JP7019924B2 - 高密度材料バルブ - Google Patents

Description

本発明は、本発明は、第１貫通開口と、第２貫通開口と、両方の貫通開口と相互に作用するバルブ部材とを有する高密度材料バルブに関する。

このようなバルブは、生コンクリートまたはモルタルなどの高密度材料の搬送に使用される。この場合、高密度材料が第１貫通開口を通過する第１搬送状態と、高密度材料が第２貫通開口を通過する第２搬送状態とが存在する。高密度材料バルブは、特定の搬送状態に適した高密度材料用の貫通開口を開放する働きをする。

バルブ部材が２つの貫通開口に関連付けられる高密度材料バルブは、たとえば独国特許出願公開第１０２０１３２１５９９０号明細書、米国特許８，８２７，６５７号明細書、独国特許出願公開第１９５０３９８６号明細書、独国特許出願公開第１０２００５００８９３８号明細書で既知である。バルブ部材はＳ字のパイプセグメント形状であり、その一端を任意で第１貫通開口または第２貫通開口に連結することができる。これは機械的に複雑である。

本発明が解決しようとする課題は、より簡単な構造の高密度材料バルブを提案することである。上記の先行技術から始まり、この課題は請求項１に記載の特徴によって解決される。好適な実施形態は従属請求項に示されている。

本発明にかかる高密度材料バルブにおいて、両方の貫通開口に関連付けられるバルブ部材は枢動軸線に関して枢動可能に取り付けられ、この枢動軸線を中心とする湾曲した封止面を有する。バルブ部材は第１状態において、第１貫通開口を開放し、第２貫通開口を閉鎖する。バルブ部材は第２状態において、第２貫通開口を開放し、第１貫通開口を閉鎖する。本発明の一変形例において、バルブ部材は封止部とピボット部とを備える。ピボット部は枢動軸線において回転可能に取り付けられている。封止部は接続構造を介してピボット部に接続されている。

本発明にかかる設計のおかげで貫通開口とバルブ部材の枢動軸線との間に簡単な空間的相関性があるため、高密度材料バルブの簡単な設計構成が可能になる。封止部が接続構造を介してピボット部に接続されている場合、封止部と貫通開口との間に確実な封止効果が得られる。

高密度材料は搬送しにくい媒体の総称である。高密度材料はたとえば、粗粒子状成分を含む物質、活性成分を含む物質などである。高密度材料はバルク材料であってもよい。一実施形態において、高密度材料は生コンクリートである。生コンクリートは３０ｍｍまでの大きさの粒子を含んでおり、見えない場所で結合して沈着物を形成するなどの理由から、搬送するのが難しい。

バルブ部材は高密度材料バルブの内部空間に配置されてもよい。本発明にかかる高密度材料バルブは、高密度材料が貫通開口を通って高密度材料バルブの内部空間に入るように構成されてもよい。高密度材料バルブは、いったん中に入れられた高密度材料がまたバルブを出る際に通る出口開口をさらに有していてもよい。パイプが出口開口に接続されていてもよく、このパイプを通して高密度材料がさらに運搬される。貫通開口と出口開口との間の通路はバルブ部材を通らないように調整されてもよい。

第１貫通開口および第２貫通開口は、バルブ部材の封止面と相互に作用するように設計された封止面をそれぞれ有していてもよい。封止面はたとえば、貫通開口のまわりに延在する円形の、高密度材料バルブの筐体の内面でありうる。貫通開口の封止面はバルブ部材の枢動軸線を中心とする（同心の）湾曲部を有していてもよい。相互に作用する封止面の同心の湾曲部のおかげで、湾曲部の軸線に対応する枢動軸線を中心にバルブ部材を回転させることができる。このようにすれば、開口の一方はそこを通る自由な流れを得ることができ、それに対し、バルブ部材の封止面は封止するようなかたちで他方の貫通開口の封止面と相互に作用する。封止とは、１００パーセントの気密性が要求されない適用領域について理解されるべきである。

一実施形態において、同心の湾曲部は、シリンダ軸線が枢動軸線と同じである場合のシリンダ外皮の一部に相当する。本実施形態では、バルブ部材の封止面と枢動軸線との半径方向の間隔は、枢動軸線の長さにわたって均一である。この半径方向の間隔が枢動軸線に沿って変動する実施形態も含まれる。いずれの場合も、湾曲部は円周方向の円セグメントに相当してもよい。

第１貫通開口と第２貫通開口との間に中間面が配置されてもよく、前記中間面も同様に枢動軸線を中心とする湾曲部を有する。このようにすれば、枢動軸線を中心とする連続した輪郭をつくることが可能であり、前記輪郭は第１貫通開口から中間面を通って第２貫通開口へ延在する。

バルブ部材が第１または第２貫通開口を閉鎖する上記の切換状態に加え、高密度材料バルブは第１貫通開口と第２貫通開口の両方が開放されている第３切換状態（中間状態）を有してもよい。中間状態において、バルブ部材は第１貫通開口と第２貫通開口との間に位置してもよい。２つの貫通開口の間隔は、両方の貫通開口が完全に開放されるほど大きくてもよい。これには、開口を通ってのびる材料の流れに封止面の縁がさらされないという利点がある。一方または両方の貫通開口が引き続き部分的にバルブ部材で覆われているようにすることも可能である。

バルブ部材は封止部とピボット部とを備えていてもよく、ピボット部は枢動軸線において回転可能に取り付けられている。高密度材料バルブの異なる状態の間で切換処理を行うため、電動駆動装置がピボット部にかみ合っていてもよい。

バルブ部材は、封止部とピボット部との間の接続をもたらす接続構造を備えていてもよい。接続構造は、枢動軸線に関してかかるトルクへの剛性を持つように設計されてもよい。ここで剛性を持つとは、枢動軸線に関してピボット部が曲がると、封止部も対応する枢動運動を行うことをいう。

半径方向について、接続構造は封止部がピボット部と相対的に動くことを可能にしてもよい。このような相対的な動きによって、バルブ部材と貫通開口との間で所望の封止効果が生じるように封止面と枢動軸線との半径方向の間隔が適合されてもよい。

接続構造は、封止部とピボット部との間に位置する弾性部材を備えてもよい。高密度材料バルブの始動状態において、弾性部材は圧縮されていてもよい。作動中に封止面同士の間で摩耗が生じると、弾性部材が引き伸ばされる。したがって、摩耗が自動的に補償される。

これに加えて、またはこれに代えて、ピボット部に対して半径方向に封止部を動かすために、本発明にかかるバルブ部材は駆動装置を備えてもよい。駆動装置を用いて作動中に封止部の位置をピボット部に適合させてもよい。駆動装置を用いて弾性部材のばね張力を調整することも可能である。たとえば、駆動装置は油圧式駆動装置または機械式駆動装置であってもよい。

一変形例においてバルブ部材は、封止面と、枢動可能に取り付けられたシャフトまたは枢動可能に取り付けられた複数のスタブシャフトとの間に、剛性連結部を備える。それにより、シャフトまたはスタブシャフトがバルブ筐体に対して弾性的に取り付けられているとき、バルブ筐体に対する封止面の半径方向の可動性がもたらされる。たとえば、シャフトまたはスタブシャフトのまわりに延在する１つ以上の弾性部材が設けられてもよい。本実施形態には、弾性部材が高密度材料の流れに影響されないというメリットがある。

バルブ部材は、本発明にかかる高密度材料バルブの筐体の中に配置されてもよい。心棒端が枢動軸線と直角をなす状態で、バルブ部材が筐体の端壁のそばに配置されてもよい。したがって、バルブ部材の枢動運動は端壁と平行になる。高密度材料の粗粒子状成分でもバルブ部材と端壁との間にスペースができるように、バルブ部材は端壁から離されていてもよい。これにより、バルブ部材が作動しやすくなる。

別の一実施形態において、バルブ部材と端壁との間隔は高密度材料の粗粒子状成分より小さい。バルブ部材は、バルブ部材が作動しているときに高密度材料を端壁に沿う側へ押すへらを備えていてもよく、これによってバルブ部材と端壁との間で締め付けられる粒子がなくなる。へらは端壁にもたれかかっても、端壁から若干間隔をあけていてもよい。

筐体は第２端壁を有していてもよく、これによりバルブ部材は第１端壁および第２端壁の間に位置する。これに合わせてバルブ部材と第２端壁との相互作用を構成することができる。

バルブ部材のシャフトは高密度材料バルブの筐体に取り付けることができる。ここに２つの軸受を、軸受間のバルブ部材を囲うように配置することができる。この軸受の間には、バルブ部材のピボット部の成分であるシャフトが延在することができる。

本発明にかかる高密度材料バルブは、高密度材料バルブの入口開口と出口開口との間の直線状の接続部が枢動軸線と交差するように設計されていてもよい。バルブ部材のシャフトが枢動軸線に沿って連続的に延在している場合、材料の流れは湾曲した軌道に沿ってシャフトより先へ運搬されなければならない。

流動抵抗を低く維持するため、バルブ部材は材料の流れをシャフトより先へ導くガイド面を備えていてもよい。ガイド面は（バルブ部材が動く方向から見て）封止面と隣接していてもよく、バルブ部材と枢動軸線との先に略直線状の経路を画定してもよい。ガイド面は平坦なガイド面であってもよく、特に枢動軸線と平行の向きにすることのできるものであってもよい。材料の流れが出口開口に入りやすくなるように、ガイド面は出口開口に隣接する端部に凹部が設けられていてもよい。バルブ部材はこのようなガイド面を２つ備えていてもよく、このガイド面の間に封止面が囲われている。バルブの切換状態によって、材料の流れを一方および／または他方のガイド面に沿って導くことができる。

枢動軸線がバルブ部材の胴体に囲まれるようにバルブ部材が設計されているときにこのようなガイド面は特にメリットがある。バルブ部材の弾性部材は、バルブ部材のシャフトのまわりに延在していても、枢動軸線と封止面との間に配置されていてもよい。

流動抵抗を低く維持するため、シャフトは２つのスタブシャフトを備えていてもよく、スタブシャフトはバルブ筐体の軸受に引き込まれる。２つのスタブシャフト同士の接続は接続構造によってもたらされ、接続構造と封止面との間隔は枢動軸線と封止面との間隔より小さい。接続構造は枢動軸線に沿って延在せず、むしろ封止面の近くに位置するため、出口開口に向かう経路上の材料の流れのために開けた空間が残る。特に、閉鎖されていない貫通開口の中間点から排出開口の中間点までのびる直線がバルブ部材と交差しないように接続構造が構成されていてもよい。

シャフトと封止部との接続のため、接続構造は封止部までのびる支柱を有していてもよい。特に、支柱は半径方向に向けられていてもよい。封止部について、支柱は中央に位置していてもよい。支柱がバルブ筐体の端壁から間隔をあけている場合、高密度材料が支柱のまわりを適切に流れることができる。

接続構造は封止部の方向にのびる２つの支柱を有することも可能である。支柱は互いに平行で、半径方向に向けられていてもよい。これらの支柱は、枢動軸線と封止部の中心の間にある領域が開けた状態で維持され、そこを高密度材料が流れることができるように配置されてもよい。枢動軸線とバルブ部材の封止面との間隔について、開けた状態で維持される領域は少なくとも１０％、好ましくは少なくとも３０％、より好ましくは少なくとも５０％にわたって広がっていてもよい。

２つの支柱は筐体の端壁から間隔をあけていてもよい。また、支柱はへらとして構成されていてもよく、これにより、バルブ部材が作動しているときに高密度材料が端面に沿って押しのけられる。

材料の流れが一方の貫通開口を通ってバルブの内部空間に入り、バルブ部材を通り越し、出口開口を通ってまたバルブを出るように本発明にかかる高密度材料バルブが使用される場合（ポンプモード）、高密度材料バルブの内部空間とバルブ部材によって閉鎖された貫通開口に隣接する外部空間との間に圧力差が通常ある。高密度材料バルブは圧力差がバルブ部材に力を及ぼすように設計されていてもよく、これが封止効果を高める。

内部空間の圧力が外部空間の圧力より高い場合、貫通開口の封止面に対してバルブ部材が半径方向に押し付けられる。方向をさす用語の半径とは、バルブ部材の枢動軸線に関するものである。このためバルブ部材は、内部空間内の圧力を半径方向にかかる力に変換する外面を有していてもよい。外面とは、バルブ部材の内部空間で高密度材料に接触している高密度材料バルブの領域をいう。

特に、バルブ部材は封止面の反対側に位置する外面を有していてもよい。外面は半径方向と垂直に交わるような向きであってもよい。すると、外面にかかる圧力は封止効果を直接高めるような向きとなる。

バルブ部材は半径方向に対して傾いた外面を有していることも可能であり、そうすると圧力の一部のみが封止面の方向にかかる。

バルブ部材は２つの反対向きの傾いた外面を有していてもよい。反対とは、半径方向にかかる圧力の成分が積み重なるように外面が向けられていることを意味する。

材料の流れが逆方向に動くように本発明にかかる高密度材料バルブが使用される場合（吸引モード）、圧力差を使ってバルブ部材の封止効果を強めることが通常できなくなる。すると、封止効果は主にピボット部から封止部に及ぼされる力から生じるようになる。記述のとおり、この力は弾性バイアスまたは作動している駆動装置によって生み出される。

さらに、本発明はそのような高密度材料バルブを装備しているポンプに関する。ポンプ運転中にポンプの搬送部材によって移動させられている材料が第１開口および／または第２開口を通って高密度材料バルブの内部空間に入るように高密度材料バルブが配置されていてもよい。

ポンプは第１搬送シリンダと第２搬送シリンダとを備えていてもよい。各搬送シリンダにはピストンが配置されていてもよく、ピストンがポンプ運転中に後退運動をしながら搬送シリンダの内部空間へ高密度材料を吸引し、前進運動をしながら高密度材料バルブの貫通開口の方向に高密度材料を運ぶ。

２つの搬送シリンダの搬送の流れは高密度材料バルブの上流で離隔し、共通の搬送の流れに集まって高密度材料バルブに結合してもよい。第１搬送シリンダからの搬送の流れは、高密度材料バルブの第１貫通開口を通って高密度材料バルブの内部空間に入ってもよい。第２搬送シリンダからの搬送の流れは、高密度材料バルブの第２貫通開口を通って高密度材料バルブの内部空間に入ってもよい。

ピストンは、前進運動より後退運動の方が短い間隔で生じるように作動される。一方のピストンの前進運動の始まりは、他方のピストンの前進運動の終わりと重なっていてもよい。すると、両方のピストンが並行して高密度材料バルブの方向に材料を搬送している時間間隔が生じる。

高密度材料バルブの切換位置は、搬送シリンダ内のピストンの動きに合わせてもよい。第１搬送シリンダのピストンが前進運動中であり、第２搬送シリンダのピストンが後退運動中である場合、高密度材料バルブを、第１貫通開口が開き、第２貫通開口が閉鎖された第１状態に切り換えることができる。第２搬送シリンダのピストンが前進運動中であり、第１搬送シリンダのピストンが後退運動中である場合、高密度材料バルブを、第２貫通開口が開き、第１貫通開口が閉鎖された第２状態に切り換えることができる。両方の搬送シリンダのピストンが前進運動である中間段階では、どちらの貫通開口も閉鎖されていない状態に高密度材料バルブを切り換えることができる。高密度材料バルブの中間状態では、両方の貫通開口が開いていることが好ましい。

第１搬送シリンダのピストンが後退運動中であり、第２搬送シリンダのピストンが前進運動中であるとすると、高密度材料バルブの第１貫通開口の上下流間に圧力差がある。高密度材料バルブの内部空間内の圧力は、前進運動によって第２搬送シリンダのピストンによって材料に及ぼされる圧力に実質的に相当する。第１貫通開口の上流には、第１搬送シリンダの吸引圧力が生じるが、かなり低い。上述のとおり、この圧力差を利用してバルブ部材と第１貫通開口との間の封止効果を強めることができる。逆に、第２搬送シリンダのピストンが後退運動中であり、第１搬送シリンダのピストンが前進運動中であるとすると、高密度材料バルブの第１貫通開口の上下流間に同様の圧力差がある。

バルブ部材の上下流間の圧力差は高密度材料バルブの切換処理の妨げになる。したがって、この圧力差に対して軽減された圧力差がバルブ部材の上下流間にあるときに切換処理が起こるように高密度材料バルブを設計してもよい。このため、貫通開口がバルブ部材によって閉鎖されている方のピストンの後退運動が完了している場合に限って切換処理が起こるのが好適である。それぞれのピストンが前進運動を開始して、それぞれの貫通開口の前ですでに圧力がもう一度蓄積している場合に限って切換処理が起こるのがさらに好適である場合もある。

他方のピストンの後退運動が始まる前に切換処理が終了するように高密度材料バルブが設計されていてもよい。特に、他方のピストンの前進運動が終わる前に切換処理が終了するように高密度材料バルブが設計されていてもよい。一方の貫通開口が閉鎖され、他方の貫通開口が開いている第１切換状態から、どちらの貫通開口も閉鎖されていない中間状態を経て、どちらかの貫通開口が閉鎖されているか開いている第２状態にバルブ部材が移行させられるように切換処理が設計されていてもよい。特に、バルブ部材の上下流間の圧力差が小さい場合に限ってバルブ部材の切換処理が始められるようにポンプが設計されていてもよい。

上記はポンプのポンプモードに関するものである。吸引モードにおいて、ポンプは逆方向に操作されてもよい。吸引モードはたとえば、高密度材料バルブおよび付属の搬送ラインを清掃する働きまたはこの領域の障害物を取り除く働きをしてもよい。そして、搬送シリンダと高密度材料バルブとの相互作用は逆の手順で互いに調整される。

吸引モードにおいて、バルブ部材の上下流間の圧力差は通常バルブ部材の封止圧力を減少させる傾向にある。したがって、貫通開口の方向にかかる力がピボット部を介して封止部に及ぼされ、そのような陰圧差においてでも十分な封止効果を有するように、バルブ部材が設計されるべきである。

本発明は、好適な実施形態により、添付の図面を参照しつつ以下に一例として説明される。

本発明にかかる高密度材料バルブを備えた、高密度材料ポンプ付き車両。 本発明にかかる高密度材料バルブを備えた高密度材料ポンプの（油圧記号による）ブロック図。 本発明にかかる高密度材料バルブを備えた高密度材料ポンプの透視図。 図３のポンプの断面図。 図３の高密度材料ポンプの状態を表す概略図（図５Ａはバルブ部材の状態を示し、図５Ｂはバルブの状態を示す）。 図３の高密度材料ポンプの別の状態を表す概略図（図６Ａはバルブ部材の状態を示し、図６Ｂはバルブの状態を示す）。 図３の高密度材料ポンプのさらに別の状態を表す概略図（図７Ａはバルブ部材の状態を示し、図７Ｂはバルブの状態を示す）。 図３の高密度材料ポンプのさらにもう１つの状態を表す概略図（図８Ａはバルブ部材の状態を示し、図８Ｂはバルブの状態を示す）。 本発明にかかるバルブ部材の概略図。 バルブ部材の封止部にかかる圧力を表す図。 一部が断面図で表された、本発明にかかる高密度材料バルブのバルブ部材。 本発明の別の実施形態におけるバルブ部材。 本発明のさらに別の実施形態におけるバルブ部材。 図１３の実施形態の断面図。

図１に表されたトラック１４の積荷面には、コンクリートポンプ状の高密度材料ポンプ１５が配置されている。高密度材料ポンプ１５は、貯留槽（図示せず）からコンクリートが充填されるプレフィルタンク１６を備える。高密度材料ポンプ１５は、プレフィルタンクからコンクリートを吸引し、配送ブーム１８に沿ってのびている接続パイプ１７を介してコンクリートを搬送する。配送ブーム１８は枢動リング１９上に搭載され、数個の継ぎ目によって広げられることによってパイプ１７の端をトラック１４から間隔をあけた位置に置くことができる。この場所において、コンクリートが接続パイプ１７から取り出される。

図２に即した高密度材料ポンプは、第１搬送シリンダ２１と第２搬送シリンダ２２とを備える。各搬送シリンダ２１、２２は、ピストンを備えており、ピストンは後退運動をしながらプレフィルタンク１６からコンクリートを吸引し、前進運動をしながらポンプの出口２３の方向にコンクリートを搬送する。

第１搬送シリンダ２１は第１吸入バルブ２４につながっている。第１搬送シリンダ２１の後退運動中、吸入バルブ２４は開かれているため、搬送シリンダ２１はプレフィルタンク１６からコンクリートを吸引することができる。第１搬送シリンダ２１の前進運動中、吸入バルブ２４は閉鎖されており、コンクリートがポンプ出口２３の方向へ搬送されることが可能になる。第２搬送シリンダ２２は第２吸入バルブ２５につながっているため、第２吸入バルブ２５の切換処理は第２搬送シリンダ２２の後退運動および前進運動に同調する。

ポンプは、第１搬送シリンダ２１および第２搬送シリンダ２２の両方に共通の排出バルブを形成する高密度材料バルブ２６を備える。高密度材料バルブ２６は、第１搬送シリンダ２１で運ばれるコンクリート用の第１貫通開口２７と、第２搬送シリンダ２２で運ばれるコンクリート用の第２貫通開口２８とを備える。高密度材料バルブのバルブ部材３２は、第１切換状態２９において、第１貫通開口２７を閉鎖し、第２貫通開口２８を開いたままにしておく。第２切換状態３０において、高密度材料バルブ２６は第２貫通開口２８を閉鎖し、第１貫通開口２７を開いたままにしておく。第３切換状態３１（中間状態）においては、両方の貫通開口２７、２８が開いている。

２つの搬送シリンダ２１、２２は、前進運動より後退運動の方が短い間隔で生じるように動かされる。一方の搬送シリンダの始まりは、他方の搬送シリンダの前進運動の終わりに重なる。したがって、どの瞬間においても、コンクリートが搬送シリンダ２１、２２の少なくとも一方から高密度材料バルブ２６の方向に搬送されている。

高密度材料バルブ２６のバルブ部材３２は、駆動装置によって異なる切換状態の間で能動的に切り換えられる。第１搬送シリンダ２１が前進運動中で第２搬送シリンダ２２が後退運動中である場合、高密度材料バルブ２６は第１搬送シリンダ２１からの材料の流れのみが高密度材料バルブ２６を通り抜けられる切換状態３０にある。第２搬送シリンダ２２が前進運動中で第１搬送シリンダ２１が後退運動中である場合、高密度材料バルブ２６は第２搬送シリンダ２２からの材料の流れのみが高密度材料バルブ２６を通り抜けることができる切換状態２９にある。搬送シリンダ２１、２２の両方が前進運動中である重複段階では、高密度材料バルブ２６は搬送シリンダ２１および２２からの材料の流れが高密度材料バルブ２６を通り抜けることができる中間状態３１にある。

２つの搬送シリンダ２１、２２には前進運動の基本速度がある。前進運動の基本速度は、搬送シリンダ２１、２２それぞれにとって他方の搬送シリンダが後退運動中に使われる。基本速度は、この段階でポンプ出口２３の方向に搬送される材料の流れを画定する。搬送シリンダ２１、２２の両方が前進運動中である重複段階では、２つの前進運動の速度の合計が基本速度になるように、基本速度に比べて速度を遅くする。このようにして、重複段階でも材料の一定の流れがポンプ出口２３の方向において維持される。

図３は本発明にかかる高密度材料ポンプを透視図で表している。吸入バルブ２５が開放された状態なので、ポンプの対応する吸入開口４５は開けており、高密度材料を第２搬送シリンダ２２でプレフィルタンク１６（図１）から吸引することができる。第１吸入バルブ２４は閉鎖された状態である。第１搬送シリンダ２１のピストンが前進運動中のとき、材料の流れはポンプ出口２３の方向に高密度材料バルブ２６の第１貫通開口２７を通り抜ける（図４参照）。

ポンプの操作手順を図５から図８の概略図を使って説明する。図５Ａにおいて、高密度材料バルブ２６のバルブ部材３２が切り換えられて第１搬送シリンダ２１の貫通開口２７を閉鎖し、前記バルブ部材は第２搬送シリンダ２２の貫通開口２８を開いたままにしておく。第２搬送シリンダ２２の吸入バルブ２５は閉鎖されている（図５Ｂ参照）。第２搬送シリンダ２２は前進運動中であり、コンクリートを貫通開口２８を通して高密度材料バルブ２６の内部空間へ、そしてポンプ出口２３へ搬送する。バルブ部材３２の上下流間に圧力差があるおかげで、バルブ部材３２と貫通開口２７との間の封止効果が高まる。第１搬送シリンダ２１の吸入バルブ２４は開放されているため、第１搬送シリンダ２１は後退運動をしながらプレフィルタンク１６からポンプの吸入開口４４を通してコンクリートを吸引することができる。

第１搬送シリンダ２１の後退運動は第２搬送シリンダ２２の前進運動より早く終了する。図６は、第１搬送シリンダ２１の前進運動が始まり、第２搬送シリンダ２２の前進運動がちょうど終わろうとする状態を表している。吸入バルブ２４、２５の両方が閉鎖されている。第１搬送シリンダ２１が貫通開口２７の前で再度圧力を高めたため、高密度材料バルブ２６の中間状態３１への切換が始まっており、バルブ部材３２の上下流間にはごくわずかな圧力差がまだある。切換後、高密度材料バルブ２６は中間状態３１にあり、バルブ部材３２は第１貫通開口２７と第２貫通開口２８との両方を開いたままにしておく。搬送シリンダ２１、２２の両方について前進運動が減速し、それまで第２搬送シリンダ２２のみによって搬送されていた量の材料を、こんどは搬送シリンダ２１、２２両方が搬送する。

第２搬送シリンダ２２の前進運動が終わった後、吸入バルブ２５が開放される（図７Ｂ参照）。減圧のため、第２搬送シリンダ２２は吸入バルブ２５が開く前に最初の後退運動をすでに行っていてもよい。吸入バルブ２５が開放されると、第２搬送シリンダ２２は後退運動をしながらプレフィルタンク１６からポンプの吸入開口４５を通してコンクリートを吸引することができる。第１搬送シリンダ２１はその基本速度で前進し、ポンプ出口２３への材料の流れは変わらず維持される。

図８において、第１搬送シリンダ２１の前進運動が終わるとともに、第２搬送シリンダ２２の前進運動が再開する。第１搬送シリンダ２１の前進運動が終わるとサイクル終了となり、ポンプは再度図５の状態に移行する。

高密度材料バルブ２６のバルブ部材３２は図９にしたがいピボット部３４と封止部３５とを備える。ピボット部３４はシャフト３３の２つの部分を有し、この部分によってピボット部は枢動軸線３６に関して回転可能に取り付けられている。シャフト３３と封止部３５との間には接続構造４８が形成されており、これは図９では単に概略的に表されている。接続構造４８により、封止部３５とシャフト３３との半径方向の間隔を変えることが可能である。また、接続構造４８はトルクへの剛性を持っている。したがって、シャフトがある角度だけ回転させられると、封止部３５が同じ角度の枢動運動を行う。

封止部３５の下面は、枢動軸線３６を中心とする円筒部分の形状をした封止面３８を形成している。高密度材料バルブ２６の筐体は、同様に円筒部分の形状をした、一致する合わせ面を有する。高密度材料バルブ２６の貫通開口２７、２８は、この合わせ面に形成されている。バルブ部材３２の封止面３８はバルブ筐体の合わせ面と相互に作用し、切換状態によって貫通開口２７または貫通開口２８を封止することができる。

図１０は、封止部３５によって閉鎖された貫通開口２７の前よりも、高密度材料バルブの内部空間の方が高圧となっている高密度材料バルブの状態を表している。バルブ部材３２は封止面３８の反対に位置する外面４３を有し、高密度材料バルブ２６内に存在する材料の圧力が外面４３に対して半径方向にかかる。外側との圧力差は、バルブ部材３２とバルブ筐体との間の封止効果を高めるのに役立つ。バルブ部材３２は、互いに対称に位置する２つの外面４４、４５をさらに有する。外面４４、４５にかかる材料の圧力も同様に半径方向の成分を有するため、外面４４、４５も封止効果を高めるのに役立つ。

図１１に表されたバルブ部材３２において、ピボット部３４はくぎ５０を備え、くぎ５０は封止部３５の一致する凹部とかみ合う。くぎ５０により、摺動ガイドが形成され、摺動ガイドに沿って封止部３５がシャフト３３に対して半径方向に動くことができる。摺動ガイドは他の方向の力への剛性を持っている。

ピボット部３４と封止部３５との間には弾性材料の板３７が配置されている。板３７は、ピボット部３４と封止部３５との間の接続構造の一部である。半径方向の圧力により板３７は弾性的に圧縮されることが可能であるため、封止部３５は摺動ガイドに沿ってピボット部３４に近づく。

工場調整済み状態の本発明にかかる高密度材料バルブ２６は、板３７が弾性的に圧縮され、その結果、板３７によって半径方向に及ぼされる圧力であるバルブ筐体に対する弾性圧力をともなって封止部３５が広がるように適合されている。ポンプの作動中にバルブ部材３２またはバルブ筐体の摩耗が起こった場合、弾性板３７が伸長することによりこれを自動的に補償することができる。吸引モードにおいて、板３７は封止部３５とバルブ筐体との間に確実に十分な押圧力がかかるようにしている。

図１１に表されているバルブ部材３２はさらに、２つのスタブシャフト３３の間に自由空間が挟まれるように設計されているため、材料の流れは貫通開口２７、２８からの直通路をポンプ出口２３の方向に移動することができる。ピボット部３４は２つの支柱５１、５２を備え、これらの支柱は半径方向に延在し、両者の間の自由空間を挟んでいる。半径方向において、自由空間は枢動軸線３６と封止面３８との間隔の５０％以上にわたって広がっている。

図１２の実施形態でも、搬送の流れが排出開口の方向に動きやすいように、自由空間が同様に２つのスタブシャフト３３の間に挟まれている。中央支柱５３が半径方向に延在し、中央で封止部３５に接続されている。支柱５３のまわりには、材料の流れが動くのに十分なスペースがある。さらに、図１２では見えないが、弾性板３７および摺動ガイドによって図１１と同様の接続構造が構成されている。

図１３は、本発明にかかるバルブ部材３２の別の実施形態を表している。封止部３５はピボット部３４のまわりに広がっているため、ピボット部３４の断面は封止部の中に入っている。図１４の断面図によると、封止部３５の中でピボット部３４は長方形の断面を有する。封止部３５は、長方形の断面に一致する溝穴を有し、この中で弾性部材３７がピボット部３４の上と下とに配置されているため、封止部３５とピボット部３４との間の相対的回転運動が防止されつつ、封止部３５はピボット部３４に対して半径方向に動くことができる。ピボット部３４はレバー３９を備えており、異なる切換状態の間でバルブ部材３２を切り換えるために、レバー３９に駆動装置がかみ合ってもよい。

バルブ部材３２は、軸線方向を指す２つの端面が高密度材料バルブ２６の筐体４６に直接寄りかかるような大きさとなっている。バルブ部材の両端面はへら５５として構成される。バルブ部材３２の切換処理のあいだ、へら５５は高密度材料を筐体の端面に沿う側へ押す。

バルブ部材の側面５７はガイド面として構成される。ガイド面に沿って、材料の流れは高密度材料バルブの出口開口の方向へ搬送される。バルブ部材３２の上側には凹部５６が設けられ、凹部５６によって材料の流れが排出開口の方向に動きやすくなる。

Claims (14)

1. 第１貫通開口（２７）と、第２貫通開口（２８）と、前記貫通開口（２７、２８）の両方に関連付けられるバルブ部材（３２）とを備える高密度材料バルブであって、前記バルブ部材（３２）が枢動軸線（３６）に関して枢動可能に取り付けられており、前記バルブ部材（３２）が前記枢動軸線（３６）を中心として湾曲した封止面（３８）を有し、第１状態（３０）において前記バルブ部材（３２）が前記第１貫通開口（２７）の開放および前記第２貫通開口（２８）の閉鎖を行い、第２状態（２９）において前記バルブ部材（３２）が前記第２貫通開口（２８）の開放および前記第１貫通開口（２７）の閉鎖を行い、前記バルブ部材（３２）が封止部（３５）とピボット部（３４）とを備え、前記ピボット部（３４）が前記枢動軸線（３６）において回転可能に取り付けられており、前記封止部（３５）が接続構造（３７）を介して前記ピボット部（３４）に接続されており、
   前記高密度材料バルブが、前記第１貫通開口（２７）と前記第２貫通開口（２８）の両方が少なくとも部分的に開放される、第３切換状態を有する、高密度材料バルブ。
2. 前記バルブ部材（３２）が前記高密度材料バルブの内部空間に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の高密度材料バルブ。
3. 前記第１貫通開口（２７）と前記第２貫通開口（２８）との間に、前記枢動軸線（３６）を中心とする湾曲部を有する中間面が配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の高密度材料バルブ。
4. 前記第３切換状態において前記バルブ部材（３２）が前記第１貫通開口（２７）と前記第２貫通開口（２８）との間に位置することを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の高密度材料バルブ。
5. 前記接続構造（３７）が前記枢動軸線（３６）に関してかかるトルクへの剛性を持つことを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の高密度材料バルブ。
6. 前記接続構造（３７）が前記ピボット部（３４）に対する前記封止部（３５）の半径方向の動きを可能にすることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の高密度材料バルブ。
7. 前記接続構造が前記封止部（３５）と前記ピボット部（３４）との間に位置する弾性部材（３７）を備えることを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の高密度材料バルブ。
8. 前記バルブ部材（３２）のシャフト（３３）と前記バルブの筐体（４６）との間に弾性部材が位置していることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の高密度材料バルブ。
9. 前記バルブ部材（３２）が前記枢動軸線（３６）において取り付けられた２つのスタブシャフト（３３）を備え、前記２つのスタブシャフト（３３）が互いの間に自由空間を挟んでいることを特徴とする、請求項１～８のいずれか一項に記載の高密度材料バルブ。
10. 前記バルブ部材（３２）が前記枢動軸線（３６）と前記封止面（３８）との間に延在する１つの支柱（５１、５２、５３）を備え、前記支柱（５１、５２、５３）が前記高密度材料バルブ（２６）の筐体（４６）の端面から間隔をあけて配置されていることを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載の高密度材料バルブ。
11. 前記バルブ部材（３２）がへら（５５）を有し、前記バルブ部材（３２）の切換処理中に前記高密度材料バルブ（２６）の筐体（４６）の端面に沿って前記へら（５５）が動かされることを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載の高密度材料バルブ。
12. 前記バルブ部材（３２）が前記バルブ部材（３２）の上下流間の圧力差を半径方向にかかる力に変換する外面（４３、４４、４５）を備えることを特徴とする、請求項１～１１のいずれか一項に記載の高密度材料バルブ。
13. 請求項１～１２のいずれか一項に記載の高密度材料バルブを有する高密度材料ポンプにおいて、前記ポンプの搬送部材によって移動させられている材料が前記第１貫通開口（２７）および／または前記第２貫通開口（２８）を通って前記高密度材料バルブの内部空間に入るように設計されていることを特徴とする、高密度材料ポンプ。
14. 前記バルブ部材（３２）の上下流間に圧力差がないときに前記高密度材料バルブ（２６）の状態を切り換えるように設計されていることを特徴とする、請求項１３に記載の高密度材料ポンプ。

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