JPS6027334B2 - 浚渫ポンプ用保護装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、俊漠装置における吸込ポンプの破損防止を目
的とした保護装置に関し、詳述すれば、ポンプと、吐出
管と、土砂類と液体との混合物よりなる排液の吸込口と
を有する吸込管と、ポンプと吸込口との間において吸込
管に形成した補給口と、該補給口を流れる液体を制御す
る常閉弁と、液体が吸込管に入るのを許客すべく前記常
閉弁を開くものにして、ポンプの吸込側の圧力で制御さ
れる付勢手段とからなる俊漠ポンプ用保護装置に関する
。

尚、ここで言う「ポンプ破損」とは、ポンプそのものの
破損ばかりではなくて、終極的にはポンプの破損につな
がるものと考えられる、例えば空転とかキャビテーショ
ン現像の発現などのトラブルないし不調をも意味するも
のである。

前述の如くの態様でポンプの破損を防止する方法は、米
国特許第２，５７２，２６３号公報及び第３，１０９
３７７号公報に開示されている。

斯る公知の方法によれば、開閉部材は、電気式開閉機構
により作動させられるようになっていて、例えば緋蝶管
が士砂類で詰ってしまうとかなどの事故が生ずると、直
ちに開閉部材を完全に開位置へと作動させて、ポンプに
おいてキヤビテーションが起るのを防ぎ、而して、排漠
管での排液の給送を円滑に行えるようにしている。しか
し、この場合、開閉部材により短絡された排喋管の部分
におけるポンプの吸引力はなくなってしまうので、液体
のみが榎Ｅ深管を流れ、了変漠すべき士砂類は給送され
ない。排漠管に詰っていた土砂類を取除くか、又は、緋
漠管に加つてし、た過負荷を取除いた後、開閉部材は再
び閉じるようになっているが、このようにして排煤管に
吸引力が再び出て来ると、土砂類が液体と共に再び流れ
るようになっている。米国特許第３，１８００４ぴ号及
び第３，１１１，７７８号公報には、流体圧作動式非平
衡型摺動開閉部材を用いて、ポンプの吐出側における圧
力に応じて、吸込みノズル近傍から規定量の液体を排漠
管に補給するのが開示されているが、斯る方法には、ポ
ンプの吐出側に接続された緋蝶管の一部分に許容し難い
低圧が明らかに出て来るまで開閉部村が開かれることは
ない、換言すれば、ポンプがすでにキャビテーションを
起して始めて開閉部材が開かれる、という欠点がある。
米国特許第３，２６３，６１５号公報によれば、液体の
補給のための弁装置が、俊漠装置の吸込みラインにおけ
る圧力差を検出する圧力差測定機素を有する制御器によ
り制御されるようになった後喋装置が開示されている。

詳述すれば、斯る公報に開示されている制御器は、吸込
みラインにおける頚。定機素の両側の接続個所間におけ
る流れ抵抗に依存して応答するようになっている。しか
し、この測定機素は、ポンプの吸引側における圧力がそ
うであるように、ポンプの稼動状態に忠実な情報を出し
てくれば、電気接点が閉じた時に液体補給用弁装置を開
けるべく制御器が作動するようになっている。そうでな
ければ、制御器は前述のように作動しない。従って、斯
る制御器は漸次作動式ではない。しかし乍ら、本発明は
、緋漠管を介しての排出を円滑に行なわしめる一方、液
体の流入をほとんど行なわないで排出すべき土砂類の擬
蝶管への流入を許容するために、吸引力をできるだけ長
時間にわたって維持し得るようにしたものである。

この目的は、常閉弁と連係させた可動壁部材で圧力室を
形成し、この圧力室に吸込管における圧力を導入する傍
ら、前記圧力室における圧力と平衡するように前記可動
壁部材に前記付勢手段に付勢力を作用させ、吸込管内の
圧力により生じて前記可動壁部材に作用する力が、前記
付勢手段の付勢力より増大もしくは減少するにつれて、
前記常閉弁における流路が減少もしくは増大するように
構成することにより達成される。開閉部村が急速往復移
動するのを防ぐには、開閉部材の移動を緩衝するのが望
ましい。

前述の目的を完遂するための装置としては、俊濠装置の
一部を構成する緋漠管によりなり、ポンプと、磯液吸込
口を有する吸込管と吐出管と、前記ポンプと排液吸込口
との間において緋蝶管に設けられて、吸込管に液体を補
給するに当っては、動力源の作用により開けられるよう
になっているが、動力源に抗して閉じるためにポンプの
吸引側の圧力により制御される駆動手段を有する開閉器
よりなる装置があるが、斯る装置において、前記吸込管
と可動壁部材により区画された圧力室とを運速させる一
方、前記可動壁部材には前記圧力室の圧力と反作用する
動力源の作用がかかるようになっているとともに、開閉
部村が機械的に連結されていることを特徴としたものが
本発明による俊漠装置のポンプ破損防止装置である。

本発明による装置における平衡式開閉部材としては、円
筒形摺動体で構成するのが望ましい。

開閉部材として円筒形槽動体で構成したものは米国特許
第１，５０＆ ５２１号公報及びフランス国特許第２，
１９＆ ５班号公報に開示されている。フランス国特許
第２，１０７，３０６号公報には、吸込口とポンプとの
間ではなくて、ポンプの吐出側において８Ｅ渓管に液体
補給用リリーフ弁を設けた俊漠装置の緋漠管が開示され
ている。この開閉器、即ち、リリーフ弁は、緋喋管に非
常に低い圧力が生ずると折り畳まれることにより開くゴ
ム製の円筒形シートで構成されている。このシートは、
それ自体が弾性を有しているので、緋漢管内の圧力が前
記の非常に低い圧力よりも高くなると、前述の弾性力に
より、折り畳まれた状態からもとの状態に復元し得るよ
うになっているが、斯る開閉器でさえ、液体の補給を漸
次制御し得るものではない。本発明によれば、付勢手段
としては空圧バネ装置で構成するのが望ましい。

圧力室を有する自動作動手段が稼動しなくなっても排出
すべき排液の運送を続行し得るようにするために、本発
明においては、開閉部材を閉じるための流体圧作動式駆
動装置が付加的に用いられている。

英国特許第１２９９３７９号公報には、液体を吸込みラ
インに補給するためのＩＪリーフ弁を有する俊漠装置が
開示させているが、斯るリリーフ弁を制御するための方
法は開示されていない。

以後、添付図面を参照しながら本発明を詳述する。

便宜上、本発明を実施した後深装置は、後漢船に設けら
れたものとして説明するが、第１図に示すように、了変
蝶装置１は、浮船体５と、例えば海、湖、河川などの水
面下の底４からゴ菱喋すべき土砂類を吸込んで緋漠する
ためのものであって、前記浮船体５から吊り下げられた
緋喋管２で構成されている。この榎Ｅ漠管２は、主とし
て、ポンプ１０、吐出管３９、吸込管９、及び、開閉器
１４で構成されている。ことに、吸込管９は、ヒンジ１
２により枢支軸７を中心に互いに枢動自在に連結させた
二本の管材６で構成されており、他方、吐出管３９はヒ
ンジ１３により枢支髄８を中心に機動自在に浮船体に連
結された管材１６で構成されている。吸込管９は、後蝶
すべき士砂類を水との混合物という形で、即ち、排液と
して緋蝶管に吸込むために、水底４にいくらか挿入し得
るノズル１１を有している。管材６と１６とは、ヒンジ
１２の個所でべローズ１５を介して互いに運通している
。ポンプ１０は、管材１６と共に、枢支軸８を中心に枢
動自在に浮船体５より吊り下げられたフレーム２７に固
定されている。管材１６は、浮船体５に定置されたポン
プ５３とべローズ２８を介して連結されていて、このポ
ンプ５３の稼動時には、緋深管２を介して吸い上げられ
た緋液を排出管４１に供給するようになっている。前記
のフレーム２７と管村１６とは、前述のように浮船体５
に枢支軸８を介して連結されているばかりではなくて、
浮船体５に定置したホィスト装置３０ともケーブル２９
を介して連結されているから、俊沫作業前後においては
、このホィスト装置３０により緋蝶管２を水底４より引
き上げておくことが出釆る。第２図にて第１図における
、０を以つて示した個所を拡大して示したように、開閉
器１４は、ポンプ１０の近傍において吸込管９に設けら
れているとともに、その開閉部村１７は、第３図に示す
ように、動力源、例えば、バネ装置、好ましくは空圧バ
ネ装置１８の作用により、吸込管９に水を補給すべく強
制的に開位置へ付勢されている。

この空圧バネ装置１８は、膜部材２１、即ち、ダイヤフ
ラムを有する可動壁部材２川こより区画され、かつ、供
給口２２を介して、例えば、２米水柱の所定絶対圧力の
供給源、例えば設定圧力供給室２３と運通した設定圧力
室１９で構成されている。可動壁部材２０を隔てた設定
圧力室１９の反対側には「供給口２５に接続されたポン
プ１０近傍の連結管２６を介して吸込管９と運通した圧
力室２４区画されていて、この圧力室２４には吸込管９
内の圧力が供給されるようになっている。圧力室２４に
このようにして供給された吸込管９内の圧力は可動壁部
材２０‘こ作用するが、実際は圧力室２４に導入される
圧力は負圧なので、空圧バネ装置１８により可動壁部材
２０に加えられた力に抗して作用することになる。この
可動壁部材２０は、開閉器１４の開閉部材１７に機械的
に連結されている。開閉部村１７は、支承部３２と３３
とに鯛方向移動自在に支持された鞠部を有し、還形状開
□３４を制御された関口度まで開閉し得る円筒形摺動体
３１で構成するのが望ましい。第３図に示した状態にあ
っては、開閉器１４は閉位置にあって、この場合、開閉
部材１７は、端壁３６に敬付けた環形状弾性シール材３
５と気密状態で俵当して還形状関口３４を閉じている。
その時の開閉部材１７は、それ自体の形状と支承位置に
より平衡状態を保つているので、比較的小さな力で開閉
操作が出来るものである。ポンプ１０の吸引側の圧力と
設定圧力供給室２３における設定圧力との間の圧力差そ
のものが直接、即ち、伝達係数がほぼ零の状態で、開閉
部材１７を開閉するための動力となるように、開閉部村
１７が閉じた時にはポンプ１０の吸引側の圧力と設定圧
力供給室２３の設定圧力とが平衡するように設定されて
いる。前述の構成において、ノズル１１が詰ってしまう
か、又は、大量の土砂類が吸込管９に吸込まれて排液の
流れが悪化するようなことが起ると、ポンプ１０の吸引
側で圧力落下が見られる。

この時、ポンプ１０の吸引側の圧力が設定圧力室１９の
設定圧力より低くなると、換言すれば、ポンプ１０の吸
引側に生ずる負圧が設定圧力室１９の設定圧力より高く
なると、開閉器１４は開位置になって、還形状関口３４
を介して水が緋深管２に補給されるようになる。かくて
、圧力が前記設定圧を起えると、斯る水の補給は終結さ
せられる。このようにして、開閉部材１７の平衡状態が
達成され、従って、操作条件に応じて必要な量の水が正
確に補給されるのである。換言すれば、９Ｅ蝶管を介し
ての送液の確保するのに必要な量の水以外は補給される
ことはない。従って、緋漠管を介して送液されている排
液に含まれている±砂類の量は、同じ擬液に含まれてい
る水の量に比べて多いものであっても良い訳である。簡
単に言えば、開閉器１４の綾路を、ポンプ１０の吸引側
における圧力の増減に従って減少ないし増大させるので
ある。そこで、壁部材２０が急速に往復移動するのを防
ぐためには、好ましくは、壁部材２０に連結されたピス
トン３６を有する液体圧式緩衝装置３７を介して壁部材
２０の移動を減衰させるようにすれば良い。圧力室２４
からは小孔５４を介して少しずつ液体が逃げるようにな
っているので、この圧力室２４と連結管２６とは清浄さ
れている。

第４図に示した別の実施例においては、緩衝装置３７は
絞り管と逆止弁よりなるチョーク回路３８を介して、油
圧作動室４４と空圧作動室４５とを区画しているダイヤ
フラム４３を有する圧力補健器４２の油圧作動室４４と
連適している。

空圧作動室４５は導管４６を介して圧力室１９と運通し
ているから、空圧作動室４５が低圧になることはない。
開閉部材１７の完全に開いた開位置と、同じく閉じた閉
位置とは、可動壁部材２川こ固着させた係止部材４９と
５０とにより夫々作動させられる位置検出スイッチ４７
と４８により検出し得る。そこで、例えば、膜部材２１
が破損するとかの事故が発生して開閉部材１７が開位置
にとどまるようなことが生じた場合、位置検出スイッチ
からの警告信号に応答して、油圧ポンプ５１を外部で手
動操作することにより、開閉部材１７を閉じるようにす
ることが出釆る。詳述すれば、油圧ポンプ５１は、例え
ば浮船体とか遠離地に設置されていて、これを操作すれ
ば、緩衝装置３７のオーバーフロー式緩衝回路に設けた
弁５２が自動的に閉じるとともに、それにより緩衝装置
３７を、開閉部材１７が閉じる方向に作動するようにな
る。従って、斯る構成による緩衝装置３７は、開閉部材
１７を閉じるための駆動装置としての役をもなしている
のである。尚、第３図において５４を以つて示した孔は
、第４図の実施例においては、第３図に示したものより
もいくらか大径のものであって、この孔５４には浮船体
５から遠離操作される弁５５が取付けられている。この
構成によれば、第３図の実施例に比べて、圧力室２４と
連結管２６とは常時清浄されるようになっている。第５
図の実施例においては、開閉部材５６は、シャフト５７
に装架され、このシャフト５７を中心に枢動自在であっ
て、ヒンジ６２を中心に吸込管９に対して相対揺動自在
なシリンダー６０のピストン５８により操作させられる
蝶弁５８を以つて構成されている。

このピストン５９は、圧力室１９と２４とを区画すると
ともに、それ自体が可動壁部材を構成している。圧力室
１９は空圧バネ装置として作用するものであって、ニッ
プル６１を介して、例えば１．５米水柱程度の設定圧力
が設定圧力源より供給されるようになっている。圧力室
２４は、連結管２６を介して吸込管９と運通しているの
で、吸込管９で設定圧力以下の圧力落下が起ると、蝶弁
５９はそれに応じて調節された、好ましくはいくらか開
いた状態になるまで枢動される。但し、第５図において
は、蝶弁５８は完全に開いた状態で示してある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の装置を９Ｅ操船に適用した場合を示
す側面図、第２図は、第１図においてロで示した個所の
一部拡大図、第３図から第５図までは、本発明の第一、
一、三実施例による装置の縦断面図を示す。 ２・・・・・・緋蝶管、５・・・・・・浮船体、９・・
・…吸込管、１０・・・・・・ポンプ、１４開閉器、１
７，５６・・・・・・開閉部材、１８・・・・・・空圧
バネ装置、１９・・・・・・設定圧力室、２０・・・・
・・可動壁部村、２４・・・・・・圧力室、２６・・・
・・・連結管、３１・…・・円筒形摺動体、３７・…・
・流体圧式緩衝装置、３９・・・・・・吐出管、４７，
４８．．・．・・位置検出スイッチ。 ＦＩＧ．Ｉ ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．３ ＦＩＧ‐ム ＦＩＧ．５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポンプと、吐出管と、土砂類と液体との混合物より
   なる排液の吸込口を有する吸込管と、ポンプと吸込口と
   の間において吸込管に形成した補給口と、該補給口へ流
   れる液体を制御する常閉弁と、液体が補給口を介して吸
   込管に流入するのを許容すべく前記常閉弁を開けるもの
   にしてポンプの吸込側の吸込圧で制御される付勢手段と
   からなる浚渫ポンプ用保護装置において、常閉弁と連係
   させた可動壁部材で圧力室を形成し、また、前記吸込圧
   を前記圧力室に導入するための連結管を吸込管と圧力室
   との間に介在させるとともに、前記付勢手段の付勢力を
   前記可動壁部材に作用させる連結棒を設け、而して、圧
   力室に導入された前記吸込圧が前記付勢力よりも大きい
   時は前記常閉弁の開度を増大させるが、反対に小さい時
   は前記開度を減少させるように前記付勢力を設定したこ
   とよりなるのを特徴とする浚渫ポンプ用保護装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のものであつて、前記
   常閉弁が円筒形摺動体よりなるもの。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載のもので
   あつて、前記付勢手段が空圧バネよりなるもの。 ４ 特許請求の範囲第１項から第３項のいづれかに記載
   のものであつて、前記常閉弁を閉じるのに流体圧駆動装
   置を付加したもの。