JPH0750478Y2 - 投射式コンクリートライニング装置 - Google Patents

投射式コンクリートライニング装置

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JPH0750478Y2
JPH0750478Y2 JP7020691U JP7020691U JPH0750478Y2 JP H0750478 Y2 JPH0750478 Y2 JP H0750478Y2 JP 7020691 U JP7020691 U JP 7020691U JP 7020691 U JP7020691 U JP 7020691U JP H0750478 Y2 JPH0750478 Y2 JP H0750478Y2
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switching valve
rotation side
solenoid
pressure switch
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賀 孝 和 志
木 成 鈴
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Obayashi Corp
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は投射式コンクリートライ
ニング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】トンネル等に対するコンクリートのライ
ニング装置として、ウエットミックスのライニング資料
をスクリューを内蔵した送り筒に供給し、スクリューに
よってでトンネル軸線方向に送り、先端のインペラによ
りトンネル軸線と交差する方向に遠心投射する形式のも
のは、実公昭62−4635号公報等により従来公知で
ある。ライニング資料は送り筒の後部に設けた大気開放
型のホッパに対しベルトコンベアにより供給されていた
が、この構造では装置が大型化し、また、能率の面でも
問題があるため、送り筒に軸線と交差する供給筒を連設
し、この供給筒をコンクリートポンプの吐出部とホース
によって接続し、ダイレクトにライニング資料を投入す
る方式も開発されている。
【0003】
【考案が解決しようする問題点】このような投射式ライ
ニング装置によって良好なライニング施工を行うには、
インペラにライニング資料を間断なく円滑に送り込む必
要がある。しかし、性状が一様な通常のスラリーなどと
違って、ライニング資料はセメント、細骨材および粗骨
材あるいはさらに補強用鋼繊維類を水と混練したもので
あり、スクリュー外周は送り筒内面との間に適度なクリ
アランスを有している。このため、スクリューと送り筒
内面の隙間への粗骨材や補強用鋼繊維類の侵入は避けが
たい。従来の投射装置においては、投射ライニング中、
送り筒内を移動するライニング資料に含まれる粗骨材が
スクリューの円周方向先端と送り筒内壁間に噛み込まれ
たときに、これを自動的に解除することができなかっ
た。このため、スクリューを駆動するモータに高い異常
負荷がかかり、ことにこの種モータとして油圧モータを
使用したときには、スクリューの回転が停止してしま
い、それによってライニング資料の送りが中断したり、
ライニング資料が送り筒内に充満して硬化、閉塞を起こ
すトラブルが発生しやすかった。そして、噛み込みを解
除するには、送り筒からスクリューを抜き出すなどの手
間と時間のかかる作業を行わなければならないため、作
業性、作業能率が低下するという問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本考案は前記のような問
題点を解消するために考案されたもので、その目的とす
るところは、投射ライニング中、送り筒内を移動するラ
イニング資料に含まれる粗骨材がスクリューの円周方向
先端と送り筒内壁間に噛み込まれたときに、その噛み込
みを自動的に解除し、円滑なライニング資料の送りを実
現することができる投射式コンクリートライニング装置
を提供することにある。上記目的を達成するため本考案
は、ライニング資料をスクリューを内蔵した送り筒でト
ンネル軸線方向に送り、先端のインペラによりトンネル
軸線と交差する方向に遠心投射する形式の装置におい
て、スクリューを駆動する油圧モータと油圧源を結ぶ系
に、圧油の流れを正転側と逆転側に切り替える電磁切換
弁とスクリュー噛み込み検知用の圧力スイッチを設け、
電磁切換弁の電気回路には圧力スイッチからの信号で電
磁切換弁の逆転側ソレノイドを所定時間だけ通電するタ
イマーを設けたものである。
【0005】また、本考案の他の目的は、前記目的に加
えて送り筒内のライニング資料の詰まりをも防止するこ
とができる投射式コンクリートライニング装置を提供す
ることにある。この目的を達成するため、本考案は、ス
クリューを駆動する油圧モータと油圧源を結ぶ回路に、
圧油の流れを正転側と逆転側に切り替える電磁切換弁と
スクリュー噛み込み検知用の圧力スイッチを設け、電磁
切換弁の電気回路には圧力スイッチからの信号で電磁切
換弁の逆転側ソレノイドを所定時間だけ通電するタイマ
ーと、圧力スイッチの信号発生後逆転側ソレノイドがオ
フとなり正転側ソレノイドが再び通電された後も所定時
間のあいだライニング資料と急結剤の供給を停止するタ
イマーを設けたものである。
【0006】
【実施例】以下本考案の実施例を添付図面に基いて説明
する。図1は本考案装置をトンネルライニング手段に適
用した実施例を示しており、1は移動車体であり、この
実施例では両側にトンネルA内に敷設したレールBに対
する車輪11,11を備え、図示しない走行用モータ等
によりトンネル軸線方向に走行されるようになってい
る。
【0007】2は可動フレームであり、前記移動車体1
と相似した箱枠状をなし、移動車体1内に先端を除いて
配され、両側に移動車体1の溝形フレームに接する複数
組のローラ2a,2aを備えている。そして、可動フレ
ームの適所には支軸が設けられ、これに後端を移動車体
1に連結したスライド用シリンダ1bのピストンロッド
111が連結されており、したがって、スライド用シリ
ンダ1bの作動により可動フレーム2は前後にスライド
される。
【0008】3は前記可動フレーム2の前端上方に搭載
された吹付け機本体である。該吹付け機本体3は、図2
のように、ベース3aにより水平状に支えられたストレ
ート状の送り筒3bと、送り筒3bの前部周面に軸受3
0を介して回転可能に外嵌された調整スリーブ3cと、
該吹付け調整スリーブ3cに軸受31を介して相対回転
可能に外嵌されたインペラ3dとを有している。詳述す
ると、前記インペラ3dは、基筒部300とこれの前端
に固定されたリング板301と該リング板301と対を
なすリング板302と、それらリング板301,302
間をつないで投射用の筒状ポケットを構成する複数の翼
板303と、リング板302に固定された蓋板304と
を備えている。基筒部300にはベルト車300aを有
し、ベース3aに搭載した図示しないインペラ用モータ
からの出力でベルトを介して高速回転されるようになっ
ている。
【0009】前記調整スリーブ3cは投射方向を任意に
制御するための機構であり、前記翼板303及びリング
板301,302の内径側に遊嵌し、翼板303に対応
する領域には供給窓孔306が設けられ、ライニング資
料はここを通過し、インペラ3dの筒状ポケットから投
射されるようになっている。そして、調整スリーブ3c
の基部にはスプロケット305が設けられ、図1に示す
ベース3aに搭載したスリーブ用モータ3fからの出力
でチェーンを介して回動されることで前記供給窓孔30
6の円周方向での位置が変化させられるようになってい
る。
【0010】前記送り筒3bの後半部上側には、図2の
ように、軸線と直交する吐出口340を有する供給筒3
4が設けられており、この供給筒34は上方部分が後方
に屈曲し、その後端に供給ホース8が継手を介して接続
され、供給ホース8は供給導管9を介してライニング資
料の供給ポンプ10の吐出口100に接続されている。
供給ポンプ10は駆動の制御が電気的に行われるもので
あれば、スクリュー式、スクイーズ式ポンプなど任意で
あるが、図示するものでは、ダブルピストン式ポンプを
用いている。このダブルピストン式ポンプは、並列に配
置された油圧式の2本の駆動シリンダ101,101
と、これらに直列に接続された圧送用シリンダ102,
102を有し、圧送用シリンダ102,102の先端は
ホッパ103に開口している。そして、駆動シリンダ1
01,101は、この例では、外部の電磁式3位置切換
弁106に接続され、これに設けたソレノイド部SV2
a,SV2bに対する交互通電によりロッド側とピスト
ン側に圧油が交互に送られ、それにより圧送用シリンダ
102,102に挿入されているピストン105,10
5が交互に進退し、吸込みと吐出を行うようになってい
る。そして、ホッパ103内には一端が吐出口100に
常時接続された切換弁104が配され、ピストン105
が伸長するごとにその側の圧送用シリンダ102の開口
と接続されるようになっている。なお、駆動シリンダ1
01,101の制御弁はこの形式に限られず、油圧パイ
ロット式の3位置切換弁でもよい。この場合には、油圧
パイロット用の制御弁がソレノイド操作型となっていれ
ばよい。
【0011】一方、送り筒3bの軸線方向にはスクリュ
ー4が内蔵されている。スクリュー4は通常のスクリュ
ーように全長にわたり軸が設けられていてもよい。この
実施例では、前部軸と後部軸に分離され、前記供給筒3
4の吐出口340に対応する領域には軸が存在しない。
すなわち、前部軸4aは吐出口340の直下に到る手前
で終り、後部軸4bの後端も吐出口340の直下に到ら
ない位置で終っている。そして、前部軸4aと後部軸4
bの間は、それら軸部に基部が連結されたスクリュー羽
根4cのリボン状羽根部分だけで結ばれている。スクリ
ュー羽根4cは前部軸4aの途中で所定の範囲途切れて
おり、その途切れ領域には、前部軸4aの軸線と所要の
角度で交差する複数枚の撹拌羽根4dが配設されてい
る。前部軸4aの前端は前記蓋板304の図示しないボ
スにベアリングを介して支持され、後部軸4bの後端は
送り筒3bの端部に搭載した可逆回転自在な油圧モータ
33の出力軸330に結合されている。油圧モータ33
の2つの接続口A,Bは油圧ポンプとの間に配した電磁
式3位置切換弁331に接続され、ソレノイド部SV1
bに通電されたときに、ポンプからの圧油が接続口Aに
送り込まれ、接続口Bからタンクへと戻されることでス
クリュー4が正転する。また、ソレノイド部SV1aに
通電され、それによって圧油の流れが逆転し、スクリュ
ー4が逆転するようになっている。
【0012】5は急結剤添加部であり、前記供給筒34
の吐出口部分に設けられていてもよいが、この実施例で
は、吐出口部分よりも後方の送り筒部分に設けられてい
る。急結剤添加部5は、図3のように、所要の下向き傾
斜角度をもって吹込み管5aを挿着してなり、その吹込
み管5aに自動操作型の流路切換弁5bを介して供給ホ
ース5cが接続され、その供給ホース5cは、急結剤定
量送り装置6たとえばスネークポンプ式フィーダ式の吐
出部60に接続されている。前記流路切換弁5bは、た
とえば直角状の屈曲通路52を設けたボール51をケー
シング50に内蔵させ、そのボール51をエアまたは油
圧作動のアクチュエータ53によって回動させるように
なっている。アクチュエータ53は図2のように2位置
の電磁切換弁54を具備し、ソレノイド部SV3への通
電によってアクチュエータ53が作動し、屈曲通路52
が供給ホース5cと吹込み管5aを連通させる位置にボ
ール51を回動させる。そして、ソレノイド部SV3へ
の通電を止めることによって、ボール51が戻り回転
し、屈曲通路52が吹込み管5aと戻りホース5dを連
通させるようになっている。前記戻りホース5dは急結
剤定量送り装置6のタンク部61に接続されている。
【0013】前記油圧モータ33と電磁式3位置切換弁
331との間には、圧力スイッチ332が配されてお
り、この圧力スイッチ332の押し側圧力室は、絞り3
34を有するパイロット通路336によって電磁式3位
置切換弁331の下流の正転側供給油路332(この例
では接続口Aに対する油路)に接続されており、スイッ
チ要素は、反押し側圧力室のスプリング335のセット
荷重によって、正転側供給油路332の圧力が通常運転
時よりも異常に高い圧力たとえば、油圧ポンプ吐出圧1
90kgf/cm2通常運転時油圧が約50kgf/cm2の仕様にお
いて、150kgf/cm2に達したときに作動して電気接点
が閉じ側に切り替わるように設定されている。
【0014】前記油圧モータ33を制御する電磁式3位
置切換弁331のソレノイド部SV1a,SV1bおよ
び圧力スイッチ332と、急結剤添加部の流路を制御す
る流路切換弁5bのソレノイド部SV3と、供給ポンプ
10の駆動シリンダ101,101を制御する電磁式3
位置切換弁106,106のソレノイド部SV2a,S
V2bは、図4のように電気回路に組み込まれている。
この電気回路には、圧力スイッチ332がオンとなった
ときに作動するリレーXO,XA,XB,XCと、第1
ないし第3のタイマーTA、TB、TCとを有してい
る。リレーXAは圧力スイッチ332がオンとなり、メ
インリレーXOがオンとなったときに、それまで通電さ
れていたソレノイド部ソレノイド部SV1bをオフと
し、逆転用のソレノイド部SV1aに通電するためのも
ので、第1タイマーTAはこの逆転用のソレノイド部S
V1aの通電時間を設定する。その時間は、スクリュー
4cが約半回転するのに必要なごく短時間、たとえば
0.1〜0.3秒である。この設定時間を過ぎるとリレー
XAはオフとなり、正転用のソレノイド部SV1bに通
電され、逆転用のソレノイド部SV1aの通電が止めら
れる。
【0015】また、リレーXBは圧力スイッチ332に
属するメインリレーXOがオンとなったときに、ソレノ
イド部SV2aおよびSV2bの双方の通電をオフと
し、電磁式3位置切換弁106を中立位置すなわち駆動
シリンダ101,101に圧油が送られない状態にす
る。そして、第2タイマーTBはこのソレノイド部SV
2aおよびSV2bの通電停止時間を設定するもので、
その時間は前記第1タイマーTA設定時間よりも長い時
間たとえば1.5〜2.5秒である。この設定時間を過ぎ
るとリレーXBはオフとされ、ソレノイド部SV2aお
よびSV2bへの交互通電が開始される。また、リレー
XCは圧力スイッチ332に属するメインリレーXOが
オンとなったときに、それまで通電されていたソレノイ
ド部SV3をオフとするもので、第3タイマーTCはソ
レノイド部SV3の通電オフ時間を設定するためのもの
である。その設定時間は前記第2タイマーTBの設定時
間よりも長いことが必要である。それは、急結剤の添加
開始が早いとスクリュー4に急結剤が付着したり、送り
筒4b内でライニング資料を硬化させてしまうからであ
り、具体的にはたとえば3〜5秒である。前記電気回路
と油圧モータ33を制御する電磁式3位置切換弁331
のソレノイド部SV1a,SV1bおよび圧力スイッチ
332、急結剤添加部の流路を制御する切換弁5bのソ
レノイド部SV3は移動車体1に制御ユニット12とし
て搭載されている。
【0016】前記吹付け機本体3は可動フレーム2に支
台等で固置してもよいが、トンネル断面に均一なライニ
ング層を形成させるため、水平面内と垂直面内での揺動
と昇降とを可能にすることが好ましい。その手段は任意
であるが、実施例では、昇降手段として、図1ように、
クロス状のリンク350,351を左右一対に配したパ
ンタグラフ機構35を用いている。一方のリンク350
の下端部は可動フレーム2の内部に伸び、可動フレーム
2に内蔵した昇降用シリンダ352のピストンロッドに
連結され、その近傍が支点353により可動フレーム2
のブラケットに枢支されている。リンク350の上端部
は昇降ベース354の下部に設けた長孔状ガイド354
aにピンで係合している。他方のリンク351の下端部
は移動車体1に固設した長孔状ガイド354bにピンで
係合し、上端部は昇降ベース354に枢着されている。
【0017】また、水平面内での揺動手段として、昇降
ベース354の上に縦軸36を設け、この縦軸36に対
し、吹付け機本体3のベース3aと枢ピン370により
枢着した軸受37を外嵌させ、その軸受37に、一端を
昇降ベース354に連結した水平用シリンダ38の他端
を連結している。また、垂直面内の揺動(起伏)手段とし
て、昇降ベース354の下部と軸受37とを起伏用シリ
ンダ39で連結している。 なお、この実施例では、供
給ホース8はホースガイド90で移動自在に支えられ、
Uターン状の導管部7を介して供給導管9に接続されて
いる。
【0018】
【実施例の作用】次に本実施例の作用を説明する。トン
ネルライニングにあたっては、トンネル内に敷設したレ
ールBの上に装置を配し、供給ポンプ10の電磁式3位
置切換弁106,106のソレノイド部SV2a,SV
2bを交互通電する。それによって、供給ポンプ10は
駆動され、ライニング資料たとえばコンクリートは供給
導管9に圧送され、Uターン状の導管部7を介してドッ
キングホース8に送られ、吹付け機本体3の送り筒3b
に設けられている供給筒34に送り込まれる。また、電
磁式3位置切換弁331のソレノイド部SV1bを通電
し、電磁式3位置切換弁331を図2の中立位置から動
かし、ポンプ圧油を接続口Aに送り込む。それによっ
て、油圧モータ33は正転駆動され、スクリュー4が回
転する。そして、これとは別に図示しないインペラ用モ
ータを駆動してインペラを回転させる。
【0019】供給筒34に送り込まれたライニング資料
は、送り筒3bと直交状に開口している吐出口340か
ら送り筒3bに流下し、前記スクリュー4の回転によっ
てインペラ3dへと搬送される。一方、この段階では流
路切換弁5bのソレノイド部SV3に通電されており、
それによりアクチュエータ53が作動して屈曲流路52
が供給ホース5cと吹込み管5aを連通させている。急
結剤定量供給装置6から切り出された粉末急結剤は圧縮
エアによって気送され、吹込み管5aから送り筒3bに
吹き込まれ、吹き込まれた急結剤は、後部軸4bのスク
リュー羽根4cによって前送され、リボン状羽根部分で
剪断・送りされているライニング資料と混合される。混
合された資料は前部軸4aのスクリュー羽根4cにより
送られ、撹拌羽根4dにより撹拌された後、調整スリー
ブ3cの供給窓孔306から吐出される。調整スリーブ
3cの外周ではインペラ3dが回転しているため、各ポ
ケットに入ったライニング資料は遠心力でトンネル内面
に投射される。前記投射角度は調整スリーブ3cをスリ
ーブ用モータ3fで回動することにより制御される。
【0020】このような投射ライニング中に、粗骨材や
補強用鋼繊維などがスクリュー羽根4cと送り筒3bの
間に噛み込まれた場合、スクリュー軸の回転抵抗として
現れるため、図5のように、電磁式3位置切換弁331
から接続口Aに到る正転側供給油路333の圧力が急上
昇し、この急上昇した圧力がパイロット通路から圧力ス
イッチ332に伝達される。そして、その異常圧力が圧
力スイッチ332の設定圧力に達すると、圧力スイッチ
332はオンとなり、その電気信号が制御回路に送ら
れ、図4におけるメインリレーXOがオンとなる。この
メインリレーXOのオンによって、リレーXA,XB,
XCがオンとなり、第1ないし第3のタイマーTA,T
B,TCがカウントを開始する。
【0021】リレーXAのオンによって電磁式3位置切
換弁331の正転側ソレノイド部SV1bへの通電がと
められると同時に逆転側ソレノイドSV1aに通電さ
れ、電磁式3位置切換弁331のスプールが切り替えら
れる。それによって、ポンプからの圧油の流れ方向が逆
になり、油圧モータ33は逆転する。この逆転はスクリ
ュー4の半回転程度であり、この逆回転によって噛み込
まれ状態の粗骨材あるいは補強用鋼繊維はゆるみ側に動
かされ、脱落する。そして、第1タイマーTAの設定時
間に達すると、リレーXAはオフとなり、逆転側ソレノ
イド部SV1aへの通電が止められると同時に正転側ソ
レノイドSV1bに再び通電され、スクリュー4は正転
に復帰し、ライニング資料の送りを開始する。一方、前
記リレーXAのオンと同時にXB、XCもオンとなるた
め、供給ポンプ10の電磁式3位置切換弁106のソレ
ノイド部SV2a,SV2bへの通電が止められる。そ
れによって、電磁式3位置切換弁106のスプールは中
立位置となり、駆動ポンプ101,101は作動を停止
する。それによりライニイニング資料の吐出は停止さ
れ、送り筒3bにライニイニング資料は供給されなくな
る。また、それとともに、流路切換弁5bのソレノイド
部SV3への通電が停止されるため、ボール51が回転
して屈曲流路52が供給ホース5cと戻りホース5dを
連通させる。それによって、定量切出し装置6から気送
され続けている急結剤は戻りホース5dからタンク61
に戻される。
【0022】そして、第2タイマーTBの設定時間に到
ると、電磁式3位置切換弁106,106のソレノイド
部SV2a,SV2bへの通電が開始され、ライニング
資料の供給が再開され、さらにその後第3タイマーTC
の設定時間に達すると流路切換弁5bのソレノイド部S
V3に通電され、屈曲流路52が供給ホース5cと吹込
み管5aを連通させ、急結剤の供給も開始される。この
ようなシーケンスにより、スクリューへの噛み込み解除
と、その解除動作に伴うライニング資料の送り筒3bへ
の充満防止と、急結剤の反応進行による閉塞を防止する
ことができ、常にスムーズな投射ライニング作業を持続
できる。
【0023】
【考案の効果】以上説明した本考案の請求項1によれ
ば、投射ライニング中、送り筒内を移動するライニング
資料に含まれる粗骨材がスクリューの円周方向先端と送
り筒内壁間に噛み込まれたときに、スクリューが自動的
に逆転し噛み込みを解除するため、円滑かつ能率的な投
射ライニングを実現することができるというすぐれた効
果が得られる。また、本考案の請求項2によれば、スク
リューの逆転と同時にライニング資料と急結剤の供給も
停止され、一定時間後にそれぞれ供給が開始されるた
め、送り筒内へのライニング資料の詰まりや硬化も防止
することができるというすぐれた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案装置の一実施例を示す部分切欠側面図で
ある。
【図2】本考案装置の要部を示す説明図である。
【図3】急結剤添加部の詳細を示す断面図である。
【図4】本考案における電気回路図である。
【図5】本考案装置のタイムチャートである。
【符号の説明】
3b 送り筒 3c インペラ 4 スクリュー 10 供給ポンプ 33 油圧モータ SV1a,SV1b、SV2a,SV2b、SV3 ソ
レノイド部、 332 圧力スイッチ TA,TB,TC タイマー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−155558(JP,A) 特開 昭64−29576(JP,A) 実開 昭61−121298(JP,U)

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】ライニング資料をスクリューを内蔵した送
    り筒でトンネル軸線方向に送り、先端のインペラにより
    トンネル軸線と交差する方向に遠心投射する形式の装置
    において、スクリュー駆動用の油圧モータと油圧源を結
    ぶ系に、圧油の流れを正転側と逆転側に切り替える電磁
    切換弁とスクリュー噛み込み検知用の圧力スイッチを設
    け、電磁切換弁の電気回路には圧力スイッチからの信号
    で電磁切換弁の逆転側ソレノイドを所定時間だけ通電す
    るためのタイマーを設けたことを特徴とする投射式コン
    クリートライニング装置。
  2. 【請求項2】ライニング資料をスクリューを内蔵した送
    り筒でトンネル軸線方向に送り、先端のインペラにより
    トンネル軸線と交差する方向に遠心投射する形式の装置
    において、スクリューを駆動する油圧モータと油圧源を
    結ぶ系に、圧油の流れを正転側と逆転側に切り替える電
    磁切換弁とスクリュー噛み込み検知用の圧力スイッチを
    設け、電磁切換弁の電気回路には圧力スイッチからの信
    号で電磁切換弁の逆転側ソレノイドを所定時間だけ通電
    するタイマーと、圧力スイッチの信号発生後逆転側ソレ
    ノイドがオフとなり正転側ソレノイドが再び通電された
    後も所定時間のあいだライニング資料と急結剤の供給を
    停止するタイマーを設けたことを設けたことを特徴とす
    る投射式コンクリートライニング装置。
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