JPH01279196A - 管体耐圧閉塞機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「発明の目的」 本発明は管体耐圧閉塞機構に係り、少くとも数ｋｇ　／
　ｃＴＡ以上、−船釣に１０ｋｇ／ａシ以上のような高
い圧力条件においても安定した閉塞シールをなすことの
できる管体耐圧閉塞機構を提供しようとするものである
。

（産業上の利用分野） 各種配管の管端部あるいは中間部などにおいて管内の気
体または液体の高圧条件下で的確な閉塞シールをなし、
あるいは管体閉塞シール条件下で管内流体を適宜に取出
し、更には試験、測定するような目的で使用される機構
。

（従来の技術） ガスその他の気体や水その他の液体を供給ないし排出し
、あるいはこれらの流体に粉粒物その他を添加した状態
で搬送するような場合に配管を利用することは古くから
行われて来たところであり、今日における生活ないし作
業環境は斯うした配管管路の輻輳したものとなっている
。従ってこのような配管管路においてその内部流体の流
動を停止ないし制限する必要の存することも明かで、こ
のためにバルブなどの管路中に組込んで配置された機器
が採用されているが、そうした機器の存しない条件下に
おいても閉塞しなければならないことが多い。即ち上記
のような供給、排出などに用いられる配管は相当の長距
離に亘るのが普通で、そうした長距離且つ巨大な設備に
おいても随所にバルブなどを設置するには莫大な機器を
必要とすると共に折角の流圧を甚だしく低下するから、
極く限られた地点にのみ設けられているのが普通で、し
かもそのような長大な設備において適宜の位置で工事し
、試験測定することが要請され、このような場合にはそ
うした管路の任意の位置で閉塞することが必要となる。

従来このようなバルブなどによらない管路の閉塞手段と
しては一般的に詰物をなすことであるが、この木栓など
の詰物による閉塞は工数が多く、しかも不完全である。

そこでこのような従来一般のものの不利を解消すべく本
発明者等は実開昭５６−８０９７４や、特開昭６２−２
０６４９８などの技術を提案している。即ち受板と押板
の間に断面Ｃ形のリング状シール材を介装し、このリン
グ状シール材を該シール材および前記受板、押板の中心
部に挿嵌されたボルト（ないし螺管）に対するナツトの
回動で緊締し、リング状シール材をＵ形に彎曲膨出させ
て管内をシールするものであり、この技術によれば管体
の随所に適用して閉塞することができ、しかもその操作
が前記ナツトによる平易な操作力で、的確なシール閉塞
を行い得る。

（発明が解決しようとする課Ｂ） ところが上記のような従来のものにおいて、その適用さ
れる管体の内面は平滑であり、しかも近時においては斯
うした管体を利用して供給されるガスや水などの流体に
おける流圧は次第に高いものとなりつつある。即ち流体
圧が高くなることにより効率的な流体の供給、排出をな
すことが可能となることは明かであり、一方今日におけ
る住宅などの密集ないし居住地域の拡大化は既存設備に
おける設計範囲を超えて前記流体を供給排出することが
要請されつつある。特に既存設備は経年によって老朽化
し、配管自体を更新すべき状態となりつつあり、そうし
た老朽化配管を掘出して更新すべきところ、そのような
工事自体が著しく大工事であり、しかもそうした既設配
管管路上は交通施設や構築物が設定されていて、そのよ
うな設備の全体を破壊しなければ該工事を実施できない
ような設置当初で予想し得ない変化となっているのが一
般で、事実上改修更新工事を実施できない状態となって
いる。そこで既設管路内に新設管を設定し、即ち地表を
掘り起すことなく、既設老朽管を新しい管路の保護管と
して利用した管路更新工法が開発され、次第に一般化し
ていて、このような工法の採用された場合においては既
存設備より小径の管路において、既存設備より大量の流
体を移送することが必要となり、その流圧は隔設に高い
ものとならざるを得ないが、斯様にして高圧化した配管
管路においては上記したような先行技術では即応し難い
。つまり本発明者等による前記先願技術は頗る的確な好
ましい技術として各方面に広く採用されているが、具体
的に１つの封塞機構で対応し得る圧力条件は１．３　ｋ
ｇ　／　ｃｔＡ程度が限度であって、平滑な管体内面に
おいてゴム質の如きシール材の膨出接合力を以てしては
成程巧妙な閉塞シールであるとしても上記圧力条件を超
えて閉塞シールすることは至難である。

勿論、上記のようなシール材および受板、押板を多段に
設けることにより、その耐圧性を向上することについて
本発明者等が実施検討しているが、このように多段化す
ることは折角の前記先行技術の有する構成簡易、操作容
易のような技術的メリットを大きく失うものであり、例
えば前記Ｃ形シール材を彎曲膨出させるためのナツトに
よる回動緊締操作のみを考察してもその緊締操作ストロ
ークが倍増（仮りに２段として）し、又２つのＣ形シー
ル材に対し同時に緊圧することとなるから操作トルクも
倍増するから緊締操作は数倍に困難なものとなる。

「発明の構成」 （課題を解決するための手段） １、受板と押板との間に半径方向に屈曲膨出するように
されたリング状シール材を介装せしめて螺合軸材に軸装
し、該螺合軸材に螺合されたナット部材により前記押板
を受板に向けて押圧し上記リング状シール材を屈曲膨出
させて管体内面に圧着シールさせるようにしたものにお
いて、上述した螺合軸材に対しその周側に複数個の係着
板を伸縮性連結材で連結し略所定の間隔を採って配設す
るようにした係着手段を前記ナツト部材により上記リン
グ状シール材と共に係脱操作するように設けたことを特
徴とする管体耐圧閉塞機構。

２、受板が螺合軸材に固定され、押板と係着手段との間
に介装受部材を設け、該介装受部材に係着手段における
係着板の基端を支承せしめ、ワンシ中部材を介してナッ
ト部材の押圧緊締力を前記係着板に作用させるようにし
た前記１項に記載の管体耐圧閉塞機構。

３、螺合軸材に頭部を形成し、該頭部に係着手段におけ
る係着板の基端側を支承せしめ、該係着板の遊端側に受
板を接合すると共にリング状シール材および押板とナッ
ト部材を上記螺合軸材に軸装し、前記受板と押板との間
におけるリング状シール材の内部にシール材と該シール
材を圧縮して受板と螺合軸材との間隙をシールするため
のスペーサーを介装した前記１項に記載の管体耐圧閉塞
機構。

４、　シール材を圧縮して受板と螺合軸材との間隙をシ
ールするためのスペーサーと複数個の係着板を連結し略
所定の間隔を採って配設するための伸縮性連結材とが一
体の弾性材で形成された前記３項に記載した管体耐圧閉
塞機構。

５、押板が管体内径より大径として形成され、該押板と
管端との間にゴム質の如きによる防塵カバーを介装せし
め、前記押板から管体の外部に突出した螺合軸材に螺合
したナツト部材を締め込むことにより上記した防塵カバ
ーが管端と押板との間に挟み込まれリング状シール材の
屈曲膨出による管体内面接合シール以前に押板が管端に
接合固定化することを防止すると共に管端より外部土砂
などが内部に進入することを防止するようにしたことを
特徴とする前記１項に記載の管体耐圧閉塞機構。

（作用） す、ト部材を締め込むと押板が受板に向けて押進されリ
ング状シール材を外周方向に屈曲膨出させるが、又各係
着板を伸縮性連結材の弾性（伸縮性）に抗して傘開き状
に拡開せしめ、その遊端（外側端）を管体の内面に対し
て圧接する。このようなリング状シール材における屈曲
膨出と各係着板の管体内面に対する圧接係止はその何れ
かが先行しく従って他方が後行する）あるいは同時進行
であってもよい。然し一般的には係着板が管体内面に係
着固定化し、次いでリング状シール材を膨出シールさせ
るようにする（但しこのリング状シール材の膨出シール
作用時にも係着板の固定化が増強される）。リング状シ
ール材の管体内面に対する圧接は該部分における流体（
ガスまたは液体）の漏洩を阻止し、又全開き状に拡開し
た各係着板遊端の管体内面に対する圧接係止は閉塞機構
全般の管体に対する設定位置を固定化する。

伸縮性連結材は複数個の各係着片を螺合軸材ないし管体
に対して夫々所定の間隔位置に保持し、しかもナツト部
材の弛緩時において各係着片を管体に対する圧接係止状
態から解除する。

押板の径が管体内径より小さいときは管体内に進入して
締め込まれるが、押板の径が管体内径より大きいときは
係着板が先に管体に係止すると適切な締着閉塞が得難く
なる傾向があり、このような場合に管端と押板との間に
ゴム質の如きによる防塵カバーを挟入することによって
押板と管端間に締込み代（リング状シール材が完全に圧
接締着されるだけのスペース）を保持し、締込みによっ
て防塵の完全を図らしめる。

係着板と受板との間の螺合軸材周側にシール材を介装し
、適切にスペーサなどをも用いることにより受板が螺合
軸材に対しスライドする場合においても該螺合軸材との
間の隙間を閉塞シールする。

係着板の係止状態で閉塞機構に管体内圧が作用すると各
係着板による管体への係止力は更に増加される。

（実施例） 上記したような本発明によるものの第１の構成関係は第
１図と第２．３図において示す如くであって、ボルトま
たは螺筒のような螺合軸材１に対し定置される受板２と
該螺合軸材１に対し軸方向において移動可能な押板３と
の間に半径方向に屈曲膨出するようにされたリング状シ
ール材４を介装せしめ、上記押板３を前記螺合軸材１に
螺合したナツト部材５により受板２方向に押圧しリング
状シール材４を屈曲膨出させてシールさせること自体は
上述した本発明者等による先行技術と同じであり、この
ため前記した受板２および押板３の前記リング状シール
材４に対する接合面に対向した傾斜面部２ａ、３ａの如
きが形成されている。

本発明においては上記のような構成のものにおいて、前
記した押板３とナツト部材５との間に介装受部材６と複
数個の係着板７を配設したもので、前記した係着板７の
外周部分には第２．３図に示すように各係着板７を所定
位置に保持し、しかもナツト部材５による緊圧で拡開作
用を行わせるためのゴム質のような伸縮性連結材８が取
付けられ、又この場合には第１図に示すように受板２が
上記した螺合軸材ｌの先端部に溶接部１２の如きで固定
されていて、ナツト部材５と各係着板７との間にはワッ
シャ部材９が介装されている。

第４図には本発明によるもう１つの構成関係が示されて
おり、即ち第１〜３図に示したものにおいては管体内の
任意の個所において設定し得るようにしたものであるの
に対し、この第４図のものにおいては特に管端に対して
設定するようにしたものであって、頭部１１を有する螺
合軸材１に対して第１〜３図に示したものと同様に伸縮
性連結材８で外周部分を所定位置に保持するように連結
された複数個の係着板７が上記頭部１１で内周側端部を
受けられており、このような係着板７に対して受板２、
リング状シール材４および押板３が順次に配設され、押
板３には管体１０の端部に覆着する被覆部３ｂが一体に
形成されていて、管体ｌＯの外部に突出した螺合軸材１
に対してナツト部材５が螺合されている。又この場合に
は頭部１１で受けられている前記係着板７および受板２
部分は管内流体が進入するものであることからしてリン
グ状シール材４の内部に押板３の押進力を受け、受板２
の螺合軸材１側に装着された０リングのようなシール材
１４と該シール材１４を圧縮シールするスペーサー１３
が設けられており、即ち押板３のナット部材５による押
進でリング状シール材４を彎曲シールさせると共にこの
シール材１４をも圧縮して螺合軸杆１と受板２との間隙
をシールするように成っている。更に第５図には上記の
ようなスペーサー１３を用いない本発明のもう１つの構
成関係が示されている。即ち頭部１１を存する螺合軸杆
１に対して係着板７、受板２、リング状シール材４およ
び押板３を挿着し、該螺合軸材１に係合されたナツト部
材５で緊締シールするように成っていることは前述した
第４図のものと同様であるが、この第５図の場合におい
ては上記係着板７の夫々の配設位置を保持するための伸
縮性連結材８と前記シール材１４とを一体に形成し、特
にシール材１４部分については第４図のものにおけるス
ペーサー１３部分をもゴム質の如きで一体として形成し
たもので、更に押板３の内側には同じくゴム質の如きに
よる防塵スペーサー１５を設け、ナツト部材５による緊
締に当って管体１０の端部との間をシールし土層内埋設
によっても内部機構部分に土砂などが進入しないように
成っている。

なお前記係着板７については一般的な形態である方形板
が採用された場合においてナット部材５による緊締時に
管体１０の内面に対して第６図に示すように両側角部７
ａで接合することは明かであり、従って材質的に硬度の
高いものが好ましく、例えば焼入鋼を採用した場合にお
いては一般的な鋼管である管体１０の内面に喰い込んで
係止し的確な係着が得られる。父上記のように係着板７
が両側角部７ａで係着する構成のものにおいては係着板
７の数如何が具体的な係着力に影響することは明かであ
って、特に適用すべき管体１０が大径の場合においては
このような事由から係着板７の配設数を多くすることが
管内高圧条件に耐えるために枢要である。即ちこのよう
な大径管体に対して前記第５図のものを採用するには第
７図に示すように螺合軸材１の頭部１１に対して別に受
盤部材２１を取付け、該受盤部材２１の周側に形成され
た段状受部２１ａにおいて係着板７の基端を支承せしめ
るもので、このようにすると頭部１１より大径化した段
状受部２１ａにおいて相当多数の係着板７を配設支承す
ることが可能となる。又このようにして大径管となった
場合においては第５図に示したものにおける第４図のス
ペーサー１３、シール材１４に相当した部分は別体のシ
ール材２４を採用する。

伸縮性連結材８に対する各係着板７の取付は状態につい
ては第８図にその断面構造が示されており、同図（ａｌ
のように各係着板７が伸縮性連結材８の面内に埋設され
たもの、あるいは同図（ｂ）のように各係着板７が伸縮
性連結材８の面上に取付けられるものの如きの何れでも
よく、鋼片の如きである各係着板７はゴム質である伸縮
性連結材８に対して焼付けの如きで安定に止着される。

本発明によるものの具体的な設計製作例として、外径５
龍で内径が４ｗｍの鋼管１０端部に適用すべき耐圧閉塞
機構として、螺合軸材１としては外径１５龍でその軸心
に径６龍の通孔の形成されたものを採用し、即ちこの通
孔を介して管体ガス流体を外部に取出し、その圧力ない
し組成を試験測定するようにしたもので、受板２、押板
３としては厚さが３鶴の鋼板を図示のように成形したも
のを用い、リング状シール材４は中間部分（最も薄肉化
した部分）の厚さが６鰭で硬度ＪＩＳ　Ｈ５５０のゴム
材を採用し、これらに対する係着板６としては幅が８ｆ
ｌで長さが１９龍であり厚さ３．２鶴の軟鋼鋼板を第６
図のように６枚等間隔に位置するようにゴム質の伸縮性
連結材８に焼きつけ接着したものを第５図のように組付
けたものを採用して蝶ナツトであるナツト部材５により
前記鋼管１０の内面を水により湿潤させた条件下で充分
緊締した。

即ちこのようにして螺合軸材１のナツト部材５より延出
した部分に管体を接続し、前記鋼管１０内を昇圧した結
果は１１．２ｋｇ／−に達するまでは閉塞機構が全く移
動することがなく、従って又リング状シール材４による
ガスシールも完全であって全く漏洩のないものであるこ
とが確認され、斯うした結果は第１〜３図、第４図のも
のにおいても同様に得ることができた。

これに対し上記と同じ鋼管１０に対し、前記した係着板
７および伸縮性連結材８を用いないで、受板２と押板３
の間にリング状シール材４を介装したものについて同様
に緊締定着し、鋼管１０内を昇圧させた場合においては
鋼管１０の内面が絶乾状態であると２．３　ｋｇ　／　
ｃｎｌを超えることによって閉塞機構が押し出され、従
って漏れを生ずることとなるのに対し、鋼管１０の内面
を水で湿潤させた条件下の場合には１．３　ｋｇ　／　
ｃｄでスライドし漏洩を発生するものであった。

即ち本発明によるものは係着板を採用することにより閉
塞機構のスライドし易い湿潤条件下において８〜９倍も
閉塞性能を向上し得るものであることが確認され、勿論
これを複数段に採用することも可能で、それによって耐
圧性能を比例的に高め得られる。何れにしてもコンパク
トな構成により安定且つ高度の耐圧閉塞を実現し得るこ
とを知った。

「発明の効果」 以上説明したような本発明によるときは、管体の中間部
ないし端部の如き、特別なバルブなどの採用されない条
件下において、しかも相当に高い管内流体圧によっても
充分に安定な閉塞シールを確保し得るもので、その構成
も比較的簡易で、取扱いも上記のような高圧条件下であ
るに拘わらず頗る容易であるなどの効果を共に有してお
り、近時における次第に高圧化した各種配管ラインに関
する工事ないし試験測定などに広く利用することが可能
で工業的にその効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の技術的内容を示すものであって、第１図
は本発明による１つの構成関係を示した断面図、第２図
はその係着板および伸縮性連結材についての正面図、第
３図はその断面図、第４図は本発明による他の構成関係
を示した第１図と同様な断面図、第５図は本発明による
更に別の構成関係を示した第１．４図と同様な断面図、
第６図はその係着板の配設関係を示した正面図、第７図
は前記第５図の形式によるものを比較的大径の管体に適
用する場合の係着板部分に関する断面図、第８図は伸縮
性連結材に対する係着片の取付状態の若干を示した断面
図である。 然してこれらの図面において、１は螺合軸材、２は受板
、３は押板、４はリング状シール材、５はナット部材、
６は介装受部材、７は係着板、８は伸縮性連結材、９は
ワッシャ部材、１０は管体、１１は螺合軸材の頭部、１
３はスペーサー、１４はシール材、２１は受盤部材、２
１ａはその段状受部、２４はシール材を示すものである
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、受板と押板との間に半径方向に屈曲膨出するように
   されたリング状シール材を介装せしめて螺合軸材に軸装
   し、該螺合軸材に螺合されたナット部材により前記押板
   を受板に向けて押圧し上記リング状シール材を屈曲膨出
   させて管体内面に圧着シールさせるようにしたものにお
   いて、上述した螺合軸材に対しその周側に複数個の係着
   板を伸縮性連結材で連結し略所定の間隔を採って配設す
   るようにした係着手段を前記ナット部材により上記リン
   グ状シール材と共に係脱操作するように設けたことを特
   徴とする管体耐圧閉塞機構。 ２、受板が螺合軸材に固定され、押板と係着手段との間
   に介装受部材を設け、該介装受部材に係着手段における
   係着板の基端を支承せしめ、ワッシャ部材を介してナッ
   ト部材の押圧緊締力を前記係着板に作用させるようにし
   た請求項１に記載の管体耐圧閉塞機構。 ３、螺合軸材に頭部を形成し、該頭部に係着手段におけ
   る係着板の基端側を支承せしめ、該係着板の遊端側に受
   板を接合すると共にリング状シール材および押板とナッ
   ト部材を上記螺合軸材に軸装し、前記受板と押板との間
   におけるリング状シール材の内部にシール材と該シール
   材を圧縮して受板と螺合軸材との間隙をシールするため
   のスペーサーを介装した請求項１に記載の管体耐圧閉塞
   機構。 ４、シール材を圧縮して受板と螺合軸材との間隙をシー
   ルするためのスペーサーと複数個の係着板を連結し略所
   定の間隔を採って配設するための伸縮性連結材とが一体
   の弾性材で形成された請求項３に記載した管体耐圧閉塞
   機構。 ５、押板が管体内径より大径として形成され、該押板と
   管端との間にゴム質の如きによる防塵カバーを介装せし
   め、前記押板から管体の外部に突出した螺合軸材に螺合
   したナット部材を締め込むことにより上記した防塵カバ
   ーが管端と押板との間に挟み込まれリング状シール材の
   屈曲膨出による管体内面接合シール以前に押板が管端に
   接合固定化することを防止すると共に管端より外部土砂
   などが内部に進入することを防止するようにしたことを
   特徴とする請求項１に記載の管体耐圧閉塞機構。