JPS5811536Y2 - セメントミキシング装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、軟弱地盤改良装置等に適用するセメントミキ
シング装置に関する。

従来のセメントミキシングシステムはバッチ計量、バッ
チミキシング方式であり、計量ビンバッチミキサーによ
り構成されている。

計量及びミキシングには３分から６分もの時間を要する
ため、単位時間当りのミキシング容量を増加させようと
すると、どうしても計量ビン、ミキサー等の装置が大型
化せざるを得ない。

又、セメントと水のみの混合の場合、モルタル或いはコ
ンクリートの混合におけるように砂及びシャリ等が混じ
ることによる混合効果が期待出来ず、その為、ミキサー
へのセメントの投入時間を長くして徐々に混合する等の
工夫が必要であり、必然的にミキシング時間が長くなり
従って装置は大型化する。

しかもセメントのミキサーにおいては、そのま・放置す
れば固化するというセメント固有の性質から、使用後の
洗滌が不可欠であるが、従来のバッチミキサーの洗滌は
その形状がら容易ではない。

又、従来ある連続混合式のミキサーはその混合比率は手
動にて調節せねばならず、その運転は短時間のみの稼動
に適する手動運転であり、軟弱地盤改良装置のごとく大
容量のしかも長時間連続運転を必要とするものには適し
ていなかった。

そこで本考案は前記欠点を除去し、全体の装置が小型で
、洗滌の容易なかつ自動運転されるセメントミキシング
装置を提供することを目的としたものでミキ、サーとし
て連続混合方式のジェットミキサーを用い、かつ混合比
制御、運転を自動化したものである。

本考案の実施例を以下図面に従って詳細に説明すると、 第１図は本考案が適用される軟弱地盤改良装置のセメン
テングシステム全体の構成を示すプロツクダイヤグラム
であり、第２図は本考案の一実施例である自動運転セメ
ントミキシングシステムの構成を示すブロックダイヤグ
ラム、第３図は、ジェットミキサーの構造を示す側断面
図である。

なお第４〜１１図は、本考案の別の実施例を示す。

第１図において、１はセメントと水を混合するミキサー
、２は混合されたセメントスラリーを一時的に貯める容
器であるアジテータ−タンク、３はアジテータ−ミキサ
ー、４はセメントスラリーを、改良すべき土中に注入す
るためのセメント注入ポンプ、５は、セメントタンク、
６は、水タンク、７は安定剤その他の添加剤貯蔵タンク
を示す。

セメントと水及び添加剤は、適当な割合にミキサー１で
混合され、セメント注入ポンプ４により、ノズル９を通
して、土中に圧入される。

同時に攪拌翼８が回転し、土とセメントを攪拌混合し、
しかる後セメントが硬化することにより地盤強度の上昇
をはかる。

第３図において、ジェットミキサー１は、セメントを受
入れるホッパ一部１ｂ、水ジエツトノズル１ａ、混合室
１Ｃにより構成される。

水がジェットノズル１ａより噴出することによりホッパ
ー、１ｂより落下して来るセメントと瞬時に混合し、排
出される。

第２図において、１はジェットミキサー、２はアジテー
タ−タンク、３はアジテータ−ミキサー、４はセメント
注入・ポンプ、５はセメントタンク、５ａはセメントタ
ンク内のセメントレベルの検出を行つロードセル、５ｂ
、５Ｃは、セメントレベルの高低に応じて、セメントタ
ンク５へのセメント供給量を調節するコントロールバル
ブ５ｄを制御するためのコントロールユニットである。

６は水タンク、６ａは水タンク６の水面調節を行うため
のフロートバルブである。

７は添加剤タンク、１０はセメントタンクからミキサー
１ヘセメントを定量供給するためのロータリーフィーダ
ー、１０ ａはその駆動モーター、１１は、ミキサーに
水を供給するミキシングポンプ、１１ａ１は、アジテー
タ−タンク２の液面の高低に応じて、開閉されるシャッ
トオフバルブ、１１ ｂはミキサーへの水量を調節する
流量調整弁、１２は添加剤注入ポンプ、１２ ａはアジ
テータ−タンク２の液面の高低に応じて開閉するシャッ
トオフバルブ、１２ｂは流量計、１２Ｃは流量調節弁、
１３はセメントスラリーの密度計１４にスラリーを供給
するポンプを示す。

１４ ａは、ロータリーフィーダーの回転数を密度計１
４からの信号に応じて制御するためのセメント供給量調
節計である。

１５はアジテータタンク２の液位の高低に応じて、ミキ
サーの発停を行うミキサー運転制御装置、１６．１７は
それぞれ、液位計を示す。

次にその動作について説明すると、まず起動スイッチが
オンとなると（図示せず）、セメント供給量調節計１４
Ｈの中に内蔵されている起動用シーケンスが、動作し
ロータリーフィーダー１０をあらかじめ定められた回転
数（調節可能）で回転させる。

と同時に、ミキシングポンプ１１．添加剤注入ポンプ１
２、密度計用ポンプ１３を起動し、又バルブ１１ａ、１
２ａを開とする。

ミキサー１で混合されたセメントスラリーは、アジテー
タ−タンク２に入り、密度計１４に達する。

時限を限って、起動用シーケンスは定常運転シーケンス
に切換えられる。

この時、はじめて、密度計１４からの値が、ロータリー
フィーダー１０の回転数制御にフィードバックされる。

即ち、セメント供給量調節計１４Ｈの中で、目標値と、
密度計からの値とが比較され、偏差分に応じて、ロータ
リーフィーダー１０の回転数を増減すべくコントロール
される。

セメントスラリーの液面が、液位計１６に達すると、ミ
キサー運転制御装置１５から、セメント供給量調節計１
４ａミキシングポンプ１１添加剤注入ポンプ１２、シャ
フトオフバルブｌｌａ、１２ａに停止信号が出、され、
混合は自動的に停止する。

セメント注入ポンプ４が作動し、セメントスラリーの消
費を開始すると、アジテータ−タンク２の液位は下がり
始める。

液面が液位計１７に達すると、運転御御装置１５は再び
、ミキサー１を起動するが、今度は、密度計１４には、
計測すべき、セメントスラリーが接触しているので、起
動用シーケンスは動作させず、すぐに定常運転シーケン
スに入ってミキシングを行つ０ ロータリーフィーダー１０からのセメント排出量の変動
が、制御系の外乱となるので、これを出来るだけ少なく
する為、セメントタンク５のレベル制御を行う。

即ち、セメントタンク５は、ロードセル５ａを介して吊
り下げられており、セメント重量を検出、コントロール
バルブ）５ｂ、５Ｃによつてコントロールバルブ５ｄの
開度を調節することによりレベルを一定に保つ。

比重制御系のもう１つの外乱の要素は、ミキシングポン
プ１１によりミキサー１に送り込まれる水量の変動であ
るが、水タンク６の水面をフロートバルブ６ａ等の手段
を用いることにより定位に保ち、流量変動を少くする。

又、アジテータ−タンク２の容量が大である場合、ある
いは密度計として、放射性同位元素を利用した型式のも
のを用いた場合等、むだ時間が長い。

時定数が大である等、の問題を伴うことがあるのでこの
時、調節計１４ａにサンプリング制御要素をとり入れる
ことにより高精度のミキシングシステムを得ることが出
来る。

第４図に第２実施例を示す。

ここで符番１〜１７は第１実施例に示すものと同一であ
る。

１８はスクリューフィーダー、１８ａはスクリューフィ
ーダーを駆動する可変速モーターである。

１９はコンベアスケールで、定速モーター１９ ａで駆
動され、計量装置１９ｂで、コンベア上のセメント量を
計量し、定量供給調節計１９ Ｃで、目標値と比較し、
偏差を零とすべくスクリューフィーダーのモーター１８
ａの回転数を制御する。

ミキシングポンプ１１の吐出側には、流量計１１Ｃが取
付けられ、常時定量の水をミキサーに供給する。

第５図は、第３実施例を示す。

この場合第２実施例のベルトスケールにかわって、スク
リューコンベアスケール２１がセメント定量供給に用い
られる。

スクリューコンベアーは、ロードセル２１ Ｃで懸架さ
れ、スクリューコンベアー内のセメント量を計測する。

定量供給調節計２１ ｄで目標値と比較し、その偏差を
零とするように、ロータリーフィーダー２１ ｂの可変
速モーター２１ ｅの回転数を制御する。

スクリューフィーダー２１は定速モーター２１ ａによ
って駆動される。

他の部分は第１，２実施例に示すものと同様である。

第６図は第４実施例を示すもので、スクリューコンベア
スケールのフィードバック制御は行わず、ロードセル２
１ Ｃからの値と、パルスジェネレーター２１ ｆによ
るスクリューコンベアーの速度より積分演算し、単位時
間当りのセメント供給量を演算ユニット２２で計算し、
その出力を設定値として水供給コントロールバルブ２４
の制御装置２３に入力することにより、セメント供給に
対する水供給量の比例制御を行う。

ロータリーフィーダー２１ ｂの駆動モータ２１ ｅは
定速モーターを用い、運転制御装置１５の指示による発
停のみの制御を受ける。

他の部分は第１，２実施例に示すものと同様である。

第７図は第５実施例を示すもので、ロータリーフィーダ
ー１０の駆動モーター１０ｂは定速モーターであり、密
度計１４の値をフィードバックし、水供給コントロール
バルブ、添加剤注入コントロールバルブ１２ｄを、水供
給量調節計２５によって、密度を一定にすべく水供給量
をコントロールする。

他の部分は第１実施例に示すものと同様である。

第８図は第６実施例を示すもので、ミキサーと、セメン
ト注入ポンプとの間にあって、バッファタンクとしての
役割をしているアジテータ−タンクを省略し、かわりに
小容量のミキシングタブ２６を設けたものである。

セメント供給部は第２又は第３実施例に示すものと同様
の定量供給装置をもつコンベアスケールによる。

但しこの定量供給調節計２１ ｄのセメント供給量設定
値は、ミキシングタブ２６のレベル制御を行うために、
レベル計節計２９からの出力により変更される。

即ち、セメント注入ポンプ４のサクションラインに取付
けられた流量計２８からの値が、レベル調節計２９に入
り、そこで、そのセメントスラリー流量に見合ったセメ
ント供給、水供給を行わせるべく、制御信号を、定量供
給調節計２１ｄ、水供給コントロールバルブ１１ｄ、添
加剤注入ポンプの回転数制御装置１２ ｅに与える。

又、ミキシングタブ２６に、レベル検出器２６ ａ制御
信号発生器２７を設け、ミキシングタブの液面を一定に
すべく、レベル調節計２９に対しカスケード制御を加え
る。

第１０図は第７実施例を示す。

第９図において、１その、ミキサーの部分を側断面図で
示す。

このミキサーはリサーキュレイテングジェットミキサー
として周知のものである。

第９，１０図において、３０はリサーキュレイテングポ
ンプで、３１はミキシングタブ、３２はミキサー３３は
セメント供給量調節用ゲート制御モーター、３４はアジ
テータ−タンクの液位の高低に応じて開閉するセメント
供給シャットオフバルブで、３７は、ミキシングタブの
オーバーフロー管、３８はミキサーからの吐出管である
。

この型式のミキサーは基本的にはホッパジェット式のミ
キサーと同じであるが、セメント供給量の調節を３３１
で示すゲートの開度によって行うこと、混合の精度を上
げる為、混合したスラリーを、もう一度すサーキュレイ
テングポンプ３０によってミキサー３２にもどしてミキ
シングポンプ１１より供給される水と加え合わせ再混合
する所にある。

ミキシングタブの中のスラリーはポンプ１３により密度
計（例えばＵ字管式密度計）１４に導かれ、密度が計測
される。

この値は、セメント供給量調節計３５に人力され、ここ
で、設定値と比較され、その偏差を零にすべくサーボ信
号を発生し、セメント供給量調節ゲート制御モーター３
３をコントロールする。

１５は前述の他の実施例と同様に運転制御装置で、アジ
テータ−タンク２の液位のレベルの高低に応じて、水シ
ャットオフバルブ１１ａ、添加剤注入シャットオフバル
ブ１２ａ、セメント供給シャットオフバルブ斜、スラリ
供給シャットオフバルブ３６とそれぞれ開閉し、併せて
ミキシングポンプ１１注入ポンプ１２を発停せしめる役
割をもつ。

第１１図は第１０図と同様、リサーキュレイテングミキ
サーを用い、かつアジテータ−タンクを除いた第８実施
例である。

４１は流量計で、セメント注入ポンプ４によるスラリー
移送量をレベル調節計４０で積算、演算し、それに対応
する水量をミキサーに与えるべく、水コントロールバル
ブ１１ ａ、注入ポンプ回転数制御装置１２ｅ、を調節
し、併せて、セメント供給量調節計に微分要素の制御信
号を送り、密度調節制御系の水量変動による応答動作を
早める。

以上の説明の中で制御系は基本動作のみ示したが、実際
にはその制御性を高めるために、フィードバックが各系
の中にとり入れられる。

このように本実施例によれば軟弱地盤改良装置等ヘセメ
ントスラリーを供給するためのセメントミキシング装置
にジェットミキサーを取入れたことにより装置全体を軽
量小型にコンパクトに構成することが可能になり、かつ
なじみ難いセメントと水との混合が迅速に行なえるよう
になり然も大量のセメントスラリーを短時間に連続して
供給でき水洗も簡単に行なえるようになる効果がある。

またセメントミキシング装置へのセメント供給量あるい
はジェットミキサーで混合されたセメントスラリーの密
度の何れかを検出し、これを基にセメント、水、添加剤
各々の供給量すなわち混合割合を自動的にフィードバッ
ク制御する制御装置を取入れたことにより、混合精度の
高い一定した濃度のセメントスラリーを自動的に連続供
給できる効果がある。

また更にジェットミキサーで混合されたセメントスラリ
ーを受入れる容器内のセメントスラリー量により、セメ
ント、水、添加剤の各供給手段とジェットミキサ・−を
自動的に運転制御する制御装置を取入れたことにより、
軟弱地盤中へ連続して送り出される大量のセメントスラ
リーの消費に応じてまたその消費速度、量の変化に対し
て常に過不足なく安定的に必要量のセメントスラリー・
を供給できる効果がある。

このように本考案によれば、セメントタンク、水タンク
、添加剤タンクとからなる各供給手段と、該各供給手段
から供給されるセメント、水、添加剤を混合するジェッ
トタイプのミキサーと、該ミキサーで混合されたスラリ
ーを貯蔵する容器と、セメント供給量あるいはスラリー
密度により前記混合割合を自動的に制御する第１制御手
段と、前記容器内のスラリー量により前記各供給手段及
びミキサーの運転を自動的に制御する第２制御手段とを
具備したことにより、起動から運転まで、自動的にかつ
混合精度の高いセメントスラリーを得、しかも小型軽量
のセメントミキシングシステムを実現することが可能で
あり、産業上有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案を軟弱地盤改良装置に適用したセメンテ
ィングシステム全体の構成を示すブロックダイヤグラム
、第２図は本考案の実施例を示すブロックダイヤグラム
、第３図はその実施例にて使用するジェットミキサーの
側断面図、第４乃至８図は第２乃至６実施例を示すブロ
ックダイヤグラム、第９，１０図は第７実施例であり、
第９図はそのジェットミキサーの側断面図、第１０図は
ブロックダイヤグラム、第１１図は第８実施例を示すブ
ロックダイヤグラムである。 １・・・・・・ジェットタイプミキサー、２・・・・・
・アジテータ−タンク、４・・・・・・セメント注入ポ
ンプ、５・・・・・・セメントタンク、６・・・・・・
水タンク、７・・・・・・添加剤タンク、１４ａ・・・
・・・セメント供給量調節計、１５・・・・・・ミキサ
ー運転制御装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. セメントタンク、水タンク、添加剤タンクとからなる各
   供給手段を、該各供給手段から供給されるセメント、水
   、添加剤を混合するジェットタイプのミキサーと、該ミ
   キサーで混合されたスラリーを貯蔵する容器と、セメン
   ト供給量あるいはスラリー密度により前記混合割合を自
   動的に制御する第１制御手段と、前記容器内のスラリー
   量により前記各供給手段及びミキサーの運転を自動的に
   制御する第２制御手段とを具備したことを特徴とするセ
   メントミキシング装置。