JPH03111684A - 圧送用スクィーズポンピングチューブ及びスクィーズ型ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野コ この発明は土砂や生コンクリート等のスラリー圧送用の
スクィーズ型ポンプ及びこれに使用されるポンピングチ
ューブに関し、特にスクィーズボンプの吐出量を大きく
し、また大きな混入固型物を支障なく圧送するための圧
送用スクィーズポンピングチューブに関するものである
。

［従来の技術］ 従来のスクィーズポンピングチューブとしては、例えば
第３図に示す如く、円筒状の内面ゴム層６、補強コード
層７、外面ゴム層８からなる円筒体で構成されている（
例えば特公昭４７−２２７４４号）。

そしてポンピングチューブ全体において、図示の如く、
そのいずれの軸直角方向断面でも内面ゴム層６の内側、
すなわち流体が通過する部分は真円であり、また内面ゴ
ム層６、補強層７、外面ゴム層８とも円周上各部におい
て同一の厚さで構成しており、ポンピングチューブ外側
断面もまた真円であるのが通常であった。

かかるポンピングチューブを使用にあたっては、１８０
°または１２０°の状態に湾曲させ、これをポンプケー
スの内周湾曲部に装着し、湾曲の外側にゴムパッド、内
側にゴムローラーを設け、いわばこのゴムパッドとゴム
ローラーの平行状態での抑圧間隙にポンピングチューブ
を配するものであった。従ってこのゴムローラーをポン
ピングチューブの湾曲中心と同一軸芯のローターにて回
転することにより、ポンピングチューブ内に流体を吸入
し、且つ排出する桟橋でポンプ作用を発揮させていた。

［発明が解決しようとする課題］ 従って従来のこの種ポンピングチューブでは、その内断
面形状が真円であるため、その吐出量を大きくするため
には、ローラーの回転数を上げることにより流速を大き
くするか、或は円形断面積を拡大し、すなわちポンピン
グチューブの内径を大きくしなければならなかった。

しかしローラーの回転数を」二げるとしても、機械的に
は自ずと限界があり、またポンピングチューブを構成す
る内面層が流体と接触するときの速度すなわち流速が大
となって耐摩耗性を悪くする問題が生じる。またポンピ
ングチューブ自体が押圧され復元するときに流体を吸入
する速度、すなわちチューブ内に発生する外圧との差（
負圧）を増すことはできないので、たとえ回転数を上げ
ても吸入量すなわち吐出量を増加させることはできない
。同時にまた流速を上げることは流体圧力をも上げるこ
とになり、ポンピングチューブ本体、ローラー、パッド
等にも大きな負荷を与えることになり、全体の耐久性が
劣ることになるので好ましくない。

一方、円形断面積を拡大する方法は、ポンピングチュー
ブの内径及び外径が大きくなるため、ポンプケース内に
湾曲して装着するとき、その収納径が大きくなり、ポン
プそのものの大型化につながる。従って当然大きなロー
ラーの駆動トルクを必要とし、大きな動力が要求される
。また内外径が大きくなって肉厚に対する外径の比が小
さくなり、ポンピングチューブ自体の復元性すなわち流
体の吸入性が低下する。肉厚を大きくすれば更に収納径
を大きくしなければならず、ローラー、パッドによる押
圧力も大きくなり、ポンプの大型化は避けられない。

短時間内に大量の流体を移送したり、あるいは流体中に
大きな固型物が混入している場合は、ポンピングチュー
ブの内断面積を大きくする必要があるが、従来の方法で
は上記の問題点があり、大口径のポンピングチューブを
使用したスクィーズポンブは提供されていないのが実情
である。

この発明の目的は、内断面積を大きくしながらも、ポン
ピングチューブ収納径（湾曲径）を大きくせず、駆動力
を高からしめず、更に復元性（吸入性）を悪化せしめな
い、いわばコンパクトでありながら流体の大量移送に有
用で、しかも高耐圧力が優れ、長寿命を有する圧送用ス
クィーズポンピングチューブを提供する点にある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため鋭意検討の結果、内面層、補強
層、外面層とからなる円筒体で、ポンプケースの内周湾
曲部に装着するポンピングチューブにおいて、その内断
面形状を、長軸が当該チューブの湾曲半径に対して直角
方向をなす略長方形もしくは楕円形状となす圧送用スク
ィーズポンピングチューブを開発した。

内面層の外周部については、チューブの内断面形状と同
様とし、内面層全体をいわば略長方形もしくは楕円形状
とすることも可能であるが、内面層の外周部を心円状と
することが特に好ましい。

なお内面層の外周部を心円状とした場合は、内面層はそ
の外周部が円形状断面となるから、その円形状外周部全
てに補強層を巻付けることができ、さらにその補強層の
外側に外面層を巻き付けることができる。

またこの内面層を取り巻く補強層及び外面層は同−厚み
で構成することもできるが、内面層の外周部は心円状で
あるから、長軸側での内面層の肉厚が薄く、端軸側の肉
厚が厚くなるので、外面層の肉厚を、内面層の薄肉部分
で厚くすることが好ましい。すなわち外面層を内面層の
肉厚配置とは逆にローラーとパッド間に圧潰される２面
を薄く、他の２面を厚くすることが望ましい。

内面層及び外面層はエラストマー層で構成することが好
ましいが、補強層は例えばタイヤコードの様な強度の大
なるスダレ状の繊維コードを交互に交差状に複数プライ
をゴム中に埋設したものを使用することができる。いず
れにしても格別限定されるものではない。

この圧送用スクィーズポンピングチューブを装着するス
クィーズ型ポンプとしては、ポンプケース内で湾曲状の
ゴム製パッドに沿接装着された円筒状のポンピングチュ
ーブを、ローラーにて転動押圧して内流体を吸込み、吐
出するスクィーズ式ポンプにおいて、上記パッド及びロ
ーラーに、ポンピングチューブの圧潰形状がほぼ月形と
なる一対の凹凸又は凸凹の曲線部をそれぞれ形成したも
のが最適である。

［作用］ 湾曲させて収納するこの種のポンピングチューブでは、
そのチューブ円形断面の外側で流速が早く、内側で遅く
なる傾向がある。従って内面層の摩耗も流速の早い部分
で大きく、遅い部分で小さくなるが、この発明では、チ
ューブの内断面形状を従来の如く真円ではなく、楕円形
または長方形と１−１その長軸をポンピングチューブ湾
曲半径と直角にすなわちローラーとの接触方向と平行に
なる様に配置したことから、湾曲した内面層の内側部分
と外側部分の径差を小さくすることができ、外側部分に
おける早期摩耗の発生を抑制でき、ポンピングチューブ
の寿命を向上させることができる。またローラーとパッ
ド間に平行となる様に楕円の長軸を配することで、ポン
ピングチューブを湾曲させるときの湾曲径を大幅に小さ
くすることができる。この結果大きな断面積を有するに
もかかわらずポンピングチューブの湾曲半径を小さくで
き、ローラーの駆動軸半径を小さくすることができるの
で、ケースを小さく、駆動力も小さくすることができ、
小型でありながら大きな吐出能力を有するポンプとする
ことができる。

また、これに加えて、内面層の外周部を真円状とした場
合は、その外方に配置される補強層は真円状の内面層外
面に均一に巻き付けることができる。またポンピングチ
ューブの内面層の摩耗はその最大流速が発生する最外部
の内面層の内側で顕著であるが、補強層を真円状の内面
層外面に均一に形成した場合、この最も摩耗の激しい部
分の内面層の肉厚を大きくでき、寿命を向上することが
できる。またポンピングチューブは高い内圧力とローラ
ーによる押圧力のため高能率で補強しなければならない
が、内面層の外周部を真円状とすることにより、当該外
周部に均一に補強層を形成することができるため、各部
均一なる補強効果を上げることができる。また内面層の
外周が均一なる真円を保持することにより補強層はその
外周面を回転しながら高精度に巻き付けることができる
。

また補強層の外方に配置される外面層は、その全周にわ
たり同一の厚さとすることができるが、内面層の肉厚配
置とは逆にローラーとパッド間に圧潰される２面を薄く
、他の２面を厚くした場合は、結果的に断面各部におい
て平均した肉厚とすることができる。従ってポンピング
チューブを押圧するとき、その肉厚が断面全体にわたり
同一となるから、比較的その抑圧血圧、すなわちローラ
ーとパッド間にて圧縮されたときの圧力は均一に分布す
る。但しローラー、パッドが平行位置にあることが望ま
しい。

またローラーとパッド間に圧潰される２面を薄く、他の
２面を厚くした場合は、外面層はローラーとパッドにて
圧縮されない面において厚肉となるため、その分だけロ
ーラーによるポンピングチューブの圧縮荷重が大きくな
るが、この値はポンピングチューブの内部に負荷される
圧送圧力を生むローラーの押し力に比べ極めて微小なも
のであるため、むしろポンピングチューブはローラーの
圧潰をすぎたあと、それ自体の大きな復元力によって内
部に流体を早く吸入することができ、吐出量の増大化を
確保できる。

この点、外面層を一定厚さのもので配した場合は、ロー
ラーと接触開始をする部分とパッドと接触開始をする部
分で厚肉となるから、その圧縮面圧を一定とするために
パッド及びローラーの形状をポンピングチューブの圧潰
開始時形状に沿わせることが有用である。またそのロー
ラーとパッドの平行面においてポンピングチューブを押
圧したとき、６時と１２時、すなわちローラーとパッド
にて圧縮されるときの接触開始位置にて（ローラーとは
６時、パッドとは１２時にて開始するとする）ポンピン
グチューブの最厚部が存在するので、押圧力は６時と１
２時で大きく、２〜４時、７〜１０時の位置で小さくな
る。すなわち発生する流体圧力がこの小さな押圧力部の
圧ツノに左右され、先の場合と同様の６時、１２時押圧
力を基準とした圧縮量で押圧したとき、他の部位で低い
押圧力しか得られないので高い流体圧力を得ることが困
難となる。そこでその押圧力分布の大小をカバーするた
め、この低い抑圧部を高からしめる様、例えばローラー
をつづみ型、パッドを月形とし、それぞれの嵌合隙間を
中央部すなわち６時〜１２時間で大きく、端部すなわち
７〜１０時、２〜４時で小さくすることにより結果的に
ポンピングチューブの圧縮量を平均化させることができ
る。

またこのつづみ型ローラー、月形パッドの嵌合隙間を各
部間じにすれば、前記の構造のポンピングチューブにお
いても、その抑圧面積を大きくすることによってパッド
、ローラーでのポンピングチューブ保持力を上げること
に効果がある。

なおこの曲線部をローラー、パッドを逆にし、ローラー
を凹型、パッドを凸型にすることも同様の効果がある。

従ってポンプケース内で湾曲状のゴム製パッドに沿接装
着された円筒状のエラストマーポンピングチューブを、
ゴム製ローラーにて転動抑圧して内流体を吸込み、吐出
するスクィーズ式ポンプにおいて、ゴム製パッド及びロ
ーラーに、ポンピングチューブの圧潰形状がほぼ月形と
なる一対の凹凸又は凸凹の曲線部をそれぞれ形成するこ
とが好適である。

［実施例コ 第１図はこの発明に係るポンピングチューブの一実施例
を示す断面図で、１はゴム内面層、２は補強層、３はゴ
ム外面層である。図示の如く、内面層１は、その内断面
形状を略楕円形状で構成している。

第２図（Ａ）（Ｂ）はかかるポンピングチューブのポン
プケースへの装着状態を示す概略図及び同チューブの概
略断面図で、４はゴム製ローラー５は湾曲設置されたゴ
ム製パッドである。ローラー４は図示の矢印方向すなわ
ち時計回り方向に回転する。

ポンピングチューブの装着は、図示の如く、内断面形状
の長軸が当該チューブの湾曲半径に対して直角方向をな
す方向で設置される。

次に、この実施例に係るポンピングチューブについてポ
ンプ特性を試験した。

第１表は本実施例と従来タイプの比較例について同一の
断面積２１７ｃｍ２とした場合のポンピングチューブの
諸特性を示している。

比較例は心円であるため間径はφ−１６６ｍｍであるの
に対し、本実施例では長軸１８０ｍｍ、短軸１３５關の
楕円形とした。

内面ゴム厚は本実施例では、その最大摩耗部であるロー
ラーとパッドの間において２０ｍｍとし、他の部位で１
０ｍｍとなる様、なだらかな曲線を描く形状とし、比較
例では全体を２０ｍｍとした。

内面ゴム層の外側に配する補強コードの貼付径は、比較
例ではφ２０６ｍｍ、本発明品では２００ｍｍとなり、
同一材質の補強コードを用いたとき、その破壊圧力は補
強径差の分だけ従来品が小さくなる。

（以下余白） 復元性は主として３時と９時の剛性によって決定される
が、第１表に示す様に、従来品における内面ゴムと外面
ゴムの合計は２２１１１ｆｆｉであり、本発明品と同様
となるので、流体を生コンクリートとした場合、その吸
入中吐出量は大差はない。

しかしその摩耗寿命は、第１表に示す様に、実施例で１
２０時間、比較例で１００時間となり、本発明品が従来
品に比べて長時間となる。これはポンピングチューブの
ローラーによる圧縮量と圧縮率の差が現われていると考
えられ、本発明品が内面ゴム圧縮までの距離１３５に対
し、従来品が１６６となるため内面ゴムへの圧縮歪が本
発明品においては小さくなることと、内面ゴムの外側、
すなわち最大流速となる部分が従来品においては円形曲
線であり、その流速分布がバラつくが、本発明品におい
ては平行面となり、流速分布のバラつきが小さいことが
あげられる。

従来品と本発明品においては、その内断面積を同一とし
て比較してきたが、最大の差はその収納径、すなわちポ
ンピングチューブを屈曲してポンプケース内に装着する
とき座屈開始する値である。

従来品においては２４００１１１１１．本発明品におい
ては１８００ｍｍとなり、この分だけローラーによる駆
動トルクが小さくなり、またポンプを積載するシャーシ
ーも小型となる。

もちろん本発明のポンプケース収納径１８００■に相当
する従来品の内断面積は１５０ｃｍ２であり、同−収納
径という面で比較するとその吐出量差は４０％増大とな
る。

なお本発明は上記実施例に限定されない。

［発明の効果］ 以上の通りこの発明は、口径の大きなポンピングチュー
ブでありながら、その収納径（ポンプケース）を小さく
して小型車にも搭載可能としたこと、また最大摩耗部で
ある湾曲の外周面にあた５る内面層の厚さを大きくした
ことで、摩耗の平均化、ひいてはポンピングチューブの
摩耗寿命を向上させたこと、更にその偏肉した内面層を
有しながらもその補強径が各部間一であって補強効率が
高く高耐圧力を有すること、及びポンピングチューブ自
体の復元力を高め、流体の吸入効率を上げたこと、そし
てローラー、パッドの曲線部にてポンピングチューブを
押圧することで面圧の平均化やポンピングチューブ保持
力を高めることができる。

従ってスラリー流体圧送においては、その大量輸送や大
きな固型物をスムーズに移送することが強く要望されて
いるが、本発明はこれらの要求を支障なくしかも安価に
可能としたもので、特に土木建築における土砂圧送や生
コンクリート圧送に有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るポンピングチューブの一実施例
を示す概略断面図、第２図（Ａ）はポンピングチューブ
のポンプケースへの装着状態を示す概略図、同図（Ｂ）
は同装着状態にあるポンピングチューブの概略断面図、
第３図は従来のポンピングチューブの一例を示す概略断
面図である。 １・・・内面層　　　２・・・補強層　　　３・・・外
面層４・・・ローラー　　５・・・パッド

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）内面層、補強層及び外面層からなる円筒体で、ポ
   ンプケースの内周湾曲部に装着する圧送用スクィーズポ
   ンピングチューブにおいて、その内断面形状を、長軸が
   当該チューブの湾曲半径に対して直角方向をなす略長方
   形もしくは楕円形状で構成したことを特徴とする圧送用
   スクィーズポンピングチューブ。
2. （２）内面層の外周部を心円状とした請求項１記載の圧
   送用スクィーズポンピングチューブ。
3. （３）外面層の肉厚が、内面層の薄肉部分で厚くした請
   求項２記載の圧送用スクィーズポンピングチューブ。
4. （４）ポンプケース内で湾曲状のパッドに沿接装着され
   た円筒状のポンピングチューブを、ローラーにて転動押
   圧して内流体を吸込み、吐出するスクィーズ式ポンプに
   おいて、パッド及びローラーに、ポンピングチューブの
   圧潰形状がほぼ月形となる一対の凹凸又は凸凹の曲線部
   をそれぞれ形成したことを特徴とするスクィーズ型ポン
   プ。