JPH0642452A - スラッジポンプ - Google Patents

スラッジポンプ

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JPH0642452A
JPH0642452A JP5062206A JP6220693A JPH0642452A JP H0642452 A JPH0642452 A JP H0642452A JP 5062206 A JP5062206 A JP 5062206A JP 6220693 A JP6220693 A JP 6220693A JP H0642452 A JPH0642452 A JP H0642452A
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valve
pressure
cylinder
sludge
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JP5062206A
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English (en)
Inventor
Berthold A Fehn
ベルトホルト・アー・フェーン
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Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
Original Assignee
Friedrich Wilhelm Schwing GmbH
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スラッジポンプの容積充填量を連続的に決定
し、常時モニターすることにより機能上の欠陥及び／又
は摩耗の開始を検出し得るスラッジポンプを提供する。 【構成】 出口バルブが開放され且つスラッジが材料シ
リンダーから送出パイプへ流れ始める時点を表わす時間
信号に基づいてポンプより送られるスラッジ容積を決定
するモニター手段を設けてなるスラッジポンプ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体状ないしペースト
状の材料を搬送することに関する。より詳しくは、本発
明は、単位時間当りの搬送量と全搬送量とが自動的に定
められるようにして、パイプラインを経てスラッジを容
積移送式スラッジポンプによって搬送するスラッジ搬送
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】スラッジポンプは、近年、民生用及び産
業上のパイプラインを経てスラッジを搬送するために、
ますます広く用いられるようになっている。スラッジポ
ンプは、ウォームコンベヤ又はベルトコンベヤに比べ
て、多くの重要な利点を備えている。パイプラインを経
てのスラッジの搬送は、臭気を閉じ込め、従って安全で
堅固な作業場所を意味している。スラッジポンプは、ベ
ルトコンベヤやウォームコンベヤがほとんど役立たない
ような粘性の重いスラッジを搬送することに適してい
る。スラッジが焼却プラント内において乾燥され燃焼さ
れる際には、このことは特にたいせつである。パイプラ
インは、ほとんど摩耗しないか、又は全く摩耗しない。
ウォームコンベヤ又はベルトコンベヤに比べて保守が廉
価で済む。ポイプとパイプラインとは、場所を取らず、
また簡単なエルボによって方向を変更して材料を搬送す
ることができる。また、スラッジポンプは、機械式のコ
ンベヤに比してノイズが少く、またクリーンに、汚染な
しに作動する。
【０００３】また、多くの連邦法令及び規則によって、
スラッジの処理及び廃棄が寄生され、処理業者において
処理される材料の量を正確に定めて記録することが求め
られている。
【０００４】他方では、これらのポンプは、いろいろの
プラントにおいて多数用いられるため、入手可能性が非
常に高いことが必要とされる。これらのプラントには、
一例として、スラッジ焼却プラント、石炭による火力発
電所及びいくつかの機能工程が含まれる。スラッジポン
プは、多くの場合、複雑なスラッジの流れを担当し、ス
ラッジを供給し、スラッジポンプに給送し、時にはプラ
ントのある場所にスラッジを運んで計量的に分与する働
きをするプラントの一部を形成している。これらの及び
同様の応用例において、予期されない破壊を防ぐため
に、これらのプラントの部分の重要なユニットの保守及
び点検を計画し実行する可能性が一般に望まれている。
これらの要求は、例えば過大なコストのために予備のポ
ンプを使用できない場合に、特にたいせつであり、摩耗
が差迫っている徴候は、適切な時期に認識されねばなら
ない。
【０００５】本発明は、単位時間当りのスラッジの有効
搬送量に従ってポンプの容積充填因子を、スラッジの理
論的なポンプ送量と比較して、連続的に定め、常時機能
的なモニターを行うことによって、差迫った機能上の欠
陥又は摩耗の開始を検出し記録することを可能とする装
置を提供する課題に基づいている。
【０００６】本発明によれば、これは、実質的に、材料
シリンダー中の材料ピストンの作動サイクルから導出さ
れたスラッジポンプのパラメータを油圧ポンプ駆動部と
制御要素とのインジケータと実質的にリンクさせること
によって行われる。油圧駆動部のスイッチング関数とピ
ストンサイクルとを比較することによって、ある度合を
超過したりそれに到達しなかったりした時に機能上の故
障を予告したり時には確定したりする目標値及び現在値
からの偏差を定めることができる。
【０００７】これは、１本シリンダーのポンプにも、多
シリンダーポンプにも当てはまり、特別の点としては、
２本シリンダーのスラッジポンプの場合、２個のシリン
ダーユニットの引続く同様の作動サイクルの間の比較が
送りポンプとその油圧駆動部との間の相互作用から常時
導かれうることである。
【０００８】本発明によれば、考えている特別のシリン
ダーユニットの１又は１以上の引続く作動サイクル中の
個別の作動サイクルの有用な分析が可能となると共に、
２本シリンダーポンプの場合、別の同様のシリンダーの
対応する作動サイクルとの比較が可能となり、これは、
目標作動ステップ及び／又は固定された目標値の間の偏
差の測定及び評価によって行われる。これにより、差迫
っているか又は現に存在する摩耗の徴候を表わしていて
記録することの可能な結論を導くことが可能となる。
【０００９】利用可能なインジケータ又はパラメータに
は、材料ピストンの圧力とその終位置の位置メッセー
ジ、弁の開位置及び閉位置、油圧制御弁の終位置、並び
に、油圧ポンプの流量ガバナの位置及びインジケータ及
びパラメータの個別の測定点の間の時間隔などがある。
【００１０】ポンプはある所要量のスラッジを搬送する
機能をもつので、各々の行程について充填率を連続的に
定め、ある許容公差内においてのその定常性を連続的に
モニターすることが、非常に重要なように思われる。
【００１１】ほとんど全ての考えうるじょう乱、例え
ば、摩耗、欠陥、弁棒の機能的な欠陥、コントローラの
不整合その他は、ポンプの全スループットでは、そして
屡々第一義的に充填率に、有害に影響する。
【００１２】充填率を定めるシステム自体は、一例とし
て、本出願人の米国特許願０７／５９５４５７号により
既知のものである。しかし、これらのシステムについて
は、他のパラメータ及びインジケータとのリンクによる
完全性のために、以下に簡単に説明する。
【００１３】充填率（百分率）即ち容積効率は、結果的
に容量移送式ポンプにおいてシリンダーをその既知の容
積の１００％まで充填することが通常はできないことに
よるものである。
【００１４】ペースト状の、時にはコンパクトな、スラ
ッジ又はフィルタケーキの場合、充填側の初圧が屡々低
いことによって、充填ピストンとそれにより引込まれる
スラッジ柱との間に、ある距離を生じ、この距離は、充
填行程の間増大する。この距離は充填するべき材料シリ
ンダー中の流動抵抗が高いほど、そしてスラッジ中に存
在するガスポケットの数が多いほど、大きくなる。
【００１５】換言すれば、充填材料ピストンは、スラッ
ジ柱の前方を移動することによって、負圧が成立してい
るがスラッジは存在しない可変の大きさの空のスペース
が、ピストンとスラッジ柱との間に形成される。
【００１６】従って、ポンプの各々の吐出行程の一部
は、ピストンの圧力がポンプの出口に存在する圧力を克
服して材料をシリンダーからパイプラインに搬送する前
に、前記の空のスペースの除去及びシリンダー中のスラ
ッジの圧縮のみに費やされる。
【００１７】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明によれ
ば、ピストンの油圧力が出口側の圧力を克服するに足る
値となってスラッジがシリンダーから放出されるポンプ
走行程中の時点を定めるために、ポンプの少くとも１つ
の作動パラメータが測定される。この情報は、ポンプ走
行程の間に搬送される実際の容積を定めるために用いら
れる。各々の行程の間にポンプ送される容積を加え合せ
ることによって、容積の和を得る。ある作動サイクルの
間に実際にポンプ送される容積をこのサイクルが要した
時間で割算することによって、ある期間の間に圧送され
た量を定めることができる。
【００１８】ある既知の実施態様によれば、ポンプは、
シリンダーと出口との間に排出弁を有し、この排出弁
は、シリンダー中の圧力が出口の圧力に到達した時に開
弁される。この排出弁の開度を測定し、排出弁の開弁か
らポンプ走行程の終了時までの期間を測定する。この測
定された期間を、ポンプ走行程の開始から終了までの全
期間と比較する。その結果は、各々のポンプ走行程の間
のシリンダーの全容積の百分率値としての充填率であ
る。
【００１９】本発明の別の実施態様は、シリンダー中の
圧力がポンプの出口の圧力に到達した時に開弁される排
出弁を同様に使用する。リミットスイッチは、排出弁が
開弁した時点においてのシリンダー上のピストンの位置
を測定する。これは、あるポンプ走行程の間に搬送され
る容積についての情報を表わしている。
【００２０】更に別の実施態様によれば、ポンプの排出
弁は、全ポンプ送期間中開弁されており、ピストンを駆
動する油圧力は、油圧力が目標排出圧に到達した時に測
定した時間又はポンプ走行程中のピストン位置と排出圧
力とに対比させて測定される。これは、充填率又は各々
のポンプ走行程の間に搬送される容積を定めるのに役立
つ。
【００２１】更に別の態様によれば、油圧力パターンの
増大速度が零値に近付く時点を定めるために、油圧の関
数を分析する。このように増大速度が零値に近付くこと
は、排出パイプ中の圧力に対応するように油圧が増大し
てスラッジがシリンダーからポンプ送されていることを
示している。圧力の増大速度が零となる相対時間又はピ
ストンの直線速度を定め、これをポンプ走行程の開始及
び終了に関連させることによって、シリンダーの充填
率、従って、各々のポンプ走行程の間のポンプ送容積、
が定められる。
【００２２】以上の説明によって、本発明に従って、特
別のポンプ送速度、累積ポンプ送容積及びポンプ送効率
の正確な測定が可能となる。
【００２３】本発明によるインジケータ及びパラメータ
の検出及びモニターの重要性は、以下により明らかとさ
れる。
【００２４】ポンプ駆動部の油圧回路中の絞り弁は、本
発明のポンプの機能にとって、即ち、油圧弁及びゲート
駆動部を介したポンプ弁及びポンプゲートの切換えの正
確な連鎖、にとって、臨界に重要である。
【００２５】ポンプ弁の切換えの経時的な連鎖も、材料
シリンダー中のピストンに相関されている。絞り弁の開
度は、これによりモニターされ絞り弁が過度に開弁され
たり閉弁されたりしていないようにされる。これによ
り、材料ピストンの運動方向が切換えられる前に開放圧
力又は吸引弁が閉止されることが可能となる。
【００２６】別の使用可能なインジケータは、油圧ポン
プ駆動部中の油圧である。この圧力は、スラッジの搬送
の吐出圧力に相関されている。次に、ポペット弁として
通常設計されるポンプ弁が適正に作動しているか、又は
摩耗の徴候を示しているかを、正確に定めることができ
る。
【００２７】本発明は、スラッジポンプの機能のみなら
ず、油圧駆動部の機能もモニターされ、誤り（もしあれ
ば）が表示される。従って、ある特別の機能上の欠陥
を、その欠陥が搬送用のポンプユニットにあるのか又は
その油圧駆動部にあるのかについて定めることができ
る。しかしスラッジポンプの適正な機能は、スラッジの
搬送に必要なユニット及びその油圧駆動部の正確な作動
には依存しない。通常望まれる一様な搬送は、基本的
に、ポンプへのスラッジの給送の機能にも依存する。こ
れは材料シリンダーの正確な充填を定める。これは、チ
ェックし、希望により表示させることができる。これ
は、実質的に、容積搬送効率の差異と目標限界値からの
偏差とを定めることによってなされる。
【００２８】他方では、スラッジポンプの正確な機能
は、そのユニットの油圧駆動部のみには依存しない。油
圧駆動部に生ずるエネルギー損失からも誤りが生じう
る。これらの誤りについてのスラッジポンプのモニター
は、例えば油圧ポンプ、制御弁又は負荷の油漏れの量
が、ある度合を超過した時直ちに機能的な誤りを指示す
るために測定されるようなされる。
【００２９】これらの油漏れの量は、検出可能な圧力よ
りも重要である。請求項第１８項の特徴は、油圧制御弁
及びポペット／ポンプ弁がそれぞれの設定終位置に到達
しようとしているか否かを粗く定め、かくして誤りがこ
れらの個所において発生しようとしているかを確かめる
ことを可能とする。しかしこの表示は、油圧駆動部が同
時に故障した場合には抑制されることがある。それは油
漏れの量が多くなりすぎるためである。
【００３０】スラッジポンプの油圧駆動部は、圧力発生
器が適正に作動していれば、もちろん適正に作動するこ
とができる。従って、実施態様には、圧力発生器のモニ
ターがもちろん含まれる。これは、材料シリンダー中の
ピストンの走行の目標時間を実際の値と比較することに
よってなされる。
【００３１】
【実施例】本発明の詳細と別の特徴及び利点は、図面を
参照とした以下の実施例の説明によって見出される。以
下の詳細な説明の対象である２本シリンダーの往復ピス
トンが主に図示されている。
【００３２】図１は２−シリンダー液体圧駆動スラッジ
ポンプ１０を示す。ホッパー１に保持されるか又は連続
搬送器３１４を経て供給される高固体スラッジは入口１
２，１４を通過し、出口１６を通してパイプライン（図
示せず）にポンプで送られる。ポンプ１０は一対の堅固
なシリンダー１８，２０を含み、該シリンダー内では一
対の固定ピストン２２，２４が往復する。入口ポペット
バルブ２６は入口１２からシリンダー１８へのスラッジ
の流れを制御する。同様に、ポペットバルブ２８は入口
１４からシリンダー２０へのスラッジの流れを制御す
る。シリンダー１８，２０から出口１６へのスラッジの
流れはポペットバルブ３０，３２によって制御される。
【００３３】入口ポペットバルブ２６，２８は液体圧入
口ポペットバルブ駆動シリンダー３４，３６によって制
御される。出口ポペットバルブ３０，３２は液体圧出口
ポペットバルブ駆動シリンダー３８，４０によって操作
される。
【００３４】図１に示される位置において、入口ポペッ
トバルブ２６及び出口ポペットバルブ３２は開放されて
いる。よってピストン２２はポペットバルブハウジング
４２から離れる向きに移動し、一方ピストン２４はポペ
ットバルブハウジング４２に向かって動く。スラッジは
入口１２を通してシリンダー１８内へ引かれ、一方スラ
ッジはシリンダー２０から出口１６へとポンプで送られ
る。
【００３５】材料ピストン２２，２４は、液体圧シリン
ダー４８，５０内で動く液体圧駆動ピストン４４，４６
へ連結される。液体圧流体は、バルブブロック５６を制
御するために、液体圧ポンプ５２から高圧ライン５４を
通してポンプで送られる。制御バルブブロック５６は二
つのスプールバルブ５６ａ，５６ｂを含み、該バルブは
液体圧シリンダー４８，５０及びポペットバルブ駆動シ
リンダー３４，３６，３８，４０への高圧及び低圧液体
圧流体のシークエンスを制御する。低圧液体圧流体はバ
ルブブロック５６から低圧ライン６０を通って液体圧溜
め５８へ逆流する。
【００３６】前及び後スイッチバルブ６２，６４は走行
の前方端及び後方端におけるピストン４６の位置を知ら
せ、制御バルブ５６ａへ接続される。ピストン４６がシ
リンダー５０内におけるその走行の前方端又は後方端に
到達する各時において、バルブシークエンスが開始さ
れ、該シークエンスは、四つすべてのポペットバルブに
作用し、その結果該バルブが占有位置から反対位置へ変
化し、シリンダー４８，５０への高圧及び低圧結合を逆
行させ、それにより、まず開放されていたバルブのみを
閉鎖し、このことが四つすべてのバルブが閉鎖される中
間状態につながる。閉鎖されていたバルブは、材料ピス
トンに関する圧力条件が結果的に新たなポンプサイクル
の開始時に変化する時にのみ開放する。（前に閉鎖され
た吸引バルブのための開放及び前に閉鎖された圧力バル
ブのための負荷。）ポンプ１０の操作のシークエンスは
本質的に以下のようである。
【００３７】図１に示されるように、シリンダー２０は
出口１６においてそのスラッジを排出し、一方シリンダ
ー１８は入口１２からそのスラッジを負荷する。ポンプ
ストロークの端部において、材料ピストン２４はポペッ
トバルブハウジング４２のすぐ近くにあり、一方ピスト
ン２２は、そのバルブハウジング４２から最も遠い点に
到達している。
【００３８】この点で、バルブ６２は、液体圧駆動ピス
トン４６がそのストロークの前方端に到達しているとい
う信号を受理する。すべてのポペットバルブ駆動シリン
ダーを作動させるバルブスライド５６ａは付勢され、そ
れにより、上述したように、まずバルブ駆動シリンダー
３４，４０のみが、その存在する圧力条件のために作動
される。このため、入口ポペットバルブ２６及び出口バ
ルブ３２は閉鎖され、よって四つすべてのポペットバル
ブが閉鎖される状態が達成される。
【００３９】この点で、ピストン２２，２４はそのスト
ロークの端部、よってその動きの方向がまさに逆行しよ
うとしている点にある。
【００４０】四つすべてのポペットバルブ２６，２８，
３０，３２は閉鎖されている。新たなストロークの開始
時において、液体圧はシリンダー４８内において増大
し、それがピストン４４を前方に駆動する。これがピス
トン２２をバルブハウジング４２に向けて動かす。ピス
トン２２は現在そのポンピングストロークすなわち排出
ストロークに切り替えられる。同時に、ピストン４４の
前方に存在する液体圧は、シリンダー４８から内部連結
６６を通してシリンダー５０の前方側へ移される。これ
はピストン４６の前側に液体圧を適用し、該ピストンを
後方向へ動かす。結果として、ピストン２４はハウジン
グ４２から離れる向きに動き、その負荷すなわち充填ス
トロークを達成する。
【００４１】入口１４上の入口バルブ２８への駆動シリ
ンダー３６上の開放圧力作用がシリンダー２０内の圧力
作用に勝る場合は、入口バルブ２８は開放し、充填スト
ロークの間にスラッジは入口１４を通してシリンダー２
０内へ流れることができる。
【００４２】ピストンが前方に動く場合、該ピストン
は、まず生じた空の空間を除去し、次いでシリンダー１
８内のスラッジを圧縮する。ポンピングシリンダー内の
圧縮されたスラッジが出口１６における搬送パイプ内の
圧縮されたスラッジの圧力に等しくなった時、ポペット
バルブ３０が開放する。排出シリンダーのポペットバル
ブは、シリンダーの内容物がパイプライン内と同じ圧力
を有する時にのみ開放するので、材料は逆流できない。
【００４３】操作は続行され、ピストン２２は前方に動
き、ピストン２４は後方に動き、ピストンが各ストロー
クの端部に到達する。その点で、スイッチングバルブ６
４により、四本すべてのバルブ駆動シリンダーは、上記
でバルブ６２の切り替えについて記述されたのと同様の
シーケンスを以って加圧される。
【００４４】操作は続行され、一方の材料ピストン２
２，２４は充填ストロークで操作され、一方、他方の材
料ピストンはポンピングつまり排出ストロークで操作さ
れる。
【００４５】図２は、図１に示されるポペットバルブの
配置と異なる枢動ゲートすなわち移送管バルブ（管スイ
ッチ）１２２を有する２−シリンダースラッジポンプ１
００の斜視図を示す。ポンプ１００は一対のシリンダー
１０２，１０４を含み、該シリンダー内では材料ピスト
ン１０６，１０８が往復する。駆動ピストン１１４，１
１６を有する液体圧駆動シリンダー１１０，１１２は、
材料ピストン１０６，１０８に連結される。バルブ組立
体５６は、液体圧駆動シリンダーのピストン１１４，１
１６の動きのシーケンスを制御し、よって材料シリンダ
ー１０２，１０４内のピストン１０６，１０８の動きの
シーケンスを制御する。
【００４６】スラッジは貯蔵槽１２０に供給され、該槽
内には枢動移送管１２２が位置される。移送管１２２は
出口１２４と二本の材料シリンダーのうち一方とを連結
し（図２において出口１２４はシリンダー１０４に連結
される）、一方、他方の材料シリンダー（この場合はシ
リンダー１０２）は充填ホッパー１２０の内部に開放さ
れる。図２において、ピストン１０８は排出ストローク
で前方に動き、シリンダー１０４から出口１２４へスラ
ッジをポンプで送り、一方ピストン１０６は後方に動
き、シリンダー１０２内へとスラッジを引き出す。
【００４７】ストロークの端部において、移送管１２２
は、枢動腕１２８に連結された液体圧駆動装置１２６に
よりスイングされ、その結果出口１２４は現在、シリン
ダー１０２に連結される。ピストン１０６，１０８の動
きの方向は逆行し、ピストン１０６はポンピングストロ
ークで前方に動き、一方ピストン１０８は充填つまり負
荷ストロークで後方に動く。
【００４８】シリンダーを操作し、ポンプ１００を制御
する液体圧流体は、図１に示されるポンプ５２及び駆動
組立体５２，５４，５８と同様の液体圧ポンプ及び駆動
組立体（図２には図示せず）によって生じる。
【００４９】図２に示されるポンプ１００と図１に示さ
れるポンプ１０との主要な違いは、バルブの配置であ
る。ポンプ１００においては、シリンダー１０２，１０
４のうち一方は、排出すなわちポンピングストロークの
間中、出口１２４に連結される。対照的に、ポンプ１０
において、出口バルブ３０，３２は、シリンダー内の材
料が、出口の圧力と材料シリンダー内の材料の圧力が等
しい圧力レベルに圧縮されてすぐにのみ開放する。後に
説明されるように、本発明の装置はポンプ１０またはポ
ンプ１００のどちらとでも使用可能であり、パラメータ
ーの多少の差異が感知され、二つのバルブ組立体の操作
における差異を適応させる。
【００５０】図３は、図１に示される形式の２−シリン
ダースラッジポンプにおける、時間の関数である材料圧
力のグラフを示す。ポンピングサイクルはＡ点より開始
し、該点において、ピストンの一方はその最前部の位置
にあり、他方のピストンはその最後部の位置にある。既
に前述され、図８の配線図から特に明らかなように、バ
ルブ６２，６４のうち一方は、ピストンの位置により、
スプールバルブ５６ａにスイッチングパルスを与える。
前記スプールバルブは次いでポペットバルブ駆動シリン
ダーの反対の加圧を容易にし、一方で、スロットルバル
ブ（Ｘ，Ｙ）を経た遅延時に、液体圧駆動シリンダー４
８，５０の反対の加圧のために、スプールバルブ５６ｂ
へスイッチング圧力パルスを提供する。
【００５１】スロットルバルブは、バルブシリンダー操
作及びスプールバルブ５６ｂの切り替えが直接連続で起
こるように設置されなければならない。つまり、スプー
ルバルブ５６ｂの切り替えを、バルブシリンダー操作及
びスプールバルブ５６ｂの切り替えが直接連続で起こる
ところまで遅延させなければならない。
【００５２】Ａ点より開始する操作のシーケンスは本質
的に以下のようである。
【００５３】ＡからＢでスプールバルブは切り替わる。
ＢからＣで最初の閉鎖前に開放していた二つのスラッジ
ポペットバルブ、次いで、スプールバルブ５６ｂが切り
替わり、これはＣ点において四つすべてのポペットバル
ブが閉鎖され、シリンダー４８，５０内のピストンが反
対方向への動きを開始することを意味する。つまり、前
に充填していたシリンダーがそのポンピングストローク
を開始し、前にポンピングしていた他方のシリンダーが
その充填ストロークを開始する。ＣからＤで現在充填し
ているシリンダー内の未だ圧縮されているスラッジがま
ず開放され、関連する吸引バルブが開放可能となり、現
在ポンピングしているシリンダー内においては、前に引
き込まれたスラッジの約パイプラインの圧力のレベルま
での圧縮がなされており、このことがこのポペット圧力
バルブの開放につながる。厳密に言えば、このポペット
圧力バルブは、追加に作用するポペットバルブ駆動シリ
ンダーの液体加圧により、やや早く開放する。しかしこ
の量は無視し得る。Ｄ点からポンピングストロークの終
点Ｅにおいて、スラッジは、一定の圧力及び一定の速度
で搬送パイプ内を流れる。
【００５４】図２に示される形式のポンプの操作は、材
料圧力対時間の同様のグラフを示す。
【００５５】図３に示されるように、ポンピングサイク
ルの合計時間Ｔは、有効にポンプで送られる量及び充填
パーセントの測定に関する幾つかの時間的要素を含む。
時間Ｔ１はＡ点からＣ点への時間、すなわち、ピストン
の動きの終了からポペットバルブの閉鎖までの時間であ
る。時間Ｔ２はＣ点からＤ点への時間、すなわち、ポン
ピングピストンの動きの開始から、シリンダー内のスラ
ッジの圧力が、出口圧力におよそ到達し、材料の流れが
シリンダーを出て、出口にある点に至るまでの時間であ
る。時間Ｔ３はＤ点からＥ点への時間であり、該時間中
に、材料は継続的に材料シリンダーから出口へとポンプ
で送り出されている。
【００５６】単一シリンダーポンプは、ピストンが充填
ストロークにおいて後方へ動き、ポンピングストローク
の行なわれない期間が存在することを除けば、同様の形
式の曲線を有する。図１及び２に示される形式の２−シ
リンダーポンプ（ここで考慮されたような）において、
材料シリンダー及びピストンは、充填及び排出のサイク
ルを交互に行ない、常に一方のシリンダー及びピストン
がポンピングストロークにあり、一方、他方のシリンダ
ー及びピストンが充填ストロークにある。時間Ｔ２とＴ
３とを比較することにより、特定のポンピングストロー
ク間のシリンダー内の材料の充填パーセントを測定する
ことが可能である。充填パーセントは： 充填パーセント＝Ｔ３／（Ｔ２＋Ｔ３） これにより、ピストンが本質的に一定の速度で動いてい
ることが当然推定される。一ポンピングサイクルのパー
セント量及びこのシリンダーの全容積を知ることによ
り、特定のサイクル間にポンプで送られた容積を測定す
ることができる。多サイクルに渡るポンプで送られた容
積を加えることにより、堆積容積を測定することができ
る。
【００５７】一方、全容積が測定された時間に渡る全容
積を知ることにより、平均ポンピング速度が算出可能で
ある。各サイクルの瞬間ポンピング速度もまた測定可能
である。サイクルの合計時間Ｔ、充填パーセント、及び
シリンダーが１００％充填された時の全容積を知ること
により、各個別サイクルの瞬間ポンピング速度が測定可
能である。
【００５８】図４は本発明の第一実施態様を示し、該態
様において、ポンプ１０の操作はモニター装置１５０に
よってモニターされ、ポンプで送られた容積のサイクル
ごとを基礎とした、及び堆積を基礎とした精密な測定を
提供する。モニター装置１５０はデジタルコンピュータ
１５２を含み、該コンピュータは、好ましい実施態様に
おいてはマイクロプロセッサーであり、該プロセッサー
は関連するメモリー及び入出力回路、クロック１５４、
出力装置１５６、入力装置１５７、ポペットバルブセン
サー１５８、液体圧ポンプ回転斜板位置センサー１６
０、及び液体圧装置モニタリングセンサー１６２を含
む。
【００５９】クロック１５４はコンピュータ１５２に時
間ベースを提供する。図４において別個に示されている
が、クロック１５４は、本発明の好ましい実施態様にお
いて、デジタルコンピュータ１５２の一部として含まれ
ている。
【００６０】出力装置１５６は、例えば、陰極線管又は
液晶ディスプレー、プリンター、又は、コンピュータ１
５２の出力を、例えばスラッジポンプ１０が使用されて
いる施設の操作全体をモニターしている別のコンピュー
タ系装置に伝達する伝達装置の形式をとる。
【００６１】センサー１５８，１６０，１６２は、ポン
プ１０の操作をモニターし、コンピュータ１５２に信号
を与える。センサー１５８，１６０，１６２によって感
知されるパラメーターは、ポンプ１０の各ポンピングス
トロークの間、シリンダーの充填パーセントの指標を提
供し、コンピュータ１５２は、該パラメーターによりサ
イクルの時間を測定することができる。この情報によ
り、コンピュータ１５２は、その特定のサイクルの間に
ポンプによって送られる材料の容積、堆積容積、該サイ
クル間のポンピング速度、及び選択期間に渡る平均ポン
ピング速度を測定する。コンピュータ１５２はデータを
メモリーに貯え、入力装置１５７によって選択された特
定の情報に基づいて、出力装置１５６に信号を与える。
【００６２】本発明の一つの好ましい実施態様におい
て、一ポンピングサイクル間にポンプで送られる容積の
測定は以下のようである。液体圧装置センサー１６２
は、ポンプ１０における各ポンピングストロークの開始
の表示をコンピュータ１５２に与える。センサー１６２
はまた、ポンピングストロークが終了し次第信号を提供
する。これらの信号は、好ましくは断絶信号の形式で、
センサー１６２によってコンピュータ１５２へ供給され
る。
【００６３】ポペットバルブセンサー１５８は、ポンピ
ングストロークの間に出口バルブが開放されると感知す
る。ポペットバルブセンサー１５８からの信号はまた、
好ましくはコンピュータ１５２への断絶信号の形式であ
る。
【００６４】液体圧ポンプ上の回転斜板位置センサー１
６０は液体圧ポンプからの液体圧流体の流速を感知す
る。回転斜板位置が流速を決定し、位置センサー１６２
の出力はアナログからデジタルへの変換器と協働するコ
ンピュータ１５２へのアナログ信号であり得、それによ
り、コンピュータは該信号を流速へ変換することができ
る。
【００６５】センサー１５８，１６０，１６２からの信
号に基づいて、コンピュータ１５０は、各ポンピングス
トロークの開始、出口ポペットバルブが開放する時間
点、及びポンピングストロークの終了を知る。クロック
１５４からのクロック信号を用いることにより、コンピ
ュータ１５２は時間Ｔ２及びＴ３を測定することができ
る。ポンピングサイクルの中間において操作者によって
ポンピング速度が変更されない限り、Ｔ３対（Ｔ２＋Ｔ
３）の比は、そのポンピングサイクル間の充填パーセン
トの正確な表示を提供する。回転斜板位置センサー１６
０は、ピストン速度がサイクルを通して本質的に一定に
保持されているかどうかをコンピュータ１５２に表示す
ることを意図されている。もしそうでなければ、充填パ
ーセントを測定する比は、実際は材料が全ピストンスト
ロークの長さまで完全に圧縮された時のポンピングスト
ロークの長さの比であるため、調整されなければならな
い。ピストンの終了位置の代わりに時間Ｔ２及びＴ３を
使用することは、よってピストンが本質的に一定の速度
で動いているという推定に基づくものである。
【００６６】本発明の好ましい実施態様において、コン
ピュータ１５２は各ストロークの充填パーセントを計算
する。シリンダーの全排出容積を知ることにより、コン
ピュータ１５２は各サイクル間にポンプで送られた実際
の容積を計算する。その容積はコンピュータのメモリー
内のレジスターに貯えられる。コンピュータ１５２はそ
れにより、ポンプで送られた堆積全容積を保持するレジ
スターを更新する。
【００６７】コンピュータ１５２はまた、各サイクル間
の時間及び堆積容積がポンプで送られた堆積時間の長さ
を測定するので、各シリンダーの瞬間ポンピング速度並
びに堆積時間に渡る平均ポンピング速度を計算すること
ができる。
【００６８】四つ全ての値（特定サイクル間にポンプで
送られた容積、全容積、瞬間ポンピング速度、及び平均
ポンピング速度）は出力装置１５６によって表示可能で
ある。代表的には、操作者は、表示される特定の情報
を、コンピュータ１５２に入力装置１５７を通してコマ
ンドを与えることにより選択する。
【００６９】図５は、ディスプレイ装置２００がポンプ
１０の操作を示す本発明の別の実施態様を示す。本実施
態様において、ディスプレイ装置２００はコンピュータ
２０２、クロック２０４、入力装置２０６、出力装置２
０８、圧力ポペットバルブセンサー２１０、及びピスト
ン位置センサー２１２を含む。
【００７０】図５に示される実施態様において、ピスト
ン位置センサー２１２は、ポンピングストロークの間の
ポンプ１０の各ピストンの位置を感知する。ピストン位
置センサーにより供給される信号から、各ポンピングス
トロークの開始及び停止点が知られる。ピストン位置セ
ンサーからの信号は、本発明の好ましい実施態様におい
て、デジタル信号である。例えば、ピストン位置センサ
ー２１２は、好ましくはリニアー位置センサーであり、
該センサーはアナログセンサーであってもよく、コンピ
ュータ２０２に供給される信号がデジタル形式であるよ
うに、アナログからデジタルへの変換器と協働する。
【００７１】圧力ポペットバルブが開放するとすぐに、
圧力ポペットバルブセンサー２１０によって表示される
ように、ピストン位置センサー２１２によって読み取ら
れた値はコンピュータに供給される。ポンピングストロ
ークの開始から圧力ポペットバルブの開放までの距離は
距離Ｌ１であり、一方圧力ポペットバルブの開始からポ
ンピングストロークの終了までの距離はＬ２である。そ
の場合の充填パーセントは、 充填パーセント＝Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）。
【００７２】クロック２０４はコンピュータに時間ベー
スを与え、瞬間及び平均ポンピング速度の値が計算され
得る。図４に示される装置１５０におけるように、図５
の装置２００において、特定のポンピングサイクル間に
ポンプで送られた容積、ポンプで送られた堆積容積、瞬
間ポンピング速度、及び平均ポンピング速度はコンピュ
ータ２０２によって計算され、そのメモリーの適切なレ
ジスターに貯えられる。
【００７３】入力装置２０６によってコンピュータに供
給されるコマンド時に、これらの計算値のどの値でも全
てが、出力装置２０８によって表示され得る。一方、出
力装置２０２はトランスミッターであってもよく、該ト
ランスミッターは、ポンプ１０が使用される施設の操作
をモニターしている別の装置の別のコンピュータに情報
を送る。
【００７４】図６はゲート制御ポンプ１００（図２に示
される）をモニターするために使用されるモニタリング
装置２５０を示す。ここには材料シリンダー内において
圧力がポンプ１００の出口圧力に等しい点を表示するポ
ペットバルブがないため、この情報は、異なるパラメー
ターを感知することにより得られなければならない。
【００７５】モニタリング装置２５０は、コンピュータ
２５２、クロック２５４、入力装置２５６、出力装置２
５８、液体圧ポンプ圧力センサー２６０、及び出口圧力
センサー２６２を含む。この実施態様において、コンピ
ュータは圧力センサー２６０，２６２からアナログ又は
デジタル信号を受理する。高圧側の液体圧ポンプ圧力
が、液体圧駆動シリンダーと材料シリンダーとの間のピ
ストン面積送信比を鑑みて、出口圧力センサー２６２に
よって、つまり出口１２４から下流の点において感知さ
れるスラッジの出口圧力に対応する圧力に到達すると、
コンピュータはポンピングサイクルの間の時間を知る。
該コンピュータは、ポンピングサイクルの終了時におい
て、Ｔ３を（Ｔ２＋Ｔ３）の合計で割ることにより充填
比またはパーセントを測定する。
【００７６】図４の実施態様において、装置２５０は、
ピストンがポンピングストロークの間、一定の速度で動
いていると推定する。さらに正確にするために、図４の
センサー１６０と同様の回転斜板位置センサーを装置２
５０に加えることができる。
【００７７】図４及び図５に示される実施態様のよう
に、装置２５０は各サイクルの間の容積、堆積容積、瞬
間ポンピング速度、及び平均ポンピング速度を計算し、
貯える。その情報は、入力装置２５６からのコマンドに
よって出力装置２５８によって出力される。
【００７８】図７はポンプ１００の操作をモニターする
モニタリング装置３００を示す。装置３００はコンピュ
ータ３０２、クロック３０４、入力装置３０６、出力装
置３０８、液体圧力センサー３１０、出口圧力センサー
３１２、及びピストン位置センサー３１４を含む。この
実施態様において、コンピュータ３０２は各ポンピング
サイクルの開始時と各ポンピングサイクルの終了時、及
びセンサー３１０からの液体圧ポンプ圧力が、出口圧力
を越えるかもしくは等しい時の位置と時間の間における
ピストンの位置を読み取り、該出口圧力はピストン領域
送信比を考慮して、それと等価であり、出口圧力センサ
ー３１２によって感知される。装置３００は、図４から
図６の装置１５０，２００，２５０に関して記載された
のと同じ情報を計算し、貯える。
【００７９】本発明のさらに別の実施態様が可能であ
る。例えば、ポンプ圧力を感知し、図３に示される圧力
曲線の傾斜の変化を測定することにより、サイクル内に
おけるシリンダー内の圧力が出口圧力を越えるかもしく
は等しい点を測定することができる。断続的に液体圧ポ
ンプ圧力をモニターし、傾斜分析を行なうことにより、
出口圧力センサー（図７に示される圧力センサー３１２
等）はいくつかの実施態様において必要ではない。
【００８０】結論として、上記の方法／実施態様によ
り、スラッジポンプの正確な容積及びポンピング速度の
測定が可能となる。本発明は、確実な送出スラッジポン
プにおいて、ポンピングシリンダーの充填パーセントは
サイクルごとに変化することができることを認識する。
サイクルを基礎とした充填パーセントをモニターするこ
とにより、各サイクル間に搬送される材料の極めて正確
な測定、搬送された堆積容積、瞬間ポンピング速度、及
び平均ポンピング速度が提供され得る。
【００８１】上記されたことを越えて、図１はスラッジ
が貯蔵槽１，１２０から供給され得るだけでなく、連続
搬送器３１４を介して入口１２，１４に搬送され得るこ
とを示す。
【００８２】連続搬送器３１４は、ある実施態様におい
て、示されるように、ポンプ１０の入口１２，１４に向
けてスラッジを搬送するためのカッター３２４を備えた
一対のシャフト３２０，３２２を有する。シャフト３２
０，３２２は静水圧連続搬送器駆動装置３２６によって
駆動される。
【００８３】連続搬送器駆動装置は、以下に示される方
法で、バルブブロック５６によって制御される。
【００８４】例えば、ピストン２４がバルブハウジング
４２に向かって動き、スラッジを出口１６にポンプで送
り、ピストン２２が同時にバルブハウジング４２から離
れる向きに動き、それによりスラッジを入口１２を経て
シリンダー１８内へ引き込む時、連続搬送器は操作状態
にある。すなわち、スラッジを入口１２に供給する。ピ
ストンがその端部位置に到達した時には、ポンピングス
トローク及び充填ストロークは終了し、連続搬送器は停
止している。全てのバルブが逆行した時、すなわち材料
ピストンが再び始動した時にのみ、今度は反対の方向
に、連続搬送器が再び作動される。
【００８５】バルブブロック５６と連続搬送器駆動装置
３２６との連結は破線３５０により概略的に示される。
【００８６】以下に記載される発明の完全自動組込スラ
ッジポンプ制御装置の理解をより容易にするために、ま
ず、図９のダイアグラムに参照がなされる。
【００８７】Ｔ10＝シリンダー１のサイクル時間（ポン
ピングストローク）＝ＡＥ Ｔ20＝シリンダー２のサイクル時間（ポンピングストロ
ーク）＝ＥＡ Ａ点：材料ピストンが端部ピストンに到達。 Ｂ点：スプールバルブ５６ａが切換え。 Ｃ点：前ポペットバルブが閉鎖、その直後材料ピストン
が他の方向に開始、吸引バルブが開放。 Ｄ点：圧縮ストロークが仕上り、圧力バルブが開放、ポ
ンプから搬送パイプへと材料の流れ開始。 Ｅ点：Ａ点と同様。
【００８８】サイクル時間における機能シークエンス ＡＢ：スプールバルブ５６ａが切換え。 ＢＣ：オープンポペットバルブが閉鎖及びスプールバル
ブ５６ｂ、次いで切換え。
【００８９】注： ポペットバルブ（特に圧力バルブに
おいて）が、その閉鎖端位置に到達し、スプールバルブ
５６ｂがその端位置に到達すること自体及び時間は、特
定のバルブのピストンの近くの開始要素への接近によっ
て指示パルスＩ１bあるいはＩ２b（ポペット圧力バル
ブ）及びＩ３（スプールバルブ５６ｂ）として検出さ
れ、スロットルバルブのセットの計算あるいは、場合に
よっては訂正のためにコンピュータへと伝えられる。
【００９０】ＣＤ：ポンプピストンが前へ移動し、かく
して前に引込まれたスラッジが、ポンプの出口における
圧力へと圧縮され、充填ピストンは同時に逆方向に移動
し、したがって前のポンプストロークによって圧縮され
たスラッジを開放（圧縮開放）し、かくしてポペット吸
引バルブが開放する。
【００９１】ＤＥ：ポペット圧力バルブは、効果的ポン
プストロークが走行するように、開放する。
【００９２】注： 圧力バルブが開放し始める時が、指
示パルス（近くの開始要素から離れるようピストンが移
動する）Ｉ２aあるいはＩ１aとしてコンピュータへと伝
えられる。
【００９３】時間間隔ＥＦ，ＦＧ，ＧＨ及びＨＡは、他
のポンプシリンダーを除いて時間間隔ＡＢ，ＢＣ，ＣＤ
及びＤＥに類似する。
【００９４】液体圧駆動流の相当する圧力パターンは、
図９のダイアグラムに示される。ポンプが、ポペットバ
ルブで制御されなていないで枢動移送管すなわちゲート
で制御される際には、図１０及び図１１のダイアグラム
に示される、相当する圧力パターンがある。
【００９５】しかしながら、図１２の棒チャートはさら
に理解に役立つ。それは次のように詳述される。
【００９６】次のパラメータは、したがって、次のよう
に決定される。
【００９７】容積効果 η全容積（％） ηvol1＝Ｔ13／（Ｔ12＋Ｔ13）１００〔％〕（シリンダ
ー１について） ηvol2＝Ｔ23／（Ｔ22＋Ｔ23）１００〔％〕（シリンダ
ー２について） ηvol total＝（ηvol1＋ηvol2）／２ 各２ストロークごとに値を訂正することが推奨される。 理論ポンプ速度Ｑ theoretical〔m3/h〕
【００９８】
【数１】
【００９９】式中、 Ｖｚ＝スラッジポンプの１つの材料シリンダーのピスト
ン掃除容積（ｄｍ3）（ポンプ型式により固定値として
入力） ｎ＝単一ストロークの数、すなわち１分間あたりの指示
信号Ｉ3 ピストン掃除容積は、約３リットルから約１０００リッ
トル（材料シリンダーの内容積）の間となり得る。
【０１００】ストロークの回数は、約０．５／分から約
３５／分の間となり得る。
【０１０１】理論ポンプ速度は便宜的に各２ストローク
ごとに計算される。
【０１０２】時間Ｔ２０，Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３すな
わち次のストロークＴ１０，Ｔ１１， Ｔ１２，Ｔ１３
の対応時間の決定 ストローク（Ｔ20／Ｔ10）の理論的な全時間は、液体圧
ポンプによって供給された油の量
【０１０３】
【数２】
【０１０４】と、ディファレンシャルシリンダーの消費
量（ＶＤ）とスイッチ油の全量（ＶＳ）（制御バルブ５
６ａ／５６ｂとポペットバルブ駆動シリンダーのための
スイッチ油の量）とから、以下のように計算される。
【０１０５】
【数３】
【０１０６】比較のため、ストロークの全時間は測定し
得る、かつ２つの連続するストロークの２つの機能的に
同一の指示の間に対応する。例えばＩ１aとＩ２a＝Ｔ２
０の間あるいはＩ２aとＩ１a＝Ｔ１０の間の時間。
【０１０７】時間Ｔ１２に対応する時間Ｔ２２は、パル
スＩ３とＩ２aあるいはパルスＩ３とＩ１aの間の時間間
隔として測定される。
【０１０８】時間Ｔ２１またはＴ１１は、全サイクル間
に消費された油量とこの期間に消費された油量の比から
計算し得る。全サイクル間に消費された油量は、全時
間、Ｔ２０あるいはＴ１０を計算する上述の式から知ら
れる。すなわち、 全消費油量＝ＶＤ＋ＶＳ 時間Ｔ２１あるいはＴ１１にて、消費された油量は制御
バルブ５６ａと５６ｂの切換えと２つのポペットバルブ
の閉鎖が要求される、全スイッチ油量すなわちＶ１の一
部のみである。スイッチ油の残量すなわちＶ２の消費
は、他の２つのポペットバルブの開放のため、時間間隔
Ｔ２２あるいはＴ１２に該当される。
【０１０９】次の関係は、故に、液体圧単一線回路で時
間Ｔ２１あるいはＴ１１を計算することについても維持
される。
【０１１０】 スイッチ油の全消費＝ＶＳ＝ＶＳ１＋ＶＳ２ ディファレンシャルシリンダー消費油＝ＶＤ 全消費油＝ＶＤ＋ＶＳ 部分的サイクルＴ２１あるいはＴ１１の消費油＝ＶＳ１ 次のようになる。
【０１１１】
【数４】
【０１１２】各機械の油消費値は不変値なので、それら
はポンプ特定ファクターに組込み得る。 f ＝ ＶＳ1(ＶＤ ＋ ＶＳ） このことから次の通り Ｔ２１ ＝ Ｔ20・f Ｔ11 ＝ Ｔ10・f ファクターｆは、使用される特定のポンプ型式に対して
入力される。時間Ｔ２３あるいはＴ１３は、最終的に
は、加算式から求められる。
【０１１３】
【数５】
【０１１４】備考：工程ｊ（圧力バルブ開放）は、材料
ピストンのストローク率を減少するが、これは、上記に
て測定された時間範囲、ＨＡ／ＤＥ間の全消費油にわた
る圧力バルブの開放のためのスイッチ油ＶＳ3の消費量
の分担に応じて上記にて計算される、時間Ｔ13／Ｔ23か
ら減少が求められねばならない限りにおいて、いつ効率
的ポンプ時間として、Ｔ13＊／Ｔ23＊が計算されるか、
考慮されなければならない。
【０１１５】この際、減少は次のように計算される。 Ｔ23＊（Ｔ13＊）＝Ｔ23（Ｔ13）−ΔＴ23（ΔＴ13） それによりＶＳ3は、使用される特定のポンプ型式のた
めのポンプ特定値として入力されなければならない。し
たがってそれは次の通りである。
【０１１６】Ｔ23＊＝Ｔ23−ΔＴ23 Ｔ13＊＝Ｔ13−ΔＴ13 訂正時間Ｔ23＊とＴ13＊は、したがって、ディファレン
シャルシリンダーの全走行時間ＴＤと相関されることに
より、容積測定効率ηvol1及びηvol2を計算するために
使用され得る。ここにおいて
【０１１７】
【数６】
【０１１８】
【数７】
【０１１９】スロットルバルブ調整の影響 スロットルバルブの正確な調整は、正確な測定のため非
常に重要である。正確な調整において実際の時間シーク
エンスは、棒チャートに示された時間シークエンスに対
応する。
【０１２０】スロットルバルブ早期開放 スプールバルブ５６ｂは、以前に開放するポペットバル
ブ閉鎖と同時に若しくはよりずっと早く切換わる。故
に、ピストンがすでに移動中であり、すでにポンプ送り
されたポンプ媒体が圧力バルブが閉鎖されるまで充填シ
リンダーへ逆流する時にのみポペットバルブは閉鎖す
る。
【０１２１】測定エラーは、パルスＩ３より後にのみ生
ずるパルスＩ１b若しくはＩ２b（圧力バルブ閉鎖）によ
って認識されえる（スプールバルブ５６ｂ、故に材料ピ
ストン方向の逆行）。ここにおいて誤りのメッセージが
現われねばならない：「スロットルバルブ早期開放」。
【０１２２】スロットルバルブ早期閉鎖 スプールバルブ５６ｂは前開放バルブの閉鎖よりはるか
に後になってのみ切換わる。それによって、スロットル
圧は安全バルブ応答するほど高くなり、槽に油が流れな
い。パルスＩ２b若しくはＩ１bとパルスＩ３との時間間
隔は測定される。もしｆ／２よりはるかに多い時間部分
ｆ＊を越える場合には、誤りのメッセージが現われねば
ならない：「スロットルバルブ早期閉鎖」ｆ＊はｆ／２
と２ｆとの間のポテンシオメーターにより調整されえる
べきである；固定バルブはＶＩＰ装置によりテスト結果
の提示後、入力されることができる。ｆ＊＝ｆに達した
際、誤りのメッセージをトリガーする最初の調節。
【０１２３】測定値 作動サイクルの全期間の指標として、近似スイッチは、
上述したように、例えばスプールバルブ５６ｂの両端に
おける制御ブロックにおいて使用される。
【０１２４】スプールバルブ５６ｂにおける標準スイッ
チは、また、ストロークの数を測定するために使用され
る。
【０１２５】それらは、全期間Ｔ10又はＴ20についての
タイマー信号としての信号Ｉ３を提供し、信号はＣ点直
後若しくはＧ点の直後に一時に生ずる。
【０１２６】時間Ｄ若しくはＨ（排出の開始）を指示す
るために、若しくは他の圧力駆動ピストンにおける近似
スイッチ信号はＩ１a若しくはＩ２aによって、ある特定
の圧力バルブの開放の開始するための信号に使用され
る。
【０１２７】スロットルバルブの調節の訂正を指示する
ために圧力バルブの閉鎖が使用され、また上述したよう
に、それによりパルスＩ１b若しくはＩ２bがパルスＩ３
に比較される。
【０１２８】シリンダーの充填量の比較 （パーセント標示における制限ファクターＸ１による）
ηvol1がηvol2に等しくなければ、信号はパーセント標
示においてＸ１より大きいシリンダー１およびシリンダ
ー２のため計算値ηvol1，ηvol2間の差をできるだけ早
く提供されるべきである。最初の調節Ｘ１＝１０％か
ら、Ｘ１は５〜５０％の間に調節されえなければならな
い。
【０１２９】所定設定制限値Ｘ１が許容できない程に越
えた際は、次の２つの信号のうちの１つが標示される： 「吸引バルブ１：媒体供給減損」及び／又は 「吸引バルブ２：媒体供給減損」 ２つの材料シリンダーのうち一方が減損されたら、ある
特定の圧力バルブの位置によりコンピュータによって認
識される。たとえば圧力バルブ２より長く圧力バルブ１
が閉鎖したまま、つまりＴ12＞Ｔ22の場合は、吸引バル
ブ１は減損される。
【０１３０】圧力バルブ１より長く圧力バルブ２が閉鎖
したまま、つまりＴ22＞Ｔ12の場合は、吸引バルブ２は
減損される。
【０１３１】両シリンダーにおけるシリンダー充填減損 （パーセント標示における制限ファクターＸ２による）
両材料シリンダーにおいて測定されたηvolが、ある特
定の存在操作条件に基づくであろう調整値Ｘ２に満たな
い場合、信号はηvol＝（（ηvol1＋ηvol2）／２）＜
Ｘ２と規定されるべきである。
【０１３２】媒体供給減損 Ｘ２は９０％と３０％との間に調節できる 最初の調節：７０％。
【０１３３】液体圧駆動減損 （漏出油多量又はポテンシオメータオフとなる）ポンプ
の材料ピストンのストローク速度は液体圧ポンプの速度
Ｑ ｈｙｄｒtheorと直接比例する。それは、使用された
スラッジポンプのある特定の型のパラメータより結果と
して生じる。
【０１３４】ストロークｎの測定数が理論的に液体圧ポ
ンプにより搬送される油量に相当するストロークｎ the
oreticalの数よりもかなり低い場合、漏出油の全量は高
すぎる。
【０１３５】液体圧ポンプのポンプ速度は液体圧ポンプ
のポンプ速度を規定するための調節駆動におけるポテン
シオメーターによって測定される。
【０１３６】圧力下のポンプの試し試験の間のバランス
は正常ギャップ漏出を大部分除去する。
【０１３７】ストロークｎ ＝ Ｘ３ × ｎ theoretical
の測定数及び、Ｘ３が０．８５の値（試し試験における
より１５％より高いギャップ若しくは漏出油損失）に満
たない場合、信号が供給される：「液体圧駆動装置をチ
ェックのこと」 値Ｘ３はテスト目的のためのパーセント標示における信
号として入手すべきである。
【０１３８】ポペットバルブ欠損 ポペットバルブの一方が欠損している場合、つまり、適
切に閉鎖しない場合、媒体／スラッジの一部が搬送パイ
プ内へ通過せず、充填シリンダー内（その圧力バルブが
欠損している場合）若しくは、充填領域内（ポンプシリ
ンダーの吸引バルブが欠損している場合）へ逆流するた
め、１ストロークの搬送圧力は、他のストロークの搬送
圧力よりもずっと低い。これは、搬送パイプにおける流
速度を減少し、従ってこの作動ストローク時間の作動圧
力を減じる。
【０１３９】作動若しくは液体圧力が、シリンダー１
（２）のポンプストロークにおいてより低い場合、シリ
ンダー２（１）若しくはシリンダー１（２）の吸引バル
ブが欠損している。
【０１４０】コンピュータは２個の連続するストローク
の流体圧若しくは媒体圧（対応センサーを推定する／例
えば圧力ゲージ）を比較し、次の信号を供給する。
【０１４１】「Ｐ１＜Ｘ４×Ｐ２の条件において圧力バ
ルブ２若しくは吸引バルブ１の欠損」 「Ｐ２＜Ｘ４×Ｐ１の条件において圧力バルブ１若しく
は吸引バルブ２の欠損」 ここでＸ４は０．９５と０．７５との間に調節できる 最初の調節：０．８。
【０１４２】備考 「漏出油多量」の問題が同時に生じた場合、圧力ストロ
ークを実行するディファレンショルシリンダーピストン
が、おそらくその時、充填ストロークを実行するピスト
ンよりも高い油漏出を有するため、「バルブ欠損」信号
は抑制されねばならず、ポペットバルブ漏出は低圧力の
ための理由としての搬送パイプにおけるスラッジの低流
速度の原因ではない。
【０１４３】スラッジポンプ欠損の液体圧駆動 （「漏出油多量」の問題という、より高ランクへの疑
問）Ｔ10及びＴ20（作動サイクル時間）が異なる値の場
合、これはディファレンシャルシリンダーにおける漏出
若しくは切換え要素における漏出若しくはバルブ駆動シ
リンダーにおける漏出の指示である。コンピュータは次
いで信号を供給する。「スラッジポンプの液体圧部品の
摩損」次の条件が同時に合致する場合：Ｔ10及びＴ20と
の差が１０％よりかなり大きい。そして、この差を特徴
づけるファクターＸ５は次のように計算される。
【０１４４】Ｔ10（Ｔ20）＞Ｔ20（Ｔ10） Ｘ5＝（Ｔ10（Ｔ20）−Ｔ20（Ｔ10）／Ｔ20（Ｔ10））
＞１０％ スロットルバルブピストンは正常 シリンダー充填差異はパーセント標示においてＸ1より
減じられる、つまり正常 高油漏出若しくはバルブ欠損のような他の誤りのメッセ
ージが存在するが、ディスプレイにおいて抑制される Ｘ５は、５〜２０％に予めセットできる 初の調節：１０％
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、入口側及び出口側のポペット弁を使用
する２本シリンダーのスラッジポンプを、その一部は取
除いて示した斜視図である。
【図２】図２は、枢動ゲート又は移送管弁を有する２本
シリンダーのスラッジポンプを、一部は切欠いて示し
た、部分的な斜視図である。
【図３】図３は、図１に示した２−シリンダースラッジ
ポンプの時間の関数としての油圧力を示す線図である。
【図４】ポンプによって搬送されるスラッジの個別の容
積及び全容積を定めるための種々の表示システムを示す
ブロック線図である。
【図５】ポンプによって搬送されるスラッジの個別の容
積及び全容積を定めるための種々の表示システムを示す
ブロック線図である。
【図６】ポンプによって搬送されるスラッジの個別の容
積及び全容積を定めるための種々の表示システムを示す
ブロック線図である。
【図７】ポンプによって搬送されるスラッジの個別の容
積及び全容積を定めるための種々の表示システムを示す
ブロック線図である。
【図８】図８は、図１，２のスラッジポンプを制御する
ための油圧回路図である。
【図９】図９は、横軸に時間を、また縦軸にスラッジ圧
／絞り弁及び制御弁の機能をそれぞれプロットして示し
た時間推移線図である。
【図１０】図１０は、横軸に時間を、また縦軸にポペッ
ト弁と共に制御されるスラッジポンプの油圧駆動部の油
圧力を、それぞれプロットして示した時間推移線図であ
る。
【図１１】図１１は、ゲート制御される２−シリンダー
のスラッジポンプについて油圧パターン／時間の関係を
示す、図９に対応した時間推移線図である。
【図１２】図１２は、図９の線図に対する棒グラフであ
る。
【図１３】図１３は、誤りの分析及び表示のためのブロ
ック線図である。
【符号の説明】
１０ ２−シリンダー液体圧ポンプ １２，１４ 入口 １６ 出口 １８，２０ シリンダー ２２，２４ 材料ピストン ２６，２８ 入口ポペットバルブ ３０，３２ 出口ポペットバルブ ３４，３６ 液体圧入口ポペットバルブ駆動シリンダー ３８，４０ 液体圧出口ポペットバルブ駆動シリンダー ４８，５０ 液体圧シリンダー ４４，４６ 液体圧駆動ピストン ５６ａ，５６ｂ スプールバルブ １５０ モニター装置 ２００ ディスプレイ装置 ２５０，３００ モニタリング装置 ３１４ 連続搬送器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年６月２１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 スラッジポンプ
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体状ないしペースト
状の材料を搬送することに関する。より詳しくは、本発
明は、単位時間当りの搬送量と全搬送量とが自動的に定
められるようにして、パイプラインを経てスラッジを容
積移送式スラッジポンプによって搬送するスラッジ搬送
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】スラッジポンプは、近年、民生用及び産
業上のパイプラインを経てスラッジを搬送するために、
ますます広く用いられるようになっている。スラッジポ
ンプは、ウォームコンベヤ又はベルトコンベヤに比べ
て、多くの重要な利点を備えている。パイプラインを経
てのスラッジの搬送は、臭気を閉じ込め、従って安全で
堅固な作業場所を意味している。スラッジポンプは、ベ
ルトコンベヤやウォームコンベヤがほとんど役立たない
ような粘性の重いスラッジを搬送することに適してい
る。スラッジが焼却プラント内において乾燥され燃焼さ
れる際には、このことは特にたいせつである。パイプラ
インは、ほとんど摩耗しないか、又は全く摩耗しない。
ウォームコンベヤ又はベルトコンベヤに比べて保守が廉
価で済む。ポイプとパイプラインとは、場所を取らず、
また簡単なエルボによって方向を変更して材料を搬送す
ることができる。また、スラッジポンプは、機械式のコ
ンベヤに比してノイズが少く、またクリーンに、汚染な
しに作動する。
【０００３】また、多くの連邦法令及び規則によって、
スラッジの処理及び廃棄が寄生され、処理業者において
処理される材料の量を正確に定めて記録することが求め
られている。
【０００４】他方では、これらのポンプは、いろいろの
プラントにおいて多数用いられるため、入手可能性が非
常に高いことが必要とされる。これらのプラントには、
一例として、スラッジ焼却プラント、石炭による火力発
電所及びいくつかの機能工程が含まれる。スラッジポン
プは、多くの場合、複雑なスラッジの流れを担当し、ス
ラッジを供給し、スラッジポンプに給送し、時にはプラ
ントのある場所にスラッジを運んで計量的に分与する働
きをするプラントの一部を形成している。これらの及び
同様の応用例において、予期されない破壊を防ぐため
に、これらのプラントの部分の重要なユニットの保守及
び点検を計画し実行する可能性が一般に望まれている。
これらの要求は、例えば過大なコストのために予備のポ
ンプを使用できない場合に、特にたいせつであり、摩耗
が差迫っている徴候は、適切な時期に認識されねばなら
ない。
【０００５】本発明は、単位時間当りのスラッジの有効
搬送量に従ってポンプの容積充填因子を、スラッジの理
論的なポンプ送量と比較して、連続的に定め、常時機能
的なモニターを行うことによって、差迫った機能上の欠
陥又は摩耗の開始を検出し記録することを可能とする装
置を提供する課題に基づいている。
【０００６】本発明によれば、これは、実質的に、材料
シリンダー中の材料ピストンの作動サイクルから導出さ
れたスラッジポンプのパラメータを液体圧ポンプ駆動部
と制御要素とのインジケータと実質的にリンクさせるこ
とによって行われる。液体圧駆動部のスイッチング関数
とピストンサイクルとを比較することによって、ある度
合を超過したりそれに到達しなかったりした時に機能上
の故障を予告したり時には確定したりする目標値及び現
在値からの偏差を定めることができる。
【０００７】これは、１本シリンダーのポンプにも、多
シリンダーポンプにも当てはまり、特別の点としては、
２本シリンダーのスラッジポンプの場合、２個のシリン
ダーユニットの引続く同様の作動サイクルの間の比較が
送りポンプとその液体圧駆動部との間の相互作用から常
時導かれうることである。
【０００８】本発明によれば、考えている特別のシリン
ダーユニットの１又は１以上の引続く作動サイクル中の
個別の作動サイクルの有用な分析が可能となると共に、
２本シリンダーポンプの場合、別の同様のシリンダーの
対応する作動サイクルとの比較が可能となり、これは、
目標作動ステップ及び／又は固定された目標値の間の偏
差の測定及び評価によって行われる。これにより、差迫
っているか又は現に存在する摩耗の徴候を表わしていて
記録することの可能な結論を導くことが可能となる。
【０００９】利用可能なインジケータ又はパラメータに
は、材料ピストンの圧力とその終位置の位置メッセー
ジ、バルブの開放位置及び閉位置、液体圧制御バルブの
終位置、並びに、液体圧ポンプの流量ガバナの位置及び
インジケータ及びパラメータの個別の測定点の間の時間
隔などがある。
【００１０】ポンプはある所要量のスラッジを搬送する
機能をもつので、各々の行程について充填パーセントを
連続的に定め、ある許容公差内においてのその定常性を
連続的にモニターすることが、非常に重要なように思わ
れる。
【００１１】ほとんど全ての考えうるじょう乱、例え
ば、摩耗、欠陥、バルブ棒の機能的な欠陥、コントロー
ラの不整合その他は、ポンプの全スループットでは、そ
して屡々第一義的に充填パーセントに、有害に影響す
る。
【００１２】充填パーセントを定めるシステム自体は、
一例として、本出願人の米国特許願０７／５９５４５７
号により既知のものである。しかし、これらのシステム
については、他のパラメータ及びインジケータとのリン
クによる完全性のために、以下に簡単に説明する。
【００１３】充填パーセント即ち容積効率は、結果的に
容量移送式ポンプにおいてシリンダーをその既知の容積
の１００％まで充填することが通常はできないことによ
るものである。
【００１４】ペースト状の、時にはコンパクトな、スラ
ッジ又はフィルタケーキの場合、充填側の初圧が屡々低
いことによって、充填ピストンとそれにより引込まれる
スラッジ柱との間に、ある距離を生じ、この距離は、充
填ストロークの間増大する。この距離は充填するべき材
料シリンダー中の流動抵抗が高いほど、そしてスラッジ
中に存在するガスポケットの数が多いほど、大きくな
る。
【００１５】換言すれば、充填材料ピストンは、スラッ
ジ柱の前方を移動することによって、負圧が成立してい
るがスラッジは存在しない可変の大きさの空のスペース
が、ピストンとスラッジ柱との間に形成される。
【００１６】従って、ポンプの各々の吐出ストロークの
一部は、ピストンの圧力がポンプの出口に存在する圧力
を克服して材料をシリンダーからパイプラインに搬送す
る前に、前記の空のスペースの除去及びシリンダー中の
スラッジの圧縮のみに費やされる。
【００１７】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明によれ
ば、ピストンの液体圧力が出口側の圧力を克服するに足
る値となってスラッジがシリンダーから放出されるポン
ピングストローク中の時点を定めるために、ポンプの少
くとも１つの作動パラメータが測定される。この情報
は、ポンピングストロークの間に搬送される実際の容積
を定めるために用いられる。各々のストロークの間にポ
ンピングされる容積を加え合せることによって、容積の
和を得る。ある作動サイクルの間に実際にポンピングさ
れる容積をこのサイクルが要した時間で割算することに
よって、ある期間の間に圧送された量を定めることがで
きる。
【００１８】ある既知の実施態様によれば、ポンプは、
シリンダーと出口との間に排出バルブを有し、この排出
バルブは、シリンダー中の圧力が出口の圧力に到達した
時に開放される。この排出バルブの開度を測定し、排出
バルブの開放からポンピングストロークの終了時までの
期間を測定する。この測定された期間を、ポンピングス
トロークの開始から終了までの全期間と比較する。その
結果は、各々のポンピングストロークの間のシリンダー
の全容積の百分率値としての充填パーセントである。
【００１９】本発明の別の実施態様は、シリンダー中の
圧力がポンプの出口の圧力に到達した時に開放される排
出バルブを同様に使用する。リミットスイッチは、排出
バルブが開放した時点においてのシリンダー上のピスト
ンの位置を測定する。これは、あるポンピングストロー
クの間に搬送される容積についての情報を表わしてい
る。
【００２０】更に別の実施態様によれば、ポンプの排出
バルブは、全ポンピング期間中開放されており、ピスト
ンを駆動する液体圧力は、液体圧力が目標排出圧に到達
した時に測定した時間又はポンピングストローク中のピ
ストン位置と排出圧力とに対比させて測定される。これ
は、充填パーセント又は各々のポンピングストロークの
間に搬送される容積を定めるのに役立つ。
【００２１】更に別の態様によれば、液体圧力パターン
の増大速度が零値に近付く時点を定めるために、液体圧
の関数を分析する。このように増大速度が零値に近付く
ことは、排出パイプ中の圧力に対応するように液体圧が
増大してスラッジがシリンダーからポンピングされてい
ることを示している。圧力の増大速度が零となる相対時
間又はピストンの直線速度を定め、これをポンピングス
トロークの開始及び終了に関連させることによって、シ
リンダーの充填パーセント、従って、各々のポンピング
ストロークの間のポンピング容積、が定められる。
【００２２】以上の説明によって、本発明に従って、特
別のポンピング速度、累積ポンピング容積及びポンピン
グ効率の正確な測定が可能となる。
【００２３】本発明によるインジケータ及びパラメータ
の検出及びモニターの重要性は、以下により明らかとさ
れる。
【００２４】ポンプ駆動部の液体圧回路中のスロットル
バルブは、本発明のポンプの機能にとって、即ち、液体
圧バルブ及びゲート駆動部を介したポンプバルブ及びポ
ンプゲートの切換えの正確な連鎖、にとって、臨界に重
要である。
【００２５】ポンプバルブの切換えの経時的な連鎖も、
材料シリンダー中のピストンに相関されている。スロッ
トルバルブの開度は、これによりモニターされスロット
ルバルブが過度に開放されたり閉鎖されたりしていない
ようにされる。これにより、材料ピストンの運動方向が
切換えられる前に開放圧力又は吸引バルブが閉止される
ことが可能となる。
【００２６】別の使用可能なインジケータは、液体圧ポ
ンプ駆動部中の液体圧である。この圧力は、スラッジの
搬送の吐出圧力に相関されている。次に、ポペットバル
ブとして通常設計されるポンプバルブが適正に作動して
いるか、又は摩耗の徴候を示しているかを、正確に定め
ることができる。
【００２７】本発明は、スラッジポンプの機能のみなら
ず、液体圧駆動部の機能もモニターされ、誤り（もしあ
れば）が表示される。従って、ある特別の機能上の欠陥
を、その欠陥が搬送用のポンプユニットにあるのか又は
その液体圧駆動部にあるのかについて定めることができ
る。しかしスラッジポンプの適正な機能は、スラッジの
搬送に必要なユニット及びその液体圧駆動部の正確な作
動には依存しない。通常望まれる一様な搬送は、基本的
に、ポンプへのスラッジの給送の機能にも依存する。こ
れは材料シリンダーの正確な充填を定める。これは、チ
ェックし、希望により表示させることができる。これ
は、実質的に、容積搬送効率の差異と目標限界値からの
偏差とを定めることによってなされる。
【００２８】他方では、スラッジポンプの正確な機能
は、そのユニットの液体圧駆動部のみには依存しない。
液体圧駆動部に生ずるエネルギー損失からも誤りが生じ
うる。これらの誤りについてのスラッジポンプのモニタ
ーは、例えば液体圧ポンプ、制御バルブ又は負荷の油漏
れの量が、ある度合を超過した時直ちに機能的な誤りを
指示するために測定されるようなされる。
【００２９】これらの油漏れの量は、検出可能な圧力よ
りも重要である。液体圧制御バルブ及びポペット／ポン
プバルブがそれぞれの設定終位置に到達しようとしてい
るか否かを粗く定め、かくして誤りがこれらの個所にお
いて発生しようとしているかを確かめることが可能であ
る。しかしこの表示は、液体圧駆動部が同時に故障した
場合には抑制されることがある。それは油漏れの量が多
くなりすぎるためである。
【００３０】スラッジポンプの液体圧駆動部は、圧力発
生器が適正に作動していれば、もちろん適正に作動する
ことができる。従って、実施態様には、圧力発生器のモ
ニターがもちろん含まれる。これは、材料シリンダー中
のピストンの走行の目標時間を実際の値と比較すること
によってなされる。
【００３１】
【実施例】本発明の詳細と別の特徴及び利点は、図面を
参照とした以下の実施例の説明によって見出される。以
下の詳細な説明の対象である２本シリンダーの往復ピス
トンが主に図示されている。
【００３２】図１は２本シリンダー液体圧駆動スラッジ
ポンプ１０を示す。ホッパー１に保持されるか又は連続
搬送器３１６を経て供給される高固体スラッジは入口１
２，１４を通過し、出口１６を通してパイプライン（図
示せず）にポンプで送られる。ポンプ１０は一対の堅固
なシリンダー１８，２０を含み、該シリンダー内では一
対の固定ピストン２２，２４が往復する。入口ポペット
バルブ２６は入口１２からシリンダー１８へのスラッジ
の流れを制御する。同様に、ポペットバルブ２８は入口
１４からシリンダー２０へのスラッジの流れを制御す
る。シリンダー１８，２０から出口１６へのスラッジの
流れはポペットバルブ３０，３２によって制御される。
【００３３】入口ポペットバルブ２６，２８は液体圧入
口ポペットバルブ駆動シリンダー３４，３６によって制
御される。出口ポペットバルブ３０，３２は液体圧出口
ポペットバルブ駆動シリンダー３８，４０によって操作
される。
【００３４】図１に示される位置において、入口ポペッ
トバルブ２６及び出口ポペットバルブ３２は開放されて
いる。よってピストン２２はポペットバルブハウジング
４２から離れる向きに移動し、一方ピストン２４はポペ
ットバルブハウジング４２に向かって動く。スラッジは
入口１２を通してシリンダー１８内へ引かれ、一方スラ
ッジはシリンダー２０から出口１６へとポンプで送られ
る。
【００３５】材料ピストン２２，２４は、液体圧シリン
ダー４８，５０内で動く液体圧駆動ピストン４４，４６
へ連結される。液体圧流体は、バルブブロック５６を制
御するために、液体圧ポンプ５２から高圧ライン５４を
通してポンプで送られる。制御バルブブロック５６は二
つのスプールバルブ５６ａ，５６ｂを含み、該バルブは
液体圧シリンダー４８，５０及びポペットバルブ駆動シ
リンダー３４，３６，３８，４０への高圧及び低圧液体
圧流体のシークエンスを制御する。低圧液体圧流体はバ
ルブブロック５６から低圧ライン６０を通って液体圧溜
め５８へ戻る。
【００３６】前及び後スイッチバルブ６２，６４は走行
の前方端及び後方端におけるピストン４６の位置を知ら
せ、制御バルブ５６ａへ接続される。ピストン４６がシ
リンダー５０内におけるその走行の前方端又は後方端に
到達する各時において、バルブシークエンスが開始さ
れ、該シークエンスは、四つすべてのポペットバルブに
作用し、その結果該バルブが占有位置から反対位置へ変
化し、シリンダー４８，５０への高圧及び低圧結合を逆
行させ、それにより、まず開放されていたバルブのみを
閉鎖し、このことが四つすべてのバルブが閉鎖される中
間状態につながる。閉鎖されていたバルブは、材料ピス
トンに関する圧力条件が結果的に新たなポンプサイクル
の開始時に変化する時にのみ開放する。（前に閉鎖され
た吸引バルブのための開放及び前に閉鎖された圧力バル
ブのための負荷。）ポンプ１０の操作のシークエンスは
本質的に以下のようである。
【００３７】図１に示されるように、シリンダー２０は
出口１６においてそのスラッジを排出し、一方シリンダ
ー１８は入口１２からそのスラッジを負荷する。ポンプ
ストロークの端部において、材料ピストン２４はポペッ
トバルブハウジング４２のすぐ近くにあり、一方ピスト
ン２２は、そのバルブハウジング４２から最も遠い点に
到達している。
【００３８】この点で、バルブ６２は、液体圧駆動ピス
トン４６がそのストロークの前方端に到達しているとい
う信号を受理する。すべてのポペットバルブ駆動シリン
ダーを作動させるバルブスライド５６ａは付勢され、そ
れにより、上述したように、まずバルブ駆動シリンダー
３４，４０のみが、その存在する圧力条件のために作動
される。このため、入口ポペットバルブ２６及び出口バ
ルブ３２は閉鎖され、よって四つすべてのポペットバル
ブが閉鎖される状態が達成される。
【００３９】この点で、ピストン２２，２４はそのスト
ロークの端部、よってその動きの方向がまさに逆行しよ
うとしている点にある。
【００４０】四つすべてのポペットバルブ２６，２８，
３０，３２は閉鎖されている。新たなストロークの開始
時において、液体圧はシリンダー４８内において増大
し、それがピストン４４を前方に駆動する。これがピス
トン２２をバルブハウジング４２に向けて動かす。ピス
トン２２は現在そのポンピングストロークすなわち排出
ストロークに切り替えられる。同時に、ピストン４４の
前方に存在する液体圧は、シリンダー４８から内部連結
６６を通してシリンダー５０の前方側へ移される。これ
はピストン４６の前側に液体圧を適用し、該ピストンを
後方向へ動かす。結果として、ピストン２４はハウジン
グ４２から離れる向きに動き、その負荷すなわち充填ス
トロークを達成する。
【００４１】入口１４上の入口バルブ２８への駆動シリ
ンダー３６上の開放圧力作用がシリンダー２０内の圧力
作用に勝る場合は、入口バルブ２８は開放し、充填スト
ロークの間にスラッジは入口１４を通してシリンダー２
０内へ流れることができる。
【００４２】ピストンが前方に動く場合、該ピストン
は、まず生じた空の空間を除去し、次いでシリンダー１
８内のスラッジを圧縮する。ポンピングシリンダー内の
圧縮されたスラッジが出口１６における搬送パイプ内の
圧縮されたスラッジの圧力に等しくなった時、ポペット
バルブ３０が開放する。排出シリンダーのポペットバル
ブは、シリンダーの内容物がパイプライン内と同じ圧力
を有する時にのみ開放するので、材料は逆流できない。
【００４３】操作は続行され、ピストン２２は前方に動
き、ピストン２４は後方に動き、ピストンが各ストロー
クの端部に到達する。その点で、スイッチングバルブ６
４により、四本すべてのバルブ駆動シリンダーは、上記
でバルブ６２の切り替えについて記述されたのと同様の
シーケンスを以って加圧される。
【００４４】操作は続行され、一方の材料ピストン２
２，２４は充填ストロークで操作され、一方、他方の材
料ピストンはポンピングつまり排出ストロークで操作さ
れる。
【００４５】図２は、図１に示されるポペットバルブの
配置と異なる枢動ゲートすなわち移送管バルブ（管スイ
ッチ）１２２を有する２本シリンダースラッジポンプ１
００の斜視図を示す。ポンプ１００は一対のシリンダー
１０２，１０４を含み、該シリンダー内では材料ピスト
ン１０６，１０８が往復する。駆動ピストン１１４，１
１６を有する液体圧駆動シリンダー１１０，１１２は、
材料ピストン１０６，１０８に連結される。バルブ組立
体５６は、液体圧駆動シリンダーのピストン１１４，１
１６の動きのシーケンスを制御し、よって材料シリンダ
ー１０２，１０４内のピストン１０６，１０８の動きの
シーケンスを制御する。
【００４６】スラッジは貯蔵槽１２０に供給され、該槽
内には枢動移送管１２２が位置される。移送管１２２は
出口１２４と二本の材料シリンダーのうち一方とを連結
し（図２において出口１２４はシリンダー１０４に連結
される）、一方、他方の材料シリンダー（この場合はシ
リンダー１０２）は充填ホッパー１２０の内部に開放さ
れる。図２において、ピストン１０８は排出ストローク
で前方に動き、シリンダー１０４から出口１２４へスラ
ッジをポンプで送り、一方ピストン１０６は後方に動
き、シリンダー１０２内へとスラッジを引き出す。
【００４７】ストロークの端部において、移送管１２２
は、枢動腕１２８に連結された液体圧駆動装置１２６に
よりスイングされ、その結果出口１２４は現在、シリン
ダー１０２に連結される。ピストン１０６，１０８の動
きの方向は逆行し、ピストン１０６はポンピングストロ
ークで前方に動き、一方ピストン１０８は充填つまり負
荷ストロークで後方に動く。
【００４８】シリンダーを操作し、ポンプ１００を制御
する液体圧流体は、図１に示されるポンプ５２及び駆動
組立体５２，５４，５８と同様の液体圧ポンプ及び駆動
組立体（図２には図示せず）によって生じる。
【００４９】図２に示されるポンプ１００と図１に示さ
れるポンプ１０との主要な違いは、バルブの配置であ
る。ポンプ１００においては、シリンダー１０２，１０
４のうち一方は、排出すなわちポンピングストロークの
間中、出口１２４に連結される。対照的に、ポンプ１０
において、出口バルブ３０，３２は、シリンダー内の材
料が、出口の圧力と材料シリンダー内の材料の圧力が等
しい圧力レベルに圧縮されてすぐにのみ開放する。後に
説明されるように、本発明の装置はポンプ１０またはポ
ンプ１００のどちらとでも使用可能であり、パラメータ
ーの多少の差異が感知され、二つのバルブ組立体の操作
における差異を適応させる。
【００５０】図３は、図１に示される形式の２本シリン
ダースラッジポンプにおける、時間の関数である材料圧
力のグラフを示す。ポンピングサイクルはＡ点より開始
し、該点において、ピストンの一方はその最前部の位置
にあり、他方のピストンはその最後部の位置にある。既
に前述され、図８の配線図から特に明らかなように、バ
ルブ６２，６４のうち一方は、ピストンの位置により、
スプールバルブ５６ａにスイッチングパルスを与える。
前記スプールバルブは次いでポペットバルブ駆動シリン
ダーの反対の加圧を容易にし、一方で、スロットルバル
ブ（Ｘ，Ｙ）を経た遅延時に、液体圧駆動シリンダー４
８，５０の反対の加圧のために、スプールバルブ５６ｂ
へスイッチング圧力パルスを提供する。
【００５１】スロットルバルブは、バルブシリンダー操
作及びスプールバルブ５６ｂの切り替えが直接連続で起
こるように設置されなければならない。つまり、スプー
ルバルブ５６ｂの切り替えを、バルブシリンダー操作及
びスプールバルブ５６ｂの切り替えが直接連続で起こる
ところまで遅延させなければならない。
【００５２】Ａ点より開始する操作のシーケンスは本質
的に以下のようである。
【００５３】ＡからＢでスプールバルブは切り替わる。
ＢからＣで最初の閉鎖前に開放していた二つのスラッジ
ポペットバルブ、次いで、スプールバルブ５６ｂが切り
替わり、これはＣ点において四つすべてのポペットバル
ブが閉鎖され、シリンダー４８，５０内のピストンが反
対方向への動きを開始することを意味する。つまり、前
に充填していたシリンダーがそのポンピングストローク
を開始し、前にポンピングしていた他方のシリンダーが
その充填ストロークを開始する。ＣからＤで現在充填し
ているシリンダー内の未だ圧縮されているスラッジがま
ず開放され、関連する吸引バルブが開放可能となり、現
在ポンピングしているシリンダー内においては、前に引
き込まれたスラッジの約パイプラインの圧力のレベルま
での圧縮がなされており、このことがこのポペット圧力
バルブの開放につながる。厳密に言えば、このポペット
圧力バルブは、追加に作用するポペットバルブ駆動シリ
ンダーの液体加圧により、やや早く開放する。しかしこ
の量は無視し得る。Ｄ点からポンピングストロークの終
点Ｅにおいて、スラッジは、一定の圧力及び一定の速度
で搬送パイプ内を流れる。
【００５４】図２に示される形式のポンプの操作は、材
料圧力対時間の同様のグラフを示す。
【００５５】図３に示されるように、ポンピングサイク
ルの合計時間Ｔは、有効にポンプで送られる量及び充填
パーセントの測定に関する幾つかの時間的要素を含む。
時間Ｔ１はＡ点からＣ点への時間、すなわち、ピストン
の動きの終了からポペットバルブの閉鎖までの時間であ
る。時間Ｔ２はＣ点からＤ点への時間、すなわち、ポン
ピングピストンの動きの開始から、シリンダー内のスラ
ッジの圧力が、材料の流れがシリンダーを出て、出口内
にあるように出口圧力におよそ到達する点に至るまでの
時間である。時間Ｔ３はＤ点からＥ点への時間であり、
該時間中に、材料は継続的に材料シリンダーから出口へ
とポンプで送り出されている。
【００５６】単一シリンダーポンプは、ピストンが充填
ストロークにおいて後方へ動き、ポンピングストローク
の行なわれない期間が存在することを除けば、同様の形
式の曲線を有する。図１及び２に示される形式の２本シ
リンダーポンプ（ここで考慮されたような）において、
材料シリンダー及びピストンは、充填及び排出のサイク
ルを交互に行ない、常に一方のシリンダー及びピストン
がポンピングストロークにあり、一方、他方のシリンダ
ー及びピストンが充填ストロークにある。時間Ｔ２とＴ
３とを比較することにより、特定のポンピングストロー
ク間のシリンダー内の材料の充填パーセントを測定する
ことが可能である。充填パーセントは： 充填パーセント＝Ｔ３／（Ｔ２＋Ｔ３） これにより、ピストンが本質的に一定の速度で動いてい
ることが当然推定される。一ポンピングサイクルのパー
セント量及びこのシリンダーの全容積を知ることによ
り、特定のサイクル間にポンプで送られた容積を測定す
ることができる。多サイクルに渡るポンプで送られた容
積を加えることにより、堆積容積を測定することができ
る。
【００５７】一方、全容積が測定された時間に渡る全容
積を知ることにより、平均ポンピング速度が算出可能で
ある。各サイクルの瞬間ポンピング速度もまた測定可能
である。サイクルの合計時間Ｔ、充填パーセント、及び
シリンダーが１００％充填された時の全容積を知ること
により、各個別サイクルの瞬間ポンピング速度が測定可
能である。
【００５８】図４は本発明の第一実施態様を示し、該態
様において、ポンプ１０の操作はモニター装置１５０に
よってモニターされ、ポンプで送られた容積のサイクル
ごとを基礎とした、及び堆積を基礎とした精密な測定を
提供する。モニター装置１５０はデジタルコンピュータ
１５２を含み、該コンピュータは、好ましい実施態様に
おいてはマイクロプロセッサーであり、該プロセッサー
は関連するメモリー及び入出力回路、クロック１５４、
出力装置１５６、入力装置１５７、ポペットバルブセン
サー１５８、液体圧ポンプ回転斜板位置センサー１６
０、及び液体圧装置モニタリングセンサー１６２を含
む。
【００５９】クロック１５４はコンピュータ１５２に時
間ベースを提供する。図４において別個に示されている
が、クロック１５４は、本発明の好ましい実施態様にお
いて、デジタルコンピュータ１５２の一部として含まれ
ている。
【００６０】出力装置１５６は、例えば、陰極線管又は
液晶ディスプレー、プリンター、又は、コンピュータ１
５２の出力を、例えばスラッジポンプ１０が使用されて
いる施設の操作全体をモニターしている別のコンピュー
タ系装置に伝達する伝達装置の形式をとる。
【００６１】センサー１５８，１６０，１６２は、ポン
プ１０の操作をモニターし、コンピュータ１５２に信号
を与える。センサー１５８，１６０，１６２によって感
知されるパラメーターは、ポンプ１０の各ポンピングス
トロークの間、シリンダーの充填パーセントの指標を提
供し、コンピュータ１５２は、該パラメーターによりサ
イクルの時間を測定することができる。この情報によ
り、コンピュータ１５２は、その特定のサイクルの間に
ポンプによって送られる材料の容積、堆積容積、該サイ
クル間のポンピング速度、及び選択期間に渡る平均ポン
ピング速度を測定する。コンピュータ１５２はデータを
メモリーに貯え、入力装置１５７によって選択された特
定の情報に基づいて、出力装置１５６に信号を与える。
【００６２】本発明の一つの好ましい実施態様におい
て、一ポンピングサイクル間にポンプで送られる容積の
測定は以下のようである。液体圧装置センサー１６２
は、ポンプ１０における各ポンピングストロークの開始
の表示をコンピュータ１５２に与える。センサー１６２
はまた、ポンピングストロークが終了し次第信号を提供
する。これらの信号は、好ましくは断絶信号の形式で、
センサー１６２によってコンピュータ１５２へ供給され
る。
【００６３】ポペットバルブセンサー１５８は、ポンピ
ングストロークの間に出口バルブが開放されると感知す
る。ポペットバルブセンサー１５８からの信号はまた、
好ましくはコンピュータ１５２への断絶信号の形式であ
る。
【００６４】液体圧ポンプ上の回転斜板位置センサー１
６０は液体圧ポンプからの液体圧流体の流速を感知す
る。回転斜板位置が流速を決定し、位置センサー１６２
の出力はアナログからデジタルへの変換器と協働するコ
ンピュータ１５２へのアナログ信号であり得、それによ
り、コンピュータは該信号を流速へ変換することができ
る。
【００６５】センサー１５８，１６０，１６２からの信
号に基づいて、コンピュータ１５０は、各ポンピングス
トロークの開始、出口ポペットバルブが開放する時間
点、及びポンピングストロークの終了を知る。クロック
１５４からのクロック信号を用いることにより、コンピ
ュータ１５２は時間Ｔ２及びＴ３を測定することができ
る。ポンピングサイクルの中間において操作者によって
ポンピング速度が変更されない限り、Ｔ３対（Ｔ２＋Ｔ
３）の比は、そのポンピングサイクル間の充填パーセン
トの正確な表示を提供する。回転斜板位置センサー１６
０は、ピストン速度がサイクルを通して本質的に一定に
保持されているかどうかをコンピュータ１５２に表示す
ることを意図されている。もしそうでなければ、充填パ
ーセントを測定する比は、実際は材料が全ピストンスト
ロークの長さまで完全に圧縮された時のポンピングスト
ロークの長さの比であるため、調整されなければならな
い。ピストンの終了位置の代わりに時間Ｔ２及びＴ３を
使用することは、よってピストンが本質的に一定の速度
で動いているという推定に基づくものである。
【００６６】本発明の好ましい実施態様において、コン
ピュータ１５２は各ストロークの充填パーセントを計算
する。シリンダーの全排出容積を知ることにより、コン
ピュータ１５２は各サイクル間にポンプで送られた実際
の容積を計算する。その容積はコンピュータのメモリー
内のレジスターに貯えられる。コンピュータ１５２はそ
れにより、ポンプで送られた堆積全容積を保持するレジ
スターを更新する。
【００６７】コンピュータ１５２はまた、各サイクル間
の時間及び堆積容積がポンプで送られた堆積時間の長さ
を測定するので、各シリンダーの瞬間ポンピング速度並
びに堆積時間に渡る平均ポンピング速度を計算すること
ができる。
【００６８】四つ全ての値（特定サイクル間にポンプで
送られた容積、全容積、瞬間ポンピング速度、及び平均
ポンピング速度）は出力装置１５６によって表示可能で
ある。代表的には、操作者は、表示される特定の情報
を、コンピュータ１５２に入力装置１５７を通してコマ
ンドを与えることにより選択する。
【００６９】図５は、ディスプレイ装置２００がポンプ
１０の操作を示す本発明の別の実施態様を示す。本実施
態様において、ディスプレイ装置２００はコンピュータ
２０２、クロック２０４、入力装置２０６、出力装置２
０８、圧力ポペットバルブセンサー２１０、及びピスト
ン位置センサー２１２を含む。
【００７０】図５に示される実施態様において、ピスト
ン位置センサー２１２は、ポンピングストロークの間の
ポンプ１０の各ピストンの位置を感知する。ピストン位
置センサーにより供給される信号から、各ポンピングス
トロークの開始及び停止点が知られる。ピストン位置セ
ンサーからの信号は、本発明の好ましい実施態様におい
て、デジタル信号である。例えば、ピストン位置センサ
ー２１２は、好ましくはリニアー位置センサーであり、
該センサーはアナログセンサーであってもよく、コンピ
ュータ２０２に供給される信号がデジタル形式であるよ
うに、アナログからデジタルへの変換器と協働する。
【００７１】圧力ポペットバルブが開放するとすぐに、
圧力ポペットバルブセンサー２１０によって表示される
ように、ピストン位置センサー２１２によって読み取ら
れた値はコンピュータに供給される。ポンピングストロ
ークの開始から圧力ポペットバルブの開放までの距離は
距離Ｌ１であり、一方圧力ポペットバルブの開始からポ
ンピングストロークの終了までの距離はＬ２である。そ
の場合の充填パーセントは、 充填パーセント＝Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）。
【００７２】クロック２０４はコンピュータに時間ベー
スを与え、瞬間及び平均ポンピング速度の値が計算され
得る。図４に示される装置１５０におけるように、図５
の装置２００において、特定のポンピングサイクル間に
ポンプで送られた容積、ポンプで送られた堆積容積、瞬
間ポンピング速度、及び平均ポンピング速度はコンピュ
ータ２０２によって計算され、そのメモリーの適切なレ
ジスターに貯えられる。
【００７３】入力装置２０６によってコンピュータに供
給されるコマンド時に、これらの計算値のどの値でも全
てが、出力装置２０８によって表示され得る。一方、出
力装置２０２はトランスミッターであってもよく、該ト
ランスミッターは、ポンプ１０が使用される施設の操作
をモニターしている別の装置の別のコンピュータに情報
を送る。
【００７４】図６はゲート制御ポンプ１００（図２に示
される）をモニターするために使用されるモニタリング
装置２５０を示す。ここには材料シリンダー内において
圧力がポンプ１００の出口圧力に等しい点を表示するポ
ペットバルブがないため、この情報は、異なるパラメー
ターを感知することにより得られなければならない。
【００７５】モニタリング装置２５０は、コンピュータ
２５２、クロック２５４、入力装置２５６、出力装置２
５８、液体圧ポンプ圧力センサー２６０、及び出口圧力
センサー２６２を含む。この実施態様において、コンピ
ュータは圧力センサー２６０，２６２からアナログ又は
デジタル信号を受理する。高圧側の液体圧ポンプ圧力
が、液体圧駆動シリンダーと材料シリンダーとの間のピ
ストン面積送信比を鑑みて、出口圧力センサー２６２に
よって、つまり出口１２４から下流の点において感知さ
れるスラッジの出口圧力に対応する圧力に到達すると、
コンピュータはポンピングサイクルの間の時間を知る。
該コンピュータは、ポンピングサイクルの終了時におい
て、Ｔ３を（Ｔ２＋Ｔ３）の合計で割ることにより充填
比またはパーセントを測定する。
【００７６】図４の実施態様において、装置２５０は、
ピストンがポンピングストロークの間、一定の速度で動
いていると推定する。さらに正確にするために、図４の
センサー１６０と同様の回転斜板位置センサーを装置２
５０に加えることができる。
【００７７】図４及び図５に示される実施態様のよう
に、装置２５０は各サイクルの間の容積、堆積容積、瞬
間ポンピング速度、及び平均ポンピング速度を計算し、
貯える。その情報は、入力装置２５６からのコマンドに
よって出力装置２５８によって出力される。
【００７８】図７はポンプ１００の操作をモニターする
モニタリング装置３００を示す。装置３００はコンピュ
ータ３０２、クロック３０４、入力装置３０６、出力装
置３０８、液体圧力センサー３１０、出口圧力センサー
３１２、及びピストン位置センサー３１４を含む。この
実施態様において、コンピュータ３０２は各ポンピング
サイクルの開始時と各ポンピングサイクルの終了時、及
びセンサー３１０からの液体圧ポンプ圧力が、出口圧力
を越えるかもしくは等しい時の位置と時間の間における
ピストンの位置を読み取り、該出口圧力はピストン領域
送信比を考慮して、それと等価であり、出口圧力センサ
ー３１２によって感知される。装置３００は、図４から
図６の装置１５０，２００，２５０に関して記載された
のと同じ情報を計算し、貯える。
【００７９】本発明のさらに別の実施態様が可能であ
る。例えば、ポンプ圧力を感知し、図３に示される圧力
曲線の傾斜の変化を測定することにより、サイクル内に
おけるシリンダー内の圧力が出口圧力を越えるかもしく
は等しい点を測定することができる。断続的に液体圧ポ
ンプ圧力をモニターし、傾斜分析を行なうことにより、
出口圧力センサー（図７に示される圧力センサー３１２
等）はいくつかの実施態様において必要ではない。
【００８０】結論として、上記の方法／実施態様によ
り、スラッジポンプの正確な容積及びポンピング速度の
測定が可能となる。本発明は、確実な送出スラッジポン
プにおいて、ポンピングシリンダーの充填パーセントは
サイクルごとに変化することができることを認識する。
サイクルを基礎とした充填パーセントをモニターするこ
とにより、各サイクル間に搬送される材料の極めて正確
な測定、搬送された堆積容積、瞬間ポンピング速度、及
び平均ポンピング速度が提供され得る。
【００８１】上記されたことを越えて、図１はスラッジ
が貯蔵槽１，１２０から供給され得るだけでなく、連続
搬送器３１６を介して入口１２，１４に搬送され得るこ
とを示す。
【００８２】連続搬送器３１６は、ある実施態様におい
て、示されるように、ポンプ１０の入口１２，１４に向
けてスラッジを搬送するためのカッター３２４を備えた
一対のシャフト３２０，３２２を有する。シャフト３２
０，３２２は静水圧連続搬送器駆動装置３２６によって
駆動される。
【００８３】連続搬送器駆動装置は、以下に示される方
法で、バルブブロック５６によって制御される。
【００８４】例えば、ピストン２４がバルブハウジング
４２に向かって動き、スラッジを出口１６にポンプで送
り、ピストン２２が同時にバルブハウジング４２から離
れる向きに動き、それによりスラッジを入口１２を経て
シリンダー１８内へ引き込む時、連続搬送器は操作状態
にある。すなわち、スラッジを入口１２に供給する。ピ
ストンがその端部位置に到達した時には、ポンピングス
トローク及び充填ストロークは終了し、連続搬送器は停
止している。全てのバルブが逆行した時、すなわち材料
ピストンが再び始動した時にのみ、今度は反対の方向
に、連続搬送器が再び作動される。
【００８５】バルブブロック５６と連続搬送器駆動装置
３２６との連結は破線３５０により概略的に示される。
【００８６】以下に記載される発明の完全自動組込スラ
ッジポンプ制御装置の理解をより容易にするために、ま
ず、図９のダイアグラムに参照がなされる。
【００８７】Ｔ10＝シリンダー１のサイクル時間（ポン
ピングストローク）＝ＡＥ Ｔ20＝シリンダー２のサイクル時間（ポンピングストロ
ーク）＝ＥＡ Ａ点：材料ピストンが端部ピストンに到達。 Ｂ点：スプールバルブ５６ａが切換え。 Ｃ点：前ポペットバルブが閉鎖、その直後材料ピストン
が他の方向に開始、吸引バルブが開放。 Ｄ点：圧縮ストロークが仕上り、圧力バルブが開放、ポ
ンプから搬送パイプへと材料の流れ開始。 Ｅ点：Ａ点と同様。
【００８８】サイクル時間における機能シークエンス ＡＢ：スプールバルブ５６ａが切換え。 ＢＣ：オープンポペットバルブが閉鎖及びスプールバル
ブ５６ｂ、次いで切換え。
【００８９】注： ポペットバルブ（特に圧力バルブに
おいて）が、その閉鎖端位置に到達し、スプールバルブ
５６ｂがその端位置に到達すること自体及び時間は、特
定のバルブのピストンの近くの開始要素への接近によっ
て指示パルスＩ１bあるいはＩ２b（ポペット圧力バル
ブ）及びＩ３（スプールバルブ５６ｂ）として検出さ
れ、スロットルバルブのセットの計算あるいは、場合に
よっては訂正のためにコンピュータへと伝えられる。
【００９０】ＣＤ：ポンプピストンが前へ移動し、かく
して前に引込まれたスラッジが、ポンプの出口における
圧力へと圧縮され、充填ピストンは同時に逆方向に移動
し、したがって前のポンプストロークによって圧縮され
たスラッジを開放（圧縮開放）し、かくしてポペット吸
引バルブが開放する。
【００９１】ＤＥ：ポペット圧力バルブは、効果的ポン
プストロークが走行するように、開放する。
【００９２】注： 圧力バルブが開放し始める時が、指
示パルス（近くの開始要素から離れるようピストンが移
動する）Ｉ２aあるいはＩ１aとしてコンピュータへと伝
えられる。
【００９３】時間間隔ＥＦ，ＦＧ，ＧＨ及びＨＡは、他
のポンプシリンダーを除いて時間間隔ＡＢ，ＢＣ，ＣＤ
及びＤＥに類似する。
【００９４】液体圧駆動流の相当する圧力パターンは、
図９のダイアグラムに示される。ポンプが、ポペットバ
ルブで制御されなていないで枢動移送管すなわちゲート
で制御される際には、図１０及び図１１のダイアグラム
に示される、相当する圧力パターンがある。
【００９５】しかしながら、図１２の棒チャートはさら
に理解に役立つ。それは次のように詳述される。
【００９６】次のパラメータは、したがって、次のよう
に決定される。
【００９７】容積効果 η全容積（％） ηvol1＝Ｔ13／（Ｔ12＋Ｔ13）１００〔％〕（シリンダ
ー１について） ηvol2＝Ｔ23／（Ｔ22＋Ｔ23）１００〔％〕（シリンダ
ー２について） ηvol total＝（ηvol1＋ηvol2）／２ 各２ストロークごとに値を訂正することが推奨される。 理論ポンプ速度Ｑ theoretical〔m3/h〕
【００９８】
【数１】
【００９９】式中、 Ｖｚ＝スラッジポンプの１つの材料シリンダーのピスト
ン掃除容積（ｄｍ3）（ポンプ型式により固定値として
入力） ｎ＝単一ストロークの数、すなわち１分間あたりの指示
信号Ｉ3 ピストン掃除容積は、約３リットルから約１０００リッ
トル（材料シリンダーの内容積）の間となり得る。
【０１００】ストロークの回数は、約０．５／分から約
３５／分の間となり得る。
【０１０１】理論ポンプ速度は便宜的に各２ストローク
ごとに計算される。
【０１０２】時間Ｔ２０，Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３すな
わち次のストロークＴ１０，Ｔ１１， Ｔ１２，Ｔ１３
の対応時間の決定 ストローク（Ｔ20／Ｔ10）の理論的な全時間は、液体圧
ポンプによって供給された油の量
【０１０３】
【数２】
【０１０４】と、ディファレンシャルシリンダーの消費
量（ＶＤ）とスイッチ油の全量（ＶＳ）（制御バルブ５
６ａ／５６ｂとポペットバルブ駆動シリンダーのための
スイッチ油の量）とから、以下のように計算される。
【０１０５】
【数３】
【０１０６】比較のため、ストロークの全時間は測定し
得る、かつ２つの連続するストロークの２つの機能的に
同一の指示の間に対応する。例えばＩ１aとＩ２a＝Ｔ２
０の間あるいはＩ２aとＩ１a＝Ｔ１０の間の時間。
【０１０７】時間Ｔ１２に対応する時間Ｔ２２は、パル
スＩ３とＩ２aあるいはパルスＩ３とＩ１aの間の時間間
隔として測定される。
【０１０８】時間Ｔ２１またはＴ１１は、全サイクル間
に消費された油量とこの期間に消費された油量の比から
計算し得る。全サイクル間に消費された油量は、全時
間、Ｔ２０あるいはＴ１０を計算する上述の式から知ら
れる。すなわち、 全消費油量＝ＶＤ＋ＶＳ 時間Ｔ２１あるいはＴ１１にて、消費された油量は制御
バルブ５６ａと５６ｂの切換えと２つのポペットバルブ
の閉鎖が要求される、全スイッチ油量すなわちＶ１の一
部のみである。スイッチ油の残量すなわちＶ２の消費
は、他の２つのポペットバルブの開放のため、時間間隔
Ｔ２２あるいはＴ１２に該当される。
【０１０９】次の関係は、故に、液体圧単一線回路で時
間Ｔ２１あるいはＴ１１を計算することについても維持
される。
【０１１０】 スイッチ油の全消費＝ＶＳ＝ＶＳ１＋ＶＳ２ ディファレンシャルシリンダー消費油＝ＶＤ 全消費油＝ＶＤ＋ＶＳ 部分的サイクルＴ２１あるいはＴ１１の消費油＝ＶＳ１ 次のようになる。
【０１１１】
【数４】
【０１１２】各機械の油消費値は不変値なので、それら
はポンプ特定ファクターに組込み得る。 f ＝ ＶＳ1(ＶＤ ＋ ＶＳ) このことから次の通り Ｔ21 ＝ Ｔ20・f Ｔ11 ＝ Ｔ10・f ファクターｆは、使用される特定のポンプ型式に対して
入力される。時間Ｔ２３あるいはＴ１３は、最終的に
は、加算式から求められる。
【０１１３】
【数５】
【０１１４】備考：工程ｊ（圧力バルブ開放）は、材料
ピストンのストローク率を減少するが、これは、上記に
て測定された時間範囲、ＨＡ／ＤＥ間の全消費油にわた
る圧力バルブの開放のためのスイッチ油ＶＳ3の消費量
の分担に応じて上記にて計算される、時間Ｔ13／Ｔ23か
ら減少が求められねばならない限りにおいて、いつ効率
的ポンプ時間として、Ｔ13＊／Ｔ23＊が計算されるか、
考慮されなければならない。
【０１１５】この際、減少は次のように計算される。 Ｔ23＊（Ｔ13＊）＝Ｔ23（Ｔ13）−ΔＴ23（ΔＴ13） それによりＶＳ3は、使用される特定のポンプ型式のた
めのポンプ特定値として入力されなければならない。し
たがってそれは次の通りである。
【０１１６】Ｔ23＊＝Ｔ23−ΔＴ23 Ｔ13＊＝Ｔ13−ΔＴ13 訂正時間Ｔ23＊とＴ13＊は、したがって、ディファレン
シャルシリンダーの全走行時間ＴＤと相関されることに
より、容積測定効率ηvol1及びηvol2を計算するために
使用され得る。ここにおいて
【０１１７】
【数６】
【０１１８】
【数７】
【０１１９】スロットルバルブ調整の影響 スロットルバルブの正確な調整は、正確な測定のため非
常に重要である。正確な調整において実際の時間シーク
エンスは、棒チャートに示された時間シークエンスに対
応する。
【０１２０】スロットルバルブ早期開放 スプールバルブ５６ｂは、以前に開放するポペットバル
ブ閉鎖と同時に若しくはよりずっと早く切換わる。故
に、ピストンがすでに移動中であり、すでにポンピング
されたポンプ媒体が圧力バルブが閉鎖されるまで充填シ
リンダーへ逆流する時にのみポペットバルブは閉鎖す
る。
【０１２１】測定エラーは、パルスＩ３より後にのみ生
ずるパルスＩ１b若しくはＩ２b（圧力バルブ閉鎖）によ
って認識されえる（スプールバルブ５６ｂ、故に材料ピ
ストン方向の逆行）。ここにおいて誤りのメッセージが
現われねばならない：「スロットルバルブ早期開放」。
【０１２２】スロットルバルブ早期閉鎖 スプールバルブ５６ｂは前開放バルブの閉鎖よりはるか
に後になってのみ切換わる。それによって、スロットル
圧は安全バルブ応答するほど高くなり、槽に油が流れな
い。パルスＩ２b若しくはＩ１bとパルスＩ３との時間間
隔は測定される。もしｆ／２よりはるかに多い時間部分
ｆ＊を越える場合には、誤りのメッセージが現われねば
ならない：「スロットルバルブ早期閉鎖」ｆ＊はｆ／２
と２ｆとの間のポテンシオメーターにより調整されえる
べきである；固定バルブはＶＩＰ装置によりテスト結果
の提示後、入力されることができる。ｆ＊＝ｆに達した
際、誤りのメッセージをトリガーする最初の調節。
【０１２３】測定値 作動サイクルの全期間の指標として、近似スイッチは、
上述したように、例えばスプールバルブ５６ｂの両端に
おける制御ブロックにおいて使用される。
【０１２４】スプールバルブ５６ｂにおける標準スイッ
チは、また、ストロークの数を測定するために使用され
る。
【０１２５】それらは、全期間Ｔ10又はＴ20についての
タイマー信号としての信号Ｉ３を提供し、信号はＣ点直
後若しくはＧ点の直後に一時に生ずる。
【０１２６】時間Ｄ若しくはＨ（排出の開始）を指示す
るために、若しくは他の圧力駆動ピストンにおける近似
スイッチ信号はＩ１a若しくはＩ２aによって、ある特定
の圧力バルブの開放の開始するための信号に使用され
る。
【０１２７】スロットルバルブの調節の訂正を指示する
ために圧力バルブの閉鎖が使用され、また上述したよう
に、それによりパルスＩ１b若しくはＩ２bがパルスＩ３
に比較される。
【０１２８】シリンダーの充填量の比較 （パーセント標示における制限ファクターＸ１による）
ηvol1がηvol2に等しくなければ、信号はパーセント標
示においてＸ１より大きいシリンダー１およびシリンダ
ー２のため計算値ηvol1，ηvol2間の差をできるだけ早
く提供されるべきである。最初の調節Ｘ１＝１０％か
ら、Ｘ１は５〜５０％の間に調節されえなければならな
い。
【０１２９】所定設定制限値Ｘ１が許容できない程に越
えた際は、次の２つの信号のうちの１つが標示される： 「吸引バルブ１：媒体供給減損」及び／又は 「吸引バルブ２：媒体供給減損」 ２つの材料シリンダーのうち一方が減損されたら、ある
特定の圧力バルブの位置によりコンピュータによって認
識される。たとえば圧力バルブ２より長く圧力バルブ１
が閉鎖したまま、つまりＴ12＞Ｔ22の場合は、吸引バル
ブ１は減損される。
【０１３０】圧力バルブ１より長く圧力バルブ２が閉鎖
したまま、つまりＴ22＞Ｔ12の場合は、吸引バルブ２は
減損される。
【０１３１】両シリンダーにおけるシリンダー充填減損 （パーセント標示における制限ファクターＸ２による）
両材料シリンダーにおいて測定されたηvolが、ある特
定の存在操作条件に基づくであろう調整値Ｘ２に満たな
い場合、信号はηvol＝（（ηvol1＋ηvol2）／２）＜
Ｘ２と規定されるべきである。
【０１３２】媒体供給減損 Ｘ２は９０％と３０％との間に調節できる 最初の調節：７０％。
【０１３３】液体圧駆動減損 （漏出油多量又はポテンシオメータオフとなる）ポンプ
の材料ピストンのストローク速度は液体圧ポンプの速度
Ｑ ｈｙｄｒtheorと直接比例する。それは、使用された
スラッジポンプのある特定の型のパラメータより結果と
して生じる。
【０１３４】ストロークｎの測定数が理論的に液体圧ポ
ンプにより搬送される油量に相当するストロークｎ the
oreticalの数よりもかなり低い場合、漏出油の全量は高
すぎる。
【０１３５】液体圧ポンプのポンプ速度は液体圧ポンプ
のポンプ速度を規定するための調節駆動におけるポテン
シオメーターによって測定される。
【０１３６】圧力下のポンプの試し試験の間のバランス
は正常ギャップ漏出を大部分除去する。
【０１３７】ストロークｎ ＝ Ｘ３ × ｎ theoretical
の測定数及び、Ｘ３が０．８５の値（試し試験における
より１５％より高いギャップ若しくは漏出油損失）に満
たない場合、信号が供給される：「液体圧駆動装置をチ
ェックのこと」 値Ｘ３はテスト目的のためのパーセント標示における信
号として入手すべきである。
【０１３８】ポペットバルブ欠損 ポペットバルブの一方が欠損している場合、つまり、適
切に閉鎖しない場合、媒体／スラッジの一部が搬送パイ
プ内へ通過せず、充填シリンダー内（その圧力バルブが
欠損している場合）若しくは、充填領域内（ポンプシリ
ンダーの吸引バルブが欠損している場合）へ逆流するた
め、１ストロークの搬送圧力は、他のストロークの搬送
圧力よりもずっと低い。これは、搬送パイプにおける流
速度を減少し、従ってこの作動ストローク時間の作動圧
力を減じる。
【０１３９】作動若しくは液体圧力が、シリンダー１
（２）のポンプストロークにおいてより低い場合、シリ
ンダー２（１）若しくはシリンダー１（２）の吸引バル
ブが欠損している。
【０１４０】コンピュータは２個の連続するストローク
の流体圧若しくは媒体圧（対応センサーを推定する／例
えば圧力ゲージ）を比較し、次の信号を供給する。
【０１４１】「Ｐ１＜Ｘ４×Ｐ２の条件において圧力バ
ルブ２若しくは吸引バルブ１の欠損」 「Ｐ２＜Ｘ４×Ｐ１の条件において圧力バルブ１若しく
は吸引バルブ２の欠損」 ここでＸ４は０．９５と０．７５との間に調節できる 最初の調節：０．８。
【０１４２】備考 「漏出油多量」の問題が同時に生じた場合、圧力ストロ
ークを実行するディファレンショルシリンダーピストン
が、おそらくその時、充填ストロークを実行するピスト
ンよりも高い油漏出を有するため、「バルブ欠損」信号
は抑制されねばならず、ポペットバルブ漏出は低圧力の
ための理由としての搬送パイプにおけるスラッジの低流
速度の原因ではない。
【０１４３】スラッジポンプ欠損の液体圧駆動 （「漏出油多量」の問題という、より高ランクへの疑
問）Ｔ10及びＴ20（作動サイクル時間）が異なる値の場
合、これはディファレンシャルシリンダーにおける漏出
若しくは切換え要素における漏出若しくはバルブ駆動シ
リンダーにおける漏出の指示である。コンピュータは次
いで信号を供給する。「スラッジポンプの液体圧部品の
摩損」次の条件が同時に合致する場合：Ｔ10及びＴ20と
の差が１０％よりかなり大きい。そして、この差を特徴
づけるファクターＸ５は次のように計算される。
【０１４４】Ｔ10（Ｔ20）＞Ｔ20（Ｔ10） Ｘ5＝（Ｔ10（Ｔ20）−Ｔ20（Ｔ10）／Ｔ20（Ｔ10））
＞１０％ スロットルバルブピストンは正常 シリンダー充填差異はパーセント標示においてＸ1より
減じられる、つまり正常 高油漏出若しくはバルブ欠損のような他の誤りのメッセ
ージが存在するが、ディスプレイにおいて抑制される Ｘ５は、５〜２０％に予めセットできる 初の調節：１０％
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、入口側及び出口側のポペットバルブを
使用する２本シリンダーのスラッジポンプを、その一部
は取除いて示した斜視図である。
【図２】図２は、枢動ゲート又は移送管バルブを有する
２本シリンダーのスラッジポンプを、一部は切欠いて示
した、部分的な斜視図である。
【図３】図３は、図１に示した２本シリンダースラッジ
ポンプの時間の関数としての液体圧力を示す線図であ
る。
【図４】ポンプによって搬送されるスラッジの個別の容
積及び全容積を定めるための種々の表示システムを示す
ブロック線図である。
【図５】ポンプによって搬送されるスラッジの個別の容
積及び全容積を定めるための種々の表示システムを示す
ブロック線図である。
【図６】ポンプによって搬送されるスラッジの個別の容
積及び全容積を定めるための種々の表示システムを示す
ブロック線図である。
【図７】ポンプによって搬送されるスラッジの個別の容
積及び全容積を定めるための種々の表示システムを示す
ブロック線図である。
【図８】図８は、図１，２のスラッジポンプを制御する
ための液体圧回路図である。
【図９】図９は、横軸に時間を、また縦軸にスラッジ圧
／スロットルバルブ及び制御バルブの機能をそれぞれプ
ロットして示した時間推移線図である。
【図１０】図１０は、横軸に時間を、また縦軸にポペッ
トバルブと共に制御されるスラッジポンプの液体圧駆動
部の液体圧力を、それぞれプロットして示した時間推移
線図である。
【図１１】図１１は、ゲート制御される２本シリンダー
のスラッジポンプについて液体圧パターン／時間の関係
を示す、図９に対応した時間推移線図である。
【図１２】図１２は、図９の線図に対する棒グラフであ
る。
【図１３】図１３は、誤りの分析及び表示のためのブロ
ック線図である。
【符号の説明】 １０ ２本シリンダー液体圧ポンプ １２，１４ 入口 １６ 出口 １８，２０ シリンダー ２２，２４ 材料ピストン ２６，２８ 入口ポペットバルブ ３０，３２ 出口ポペットバルブ ３４，３６ 液体圧入口ポペットバルブ駆動シリンダー ３８，４０ 液体圧出口ポペットバルブ駆動シリンダー ４８，５０ 液体圧シリンダー ４４，４６ 液体圧駆動ピストン ５６ａ，５６ｂ スプールバルブ １５０ モニター装置 ２００ ディスプレイ装置 ２５０，３００ モニタリング装置 ３１６ 連続搬送器
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１０】
【図７】
【図８】
【図１１】
【図９】
【図１２】
【図１３】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 材料シリンダーと、ジスプレイスピスト
    ンと、ポンプストローク及び充填ストロークを含む作業
    サイクル間に動力学的エルルギーを供給するための液体
    圧ジスプレイスピストン駆動装置と、ポンプストローク
    の間に前記材料シリンダーを出口と連結し且つ充填スト
    ロークの間に前記材料シリンダーを入口と連結するバル
    ブとを少くとも有するスラッジポンプにおいて、出口バ
    ルブが開放し且つスラッジが前記材料シリンダーから送
    出パイプへ流れ始める時点を表わす時間信号からポンプ
    ストロークの間にポンプにより送られるスラッジ容積を
    決定するモニター手段を備えることを特徴とするスラッ
    ジポンプ。
JP5062206A 1992-03-21 1993-03-22 スラッジポンプ Pending JPH0642452A (ja)

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DE4209256 1992-03-21
DE4209256.6 1992-03-21

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GR (1) GR3021021T3 (ja)

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