JPS60102434A - 土砂圧送装置 - 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】 本発明は、土砂圧送装置に関するものである。

この種の土砂圧送装置の一例を第１図を参照して説明す
る。かかる土砂圧送装置は、土砂溜タンク２にホース式
、スクリュ一式、ピストン式などの土砂圧送ポンプｌを
配設し、その土砂溜タンク２に土砂圧送パイプ３を接続
する。前記土砂溜タンク２と離れた場所に粘性付与剤（
水やベントナイト溶液など）５の供給手段としての注入
装置１１を設置し、その注入装置１１に注入パイプ９の
基端を接続し、その注入パイプ９の先端の注入口ｌＯを
土砂溜タンク２の上部開口部に臨ませて注入装置１１と
土砂溜タンク２とを連通させる。前記土砂溜タンク２の
上部開口部に土砂搬送用のコンベア７の排出側の端部を
臨ませる。次に、上述の土砂圧送装置の操作について説
明する。まず、コンベア７、注入装置１１および土砂圧
送ポンプ１を作動させる。すると、コンベア７によシ搬
送された土砂６は−Ｈ土砂溜タンク２中に供給されて溜
められると共に、注入装置１１から粘性付与剤５は注入
バイブ９を経て土砂溜タンク２中に注入される。そして
、土砂溜タンク２中の土砂は土砂圧送ポンプ１により土
砂圧送バイブ３中を通って土砂圧送バイブ３の排出口４
から目的の場所に排出される。

かかる土砂圧送装置においては、粘性付与剤５を適量注
入して圧送する土砂６の性状を、土砂圧送ポンプ１の能
力の限界近くの状態で圧送できる性状に変換させること
が、最も重要である。すなわち、圧送する土砂６の性状
が硬過ぎると、土砂６の配管抵抗が犬となり、その配管
抵抗が土砂圧送ポンプｌの能力を上廻わると、圧送不能
となる。

このために、土砂６の性状を軟くする必要がある。

逆に、土砂６の性状が軟過ぎると、土砂６が泥水状乃至
泥土状となって産業廃棄物となり、煩雑かつ面倒な後処
理作業が必要となる。このために、土砂６の性状を硬く
すると言う要望がある。このように、相反する上述の２
条件を満足するように、すなわち土砂６の性状を後処理
作業が不要の性状でかつ土砂圧送ポンプ１の能力内で圧
送できる程度の性状に変換するように、粘性付与剤５の
注入量を調整することが１狭である。

以下、粘性付与剤５の注入量の調整方法について説明す
る。

（１）　土砂圧送パイプ３の排出口４から排出される土
砂６の性状を見ながら粘性付与剤５の注入量を調整する
。

（２）土砂圧送ポンプｌの負荷状態、例えば土砂圧送ポ
ンプ１が油圧駆動の場合には作動油圧、電動駆動の場合
には電流などで配管抵抗を推定して粘性付与剤５の注入
量を調整する。

（３）土砂溜タンク２内の土砂６の性状を見て粘性付与
剤５の注入量を調整する。

しかしながら、上述の調整方法においては、下記の欠点
を有する。

上述の（１）の調整方法は、土砂圧送ノ（イブ３の排出
口４から排出される土砂６の性状を見て粘性付与剤５の
注入量を調整するものであるから、時間的遅れがある。

すなわち、土砂溜タンク２中の土砂６が土砂圧送）くイ
ブ３中を通って土砂圧送ノくイブ３の排出口４から排出
されるまでには時間がかかる。従って、ある土砂６が土
砂溜タンク２中に供給された時と、その土砂６が土砂圧
送パイプ３の排出口４から排出された時との間には時間
差（遅れ）がある。この結果、土砂圧送パイプ３の排出
口４から排出される土砂６の性状と、土砂溜タンク２中
の土砂６の性状とが異なる場合、例えば土砂圧送パイプ
３の排出口４から排出される土砂６が軟く、逆に土砂溜
タンク２中の土砂６が硬い場合などがあシ、土砂溜タン
ク２中の土砂６の性状に見合った量の粘性付与剤５を正
確に注入することができない。％に、土砂圧送バイブ３
の長さが長くなればなるほど時間的遅れが大きくなり、
上述の欠点が顕著に表われる。また、土砂圧送バイブ３
の排出口４から排出される土砂６の性状と、土砂溜タン
ク２中の土砂６の性状とが同じであると仮定しても、一
体何を基準として粘性付与剤５の注入量を決定してよい
のかが不明である。すなわち、土砂溜タンク２中の土砂
６が粘性付与剤５るかが不明である。結局は、勘により
粘性付与前１］５の注入量を調整するので、後処理が不
要の土砂６を効率良く圧送することは望み薄い。

上述の（２）の調整方法は、土砂圧送・くイブ゛３の全
長に亘って配管抵抗を検出して粘性付与剤５の注入量を
調整するものであるから、粘性付与前ｊ５の注入量を正
確に調整することができない。すなわち、土砂圧送ノく
イブ３の全長に亘って６己管抵抗を検出するので、ある
性状の土砂６が圧送されている土砂圧送バイブ３中に異
なった性状の土砂６カニある程度の食入らないと、配管
抵抗の変化に現われない。例えば、土砂圧送ノくイブ３
の全長Ａ：　１００ｎ１の場合において、ある性状の土
砂６７５工圧送されている土砂圧送ノ（イブ３中に、そ
の上砂６より硬く配管抵抗の大きい土砂６が５ｍ入った
とすると、配管抵抗の検出値の変化は、１面１で百の変
イヒしか現われず、正確な配管抵抗を検出することｉ＝
できず、粘性付与剤５の注入量を正確に調整することが
できない。特に油圧の場合、油圧力ニ上刃ぶるμ＋１？
ｂ　１１：ａポンプ１のシール部の抵抗が増加して初期
抵抗が変化したり、油温によシ背圧が変って油圧が変化
したりして、配管抵抗が他の要因で影響されることが多
い。そこで、配管抵抗が大きく変化したところで、すな
わち配管抵抗の検出値に大きな影響がでたところで、粘
性付与剤５の注入量を決定する方法が考えられるけれど
、この場合異なった性状の土砂６を多量に土砂圧送パイ
プ３中に入れなければならないため、配管抵抗に大きな
変化がでるまでには時間がかかり、時間的遅れが生じる
。従って、上述の（１）の調整方法の欠点と同様の欠点
が生じる。また、異なった性状の土砂６を多量に土砂圧
送パイプ３中に入れる必要があるため、例えば性状が硬
く配管抵抗の大きい土砂６を多量に土砂圧送パイプ３中
に入れる場合もあり得るため、能力に余裕のある土砂圧
送ポンプ１を使用しなければ圧送不能となり、従って能
力に余裕のある土砂圧送ポンプ１を装備しなければなら
ず原価高となる。さらに、配管抵抗を高精度に検出し得
るようにしたとしても、例えば全長１００ｍの土砂圧送
パイプ３中に異なった性状の土砂６の微小の配管抵抗の
変化を検出し得るようにしたとしても、異なった性状の
土砂６がある程度の量、その量がいくら少量であっても
土砂圧送パイプ３中に入るまでにはある程度の時間が経
過するので、粘性付与剤５の注入量が適正か否かが判断
できない。例えば、土砂圧送パイプ３中を硬く配管抵抗
が犬の土砂６と、軟く配管抵抗が小の土砂６とが交互に
圧送されている場合でも、配管抵抗の検出値は一定とな
る。

上述の（３）の調整方法は、土砂溜タンク２内の土砂６
の性状を見て粘性付与剤５の注入量を調整するものであ
るから、作業員が土砂溜タンク２の所まで行かなければ
ならず、従って狭い場所やメタンガス発生現場など危険
な場所には使用されず、使用範囲が大きく限定される欠
点がある。

本発明は、上述の諸欠点を改善した土砂圧送装置を提供
せんとするものである。

本発明は、土砂圧送パイプの土砂溜タンクの近傍に圧送
土砂と土砂圧送パ４グの内壁との間の摩擦力を検出する
手段を装備し、その手段により検出した摩擦力に基づい
て粘性付与剤の注入量を調整するようにしたことを特徴
とする。

以下、本発明の土砂圧送装置の一実施例を第２図乃至第
５図を参照して説明する。

図中、第１図と同符号は同一のものを示す。

しかして、この実施例における本発明の土砂圧送装置は
、土砂圧送ノくイブ３の土砂溜タンク２近傍に、圧送土
砂６と土砂圧送・くイブ３の内壁との間の摩擦力を検出
する検出器８を装備し、その土砂圧送パイプ３にアンプ
１２を設け、注入装置操作部１１の近かくにメータ１４
を設け、そのメータ１４とアンプ１２との間およびその
アンプ１２と検出器８との間にケーブル１３をそれぞれ
接続する。前記検出器８は、本体８０−に摩擦板１７を
たわみ捧２０を介して取付ける。この本体８０は中空状
の円筒形状をなし、その外周面に段部８３を設けると共
に、内周面に第１段部８１および第２段部８２を設ける
。前記第１段部８１に３本のたわみ捧２０の基端を等間
隔に植設し、その３本のたわみ棒２０の先端に円板形状
の摩擦板１７を固定し、この摩擦板１７と本体８０との
間にゴムバッキング２２を介装すると共に、摩擦板１７
の表面と本体８０の端面とを面一にする。前記摩擦板１
７の内面の中央に鋼球１９を設け、一方前記第２段部８
２に蓋部２１を設け、その蓋部２１に弓形形状の検出板
１８を設け、その検出板１８の中央に鋼球１９を当接さ
せる。前記検出板１８に歪ゲージ１６を貼着し、その歪
ゲージ１６にケーブル１３を接続し、摩擦板１７に摩擦
力がかかると、鋼球１９が上述の摩擦力を受けて検出板
１８を変位させ、その変位（歪）を歪ゲージ１６によシ
検出し、摩擦板１７に作用する摩擦応力度を検出し得る
ように構成する。かくしてなる検出器８を土砂圧砂パイ
プ３に、摩擦板１７の表面と土砂圧砂パイプ３の内壁面
とを面一にすると共に、その摩擦板１７と土砂圧砂バイ
ブ３とを同一材質にかつ表面あらさを同一にする。

この実施例における本発明の土砂圧送装置は、以上の如
き構成よりなシ、以下その操作について説明する。

土砂圧送パイプ３中に土砂６が圧送されると、土砂６は
通常粘着力をもっているので、第３図の矢印イのように
、土砂圧砂パイプ３内を土砂圧送パイプ３全断面で栓流
を起し、かつ土砂圧送パイプ３の内壁との間ですべりを
起して速度分布一定で流動する。このとき、土砂６と土
砂圧送パイプ３の内壁との間に摩擦力が生じ、その摩擦
力が検出器８の摩擦板１７に作用し、この結果検出器８
により摩擦応力度が検出され、その検出信号がアンプ１
２により増幅されてメータ１４に指示される。運転者１
５はメータ１４に指示される値を見ながら注入装置１１
を操作して粘性付与剤５の注入量を調整する。

ここで、土砂圧送パイプ３の内壁と土砂６との間の摩擦
力により生じる圧力損失ΔＰは下式の通りに表わされる
。

ΔＰ＝π・Ｄ−Ｌ−Ｐ 但し、π：円周率 Ｄ：土砂圧送パイプ３の内径 Ｌ：土砂圧送バイブ３の長さ Ｐ：摩擦応力度 上式において、円周率π、土砂圧送バイイブの内径りお
よび長さＬは一定であるから、摩擦応力度Ｐが分かれば
圧力損失ΔＰが分か９、しかもこのＭ擦応力度Ｐは検出
器８により検出されるので圧送時の圧力損失ΔＰが分か
る。ここで、土砂圧６　ホンダ１の最大吐出圧〉圧力損
失ΔＰとなるように、摩擦応力度Ｐをある値以下になる
ように粘性付与剤５の注入量を調整する。

このように、本発明の土砂圧送装置は、摩擦応力度Ｐ、
ずなわち圧力損失ΔＰに基づいて粘性付与剤５の注入量
を調整するものであるから、粘性付与剤５の注入量を正
確に調整することができ、土砂６を効率良く圧送するこ
とかできる。しかも、土砂溜タンク２０近くの所の摩擦
応力度Ｐを検出するので、時間的な遅れが極めて小さく
、粘性付与剤５の注入量を正確に調整することができる
。

また、注入装置１１とメータ１４とを土砂溜タンク２よ
シ醋して設置することができるので、使用現場に限定さ
れない。さらに、粘性付与剤５の注入量を正確に調整し
、土砂６を効率良く圧送するので、土砂圧送ポンプｌの
余分な能力は必要なく、土砂６を効率良く圧送するのに
見合った能力の土砂圧送ポンプ１を装備すれば良く、原
価を軽減することができる。

なお、上述の実施例において、検出器８は本体８０、摩
擦板１７．鋼球１９．検出板１８．歪ゲージ１６からな
るものであるが、その他の検出手段でも良い、以上の実
施例からも明らかなように、本発明の土砂圧送装置は、
粘性付与剤の注入量を正確に調整することができる。こ
の結果、土砂を効率良く圧送することができ、しかも後
処理作業が不要もしくは少なくて済む。さらに、使用場
所にも限定されない。また、原価が安価である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の土砂圧送装置の概略図である。 第２図乃至第５図は本発明の土砂圧送装置の一実施例を
示し、第２図は概略図、第３図は第２図における■部の
拡大断面図、第４図は検出器の縦断面図、第５図は第４
図におけるＶ−Ｖ線断面図である。 １・・・土砂圧送ポンプ、２・・・土砂溜タンク、３・
・・土砂圧送パイプ、５・・・粘性付与剤、６・・・土
砂、８・・・検出器、８０・・・本体、９・・・注入パ
イプ、１１・・・注入装置、１６・・・歪ゲージ、１７
・・・摩擦板、１８・・・検出板、１９・・・鋼球、２
０・・・たわみ棒。 八 特許出願人　日立建機株式会社 代理人　弁理士　秋　本　正　実 第　１図 ′市　２Ｌ４ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　土砂溜タンクと、その土砂溜タンクに配設した土
   砂圧送ポンプと、前記土砂溜タンクに接続した土砂圧送
   パイプと、前記土砂溜タンクに連通させた粘性付与剤の
   供給手段とを備え、前記土砂溜タンク中の土砂を前記土
   砂圧送ポンプにより前記土砂圧送パイグ中を通して目的
   の場所に圧送して排出する土砂圧送装置において、前記
   土砂圧送パイプの土砂溜タンクの近傍に、圧送土砂と土
   砂圧送パイプの内壁との間の摩擦力を検出する手段を装
   備したことを特徴とする土砂圧送装置。 ２、　摩擦力検出手段は、本体に摩擦板をたわみ棒によ
   シ取付け、その摩擦板に鋼球を取付け、前記本体に検出
   板を取付け、その検出板と鋼球とを当接させ、前記検出
   板に歪ゲージを取付けてなシ、かくしてなる摩擦力検出
   手段を土砂圧送パイプに、摩擦板の表面と土砂圧送パイ
   プの内壁面とが面一となるように装備したことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の土砂圧送装置。