JPS5951171A - 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、土砂供給口を通じて圧送パイプ内に供給され
た土砂を、ピストンにより圧送する形式の土砂圧送装置
に関する。

最近、従来開削工法で行なっていた口径６００φ以下の
埋設管工事の機械化が進むにつれて、回転カッタ等で掘
削した土砂を土砂圧送装置で坑外へ排出しようとする機
運が急速に高まってきている。

この土砂圧送装置には、ピストンタイプ、ホースタイプ
、スクリュータイプ等、種々の形式の土砂圧送ポンプが
使用されている。このうち、ホースタイプおよびスクリ
ュータイプの土砂圧送ポンプは、連続圧送が可能な構造
となっており、ピストンタイプの土砂圧送ポンプは、ピ
ストンの往復動作により土砂を圧送するため、本質的に
は断続運転である。したがって、従来のピストンタイプ
の土砂圧送ポンプは、土砂を連続圧送すべく、殆んどが
ピストンを複列にしている。

また従来の土砂圧送装置としての土砂圧送ポンプは、コ
ンクリート圧送用およびスラリー圧送用として、地上に
設置して使用されるケースが多く、ポンプ自体の寸法的
な制限が少なかったため、小型化に撤した土砂圧送ポン
プがない。すなわち、従来の土砂圧送ポンプは、圧送能
力に比べ、寸法が太きく、口径６００φ以下の埋設管内
に設置できてしかもｌＯ〜２０　ＣＩ’ｌｌ／ｍ１　ｎ
程度の速度で掘進するために必要な排土量全圧送できる
能力を有するものがなく、６００φ以下の埋設管に土砂
圧送ポンプを内蔵させた例は、現状では皆無である。

さらに、埋設管工事の土砂排出用として、土砂圧送ポン
プを使用すふ場合は、地山に存在する礫等の固形物を土
砂と一緒に圧送できる能力を有することが前提となシ、
この面からホースタイプあるいはスクリュータイプの土
砂圧送ポンプは構造的に、固形物の混じった土砂圧送用
としては適していない。これに対して、ピストンタイプ
の土砂圧送ポンプの場合、原理的には土砂圧送部のパイ
プ内径までの大きさの固形物を圧送することが可能であ
る。したがって、固形物の混じった土砂の圧送用として
は、ピストンタイプの土砂圧送ポンプが構造的に一番適
している。しかし、従来のピストンタイプの土砂圧送ポ
ンプは、連続圧送全効率的に行なうことを重視し、寸法
的な問題については配慮がなされていない。

第１図、第２図および第３図は、前記従来のピストンタ
イプの土砂圧送ポンプの一例を示す。これらの図に示さ
れるものは、圧送ポンプ架台１、これの上部に配置され
た第１．第２の圧送ポンプ本体２．３、第１．第２の圧
送ポンプ本体２，３内にそれぞれ嵌挿された土砂圧送用
ピストン４．１本の圧送パイプ５、前記第１．第２の圧
送ポンプ本体２．３に開口するように設けられた第１゜
第２の土砂供給口６，７、第１．第２の土砂供給口６．
７全交互に開閉する揺動パイプ８、該揺動バイブ８を操
作する２個で１組の揺動シリンダ９゜］０、土砂タンク
１１とを備えている。

そして、この土砂圧送ポンプでは、揺動シリンダ９，１
０により揺動バイブ８が揺動され、例えば第１の土砂供
給１コロが開放されると、土砂タンク１１内の土砂１２
が第１の圧送ポンプ本体２の自給作用により前記第１の
土砂供給口６を通って第１の圧送ポンプ本体２に入る。

ついで、前記第１の土砂供給口６に揺動バイブ８が接続
された時点で、第１の圧送ポンプ本体２の土砂圧送用ピ
ストン４が往き側に移動操作され、第１の圧送ポンプ本
体２内の土砂は、第１の土砂供給口６、揺動バイブ８、
圧送パイプ５を経て外部へ圧送され、土砂圧送後、第１
の圧送ポンプ本体２の土砂圧送用ピストン４は帰ｐ側に
移動操作される。その間、第２の土砂供給ロアが開放さ
れ、続いて第２の圧送ポンプ本体３とこれに嵌挿された
土砂圧送用ピストン４とが前述の第１の圧送ポンプ本体
２とこれに嵌挿された土砂圧送用ピストン４と同様に作
用し、土砂が圧送される。すなわち、第１．第２の圧送
ポンプ本体２．３が交互に作動され、土砂が断続的に圧
送されるようになっている。

しかし、前記従来の土砂圧送ポンプでは、第１゜第２の
土砂供給口６，７の外部に、揺動バイブ８を設けている
ので、ポンプ全体が大型になる欠点がある。

また、この従来のピストンタイプの土砂圧送ポンプにお
いて、土砂供給口の開閉装置として逆止弁を設け、圧送
ポンプ本体内へ土砂を強制供給する′ようにしたものも
ある。しかし、かかる従来の土砂圧送ポンプは、逆止弁
通過部の断面積が絞られるため、土砂圧送用ピストン径
に比べ、圧送可能な固形物の大きさが小さい欠点があり
、逆止弁が土砂の圧送方向と直角に取り付けられている
ため、大型になる欠点もある。

次に、第４図および第５図は、従来のホースタイプの土
砂圧送ポンプの一例を示す。これらの′図に示されるも
のは、ポンプ本体１３、駆動装置（図示せず）に連結さ
れかつ外周面に複数個のスライディングシューＩＩ」す
るロータ１４、ポンプ本体１３とロータ１４との間に挿
入されたフレキシブルチューブ１６、土砂供給口１７お
よび土砂吐出口１８とを有している。

而して、この上砂圧送ポンプでは、土砂供給口１７から
フレキシブルチューブ１６内に土砂が供給され、ロータ
１４が回転されるに伴い、スライディングシュー１５に
よシフレキシプルパイプ１６が押しつぶされ、フレキシ
ブルパイプ１６内を土砂が順次圧送され、土砂吐出口１
８から送り出されるようになっている。

しかしながら、このホースタイプの土砂圧送ポンプけ、
坤設り１７エ事で掘り出される固形物の混じった」砂の
圧送用としてｉｄ：構造的に適さない欠点がある。

また、スクリュータイプの土砂圧送ポンプも、前述の十
−スタイプのものと同様、固形物の混じった土砂の圧送
用には適さない欠点がある。

本発明の目的は、埋設管内に設置できる程度に小型で、
し７かも固形物の混じった土砂を確実に圧送し得るピス
トンタイプの土砂圧送装＠全提供するにある。

本発明の將徴は、圧送バインの周壁の一部に形成さｈた
土砂供給口から圧送パイプ内に土砂を供給し、該土砂を
ピストンにより押し出す形式の土砂圧送装置において、
前記圧送バイブ内に外Ｉ１１シリンダ等からなる土砂供
給口の開閉装置を、圧送パイプと同心にかつ軸方向ｆ摺
動可能に設け、その開閉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、開閉装置を同心にかつ軸方向
に摺動可能に設け、土砂圧送時に前記開閉装置をピスト
ンに先行させて前進させ、土砂供給口を閉塞後、前記ピ
ストンを前進させ、土砂押し出し後、前記ピストンを前
進させ、土砂押し出し後、前記開閉装置とピストンと全
後退させる流体圧操作部を設けたところにあり、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６図ないし第１０図は、本発明の一実施例を示すもの
で、埋設管２０の内部に固定された圧送パイプ２７、こ
れの後端部に延設されたケーシング３３、圧送パイプ２
７の内部に摺動可能に嵌挿された外側シリンダ３７、こ
れの後端部に取り付けられた外側シリンダ押進用のピス
トンあ、該ピストン用のストッパ４７、外側シリンダ３
７の内部に摺動可能に嵌挿された内側シリンダ４８、該
内側シリンダ４８の前端部に取り付けられた土砂圧送用
のピストン４９、同内側シリンダ４８の後端部に取り付
けられた内側シリンダ挿進用のピストン５０、該ピスト
ン用のストッパ５４、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。

前記埋設管２ｏの内部は、第６図に示されるように、仕
切壁２１　、２２により土砂タンク２３と油タンク２５
とに区画されている。前記土砂タンク２３には埋設管掘
削部（図示せず）で掘削された土砂２４が貯る。

前記圧送パイプ２７には、第６図に示されるごとく、土
砂タンク２３内に位置している部分に土砂供給口２８が
形成され、油タンク２５内に位置している部分に油供給
口２９が形成されている。また、圧送パイプ２７は一方
の仕切壁２１側に設けられた取付部材３０と、他方の仕
切壁２２側に設けられた取付部材３１　、３２とに上り
、埋設管２０内に同心状に固定されている。

前記ケーシング３３は、第６図に示されるように、断面
コ字型に形成され、後端壁にはポート３４が設けられ、
筒壁にはボート３５が設けられている。このケーシング
３３は、前記取付部材３２とこれに当接された取付部材
３６とを介して前記仕切壁２２に固定され、かつ圧送パ
イプ２７の後端部に接続されている。

前記外側シリンダ３７とこれの後端部に取り付けられた
ピストン３８とで、土砂供給口２８の開閉装置が構成さ
れている。前記ピストン３８の後端面とケーシング３３
の後端壁の円面間には、ピストン３８ヲ前進方向に押進
する流体圧室３９が形成され、外側シリンダ３７の外周
とケーシング３３の内周間には、ピストン３８ヲ後退方
向に押進する流体圧室４ｏが形成されている。また、ピ
ストン３８には流体圧通路４］　、　４２、逆止弁付流
体圧通路４４、他の流体圧通路４５とが設けられ、さら
にピストン３８の中心部には内側シリンダ４８内に臨む
中空のガイド部材４６が取９付けられている。前記流体
圧通路４１　、４２は、第７図に拡大示されるように、
スプール４３によシ開閉されるようになっており、ピス
トン用のストツバ４７からピストン３８が離れると、ス
プール４３がストツバ４７方向に突出して流体圧通路４
］　、　４２間が閉じ、ストッパ４７にピストン関が当
接すると、スプール４３が押し込まれて流体圧通路４］
　、　４２間が開くように構成されている。前記流体圧
通路４５は、中空のガイド部材４６の入口に連通してい
る。

前記内側シリンダ４８と土砂圧送用のピストン４９と内
側シリンダ押進用のピストン５０とは一体をなしている
。また、第６図に示されるごとく、ピストン関の後端面
と外側シリンダ押進用のピストンあの前端面間には、ピ
ストン５０ｆｆｉ前進方向に押進する流体圧室５１が形
成され、前記内側シリンダ４８の外周と外側シリンダ３
７の内周間にはピストン５０を後退方向に押進する流体
圧室５２が形成されている。前記内側シリンダ４８の後
端部寄りには、内側シリンダ４８の同室４８′とピスト
ン５０ヲ後退方向に押進する流体圧室５２とを結ぶ流体
圧孔５３が設けられている。なお、前記ピストン５０は
ガイド部材４６に沿って移動するように々っている。

前記外側および内側−７−ＩＪンダ用の流体圧操作部は
、前記ボー）　３４　、３５に流体圧を供給する流体圧
源（図示せず）、前記ボート３４，３５を流体圧の供給
または排出側に交互に切９替え得る切替手段（図示せず
）とを備えている。そして、この流体圧操作部はボート
３４→流体圧室３９に流れる流体圧により外側シリンダ
押進用のピストン３８が前進方向に押進されて外側シリ
ンダ３７が前進操作され、圧送パイプ２７の土砂供給口
２８が閉塞された時点で前記ピストン３８がストッパ４
７に当接してスプール４３が押し込まれ、流体圧通路４
１　、．４２が開かれると、前記流体圧室３９→流体圧
通路４］　、　４２→流体圧室５１に流れる流体圧によ
り内側シリンダ押進用のピストン５０が前進方向に押進
されて内側シリンダ４８と土砂圧送用のピストン４９と
が前進操作され、ピストン４９により土砂が圧送された
後、ボート３５→流体圧室４０に流れる流体圧により外
側シリンダ押進用のピストン３８が後退方向に押進され
て外側シリンダ３７が後退操作され、さらに流体王室４
０→流体圧通路４５→ガイド部材４６の内部→内側シリ
ンダ４８の内室４８′→流体圧孔５３→流体圧室５２に
流れる流体圧により内側シリンダ押進用のピストン５０
が後退方向に押進されて内側シリンダ４８と土砂圧送用
のピストン４９とが後退操作される順序動作で各部材を
操作し得るようになっている。

前記実施例の土砂圧送装置は、次のように作用する。

すなわち、第６図、第８図に示されるように、外側シリ
ンダ３７および内側シリンダ４８が後退されている状態
では、圧送パイプ２７に形成された土砂供給口２８が開
かれており、該土砂供給口２８を通じて土砂タンク２３
内の土砂２４が圧送パイプ２７内に供給される。

前記圧送バイブ２７円に土砂２４が供給された時点で、
流体圧操作部が駆動され、最初はボート３４→流体圧室
３９に供給される流体圧により外側シリンダ押進用のピ
ストン３８が前進方向に押進され、これによシ外側シリ
ンダ３７が前進操作され、該外側シリンダ３７により第
９図に示されるように、土砂供給口２８が閉塞されると
ともに、圧送パイプ２７内の土砂２４は外側シリンダ３
７円に入り、前記ピストン３８は、ストッパ４７に当接
して制止される。その間、外側シリンダ３７の外側の回
りの流体圧室４０内の流体圧は、ボート３５から排出さ
れる。

前記外側シリンダ３７により土砂供給口２８が閉塞され
た時点で、ストッパ４７によシ流体圧通路開閉用のスプ
ール４３が押し込まれ、流体圧通路４１　、４２間が開
かれる。その結果、流体圧室３９→流体圧通路４１　、
４２→流体圧室５１に流体圧が供給され、該流体圧によ
り内側シリンダ押進用のピストン５０が前進方向に押進
され、これによυ内側シリンダ４８と土砂圧送用のピス
トン４９とが前進操作され、該ピストン４９により第１
０図に示されるように、外側シリンダ３７内の土砂２４
が圧送され、内側シリンダ押進用のピストン５０はスト
ツノ（５４に当接して制止される。その間、内側シリン
ダ４８の外側の回りの流体王室５２内の流体圧は、流体
圧孔５３→内側シリンダ４８の内室４８′→ガイド部材
４６の内部→流体圧通路４５→流体圧室４０ヲ経てボー
トａｓから排出される。

土砂２４の圧送後、流体圧操作部が切り替えられ、ボー
ト３５→流体圧室４０に流体圧が供給され、該流体圧に
よシ外側シリンダ押進用のピストン３８が後退方向に押
進され、これにより外側シリンダ３７が後退操作され、
圧送パイプ２７に形成された土砂供給口２８が再び開放
される。そして、ピストン羽とケーシング３３の後端壁
間の流体王室３９円の流体圧は、ボート３４から１井出
される。また、ピストン３８がストツバ４７から離れる
と、流体圧によりスプール４３がストッパ４７方向に突
出され、流体圧通路４］。

４２間が閉じられる。

さらに、流体王室４０から流体圧通路４５→ガイド部第
４’／１６の内部→内側シリンダ４８の内室４８′→流
体圧孔５３→流体圧室５２に流体圧が供給され、該流体
圧により内側シリンダ押進用のピストン５０が後退方向
に押進され、同側シリンダ４８と土砂圧送用のピストン
・１９とが後退操作され、各部材（１″１：第６図およ
び第８図に示される原位置に戻される。その間、内側シ
リンダ押通用のピストン５０と外側シリンダ押進用のピ
ストン３８間の流体王室５１内の流体圧は、逆上弁付流
体圧通路４４→流体圧室３９ヲ通ってボート３４から排
出される。

前述の動作全繰り返して行なうことにより、固形物が混
じっている土砂であっても、確実に圧送することができ
る。

なお、本発明では谷部の構造は図示実施例に限らず、所
期の機能を発揮し得るものであればよい。

本発明は、以上説明した構成１作用のもので、本発明に
よれば圧送パイプに形成された土砂供給口を、圧送パイ
プと土砂圧送用のピストン間に摺動可能に設けた開閉装
置により開閉操作するように構成しているので、土砂供
給口の開閉装置が圧送パイプ内に完全に収納されている
結果、装置全体を小型化でき、したがって埋設管内に組
み込んで使用できる効果がある。

さらに、本発明によれば、土砂供給口から圧送パイプ内
に供給された土砂を、土砂圧送用のピストンで押し出す
形式を採用しているので、固形物が混じっている土砂で
あっても、確実に圧送し得る効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は、ピストンタイプの従来の土砂圧
送装置の一例を示すもので、第１図は正面図、第２図お
よび第３図は第１図中Ａ−ｈａおよびＢ−Ｂ線断面図、
第４図および第５図はホースタイプの従来の土砂圧送装
置の一例を示すもので、第４図は正面図、第５図は側面
図、第６図ないし第１０図は本発明の一実施例を示すも
ので、その第６図は縦断側面図、第７図は外側シリンダ
押進用のピストンの一部分の拡大断面図、第８図。 第９図および第１Ｏ図は作用説明図である。 ２０・・・埋設管、２４・・・土砂、２７・・・圧送パ
イプ、２８・・・土砂供給口、３３・・・ケーシング、
３４　、３５・・・ボート、３７・・・外側シリンダ、
３８・・・外側シリンダ押進用のピストン、３９　、４
０・・・流体圧室、４１　、４２・・流体圧通路、４３
・・・スプール、４４　、４５・・・流体圧通路、４６
・・・ガイド部材、４７・・・外側シリンダ押進用のピ
ストンのストッパ、４８・・内側シリンダ、４８′・・
・内室、４９・・・土砂圧送用のピストン、５０・・・
内側シリンダ押進用のピストン、５１　＋　５２・・・
流体圧室、５３・・・流体圧孔、５４・・・内側シリン
ダ押進用のピストンのストツノ几特許出願人　日本電信
電話公社 日立建機株式会社 代理人弁理士　秋　　本　　正　　実 第１図 第２図　　第３図 第４図 ３ 第５図 第８図 第９図 第１０図 第１頁の続き ０発　明　者　三柳直毅 土浦市神立町６５０番地日立建機 株式会社土浦工場内 ■出　願　人　日立建機株式会社 東京都千代田区大手町二丁目６ 番２号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧送パイプの周壁の一部に形成された土砂供給口から圧
   送パイプ内に土砂を供給し、該土砂をピストンにより押
   し出す形式の土砂圧送装置において、前記圧送パイプ内
   に外側シリンダ等からなる土砂供給口の開閉装置を、圧
   送パイプと同心にかつ軸方向に摺動可能に設け、その開
   閉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、開閉装置と同心にかつ軸方向に摺動可能に設け、土
   砂圧送時に前記開閉装置をピストンに先行させて前進さ
   せ、土砂供給口を閉塞後、前記ピストンを前進させ、土
   砂押し出し後、前記開閉装置とピストンと全後退させる
   流体圧操作部を設けたことを゛特徴とする土砂圧送装置
   。