JPH0240175B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 開示技術は各種の管の水圧試試験や水圧拡管に
用いる管端の液圧シール装置の構造の分野に属す
る。

＜要旨の解説＞ 而して、この出願の発明は管の耐圧試験や液圧
拡管に用いる管端液圧シール装置において、セツ
トされる管の管端全周に密着圧接されるシール装
置本体が該管内部に圧液を送給する圧液給排腔を
備えており、フレーム間にタイロツドを介して緊
締するようにされた管端液圧シール装置に関する
発明であり、特に、該フレームに対してスプール
の基端が固定され、該スプールに対してリング状
段差部を形成した圧液給排腔を有するスリーブが
スライド自在に外挿され、該スリーブの先端は管
端シール部が形成されて管端に密着されるシール
ジヨウを連結するようにされ、一方、上記スプー
ルの内部には圧液を管内に圧送する圧液給排腔を
端部にかけて設け上記スリーブからシール部にか
けて連通させている管端液圧シール装置に係る発
明である。

＜従来技術＞ 周知の如く配管は多くの産業分野において広く
用いられており、その用途によつては耐圧性や耐
蝕性が求められるものであり、これに対処するた
めに、例えば、水圧試験や水圧拡管による耐蝕処
理等が行われるようにされている。

而して、管体に対するこの種の作業は管内部に
相当の液圧が作用するために管端液圧シール装置
が必要とされる。

そして、従来用いられている該管端液圧シール
装置の一般的態様は第１図に示す様なものであ
り、管１の各管端２に対してパツキン３を介し、
フレーム４を当接させ、両壁のフレーム４，４を
タイロツド５，５を介して圧締させ、シールする
ようにし、一方のフレーム４の導水口６を閉ざ
し、他方のフレーム４の導水口６から所定の高圧
水を該管１内に加圧送給して所定の作業をするよ
うにされている。

＜発明が解決しようとする課題＞ さりながら、上述従来の管端液圧シール装置お
いては、該管１内に供給される圧力水の水圧が上
昇するに従つて、該管１の断面積Ｓに圧力Ｐをか
けたＰ×Ｓの圧力が軸力としてフレーム４に印加
されるようになり、その結果、タイロツド５が伸
び、そのため、パツキン３のシール機能が低下す
ることになり、よつて、リークが生ずる欠点があ
り、所定の耐圧試験や拡管が得られないという不
具合があつた。

これに対処するに、パツキン３の予圧を充分大
きく取り、タイロツド５の張力も充分大きくとつ
ておくことも可能であるが、このようにすると、
管１の肉厚が薄い場合や管１の長さが大きな場合
には該管１にかかる過大な圧縮荷重のために該管
が座屈変形する等の難点があつた。

又、最終目的に供する管１の設計厚みと、試験
中等の管１の厚みとが一致しなくなり、その結
果、コスト高になるという不利点もあつた。

＜発明の目的＞ この出願の発明の目的は上述従来技術に基づく
管端液圧シール装置のシールの問題点を解決すべ
き技術的課題として、管の厚みを最終使用目的管
の厚みとしながらも、所定の液圧印加が出来、し
かも、シールが確実に出来、座屈変形等が生じな
いようにして各種産業における配管技術利用分野
に益する優れた管端液圧シール装置を提供せんと
するものである。

＜課題を解決するための手段・作用＞ 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とす
るこの出願の発明の構成は、前述課題を解決する
ためにタイロツドによつて固定されたフレームの
スプールに外挿された可動スリーブの管端シール
部に対して管の管端を当接させてセツトし、上記
スプールから所定の圧液を供給して、該スプール
の圧液給排腔を介して該スリーブから管内に圧液
を印加して、所定の作業を行うようにし、而し
て、その間印加液圧の増加と共に管内の圧力によ
る軸力も増加するが、該スプール外のシール装置
本体のスリーブのリング状段差部に加わる液圧が
該軸力と等しいか、大きくするようにされている
ことによつて、管端におけるシールは確実に保た
れ、リークするようなことがなく、更に、上記フ
レームに固設された油圧シリンダのロツドが上記
スリーブのブラケツトに固定されてシール部のシ
ールをより確実にするようにした技術的手段を講
じたものである。

＜実施例＞ 次に、この出願の発明の実施例を第２，３図に
基づいて説明すれば以下の通りである。尚、第１
図と同一態様部分については同一符号を用いて説
明するものとする。

第２図に示す実施例において、７はこの出願の
発明の要旨を成す管端液圧シール装置であり、管
１の管端２のシールに供され、図においては図示
の都合上一方端のみが示されているが、実際には
図示しない他端側にも設けられ、そのフレーム
４′，４′間はタイロツド５，５…により連結され
ているものである。

而して、該フレーム４′には、その内側にボル
ト８，８…を介してスプール９が固設されてお
り、該スプール９の内部には図示しない高圧力水
ポンプに接続する導水口６′を介して圧液給排腔
１０が形成されている。

而して、１１はスリーブであり、内部に次述設
定深さのリング状段差部１２を有する圧液給排腔
１０′を形成され、その大径の圧液給排腔１０′の
基部側はパツキン３″を介してスプール９にスラ
イド自在に液密的に外挿されている。

一方、該スリーブ１１の前端側はフランジ部１
３を介してテーパ部１４にされて管１の管端２に
形成されたフレア１５に水密的に全周的に当接シ
ール部を形成するようにされている。

１６はシールジヨウであり、周方向２分割され
て、上記管１のフレア１５に外側から当接し、フ
ランジ部１３に対し、ボルト８を介して取外し可
能に締結され、フレア１５をシール部のテーパ部
１４に押圧緊締されるようにしている。

上述構成において、管１の管端２を適宜の手段
によりスリーブ１１のシール部のテーパ部１４に
合致するテーパ状のフレア１５に形成しておき、
これを排水状態のスプール９に水密裡にスライド
するスリーブ１１のテーパ部１４に当接合致さ
せ、その外側からシールジヨウ１６を当接させ、
ボルト８によりフランジ部１３に締結することに
より、管１の管端２をスリーブ１１のシール部と
してのテーパ部１４に全周的に水密状態に締結さ
せる。

そこで、図示しない始動スイツチを押すことに
より、同じく図示しない切換バルブを介して高圧
力水ポンプが作動し、導水口６′よりスプール９
の給排腔１０内に高圧力水を送給する。

そして、送給された高圧力は該スプール９の給
排腔１０よりスリーブ１１の給排腔１０′に入り、
これを通して管１の内部に送給され、所定の水圧
試験、或いは、水圧拡管に供される。

そして、加圧水圧が次第に上昇していくと、管
１の断面積をＳとし、スリーブ１１の給排控１
０′の断面積をＡとすると、作用する圧力Ｐに対
してＰ×（Ｓ−Ａ）の軸力が反力として該スリー
ブ１１に作用する。

さりながら、この出願の発明においては、該ス
リーブ１１のリング状段差部１２の環状断面積が
上記の（Ｓ−Ａ）の断面積と等しいように設計す
ることにより、スリーブ１１の圧液給排腔１０′
における管１方向への押込み力は軸力と実質的に
等しく、且つ逆方向に作用させることが出来、し
たがつて、スリーブ１１は圧力に関しては左右動
しないことになる。

そのため、該スリーブ１のシール部のテーパ部
１４に於ける管１のフレア１５に対するシールが
甘くなることによつてリークが生ずるような虞れ
は全く無い。

一方、管１内の水圧が高まることによつて、管
１の径が膨脹して大きくなり、それだけ軸方向長
さが収縮すると、シールジヨウ１６がボルト８を
介して確実に該スリーブ１１にクランプしている
ために、該スリーブ１１は内側にスライドして管
１側に引き込まれるようになり、その点からもフ
レア１５に対するシールが甘くなつたりせず、リ
ークは生じない。

したがつて、確実に管１に対する水圧試験や水
圧拡管が行われる。

尚、このスプール９、スリーブ１１の給排腔１
０，１０′のリークはパツキン３′，３″により確
実に防止される。

そして、所定の作業が終了すれば、切換バルブ
を切り替えて導水口６′より排水し、或いは、水
圧を無くしてボルト８を外し、シールジヨウ１６
を解離してスリーブ１１より管１を取外す。

尚、当該実施例において、段差部１２の環状断
面積を前述の断面積（Ｓ−Ａ）より設計量だけ大
きくしておくことにより、操作中常にスリーブ１
１を管１方向に設定圧力だけ押圧させておくこと
により積極的にシールを保証するようにすること
も可能である。

又、この場合は管１の座屈変形が生じない程度
に設計する必要がある。

そして、設計変更としてはシールジヨウ締め付
けボルト８を用いるかわりに油圧シリンダを用い
ても良い。

而して、上記管端液圧シール装置を管の一端に
取り付け、他端側は押圧シール装置を用いるだけ
にするようにしても良いなど種々の設計変更も可
能である。

又、第３図に示す実施例においては、スリーブ
１１′のシール部パツキン３を介して管１の管端
２を当接させるようにし、又、フレーム４′の外
側に向けて油圧シリンダ１８，１８…を所定数設
け、そのピストン１９に固定して前延するロツド
２０の先端をしてスリーブ１１′に固定したフラ
ンジ状のブラケツト２１に固定し、又、該油圧シ
リンダ１８からの油圧回路２２は切換バルブ２
３、油圧ポンプ２４を介してボルト２５に接続さ
れるようにした態様である。

当該態様においては、スリーブ１１′端にパツ
キン３を介して当接された管１の端部には上述実
施例同様にスプール９の導水口６′からの圧力水
が給排腔１０から給排腔１０′を通り、管１内部
に導入されて、上述同様の操作が行われるが、フ
レーム４′に設けた各油圧シリンダ１８，１８の
作用により管１に対するスリーブ１１′のセツト、
リセツトは勿論、従動的な微圧調整が行われ、管
１に対する水圧変動に対して即応的にスリーブ１
１′を微小進退させることができる。

当該実施例においては、スリーブ１１′内の給
排腔１０′の水圧を検出しながら適宜自動調整装
置を介して上記油圧シリンダの圧力を調整するよ
うにする設計変も可能である。

＜他の実施例＞ 尚、この出願の発明の実施態様は上述各実施例
に限るものでないことは勿論であり、例えば、タ
イロツドをボールスクリユウ等にして締結を調節
したりする種々の態様が採用可能である。

＜発明の効果＞ 以上、この出願の発明によれば基本的に、管に
対する水圧試験や水圧拡管に用いる管端液圧シー
ル装置において、管内に高圧液を送給して、その
結果、該管が径方向に膨脹し、軸方向に縮少して
も、常にシール部が緊密に圧締されてシールが完
全にされるために印加圧液のリークが絶対に生ず
ることなく、該管が径方向、軸方向変形を生じて
も、液圧が変化することがない優れた効果が奏さ
れる。

したがつて、製造される管の精度や管理が良好
に行われる優れた効果が奏される。

而して、管の端部のシール部がフレームに固定
されたスプールに対して外挿してスライド自在な
スリーブの先端に形成されることにより管の伸縮
挙動に対して可動スリーブは常にスムースに追従
し、管の管端に対するシールを安定して保つとい
う優れた効果が奏される。

特に、スリーブのシール部には管端に対するシ
ールジヨウが連結されていることにより管の伸縮
によつても確実なシールが保持出来る効果があ
る。

更に、スリーブにシール部が形成されているこ
とにより、管径の大きなものに対するシールがし
易い効果もある。

又、該スリーブの内部にスプール内の給排腔と
管端のシール部に連通する圧液給排腔が形成され
ていることにより、管の伸縮に追従してスリーブ
がスライドするにもかかわらず、安定して圧液が
付与されるという優れた効果が奏される。

更に、フレームに設けた油圧シリンダのロツド
がスリーブのブラケツトに連結されていることに
より管のセツト、リセツトが該油圧シリンダによ
つてスムースに確実におこなわれるという効果が
あるばかりでなく、管に対してスリーブが追従し
て圧液を供給する過程で該スリーブに変動が生じ
たりした場合に該油圧シリンダで圧力調整するこ
と出来るという優れた効果も奏される。

そして、該スリーブ内に於いて、段差部を有し
ていることにより該段差部のリング状断面積をし
て管とスリーブの断面積の差の断面積と同じか、
設定量大きくすることにより加圧中の管の軸方向
変形に追従してスリーブが追従しはするものの、
軸力が大きくスリーブに加わらず、むしろ、全然
加わらないようにするか、更には僅かに圧力を加
えることが出来るので、より確実にシールが保た
れるという優れた効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に基づく管端液圧シール装置
の概略断面図、第２，３図はこの出願の発明の実
施例の説明図であり、第２図は１実施例の縦断面
図、第３図は他の実施例の縦断面図である。 ２…管端、１０，１０′…圧液給排腔、７，
７′…シール装置本体、５…タイロツド、４，
４′…フレーム、９…スプール、１１，１１′…ス
リーブ、１４…シール部、１２…段差部、１７…
圧液給排腔、２０…ロツド、２１…ブラケツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管端全周に圧接されると共に圧液給排腔を有
   するシール装置本体がタイロツドに固定されたフ
   レームに設けられている管端液圧シール装置にお
   いて、該フレームにスプールが固設され、該スプ
   ールに圧液給排腔を介して外挿されるシール装置
   本体としてのスリーブの先端に管端に対するシー
   ルジヨウを連結したシール部が設けられると共に
   上記スプールの圧液給排腔に連通するスリーブの
   圧液給排腔内部にリング状段差部が設けられてお
   り、而して上記スプール内には上記スリーブとシ
   ール部に連通する圧液給排腔が形成されているこ
   とを特徴とする管端液圧シール装置。 ２ 管端全周に圧接されると共に圧液給排腔を有
   するシール装置本体がタイロツドに固定されたフ
   レームに設けられている管端液圧シール装置にお
   いて、該フレームにスプールが固設され、該スプ
   ールに外挿されるシール装置本体としてのスリー
   ブの先端に管端シール部が設けられると共に該ス
   リーブの内部にリング状段差部が設けられてお
   り、而して上記スプール内には上記スリーブとシ
   ール部に連通する圧液給排腔が形成され、更に上
   記フレームに設けた油圧シリンダのロツドが該ス
   リーブに設けたブラケツトと連結されていること
   を特徴とする管端液圧シール装置。