JPH0377334B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、土砂圧送装置に関するものである。

「従来の技術」 この種の土砂圧送装置の一例を第４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、スクリユウー式、ピストン式な
どの土砂圧送ポンプ１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１０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により
搬送された土砂６は一旦土砂溜タンク２中に供給
されて溜めらると共に、注入装置１１から粘性付
与剤５は注入パイプ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により土砂圧送パイプ３中を通
つて土砂圧送パイプ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
の配管抵抗が大となり、その配管抵抗が土砂圧送
ポンプ１の能力を上廻ると、圧送不能となる。こ
のために、土砂６の性状を軽くする必要がある。
逆に、土砂６の性状が軟過ぎると、土砂６が泥水
状乃至泥土状となつ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重要である。

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１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。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、上述の調整方法においては、下
記の問題点を有する。

上述の(1)の調整方法は、土砂圧送ポンプ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が土砂圧送パイプ３中を通つて土砂圧送パイ
プ３の排出口４から排出されるまでには時間がか
かる。従つて、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。この結果、土砂圧送ポンプ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
場合などがあり、土砂溜タンク２中の土砂６の性
状に見合つた量の粘性付与剤５を正確に注入する
ことできない。特に、土砂圧送パイプ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
述の問題点が顕著に表れる。また、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がか不明である。すな
わち、土砂溜タンク２中の土砂６が粘性付与剤５
を注入することによりどのような性状となつてい
るかが不明である。結局は、勘により粘性付与剤
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、土砂圧送パイプ３の全
長に亘つ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、粘性付与剤５の
注入量を正確に調整することができない。すなわ
ち、土砂圧送パイプ３の全長に亘つて配管抵抗を
検出するので、ある性状の土砂６が圧送されてい
る土砂圧送パイプ３中に異なつた性状の土砂６が
ある程度の量入らないと、配管抵抗の変化に現れ
ない。例えば、土砂圧送パイプ３の全長100ｍの
場合において、ある性状の土砂６が圧送されてい
土砂圧送パイプ３中に、その土砂６より硬く配管
抵抗の大きい土砂６が５ｍ入つたとすると、配管
抵抗の検出値の変化は、５ｍ／100ｍで1/20の変
化しか現れず、正確な配管抵抗を検出することが
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、油圧が上がる
と土砂圧送ポンプ１のシール部の抵抗が増加して
初期抵抗が変化したり、油温により背圧が変つて
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
多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
異なつた性状の土砂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。従つて、上述の(1)の調整方法の問題点
と同様の問題点が生じる。また、異なつた性状の
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、従つて能
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
度に検出したとしても、例えば全長100ｍの土砂
圧送パイプ３中に異なつた性状の土砂６が１ｍ入
りそのときの配管抵抗は1/100となり、その微小
の配管抵抗の変化を検出し得るようにしたとして
も、異なつた性状の土砂６があるていどの量、そ
の量がいくら少量であつ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
が大の土砂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、従つて狭い場所やメタ
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問題点がある。

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。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、土砂圧送パイプの土砂溜タンクの近
傍の２箇所に、土砂圧送パイプ内の土砂圧力を検
出する手段を、土砂圧送パイプの軸方向にある距
離をおいて装備したことを特徴とする。

「作用」 本発明は、土砂圧送パイプの２箇所において土
砂圧送パイプ内の土砂圧力を検出し、その検出し
た土砂圧力の差圧により圧力損失を検出し、その
圧力損失により土砂タンク内に供給する粘性付与
剤の注入量を調整する。

「実施例」 以下、本発明の土砂圧送装置の一実施例を第１
図乃至第３図を参照して説明する。

図中、第４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、土砂圧送パイプ３の土砂溜タンク２近
傍の２箇所に、土砂圧送パイプ３内の土砂圧力を
検出する第１土圧計８（ひずみゲージ）と第２土
圧計２０（ひずみゲージ式）とを、土砂圧送パイ
プ３の軸方向に距離Ｌｍ（何ｍでも良いが、圧送
距離を考えて決める。）をおいて装備する。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の近くに演算部２１およびメータ１４
を設ける。第１土圧計８および第２土圧計２０と
アンプ１２と演算部２１との間にそれぞれケーブ
ル１３を接続する。

前記第１土圧計８および第２土圧計２０は、第
２図に示すように、それぞれ装着された箇所の土
砂圧送パイプ３の内壁に垂直に働く土圧P_V1，P_V2
を検出し、その検出信号をアンプ１２に出力す
る。前記アンプ１２は第１土圧計８および第２土
圧計２０よ出力された検出信号を入力して増幅
し、その増幅した検出信号を演算部２１に出力す
る。前記演算部２１はアンプ１２から増幅出力さ
れた検出信号を入力し、その検出信号に基づいて
下式(1)により土砂６の圧力損失ΔPを演算し、そ
の演算した圧力損失ΔPの値をメータ１４に出力
する。前記メータ１４は演算部２１から出力され
た圧力損失ΔPの値を表示する。

ここで、土砂圧送パイプ３を通つて圧送される
土砂６は、通常内部摩擦角が0゜に近く、かつ粘着
力Ｃ〔Kg／cm²〕をもつている。この場合の土砂圧
送パイプ３の内壁に働く垂直圧力P_vと水平圧力
P_Hとの関係は、第３図に示すモールの応力円で
示すことができる。このとき、土砂圧送パイプ３
に装着した第１土圧計８と第２土圧計２０との間
の距離Ｌ（ｍ）を土砂６が流れる場合の圧力損失
ΔPは下式(1)により表すことができる。

ΔP＝P_H1−P_H2＝（P_V1＋2C）−（P_V2＋2C）＝P_V1
−P_V2 ……(1) 但し、 P_H1：土砂圧送パイプ３の第１土圧計８を装着
した箇所における水平土圧〔Kg／cm²〕 P_H2：土砂圧送パイプ３の第２土圧計２０を装
着した箇所における水平土圧〔Kg／cm²〕 P_V1：土砂圧送パイプ３の第１土圧計８を装着
した箇所における垂直土圧〔Kg／cm²〕 P_V2：土砂圧送パイプ３の第２土圧計２０を装
着した箇所における垂直土圧〔Kg／cm²〕 上式(1)で明らかなように、圧力損失ΔPは、垂
直土圧P_V1，P_V2で表すことができる。従つて、メ
ータ１４には、第１土圧計８および第２土圧計２
０で検出された土砂６の差圧により求められた圧
力損失ΔPが表示される。

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るから、メータ１４に表示
される圧力損失ΔPに基づいて運転者１５は、土
砂圧送ポンプ１の最大吐出力＞ΔP×ｌ／Ｌ（但し、 ｌは土砂圧送パイプ３の全長である。）となるよ
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、土砂
圧送パイプ３の２箇所において検出した垂直圧力
の差圧により求めた圧力損失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ができる。し
かも、土砂溜タンク２の近くの所の圧力損失ΔP
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より離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の注入量を正確に同整し、土砂６を効率良く
圧送するので土砂圧送ポンプ１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つた
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。

「発明の効果」 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
しくは少くなくて済む。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図乃至第３図は本発明の土砂圧送装置の一
実施例を示し、第１図は概略図、第２図は第１図
における部の拡大断面図、第３図はモールの応
力円の説明図である。第４図は従来の土砂圧送装
置を示した概略図である。 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
…第１土圧計、９…注入パイプ、１１…注入装
置、２０…第２土圧計、２１…演算部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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
   土砂圧送パイプ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の２箇所に、土砂圧送
   パイプ内の土砂圧力を検出する手段を、土砂圧送
   パイプの軸方向にある距離をおいて装備したこと
   を特徴とする土砂圧送装置。