JPS6023531A - 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、土砂圧送装置に堡シ、さらに詳しくは土砂を
土砂溜めタンクに溜め、土砂圧送時に、圧送パイプと土
砂溜めタンクとの隔離装置を、土砂圧送用のピストンに
先行させて前進させ、圧送パイプと土砂溜めタンクとを
隔離後、前記土砂圧送用のピストンを前進させて土砂を
押し出す形式の土砂圧送装置に関する。

この種、土砂圧送装置には本発明の出願人によって既に
提案されている。この前出りの土砂圧送装置は、埋設管
の内部に、土砂供給口を有する圧送パイプを取υ付け、
との圧送パイプ内に圧送ノくイブと同心状にかつ軸方向
に摺動可能に、外側シリンダ等からなる土砂供給口の開
閉装置を設け、この開閉装置に内側シリンダを同心状に
かつ摺動可能に設け、この内側シリンダに土砂圧送用の
ピストンを取シ付けている。そして、この上砂圧送装置
では、土砂供給口から圧送パイプ内に土砂を取シ入れた
後、土砂圧送用のピストンに先行させて開閉装置を前進
させ、土砂供給口を閉塞した後、土砂圧送用のピストン
を前進させ、圧送ノくイブ内の土砂を圧送するようにな
っている。

第１図および第２図に、前出願の技術を、土砂溜込タン
クに土砂を一旦溜めて圧送する形式のものに転用した土
砂圧送装置を示す。

これらの図に示す土砂圧送装置は、土砂溜めタンク１の
上部の開口からコンベア２によシ圧送すべき土砂を供給
し、土砂溜めタンク１内に溜めるようになっている。

前記土砂溜めタンク１の下半部側の外側部には、油タン
ク９が設置され、この油タンク９内には後述の外側およ
び内側シリンダｎ、３６の摺動面を潤滑する潤滑油４４
が貯められている。

前記土砂溜めタンク１内の下部には、土砂吸込口１ａが
設定され、この土砂吸込口１ａの長さ方向の一方の端部
側には圧送パイプ１１が配置され、他方の端部側には土
砂圧送ポンプ１６が配置されている。

前記圧送パイプ１１は、土砂溜めタンク１の前側の壁１
ｂに、外側シリンダおの先端部用の嵌合部材４５をはさ
んで、取付部材１２によシ取シ付けられている。

前記土砂圧送ポンプ１６は、ケーシング１７と、圧送パ
イプ１１と土砂溜めタンク１との隔離装置としての外側
シリンダ乙と、外側シリンダ押進用のピストン（図示せ
ず）と、これのストッパ（図示せず）と、内側シリンダ
謁と、この内側シリンダ３６の前端部に取シ付けられた
土砂圧送用のピストン３７と、内側シリンダ加の後端部
に取シ付けられた内側シリンダ押進用のピストン（図示
せず）と、これのストッパ（図示せず）と、外側および
内側シリンダ用の流体圧操作部等を備えている。前記ケ
ーシング１７は、土砂溜めタンク１の後側の壁ＩＣに取
シ付けられた取付部材１９と、油タンク９の後側の壁９
ａに固定された取付部材加の両側に取ね付けられた取付
部材２１　、２２とを介して、圧送パイプ１１と同じ軸
線上に取シ付けられている。前記外側シリンダるは、ケ
ーシング１７の内部において軸方向に摺動可能に設けら
れている。前記内側シリンダ３６と土砂圧送用のピスト
ン３７とは、外側シリンダ乙の内部において軸方向に摺
動可能に設けられている。

−ｔして、土砂圧送ポンプ１６では、土砂圧送用のピス
トン３７の前進に先行して外側シリンダるを前進させ、
その先端部ゴで土砂溜めタンク１内の土砂吸込口ｌａ付
近に溜められた土砂４３を掬って外側シリンダる内に取
シ入れ、ついで外側シリンダｂの先端部ｎ′が圧送パイ
プ１１の入口側の端部に設けられた嵌合部材４５に嵌合
して圧送ノくイブ１１と土砂溜めタンク１とを隔離した
後、内側シリンダ３６を介して土砂圧送用のピストン３
７を前進させ、外側シリンダβ内に取シ入れた土砂を圧
送パイプ１１内に圧送し、ついで外側シリンダｎを後退
させた後、土砂圧送用のピストン３７を後退させる順序
動作で作動させるようになっている。

しかし、前記土砂圧送装置においては、次のような問題
が予想される。

（１）被圧送土砂が例えば砂礫等の場合には、第２図に
示すごとく、土砂溜めタンク１内で土砂４３がアーチア
クションを起こし、土砂吸込口１ａへ落下して来ないた
め、土砂圧送が不能となる。

（２）前述のようなアーチアクションを起こさない土砂
であっても、適当な流動性を持った土砂でない限り、土
砂溜めタンク１における土砂吸込口１ａから上方の高さ
を高くシ、土砂４３を、重−力を利用して土砂吸込口１
ａへ落下させなければならないので、土砂溜めタンク１
の高さが高くなシ、例えばトンネル坑内のごとく、高さ
制限があるような場合には、非常に不便である。

（３）土砂４３が例えば砂礫のように、土砂と圧送パイ
プ１１間の摩擦が大きい場合において、長い経路を送る
場合には大きな動力を必要とする。

（４）土砂４３の泥水状のものの場合には、外側シリン
ダ田を後退させてその先端部る′が圧送パイプ１１から
離れた時に、圧送されたはずの土砂が土砂吸込口１ａへ
逆流し、圧送が不可能になるおそれがある。

なお、第１図および第２図において、後述の本発明の実
施例と同じ部材には同じ符号を付けて示している。

本発明の目的は、圧送すべき土砂を、圧送に適する流動
性を持った土砂に性質を変えて土砂吸込口へ確実に送シ
込み得る土砂圧送装置を提供するにある。

本発明の特徴は、土砂溜めタンクに、土砂の流動性調整
材注入手段と、土砂と流動性調整材の攪拌手段とをｗけ
たところにあシ、この構成により前記目的を確実に達成
することができたものである。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第３図ないし第５図は本発明の第１の実施例を示し、第
６図ないし第８図に第１の実施例の作用を示す。

この第１の実施例の土砂圧送装置は、絽３図に示すよう
に、土砂溜めタンク１の上方にコンベア２が設置され、
このコンベア２により搬送されて来た土砂溜めタンク１
の上部の開口から供給するようになっている。

前記土砂溜めタンク１の上部には、第３図に示すように
、土砂の流動性調整材注入手段としての流動性調整材の
注入配管３が取り付けられ、この注入配管３から土砂溜
めタンク１に設けられた注入口４を通じて土砂溜めタン
クｌ内に、水またはベントナイト溶液等の流動性調整材
（図示せず）を注入するように構成されている。

また、土砂溜めタンク１には、第３図に示すように、流
動性調整材の注入口４の下方に、土砂４３と流動性調整
材の攪拌手段５が設置されている。

この攪拌手段５社、土砂溜めタンク１の外壁に取シ付け
られた油圧モータ等の回転駆動源６と、これに連結され
かつ土砂溜めタンク１の内部に水平に支持された回転軸
７と、これに取シ付けられた複数枚の攪拌羽根８とで構
成され、圧送すべき土砂４３と流動性調整材とを混練し
、土砂溜めタンク１の下部に設定された土砂吸込口１ａ
に積極的に送シ込むようになっている。

前記土砂溜めタンクｌの下半部側の外側部には、第３図
に示すように、油タンク９が設置され、この油タンク９
内には後述の外側および内側シリンダ乙、３６の摺動向
を潤滑する潤滑油４４が貯められている。

前記土砂溜めタンク１に設定された土砂吸込口１ａの位
置には、第３図および第４図に示すように、＠面はぼＵ
字形の土砂受は部１０が取シ付けられ、この土砂受は部
１０の一方の端部側には圧送パイプ１１が配置され、他
方の端部側には土砂圧送ポンプ１６が配置されておシ、
これら圧送バイブ１１と土砂圧送ポンプ１６とは同一軸
線上に配列されている。

前記圧送バイブ１１は、第３図に示すように、土砂溜め
タンク１の前側の壁１ｂに、シールケーシング１３をは
さんで、取付部材１２を介し１取シ付けられている。前
記シールケーシング１３には、外側シリンダ乙の先端部
ｂ′と密接に接触するリング状のシール部材１４が嵌合
され、このシール部材１４は固定リング１５によシ止着
されている。

前記圧送ポンプ１６は、第３図に示すように、ケーシン
グ１７と、圧送パイプ１１と土砂溜めタンク１との隔離
装置としての外側シリンダ囚と、外側シリンダ押進用の
ピストン冴と、これのストッパあと、内側シリンダあと
、この内側シリンダ謁の前端部に取シ付けられた土砂圧
送用のピストン３７と、内側シリンダあの後端部に取り
付けられた内側シリンダ押進用のピストンあと、このピ
ストンあのストッパ４２と、外側および内側シリンダ用
の流体圧操作部とを備えている。

前記ケーシング１７は、前側半部１７ａと後側半部１７
ｂとを同一軸線上に組み合わせて構成されている。ケー
シング１７の前側半部１７ａには、外側および内側シリ
ンダ２３．３６の摺動面に給油する油供給口１８が形成
されておシ、また前側半部１７ａは土砂掴めタンク１の
後側の壁１ｃに結合された取付部材１９と、油タンク９
の後側の壁９ａに固定された取付部材加の内側に結合さ
れた取付部材２１とを介して取り付けられている。ケー
シング１７の後側半部１７ｂは、断面コ字形に形成され
、前記油タンク９の後側の壁９ａに固定された取付部材
加に結合された取付部材部を介して取シ付けられている
。

前記ケーシング１７の後側半部１７ｂの後壁には流体圧
のボートがが設けられ、胴部には他のボートがが設けら
れている。前記外側シリンダおは、ケーシング１７の内
部において軸方向に摺動可能に設けられている。そして
、外側シリンダ押通用のピストン冴によシ前進方向に押
進された時、その先端部る′を通じて外側シリンダ乙の
内部に土砂を取υ入れ、ついで先端部ｎ′がシールケー
シング１３を介して圧送パイプ１１の入口側端部に設け
られたシール部材１４に密接に接触し、圧送パイプ１１
と土砂溜めタンク１とを隔離するようになっている。

前記外側シリンダ押進用のピストン瀕とケーシング１７
の後側半部１７ｂにおける後壁の内面間には、ピストン
Ｕを前進させる流体圧室谷が形成され、同ピストンＵと
ケーシング１７の後側半部１７ｂの胴部間には、ピスト
ン冴を後退させる流体王室あが形成されている。また、
このピストン寓にはこれを前進させる流体圧室ｎと後述
の内側シリンダ押進用のピストンあを前進させる流体圧
室３９とを連通させる流体圧操作部、３０と、両流体圧
通路四。

（９）を連通または閉塞させるスプール３１と、逆止弁
付流体圧通路３２と、内側シリンダ押進用のピストン関
のガイドと流体圧通路とに兼用のガイドパイプ３３と、
外側シリンダ押進用のピストン冴を後退させる流体圧室
あとガイドパイプあの入口側端部とを結ぶ流体圧通路あ
とが設けられている。なお、前記流体圧通路２９．３０
とスプール３１とは、第５図に拡大して示されている。

前記外側シＩＪンダ押進用のピストン２４（Ｄス）ツバ
あは、ケーシング１７の後側半部１７ｂの前端部に組み
付けられている。

前記内側シリンダ３６は、外側シリンダ乙の内部におい
て軸方向に摺動可能に設けられている。

前記土砂圧送用のピストン３７は、内側シリンダ押進用
のピストンあにょシ内側シリンダ３６が前進方向に押進
された時、外側シリンダｎ内に取シ入れられている土砂
を圧送するようになっている。

前記外側シリンダ乙の内部において、外側シリンダ押進
用のピストン冴と内側シリンダ押進用のピストンあ間に
は、内側シリンダ押進用のピストンおを前進させる流体
圧室３９が形成され、外側シリンダ乙の内周と内側シリ
ンダあの外周間には、内側シリンダ押進用のピストン北
を後退させる流体圧室４０が形成されている。また、内
側シリンダあにはその内室側′と内側シリンダ押進用の
ピストンあを後退させる流体王室４ｏとを結ぶ流体圧孔
４１が設けられている。

前記内側シリンダ押進用のピストンあのストッパ４２は
、外側シリンダ乙のほぼ中間部に設けられている。

外側および内側シリンダ用の流体圧操作部は、前記ボー
）２５．２６に流体圧を供給する流体圧源（図示せず）
と、前記ボー）２５．２６を流体圧の供給または吐出側
に交互に切シ替える切替手段（図示せず）とを備えてい
る。そして、この流体圧操作部は、外側シリンダｎを前
進させ、その先端部ｎ′が圧送すべき土砂を掬って外側
シリンダる内に取シ入れ、ついで前記先端部ｎ′が圧送
パイプ１１の入口側の端部に設けられたシール部材１４
に圧接して圧送パイプ１１と土砂溜めタンク１とを隔離
した後、内側シリンダ３６を前進させ、この内側シリン
ダＩによシ土砂圧送用のピストン３７を前進させて土砂
を圧送パイプ１１内に圧送した後、外側シリンダるを後
退させ、ついで内側シリンダ３６を後退させて土砂圧送
用のピストン３７を後退させる順序動作をもって、外側
および内側シリンダ２３．３６を操作し得るように構成
されている。

この第１の実施例の土砂圧送装置は、次のように使用さ
れ、作用する。

すなわち、コンベア２によシ土砂溜めタンク１の上方か
ら圧送すべき土砂を供給し、流動性調整材の注入配管３
および注入口４を通じて土砂溜めタンク１内に供給され
た土砂４３に流動性調整材を注入する。この流動性調整
材は、土砂４３が流動性の乏しい砂礫等の場合には流動
性をもたせるために水または薄いベントナイト溶液等が
用いられ、土砂４３が泥水状の場合には粘結材として作
用する濃いベントナイト溶液等が用いられる。

ついで、攪拌手段５によシ土砂４３と流動性調整材とを
混練し、土砂４３の性質を圧送に適する流動性を持った
ものに俊換するとともに、土砂４３の内部の空気を追い
出し、土砂吸込口１ａに送シ込む。

これによシ、流動性の乏しい土砂がアーチアクションを
起こしたシ、反対に泥水状の土砂が圧送後、土砂吸込口
１ａに逆流する現象を防ぐことができる。

前記土砂吸込口１ａの位置では、第６図、および第７図
に示すように、土砂圧送ポンプ１６の外側シリンダｎが
外側シリンダ押進用のピストン２４ヲ介して、土砂圧送
用のピストン３７に先行して前進操作され、この前進時
に外側シリンダ乙の先端部る′が土砂受は部１０によシ
受は止められている土砂４３を外側シリンダｎ内に取シ
入れる。ついで、外側シリンダ乙の先端部ゴが圧送パイ
プ１１の入口側の端部に設けられたシール部材１４に圧
接し、圧送パイプ１１と土砂溜めタンク１とを隔離する
。

外側シリンダｎによシ圧送パイプ１１と土砂溜めタンク
１とを隔離した後、第８図に示すように、内側シリンダ
あが内側シリンダ押進用のピストンあを介して前進操作
され、これによシ土砂圧送用のピストン３７が前進し、
外側シリンダｎ内に取シ入れられている土・砂４３を圧
送パイプ１１内へ押し込み、圧送する。

土砂圧送後、外側シリンダるが後退操作され、ついで内
側シリンダあと−、緒に土砂圧送用のピストン３７が後
退操作され、１ストロークを終了する。

前述の順序動作を繰シ返し行うことによって、土砂溜め
タンク１内の土砂４３を次々に圧送することができる。

次に、第９図および第１０図は、本発明の第２の実施例
を示すもので、土砂溜めタンク４６は高さが低くかつ幅
が広く形成され、幅方向の一半部の上方に土砂を受け入
れる開口部４６ａが形成されている。

また、土砂溜めタンク４６における前記開口部４６ａが
形成されている側の上部から流動性調整材の注入配管３
および注入口４７を通じて土砂の流動性調整材が注入さ
れるようになっている。

さらに、土砂溜めタンク４６の内部における開口部４６
ａの下方に、土砂と流動性調整材とを攪拌する攪拌手段
５０回転軸７と攪拌羽根８とが設けられ、その側方に土
砂吸込口４６ｂが設定されている。

そして、土砂溜めタンク４６の幅方向の他生部側におい
て、前記土砂吸込口４６ｂに対応する位置に、圧送パイ
プ１１が取シ付けられている。

而して、この第２の実施例の土砂圧送装置では、土砂溜
めタンク４６の内部における幅方向の一半部側で、攪拌
手段５によシ土砂と流動性調整材とを混練し、流動性が
調整された土砂を土砂溜めタンク４６の内部における幅
方向の他生部側に設定された土砂吸込口４６ｂに送シ込
み、この位置で土砂圧送ポンプ１６の外側シリンダの先
端部で土砂を掬って外側シリンダ内に取り入れ、外側シ
リンダによシ圧送バイブ１１と土砂溜めタンク４６とを
隔離後、土砂圧送用のピストンによシ圧送パイプ１１に
押し込み、圧送するようになっているが、第９図および
第１０図中では土砂圧送ポンプの内部構造は省略されて
いる。

この第２の実施例のものは、土砂溜めタンク４６の高さ
を低くしているので、トンネル坑内の土砂の圧送、排除
に便利でアシ、その際圧送すべき土砂は攪拌手段ｐによ
シ流動性調整材と混練されると同時に、土砂吸込口４６
ｂ方向に積極的に押し込まれるので、土砂溜めタンク４
６の高さを低くしたことによる不都合はない。

なお、この第２の実施例の他の構成９作用は、前記第１
の実施例と同様であり、両実施例にわたって、同一部材
には同じ符号を付けて示し、これ以上の説明を省略する
。

また、本発明においモは、攪拌手段、土砂圧送ポンプお
よび隔離手段等の具体的構造について、図示実施例に限
らず、喪は所期の機能を果し得るものであればよい。

以上説明した本発明によれば、土砂溜めタンクに、土砂
の流動性調整材注入手段と、土砂と流動性調整材との攪
拌手段とを設け、圧送すべき土砂に流動性調整材を注入
し、混練して土砂の性質を圧送に適する流動性をもった
ものに変え、土砂吸込口に対応する位置に取シ付けられ
ている圧送パイプ方向に積極的に送シ込むようにしてい
るので、土砂が例えば砂礫等のごとく流動性に乏しいも
のの場合でも、アーチアクションを防止し得る効果があ
シ、また泥水状のものの場合でも圧送後の土砂の逆流を
防止し得る効果がある。

さらに、本発明によれば前述のごとく攪拌手段により土
砂を土砂吸込口方向に積極的に送り込むようにしている
ので、圧送すべき土砂を高い位置から重力を利用して送
シ込む必要がなく、シたがって土砂溜めタンクの高さを
低くすることができるので、例えばトンネル坑内の土砂
を圧送し、排除する場合のごとく、高さ制限があるよう
な用途にも適応するように構成し得る効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術を、土砂溜めタンクに土砂を一旦溜め
て圧送する形式のものに単に転用しＸ土砂圧送装置の一
部縦断側面図、第２図は同作用説明図、第３図ないし第
５図は本発明の第１の実施例を示すもので、その第３図
は縦断側面図、第４図は第３図のＡ−Ａ線断面図、第５
図は土砂圧送ポンプの外側シリンダ押進用匍ピδトンに
設けられた流体圧通路とスプールとの詳細を示す拡大図
、第６図、第７図および第８図は第１の実施例に示す土
砂圧送装置の圧送バイブと土砂溜めタンクとの隔離装置
としての外側シリンダと、内側シリンダと、土砂圧送用
のピストンとの順序動作の説明図１、第９図および第１
０図は本発明の第２の実施例を示すもので、第９図は縦
断側面図、第１０図は第９図０Ｂ−Ｂ線断面図である。 １・・・土砂溜めタンク、１ａ・・・土砂吸込口、３・
・・流動性調整材注入手段としての注入配管、４・・・
注入口、５・・・土砂と流動性調整材とめ攪拌手段、１
１・・・土砂の圧送バイブ、１６・・・土砂圧送ポンプ
、１７・・・土砂圧送ポンプのケーシング、ｎ・・・圧
送バイブと土砂溜めタンクとの隔離装置としての外側シ
リンダ、必・・・外側シリンダ押進用のピストン、３６
・・・土砂圧送ポンプの内側シリンダ、３７・・・土砂
圧送用のピストン、北・・・内側シリンダ押進用のピス
トン、４３・・・土砂、４６・・・土砂溜めタンク、４
６ａ・・・土砂吸込口、４７・・・土砂の流動性調整材
の注入口。 特許出願人　日立建機株式会社 代理人　弁理士　秋　本　正　実 第４鴻 第５鴻 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 土砂溜めタンク内に、外側シリンダ等からなる圧送パイ
   プと土砂溜めタンクとの隔離装置を軸方向に摺動可能に
   設け、この隔離装置に、内側シリンダ等からなる土砂圧
   送用のピストンを隔離装置と同心にかつ軸方向に摺動可
   能に設け、土砂圧送時に前記隔離装置を土砂圧送用のピ
   ストンに先行させて前進させ、圧送パイプと土砂溜めタ
   ンクとを隔離後、前記土砂圧送用のピストンを前進させ
   て土砂を押し出し、土砂押し出し後、前記隔離装置と土
   砂圧送用のピストンとを後退させる土砂圧送装置におい
   て、前記土砂溜めタンクに、土砂の流動性調整材注入手
   段と、土砂と流動性調整材の攪拌手段を設けたことを特
   徴とする土砂圧送装置。