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技術 スクイーズ式ポンプ用ゴムローラ

出願人 東洋ゴム工業株式会社極東開発工業株式会社
発明者 横堀志津雄津田知英横田敏雄
出願日 2012年6月26日 (9年3ヶ月経過) 出願番号 2012-143418
公開日 2012年9月20日 (9年1ヶ月経過) 公開番号 2012-180845
状態 特許登録済
技術分野 回転型液体ポンプ(2)
主要キーワード チューブ中心軸 参考形態 復元性能 高圧圧 円筒ローラ クラウンローラ 長方形板 半径差
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2012年9月20日)のものです。
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図面 (20)

課題

厚肉ポンピングチューブ押圧したときの最大シール面圧と最小シール面圧との差を極力小さくし、全ての部位におけるシール面圧を好適な範囲に設定することができるスクイーズ式ポンプ用ゴムローラの提供。

解決手段

ゴムローラ4のローラ軸方向の中央部を膨出部6とする。ゴムローラ4のローラ軸方向の両端部を円筒部9又は円錐台部10とする。ゴムローラ4をスクイーズ式ポンプ1に装備する。厚肉のポンピングチューブ3を押圧しながら転動させる。両端部のシール面圧を低下させることなく、膨出部6が中央部のシール面圧を高める。

概要

背景

一般に、スクイーズ式ポンプは、円筒状のポンプケースポンピングチューブ湾曲させて内装し、これを湾曲内側から押圧するゴムローラ転動させることにより、ポンピングチューブの一端から吸入した生コンクリートなどの流体を他端から吐出して圧送するようになっている(例えば特許文献1)。

図17に一般的なポンピングチューブを種々のローラで押圧したときのシール面圧ローラ軸方向分布を示す。ここで、シール面圧とは、ポンプケースの内周面に沿って配置されたパッドとローラとで押し潰されたポンピングチューブの内面同士接触圧のことであり、このシール面圧が大きいほど、より大きな流体圧シールすることができる。

図17に示すように、極めて変形しにくい鉄ローラでポンピングチューブを押圧した場合、ローラ軸方向の両端部のシール面圧が大きくなり、中央部のシール面圧との差が大きくなる。このシール面圧の差は、ゴムローラを用いることによってある程度改善され、太鼓状のクラウンローラを用いて両端部のシール面圧を小さくすることによって、さらに改善される。

また、例えば一定径の円筒形状のゴムローラを用いた場合、ポンピングチューブの内面ゴム摩耗することにより、シール面圧の分布がゴムローラA、ゴムローラB、ゴムローラCの順に変化し、最終的に、中央部のシール面圧が0.0MPaを下回って(中央部に隙間が空いて面圧が働いていない状態をいう)流体をシールできなくなる。これに対して、ばね支持したばね支持ローラを用いることにより、ポンピングチューブの摩耗に応じてパッドとゴムローラとのクリアランスを変化させ、ばね支持ローラAからばね支持ローラBにシール面圧の分布が移行する際のシール面圧の変化量を抑えることがある。

このように、シール面圧の分布は、その最大シール面圧と最小シール面圧との差を極力小さくして、ポンピングチューブの内面ゴムの摩耗を考慮しても必要なシール面圧が得られ、かつ、シール面圧が大きくなる部位においてもゴム補強コードに悪影響を与えないように設定される。
特開2000−154785

概要

厚肉のポンピングチューブを押圧したときの最大シール面圧と最小シール面圧との差を極力小さくし、全ての部位におけるシール面圧を好適な範囲に設定することができるスクイーズ式ポンプ用ゴムローラの提供。ゴムローラ4のローラ軸方向の中央部を膨出部6とする。ゴムローラ4のローラ軸方向の両端部を円筒部9又は円錐台部10とする。ゴムローラ4をスクイーズ式ポンプ1に装備する。厚肉のポンピングチューブ3を押圧しながら転動させる。両端部のシール面圧を低下させることなく、膨出部6が中央部のシール面圧を高める。

目的

本発明は、厚肉のポンピングチューブを押圧したときの最大シール面圧と最小シール面圧との差を極力小さくし、全ての部位におけるシール面圧を好適な範囲に設定することができるスクイーズ式ポンプ用ゴムローラの提供を目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

スクイーズ式ポンプ装備され、ポンプケース内周面に沿って湾曲するポンピングチューブを湾曲内側から押圧しながら転動し、ポンピングチューブの一端から吸入した流体を他端から吐出させるスクイーズ式ポンプ用ゴムローラであって、ローラ軸方向の両端部が、外端側ほど小径円錐台部とされ、ローラ軸方向の中央部が、ローラ軸と直交する方向に膨出する膨出部とされ、該膨出部は、ローラ軸を通る平面による切断面の外縁の少なくとも一部に円弧部を含み、前記円錐台部及び前記膨出部の外周部がゴムから形成され、前記円錐台部が、押し潰されたポンピングチューブのローラ軸方向両端部に位置し、前記膨出部が、押し潰されたポンピングチューブのローラ軸方向中央部に位置することを特徴とするスクイーズ式ポンプ用ゴムローラ。

請求項2

前記膨出部は、ローラ軸を通る平面による切断面の外縁が、中央ほど膨出する円弧状に設定されたことを特徴とする請求項1に記載のスクイーズ式ポンプ用ゴムローラ。

請求項3

前記膨出部は、ローラ軸を通る平面による切断面の外縁が、最も膨出する中央の平坦部と、該平坦部の両側の円弧部とから構成されたことを特徴とする請求項1に記載のスクイーズ式ポンプ用ゴムローラ。

請求項4

前記膨出部は、ローラ軸を通る平面による切断面の外縁が、最も膨出する中央の第一円弧部と、該第一円弧部の両側で第一円弧部とは曲率半径の異なる第二円弧部とから構成されたことを特徴とする請求項1に記載のスクイーズ式ポンプ用ゴムローラ。

請求項5

円筒状のポンプケースと、該ポンプケースにその内周面に沿って湾曲して内装されたポンピングチューブと、該ポンピングチューブを湾曲内側から押圧しながら転動してポンピングチューブの一端から吸入した流体を他端から吐出させるゴムローラとを備え、前記ゴムローラは、ローラ軸方向の両端部が、外端側ほど小径の円錐台部とされ、ローラ軸方向の中央部が、ローラ軸と直交する方向に膨出する膨出部とされ、前記円錐台部及び前記膨出部の外周部がゴムから形成され、前記円錐台部が、押し潰されたポンピングチューブのローラ軸方向両端部に位置し、前記膨出部が、押し潰されたポンピングチューブのローラ軸方向中央部に位置することを特徴とするスクイーズ式ポンプ。

技術分野

0001

本発明は、スクイーズ式ポンプ装備されて、ポンピングチューブ押圧しながら転動することにより、ポンピングチューブの一端から吸入した生コンクリートなどの流体を他端から吐出させるスクイーズ式ポンプ用ゴムローラに関するものである。

背景技術

0002

一般に、スクイーズ式ポンプは、円筒状のポンプケースにポンピングチューブを湾曲させて内装し、これを湾曲内側から押圧するゴムローラを転動させることにより、ポンピングチューブの一端から吸入した生コンクリートなどの流体を他端から吐出して圧送するようになっている(例えば特許文献1)。

0003

図17に一般的なポンピングチューブを種々のローラで押圧したときのシール面圧ローラ軸方向分布を示す。ここで、シール面圧とは、ポンプケースの内周面に沿って配置されたパッドとローラとで押し潰されたポンピングチューブの内面同士接触圧のことであり、このシール面圧が大きいほど、より大きな流体圧シールすることができる。

0004

図17に示すように、極めて変形しにくい鉄ローラでポンピングチューブを押圧した場合、ローラ軸方向の両端部のシール面圧が大きくなり、中央部のシール面圧との差が大きくなる。このシール面圧の差は、ゴムローラを用いることによってある程度改善され、太鼓状のクラウンローラを用いて両端部のシール面圧を小さくすることによって、さらに改善される。

0005

また、例えば一定径の円筒形状のゴムローラを用いた場合、ポンピングチューブの内面ゴム摩耗することにより、シール面圧の分布がゴムローラA、ゴムローラB、ゴムローラCの順に変化し、最終的に、中央部のシール面圧が0.0MPaを下回って(中央部に隙間が空いて面圧が働いていない状態をいう)流体をシールできなくなる。これに対して、ばね支持したばね支持ローラを用いることにより、ポンピングチューブの摩耗に応じてパッドとゴムローラとのクリアランスを変化させ、ばね支持ローラAからばね支持ローラBにシール面圧の分布が移行する際のシール面圧の変化量を抑えることがある。

0006

このように、シール面圧の分布は、その最大シール面圧と最小シール面圧との差を極力小さくして、ポンピングチューブの内面ゴムの摩耗を考慮しても必要なシール面圧が得られ、かつ、シール面圧が大きくなる部位においてもゴム補強コードに悪影響を与えないように設定される。
特開2000−154785

発明が解決しようとする課題

0007

ところで、ポンピングチューブは、例えばその内径がφ100mmのとき、肉厚を16mm〜18mm程度に設定され、内径がφ125mmのとき、肉厚を16mm〜20mm程度に設定されることが多いが、内面ゴムの摩耗に対する長寿命化や、押し潰しに対する復元性能の向上による流体吸入力の増大、シール面圧の安定などを目的として、ポンピングチューブの肉厚を従来よりも厚く設定することが求められている。

0008

ただ、ポンピングチューブの肉厚を厚くするほど、最大シール面圧と最小シール面圧との差が大きくなりやすいため、ローラ軸方向に沿って全体を十分にシールするには、一部のシール面圧を極めて大きくする必要があり、ポンピングチューブやゴムローラ、パッドを損傷させるおそれがある。

0009

例えば、図18(a)に示すように、一定径の円筒形状のゴムローラ101を用いても、押圧するポンピングチューブ102の肉厚が薄ければ、ほぼ均一に近いシール面圧の分布を得ることができるが、ポンピングチューブ102の肉厚が18mm以上でかつ内径の19%以上になると、両端部を損傷させることなく中央部をシールすることができない。なお、図18における矢印は、ポンピングチューブ102のシール面圧を示す。

0010

また、図18(b)に示すように、ポンピングチューブ102の肉厚が18mm以上でかつ内径の19%以上であっても、通常の肉厚の範囲内であれば、太鼓状のクラウンローラ103を用いることにより、ほぼ均一に近いシール面圧の分布を得ることができるが、図18(c)に示すように、ポンピングチューブ102の肉厚が22mm以上になると、クラウンローラ103を用いたとしても中央部をシールすることができない。

0011

肉厚が20mm程度のポンピングチューブ102のシール面圧の分布をほぼ均一にするクラウンローラ103は、その中央部の径と端部の径との差が10mm程度であり、その径の差をさらに大きくして中央部をシールすることも考えられるが、径の差が10mmを超過する極端なクラウンローラ104を用いた場合、図19に示すように、逆に、両端部をシールすることができなくなる。なお、図19における矢印は、ポンピングチューブ102のシール面圧を示す。

0012

本発明は、厚肉のポンピングチューブを押圧したときの最大シール面圧と最小シール面圧との差を極力小さくし、全ての部位におけるシール面圧を好適な範囲に設定することができるスクイーズ式ポンプ用ゴムローラの提供を目的とする。

課題を解決するための手段

0013

上記目的を達成するため、本発明に係るスクイーズ式ポンプ用ゴムローラは、スクイーズ式ポンプに装備されて、ポンプケースの内周面に沿って湾曲するポンピングチューブを湾曲内側から押圧しながら転動し、ポンピングチューブの一端から吸入した流体を他端から吐出させるものであり、ローラ軸方向の両端部を外端側ほど小径円錐台部とし、ローラ軸方向の中央部をローラ軸と直交する方向に膨出する膨出部としたものである。さらに、膨出部が、ローラ軸を通る平面による切断面の外縁の少なくとも一部に円弧部を含むようにし、円錐台部及び膨出部の外周部をゴムから形成し、円錐台部を、押し潰したポンピングチューブのローラ軸方向両端部に位置させ、膨出部を、押し潰したポンピングチューブのローラ軸方向中央部に位置させるものである。

0014

上記構成によれば、ゴムローラの中央部のみを膨出させるので、押圧するポンピングチューブが厚肉のものであっても、クラウンローラのように両端部のシール面圧を低下させることなく、中央部のシール面圧を高めることができる。これにより、最大シール面圧と最小シール面圧との差を極力小さくし、全ての部位におけるシール面圧を好適な範囲に設定することができる。

0015

膨出部の形状は、ポンピングチューブの内径や肉厚に応じて、種々の形状を採用することができる。

0016

例えば、膨出部のローラ軸を通る平面による切断面の外縁を、中央ほど膨出する円弧状に設定することができる。そうすれば、シール面圧の低下しやすい中央部のさらに中央ほど強く押圧することができ、ポンピングチューブが比較的に小径の場合に好適に採用することができる。しかも、切断面の外縁が円弧状の膨出部は、その形状が簡単な分、ゴムローラの製造を容易にすることができる。

0017

また、膨出部のローラ軸を通る平面による切断面の外縁を、最も膨出する中央の平坦部と、この平坦部の両側の円弧部とから構成することもできる。そうすれば、膨出部の平坦部で、シール面圧の低下しやすい中央部の広い範囲を強くかつ安定して押圧することができ、円弧状の膨出部よりも、ポンピングチューブが比較的に大径の場合に好適に採用することができる。

0018

また、膨出部のローラ軸を通る平面による切断面の外縁を、最も膨出する中央の第一円弧部と、この第一円弧部の両側で第一円弧部とは曲率半径の異なる第二円弧部とから構成することもできる。さらに、第一円弧部よりも第二円弧部の曲率半径を小さくすれば、曲率半径の大きい第一円弧部で、シール面圧の低下しやすい中央部のさらに中央ほど強く、かつ中央部の広い範囲を安定して押圧することができ、最大シール面圧と最小シール面圧との差を小さくするという点で、ポンピングチューブが大径の場合ほど、他の形状の膨出部よりも高い効果を得ることができる。なお、第一円弧部よりも第二円弧部の曲率半径を大きくしてもよい。

0019

さらに、各形状の膨出部の膨出高さは、ポンピングチューブの肉厚などに応じて適宜設定することができ、例えばポンピングチューブの肉厚が厚いほど膨出高さを高く設定すればよい。ここで、膨出高さとは、膨出部の最大高さのことであり、膨出部のローラ軸方向中央におけるローラ半径と、膨出部のローラ軸方向端部におけるローラ半径との差である。なお、膨出部とその両側の円錐台部とは、その表面を角折れさせて連続させてもよく、曲面を介して滑らかに連続させてもよい。

0020

ローラ軸方向の両端部は、ポンピングチューブの肉厚に応じて、円錐台形状に代えて円筒形状に設定することも考えられる。

0021

例えば、ローラ軸方向の両端部をローラ軸方向に沿って一定径の円筒部とすれば、膨出部によって中央部のシール面圧を高めつつ、クラウンローラのような両端部のシール面圧の低下を防止することができる。しかも、両端部を円筒部とすることにより、その分、ゴムローラの形状を簡単にしてその製造を容易にすることができる。

0022

これに対して、ローラ軸方向の両端部を外端側ほど小径とすれば、両端部のシール面圧を適度に抑えることができるので、特に厚肉のポンピングチューブを押圧する場合にも、両端部のシール面圧が大きくなりすぎることがなく、シール面圧の分布を安定させることができる。ローラ軸方向の両端部を外端側ほど小径にするには、ローラ軸方向の両端部を円錐台部とすればよい。さらに、両端部は、外端側ほど小径となるR状(曲線状)に形成することもできる。

0023

また、本発明は、中央部のみを膨出させたゴムローラを備えたスクイーズ式ポンプを提供する。すなわち、本発明は、円筒状のポンプケースと、該ポンプケースにその内周面に沿って湾曲して内装されたポンピングチューブと、該ポンピングチューブを湾曲内側から押圧しながら転動してポンピングチューブの一端から吸入した流体を他端から吐出させるゴムローラとを備え、前記ゴムローラは、ローラ軸方向の両端部が、外端側ほど小径の円錐台部とされ、ローラ軸方向の中央部が、ローラ軸と直交する方向に膨出する膨出部とされ、前記円錐台部及び前記膨出部の外周部がゴムから形成され、前記円錐台部が、押し潰されたポンピングチューブのローラ軸方向両端部に位置し、前記膨出部が、押し潰されたポンピングチューブのローラ軸方向中央部に位置することを特徴とするスクイーズ式ポンプを提供する。

発明の効果

0024

以上のとおり、本発明によると、スクイーズ式ポンプ用ゴムローラの中央部のみを膨出させるので、押圧するポンピングチューブが厚肉のものであっても、ローラ軸方向両端部のシール面圧を低下させることなく、ローラ軸方向中央部の不足気味であるシール面圧を十分に高めることができる。これにより、厚肉のポンピングチューブの最大シール面圧と最小シール面圧との差を極力小さくして、全ての部位におけるシール面圧を好適な範囲に設定することができる。

0025

その結果、ポンピングチューブを厚肉化して、内面ゴムの摩耗に対する長寿命化や、押し潰しに対する復元性能の向上による流体吸入力の増大、シール面圧の安定などを図ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0026

以下、本発明に係るスクイーズ式ポンプ用ゴムローラを実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。図1は本発明に係るスクイーズ式ポンプ用ゴムローラを備えたスクイーズ式ポンプの全体断面図である。図2はポンピングチューブの断面図である。図3は両端部が円筒部である参考形態のゴムローラでポンピングチューブを押圧した状態を示す断面図である。図4は両端部が円錐台部である本発明のゴムローラでポンピングチューブを押圧した状態を示す断面図である。

0027

スクイーズ式ポンプ1は、生コンクリートなどの流体を圧送するためのものであり、両端を塞がれた円筒状のポンプケース2と、ポンプケース2にその内周面に沿って湾曲して内装されたポンピングチューブ3と、ポンピングチューブ3を湾曲内側から押圧しながら転動してポンピングチューブ3の下端から吸入した流体を上端から吐出させるゴムローラ4と、ゴムローラ4を保持しつつポンプケース2の中心軸周りに回転してゴムローラ4を転動させるロータ5とを備え、そのゴムローラ4が押圧するポンピングチューブ3のローラ軸方向中央部のシール面圧を高めるよう、ゴムローラ4のローラ軸方向の中央部が、ローラ軸と直交する方向に膨出する膨出部6とされている。

0028

ポンピングチューブ3は、内部を流体が流れる内面ゴム3aと、チューブ表面を覆う外面ゴム3bとの間に、二層補強コード層3c、3dを埋設した構造とされ、その内径(d)がφ40mm〜φ150mmに設定されて、肉厚(t)が22mm〜30mmに設定される。

0029

補強コード層3c、3dは、チューブ中心軸方向に対して傾斜するスチールコードなどの補強コードを周方向に配列してなり、補強コード層3c、3dに配列された補強コードの傾斜方向が互いに交差するように設定されている。

0030

ポンピングチューブ3のチューブ中心軸方向の中央部は、ポンプケース2の内周面に配置されたゴム製のパッド7に内接して180°向きを変えるように一定の曲率で湾曲している。ポンピングチューブ3のチューブ中心軸方向の両端部は、直管状とされて、ポンプケース2の正面側に形成された上下一対チューブ貫通孔8を貫通し、ポンプケース2の内部から外部に延設されている。

0031

ゴムローラ4は、ローラシャフト4aが貫通する芯金4bの周りにゴム4cをライニングしてなり、例えば、全体が一定径の円筒形状のゴムローラの外周面研削することにより、中央部に膨出部6が形成される。なお、接着剤などを用いて、円筒形状のゴムローラの中央部に別体の膨出部6を接着することにより、ゴムローラ4を形成することもできる。

0032

ゴムローラ4のローラ軸方向の両端部は、図3に示すように、ローラ軸方向に沿って一定径の円筒部9(参考形態)、又は、図4に示すように、外端側ほど小径の円錐台部10(本発明)とされ、中央部の膨出部6のみが膨出するように設定される。

0033

ゴムローラ4の膨出部6は、図5図10に示すように、種々の形状に設定することができ、ポンピングチューブ3の内径(d)や肉厚(t)に応じて、両端部の円筒部9又は円錐台部10と組み合わせつつ、所望の形状に設定することができる。

0034

膨出部6のローラ軸方向長さ(L1)は、押し潰された状態におけるポンピングチューブ3の幅(B)の2/5〜4/5程度の長さに設定される。また、ゴムローラ4の長さ(L2)は、膨出部6のローラ軸方向長さ(L1)よりも長く、押し潰されたポンピングチューブ3の幅(B)と同程度の長さに設定される。また、膨出部6と円筒部9又は円錐台部10とは、その表面を角折れさせて連続させてもよく、曲面を介して滑らかに連続させることにより、その境界付近の面圧を滑らかに変化させてもよい。

0035

図5に示す参考形態のゴムローラ4は、その膨出部6aのローラ軸を通る平面による切断面の外縁を、その全範囲(b1)に渡って中央ほど膨出する円弧状に設定し、ゴムローラ4の両端部を円筒部9としたものである。このゴムローラ4は、比較的に小径で肉厚(t)が20mm〜25mmのポンピングチューブ3を押圧するのに好適であり、ポンピングチューブ3の中央部に密着しない部分を生じさせることなく押圧することができる。

0036

膨出部6aの膨出高さ(H)は、8mm〜14mmに設定され、ポンピングチューブ3の肉厚(t)が厚いほど膨出高さ(H)が高く設定される。なお、膨出部6aは、そのローラ軸方向長さ(L1)及び膨出高さ(H)に応じて、前記切断面の外縁の曲率半径(R1)が設定され(例えば、R1=163mm)、これにより、膨出部6aが所望のローラ軸方向長さ(L1)及び膨出高さ(H)を有する曲面状に設定される。この膨出部6aは、例えば、ローラ軸方向長さ(L1)及び膨出高さ(H)を適宜設定することにより、球面状に形成することもできる。

0037

図6に示す参考形態のゴムローラ4は、その膨出部6bのローラ軸を通る平面による切断面の外縁を、最も膨出する中央の範囲(b2)に設定する平坦部と、平坦部の両側の範囲(b3)に設定する円弧部とから構成し、ゴムローラ4の両端部を円筒部9としたものである。このゴムローラ4は、比較的に大径で肉厚(t)が26mm〜30mmのポンピングチューブ3を押圧するのに好適であり、ポンピングチューブ3の中央部の広い範囲を安定して押圧することができる。

0038

膨出部6bの膨出高さ(H)は、肉厚(t)が22mm〜30mmのポンピングチューブ3を押圧したときに最も安定した面圧の分布を示す範囲として、8mm〜19mmに設定するのがよく、そのうち、12mm〜17mmに設定するのが特に好適である。また、ポンピングチューブ3の肉厚(t)が厚いほど膨出高さ(H)を高く設定するのがよい。また、膨出部6bの円弧部は、中央の平坦部に滑らかに連続するよう、その曲率半径(R2)及び曲率中心が設定される(例えば、R2=150mm)。

0039

平坦部の範囲(b2)は、押し潰された状態におけるポンピングチューブ3の幅(B)の1/2〜1/3程度の長さに設定するのが好適であり、ポンピングチューブ3の内径(d)をφ40mm〜φ150mmとすると、平坦部の範囲(b2)を30mm〜120mmに設定すればよく、そのうち、30mm〜90mmに設定するのが特に好適である。

0040

図7に示す参考形態のゴムローラ4は、その膨出部6cのローラ軸を通る平面による切断面の外縁を、最も膨出する中央の範囲(b4)に設定する外向きに凸の第一円弧部と、第一円弧部の両側の範囲(b5)に設定する外向きに凸の第二円弧部と、第二円弧部の両側の範囲(b6)に設定する内向きに凸の第三円弧部とから構成し、ゴムローラ4の両端部を円筒部9としたものである。さらに、第一円弧部の曲率半径(例えば、R3=325mm)よりも第二円弧部の曲率半径(例えば、R4=50mm)を小さく設定している。

0041

このゴムローラ4は、比較的に大径で肉厚(t)が20mm〜26mmのポンピングチューブ3を押圧するのに好適であり、ポンピングチューブ3の中央部の広い範囲を安定して押圧することができる。

0042

膨出部6cの膨出高さ(H)は、8mm〜19mmに設定するのがよく、そのうち、12mm〜17mmに設定するのが特に好適である。また、ポンピングチューブ3の肉厚(t)が厚いほど膨出高さ(H)を高く設定するのがよい。なお、第二円弧部は、第一円弧部に滑らかに連続するよう、曲率半径(R4)及び曲率中心が設定され、第三円弧部は、第二円弧部と円筒部9とを滑らかに連続させるよう、その曲率半径(例えば、R5=50mm)及び曲率中心が設定される。

0043

図8に示す本発明のゴムローラ4は、その中央部に、図5のゴムローラ4と同じ膨出部6aを設け、ゴムローラ4の両端部を円錐台部10としたものである。このゴムローラ4は、比較的に小径で肉厚(t)が中程度のポンピングチューブ3を押圧するのに好適であり、図5のゴムローラ4の効果に加え、両端部のシール面圧を小さくすることができる。膨出部6aの膨出高さ(H)は、12mm〜17mmに設定され、円錐台部10の半径差(D)は、2mm〜5mmに設定される。

0044

図9に示す本発明のゴムローラ4は、その中央部に、図6のゴムローラ4と同じ膨出部6bを設け、ゴムローラ4の両端部を円錐台部10としたものである。このゴムローラ4は、比較的に大径で肉厚(t)が26mm〜30mmのポンピングチューブ3を押圧するのに好適であり、図6のゴムローラ4の効果に加え、両端部のシール面圧を小さくすることができる。膨出部6bの膨出高さ(H)を12mm〜17mmに設定し、肉厚(t)が22mm〜30mmのポンピングチューブ3を押圧する場合、円錐台部10の半径差(D)は、2mm〜5mmに設定するのが好適である。

0045

図10に示す本発明のゴムローラ4は、その中央部に、図7のゴムローラ4と同じ膨出部6cを設け、ゴムローラ4の両端部を円錐台部10としたものである。このゴムローラ4は、比較的に大径で肉厚(t)が26mm〜30mmのポンピングチューブ3を押圧するのに好適であり、図7のゴムローラ4の効果に加え、両端部のシール面圧を小さくすることができる。膨出部6cの膨出高さ(H)を12mm〜17mmに設定し、肉厚(t)が22mm〜30mmのポンピングチューブ3を押圧する場合、円錐台部10の半径差(D)は、2mm〜5mmに設定するのが好適である。

0046

ロータ5は、二枚の長方形板を平行に組み立ててなるフレームとされ、その両先端部のそれぞれがローラシャフト4aの両端を軸支することにより、ロータ5の両先端部に合計二個のゴムローラ4が装着されている。ロータ5の中央部は、ポンプケース2の内部中央に設けられた回転軸11に一体回転可能に連結され、回転軸11が回転することにより、ロータ5の両先端部のゴムローラ4が、パッド7との間にポンピングチューブ3を挟んで押し潰すよう押圧しながら転動して、流体を圧送する。

0047

ゴムローラ4とパッド7との間のクリアランス(a)は、内面ゴム3aの摩耗によるシール面圧の減少分を考慮してもポンピングチューブ3をシール可能なシール面圧が得られ、かつ、最大シール面圧が内面ゴム3aや外面ゴム3b、補強コードに悪影響を与えない範囲の大きさに設定される。

0048

ここで、スクイーズ式ポンプ1の動作を具体的に説明する。まず、ロータ5が図1における時計回りに回転することにより、ゴムローラ4が時計の6時に相当する位置に至るまでに徐々にポンピングチューブ3の押圧を開始し、その後、時計の12時に相当する位置から徐々にポンピングチューブ3の押圧を解除する。この間、ゴムローラ4がポンピングチューブ3を押し潰しながら転動することにより、ポンピングチューブ3の内部の流体が上端に送られ、ゴムローラ4が通過した後の押し潰されたポンピングチューブ3の復元により、ポンピングチューブ3の下端から新たな流体が吸入される。

0049

次に、膨出部6の膨出高さ(H)とシール面圧との関係を説明する。図11は肉厚が22mmのポンピングチューブを図5の種々の膨出高さの参考形態のゴムローラで押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布を示す。図12は肉厚が30mmのポンピングチューブを図5の種々の膨出高さの参考形態のゴムローラで押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布を示す。図13は肉厚が22mmのポンピングチューブを図9の種々の膨出高さの本発明のゴムローラで押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布を示す。図14は肉厚が30mmのポンピングチューブを図9の種々の膨出高さの本発明のゴムローラで押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布を示す。

0050

図11図14において、横軸はローラ軸方向位置を示し、縦軸はシール面圧(MPa)を示す。また、ポンピングチューブ3の内径(d)はφ100mmとされ、ゴムローラ4とパッド7とのクリアランス(a)は、中央のシール面圧が適正値である2MPaになるように設定している。また、図13及び図14において、ゴムローラの円錐台部の半径差(D)は3mmに設定している。

0051

シール面圧は、押し潰されたポンピングチューブ3の内面同士の接触圧であり、流体の圧送圧力をやや上回る1.0MPa〜3.0MPaが適正面圧とされる。危険面圧は、3.0MPaを超過するシール面圧であり、ポンピングチューブ3やゴムローラ4、パッド7などを破損させるおそれがある。低下面圧は、1.0MPaを下回るシール面圧であり、シールが不十分で、高圧時の逆流や早期の摩耗を生じさせるおそれがある。不可面圧は、0.0MPaを下回るシール面圧であって、チューブ内面間に隙間の空いた状態であり、流体の逆流を生じさせる。なお、これらのシール面圧の範囲は、圧送する流体の圧力やゴムの強度などに応じて適宜変更することができる。

0052

図11に示すように、ポンピングチューブ3の肉厚(t)が22mmの場合、図5のゴムローラ4の膨出高さ(H)を8mm〜14mmの範囲に設定することにより、全領域においてシール面圧をほぼ適正面圧の範囲にすることができる。その中でもH=12mmに設定したものは、円筒部9の位置する端部におけるシール面圧を膨出部6aの位置する中央部のシール面圧に最も近づけることができる。なお、H=8mmに設定したものは、端部におけるシール面圧がやや大きく、H=14mmに設定したものは、端部におけるシール面圧がやや小さくなる。

0053

また、図12に示すように、ポンピングチューブ3の肉厚(t)が30mmの場合、図5のゴムローラ4の膨出高さ(H)を10mm〜14mmの範囲に設定することにより、全領域においてシール面圧をほぼ適正面圧の範囲にすることができる。このように、ポンピングチューブ3の肉厚(t)を厚くする場合、膨出高さ(H)も若干大きめに設定するのがよい。なお、ポンピングチューブ3の内径(d)が生コンクリートの圧送に用いられるφ40mm〜φ150mm程度の範囲にある場合、肉厚(t)と膨出高さ(H)との関係は、ポンピングチューブ3の内径(d)の大きさの影響を受けにくい。

0054

また、図13に示すように、ポンピングチューブ3の肉厚(t)が22mmの場合、図9のゴムローラ4の膨出高さ(H)を6mm〜12mmの範囲に設定することにより、全領域においてシール面圧をほぼ適正面圧の範囲にすることができる。

0055

また、図14に示すように、ポンピングチューブ3の肉厚(t)が30mmの場合、図9のゴムローラ4の膨出高さ(H)を6mm〜14mmの範囲に設定することにより、全領域においてシール面圧をほぼ適正面圧の範囲にすることができる。

0056

図13及び図14に示すように、中央部が平坦部を有する膨出部6bで両端部が円錐台部10である図5のゴムローラを採用することにより、中央部と両端部とのシール面圧の差を小さくしてシール面圧の分布を安定させることができ、特に、ポンピングチューブ3の肉厚(t)が厚いほど、その効果が顕著である。

0057

次に、本発明のゴムローラと他のゴムローラとを比較する。図15は種々の肉厚のポンピングチューブを本発明、参考形態及び従来のゴムローラで押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布を示す。図15において、横軸はローラ軸方向位置を示し、縦軸はシール面圧(MPa)を示す。また、ポンピングチューブ3の内径(d)はφ100mmとされ、ゴムローラ4とパッド7とのクリアランス(a)は、全領域のシール面圧の平均が適正値である2MPa程度になるように設定している。

0058

図15に示すように、両端部が円筒部9である図5の参考形態のゴムローラを用いたもの(A及びB)は、肉厚(t)が厚い場合(B)に、膨出部6aの位置する中央部のシール面圧が大きくなりがちであるものの、端部及び中央部のシール面圧を近づけることができる。特に、ポンピングチューブ3の肉厚(t)が薄い場合(A)、参考形態ローラをより効果的に用いることができる。

0059

また、両端部が円錐台部10である図9の本発明のゴムローラを用いたもの(C及びD)は、肉厚(t)が薄い場合(C)及び厚い場合(D)のいずれの場合にも、端部及び中央部のシール面圧を近づけることができ、図5の参考形態のゴムローラよりも、ポンピングチューブ3の肉厚(t)の適用範囲を広くすることができる。

0060

これに対して、全体が一定径の円筒ローラを用いたもの(E及びF)は、端部のシール面圧が大きく、中央部のシール面圧が小さくなりやすい。特に、ポンピングチューブ3の肉厚(t)が大きい場合(E)、端部のシール面圧が極端に大きくなり、かつ、中央部に隙間が空いた状態になる。

0061

極端なクラウンローラを用いたもの(G及びH)は、中央部のシール面圧が大きく、両端部のシール面圧が小さいため、全領域を適正面圧に設定しにくい。また、中央部と端部の径の差が10mm以下であるような通常のクラウンローラを用いたものは、厚肉のポンピングチューブ3を押圧しても、その中央部の隙間を閉じることができず、シールすることができない。

0062

ここで、通常のクラウンローラ103で押圧された厚肉のポンピングチューブ3の挙動を説明する。図16はポンピングチューブ3を通常のクラウンローラ103で徐々に押圧する様子を示す図である。ここで、図16における矢印は、ポンピングチューブ3とクラウンローラ103との接触圧を示す。

0063

まず、図16(a)に示すように、クラウンローラ103及びパッド7で中央部を押圧されたポンピングチューブ3が楕円形に変形し、図16(b)に示すように、ポンピングチューブ3が押し潰される。

0064

ポンピングチューブ3の両端部は、中央部の二倍に相当する肉厚であり、クラウンローラ103及びパッド7で押圧されることにより、内面ゴム3aがローラ軸方向に広がろうとする。この内面ゴム3aの広がりが補強コード層3c、3dによって規制されるため、内面ゴム3aの内側部分が中央部に向けて押し出され、中央部を押し上げてポンピングチューブ3の中央部に隙間10を空ける。なお、補強コード層3c、3dに配列された補強コードがローラ軸方向に対して傾斜しているので、内面ゴム3aの広がりを規制することによって張力の作用する補強コードが中央部の押し上げを阻止することはない。

0065

ポンピングチューブ3を強く押圧するほど、その中央部を押し上げようとする力も強くなるので、さらに強く押圧しても、各部におけるポンピングチューブ3とクラウンローラ103との接触圧が極端に高まるものの、図16(c)に示すように、ポンピングチューブ3の中央部の隙間10が空いたままである。

0066

上記構成によれば、ゴムローラ4の中央部を膨出部6とし、両端部を円筒部9又は円錐台部10として、中央部のみを膨出させるので、押圧するポンピングチューブ3が厚肉のものであっても、ローラ軸方向両端部のシール面圧を適正面圧から低下させることなく、ローラ軸方向中央部の不足気味であるシール面圧を高めて適正面圧にし、流体の逆流を防止することができる。さらに、両端部を円錐台部10とすることにより、両端部のシール面圧をより適正な大きさにすることができる。

0067

内面ゴム3aを厚くすることができるので、その摩耗に対するポンピングチューブ3の長寿命化を図ることができ、さらに、摩耗などによって圧縮量が多少変化したとしても、シール面圧の変化を抑えてシール面圧及び吐出圧力を安定させることができる。また、厚肉のポンピングチューブ3は、押し潰された後の復元性能が高く、流体吸入力を大きくすることができる。また、太径の補強コードを用いることができるので高圧圧送が可能となる。

0068

特に、生コンクリートを圧送する場合、内面ゴム3aの摩耗に至る圧送量及び圧送時間を、圧送量で2000m3〜4000m3程度であり、圧送時間で50時間〜100時間程度である従来のポンピングチューブよりも、多くあるいは長くすることができる。また、内面ゴム3aの摩耗は圧送圧力と流速に比例するが、圧送圧力を高めることができるので、配管抵抗が大きくなる高粘性高強度生コンクリートを圧送でき、さらに、それらを短時間に圧送することも可能とする。

0069

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、ポンピングチューブ3の内径(d)は、φ40mm〜φ150mmに限定されるものではなく、φ40mm以下あるいはφ150mm以上のポンピングチューブ3であってもよい。この場合、ポンピングチューブ3の内径(d)及び肉厚(t)に応じてゴムローラ4の膨出高さ(H)を適宜設定すればよい。

図面の簡単な説明

0070

本発明に係るスクイーズ式ポンプ用ゴムローラを備えたスクイーズ式ポンプの全体断面図
ポンピングチューブの断面図
両端部が円筒部である参考形態のゴムローラでポンピングチューブを押圧した状態を示す断面図
両端部が円錐台部である本発明のゴムローラでポンピングチューブを押圧した状態を示す断面図
ゴムローラの参考形態を示す図で、上半分は断面図、下半分は側面図
ゴムローラの別の参考形態を示す図で、上半分は断面図、下半分は側面図
ゴムローラのさらに別の参考形態を示す図で、上半分は断面図、下半分は側面図
本発明のゴムローラを示す図で、上半分は断面図、下半分は側面図
本発明のゴムローラの別の形態を示す図で、上半分は断面図、下半分は側面図
本発明のゴムローラのさらに別の形態を示す図で、上半分は断面図、下半分は側面図
肉厚が22mmのポンピングチューブを図5の種々の膨出高さの参考形態のゴムローラで押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布
肉厚が30mmのポンピングチューブを図5の種々の膨出高さの参考形態のゴムローラで押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布
肉厚が22mmのポンピングチューブを図9の種々の膨出高さの本発明のゴムローラで押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布
肉厚が30mmのポンピングチューブを図9の種々の膨出高さの本発明のゴムローラで押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布
種々の肉厚のポンピングチューブを本発明、参考形態及び従来のゴムローラで押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布
ポンピングチューブを通常のクラウンローラで徐々に押圧する様子を示す図
従来のローラでポンピングチューブを押圧したときのシール面圧のローラ軸方向の分布
ポンピングチューブを押圧する従来のゴムローラの断面図
ポンピングチューブを押圧する極端なクラウンローラの断面図

0071

1スクイーズ式ポンプ
3ポンピングチューブ
4ゴムローラ
6膨出部
9円筒部
10円錐台部

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