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技術 多液混合バルブ

出願人 共栄産業株式会社
発明者 竹腰芳則
出願日 2017年2月27日 (3年2ヶ月経過) 出願番号 2017-034898
公開日 2018年9月13日 (1年7ヶ月経過) 公開番号 2018-141493
状態 未査定
技術分野 ロックボルト 弁ハウジング 多方弁
主要キーワード ボール体 二重管状 連結ナット デリバリホース 穿孔内 中空ボルト ミキシングユニット ウレタン硬化剤
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(2018年9月13日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

内部での薬液固化や固着を未然に防止できる新規な多液混合バルブの提供。

解決手段

バルブ本体30内に、管状の第1流路10と、第2流路20とを設け、第1流路10の入口と第2流路20の入口は、それぞれ独立して分離して設けると共に、第2流路20の出口は、第1流路10の出口の周囲に、これを囲繞するように設ける。これにより、第1の流体と第2の流体とが、バルブ本体30内では混じり合うことはなく、各出口を出た直後で混じり合うことになるため、バルブ本体30内で流体(薬液)同士が反応して固化し、これが内部に固着して流路を狭くしたり、閉塞させてしまうような不都合を未然に防止できる。

概要

背景

従来、トンネル天盤切羽、法面などの補強止水を目的とした工法として、FIT工法やフォアポーリング工法、AGF工法などが用いられている。これらの工法はトンネルの天盤や切羽、法面に対して中空ボルトパイプを多数打ち込み、その中空ボルトやパイプに地盤改良剤を圧送して地中注入して地盤強化や止水を行うものである。

この地盤改良方法としてはセメントミルクの他に硬質発泡ウレタンを用いる工法(発泡ウレタン注入工法)が知られている。例えば以下の特許文献1や2には、硬化速度が速い発泡ウレタン樹脂を中空ボルトを利用して地山穿孔内全体に亘って注入し、これを発泡硬化させることで地山を固結改良する技術が開示されている。

この発泡ウレタン注入工法は、例えば図6に示すように先ず中空ボルトBに鋼管からなる略Y字形ミキシングユニットYを接続し、そのミキシングユニットYの枝管Y1,Y2にそれぞれボール弁V1、V2を介してデリバリーホースH1,H2を接続する。その後、このデリバリーホースH1,H2に図示しない注入ポンプからそれぞれ異なる薬液1(ウレタン樹脂)と薬液2(硬化剤)とを同時に供給する。すると、2つの異なる薬液1、2はミキシングユニットY内で合流し、混合した後、中空ボルトBを通過して地山に順次注入された後、化学反応によって発泡、硬化してその地山を強化するように機能することになる。

概要

内部での薬液の固化や固着を未然に防止できる新規な多液混合バルブの提供。バルブ本体30内に、管状の第1流路10と、第2流路20とを設け、第1流路10の入口と第2流路20の入口は、それぞれ独立して分離して設けると共に、第2流路20の出口は、第1流路10の出口の周囲に、これを囲繞するように設ける。これにより、第1の流体と第2の流体とが、バルブ本体30内では混じり合うことはなく、各出口を出た直後で混じり合うことになるため、バルブ本体30内で流体(薬液)同士が反応して固化し、これが内部に固着して流路を狭くしたり、閉塞させてしまうような不都合を未然に防止できる。

目的

従来、トンネルの天盤や切羽、法面などの補強や止水を目的とした

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

バルブ本体内に、少なくとも第1の流体が通過する第1流路と、第2の流体が通過する第2流路とを有し、前記第1流路の入口と前記第2流路の入口は、それぞれ独立して分離して設けられていると共に、前記第2流路の出口は、前記第1流路の出口の周囲に、これを囲繞するように設けられていることを特徴とする多液混合バルブ

請求項2

請求項1に記載の多液混合バルブにおいて、前記第1流路と第2流路を開閉するボール弁を有し、前記ボール弁は、前記第1流路と第2流路の途中にそれぞれの流路を回転動作で開閉する一対のボール体と、前記各ボール体を連結するピンと、前記ボール体の一方に接続されたシャフトと、当該シャフトを回転するハンドルとからなることを特徴とする多液混合バルブ。

請求項3

請求項1または2に記載の多液混合バルブにおいて、前記第1流路の入口と前記第2流路の入口に、ホースを接続するためのニップルをそれぞれ備えると共に、前記第2流路の出口に、前記管状の第1流路の出口端を囲繞するように管状のプラグを備えたことを特徴とする多液混合バルブ。

技術分野

0001

本発明は、2種類以上の流体を混合して供給するための多液混合バルブに関するものである。

背景技術

0002

従来、トンネル天盤切羽、法面などの補強止水を目的とした工法として、FIT工法やフォアポーリング工法、AGF工法などが用いられている。これらの工法はトンネルの天盤や切羽、法面に対して中空ボルトパイプを多数打ち込み、その中空ボルトやパイプに地盤改良剤を圧送して地中注入して地盤強化や止水を行うものである。

0003

この地盤改良方法としてはセメントミルクの他に硬質発泡ウレタンを用いる工法(発泡ウレタン注入工法)が知られている。例えば以下の特許文献1や2には、硬化速度が速い発泡ウレタン樹脂を中空ボルトを利用して地山穿孔内全体に亘って注入し、これを発泡硬化させることで地山を固結改良する技術が開示されている。

0004

この発泡ウレタン注入工法は、例えば図6に示すように先ず中空ボルトBに鋼管からなる略Y字形ミキシングユニットYを接続し、そのミキシングユニットYの枝管Y1,Y2にそれぞれボール弁V1、V2を介してデリバリーホースH1,H2を接続する。その後、このデリバリーホースH1,H2に図示しない注入ポンプからそれぞれ異なる薬液1(ウレタン樹脂)と薬液2(硬化剤)とを同時に供給する。すると、2つの異なる薬液1、2はミキシングユニットY内で合流し、混合した後、中空ボルトBを通過して地山に順次注入された後、化学反応によって発泡、硬化してその地山を強化するように機能することになる。

先行技術

0005

特開平5−222717号公報
特開平5−272126号公報

発明が解決しようとする課題

0006

ところで、上述したような従来の発泡ウレタン注入工法は、ミキシングユニットY内で2つの薬液1,2を混合させてから注入しているため、作業終了後には混合薬液がそのミキシングユニットYの内部に残留して固着してしまい、流路を狭くして圧損を招いたり、最悪の場合は閉塞したりすることがある。このため、このミキシングユニットYは原則として作業毎に使い捨てとなり、コストがかかるという不都合がある。

0007

また、このミキシングユニットYにはそれぞれ独立したボール弁V1、V2が設けられているため、ミキシングユニットYを交換する度に付け替える作業が面倒な上に、一方のみの開閉操作をして他方の操作をうっかり忘れるなどの作業ミスを招くおそれがある。

0008

そこで、本発明はこれらの課題を解決するために案出されたものであり、その主な目的は、薬液の固着による流路の狭隘や閉塞などを未然に防止できる新規な多液混合バルブを提供するものである。

課題を解決するための手段

0009

前記課題を解決するために第1の発明は、バルブ本体内に、第1の流体が通過する管状の第1流路と、第2の流体が通過する第2流路とを有し、前記第1流路の入口と前記第2流路の入口は、それぞれ独立して分離して設けられていると共に、前記第2流路の出口は、前記第1流路の出口の周囲に、これを囲繞するように設けられていることを特徴とする多液混合バルブである。

0010

このような構成によれば、少なくとも第1流路を通過する第1の流体と、第2流路を通過する第2の流体とが、バルブ本体内では混じり合うことはなく、各出口を出た直後で混じり合うことになる。これによって、バルブ本体内で流体(薬液)同士が反応して固化し、これが内部に固着して流路を狭くしたり、閉塞させてしまうような現象を未然に防止することができる。

0011

第2の発明は、第1の発明において、前記第1流路と第2流路を開閉するボール弁を有し、前記ボール弁は、前記第1流路と第2流路の途中にそれぞれの流路を回転動作で開閉する一対のボール体と、前記各ボール体を連結するピンと、前記ボール体の一方に接続されたシャフトと、当該シャフトを回転するハンドルとからなることを特徴とする多液混合バルブである。

0012

このような構成によれば、1つのハンドルを操作するだけで一対のボール体を同時に開閉操作できるため、各流路の開閉作業が容易となる上に、一方のみの開閉操作をして他方の操作をうっかり忘れるなどの作業ミスを確実に防止できる。

0013

第3の発明は、第1または第2の発明において、前記第1流路の入口と前記第2流路の入口に、ホースを接続するためのニップルをそれぞれ備えると共に、前記第1流路と第2流路の出口に、前記管状の第1流路の出口端を囲繞するように管状のプラグを備えたことを特徴とする多液混合バルブである。

0014

このような構成によれば、各流路の入口側に設けられたニップルにそれぞれ各薬液のホースを連結するだけで各第1流路および第2流路に各薬液を確実に供給できる。また、出口側のプラグに対しては中空ボルトなどと連通するカップリングを差し込むだけで簡単にその中空ボルトなどに混合薬液を供給できるため、作業が確実・容易となる。

発明の効果

0015

本発明によれば、第1流路を通過する第1の流体と、第2流路を通過する第2の流体とが、バルブ本体内では混じり合うことはなく、各出口を出た直後で混じり合うことになるため、バルブ本体内で流体(薬液)同士が反応して固化し、これが内部に固着して流路を狭くしたり、閉塞させてしまうような現象を未然に防止することができる。

図面の簡単な説明

0016

本発明に係る多液混合バルブ100の実施の一形態を示す縦断面図である。
本発明に係る多液混合バルブ100の実施の一形態を示す側面図である。
本発明に係る多液混合バルブ100の実施の一形態を示す平面図である。
本発明に係る多液混合バルブ100の実施の一形態を示す正面図である。
本発明に係る多液混合バルブ100の実施の一形態を示す背面図である。
従来の発泡ウレタン注入工法を示す説明図である。

実施例

0017

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。図1は本発明に係る多液混合バルブ100の実施の一形態を示す縦断面図、図2はその側面図、図3はその平面図、図4(A)はその正面図、同図(B)はその背面図、図5図1中X−X線拡大断面図である。図示するようにこの多液混合バルブ100は、鋼材などの堅牢な材料からなる矩形ブロック状のバルブ本体30内に、第1流路10と、第2流路20とがこれを貫通するように設けられている。

0018

第1流路10は、六面体状をしたバルブ本体30の背面30a上部からその正面30bに向かって直線状に貫通する内管11から構成されており、その内管11の出口端は、バルブ本体30の正面30bから突出するように設けられている。そして、その背面30a側の入口10aには、第1のニップル12が第1流路10と連通するように螺合して取り付けられている。この第1のニップル12の他端にはねじ溝12aが形成されており、図2に示すようにこのねじ溝12aに第1の流体1を供給するための第1のデリバリーホースH1が連結ナットnによって螺合・連結されるようになっている。

0019

一方、第2流路20は、バルブ本体30の背面30a下部から正面30bに向かって直線状に進んでからその途中で上面30c側に略直角に屈曲し、さらに第1流路10を構成する内管11の周囲を囲繞するようにして正面30b側に向かって貫通するように形成されている。そして、その背面30a側の入口20aには、第2のニップル21がこれと連通するように螺合して取り付けられている。この第2のニップル21にはねじ溝21aが形成されており、図2に示すようにこのねじ溝21aに第2の流体2を供給するための第2のデリバリホースH2が連結ナットnによって螺合・連結されるようになっている。

0020

他方、この第2流路20の出口には、これより突出した第1流路10の内管11を、所定の間隔を隔てて囲繞するようにして管状のプラグ40が取り付け(螺合)てあり、図5に示すようにこのプラグ40が外管の如く機能して同軸二重管状態となっている。そして、図2に示すようにこのプラグ40に対して混合流体を供給する中空ボルトBのカップリングCが着脱自在に連結されるようになっている。なお、この第2流路20の途中はメクラプラグ22によって開閉自在に閉じられている。

0021

また、この第1流路10と第2流路20には、これを開閉するボール弁50が設けられている。このボール弁50は、第1流路10と第2流路20の入口側に設けられた一対のボール体51,52と、これら各ボール体51,52を連結するピン53と、第1流路10側に設けられたボール体52に接続されたシャフト54と、このシャフト54を回転するハンドル55とから構成されている。

0022

このボール体51,52にはそれぞれ通過穴51a,52aが形成されており、このボール体51,52が略90°回転動作することで第1流路10と第2流路20とをそれぞれ開閉するように機能する。そして、これらのボール体51,52は、ピン53で連結されていると共に、シャフト54を介してハンドル55が連結されており、図3に示すようこのハンドル55を回転操作することで第1流路10と第2流路20とを同時に開閉操作できるようになっている。図3の例ではハンドル55をバルブ本体30と平行(図中実線)にしたときに第1流路10と第2流路20が同時に閉じ、バルブ本体30と直角(図中点線)にしたときに第1流路10と第2流路20が同時に開くようになっている。なお、シャフト54とハンドル55は、ナット56で連結されている。

0023

この様な構成をした本発明の多液混合バルブ100によれば、図1に示すように先ず流体1として例えばウレタン主剤を用い、これを第1のニップル12を介してデリバリーホースH1から第1の流路10に注入すると、開状態のボール弁50のボール体52を通過して第1の流路10を構成する内管11へ流れ、さらにこの内管11を通過してその出口から中空ボルトB側へ流れ込む。

0024

一方、これと同時に流体2としてウレタン硬化剤を用い、これを第2のニップル21を介してデリバリーホースH2から注入すると、同じく開状態のボール弁50のボール体51を通過して第2の流路20へ流れる。この第2の流路20は、その途中で内管11を囲繞するように形成されていることから内管11の外側を通って出口側へ流れ、内管11とプラグ40との間に形成される円環状の通路を通って中空ボルトB側へ流れ込む。そして、中空ボルトB側へ流れ込んだウレタン硬化剤(流体2)は、ここでウレタン主剤(流体1)と合流して混合されれる途中で化学反応を起こして硬質発泡ウレタンとなって中空ボルトBを通過して地山に注入されて硬化する。

0025

このように入口側を分離、独立して設けると共に、出口側を二重管状に合流するように構成した本発明の多液混合バルブ100を用いれば、第1流路10を通過する第1の流体1と、第2流路20を通過する第2の流体2とが、バルブ本体30内では混じり合うことはなく、それぞれの出口を出た直後で混じり合うようになるため、バルブ本体30内で流体(薬液)同士が反応して固化し、これが内部に固着して流路を狭くしたり、閉塞させてしまうような不都合を未然に防止することができる。この結果、作業毎に廃棄されていた従来のミキシングユニットYに比べて何度も再利用できるため、大幅なコスト削減が達成できる。

0026

また、各々の流路10,20を開閉するボール体51,52をピン53およびシャフト54で連結したため、そのシャフト54に連結されたハンドル55を操作するだけでこれらのボール体51,52を同時に開閉操作できる。この結果、各流路10,20の開閉作業が容易となる上に、一方のみの開閉操作をして他方の操作をうっかり忘れるなどの作業ミスを確実に防止できる。また、ミキシングユニットYを交換する度に付け替えるといった面倒な作業も不要となる。

0027

また、各流路10,20の入口側に設けられたニップル12,21にそれぞれ各薬液のホースH1,H2を連結するだけで各流路10,20にそれぞれの薬液を確実に供給できる。また、出口側のプラグ40に対しては中空ボルトBなどと連通するカップリングCを差し込むだけで簡単にその中空ボルトBなどに混合薬液を供給できるため、作業が確実・容易となる。

0028

なお、本実施の形態では、本発明の多液混合バルブ100をトンネル工事地盤改良工事関連分野で用いる例を示したが、その他の分野、例えば塗装関連分野や食品製造関連分野などにおける2液以上の流体の調合工程にもそのまま利用することができる。また、さらに第3または第4以上の流路をバルブ本体30に形成し、その出口側を第1流路10および第2流路20の外側にこれを囲繞するように多重に形成した構成としても良い。

0029

また、さらに内管11の内径断面積)とプラグ40の内径(内管11とプラグ40の間の断面積)を、予め決まっている薬液の混合比率に合わせて設定すれば、その比率に応じた混合をこの多液混合バルブ100だけで行うことが可能となり、流量調整などの煩わしい制御が不要となる。

0030

100…多液混合バルブ
10…第1の流路
11…内管
12…第1のニップル
20…第2の流路
21…第2のニップル
30…バルブ本体
40…プラグ
50…ボール弁
51、52…ボール体
53…ピン
54…シャフト
55…ハンドル
B…中空ボルト
C…カップリング
H1、H2…デリバリーホース

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