JP3933454B2 - Air pinch valve - Google Patents
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Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は、中央に形成された流路を開閉するために使用されるエアーピンチバルブに関し、特に、シールド機により掘削された土砂を該シールド機から排出する排泥管に固定されるエアーピンチバルブに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば、土圧式セミシールド機,泥水加圧式セミシールド機及び泥濃式セミシールド機等のセミシールド機や乃至はこれらの機械(以下、シールド機と言う。)を使用したセミシールド工法は、適用土質も広く、また操作性にも富んでいることから、地中にトンネル等の横坑を構築したり下水管きょを構築する場合には広く使用されている。
【0003】
そして、こうしたシールド工法を行う場合には、シールド機の先端に配設されたカッターヘッドを、該シールド機内に設けられた駆動モータを駆動させることにより回転させ、掘削した含水率の高い泥土(泥水)を内部に取り込みながら推進する。また、このシールド機本体内には、排泥管の先端が固定されている。この排泥管は、上記シールド機から該シールド機に後続するシールド管内や発進縦坑を経て、基端側は地上に設置された排泥槽に接続されており、この排泥槽には、排泥管内を負圧にする吸気装置が接続されている。また、図7に示すように、この排泥管50には、エアーピンチバルブ51が固定され、適宜このエアーピンチバルブ51が開閉されることにより順次シールド機52から排出された図示しない泥水は、上記図示しない吸気装置の駆動力により吸引されながら排泥管50を通り、上記図示しない排泥槽内に収用される。
【0004】
そして、このエアーピンチバルブ51は、図8に示すように、円筒状に成形されたバルブケース55と、このバルブケース55内に収容されたバルブ56と、上記バルブケース55とバルブ56とを固定する一方及び他方の固定リング57,58とを備えている。上記バルブケース55は、バルブケース半体59,60からなるものであり、これらが組み合わされて円筒状となされた円筒部55aの両端にフランジ部55b,55cが形成され、該円筒部55aには、このバルブケース55内に気体を圧入する際に該気体が流入する管部55dが形成されている。また、上記フランジ部55b,55cには、ネジ孔55d,55eが形成されている。また、上記バルブ56は、ゴムにより成形されてなるものであり、上記バルブケース55の内径よりもやや短い外径を有する円筒部56aと、この円筒部56aの両端に形成されてなるフランジ部56b,56cとから構成され、これらのフランジ部56b,56cには、後述するボルトが挿通される挿通孔56d,56eが形成されている。また、上記一方及び他方の固定リング57,58は、上記バルブ56とバルブケース55とを固定するものであって、上記バルブ56の両面と同じ面積を有してなり、それぞれボルト61が挿通される挿通孔57a,58aが形成されている。したがって、上述した従来のエアーピンチバルブ51では、上記バルブケース55(一方のバルブケース半体59)に形成された管部55dから気体がバルブ56を構成する円筒部56aと該バルブケース55との間に圧入されると、この気体の圧力により上記バルブ56を構成する円筒部56aが変形し該円筒部56aが閉塞され、また、該管部55dを開放することによりこの閉塞状態が解除される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のエアーピンチバルブ51では、上記管部55dから気体が圧入され、該気体の圧力により変形する際に、バルブ56内に礫Sが位置すると、この礫Sにより内部が完全に閉塞されない。したがって、こうした従来のエアーピンチバルブ51前述した排泥管50の中途部に固定した場合には、泥土(又は泥水)が排泥管50の下流側に漏出することとなるとともに、該排泥管50が閉塞されたり、或いは図7に示すシールド52の先端で回転駆動するカッターヘッド52aにより掘削する地山が崩壊されてしまう原因となる。
【0006】
そこで、本発明は、上述した従来のエアーピンチバルブが有する課題を解決するために提案されたものであって、比較的小さな礫が内部に位置している場合であっても、内部を確実に閉塞することができる新規なエアーピンチバルブを提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであって、第1の発明(請求項1記載の発明)は、円筒状に成形され内部に圧入される気体の流路となる管部が形成されてなるバルブケースと、このバルブケース内に収容されるとともに上記管部から圧入された気体の圧力により変形し内部を閉塞する円筒状のバルブと、を備えてなり、上記バルブの内周面には、凹部とこの凹部に並ぶ凸部が螺旋状に形成されてなるとともに、上記管部から圧入された気体により該バルブが変形し内部を閉塞した際にこの凹部内に凸部が嵌るよう構成されてなることを特徴とするものである。
【0011】
この第1の発明では、バルブの内周面には、凹部とこの凹部に並ぶ凸部が螺旋状に形成されてなるとともに、上記管部から圧入された気体により該バルブが変形し内部を閉塞した際にこの凹部内に凸部が嵌るよう構成されてなることから、排泥管の閉塞や地山の崩壊を防止することができる。特に、この発明では、上記凹部及び凸部が螺旋状に形成されてなる(該凹部及び凸部はバルブの一端側から他端側に亘って連続している)ことから、より一層確実に内部を閉塞することが可能となる。
【0012】
また、第2の発明(請求項2記載の発明)は、円筒状に成形され内部に圧入される気体の流路となる管部が形成されてなるバルブケースと、このバルブケース内に収容されるとともに上記管部から圧入された気体の圧力により変形し内部を閉塞するに足りる素材により成形された基層と、この基層の内周に積層され該基層よりも軟質の素材で礫が包み込まれる軟質層との2層からなるバルブと、を備えてなることを特徴とする土砂排出用のものである。
【0013】
この第2の発明では、バルブは、管部から圧入された気体の圧力により変形し内部を閉塞するに足りる素材により成形された基層と、この基層の内周に積層され該基層よりも軟質の素材で礫が包み込まれる軟質層との2層からなることから、内部に比較的小さな礫が位置する場合には、上記軟質層によりその礫が包み込まれる。したがって、この第2の発明による場合であっても、確実に内部を閉塞することが可能となる。
【0014】
なお、上記基層としては、従来のエアーピンチバルブを構成するバルブの素材と同じ素材を使用することができ、また、上記軟質層に用いられる素材としては、ウレタン樹脂,シリコン樹脂,オルガノ樹脂やこれらに発泡剤が添加された発泡樹脂を使用することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施の形態に係るエアーピンチバルブについて図面を参照しながら詳細に説明する。先ず、第1の実施の形態に係るエアーピンチバルブについて詳細に説明する。
【0016】
この第1の実施の形態に係るエアーピンチバルブ1は、図1に示すように、一方のバルブケース半体2及び他方のバルブケース半体3からなり、全体が略円筒状に形成されたバルブケース4と、このバルブケース4内に収容され固定されるバルブ5と、上記バルブケース4とバルブ5とを固定するための一方及び他方の固定リング6,7とを備えている。
【0017】
上記一方のバルブケース半体2及び他方のバルブケース3とは、何れも半円弧状に成形された円弧状部2a,3aと、この円弧状部2a,3aの一端に形成された一方のフランジ部2b,3bと、該円弧状部2a,3aの他端に形成された他方のフランジ部2c,3cとを備え、上記一方及び他方のフランジ部2b,2c,3b,3cには、これら一方及び他方のバルブケース半体2,3からなるバルブケース4と、バルブ5とを固定するための全部で8つのボルト8が螺着される8つのネジ孔2d,3dが螺刻されている。なお、上記バルブケース4を構成する一方のバルブケース半体2の円弧状部2aには、該バルブケース4内に気体を圧入する図示しない気体圧入ホースが接続される管部2eが形成されている。
【0018】
また、上記バルブ5は、従来のエアーピンチバルブを構成するバルブと同じ素材(ゴム)により一体成形されてなるものであって、上記バルブケース4の内径よりもやや短い外径となされた円筒部5aと、この円筒部5aの一端に形成され裏面は上記バルブケース4に形成された一方のフランジ部2b,3bの正面と接合される一方のフランジ部5bと、上記円筒部5aの他端に形成され裏面は上記バルブケース4に形成された他方のフランジ部2c,3cの正面と接合される他方のフランジ部5cとからなり、上記一方及び他方のフランジ部5b,5cには、それぞれ8つのボルト挿通穴5d,5eが穿設されている。
【0019】
そして、この実施の形態に係るエアーピンチバルブ1では、上記バルブ5の円筒部5aの内周面には、図1及び図2に示すように、螺旋状の凹部5fが形成され、この凹部5fと凹部5fとの間は、凸部5gとなされている。この凹部5f及び凸部5gは、本発明(請求項1及び2記載の発明)を構成する凹部及び凸部であり、該凹部5fの幅は、凸部5gの幅と同じか僅かに長いものとなされ、且つ、後述するように、上記バルブケース4内に気体が圧入され該気体の圧力により内部が変形した際に、該凹部5f内に凸部5gが嵌る形状とされている。
【0020】
また、上記一方及び他方の固定リング6,7は、上記バルブ5を構成する一方及び他方のフランジ部5b,5cと同じ形状に成形されてなるものであり、該バルブ5のフランジ部5b,5cに穿設されたボルト挿通穴5d,5eに対応した位置に全部で8つのボルト挿通穴6a,7aが穿設されている。
【0021】
したがって、この実施の形態に係るエアーピンチバルブ1は、図1に示すバルブ5の円筒部5aを、両側から上記一方及び他方のバルブケース半体2,3により挟み、上記一方及び他方の固定リング6,7と上記左右それぞれ8つのボルト8により固定し、上記各部品を一体化させる。
【0022】
そして、このように一体化されたエアーピンチバルブ1に、上記管部2eを介して図示しない気体圧入ホースを接続し、該気体圧入ホースからバルブケース4とバルブ5との間に気体を圧入すると、該気体の圧力によりバルブ5を構成する円筒部5aが変形し、該円筒部5aの内側が閉塞される。このとき、このバルブ5内に礫Sが位置すると、図3及び図4に示すように、礫Sの周囲は、バルブ5の内周面に形成された凹部5f内に凸部5gが嵌まり込む。これにより、礫Sがバルブ5内に位置する場合であっても、確実に内部が閉塞される。
【0023】
したがって、この実施の形態に係るエアーピンチバルブ1によれば、礫Sの存在により、内部が閉塞されず泥土や泥水が漏出することがない。このため、この第1の実施の形態に係るエアーピンチバルブ1を、図7に示す排泥管50の中途部に固定した場合であっても、礫Sにより内部が閉塞されず、該排泥管50が閉塞したり、シールド機52により掘削する地山が崩壊する危険性も有効に防止することができる。
【0024】
特に、この実施の形態に係るエアーピンチバルブ1では、バルブ5の内周面に、螺旋状の凹部5fと凸部5gを形成したことから、製造も容易となり、また、泥土がこの凹部5f内に堆積した場合であっても、気体の圧入による変形の繰り返しにより自然に該堆積した泥土は除去される。
【0025】
次に、本発明の第2の実施の形態に係るエアーピンチバルブ10について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0026】
この第2のエアーピンチバルブ10は、前述した第1の実施の形態に係るエアーピンチバルブ1を構成するバルブケース4,一方及び他方の固定リング6,7及びボルト8は、それぞれ同一の構成であることから、同一の符号を用いるとともに、それぞれの説明は省略し、構成の異なるバルブ11について説明する。このバルブ11は、図5に示すように、円筒部11aと、この円筒部11aの一端に形成された一方のフランジ部11bと、上記円筒部11aの他端に形成された他方のフランジ部11cとを備え、これら円筒部11a及び一方及び他方のフランジ部11b,11cは、従来のエアーピンチバルブを構成するバルブに用いられている素材と同じゴムにより一体成形されたものであり、上記円筒部11aは、本発明を構成する基層である。なお、上記一方及び他方のフランジ部11b,11cには、上記ボルト8が挿通される挿通穴11d,11eが穿設されている。
【0027】
そして、上記基層である円筒部11aの内周面には、上記ゴムよりも軟質となされたウレタン樹脂からなる軟質層11fが積層されている。この軟質層11fの肉厚は、想定する礫Sの大きさにより適宜選定されるものであり、本実施の形態では、約50mm〜20mmの肉厚とされている。
【0028】
したがって、上述した第2の実施の形態に係るエアーピンチバルブ10によれば、バルブケース4とバルブ11との間に気体が圧入され、該気体の圧力によりバルブ11を構成する円筒部(基層)11aと軟質層11fとが変形し、該軟質層11fの内側が閉塞され、そして、図6に示すように、内部に礫Sが存在する場合であっても、上記軟質層11fより該礫Sは包まれることとなり、該礫Sの周囲は上記軟質層11fにより確実に密閉することができる。また、この第2の実施の形態に係るエアーピンチバルブ10によれば、上記第1の実施の形態に係るエアーピンチバルブ1に比べ、バルブ11の内周面には、凹部や凸部が形成されていないことから、泥土などの異物が堆積する可能性もなく、より一層内部を密閉することが可能となる。
【0029】
なお、上記各実施の形態に係るエアーピンチバルブ1,10では、バルブケース4が一方及び他方のバルブケース半体2,3の2つの部品から構成されているが、本発明を構成するバルブケースは、このように2つの部品から構成されている必要はなく、一体成形されたものであっても良い。
【0030】
【発明の効果】
前述した本発明の実施の形態の説明からも明らかなように、本発明(請求項1記載の発明)では、バルブの内周面には、凹部とこの凹部に並ぶ凸部が螺旋状に形成されてなるとともに、上記管部から圧入された気体により該バルブが変形し内部を閉塞した際にこの凹部内に凸部が嵌るよう構成されてなることから、排泥管の閉塞や地山の崩壊を防止することができる。特に、この発明では、上記凹部及び凸部が螺旋状に形成されてなる(該凹部及び凸部はバルブの一端側から他端側に亘って連続している)ことから、より一層確実に内部を閉塞することが可能となる。
【0032】
また、第2の発明(請求項3記載の発明)では、バルブケース内に収容されるとともに上記管部から圧入された気体の圧力により変形し内部を閉塞するに足りる素材により成形された基層と、この基層の内周に積層され該基層よりも軟質の素材で礫が包み込まれる軟質層との2層からなるバルブと、を備えてなることから、内部に比較的小さな礫が位置する場合には、上記軟質層によりその礫が包み込まれる。したがって、この発明による場合であっても、確実に内部を閉塞することが可能となり、さらに、内周に泥土などの異物が堆積することもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るエアーピンチバルブの分解斜視図である。
【図2】バルブを示す側断面図である。
【図3】エアーピンチバルブが礫とともに閉塞された状態を示す側断面図である。
【図4】図4に示す礫とその周りを拡大して示す拡大断面図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係るエアーピンチバルブの側断面図である。
【図6】エアーピンチバルブが礫とともに閉塞された状態を示す側断面図である。
【図7】従来のエアーピンチバルブが排泥管に固定された状態を模式的に示す側面図である。
【図8】従来のエアーピンチバルブが礫とともに閉塞された状態を示す側断面図である。
【符号の説明】
1 エアーピンチバルブ
2 一方のバルブケース半体
2e 管体
3 他方のバルブケース半体
4 バルブケース
5 バルブ
5a 円筒部
5f 凹部
5g 凸部
10 エアーピンチバルブ
11 バルブ
11a 円筒部
11f 軟質層
S 礫[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to an air pinch valve used for opening and closing a channel formed in the center, and in particular, an air pinch valve fixed to a mud pipe for discharging earth and sand excavated by a shield machine from the shield machine. It is about.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, semi-shielding machines such as earth pressure type semi-shielding machine, mud pressurizing type semi-shielding machine and mud concentration type semi-shielding machine, or semi-shielding methods using these machines (hereinafter referred to as shielding machines) have been used. It is widely used when constructing a horizontal shaft such as a tunnel or a sewage pipe in the ground because it has a wide range of applicable soils and is easy to operate.
[0003]
When performing such a shield method, the cutter head disposed at the tip of the shield machine is rotated by driving a drive motor provided in the shield machine, and the excavated mud (muddy water) ) The tip of the mud pipe is fixed in the shield machine body. This sludge pipe is connected to a sludge tank installed on the ground at the base end side through a shield pipe and a start shaft that follows the shield machine from the shield machine. An air intake device that makes the inside of the sludge pipe negative is connected. Further, as shown in FIG. 7, an
[0004]
As shown in FIG. 8, the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional
[0006]
Therefore, the present invention has been proposed to solve the above-described problems of the conventional air pinch valve, and even if relatively small gravel is located inside, the inside can be reliably secured. An object of the present invention is to provide a novel air pinch valve that can be closed.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been proposed in order to achieve the above object, and the first invention (the invention described in claim 1) is a tube which is formed into a cylindrical shape and serves as a gas flow path to be press-fitted into the inside. And a cylindrical valve that is accommodated in the valve case and is deformed by the pressure of the gas that is press-fitted from the pipe portion to close the inside. A concave portion and a convex portion aligned with the concave portion are formed in a spiral on the inner peripheral surface, and the convex portion is formed in the concave portion when the valve is deformed by the gas press-fitted from the pipe portion and closes the inside. It is comprised so that may fit .
[0011]
According to the first aspect of the present invention, a concave portion and a convex portion aligned with the concave portion are formed in a spiral shape on the inner peripheral surface of the valve, and the valve is deformed by the gas press-fitted from the pipe portion to close the inside. from becoming it is configured to protrusion is fitted into the this the recess when it is possible to prevent the collapse of the obstruction or natural ground discharge mud tube. In particular, in the inventions of this, the concave and convex portion is formed in a spiral shape from the (concave portion and the convex portion is being continuously across from one end to the other end of the valve) that, more reliably It is possible to close the inside.
[0012]
According to a second aspect of the invention (invention described in claim 2) includes a valve case which the pipe section as a flow path of gas is formed to be press-fitted therein is formed into a cylindrical shape, is housed in the valve case In addition, a base layer formed of a material that is deformed by the pressure of the gas injected from the pipe part and closes the inside, and a soft material in which gravel is wrapped with a material softer than the base layer that is laminated on the inner periphery of the base layer It is a thing for earth and sand discharge characterized by including a valve which consists of two layers with a layer .
[0013]
In the second aspect of the invention, the valve is formed by a material that is deformed by the pressure of the gas injected from the pipe portion and closes the inside, and is laminated on the inner periphery of the base layer and is softer than the base layer. Since it consists of two layers, the soft layer in which the gravel is encased in the material, when the relatively small gravel is located inside, the gravel is encased in the soft layer. Therefore, even in the case of the second invention, the inside can be reliably closed.
[0014]
In addition, as the base layer, the same material as that of the valve constituting the conventional air pinch valve can be used, and as the material used for the soft layer, urethane resin, silicon resin, organo resin, and these A foamed resin to which a foaming agent is added can be used.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an air pinch valve according to each embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the air pinch valve according to the first embodiment will be described in detail.
[0016]
As shown in FIG. 1, the
[0017]
The one
[0018]
The
[0019]
In the
[0020]
The one and other fixing rings 6 and 7 are formed in the same shape as the one and
[0021]
Therefore, in the
[0022]
Then, when a gas press-in hose (not shown) is connected to the
[0023]
Therefore, according to the
[0024]
In particular, in the
[0025]
Next, an
[0026]
In the second
[0027]
And the
[0028]
Therefore, according to the
[0029]
In the
[0030]
【The invention's effect】
As is clear from the above description of the embodiment of the present invention, in the present invention (the invention according to claim 1), a concave portion and a convex portion aligned with the concave portion are formed in a spiral shape on the inner peripheral surface of the valve. In addition, when the valve is deformed by the gas press-fitted from the pipe part and the inside is closed, the convex part is fitted into the concave part. Collapse can be prevented. In particular, according to the present invention, the concave and convex portions are formed in a spiral shape (the concave and convex portions are continuous from one end side to the other end side of the valve), so that the interior can be more reliably provided. Can be closed.
[0032]
In the second invention (the invention described in claim 3), the base layer is formed of a material that is accommodated in the valve case and is deformed by the pressure of the gas press-fitted from the pipe portion and closes the inside. When a relatively small gravel is located inside, a valve comprising two layers, a soft layer in which the gravel is wrapped with a softer material than the base layer and laminated on the inner periphery of the base layer Is encased in the soft layer. Therefore, even if by inventions of this, certainly it becomes possible to occlude the interior, further, the foreign matter such as mud on the inner circumference nor deposited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of an air pinch valve according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view showing a valve.
FIG. 3 is a side sectional view showing a state where an air pinch valve is closed together with gravel.
4 is an enlarged cross-sectional view showing the gravel shown in FIG. 4 and its surroundings in an enlarged manner. FIG.
FIG. 5 is a side sectional view of an air pinch valve according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a side sectional view showing a state in which an air pinch valve is closed together with gravel.
FIG. 7 is a side view schematically showing a state in which a conventional air pinch valve is fixed to a sludge pipe.
FIG. 8 is a side sectional view showing a state in which a conventional air pinch valve is closed together with gravel.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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