JP2000514539A - ボアシール組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ボアシール組立体は、シールリップ（１０８）を備えた円筒形シールスリーブ（１０２）と、シールリップを押し、密封するように接触させるフィンガ（１１２）を有する円筒形フィンガばね（１０６）と、円筒形摩耗スリーブ（１１４）とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】 ボアシール組立体 発明の背景 １．発明の分野 本発明は、特に、パイプコネクタおよび回り継手に使用する環状ボアシールに 関する。 ２．関連技術の説明 隣接パイプまたは回り継手の部材の間に液密シールを提供するためにボアシー ルが使用される。本出願人によって所有された米国特許第４，９３０，７９１号 は、密封すべきパイプの隣接した端部内に形成されたシールポケット内で取り付 け可能なボアシール組立体を示している。このボアシール組立体は、円筒形シー ルスリーブを備えており、この円筒形シールスリーブは、シールポケットに形成 された、対応するシール面に対して密封する一対の環状シールリップと、シール スリーブをシールポケットに押すためにシールスリーブの穴内に取り付けられた 円筒形フィンガばねと、シールスリーブおよびフィンガばねをエロージョンから 保護し、ボアシール組立体全体を一緒に保持するように、フィンガばねのボア内 に取り付けられた円筒形摩耗スリーブと備えている。フィンガばねは、環状の中 央部分と、フィンガばねの周縁全体の周りに、ばねから軸線方向に伸びる複数の フィンガとを有する。さらに、摩耗スリーブは、フィンガばねの中央部分に係合 する摩耗スリーブから半径方向外側に伸びる環状リブを含む。この方法において 、フィンガばねのフィンガは、ボアシール組立体が取り付けられ、予圧を付与す るとき、中央部分に隣接して半径方向内側にたわむことができるようにし、この 予圧は、シールポケットの密封面に対してシールリップを押す。 従来技術のボアシール組立体において、シールスリーブは、テフロン（登録商 標）のような非金属材料から製造され、フィンガばねおよび摩耗スリーブは、通 常、金属からつくられる。ボアシール紹立体が非常に低い温度、例えば−７３． ３３℃（−１００°Ｆ）に露出されるとき、シールスリーブがフィンガばねおよ び摩耗スリーブに対して収縮し、フィンガを中央部分に隣接してたわませること がわかった。その結果、シールリップとシール面との間に予圧を維持することが できず、シールが弱くなる。 発明の概要 本発明の目的は、ばね力を提供し、非常に低い温度で弱くならないシールを形 成する非金属シールスリーブを有するボアシール組立体を提供することである。 本発明によれば、これと他の目的および利点は、隣接する端部にシールポケッ トを備えた隣接した管状部材の間を密封するボアシール組立体であって、 前記シールポケットに係合するように、ボアと半径方向外側に伸びる２つのシ ールリップとを有する円筒形シールスリーブと、環状の中央部分と前記シールポ ケットに前記シールリップを押すために軸線方向外側に伸びる複数のフィンガと を備え、前記ボア内に取り付けられる円筒形フィンガばねと、前記フィンガを支 持し、前記フィンガの端部に向かって前記フィンガと前記摩耗スリーブとの間の 接触点を移動し、フィンガのかたさを増大させ、低温のシールスリーブの収縮に よって生じる力に打ち勝つのに十分なばね力を維持する曲面の外径面を備えた円 筒形摩耗スリーブと、を備えたボアシール組立体を提供することによって、これ および他の目的が達成される。 したがって、ボアシール組立体は、シールポケットに対してシールリップを押 すために十分な予圧を維持し、低温であっても漏れを防止することができる。 本発明のこれらおよび他の利点は、添付図面を参照して次の説明から明らかに される。 図面の簡単な説明 図１は、従来技術のボアシール組立体の分解斜視図である。 図２は、組み立てられた状態で示される図１のボアシール釦立体の長手方向の 断而図である。 図３Ａないし図３Ｃは、それぞれ、組み立てられない状態、−部が組み立てら れた状態、完全に組み立てられた状態で示した本発明のボアシール組立体の長手 方向の断面図である（ボアシール組立体を設定する管状部材は図面を明瞭にする ために削除されている）。 図４は、２つの隣接した管状部材によって形成されたシールポケットに設置さ れた図２の従来技術のボアシール組立体の長手方向の断面図である。 図５は、２つの隣接した管状部材によって形成されたシールポケットに設置さ れた図３のボアシール知立体の長手方向の断面図である。 好ましい実施例の詳細な説明 図１および図２を参照すると、円筒形シールスリーブ１２と、非押出しリング １４と、円筒形フィンガばね１６と、円筒形摩耗スリーブ１８とを有する従来技 術のボアシール組立体１０が示されている。シールスリーブ１２は、穴２０と、 半径方向に伸びる環状シーリングリップ２４と環状溝２６とを有する外側の直径 面２２とを有する。シールスリーブ１２は、テフロン（登録商標）のような非金 属材料から製造される。非押出リング１４は、溝２６内に配置され、シールスリ ーブ１２が高圧の用途において２つの管状部材（図４参照）の間の空隙に押し出 されることを防止するように機能する。フィンガばね１６は、中実の管状中央部 分２８と、フィンガばね１６の外周全体の周りの双方に中央部分２８から軸線方 向に伸びる複数のフィンガ３０とを有する。フィンガばね１６は、金属材料から 製造され、フィンガ３０は、中央部分２８に対してそれらをたわませることがで きるばね状の特性を有する。フィンガばね１６は、シールスリーブ１２の穴２０ 内に配置され、フィンガ３０の自由端がシールリップ２４の下の穴の部分に係合 するようにシールスリーブ１２の幅とほぼ同じ幅を有する。摩耗スリーブ１８は 、装通穴３２と、半径方向外側に伸びる環状リブ３６を有する外径面３４とを有 する。図２でもっともよく分かるように、摩耗スリーブ１８は、フィンガばね１ ６内に配置され、リブ３６は、フィンガばね１６の中央部分２８に係合する。 図４を参照すると、ボアシール組立体１０が示されており、ボアシール組立体 １０は、接続された２つの管状部材４０，４２の隣接した端部に形成されたシー ルポケット３８内に設定されている。管状部材４０，４２は、適当な手段（図示 せず）によって公知の方法で接合されたパイプコネクタまたは回り継手の部材で ある。シールポケット３８は、ボアシール組立体を密封する、各部材４０，４２ に形成されたシール面４４を有することが好ましい。ボアシール組立体１０は、 摩耗スリーブ１８の装通穴３２が管状部材４０，４２の穴４６に整列している。 シールスリーブ１２は、設定されたとき、密封面４４に対してまたフィンガ３０ に対してシールポケット３８に押され、フィンガ３０が摩耗スリーブ１８の隣接 リブ３４を曲げ、予圧を生成し、予圧は、密封リップ２４を密封面４４に押し密 封する。 図３Ａを参照すると、参照符号１００で示される本発明のボアシール組立体は 、従来技術のボアシール組立体１０のいくつかの部品を共有する。ボアシール組 立体１００は、シールスリーブ１０２と、ボアシール組立体１０を参照して説明 した同様の名称の部品とほぼ同じである非押出しリング１０４と、フィンガばね １０６とを有する。よって、シールスリーブ１０２は、テフロン（登録商標）の ような非金属材料からつくられることが好ましく、半径方向外側に延びている多 数の管状密封リップ１０８を有する。また、フィンガばね１０６は、中実の中央 部分１１０と、そこから軸線方向に伸びる複数のフィンガ１１２とを有する。本 発明によるボアシール組立体１００の１つの実施例において、フィンガばね１０ ６は、０．３８ｍｍ（０．０１５インチ）の厚さと、１９．０５ｍｍ（０．７５ インチ）の幅を有するInconelX-750のストリップからスタンプ加工され、フィン ガ１１２は、６．３５ｍｍ（０．２５インチ）の長さと３．１ｍｍ（０．１２５ インチ）の幅であり、隣接するフィンガ１１２の間の空隙は０．７６ｍｍ（０． ０３インチ）である。 本発明によれば、ボアシール組立体１００は、装通穴１１６と、曲面の外径面 １１８とを有する摩耗スリーブ１１４を有する。好ましい実施例において、外径 面１１８は、フィンガばね１０６の中央部分１１０に係合する比較的平坦な中央 部分１２０と、中央部分１２０から下方に傾斜しているゆるやかな半径を備えた サイド部分１２２とを有する。図３Ａに示されたボアシール組立体１００の設置 されない状態（すなわち、ボアシールがシールポケット３８に配置される前）に おいて、フィンガ１１２は、中央部分１２０に隣接するような中央点ＣＰで摩耗 スリーブ１１４に接触する。この状態において、フィンガ１１２のモーメントア ームは、ほぼ接触点ＣＰからフィンガ１１２の自由端までのフィンガ１１２の長 さである。ボアシール組立体１００が設置されるとき、シールスリーブ１０２は 、フィンガばね１０６に対してシールポケット３８内で圧縮される。図３Ｂに示 すように、これは、フィンガ１１２をサイド部分１２２上で曲げ、接触点ＣＰを フィンガ１１２の自由端に向かって移動し、これは、その結果、フィンガ１１２ の モーメントアームを短くする。図３Ｃおよび図４に示すように、設置が完了した 段階で、接触点ＣＰは、フィンガ１１２の自由端に向かって移動し、図４の右手 部分に示すフィンガ３０のモーメントアームに比較して比較的短いフィンガのモ ーメントアームを形成する。 図５を参照すると、シールポケット３８内に設置されたボアシール組立体１０ ０が示されている。ボアシール組立体１００は、摩耗スリーブ１１４の装通孔１ １６が管状部材４０，４２の穴４６に整列するような寸法である。ボアシール組 立体１００が設定されるとき、シールスリーブ１０２は、密封面４４およびフィ ンガ１１２に対してシールポケット３８に押され、これは、上述したようにフィ ンガ１１２を曲げ、予圧をつくり、この力は、密封リップ１０８を密封面４４に 押し、密封を行う。 フィンガ１１２と摩耗スリーブ１１４との間の接触点がフィンガ１１２の端部 に向かって移動するとき、フィンガ１１２のかたさが増大する。これは、非常に 低い温度、例えば、−７３℃（−１００°Ｆ）においてシールスリーブ１０２の 収縮によって生じる力に打ち勝つのに十分なばねの力を備えたフィンガ１１２を 形成する。さらに、ゆるやかに傾斜しているサイド部分１２２は、フィンガ１１ ２に応力の集中が生じることを防止し、これは、フィンガ１１２がシールスリー ブ１０２の収縮の力でたわむ可能性を低減する。したがって、ボアシール組立体 １００は、シールリップ１０８をシールポケット３８に押すに十分な予圧を維持 し、低温でも漏れを防止することができる。 本発明を好ましい実施例に関して説明したが、当業者は、本発明の原理から逸 脱することなく、広範な構造的な詳細を説明することができることを認識すべき である。したがって、添付した請求の範囲は、本発明の範囲および精神内の等価 物をカバーすると考慮すべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．隣接する端部にシールポケットを備えた隣接した管状部材の間を密封する ボアシール組立体であって、 前記シールポケットに係合するように、ボアと半径方向外側に伸びる２つのシ ールリップとを有する円筒形シールスリーブと、 環状の中央部分と前記シールポケットに前記シールリップを押すために軸線方 向外側に伸びる複数のフィンガとを備え、前記ボア内に取り付けられる円筒形フ ィンガばねと、 前記フィンガばね内に配置されるとともに、前記フィンガを支持し、前記ボア シール組立体が前記シールポケットに取り付けられるとき、前記フィンガの端部 に向かって前記フィンガと前記摩耗スリーブとの間の接触点を移動するように曲 面の外径面を備えた円筒形摩耗スリーブと、を備えたボアシール組立体。 ２．前記外径面は、ほぼ平坦な中央部分と、前記中央部分から下方に伸びるゆ るやかに傾斜したサイド部分とを有する請求項１に記載のボアシール組立体。