JP2000035145A - 流動材料圧送管路に用いる定流量弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】Ｙ字管から分接する流量をバランスよくさせ
る。 【解決手段】分岐した管体１の内部にゴム等の柔軟な弾
性材からなる開度調整スリーブ２を弾性変形自在に挿填
し、押圧ロツド３を開度調整スリーブ２の中問部の外側
にその径方向に配置し、その進退に応じ流動材料の流量
を調整する際、下換側の太径管体の内部に装填したゴム
等の柔軟な弾性材からなる油圧作動スリーブと太径管体
の内周面間との空隙に油を満たした油圧室を形成し、油
圧作動スリーブの外周に、その長手方向複数箇所にバネ
によって弾圧された複数の弾カ支持体を油圧作動スリー
ブの径方向に進退自在に配置し、油圧作動スリーブ内に
圧送された流動材料の圧力が弾力支持体と拮抗して油圧
室内の油を加圧するときに、その圧油によって、押圧ロ
ッド３を進退させて接量を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、主としてReSP工
法（法面補修・補強工）等における油圧式圧送ポンプに
よって圧送されたＳＦモルタル（スチールファイバーモ
ルタル）を法面に吹き付けるポンプ圧送方式の吹付装置
等の流動材料圧送管路に用いる定流量弁装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ＳＦモルタル材の法面吹付工は、従来エ
アー圧送方式が主流であったが、昨今ポンプ圧送方式の
利点が認められつつある。

【０００３】ポンプ圧送方式によるモルタル吹付工事に
要する主たる機材には、吹付ノズル、マテリアルホー
ス、パイプ類、材料供給設備としての油圧式圧送ポン
プ、生コンクリートミキサー車、発電機、ユアーコンプ
レッサ一、急硬剤（ノズル内混合用のＢ材）供給装置、
スチールファイバーをトラックミキサー車に供給するた
めのベルトコンベア及び水槽などがある。

【０００４】なお、これらの機材の数量は、ノズル１本
施工に対し、材料供給設備としての各機器も１台が一般
的である。

【０００５】この場合、圧送ポンプの能力に余裕がある
ため、吐出量を半減以下に調節して使用している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ポンプ圧送方式による
モルタル吹付材料の供給設備の各機器の性能には、ノズ
ル２本分に対応できるだけの能カがある。

【０００７】従って、２本ノズルによる施工が可能であ
れば、工事に係わる設備一式はそのままで、施工能率が
倍増されるため、工期、工費の大幅な縮減（ほぼ半減）
ができるものと考えられる。

【０００８】しかしながら、圧送ポンプ１台からのホー
スラインをＹ字管によって分岐する方法で２本ノズル方
式とした各種試験工が試みられたが、双方のノズルの吐
出量バランスが不安定となるため全て失敗であった。

【０００９】この吐出量不安定の程度は、双方ノズルの
僅かな高度差に敏感に反応し、材料の吐出量比が０％対
１００％から１００％対０％に変化するほどであった。

【００１０】ところで、２本ノズルの施工方式を実用化
するためには、２本のノズル双方に材料がバランス良く
安定して流動させるための装置が必要であるが、この種
の工事の作業性の面から見て（装置の取り扱いが手荒
い、作業現場が傾斜面等の悪条件下にあって電カ供給が
困難）、先端技術を駆使した緻密な電子制御装置を材料
移送マテリアルホース・パイプライン上に設置すること
は好ましくない。

【００１１】同様の理由により、装置の駆動カとしての
電力エアー供給ライン（電線エアホース）を設備するこ
とも避けることが望ましい。

【００１２】現在以上のような問題が未だ解決されてい
ないため、２本ノズルの施工方式は実用化されていない
のが現状である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】コンクリートポンプ等の
材料圧送ポンプからＳＦモルタル等の流動性材料を流量
調整弁機構Ａの管体１から、調整弁制御機構Ｂの太径管
体１２に流送されるとき、その流送圧に応じて油圧作動
スリーブ１３を弾力的に支持する弾力支持体１５を所要
量押し込むように油圧作勤スリーブ１３が押し拡げら
れ、これによって油圧室１４内の油が加圧されて送油ホ
ース１０を介して調整弁制御機構Ｂのピストンシリンダ
６の後部側のシリンダ室に圧送される。

【００１４】ピストンシリンダ６のピストン７はこの油
圧に押されて所定量前進し、これに伴って突出する押圧
ロッドにより開度調整スリーブ２に向かって突出して開
度調整スリーブ２を所定量中心方向に押圧して、この部
分の開度調整スリーブ２の内空間の内断面を所定量狭め
ることにより、その内部に圧送される流動材料の流量を
調整することになる。

【００１５】このように開度調整スリーブ２の変形によ
り油圧作動スリーブ１３に流入すべき流動材料の流量が
調整されると、この調整流量に応じて油圧作動スリーブ
２に作用する圧力が変化し、油圧室１４内の油の圧送圧
が変化する。

【００１６】この圧送圧の変化を受けて調整弁制御機構
Ｂのピストン７による押圧ロッド３の前進量が変化し、
開度調整スリーブ２の変形による内断面の開度が変化す
る。

【００１７】以上のような流量調整弁機構Ａと調整弁制
御機構Ｂによる流量の調整作用が連続的に交互に繰り返
されることにより、流量調整弁機構Ｂへの流動材料の流
量や圧送圧力が大小変化しても、調整弁制御機構Ｂから
吹付ノズルなどへ流送される流動材料は機械的に一定圧
・一定流量に自動的に調整されることになる。

【００１８】従って、ポンプ圧送方式による複数本ノズ
ルによる同時施工においても、各ノズルに向かうライン
の材料流動量のバランス調節と安定供給の自動制御が無
理なく可能となり、施工能率を倍増させて、工期、工費
の大幅な縮減が可能となると共に、調整制御機構が故障
や損耗の少ない機械的な部材で構成されているため、少
々手荒い作業を伴う吹付施工においても故障なく安定し
て使用でき、しかも調整制御機構に電力などを要しない
ため、電力の供給が困難な山岳地などの悪条件下におい
ても施工が可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は、ＳＦモルタル等の流動材
料移送ラインを二方向に分岐するためのＹ字管の２本の
分岐管に直接または所要の接続管路を介して間接的に接
統するこの発明に係る流動材料定流量弁装置を示したも
ので、ポンプ側（図の右側）に流量調整弁機構Ａが、ま
たノズル側（図の左側）に調整弁制御機構Ｂが一連に配
置されている。

【００２０】流量調整弁機構Ａは図２に示すように、Ｙ
字管の分岐管から圧送されるモルタル等の流動材料を導
入する管体１の内部にゴム等の柔軟な弾性材からなる開
度調整スリーブ２を挿填し、この開度調整スリーブ２を
その中間部の外側にその径方向に対向して進退自在に配
置した押圧ロッド３，３により対向方向に押圧して、こ
の部分の開度調整スリーブ２の内空間の内断面（開度）
を適宜広狭調節することにより、その内部に圧送される
流動材料の流量を調整するように構成されている。

【００２１】開度調整スリーブ２は押圧ロッド３，３の
対向部分よりもポンプ側の一部分においてビス４等で管
体１に固定され、それ以外の部分は管体１と切り離され
て弾性変形自在となっている。

【００２２】押圧ロッド３は、管体１の中間部外周に取
り付けた固定台座５に相対して取り付けたピストンシリ
ンダ６内のピストン７に一体に取付けられ、このピスト
ン７が前進するときに固定台座５及ぴ管体１に明けた通
孔８から開度調整スリーブ２に向かって突出するように
なっている。

【００２３】ピストンシリンダ６の後部側のシリンダ室
には圧油の供給口９が設けられ、これに送油ホース１０
の一端が接続されている。

【００２４】ピストン７の後部側には、油圧によるその
前進カを補助する押圧補助バネ１１が設置されている。

【００２５】調整弁制御機構Ｂは図３に示すように、管
体１との接続部分である短い接続管体１２’が管体１と
同径で、それよりも前方の本体部が接続管体１２’より
も径の大きい太径管体１２の内部に、一端部を接続管体
１２’の内面に取付けたゴム等の柔軟な弾性材からなる
油圧作動スリーブ１３を装填し、この油圧作動スリーブ
１３の外周と太径管体１２の内周面間の空隙に油を満た
した油圧室１４を形成すると共に、この油圧作動スリー
ブ１３の外周に、その周方向及ぴ長手方向の複数箇所に
油圧作動スリーブ１３の径方向に進退自在に配置し、こ
れらの弾力支持体１５により油圧作動スリーブ１３をそ
の中心方向に押圧して若干その内断面を縮小させた状態
で弾カ的に支持し、この油圧作動スリーブ１３内に圧送
された流動材料の圧力が弾力支持体１５の弾圧支持力よ
りも大きくなって油圧室１４内の油を加圧するときに、
その圧油をこの油圧室１４に他端を接続した上記送油ホ
ース１０を介してピストンシリンダ６に圧送するように
構成されている。

【００２６】弾力支持体１５は油圧作動スリーブ１３に
接する先端頭部が半円状のロッドで、その先端方向に押
圧バネ１６による弾圧カが作用している。

【００２７】押圧バネ１６は、太径管体１２の外周に設
けたバネケース１７内にねじ込んだ調整ねじ１８の先端
と弾力支持体１５の張り出し部間に設置され、調整ねじ
１８のねじ込み調整により、弾カ支持体１５による油圧
作動スリーブ１３への支持圧を調整するようになってい
る。

【００２８】管体１と接続管体１２’とは、カップリン
グ１９により連結され、それらの内部の開度調整スリー
ブ２と油圧作動スリーブ１３は一連に連続している。

【００２９】上記のように構成された定流量弁装置は図
４に示すようにカバー２０で覆うと共に、その後端にＹ
字管２１などの分岐管を、また前端にノズル付きマテリ
アルホース２２を接続する。

【００３０】図５はこの発明の定流量弁を用いたポンプ
圧送方式による吹付施工の概要を示したもので、ＳＦモ
ルタル圧送ポンプ２３の材料吐出口から内径 3.5インチ
（約88.9mm）の鋼管を吹付法尻中央付近まで配管し、こ
れにフレキシブルなマテリアルホース２４を法面全域に
届く程度に接続延長し、これにＹ字管を介してその各分
岐管２１に本発明の定流量弁装置を個々に接統し、さら
にこれに先端に吹付ノズル２５を設けた所要長（3m〜10
m 程度）のマテリアルホース２２を接続する。

【００３１】そして、圧送中の材料重量を含む各マテリ
アルホース２２、Ｙ字管２１、本発明の定流量弁装置な
どの重量が吹付作業に負担を及ぼさないように、法面上
部から垂らした吊持ロープ２６で吊りながら、法面上部
から下部に向かって吹付作業を行う。

【００３２】なおこの場合、特殊急硬剤を使用すること
によって、吹付材料（ＳＦモルタル）がノズルから噴射
される瞬間にスランプ値が０となるようにする。

【００３３】この急硬剤は２種類の混和剤（仮称：Ａ
剤、Ｂ剤）から成り、Ａ剤は事前にモルタルに混合し、
Ｂ剤は現場の吹付ノズル内で噴射直前の材料（ＳＦモル
タル）に混合して使用する。

【００３４】このような急硬剤の使用方法によるため、
材料の配管内の状態は比較的流動性が良好であり、塑性
体ではなく粘性流体として吹付装置内を流動することに
なるのである。

【００３５】なお、以上の説明では主として２本ノズル
による施工について説明したが、圧送ポンプの能力がさ
らに大きな機種を選定した場合には、３本以上のノズル
方式も可能である。

【００３６】また本発明の装置は、ＳＦモルタルの吹付
工のみならず、泥土吹付工、生コンクリート吹付工、プ
レミックス改良土打設工等の流動材料圧送管路への利
用、あるいは圧カ変動流体の定量吐出装置として、一般
のプラント設備等への利用も可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上の通りこの発明によれば、流量調整
弁機構Ａと調整弁制御機構Ｂによる流量の調整作用が連
続的に交互に繰り返されることにより、流量調整弁機構
Ｂへの流動材料の流量や圧送圧力が大小変化しても、調
整弁制御機構Ｂから吹付ノズルなどへ流送される流動材
料は機械的に一定圧・一定流量に自動的に調整されるこ
とになり、その結果ＳＦモルタルなどの吹付施工におい
て、Ｙ字管によって分岐した複数本のマテリアルホース
の双方に材料を安定供給し、複数本ノズル方式による吹
付施工を可能にし、工期、工費の大幅な削減が可能とな
る。

【００３８】また、流量の調整機構が柔軟な弾性材のス
リーブや油圧機構などの機械的部材によって構成されて
いるため、少々手荒い作業を伴う吹付施工においても故
障なく安定して使用でき、しかも調整制御機構に電カな
どを要しないため、電力の供給が困難な山岳地などの悪
条件下においても施工が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の定流量弁装置の側面図である。

【図２】この発明に係る流量調整弁機構を示す縦断側面
図である。

【図３】この発明に係る調整弁制御機構を示す縦断側面
図である。

【図４】この発明の定流量弁装置の接続配置状態を示す
部分平面図である。

【図５】ポンプ圧送によるこの発明の定流量弁装置を用
いた法面吹付施工の状態を示す概要図である。

【符号の説明】

Ａ 流量調整弁機構 Ｂ 調整弁制御機構 １ 管体 ２ 開度調整スリーブ ３ 押圧ロッド ４ ビス ５ 固定台座 ６ ピストンシリンダ ７ ピストン ８ 通孔 ９ 供給ロ １０ 送油ホース １１ 押圧補助バネ １２ 太径管体 １２’ 接続管体 １３ 油圧作動スリーブ １４ 油圧室 １５ 弾カ支持体 １６ 押圧バネ １７ バネケース １８ 調整ねじ １９ カップリング ２０ カバー ２１ Ｙ字管 ２２ マテリアルホース ２３ 圧送ポンプ ２４ マテリアルホース ２５ 吹付ノズル ２６ 吊持ロープ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】管体の内部にゴム等の柔軟な弾性材からな
   る開度調整スリーブを弾性変形自在に装填し、前記管体
   の中間部外周に取付けたピストンシリンダ内のピストン
   に一体に取付けた押圧ロッドを、前記開度調整スリーブ
   の中間部の外側にその径方向に進退自在に配置し、前記
   ピストンが前進するときに前記押圧ロッドが前記管体に
   明けた通孔から前記開度調整スリーブに向かって突出し
   て開度調整スリーブを押圧し、この部分の前記開度調整
   スリーブの内空間の内断面を広狭調節することにより、
   その内部に圧送される流動材料の流量を調整するように
   構成された流量調整弁機構と、前記管体に接続したそれ
   よりも径の大きい太径管体の内部に、一端部を前記管体
   との接続部分に取付けたゴム等の柔軟な弾性材からなる
   油圧作動スリーブを装填し、この油圧作動スリーブの外
   周と前記太径管体の内周面間の空隙に油を満たした油圧
   室を形成すると共に、この油圧作動スリーブの外周に、
   その周方向及び長手方向の複数箇所に複数の弾力支持体
   を前記油圧作動スリーブの径方向に進退自在に配し、こ
   の弾カ支持体により前記油圧作動スリーブをその中心方
   向に押圧して若干その内断面を縮小させた状態で弾力的
   に支持し、この油圧作動スリーブ内に圧送された流動材
   料の圧力が前記弾カ支持体の弾圧支持カよりも大きくな
   って前記油圧室内の油を加圧するときに、その圧油を送
   油ホースを介して前記ピストンシリンダの後部側のシリ
   ンダ室に圧送するように構成された調整弁制御機構とか
   らなることを特徴とする流動材料圧送管路に用いる定流
   量弁装置。