JP4072501B2 - 流動性搬送物またはばら材状搬送物を搬送するための装置 - Google Patents

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Description

本発明は、少なくとも1つの、有利には液圧手段で往復動可能な搬送ピストンと、該搬送ピストンをその側面において軸線方向に案内する支持管と、搬送方向において該支持管に対し軸線方向に接続し、供給管路または供給ホッパーを介して搬送物を供給可能な充填空間と、軸線方向において搬送ピストンの移動経路内に配置され、入口側を充填空間に接続され、出口側を搬出管に接続される搬送シリンダとを備え、搬送ピストンが、支持管内に引き込まれた終端位置において充填空間を供給管路または供給ホッパーに対し開放させ、且つ前進時に搬送物を連行しながら充填空間を貫通して搬送シリンダ内へ侵入する構成になっている、流動性搬送物またはばら材状搬送物を搬送するための装置に関するものである。
この種の搬送装置(特許文献1)は金属スクラップを搬送するものが知られているが、この搬送装置では、プランジャーシリンダとして構成された搬送ピストンが支持管の滑動ガイドで案内されている。支持管には、その充填空間側の端部付近に、スクレーパーパッキンリングと微細パッキンリングとを受容するために内側へ指向した溝が旋削されている。支持管と搬送ピストンとの間の隙間空間には、中心の潤滑装置により潤滑穴を介して潤滑油が供給される。搬送シリンダ内に侵入するピストンは入口側で搬送シリンダの壁に密接しているので、戻り行程のたびに真空が発生する。戻り行程の際に材料が搬送管から充填空間内へ逆流しないようにするため、搬送管内には搬送シリンダの後方に横移動体が配置されている。横移動体は搬送シリンダの各戻り工程の前に閉鎖され、各圧縮工程の前に再び開けられる。この構成の欠点は、支持管の領域で摩耗が極めて起こりやすいことである。さらにこの公知の搬送装置は、加圧状態にある充填空間から搬送物を大気圧にある外部の空間に搬送するのに適しておらず、圧力破壊する危険がある。
欧州特許第0681672B号公報
本発明の課題は、公知の搬送装置を改善して、充填空間に対する支持管の密封を改良し、保守を容易にするすることである。
この課題を解決するため、請求項1に記載の構成が提案される。本発明の他の有利な構成は従属項から明らかである。
本発明による解決法は、とりわけ、支持管が、その充填空間側端部に、交換可能なパッキンカセットを担持し、該パッキンカセットの、搬送ピストンの側面に当接している密封要素および/またはスクレーパー要素が自動的に搬送ピストンの摩耗状態に対応可能であるという思想から出発している。これを達成するため、本発明の有利な構成によれば、パッキンカセットは充填空間側の支持管端部の凹部に設けたエラストマーのパッキンリングの間で遊動支持されている。この場合、パッキンカセットが堅牢なリング状の基礎体を有し、基礎体の内面に、半径方向に位置調整可能なスクレーパーおよび/または半径方向に位置調整可能な微細パッキンを受容するための周溝が配置されているのが合目的である。
本発明の有利な構成によれば、スクレーパーおよび/または微細パッキンは周方向に配分されている複数個のセグメントから組み立てられ、これらセグメントが、それぞれ半径方向外側に位置しているエラストマーのパッキンリングに当接し、且つパッキンリングを介して間接的に圧力材で半径方向に付勢可能である。この構成により、搬送ピストンおよびパッキンカセットの領域での摩耗による損傷を広範囲に解消できる。スクレーパーおよび/または微細パッキンのセグメントは、周方向に互いに補完しあう溝であって閉じたエラストマーの保持リングを受容するための前記溝を有しているのが合目的である。この場合、スクレーパーおよび/または微細パッキンは、エラストマーの保持リングの領域で、半径方向外側にある付属のパッキンリングで支持されている。
本発明の他の有利な構成によれば、スクレーパーおよび微細パッキンのための周溝は、基礎体のリング状の凹部に配置された挿入リングによって画成されている。この挿入リングにより、簡単な保守を行えるような複雑な取り付け構造化を実現できる。このため、挿入リングが、圧力剤供給用の環状管路を画成し且つ基礎体の環状面のほうへ縁開口している周溝を備えているのが合目的である。この場合、圧力剤供給用の周溝は、隣接する周溝に配置されるパッキンリングによって互いに密封され、且つ外部に対し密封されていてよい。これにより、スクレーパー要素と微細パッキン要素を、異なる押圧力で搬送ピストンの側面に対し押圧させることが可能である。
掻き取り作用および/または密封作用を改善するため、スクレーパーおよび/または微細パッキンのセグメントが周方向に互いにオーバーラップしている段部を有しているのが有利である。密封作用を改善するため、微細パッキンセグメントは、硬度が異なる2つのエラストマーのセグメント部分から組み立てられていてもよい。さらに、基礎体は、その内面に、溝リングおよび/またはエラストマーの案内ベルトを受容するための少なくとも1つの他の周回溝を有していてよい。
スクレーパーと微細パッキンとがセグメント化されているので、パッキンカセットが、取り付けを目的として、スクレーパーおよび/または微細パッキンのセグメントを基礎体に対し保持させている中心の取り付け管を備え、取り付け管が、取り付け段階で搬送ピストンに取り付ける際にパッキンカセットから押出し可能であるのが有利であることが判明した。これにより、取り付け時および保守時のパッキンカセットの操作が容易になる。
本発明の他の有利な構成によれば、搬送ピストンは、弾性変形可能な材料から成る案内ローラを介して支持管で同心に支持され、案内されている。この場合、搬送ピストンが液圧で変位可能なプランジャーとして構成されているのが合目的である。搬送シリンダ内の搬送物が逆流するのを防ぐため、搬送ピストンが半径方向に遊びをもって搬送シリンダに係入し、搬送シリンダが周方向に波形状または多角形状の内面を有しているのが合目的である。
次に、本発明の実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。
図面に図示した閘門型搬出ゲート8はトンネル掘進機1に使用するためのものである。このため搬出ゲート8は、斜め上方に指向しているフランジプレート10と、供給ホッパー12とを有している。これにより搬出ゲート8は、トンネル掘進機1の掘削室7内に落ちてくる掘削物5を搬送する、搬送スクリュー2を備えた搬送管3に接続させることができる。通常は吸引することのできない土または岩石を含んだ掘削物5は、地圧で上昇している圧力p>p大気圧で砕石機7と供給ホッパー12とを介して搬出ゲート8に供給され、大気圧p大気圧に抗して搬出管14を介して搬出ゲート8から搬出されて、たとえばベルトコンベア6を介してさらに搬送される。フランジプレート10の付近に配置されている2つのフック16は取り付けと保守を容易にするために用いる。
図示した実施形態の場合、搬出ゲート8はプッシュプル方式で作動する2つの搬送装置または閘門型ゲート部分18を有している。これら搬送装置またはゲート部分18は実質的に同一構成である。両ゲート部分はそれぞれ充填空間20を有している。充填空間20は仕切り壁22を介して互いに仕切られており、共通の供給ホッパー12を介して搬送物を供給することができる。各ゲート部分18には、プランジャーとして構成された搬送ピストン24が設けられている。搬送ピストン24は液圧駆動シリンダ26を介して往復動可能である。各搬送ピストン24には軸線方向において順次、支持ケージ28と、支持管30と、充填空間20の一方と、搬送シリンダ32と、横移動体36および搬出管14の一方を備えた中間管34とが付設されている。プッシュプル方式で駆動可能な搬送ピストン24は、支持管30内に引き込まれたその終端位置において充填空間20を供給ホッパーに対し開放させ、前進の際に搬送物を連行して充填空間20からそれぞれの搬送シリンダ32内へ侵入する。搬送物は搬送シリンダ32内で、続いて中間管34と搬出管14内で圧縮されて栓を形成し、その結果充填空間20と搬出管14の出口開口部38の外側にある外部空間との間を気密に密封させる。
搬送行程ごとに前記栓の一部は出口開口部38を介して外部へ排出される。出口開口部38内にはカッター状の切断機構40が設けられており、切断機構40は出てくる栓の一部分を分断して破砕する。搬送行程ごとに栓は後から続いてくる圧縮された搬送物に取って代わる。
搬送工程開始時点で栓がまだ存在していないときは、まず栓を作らねばならない。このため横移動体36が設けられている。これら横移動体36はスペース上の理由から軸線方向に互いにずらして配置されている。まず横移動体36をその閉鎖位置へ位置決めする。次に搬送物を、送り力を減少させたそれぞれの搬送ピストン24を用いて、送り経路内に係合している横移動体36に対し中間管内で押圧させ、その際搬送物は圧縮されて栓を形成する。搬送ピストン24の移動距離は、液圧駆動シリンダ26と結合されている距離測定システム62,64で監視する。十分な栓が作られると、横移動体36を開口させ、搬送ピストン24の次の搬送行程で栓を付属の搬出管14内へ移動させて出口開口部38に達するようにする。搬送物の粘稠度に応じて栓の形成を制御し、存在している栓を支持することができるように、出口開口部38の領域に、異なった開口横断面積を持った複数個の絞り(図示せず)を設けてもよい。
搬送ピストンをシリンダから引き戻す際に真空が形成されて栓が割れることがないようにするため、搬送ピストン24と搬送シリンダ32のサイズは、充填空間20と中間管34との間で空気を貫流させるための隙間空間が残るように選定される。搬出管の内面と中間管の内面と、場合によっては搬送シリンダの内面とは摩耗板を備えており、摩耗板は外部からそれぞれの管壁を通じて取り外し可能にねじ止めされている。これらの摩耗板は互いに補完しあって、横断面にて非円形の、有利には多角形の内面を形成する。
図2aないし図2cからわかるように、搬送ピストン24の側面42は長尺の中空筒44によって形成され、その自由端面は端板46によって閉鎖され、中空筒44内には液圧駆動シリンダ26が設けられている。駆動シリンダ26の筒部分48はその底部部分50を枢着部52を介して支持ケージ28の後端に枢着され、そのピストン棒56側の端部を、互いに90゜の角度間隔を有している2つの支持ローラ54を介して中空筒44の内面で支持され案内されている。駆動シリンダ26のピストン棒56は枢着部58を介して端板46の内面に枢着されている。枢着部52の枢着軸線と枢着部58能着軸線とは互いに垂直であり、ピストン棒56の移動方向に指向している。ピストン棒56は同心の中空空間60を有し、中空空間60には、筒部分の底部側端部に固定され且つ導波管を保護している特殊鋼管62が係入している。導波管62はピストン棒56に固定の永久磁石64とともに距離測定システムを形成しており、該距離測定システムを用いて搬送ピストン24の現在の変位位置を測定することができる。
搬送ピストン24は支持管30の内部で同心に支持され案内されている。このため、支持管30の外面に案内ローラ66が配置され、その回転面68は支持管30の壁穴を搬送ピストン24の側面42の方向に貫通している。エラストマー材、有利には重荷重ポリアミドから成っている案内ローラ66はそれぞれ支持台70で支持されている。各支持台70はその一端を支持管固定の回動軸受72に枢着され、その他端をばねで支持されているねじ74により支持管30に螺着されている。案内ローラの回転面68は搬送ピストン24の側面42に対し補完的な凹状の横湾曲部を有している(図7c)。図1aないし図1cからわかるように、案内ローラ66は互いに間隔をもっている3つの軸線方向位置に配置され、且つ周方向に互いに間隔をもっている3つの周方向位置に配置されている。この場合、それぞれの周方向位置はそれぞれ互いに並置されている2つの案内ローラを備えている。搬送ピストン24のサイズは、搬送シリンダ32内へ走入する時に、後部軸線方向位置にある案内ローラ66の領域から抜け出るように選定されている。
支持管30はその充填空間側の端部にパッキンカセット76を有している。パッキンカセット76は支持管端部の凹部に設けた2つのOリング78,80の間で締め付けリング82により遊動支持されており、容易に交換可能である。パッキンカセット76は金属製のリング状の基礎体84を有し、基礎体84は、内面に、半径方向に位置調整可能なスクレーパ88を受容するための周溝86と、半径方向に位置調整可能でエラストマー材から成っている微細パッキン90とを備えている。スクレーパー88および微細パッキン90のための周溝86は基礎体84のリング状の凹部92に配置された挿入リング94によって画成されている。図5aないし図5c、図6aと図6bからわかるように、スクレーパー88と微細パッキン90とは周方向に配分されている複数個のセグメント88’,90’から組み立てられており、これらセグメントはそれぞれ半径方向外側にあるエラストマーリング96,98から組み立てられている。スクレーパー88と微細パッキン90とはエラストマーリング96,98を介して圧力剤、たとえば油脂で付勢可能である。スクレーパー88と微細パッキン90のセグメント88’,90’は、閉じたエラストマー保持リング104,106を受容するために周方向で互いに補完的な溝を有し、この保持リング104,106の領域において、半径方向外側にある付属のパッキンリング96,98で支持されている。スクレーパー88のセグメント88’が周方向に回転しないようにするため、セグメント88’は、該セグメント88’に設けた、縁が開口している凹部132を介して、挿入リング94に挿入されるピン130を用いて周方向に固定される(図5aないし図5cおよび図4aと図4dを参照)。図6bからわかるように、微細パッキン90’は周方向に互いに重畳している段部120を有している。さらに微細パッキン90’は、硬さが異なる2つのエラストマーのセグメント部分90”,90”’から組み立てられている。スクレーパーセグメント88’と微細パッキン90’とのための周溝86は、基礎体に設けた管路108,110を介して互いに独立に圧力剤で付勢可能である。この目的のため挿入リングも、圧力剤供給用の環状管路を画成し且つ基礎体の環状面116のほうへ縁が開口している周溝112,114を備えている。周溝112,114は隣接している周溝内に配置されたパッキンリング118によって互いに密封され、且つ外部に対して密封されている。
他の管路122は、潤滑剤または洗浄剤を供給するために用いる。基礎体はその内面に他の周回溝を有し、この周回溝は溝リング124とエラストマーの案内ベルト126とを受容するために用いる。
パッキンカセット76は予め製造でき、全体を交換することができる。セグメント化されたスクレーパー88と微細パッキン90、および溝リング124と案内ベルト126を、予め製造した状態でその位置に保持するため、取り付け管128が設けられている。この取り付け管128は、パッキンカセット76を搬送ピストン24上にスライドさせて取り付けた後にパッキンカセットからスライドさせて取り外される。
以上を総括すると以下のようになる。本発明は、流動性搬送物またはばら材状搬送物を搬送するための装置に関する。この装置は、少なくとも1つの、有利には液圧手段で往復動可能な搬送ピストン24と、該搬送ピストン24をその側面42において軸線方向に案内する支持管30と、搬送方向において該支持管30に対し軸線方向に接続し、供給管路または供給ホッパー12を介して搬送物を供給可能な充填空間20と、軸線方向において搬送ピストン24の移動経路内に配置され、入口側を充填空間20に接続され、出口側を搬出管14に接続される搬送シリンダ32とを備えている。搬送ピストン24は、支持管30内に引き込まれた終端位置において充填空間20を供給管路または供給ホッパーに対し開放させ、且つ前進時に搬送物を連行しながら充填空間20を貫通して搬送シリンダ32内へ侵入する。充填空間20に対する支持管30の密封を改善し、且つ保守を容易にするため、本発明によれば、支持管30が、その充填空間側端部に、交換可能なパッキンカセット76を担持し、該パッキンカセット76の、搬送ピストン24の側面42に当接している密封要素および/またはスクレーパー要素88,90が自動的に搬送ピストン24の摩耗状態に対応可能である。
トンネル建設現場で使用するための閘門型掘削物搬出ゲートの概観図である。 充填空間に供給ホッパーを取り付けた図1aの閘門型搬出ゲートの側面図と平面図である。 図1aないし図1cの閘門型ゲートを備えたトンネル穿孔機の側面図である。 図1aないし図1cにおいてプランジャーシリンダとして構成された搬送ピストンの、互いに90゜ずらして示した2つの縦断面図と、横断面図である。 支持管の充填空間側パッキンカセットの端面図と側面図である。 図3aの切断線A−Aによる断面図である。 図3aの断面AないしEによる図3cの拡大図である。 図4aないし4eのパッキンカセットのセグメント化したスクレーパーリングの平面図である。 図5aの切断リングセグメントの平面図である。 図5bの切断線A−Aによる断面図である。 図4aないし4eの微細パッキンの1つのセグメントの側面図と内面図である。 図1aないし図1cの閘門型搬出ゲートの支持管の案内ローラの外観図と3つの側面図である。

Claims (20)

  1. 少なくとも1つの往復動可能な搬送ピストン(24)と、該搬送ピストン(24)をその側面(42)において軸線方向に案内する支持管(30)と、搬送方向において該支持管(30)に対し軸線方向に接続し、供給管路または供給ホッパー(12)を介して搬送物を供給可能な充填空間(20)と、軸線方向において搬送ピストン(24)の移動経路内に配置され、入口側を充填空間(20)に接続され、出口側を搬出管(14)に接続される搬送シリンダ(32)とを備え、搬送ピストン(24)が、支持管(30)内に引き込まれた終端位置において充填空間(20)を供給管路または供給ホッパーに対し開放させ、且つ前進時に搬送物を連行しながら充填空間(20)を貫通して搬送シリンダ(32)内へ侵入する構成になっている、流動性搬送物またはばら材状搬送物を搬送するための装置であって、支持管(30)が、その充填空間側端部に、交換可能なパッキンカセット(76)を担持し、パッキンカセット(76)が充填空間側の支持管端部の凹部に設けたエラストマーのパッキンリング(78,80)の間で遊動支持され、パッキンカセット(76)の、搬送ピストン(24)の側面(42)に当接している密封要素および/またはスクレーパー要素(88,90)が自動的に搬送ピストン(24)の摩耗状態に対応可能である前記装置。
  2. パッキンカセット(76)が堅牢なリング状の基礎体(84)を有していること、基礎体の内面に、半径方向に位置調整可能なスクレーパー(88)および/または半径方向に位置調整可能な微細パッキン(90)を受容するための周溝(86)が配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
  3. スクレーパー(88)および/または微細パッキン(90)が周方向に配分されている複数個のセグメント(88’,90’)から組み立てられ、これらセグメント(88’,90’)が、それぞれ半径方向外側に位置しているエラストマーのパッキンリング(96,98)に当接し、且つパッキンリング(96,98)を介して間接的に圧力材で半径方向に付勢可能であることを特徴とする、請求項2に記載の装置。
  4. 少なくとも1つの往復動可能な搬送ピストン(24)と、該搬送ピストン(24)をその側面(42)において軸線方向に案内する支持管(30)と、搬送方向において該支持管(30)に対し軸線方向に接続し、供給管路または供給ホッパー(12)を介して搬送物を供給可能な充填空間(20)と、軸線方向において搬送ピストン(24)の移動経路内に配置され、入口側を充填空間(20)に接続され、出口側を搬出管(14)に接続される搬送シリンダ(32)とを備え、搬送ピストン(24)が、支持管(30)内に引き込まれた終端位置において充填空間(20)を供給管路または供給ホッパーに対し開放させ、且つ前進時に搬送物を連行しながら充填空間(20)を貫通して搬送シリンダ(32)内へ侵入する構成になっている、流動性搬送物またはばら材状搬送物を搬送するための装置であって、支持管(30)が、その充填空間側端部に、交換可能なパッキンカセット(76)を担持し、パッキンカセット(76)の、搬送ピストン(24)の側面(42)に当接している密封要素および/またはスクレーパー要素(88,90)が自動的に搬送ピストン(24)の摩耗状態に対応可能であり、パッキンカセット(76)が堅牢なリング状の基礎体(84)を有し、基礎体の内面に、半径方向に位置調整可能なスクレーパー(88)および/または半径方向に位置調整可能な微細パッキン(90)を受容するための周溝(86)が配置され、スクレーパー(88)および/または微細パッキン(90)が周方向に配分されている複数個のセグメント(88’,90’)から組み立てられ、これらセグメント(88’,90’)が、それぞれ半径方向外側に位置しているエラストマーのパッキンリング(96,98)に当接し、且つパッキンリング(96,98)を介して間接的に圧力材で半径方向に付勢可能である前記装置。
  5. スクレーパー(88)および/または微細パッキン(90)のセグメント(88’,90’)が、周方向に互いに補完しあう溝(100,102)であって閉じたエラストマーの保持リング(104,106)を受容するための前記溝(100,102)を有していることを特徴とする、請求項4に記載の装置。
  6. スクレーパー(88)および/または微細パッキン(90)が、エラストマーの保持リング(104,106)の領域で、半径方向外側にある付属のパッキンリング(96,98)で支持されていることを特徴とする、請求項5に記載の装置。
  7. スクレーパー(88)および微細パッキン(90)のための周溝(86)が、基礎体(84)のリング状の凹部(92)に配置された挿入リング(94)によって画成されていることを特徴とする、請求項3から6までのいずれか一つに記載の装置。
  8. スクレーパー(88)および微細パッキン(90)のための周溝(86)が、基礎体(84)および/または挿入リング(94)に設けた管路(108,110)を介して別個に圧力剤で付勢可能であることを特徴とする、請求項3から7までのいずれか一つに記載の装置。
  9. 挿入リング(94)が、圧力剤供給用の環状管路を画成し且つ基礎体(84)の環状面(116)のほうへ縁開口している周溝(112,114)を備えていることを特徴とする、請求項7または8に記載の装置。
  10. 圧力剤供給用の周溝(112,114)が、隣接する周溝に配置されるパッキンリング(118)によって互いに密封され、且つ外部に対し密封されていることを特徴とする、請求項9に記載の装置。
  11. スクレーパー(88)および/または微細パッキン(90)のセグメント(88’,90’)が周方向に互いにオーバーラップしている段部(120)を有していることを特徴とする、請求項3から10までのいずれか一つに記載の装置。
  12. 微細パッキンセグメント(90’)が、硬度が異なる2つのエラストマーのセグメント部分(90”,90”’)から組み立てられていることを特徴とする、請求項3から11までのいずれか一つに記載の装置。
  13. 基礎体(84)が、その内面に、溝リング(124)および/またはエラストマーの案内ベルト(126)を受容するための少なくとも1つの他の周回溝を有していることを特徴とする、請求項1から12までのいずれか一つに記載の装置。
  14. パッキンカセット(76)が、スクレーパー(88)および/または微細パッキン(90)のセグメント(88’,90’)を基礎体(84)に対し保持させている中心の取り付け管(128)を備え、取り付け管(128)が、取り付け段階で搬送ピストン(24)に取り付ける際にパッキンカセット(76)から押出し可能であることを特徴とする、請求項3から13までのいずれか一つに記載の装置。
  15. パッキンカセット(76)が、エラストマーのパッキンリング(78,80)を圧縮させる用を成す端面側の締め付けリング(82)を介して支持管(30)に固定可能であることを特徴とする、請求項1から14までのいずれか一つに記載の装置。
  16. スクレーパー(88)および/または微細パッキン(90)のセグメント(88’,90’)が基礎体(84)および/または挿入リング(94)と相対回転不能に固定され、特にピン止めされていることを特徴とする、請求項3から15までのいずれか一つに記載の装置。
  17. 搬送ピストン(24)が液圧で変位可能なプランジャーとして構成されていることを特徴とする、請求項1から16までのいずれか一つに記載の装置。
  18. 搬送ピストン(24)が、弾性変形可能な材料から成る案内ローラ(66)を介して支持管(30)で同心に支持され、案内されていることを特徴とする、請求項1から17までのいずれか一つに記載の装置。
  19. 搬送ピストン(24)が半径方向に遊びをもって搬送シリンダ(32)に係入していることを特徴とする、請求項1から18までのいずれか一つに記載の装置。
  20. 搬送シリンダ(32)が周方向に波形状または多角形状の内面を有していることを特徴とする、請求項1から19までのいずれか一つに記載の装置。
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