンプ51に供給さ
れ、水と混練され、所定の圧力で吐出される。こうして
混練、吐出される分量(単位時間当たり吐出量)と、スク
リュポンプ57がタンク54からホッパ52内に移送す
る単位時間当たり量は一致していない。これは、混練ポ
ンプ51の吐出状況が逐次変化するためホッパ52が設
けられていることからも当然のことである。以上より、
吐出量が少ないとホッパ内に材料がたまってくる。
ホッパ52の口元まで溜ってきたか常時監視しており、
材料が口元まで溜ってくると、これを検出して制御部
(図示せず)に警告信号ALMを入力する。制御部は警告
信号ALMが入力すれば停止信号HLTをモータ60に入力し
てその回転を停止する。モータ60の回転が停止すれ
ば、スクリュポンプ57の羽根付き軸(スクリュ駆動
軸)57aの回転が停止し、ホッパ52へのドライミッ
クス材料MTRの移送が停止する。これにより、吐出量が
少ないときでもホッパ52から材料が溢れることを防止
できる。ホッパ52内の材料が減少して移送を再開する
には、起動スイッチを操作する。この場合、移送再開す
るための下限貯留量を設定しておき、貯留量が該下限貯
留量になったなら自動的に移送を再開するように制御す
ることもできる。人為的に作業を中断する際は、タンク
54のシャッタ55を閉じてスクリュポンプ57へのド
ライミックス材料の供給を停止する。この状態で材料混
練打設作業を中断しても、ドライミックス材料MTRはタ
ンク内部でドライな状態で貯留されているので、湿って
固まることはない。よって無駄が出ない。
るには、図9に示すようにジョイント部57cで、ケー
シングと羽根付き軸の両方を先端部571だけ取り外
す。取外し後、残りのスクリュポンプ572のケーシン
グ内部の目視点検や掃除等のメンテナンスを行う。又、
混練ポンプ側の保守、清掃作業を行うには、スクリュポ
ンプの先端部571を取り外した状態において、フレー
ムに固定された混練ポンプ51/ホッパ52をクレーン
で吊り上げて他の広い場所に移動させ、移動後、混練ポ
ンプ51の部品交換や内部清掃等のメンテナンス作業を
行う。このようにすれば、作業空間が広い場所で混練ポ
ンプ51/ホッパ52の保守、清掃作業を行うことがで
きる。混練ポンプ51/ホッパ52の保守、清掃作業は
タンク54やスクリュポンプ57より多く必要であるた
め、その効果は大きい。
内の材料が少なくなったことを覗き窓から確認したらド
ライミックス材料を補給する。材料補給時にはまず図1
0に示すように、タンク54の蓋54eを開け、材料投
入治具71を、材料受入口54dの縁に下側の輪71b
を嵌合させる形でセットする。すると材料投入治具71
は、蓋54eを開けた状態のタンク54の貯留空間54
a上に配置する形となる。そこで、クレーン100で吊
り下げた材料供給袋61の底(図6(a)参照)を材料
受入口54dに対向させ、図6(b)〜(e)に示す手
順により落下口61cからドライミックス材料MTRをタ
ンク54内に投下する。即ち、材料が装填された状態の
袋61は、図6(a)に底面図を示すように、6枚の底
部片61hを紐61dで絞められた状態になっており、
この状態から、紐61dを緩めると図6(b)に示すよ
うに底部片61hが開くので、4枚の押え片61gを図
6(c)に示すように開くと、バンド61fにより口を
絞められた状態で袋部61b内に収納されていた材料落
下口61cを図6(d)に示すように引張り出すことが
出来る。そこで、バンド61fを解けば材料落下口 6
1cから材料が落下するわけであるが、この際、本発明
では、図6(e)に示すように、タンク54の材料受入
口54dに嵌合させた治具71上に袋61を載せて、材
料投下用空間71dに材料落下口61cを配置させ、こ
の状態でバンド61fをほどく。すると、材料供給袋6
1がタンク54に対して安定的に保持された状態で、材
料落下口61cが図6(e)に示すように円筒状に飛び
出して、新たなドライミックス材料MTRがタンク54の
材料受入口54dから貯留空間54aに落下供給される
(図10)。従って、1tonもの重量の材料MTRが入って
いる袋61の底部を開く作業を行うに際し、その直下に
作業者が入ることが防止される(作業者は治具71の直
棒71cの間から材料投入用空間71dに手を入れてバ
ンド61fを引き出すだけ)ので、自ずと高い安全性が
確保される。また、所定長さの筒状に形成された落下口
61cがタンク54の貯留空間54a内に完全に入り込
んで材料を落下するので、ドライミックス材料の落下時
粉塵の発生も極少に抑えられる。また、材料補給は1to
n分づつ(従来の材料の50倍分量)行い、その補給に用
いる材料供給袋61は繰り返し使うので、空袋が出な
い。作業者の労力も軽減される。なお、材料補給動作は
混練ポンプ51やスクリュポンプ57を動かしながら行
うことも出来るので、能率的である。以上、本発明を実
施例により説明したが、本発明は請求の範囲に記載した
本発明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明は
これらを排除するものではない。
料1トン単位で繰り返し使える袋体に材料を充填してク
レーン等で吊り下げ搬送し、しかる後、材料を袋よりタ
ンクに投下、貯留する形となるため、空き袋が出ず、空
き袋の処分(廃棄、焼却)の問題がなく、環境に与える
影響を低減できる。また、材料供給袋に形成された所定
長の筒状の材料落下口がタンクの貯留空間内に完全に入
り込んで材料が安定的に落下するので、ドライミックス
材料の落下時粉塵の発生も極少に抑えることができる。
又、混練ポンプの側方に材料を貯留するタンクを並置
し、移送手段により横方向に材料を移送する構成にした
から、材料混練装置の高さを低くでき、このため作業空
間が狭く、ドライミックス材料を大量に貯蔵しておくこ
とが出来ない特殊環境、たとえばトンネルにおいて使用
して好適である。又、シャッタを閉じることにより密閉
したタンク内に大量の材料を貯留する構成であるため、
水気の多い環境、例えば水気の多いトンネル現場におい
ても材料を大量にドライな状態に保持したまま、貯留す
ることができる。又、タンクの蓋を開けた状態で該タン
クの材料貯留空間上に位置するように材料投入治具を材
料受入れ口に嵌め込み、タンクの蓋を閉めるときには該
治具を材料受入れ口より取り外すようにしているため、
治具により材料供給袋をタンク上に安定的に保持でき、
材料供給時に作業員の高い安全性が確保される。しか
も、所定長さの筒状に形成された落下口がタンクの貯留
空間内に完全に入り込んで材料を落下するので材料落下
時に粉塵の発生を極少に抑えることができる。又 、 クレ
ーンで吊り下げて材料受入口上まで持ってきた材料供給
袋は横揺れしている可能性があるが、本発明によれば治
具上に該材料供給袋を載置することによって、袋を安定
させた状態での作業が可能となる。また、この状態で、
材料投入治具内部の材料投下用空間に作業者が手のみを
差し入れて、材料供給袋の底部に形成した所定長の筒状
の材料落下口をタンクの材料受入れ口に入れる作業を安
全に行うことが出来る。従って、本発明によれば、材料
を供給する袋の底部を開けて材料落下口をタンクの材料
受入口にセットする作業時に、作業者が横揺れす る袋の
下に入り込んで、紐或いはバンドを解くという作業を行
う可能性が排除され、高い安全性が確保される。
である。
る。
図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 材料を混練して吐出する混練ポンプ、 混練ポンプの側方に配置し、材料を貯留するタンク、 前記タンクから混練ポンプに材料を移送する移送手段、 前記タンクと移送手段の間に配置された開閉自在なシャ
ッタ、前記タンクに設けられ、材料を該タンクに供給する材料
供給袋の底部に形成した所定長の筒状の材料落下口が入
り込み可能な材料受入れ口、 前記タンクの蓋を開けた状態で該タンクの材料貯留空間
上に位置するように前記材料受入れ口に嵌め込まれ、タ
ンクの蓋を閉めるときには材料受入れ口より取り外され
る前記材料供給袋が載置自在な材料投入治具、 を備えたことを特徴とする材料混練装置。 - 【請求項2】 前記材料投入治具は、下側のリングの内
径が前記材料受け入れ口の縁の径より若干大きく 、 上側
のリングの内径が材料供給袋の大きさに応じた径を備え
た上下のリングと、これらリングを所定間隔で保持する
ように該リングに一体化された複数の直棒とで形成され
ている、 ことを特徴とする請求項1記載の材料混練装置。
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