JP3713636B2 - 粘性流体ポンプの運転制御方法及び装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はコンクリートの如き高粘性流体を圧送する粘性流体ポンプの運転制御方法及び装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
コンクリートの如き高粘性流体を扱うポンプとしては、図6に示す如く、ホッパ1内に2本の輸送シリンダ2と3とを、その軸心方向へ移動自在に且つ平行に貫入し、該各輸送シリンダ2,3をNo.1の2本の貫入シリンダ4,5とNo.2の2本の貫入シリンダ6,7を交互に押し(伸長)、引き(短縮)作動させることにより交互に前進、後退させるようにし、輸送シリンダ2又は3が前進させられてホッパ1内に貫入されるとき、ホッパ1内の高粘性流体が輸送シリンダ2又は3の前端より内部に取り込まれ、輸送シリンダ2又は3が受管8に嵌合すると、次に輸送シリンダ2又は3内の圧送ピストン10又は11がNo.1主シリンダ12又はNo.2主シリンダ13の押し(伸長)作動により前進させられて輸送シリンダ2又は3内に入っている高粘性流体を揺動管9内を通して吐出させるようにしてあり、上記揺動管9を揺動シリンダ14,15により左右へ揺動させながら輸送シリンダ2又は3を交互に貫入させることにより順次高粘性流体を吸入吐出させるようにした輸送シリンダ貫入方式のものが知られている。
【0003】
かかる従来の輸送シリンダ貫入方式の高粘性流体ポンプでは、以下の制御回路により各貫入シリンダ及び主シリンダ等を作動させるようにしてある。
【0004】
すなわち、No.1貫入シリンダ4,5とNo.2貫入シリンダ6,7を、途中に第1切換弁CV1を有する圧油ライン16,17を介して貫入回路用圧油供給源P1に接続すると共に、上記圧油ライン16と17の各途中に第2と第3の切換弁CV2とCV3を設けて、No.1貫入シリンダ4,5とNo.2貫入シリンダ6,7の各ヘッド側圧力室及びロッド側圧力室への圧油の給排を上記切換弁CV2とCV3の切換えにより行えるようにしてある。又、No.1主シリンダ12とNo.2主シリンダ13の各ヘッド側圧力室を、途中に第4切換弁CV4を有する圧油ライン18を介して主回路用圧油供給源P2に接続すると共に、該各主シリンダ12と13の各ロッド側圧力室同士を密封回路19で接続して、該密封回路19を第5切換弁CV5を介してタンク20に接続してある。更に、上記密封回路19と貫入シリンダ4,5及び6,7への圧油ライン16及び17の各途中に、圧油を切換えて供給する圧油ライン21と22を設け、別個に備えた補助圧油供給源P3から第6切換弁CV6を介して圧油ライン21と22のいずれかに圧油を供給できるようにし、且つ上記揺動シリンダ14,15と圧油供給源P4とを結ぶラインの途中に第7切換弁CV7を設け、該第7切換弁CV7の切換えにより揺動シリンダ14と15が交互に切換えられて揺動管9がホッパ1の2つの受管8に交互に一致させられるようにしてある。
【0005】
又、上記No.1貫入シリンダ4,5により前進させられる輸送シリンダ2が受管8に入り込んで貫入終了の時点になったことを検出するリミットスイッチLS6と、輸送シリンダ2が後退するときのストロークエンドを検出するリミットスイッチLS5を設け、同様にNo.2貫入シリンダ6,7により前進させられる輸送シリンダ3の貫入終了時点を検出するリミットスイッチLS8と、後退するときのストロークエンドを検出するリミットスイッチLS7を設け、且つNo.1主シリンダ12による圧送ピストン10の前進時のストロークエンドを検出するリミットスイッチLS2と後退時のストロークエンドを検出するリミットスイッチLS1とを設け、同様にNo.2主シリンダ13による圧送ピストン11の前進時のストロークエンドを検出するリミットスイッチLS4と後退時のストロークエンドを検出するリミットスイッチLS3を設け、更に、揺動シリンダ14と15の各後退時のストロークエンドを検出するリミットスイッチLS10とLS9とを設けた構成としてある。
【0006】
輸送シリンダ2を図6に示す如く前進させながらホッパ1内の高粘性流体を輸送シリンダ2内に取り込み、先端を受管8に嵌合させるときは、第1切換弁CV1及び第2切換弁CV2がともにポートa側に切換えられて貫入シリンダ用の圧油供給源P1からの圧油がNo.1貫入シリンダ4,5のヘッド側に供給され、同時に第6切換弁CV6を経て補助圧油供給源P3からの圧油が圧油ライン16に供給される。これにより貫入シリンダ4,5は押し作動させられて輸送シリンダ2を前進させる。輸送シリンダ2が受管8に嵌合し、且つ揺動管9と連通させられると、第1切換弁CV1がポートb側に切換えられてNo.1貫入シリンダ4,5のヘッド側の圧油がロックされ、輸送シリンダ2を受管8に押し付けた状態が維持される。このとき、第3切換弁CV3がポートa側に切換えられてNo.2貫入シリンダ6,7のロッド側圧力室に圧油供給源P1及び補助圧油供給源P3からの圧油が供給され、該貫入シリンダ6,7が引き作動させられた後、第3切換弁CV3がポートb側に切換えられて貫入シリンダ6,7が押し出される。一方、No.1主シリンダ12は圧油供給源P2からの圧油により押し出されて輸送シリンダ2内の高粘性流体を圧送ピストン10により圧送させ、該主シリンダ12のロッド側圧力室から戻される圧油は密封回路19から第5切換弁CV5を経てタンク20へ逃がされ、同時に第6切換弁CV6がポートb側に切換えられて上記密封回路19に補助圧油供給源P3からの圧油が送られ、No.2主シリンダ13が引き込まれて圧送ピストン11が後退させられる。なお、揺動シリンダ14,15は、上記の作動中は第7切換弁CV7がポートa側にあって揺動管9を固定している。
【0007】
次に、第4切換弁CV4がポートb側に切換えられ、No.2主シリンダ13が押し出されて圧送ピストン11にて輸送シリンダ3内の高粘性流体が圧送されると同時に、第5切換弁CV5がポートa側に切換えられて密封回路19を閉じ、補助圧油供給源P3からの圧油が密封回路19に供給される。これによりNo.1主シリンダ12は引き作動させられる。これと併行して第1切換弁CV1がポートa側に切換えられ、第2切換弁CV2及び第3切換弁CV3はいずれも図2のポート位置にさせられ、更に、第6切換弁CV6がポートa側に切換えられ、No.1貫入シリンダ4,5が引き込まれて輸送シリンダ2が後退させられ、No.2貫入シリンダ6,7はヘッド側への圧油ラインをロックして輸送シリンダ3を押したまま維持させる。又、このとき、揺動シリンダ14のヘッド側と揺動シリンダ15のロッド側に圧油が供給されて揺動管9がNo.2側へ移動させられて、その位置に保持される。No.1貫入シリンダ4,5は引き込まれた後、第2切換弁CV2がポートa側に切換えられることにより押し出され、輸送シリンダ2を前進させておく。
【0008】
以上の各シリンダの作動と各切換弁の切換えは、各シリンダのストロークエンドに設けたリミットスイッチLS1〜LS10の作動により所定の切換弁が切換えられるようにシーケンス制御されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来における輸送シリンダ貫入方式の粘性流体ポンプの場合、吐出量に応じて吸入行程(貫入シリンダと主シリンダの引き行程+貫入シリンダの押し行程)における貫入シリンダと主シリンダの作動速度を一定として行っているが、貫入シリンダと主シリンダの同時引き行程においては、作動速度によってホッパ内の高粘性流体の落込み性が変化し、引き始めは落込み易く、引き終りは落込み難くなるという問題があり、又、貫入シリンダの単独押し行程においては、作動速度が遅いと貫入不良が発生し易くなるという問題もある。
【0010】
そこで、本発明は、貫入シリンダと主シリンダの同時引き行程で高粘性流体の落込み性を改善して効率よく吸入できるようにし、且つ貫入シリンダの押し行程での貫入不良を低減させることができるようにしようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、ホッパ内に2本の輸送シリンダを貫入し、該2本の輸送シリンダを貫入シリンダの押し、引き作動で交互に前進、後退させるようにし、輸送シリンダの前進が終了した後、主シリンダを押し作動させて輸送シリンダ内に取り込まれてれいる粘性流体を吐出させるようにしてある粘性流体ポンプにおける上記貫入シリンダと主シリンダの同時引き行程時の作動速度を、初速を高速として徐々に減速させるようにし、更に、上記貫入シリンダの押し行程時の作動速度を、初速を低速として徐々に増速させるようにする粘性流体ポンプの運転制御方法とする。
【0012】
又、ホッパ内に貫入した2本の輸送シリンダを押し引きするNo.1の貫入シリンダとNo.2の貫入シリンダを、可変流量型の貫入回路用圧油供給源に第1切換弁で切換えられる圧油ラインにて接続すると共に、No.1貫入シリンダの押し引き、No.2貫入シリンダの押し引きを切換える第2、第3切換弁を備え、且つ上記輸送シリンダ内の圧送ピストンを押し引きするNo.1主シリンダとNo.2主シリンダの各ヘッド側圧力室を第4切換弁を備えた圧油ラインを介して主回路用圧油供給源に接続すると共に、上記各主シリンダのロッド側圧力室同士を接続する密封回路を第5切換弁を介してタンクに接続し、上記密封回路と上記各貫入シリンダへの圧油ラインに、第6切換弁を介し可変流量型の補助圧油供給源を接続し、更に、上記貫入回路用圧油供給源と補助圧油供給源に、別の圧油供給源からの圧油吐出ラインを接続して、該圧油吐出ラインに電磁比例減圧弁を組み込み、且つ上記各貫入シリンダのストロークエンドの検出信号を基に上記電磁比例減圧弁への付加電流を大から小又は小から大へと制御する制御器を備えた構成を有する粘性流体ポンプの運転制御装置とする。
【0013】
貫入シリンダの押し行程が終了して押し側ストロークエンドの検出信号が制御器に入れられると、制御器から電磁比例減圧弁に与えられる付加電流が小から大へと制御されるため、貫入回路用圧油供給源と補助圧油供給源から吐出される圧油の流量が変化させられる結果、貫入シリンダと主シリンダの同時引き行程時の作動速度が、初速は高速で徐々に減速されるように制御される。これにより貫入シリンダの引き行程終了側での高粘性流体の落込みを改善できる。一方、貫入シリンダの引き行程が終了して引き側ストロークエンドの検出信号が制御器に入れられると、制御器から電磁比例減圧弁に与えられる付加電流が大から小へと制御されるため、貫入回路用圧油供給源と補助圧油供給源から吐出される圧油の流量が変化させられる結果、貫入シリンダの押し行程時の作動速度が初速は低速で徐々に増速されるように制御される。これにより輸送シリンダの貫入不良の発生頻度を低減できると共に、輸送シリンダ先端の摩耗を低減できる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0015】
図1乃至図5は本発明の実施の一形態を示すもので、図6に示したと同様な構成としてある粘性流体ポンプにおいて、貫入シリンダ4,5及び6,7と、主シリンダ12及び13とに圧油を可変供給できるようにして、貫入シリンダ4,5及び6,7と主シリンダ12及び13の同時引き行程時の作動速度を、初速を高速として徐々に減速させるようにし、更に、上記貫入シリンダ4,5及び6,7の押し行程時の作動速度を、初速を低速として徐々に増速させるようにする。
【0016】
詳述すると、貫入回路用圧油供給源及び補助圧油供給源として、それぞれ傾転角調整により吐出流量を変更できるようにしてある可変流量型の貫入回路用圧油供給源P1′及び補助圧油供給源P3′を用い、且つ上記貫入回路用圧油供給源P1′及び補助圧油供給源P3′の傾転を、図示しないアクチュエータで変えるようにし、該アクチュエータに、別の圧油供給源P5からの圧油吐出ライン23を接続して、該圧油吐出ライン23の途中に電磁比例減圧弁24を組み込み、該電磁比例減圧弁24の設定圧力を制御するための制御器25を備えた構成とする。26はリリーフ弁を示す。
【0017】
上記制御器25には、No.1貫入シリンダ4,5のリミットスイッチLS6又はNo.2貫入シリンダ6,7のリミットスイッチLS8による押し側ストロークエンドの検出信号に基づいて上記電磁比例減圧弁24への付加電流を小から大へと制御する機能と、No.1貫入シリンダ4,5のリミットスイッチLS5又はNo.2貫入シリンダ6,7のリミットスイッチLS7による引き側ストロークエンドの検出信号に基づいて上記電磁比例減圧弁24への付加電流を大から小へと制御する機能を具備させてある。
【0018】
次に、図2は貫入シリンダの押し、引き行程時の速度制御用リレー回路を示すもので、上記各リミットスイッチLS5,LS6,LS7,LS8が作動するとそれぞれのリレーR1,R2,R3,R4が励磁され、各リレーR1,R2,R3,R4と対応するa接点が閉じられることによって制御器25が出力を発するようにしてある。
【0019】
今、たとえば、押し行程を終了して押し側ストロークエンドに位置するNo.1の貫入シリンダ4,5とNo.1主シリンダ12に引き行程を行わせようとするときには、第1切換弁CV1をaポートに、第2切換弁CV2をbポートに、第4切換弁CV4をbポートに、第5切換弁CV5をbポートに、更に、第6切換弁CV6をaポートに、それぞれ切り換えて貫入回路用圧油供給源P1′からの圧油をNo.1貫入シリンダ4,5のロッド側圧力室に供給させ、且つ補助圧油供給源P3′からの圧油を圧油ライン21より密封回路19に供給させるようにするが、この際、No.1貫入シリンダ4,5が押し側ストロークエンドに達した時点でリミットスイッチLS6が作動することにより図2においてリレーR2が励磁して、そのa接点R2が閉じてリミットスイッチLS6の検出信号が制御器25に入力されているので、図3(イ)に示す如く、電磁比例減圧弁24に付加される電流iの値が小から大へと制御されることになり、そのため、図3(ロ)に示す如く、貫入回路用圧油供給源P1′の吐出流量Q1 と補助圧油供給源P3′の吐出流量Q3 とが大から小へと変化させられることになる。これにより、No.1貫入シリンダ4,5の引き行程時の作動速度は、図4(イ)に一例を示す如く、初速が高速となって、その後徐々に減速されることになる。又、No.1主シリンダ12の引き行程の作動速度も同様である。したがって、引き行程時の終速が低速となることから、No.1貫入シリンダ4,5の引き行程全般にわたり、ホッパ1内の高粘性流体はNo.1貫入シリンダ4,5の引き作動に伴って無理なく落込むことができるようになるので、落込み性を改善することができる。
【0020】
上述したように、No.1貫入シリンダ4,5とNo.1主シリンダ12の同時引き行程が終了すると、次に、第2切換弁CV2をaポートに、第6切換弁CV6をbポートにそれぞれ切り換えて、貫入回路用圧油供給源P1′からの圧油をNo.1貫入シリンダ4,5のヘッド側圧力室に供給させ、同時に補助圧油供給源P3′からの圧油を圧油ライン22より圧油ライン16に供給させるようにしてNo.1貫入シリンダ4,5の押し行程を行わせるが、この際、No.1貫入シリンダ4,5が引き側ストロークエンドに達した時点でリミットスイッチLS5が作動することにより図2のリレーR1が励磁して、そのa接点R1が閉じてリミットスイッチLS5の検出信号が制御器25に入力されているので、図3(イ)に示す如く、電磁比例減圧弁24に付加される電流iの値が大から小へと制御されることになり、そのため、図3(ロ)に示す如く、貫入回路用圧油供給源P1′の吐出流量Q1 と補助圧油供給源P3′の吐出流量Q3 とが小から大へと変化させられることになる。これにより、No.1貫入シリンダ4,5の押し行程時の作動速度は、図4(ロ)に一例を示す如く、初速が低速となって、その後徐々に増速されることになる。したがって、押し行程時には終速が高速となることから貫入力が強くなり、貫入不良を発生し難くすることができる。なお、No.1主シリンダ12の押し行程は、No.1貫入シリンダ4,5の押し行程終了後に所定のタイミングで行われるが、主シリンダ12の作動速度は一定である。
【0021】
一方、No.2の貫入シリンダ6,7とNo.2主シリンダ13の押し、引き行程はリミットスイッチLS7,LS8の検出信号を基にNo.1側と同様に行われる。
【0022】
図5はNo.1貫入シリンダ4,5、No.1主シリンダ12、No.2貫入シリンダ6,7、No.2主シリンダ13及び揺動シリンダ14,15の各運転制御サイクルタイムを示すもので、上述した貫入シリンダと主シリンダの引き行程及び貫入シリンダの押し行程は、図中破線で示す平均速度に比し実線で示す如き速度制御となるようにしてある。
【0023】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明によれば、輸送シリンダ貫入方式の粘性流体ポンプにおいて、貫入シリンダと主シリンダの同時引き行程時の作動速度を、初速を高速として徐々に減速させるようにするので、ホッパ内の粘性流体を効果的に無理なく落込ませることができ、更に、貫入シリンダの押し行程時の作動速度を、初速を低速として徐々に増速させるようにするので、貫入不良の発生頻度を低減することができ、これにより吸入行程の信頼性を向上させることができてポンプ完成度を飛躍的に高めることができると共に、粘性流体中を前進する輸送シリンダ先端の摩耗度合いを貫入終了時まで低速としている場合に比して低減させることができる、という優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における粘性流体ポンプの運転制御装置の実施の一形態を示す概要図である。
【図2】貫入シリンダの速度制御用リレー回路図である。
【図3】電磁比例減圧弁の電流制御と圧油供給源の吐出流量制御との関連を示すもので、(イ)は電流の変化を示すグラフ、(ロ)は吐出流量の変化を示すグラフである。
【図4】貫入シリンダ速度と位置との関係を示すもので、(イ)は引き行程時の一例を示すグラフ、(ロ)は押し行程時の一例を示すグラフである。
【図5】本発明による運転制御のサイクルタイム図である。
【図6】粘性流体ポンプの一例を示す概要図である。
【符号の説明】
1 ホッパ
2,3 輸送シリンダ
4,5 No.1貫入シリンダ
6,7 No.2貫入シリンダ
12 No.1主シリンダ
13 No.2主シリンダ
16,17,18 圧油ライン
19 密封回路
20 タンク
23 圧油吐出ライン
24 電磁比例減圧弁
25 制御器
P1′ 貫入回路用圧油供給源
P2 主回路用圧油供給源
P3′ 補助圧油供給源
P5 圧油供給源
CV1 第1切換弁
CV2 第2切換弁
CV3 第3切換弁
CV4 第4切換弁
CV5 第5切換弁
CV6 第6切換弁
Claims (2)
- ホッパ内に2本の輸送シリンダを貫入し、該2本の輸送シリンダを貫入シリンダの押し、引き作動で交互に前進、後退させるようにし、輸送シリンダの前進が終了した後、主シリンダを押し作動させて輸送シリンダ内に取り込まれてれいる粘性流体を吐出させるようにしてある粘性流体ポンプにおける上記貫入シリンダと主シリンダの同時引き行程時の作動速度を、初速を高速として徐々に減速させるようにし、更に、上記貫入シリンダの押し行程時の作動速度を、初速を低速として徐々に増速させるようにすることを特徴とする粘性流体ポンプの運転制御方法。
- ホッパ内に貫入した2本の輸送シリンダを押し引きするNo.1の貫入シリンダとNo.2の貫入シリンダを、可変流量型の貫入回路用圧油供給源に第1切換弁で切換えられる圧油ラインにて接続すると共に、No.1貫入シリンダの押し引き、No.2貫入シリンダの押し引きを切換える第2、第3切換弁を備え、且つ上記輸送シリンダ内の圧送ピストンを押し引きするNo.1主シリンダとNo.2主シリンダの各ヘッド側圧力室を第4切換弁を備えた圧油ラインを介して主回路用圧油供給源に接続すると共に、上記各主シリンダのロッド側圧力室同士を接続する密封回路を第5切換弁を介してタンクに接続し、上記密封回路と上記各貫入シリンダへの圧油ラインに、第6切換弁を介し可変流量型の補助圧油供給源を接続し、更に、上記貫入回路用圧油供給源と補助圧油供給源に、別の圧油供給源からの圧油吐出ラインを接続して、該圧油吐出ラインに電磁比例減圧弁を組み込み、且つ上記各貫入シリンダのストロークエンドの検出信号を基に上記電磁比例減圧弁への付加電流を大から小又は小から大へと制御する制御器を備えた構成を有することを特徴とする粘性流体ポンプの運転制御装置。
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