JP4145157B2 - Soil improvement machine - Google Patents
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- JP4145157B2 JP4145157B2 JP2003025070A JP2003025070A JP4145157B2 JP 4145157 B2 JP4145157 B2 JP 4145157B2 JP 2003025070 A JP2003025070 A JP 2003025070A JP 2003025070 A JP2003025070 A JP 2003025070A JP 4145157 B2 JP4145157 B2 JP 4145157B2
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水または水溶液を改良すべき土砂に加える手段を備えた土質改良機に関する。
【0002】
【従来の技術】
道路工事や基礎工事あるいはガス管や上下水道管の埋設工事においては、土質が軟弱であるため、セメントや石灰等の改良材を加えて土質を適度な粒度、含水率、硬さにして埋め戻す必要がある場合がある。
【0003】
このような土質改良機として例えば特許文献1に記載のものがある。この従来の土質改良機は、車体の前方に改良すべき土砂を投入するホッパを設置し、中央部に改良材を蓄えておく容器を搭載し、その下方に土砂と容器からの改良材とを混合する混合装置を設置し、混合装置より落下した改良土砂をコンベアにより車体の後方に搬出して集積させる構成を有している。
【0004】
【特許文献1】
特開2002-167799号公報。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような従来の土質改良機においては、現場から離れた含水率測定装置のある場所まで現場の土壌を搬送して含水率を測定し、その後、現場においてその測定値を参考にして、土壌に対する改良材の添加量を制御して土質改良を行っている。
【0006】
しかし、夏季の高温時や冬季の低湿時等の乾燥しやすい条件下において、含水率測定時から現場での土質改良作業時までにかなりの時間が経過すると、土壌が極度に乾燥し、乾燥したものにさらに土質改良のためにセメントや生石灰を加えることになるため、含水率が過度に少なくなる場合がある。
【0007】
これは以下の理由による。すなわち、改良材として例えば生石灰を用いた場合、下記の反応によって土の性質が改良されることによる。
(水和反応):土中の水分と生石灰が反応して消石灰が生成し、含水率が低下する。
(凝集反応):カルシウムイオンと土粒子表面の陽イオンの交換によって土粒子が凝集する。
(ポソラン反応):土中のシリカやアルミナが、石灰のカルシウムイオンと反応して硬化する。
(炭酸化反応):消石灰が土中の炭酸や二酸化炭素と反応して固化を続ける。
【0008】
上記反応のうち、土壌が乾燥すると、前記水和反応によりさらに含水率が低くなり、その後の改良材(固化材)の反応が悪くなったり、水分不足により最適含水率から大きく外れてしまい、適当な粒度が得られず、転圧時に上手に絞め固めができない等の不具合を生じる。改良材としてセメントを加える場合も、土壌の乾燥しすぎにより、水和反応の進行が悪くなり、良質の改良土砂が得られなくなる。
【0009】
本発明は、上記問題点に鑑み、好適な含水率の改良土砂が得られる土質改良機を提供することを目的とする。また、本発明は、改良土砂を得るために水や水溶液を加える場合、これらの水系供給装置の能力の如何に関わらず、好適な含水率の改良土砂が得られる土質改良機を提供することを目的とする。また、本発明は、改良材としてセメントや石灰を加える場合にも好適な含水率の改良土砂が得られる土質改良機を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明の土質改良機は、土砂に対し少なくとも水または土質改良用水溶液を加えて混合装置により混合する土質改良機において、
前記混合装置への土砂供給量を制御する土砂供給量制御手段と、
水または土質改良用水溶液の前記混合装置への供給量を制御する水系供給量制御手段と、
前記土砂供給量制御手段により制御される混合装置への土砂供給量と前記水系供給量制御手段により制御される水または水溶液の混合装置への供給量との比が所定の値になるように制御する制御手段とを備え、
前記水系供給量制御手段は、水または水溶液の供給量の必要量が、水系供給装置の連続供給可能な最小量未満である際に、水または水溶液を間欠的に供給する手段を有することを特徴とする。
【0011】
(2)また、本発明の土質改良機は、水または水溶液の供給量の設定値と実際の検出値との差がその差の設定値以上となる状態が一定時間以上持続した際に土質改良機を停止する非常停止手段をさらに備えたことを特徴とする。
【0012】
(3)また、本発明の土質改良機は、前記土砂供給量制御手段は、水または水溶液の供給量の必要量が、水系供給装置の供給可能な最大量を超える際に、土砂供給量を前記最大量に合わせて制限する手段を有することを特徴とする。
【0013】
(4)また、本発明の土質改良機は、粉体でなる改良材を前記混合装置に加える改良材供給手段をさらに備えたことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の土質改良機の一実施の形態を示す側面図である。この土質改良機は、走行体1上に車体2を設置し、車体2の前部に土砂を投入するホッパ3を搭載する。また、ホッパ3より後方(本例では車体2の中央部)には、セメントや石灰等の改良材を蓄えておくホッパ4を搭載する。車体2の後部には油圧パワーユニット5を搭載する。
【0015】
車体2におけるホッパ4の下方には改良材の計量供給装置6および加水装置7が設けられる。また、ホッパ4の下方には、前記計量供給装置6により供給される改良材と、土砂投入用ホッパ3の下方に設置されたコンベア(フィーダ)8により供給される土砂と、前記加水装置7からの水または土質改良用水溶液とを混合する混合装置9を設置する。
【0016】
前記計量供給装置6は、回転軸に例えば4枚の羽根を取付け、上面に隣接して位置する2枚の羽根の間に定量の改良材を収容してこれを回転させることにより、羽根が下面に向いた時にその羽根間の改良材を下方に落下させるもので、改良すべき土砂の軟弱度合等応じてその回転数を制御することにより改良材の混合装置9への供給量が制御されて、好適な硬さ、含水率、粒度の改良土砂が得られるようにしている。
【0017】
前記混合装置9は、偶数本の回転軸9aを併設し、各回転軸9aにパドル9bを取付けたものであり、対をなす回転軸9aを土砂が両者間に挟まる方向に回転させることにより、導入口9cから導入される土砂と改良材と水または土質改良用水溶液とを混合し、排出口9dから排出するものである。
【0018】
10は混合装置9から排出される改良土砂を土質改良機の前方に搬出するためのコンベアである。該コンベア10は、走行体1の左右のクローラ1a間に設置され、その後端は前記混合装置9の改良土砂の排出口9dの下に位置し、前端は土質改良機の前方に位置する。コンベア10は改良土砂を後方に排出するように構成してもよい。
【0019】
図2はこの土質改良機の混合制御系を示すブロック図である。図2において、加水装置7は、前記タンクローリ11から加水管12を介して給水されて混合装置9に供給する駆動モータ13により回転されるポンプ14と、加水流量を検出する流量検出器15と、加水管12の開閉を行う散水弁18とからなる。本例の駆動モータ13は、前記油圧パワーユニット5に備えた3相交流発電機16の電力がインバータ17により制御されて供給される3相交流モータでなる。
【0020】
前記土砂供給用コンベア8には土砂の供給量を検出するために、電動モータまたは油圧モータからなるコンベア8の駆動モータ22の速度検出器19とコンベア8上の土砂高さを検出する土砂高さ検出器20とが設けられる。コントローラ21には前記各混合物の供給量等を記録する記録装置23が設けられる。また、コントローラ21にはキーボードやスイッチ等からなる各種データ(土砂供給量、改良材供給比率、加水量、水系供給量を土砂に対して比例制御するか否か等)の設定手段24を有する。
【0021】
前記速度検出器19、土砂高さ検出器20による検出信号はコントローラ21に送られ、コントローラ21はこれらの検出信号から時間当たりの土砂供給量を演算により検出し、コントローラ21はその検出値が設定手段24により設定される土砂供給量と一致するように駆動モータ22を制御する。前記駆動モータ22、前記検出器19、20およびコントローラ21によりフィードバック制御を行う土砂供給量制御手段を構成する。
【0022】
改良材供給は、その土砂に対する供給量が、設定手段24により設定される改良材供給量(土砂に対する比率)となるように、計量供給装置6の速度を制御して行われる。
【0023】
水または水溶液の供給についての加水作業モードは、設定手段24により連動動作(加水量比例制御)モードと単独動作(加水量一定制御)に選択可能としている。設定手段24により設定される加水作業モードが比例制御である場合には、加水量が単位土砂供給量に対して常に一定量になるように、インバータ17によりモータ13およびポンプ14の速度制御を行い、その結果、流量検出器15により検出される加水量が土砂供給量に対して所定の比率になるようにする。また、設定手段24により設定される加水作業モードが加水量の一定制御の場合には、加水量が設定量となるように、インバータ17を介して駆動モータ13およびポンプ14の速度制御を行う。前記インバータ17、駆動モータ13、ポンプ14、流量検出器15、散水弁18およびコントローラ21によりフィードバック制御を行う水系供給量制御手段を構成する。
【0024】
図3は前記コントローラ21の機能ブロック図であり、21Aは前記コンベア8の駆動モータ22、すなわち土砂供給系の制御盤、21Bは加水系の制御盤である。制御盤21Aにおいて、24は前記駆動モータ22の速度検出器19と土砂高さ検出器20の各検出信号から求められる土砂供給量演算手段である。25は土砂フィーダであるコンベア8の起動、停止を指令する手段であり、スイッチにより構成される。26は制御盤21Aに備えた表示装置により表示される日報散水データであり、表としてプリントされると共に、カードやディスクにデータとして記録される。
【0025】
27は土砂供給量設定手段であり、前記キーボードおよびスイッチにより構成される。28は非常停止を指令する手段であり、スイッチにより構成される。29は非常停止指令手段28からの信号を受けて土砂供給系、水系供給系の非常停止処理を行う手段であり、土砂供給系、加水系(コンベアの駆動モータ22、計量供給装置6、混合装置9、加水装置7)の全停止も行うものである。駆動モータ22のドライバ30は前記土砂供給量設定手段27により設定される供給量信号に基づいて駆動モータ22の速度を制御する。
【0026】
加水系の制御盤21Bにおいて、31、32、33はそれぞれ制御盤21Bの表示装置により構成されるもので、それぞれ土砂供給量、加水量、累積加水量を表示するものである。34は加水量の比例制御を行う際に、加水量(土砂に対する水または水溶液の量の比率(L/m3))を設定するもので、スイッチおよびキーボードにより構成される加水量設定手段である。
【0027】
35は前記加水量設定手段34により設定される加水量と、流量検出器15により検出される実際の検出量との許容差を設定する加水量許容差設定手段であり、前記キーボードおよびスイッチにより構成される。
【0028】
36は加水量演算および加水動作制御を行う加水演算動作制御手段である。該加水演算動作制御手段36は、前記土砂供給量信号aと前記加水量設定手段34からの加水量bとから、インバータ17の動作制御のための回転数演算手段37への加水量指令信号cを作成したり、コンベア8の起動停止信号dから散水弁18のドライバ38の制御信号eやインバータ17への起動停止信号fを作成する。
【0029】
前記回転数演算手段37は、前記加水演算動作制御手段36からの加水量指定信号cに基づいて、駆動モータ13の回転数が、加水量の比例制御を実現できる回転数となるように、インバータ17用の動作制御信号gを作成する。この場合、流量検出器15により検出される実際の加水量検出信号hを、流量補正演算係数演算手段39により補正した信号iを参照することにより、動作制御信号gを補正して実際の加水量が土砂供給量に対応した好適な量になるように補正する。
【0030】
40は前記加水量指令信号cと、加水量検出信号hとを比較する加水量監視手段であり、その差(c−h)の絶対値が加水量許容差設定手段35により設定される差Δより大きくなると、加水量異常信号jを発生して非常停止信号作成手段41により非常停止信号を発生させて非常停止処理手段42により土砂供給系、加水系(駆動モータ13、混合装置9、計量供給装置6、コンベア8の駆動モータ22等)の全停止を行う。同時に、制御盤21B上の加水量異常表示灯43aと外部の加水量異常表示灯43bとを点灯させる。
【0031】
44は前記加水量指令信号cを積算して累積加水量を算出する加水量累積演算手段であり、その演算により求められた値は累積加水量表示手段33により表示される。45は前記加水動作信号fのオンオフにより、ポンプ14の作動または停止を表示する表示灯、46は散水弁18の開閉状態を表示する表示灯である。
【0032】
図4は前記加水量演算動作制御手段36を中心とした機能ブロック図であり、47は動作モードが加水量の比例制御の場合に動作させる比例制御手段である。通常はこの比例制御手段47により、土砂供給量a(m3)と加水量設定手段34からの加水量の設定信号b(水流量L/土砂供給量m3)とから、この設定信号に相当する加水量となるように、ポンプ14の駆動モータ13の回転数演算手段37に回転数に相当する信号を加えるものである。
【0033】
具体的には、処理土砂量に対する加水量の制御は、下記の(1)式によって行う。
W=(M*1.6*K/100)*1000……(1)
ただしW:加水量(L/hr)、M:処理土量(m3/hr)、K:加水率(%)であり、この加水率は処理土量に対する重量%とする。また、(1)式の1.6はルーズ状態(掘削してほぐした状態)での土の比重である。
【0034】
49はポンプ14の最大能力に相当する加水量最大量と実際に必要とされる加水量とを比較する比較手段であり、必要とされる加水量がポンプ14の能力の最大量以上であれば、加水量を前記最大量とし、コンベア8の駆動モータ22が、加水量に合うように、土砂供給量を制限する。すなわち、土砂高さ検出器20により検出される信号と、速度検出器19により検出される駆動モータ22の回転数による土器供給量が、加水量の最大量に合う土砂供給量となるように、駆動モータ22のドライバ30に動作制御信号を加える。
【0035】
50はポンプ14で連続供給可能な加水最小量と実際に必要とされる加水量とを比較する比較手段であり、必要とされる加水量がポンプ14の連続供給可能な能力の最小量未満であれば、間欠制御手段51により、インバータ17を間欠的に起動、停止させ、そのデュ−ティ−比を制御することにより、単位時間当たりの加水量が設定量となるように制御する。
【0036】
図5(A)は前記制御盤21Bの構成を示す図であり、図3と同じ符号は同じ表示灯やスイッチ(41は前記非常停止信号作成手段として設けたスイッチ)である。また制御盤21Bは、何のデータを入力設定するかを選択する数値選択スイッチ52と、実際のデータを入力するための数値等入力用キーボード53と、表示器54と、表示内容を選択する表示選択スイッチ55とを有する。また、56は電源表示灯、57は運転準備表示灯であり、単独動作(加水量一定制御)時および連動動作(加水量比例制御)時で加水装置7が起動すると点灯するものである。59は機器が過負荷となった時に点灯する過負荷表示灯である。60は動作選択スイッチであり、単独動作選択時には加水動作を土砂供給装置に関係なく動作させ、連動動作選択時には土砂供給装置の動作に合わせて動作させるものである。61a、61bは単独動作運転時において、加水動作時、加水停止時にそれぞれ点灯させる加水運転スイッチおよび加水停止スイッチである。62はインバータトリップスイッチであり、インバータがトリップした時にスイッチを押すと復帰するものである。
【0037】
前記動作選択スイッチ60を連動側に設定すると、表示器54においては土砂供給量(m3)に対する加水量の設定量(L/m3)と、実際の加水量(L/分)と、前記加水量累積演算手段44による累積加水量(L)とを表示する。
【0038】
また、動作選択スイッチ60を単独側に設定すると、「単独動作」なる表示と、設定流量(L/分)と、検出流量(L/分)とを表示する。なお、表示器54における表示画面には「リセット」なる表記部分があり、その部分を押すと、連動動作画面の累積加水量値がクリアされる。
【0039】
加水量許容差設定手段35は、数値選択スイッチ52による選択と、キーボード53とにより許容時間と許容流量差を設定することで実現され、表示選択スイッチ55により表示内容を加水量許容差に設定すると、表示器54では、「加水異常設定」なる表示と、許容時間(秒)、許容差流量(%)、指令(加水量の設定値)、検出(加水量の検出値)とが表示される。
【0040】
表示選択スイッチ55をモニタ画面に選択すると、表示器54での表示画面には土砂量(m3/h)、土砂に対する加水設定値(L/m3)、土砂に対する加水指令値(L/m3)、土砂に対する加水検出値(L/m3)が表示される。
【0041】
表示選択スイッチ55をモニタ画面に選択すると、表示器54での表示画面には図5(B)に示すように、例えば加水指令値を破線で、加水検出値を実線で折れ線グラフにより表示する。図5(B)において、横軸は最大45秒間であり、縦軸は最大80L/分である。
【0042】
その他、係数調整画面を選択すると、累積加水指令量と累積加水検出量の過去の実績により補正係数値を演算して、流量補正係数演算手段39における補正係数を更新することにより、加水指令値と加水検出値との誤差を補正する。
【0043】
この土質改良機においては、加水装置7を設けて改良材のみならず水を加えることにより、吸水率が高い土質であったり、含水率が低い乾燥土壌の場合には、セメントや生石灰等の改良材以外に水を加えることにより、改良土砂の含水率が過度に低くなることを防止でき、水和反応を促進し、適当な含水率と粒度を持ち、転圧により絞め固め可能な品質の良い改良土砂を得ることができる。特に、現場において含水率を測定してその測定値に従って改良材や加水量を制御することにより、土質改良が好適に行われる。
【0044】
また、ホッパ4に収容する改良材としてセメントを用い、コンベア8からの土砂に対する相対的な混合量を調整し、これに加水装置7からの加水量を調整してソイルコンクリートを現地で製造する機能を持たせることにより、ラップルコンクリート(基礎杭の代わりに建物の基礎となるコンクリート)の代用としての施工が可能となる。
【0045】
また、本発明は、据え付け式の土質改良機にも適用できるが、自走式土質改良機に適用すれば、現地でソイルコンクリート製造することにより、掘削土の処分、運搬がなく、コスト削減を図ることができ、また、混合装置9として2軸パドルミキサーの混合度の良さとの組み合わせにより、改良材(固化材)の添加量の削減も図れる。すなわち、基礎工事において、従来のように、現場で油圧ショベルを使用し、現場で土砂に水とセメントを混合する工法の場合、均一な混合が困難であり、必要な強度のコンクリートを得るにはセメントの量を多くする必要があるが、本発明による場合には、均一な混合が可能となることにより、セメント量の削減、ソイルコンクリートの高品質化、作業の能率向上が図れる。
【0046】
また、構成機器を耐薬品性、耐酸性、耐アルカリ性素材によって構成することにより、汚染土壌の改良機能を持たせ、例えば酸性土壌を改良するためにアルカリ性の水溶液を加水装置7から加えたり、薬剤の流出により汚染された土壌にこれを改良する水溶液を加えることにより、汚染土壌の改良が行え、用途が拡大される。
【0047】
上述のような加水を行うに当たり、本発明においては、土砂と水または水溶液の混合装置9への供給量との比が所定の値になるように制御する手段を備えたので、好適な含水率の改良土砂が得られる土質改良機を提供することができる。また、必要加水量がポンプ14の能力を超える場合には、加水量の最大量に土砂供給量を合わせ、一方、必要加水量が連続供給可能な加水量未満である場合には水または水溶液を間欠供給するようにしたので、水系供給装置の能力の如何に関わらず、好適な含水率の改良土砂が得られる。また、このような加水量の制御は、改良材としてセメントや石灰を加える場合にも加えない場合にも行うことができる。
【0048】
このような加水量制御は、前記土砂に対する水または水溶液の供給量を設定する加水量設定手段を備えることによって好適に行うことができる。
【0049】
また、土砂供給量の設定値と実際の供給量の検出値とを比較して供給量が設定値となるように制御するフィードバック制御を行うようにしたので、安定した土砂の供給を行うことができる。
【0050】
また、水または水溶液供給量の設定値と実際の供給量の検出値とを比較して供給量が設定値となるように制御するフィードバック制御を行うようにしたので、安定した正確な量の水または水溶液を土砂に加えることができる。
【0051】
また、水または水溶液の供給量の設定値と実際の検出値との差がその差の設定値以上となる状態が一定時間以上持続した際に土質改良機を停止する非常停止手段を備えたので、異常な加水量の状態が持続することが防止される。
【0052】
【発明の効果】
本発明によれば、必要加水量が連続供給可能な加水量未満である場合には水または水溶液を間欠供給するようにしたので、水系供給装置の能力の如何に関わらず、好適な含水率の改良土砂が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による土質改良機の一実施の形態を示す側面図である。
【図2】本実施の形態の土質改良機の混合制御系を示すブロック図である。
【図3】本実施の形態の制御系の機能ブロック図である。
【図4】本実施の形態の要部の機能ブロック図である。
【図5】(A)は加水用制御盤の機器の配置を示す図、(B)は加水量の指令値と検出値との表示例を示すグラフである。
【符号の説明】
1:走行体、2:車体、3:土砂投入用ホッパ、4:改良材投入用ホッパ、5:油圧パワーユニット、6:計量供給装置、7:加水装置、8:コンベア、9:混合装置、10:コンベア、11:タンクローリ、12:加水管、13:駆動モータ、14:ポンプ、15:加水量検出器、16:発電機、17:インバータ、18:散水弁、19:速度検出器、20:土砂高さ検出器、21:コントローラ、21A:土砂用制御盤、21B:加水用制御盤、23:記録装置、24:設定手段、52:数値選択スイッチ、53:数値等入力量キーボード、54:表示器、55:表示選択スイッチ、60:動作選択スイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a soil conditioner provided with means for adding water or an aqueous solution to the soil to be improved.
[0002]
[Prior art]
In road construction, foundation work, and gas pipe and water and sewage pipe burial work, the soil quality is soft, so an improvement material such as cement or lime is added to refill the soil with an appropriate particle size, moisture content, and hardness. There may be a need.
[0003]
There exists a thing of
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-167799.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional soil improvement machine as described above, the soil content is measured by transporting the soil at the site to a place where the moisture content measuring device is remote from the site, and then the soil is measured with reference to the measured value at the site. The soil quality is improved by controlling the amount of improvement material added.
[0006]
However, under conditions that are easy to dry, such as high temperatures in summer and low humidity in winter, when a considerable amount of time elapses from the time of moisture content measurement to soil quality improvement work in the field, the soil becomes extremely dry and dry. Since cement and quicklime are added to the soil to improve the soil quality, the moisture content may be excessively reduced.
[0007]
This is due to the following reason. That is, when quick lime, for example, is used as the improving material, the properties of the soil are improved by the following reaction.
(Hydration reaction): The moisture in the soil reacts with quicklime to produce slaked lime, and the moisture content decreases.
(Aggregation reaction): The soil particles aggregate by exchanging calcium ions and cations on the surface of the soil particles.
(Posolan reaction): Silica and alumina in the soil react with calcium ions of lime and harden.
(Carbonation reaction): Slaked lime reacts with carbonic acid and carbon dioxide in the soil and continues to solidify.
[0008]
Among the above reactions, when the soil is dried, the moisture content is further lowered by the hydration reaction, the reaction of the subsequent improving material (solidifying material) becomes worse, or it is greatly deviated from the optimum moisture content due to lack of moisture. Inadequate particle size is obtained, and problems such as inability to tightly squeeze and compact during rolling occur. Even when cement is added as an improving material, the progress of the hydration reaction worsens due to excessive drying of the soil, and high-quality improved soil cannot be obtained.
[0009]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a soil improvement machine from which improved soil with a suitable water content can be obtained. In addition, the present invention provides a soil conditioner capable of obtaining an improved soil having a suitable water content regardless of the capacity of these water-based supply devices when water or an aqueous solution is added to obtain the improved soil. Objective. Moreover, an object of this invention is to provide the soil improvement machine which can obtain the improvement soil sand of a suitable moisture content, when adding cement and lime as an improvement material.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
(1) The soil improvement machine of the present invention is a soil improvement machine in which at least water or an aqueous solution for soil improvement is added to the soil and mixed by a mixing device.
Earth and sand supply amount control means for controlling the amount of earth and sand supplied to the mixing device;
Water-based supply control means for controlling the supply of water or an aqueous solution for improving soil quality to the mixing device;
Control is performed so that the ratio between the amount of sediment supplied to the mixing device controlled by the soil supply amount control means and the amount of water or aqueous solution supplied to the mixing device controlled by the aqueous supply amount control means becomes a predetermined value. Control means for
The aqueous supply amount control means includes means for intermittently supplying water or an aqueous solution when the required amount of the supply amount of water or an aqueous solution is less than the minimum amount that can be continuously supplied by the aqueous supply device. And
[0011]
( 2 ) Further, the soil improvement machine of the present invention improves the soil condition when the difference between the set value of the supply amount of water or aqueous solution and the actual detected value is equal to or greater than the set value of the difference continues for a certain time or longer. An emergency stop means for stopping the machine is further provided.
[0012]
( 3 ) Further, in the soil improvement machine of the present invention, the earth and sand supply amount control means is configured to adjust the amount of earth and sand supplied when the required amount of water or an aqueous solution exceeds the maximum amount that can be supplied by the aqueous supply device. It has a means to restrict | limit to the said maximum amount, It is characterized by the above-mentioned.
[0013]
( 4 ) The soil improvement machine of the present invention is further characterized by further comprising an improvement material supply means for adding an improvement material made of powder to the mixing device.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of the soil improvement machine of the present invention. This soil improvement machine has a
[0015]
Under the hopper 4 in the
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
[0019]
FIG. 2 is a block diagram showing a mixing control system of the soil improvement machine. In FIG. 2, the
[0020]
In order to detect the amount of earth and sand supplied to the
[0021]
Detection signals from the speed detector 19 and the
[0022]
The improvement material supply is performed by controlling the speed of the
[0023]
The hydration work mode for supplying water or an aqueous solution can be selected by the setting means 24 between a linked operation (hydration proportion control) mode and a single operation (constant hydration control). When the hydration work mode set by the setting means 24 is proportional control, the speed of the
[0024]
FIG. 3 is a functional block diagram of the
[0025]
[0026]
In the water-based
[0027]
[0028]
Reference numeral 36 denotes a hydration operation control means for performing hydration amount calculation and hydration operation control. The hydration calculation operation control means 36 is supplied with a hydration command signal c from the earth and sand supply amount signal a and the hydration amount b from the hydration amount setting means 34 to the rotational speed calculation means 37 for controlling the operation of the
[0029]
Based on the hydration amount designation signal c from the hydration calculation operation control unit 36, the rotation
[0030]
Reference numeral 40 denotes a hydration amount monitoring means for comparing the hydration amount instruction signal c with the hydration amount detection signal h, and the difference Δ set by the hydration amount tolerance setting means 35 is the absolute value of the difference (c−h). When it becomes larger, an abnormal water amount signal j is generated, an emergency stop signal generating means 41 generates an emergency stop signal, and an emergency stop processing means 42 causes the earth and sand supply system, water supply system (drive
[0031]
[0032]
FIG. 4 is a functional block diagram centering on the water amount calculation operation control means 36, and 47 is a proportional control means that is operated when the operation mode is proportional control of water addition. Normally, the proportional control means 47 corresponds to this setting signal from the sediment supply amount a (m 3 ) and the water addition amount setting signal b (water flow rate L / sediment supply amount m 3 ) from the water addition amount setting means 34. A signal corresponding to the rotational speed is added to the rotational speed calculation means 37 of the
[0033]
Specifically, the amount of water added to the treated soil is controlled by the following equation (1).
W = (M * 1.6 * K / 100) * 1000 (1)
However, W is the amount of water added (L / hr), M is the amount of treated soil (m 3 / hr), and K is the rate of water added (%). Moreover, 1.6 of (1) type | formula is the specific gravity of the soil in a loose state (state which excavated and unraveled).
[0034]
49 is a comparison means for comparing the maximum amount of water corresponding to the maximum capacity of the
[0035]
50 is a comparison means for comparing the minimum amount of water that can be continuously supplied by the
[0036]
FIG. 5A is a diagram showing the configuration of the
[0037]
When the
[0038]
When the
[0039]
The hydration amount tolerance setting means 35 is realized by setting the allowable time and the allowable flow rate difference with the selection by the numerical
[0040]
When the
[0041]
When the
[0042]
In addition, when the coefficient adjustment screen is selected, the correction coefficient value is calculated based on the past results of the accumulated water addition command amount and the accumulated water addition detection amount, and the correction coefficient in the flow rate correction coefficient calculating means 39 is updated to obtain the water addition command value. The error from the water detection value is corrected.
[0043]
In this soil conditioner, by adding water as well as the improving material by providing the
[0044]
In addition, cement is used as an improvement material to be accommodated in the hopper 4, the relative mixing amount with respect to the earth and sand from the
[0045]
In addition, the present invention can be applied to a stationary soil conditioner, but if applied to a self-propelled soil conditioner, soil concrete is manufactured locally, so that excavated soil is not disposed and transported, thereby reducing costs. In addition, the amount of improvement material (solidification material) added can be reduced by combining the
[0046]
In addition, the component equipment is made of chemical-resistant, acid-resistant, and alkali-resistant materials, so that it has a function of improving contaminated soil. For example, an alkaline aqueous solution is added from the
[0047]
In performing the water addition as described above, the present invention includes means for controlling the ratio of the earth and sand and the amount of water or aqueous solution supplied to the
[0048]
Such hydration amount control can be suitably performed by providing hydration amount setting means for setting the supply amount of water or aqueous solution to the earth and sand.
[0049]
In addition, since the feedback control that controls the supply amount to become the set value by comparing the set value of the earth and sand supply amount with the detected value of the actual supply amount, it is possible to supply the soil and sand stably. it can.
[0050]
Further, since the supply amount is compared with the detected value of the set value and the actual supply amount of water or an aqueous solution supply amount is to perform a feedback control for controlling so as to set values, stable and precise amount of water Alternatively, an aqueous solution can be added to the earth and sand.
[0051]
In addition, emergency stop means is provided to stop the soil conditioner when the difference between the set value of the supply amount of water or aqueous solution and the actual detected value exceeds the set value of the difference for a certain period of time. , The abnormal amount of water is prevented from continuing.
[0052]
【The invention's effect】
According to the present invention, when the required amount of water is less than the amount of water that can be continuously supplied, water or an aqueous solution is intermittently supplied. Therefore, regardless of the capacity of the aqueous supply device, a suitable water content is obtained. Improved soil is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a soil improvement machine according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a mixing control system of the soil improvement machine of the present embodiment.
FIG. 3 is a functional block diagram of a control system according to the present embodiment.
FIG. 4 is a functional block diagram of a main part of the present embodiment.
FIG. 5A is a diagram showing an arrangement of devices of a hydration control panel, and FIG. 5B is a graph showing a display example of a hydration amount command value and a detection value.
[Explanation of symbols]
1: traveling body, 2: vehicle body, 3: earth and sand feeding hopper, 4: improvement material feeding hopper, 5: hydraulic power unit, 6: metering device, 7: water feeding device, 8: conveyor, 9: mixing device, 10 : Conveyor, 11: Tank truck, 12: Water pipe, 13: Drive motor, 14: Pump, 15: Water content detector, 16: Generator, 17: Inverter, 18: Watering valve, 19: Speed detector, 20: Sediment height detector, 21: Controller, 21A: Sediment control panel, 21B: Water control panel, 23: Recording device, 24: Setting means, 52: Numerical value selection switch, 53: Numerical value input amount keyboard, 54: Display, 55: Display selection switch, 60: Operation selection switch
Claims (4)
前記混合装置への土砂供給量を制御する土砂供給量制御手段と、
水または土質改良用水溶液の前記混合装置への供給量を制御する水系供給量制御手段と、
前記土砂供給量制御手段により制御される混合装置への土砂供給量と前記水系供給量制御手段により制御される水または水溶液の混合装置への供給量との比が所定の値になるように制御する制御手段とを備え、
前記水系供給量制御手段は、水または水溶液の供給量の必要量が、水系供給装置の連続供給可能な最小量未満である際に、水または水溶液を間欠的に供給する手段を有することを特徴とする土質改良機。In a soil improvement machine that adds at least water or an aqueous solution for soil improvement to the earth and sand and mixes with a mixing device,
Earth and sand supply amount control means for controlling the amount of earth and sand supplied to the mixing device;
Water-based supply control means for controlling the supply of water or an aqueous solution for improving soil quality to the mixing device;
Control is performed so that the ratio between the amount of sediment supplied to the mixing device controlled by the soil supply amount control means and the amount of water or aqueous solution supplied to the mixing device controlled by the aqueous supply amount control means becomes a predetermined value. Control means for
The aqueous supply amount control means includes means for intermittently supplying water or an aqueous solution when the required amount of the supply amount of water or an aqueous solution is less than the minimum amount that can be continuously supplied by the aqueous supply device. Soil improvement machine.
水または水溶液の供給量の設定値と実際の検出値との差がその差の設定値以上となる状態が一定時間以上持続した際に土質改良機を停止する非常停止手段をさらに備えたことを特徴とする土質改良機。In the soil improvement machine according to claim 1 ,
Emergency stop means is further provided to stop the soil conditioner when the difference between the set value of the supply amount of water or aqueous solution and the actual detected value is equal to or greater than the set value of the difference for a certain period of time. Characteristic soil improvement machine.
前記土砂供給量制御手段は、水または水溶液の供給量の必要量が、水系供給装置の供給可能な最大量を超える際に、土砂供給量を前記最大量に合わせて制限する手段を有することを特徴とする土質改良機。In the soil improvement machine according to claim 1 or 2 ,
The earth and sand supply control means has means for limiting the earth and sand supply amount according to the maximum amount when the required amount of the water or aqueous solution supply exceeds the maximum amount that can be supplied by the aqueous supply device. Characteristic soil improvement machine.
粉体でなる改良材を前記混合装置に加える改良材供給手段をさらに備えたことを特徴とする土質改良機。In the soil improvement machine in any one of Claim 1 to 3 ,
A soil improvement machine, further comprising an improvement material supply means for adding an improvement material made of powder to the mixing device.
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