JP3333766B2 - 泥土圧送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、泥土、あるいは固
化材が混合された泥土を管内圧送するピストンポンプ式
の泥土圧送装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のピストンポンプ式の泥土圧送装置
としては、図５に示すものがある。この泥土圧送装置
は、泥土を受け入れるホッパー１００と、それぞれ油圧
シリンダ１０１，１０２によりピストンＰが駆動される
２つのピストンポンプ１０３，１０４を並列配置し、移
動機構１０８により矢印ａ，ｂ方向に移動可能なポンプ
ユニット１０５と、圧送管１０６の入口端に対して矢印
ａ，ｂ方向に移動可能な２つのピストンポンプ１０３と
１０４の出口開口端と交互に切り換え接続するための切
り換え管１０７とにより構成されている。

【０００３】ピストンポンプ１０３と１０４の開口端
は、ホッパー１００内に臨むようにして矢印ａ，ｂ方向
に移動可能に取り付けられている。また、ホッパー１０
０内には、略Ｓ字形状の切り換え管１０７が設けられ、
切り換え管１０７の先端は矢印ａ，ｂ方向にスライド移
動するピストンポンプ１０３と１０４の開口と交互に接
続され、切り換え管１０７の後端は圧送管１０６の入口
端に接続されている。

【０００４】そして、ピストンポンプ１０３と１０４が
矢印ａ方向に移動した図５に状態では、ピストンポンプ
１０４の開口端がホッパー１００内に臨み、ピストンポ
ンプ１０３の開口端が切り換え管１０７に接続され、ピ
ストンポンプ１０３と１０４が矢印ｂ方向に移動する
と、接続状態が逆になる。

【０００５】図５に示す状態で、ピストンポンプ１０４
が吸入工程を行うように油圧シリンダ１０２を駆動して
ピストンＰを引き込むと、ホッパー１００内の泥土がピ
ストンポンプ１０４に吸入されることになる。ピストン
ポンプ１０４の泥土の吸入工程が終了すると、ピストン
ポンプ１０３と１０４を矢印ｂ方向に移動し、ピストン
ポンプ１０４と切り換え管１０７とを接続させ、ピスト
ンポンプ１０４のピストンＰを前方に送り出してポンプ
内の泥土を切り換え管１０７を通して圧送管１０６に圧
送する。

【０００６】一方、ピストンポンプ１０３はホッパー１
００と連通状態となり、油圧シリンダ１０１を駆動して
ピストンポンプ１０３のピストンＰを引き込ませてホッ
パー１００内の泥土をポンプ内に吸入する。

【０００７】そしてこのピストンポンプ１０３とピスト
ンポンプ１０４の吸入と吐出の工程を交互に行うことに
より、圧送管１０６を通して泥土を連続的に圧送できる
ようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来のピストンポンプ式の泥土圧送装置においては、ポン
プの開口端から泥土を吸い込むようにしているので、ポ
ンプ内に泥土を吸い込む工程において、粘性の高い泥土
では吸い込み効率が悪くなることから、ポンプ能力（容
積効率が小さい）の低下が生じ、泥土の圧送能力の低下
を招いていた。

【０００９】また、ポンプの吐出圧は高圧であることか
ら、大気開放のホッパーから空気を泥土と共に吸い込む
と、吸い込まれた空気は泥土と共に高圧で押し出され、
圧送管内で空気の圧縮と膨張が繰り返され、泥土の均一
な連続吐出が困難になるという問題があった。

【００１０】本出願に係る発明の目的は、このような従
来の問題を解決し、吸い込み効率が高く、空気の混入が
少なく、泥土の均一な連続吐出が可能な泥土圧送装置を
提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本出願に係る発明の目的
を実現する泥土圧送装置の第１の構成は、泥土が投入さ
れるホッパーと、ピストンが往復移動するシリンダーケ
ーシングの周壁に該シリンダーケーシングの軸方向の略
全長に渡って周壁開口を設けたピストンポンプを並列に
複数配置し、前記複数の周壁開口に底部の泥土供給開口
部を直接合わせるように前記ホッパーを配置して該ホッ
パー内の泥土を前記周壁開口より自重で供給されるポン
プユニットと、前記複数のピストンポンプの吐出側と集
合して接続された泥土を送泥する送泥管とを備え、前記
ポンプユニットは、前記複数の各周壁開口を周壁開口開
閉部材が軸方向を回転軸として回転することにより開閉
可能とすると共に前記周壁開口開閉部材が閉じ位置にお
いて前記ホッパー底部内に位置する開閉手段と、前記複
数のピストンポンプの吐出側にそれぞれ設けた開閉弁と
を有し、前記複数のピストンポンプを交互に駆動制御し
て泥土の圧送を行うことを特徴とするものである。

【００１２】本出願に係る発明の目的を実現する泥土圧
送装置の第２の構成は、上記第１の構成で、前記複数の
ピストンポンプは、横置き、縦置き、または斜め置きの
いずれかに配置したことを特徴とするものである。

【００１３】

【００１４】

【００１５】本出願に係る発明の目的を実現する泥土圧
送装置の第３の構成は、上記いずれかの構成で、前記ピ
ストンポンプは、前記ピストンを泥土の吐き出し終了位
置から吐出待機位置に戻してから前記周壁開口開閉部材
を開くようにしたことを特徴とするものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１〜図４は本発明の一実施の形
態を示す。

【００１７】図１はピストンポンプ方式の泥土圧送装置
の全体構成を示す側面図、図２は図１の−矢視断面
図、図３は図１の部拡大断面図、図４は図１の部断
面図をそれぞれ示す。

【００１８】本実施の形態の泥土圧送装置は、第１のピ
ストンポンプ１と第２のピストンポンプ２を並列に配置
したポンプユニットＡと、第１のピストンポンプ１と第
２のピストンポンプ２に泥土を供給するホッパーＢと、
ポンプユニットＡの第１のピストンポンプ１と第２のピ
ストンポンプ２から突出する泥土を圧送するための送泥
管Ｃと、ポンプユニットＡが搭載される基台Ｄとにより
構成されている。

【００１９】ポンプユニットＡの第１のピストンポンプ
１と第２のピストンポンプ２とは同じ構成であり、以下
の説明は第１のピストンポンプ１のみ行い、第２のピス
トンポンプ２については説明を省略する。なお、第２の
ピストンポンプ２を構成する要素について説明する場合
には、要素の名称の前に「第２の」を付す。

【００２０】第１のピストンポンプ１は、ホッパーＢの
下部を貫通する第１のシリンダーケーシング３内を第１
の油圧シリンダ４により往復駆動される第１のピストン
５が往復移動できるようにしており、第１のシリンダー
ケーシング３と第１のピストン５の間には第１のシリン
ダーケース３の内周に沿って円筒形状の第１の回転扉６
が水密性を保持して回動可能に取り付けられている。

【００２１】本実施の形態において、第１のピストンポ
ンプ１の第１のシリンダーケース３と第２のピストンポ
ンプ２の第２のシリンダーケース７は、ホッパーＢの底
部の一部を構成しており、第１のピストンポンプ１の第
１のシリンダーケース３におけるホッパーＢ内に臨む上
部の外周面は例えば１２０°の角度で切り欠かれて第１
の切欠き部３ａが形成されている。

【００２２】第１のシリンダーケース３内に第１のシリ
ンダーケース３の中心軸を中心として回動可能に配置さ
れた第１の回転扉６は、図２に示すように、第１の切欠
き部３ａと略同じ大きさの第１の開口部６ａが形成さ
れ、第１の開口部６ａが第１の切欠き部３ａと一致した
開位置から半回転することにより第１の切欠き部３ａが
塞がれる。なお、第２のピストンポンプ２は第２のシリ
ンダーケース７の第２の切欠き部７ａが第２の回転扉８
により塞がれた状態を示している。そして、図２に示す
ように、第１の回転扉６及び第２の回転扉８は、第１の
切欠き部３ａ及び第２の切欠き部７ａを塞いだ状態にお
いて、ホッパーＢの底部内に位置している。

【００２３】すなわち、本実施の形態では、第１のシリ
ンダーケース３の第１の切欠き部３ａが開くと、ホッパ
ーＢ内の泥土は一度に第１のシリンダーケース３内に略
軸方向全長に渡り直接自然落下することになる。なお、
図１に示すように、第１のシリンダーケース３の第１の
切欠き部３ａは、シリンダーケース３の軸方向の略全長
に渡って形成されている。

【００２４】したがって、第１のピストン５を引き込み
ながら泥土を吸い込むという従来のピストンポンプの吸
い込み工程が不要となり、シリンダーケース３ａ内に空
気が吸い込まれるといった心配もない。

【００２５】このため、第１図において、第１のピスト
ン５がホッパーＢを通過して送泥管Ｃ側に達した吐出終
了位置から、図中左側にホッパーＢを越えて移動した吐
出待機位置に待機した状態で、上記したように第１のシ
リンダーケース３内に泥土を一度に自然落下させ、第１
の回転扉６を回動させて第１の切欠き部３ａを塞ぐこと
により、吐出可能状態となる。そして、第１のピストン
５を前記突出終了位置に向けて第１の油圧シリンダーに
より移動させると、第１のシリンダーケース３内の泥土
が高圧で送泥管Ｃに向かって吐き出される。

【００２６】本実施の形態では、第１のシリンダーケー
ス３と第２のシリンダーケース７への泥土の自然落下に
より供給を交互に行い、また第１のシリンダーケース３
と第２のシリンダーケース７内の泥土の吐き出しも交互
に行い、第１のピストンポンプ１と第２のピストンポン
プ２の吐出端を集合させて送泥管Ｃに合流させるように
しているので、第１のシリンダーケース３内の泥土の吐
き出の際、高圧で吐き出された泥土の圧力が第２のピス
トンポンプ２側に伝わると、また逆に第２のピストンポ
ンプ２が泥土の吐き出し工程中に高圧で吐き出された泥
土の圧力が第１のピストンポンプ１側に伝わると、送泥
管を通しての泥土の圧送ができなくなるので、第１のピ
ストンポンプ１と第２のピストンポンプ２には泥土の吐
出側に第１の開閉弁９と第２の開閉弁１０（不図示）と
がそれぞれ設けられ、これらの開閉弁９，１０は、自身
のピストンポンプ１，２が吐き出し工程中においては開
かれ、一方のピストンポンプが吐き出し工程中では他方
のピストンポンプの開閉弁が閉じるようにすることで、
第１、第２のピストンポンプ１，２の高圧で吐き出され
た泥土の圧力が送泥管Ｃ内の泥土に伝達されるようにし
ている。

【００２７】本実施の形態において、この第１の開閉弁
９と第２の開閉弁１０との構造は特に限定されるもので
はなく、例えば図３に示すように、第１の油圧シリンダ
ー１１により板状の弁体１２を筒状の弁本体１３内を上
下に昇降させるようにするようにしても良い。

【００２８】また、第１のシリンダーケース３に対して
第１の回転扉６を回動させる機構として、本実施の形態
では、図３および図４に示すように、ホッパーＢの対向
する側壁間１４と１５に第１のシリンダーケース３の両
端部を固定し、この第１のシリンダーケース３内に回動
可能に装着される筒状の第１の回転扉６の両端部を、第
１のシリンダーケース３の両端よりも軸方向外側に延出
させ、図４に示す第１の油圧シリンダー４側での第１の
回転扉６の延出部６ｂは、軸受部材１６により回転可能
に軸支されると共に、軸受部材１６の近傍で第１の回転
扉６の外周に同軸的にギア１７が設けられ、伝達ギアを
介して油圧モータＭとギア１７が噛み合い、モータＭの
正逆回転で第１の回転扉６が開閉位置に回動する。

【００２９】さらに、ギア１７に対してスラスト軸受１
８が基台Ｄに設けられ、第１の回転扉６のスラスト方向
（軸方向）の移動が規制されるようになっている。

【００３０】なお、ホッパーＢ内には、上方の開口から
投入された泥土を攪拌する攪拌ブレード１９が設けられ
ている。

【００３１】また、本実施の形態において、駆動力は油
圧を用いており、油圧ポンプのピストンを駆動する第
１、第２の油圧シリンダ、開閉弁を駆動する油圧シリン
ダ、第１、第２の回転扉を駆動する油圧モータ等は公知
の油圧制御システムにより、所定のタイミングを有して
駆動制御される。

【００３２】すなわち、ホッパーＢ内に泥土が例えば土
木作業機械等で投入された状態で、第１のピストンポン
プ１の第１の回転扉６を開くと、第１のシリンダーケー
ス３内にその全長にわたり一度にホッパーＢ内の泥土が
自然落下により供給される。その際、ホッパーＢ内の泥
土が流動状の泥土であると、第１のシリンダーケース３
内には空気が入り込む余地がなく、泥土が第１のシリン
ダーケース３内に隙間なく満たされることになる。隣の
第２のピストンポンプ２による泥土の圧送が終了する
と、第１の開閉弁９を開き、また第１の回転ドア６を閉
じ方向に回転させて第１のシリンダーケース３の切欠き
部３ａを塞ぎ、第１の油圧シリンダー４の駆動により、
第１のピストン５を前記待機位置から吐出終了位置に向
けて押し出させ、流動状の泥土を送泥管Ｃに向かって圧
送する。この、第１のピストンポンプ１による泥土の吐
出工程中に、第２のピストンポンプ２は第２のシリンダ
ーケース７内に上述したように泥土を一度に落下供給す
る泥土供給工程を実行している。勿論、第２のピストン
ポンプ２が前記泥土供給工程を行っている際には、第２
の開閉弁は閉じ状態となっている。

【００３３】上記した第１のピストンポンプ１による泥
土の吐き出し工程が終了すると、第１の回転扉６が閉じ
た状態で、第１のピストン５を待機位置に戻し、その後
第１の回転扉６を開方向に移動させ、泥土の供給を受け
る。その間に、第２のピストンポンプ２は泥土の吐き出
し工程を実行する。

【００３４】上記した第１のピストンポンプ１と第２の
ピストンポンプ２との泥土の供給と吐き出しの工程を交
互に実行することで、送泥管Ｃには連続的に泥土が送ら
れ、また送られる泥土中には空気が殆ど含まれないの
で、送泥管中で泥土の脈動がなく、泥土の均一な連続吐
出が可能となる。

【００３５】なお、上記した実施の形態は、ピストンポ
ンプを横置きにした例を示しているが、縦置き、あるい
は斜めに置くようにしても良く、縦置きの場合にはホッ
パーの側壁面に開口部を設け、この開口部を通してピス
トンポンプのシリンダーケースの周壁に開口した開口部
に泥土を供給することができる。その際、ホッパー内に
投入される泥土は流動状であるため、泥土は勢いよくシ
リンダーケース内に入り込む。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数のピストンポンプはホッパーから泥土を自然落下等
の自重により供給を受けて交互に圧送するので、ケーシ
ング内は確実に泥土で満たされ、送泥管には連続的に泥
土が送られ、また送られる泥土中には空気が殆ど含まれ
ないので、送泥管中で泥土の脈動がなく、泥土の均一な
連続吐出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の位置実施の形態を示す泥土圧送装置の
全体構成を示す側面図

【図２】図１の−矢視断面図

【図３】図１の部分の拡大断面図

【図４】図１の部分の拡大断面図

【図５】従来の泥土圧送装置の斜視図

【符号の説明】

１，２ ピストンポンプ ３，７ シリンダーケーシング ４ 油圧シリンダ ５ ピストン ６，８ 回転扉 ９，１０ 開閉弁 １１ 油圧シリンダ １２ 弁体 １３ 弁本体 １４，１５ 側壁 １６ 軸受部材 １７ ギア １８ 攪拌部材 １９ スラスト軸受

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−172939（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−169549（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−11917（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−263275（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−137275（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭51−8205（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭38−25670（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭40−34215（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04B 15/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 泥土が投入されるホッパーと、ピストン
   が往復移動するシリンダーケーシングの周壁に該シリン
   ダーケーシングの軸方向の略全長に渡って周壁開口を設
   けたピストンポンプを並列に複数配置し、前記複数の周
   壁開口に底部の泥土供給開口部を直接合わせるように前
   記ホッパーを配置して該ホッパー内の泥土を前記周壁開
   口より自重で供給されるポンプユニットと、前記複数の
   ピストンポンプの吐出側と集合して接続された泥土を送
   泥する送泥管とを備え、前記ポンプユニットは、前記複
   数の各周壁開口を周壁開口開閉部材が軸方向を回転軸と
   して回転することにより開閉可能とすると共に前記周壁
   開口開閉部材が閉じ位置において前記ホッパー底部内に
   位置する開閉手段と、前記複数のピストンポンプの吐出
   側にそれぞれ設けた開閉弁とを有し、前記複数のピスト
   ンポンプを交互に駆動制御して泥土の圧送を行うことを
   特徴とする泥土圧送装置。
2. 【請求項２】 前記複数のピストンポンプは、横置き、
   縦置き、または斜め置きのいずれかに配置したことを特
   徴とする請求項１に記載の泥土圧送装置。
3. 【請求項３】 前記ピストンポンプは、前記ピストンを
   泥土の吐き出し終了位置から吐出待機位置に戻してから
   前記周壁開口開閉部材を開くようにしたことを特徴とす
   る請求項１または２に記載の泥土圧送装置。