JPH0362955B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は流体の配管システム、更に詳しくは金
属のハウジングがエラストマーとプラストマーよ
り成る族から選択された非金属材料でライニング
されている型式の配管システムに関する。

配管システムは金属パイプの部品又はスプール
（spool）が耐腐蝕性プラスチツクの層でライニン
グされて用いられている。一般にかくの如きパイ
プの部品間の結合はフランジ継手により成され、
この場合にはライニングはパイプに施され、且
つ、金属を流体から保護し、そしてガスケツトと
しても役立たせるべくライニングがフランジの面
上にわたつて広げられる。ここにおいて、フラン
ジの面について以下述べるが、相フランジをボル
ト締め又は別の方法で固定し得る如何なる表面を
も包含するつもりであることは理解されねばなら
ない。一例は定義通りにはフランジの定義内に含
まれ得ないフランジ継手を有する容器である。

不運にも、フレア状ライナー（flaredliner）部
はフランジ結合の機械的完全さを低下させ、その
結果として主要システムの完全さを低下させる。
その理由は、ライナーに用いられる材料は、使用
温度範囲内では強度が低いので、これに従いボル
ト締め荷重を低くしなければならない。その様な
ボルト荷重は一般のライニングされない配管シス
テムで用いられるボルト荷重よりも甚しく小さ
い；それ故作業者の熟練度、作業者の心構え並び
にパイプの正しくない整列が因子となる。之等の
非金属材料の低温流れ並びに高温流れは既に低い
据付けトルクからボルトのトルクを更に減少させ
る。それ故、かくの如き公知のパイプ結合は使用
に際し、種々の種類の失敗を被る。

通常のオペレーシヨン条件を越えて、結合の完
全さを更に低下させる悪化因子が時として生ず
る。例えば、過度の温度、過度の圧力、振動並び
に水撃の如き異常操作条件；及び強風、洪水、地
表の沈下、地震並びに乗り物の衝撃の如き異常な
環境条件；そのいづれかの単独又は組合せた条件
は初期のガスケツトの圧縮並びにボルト締め付け
の予荷重の更なる低下を引き起す。

最後に、金属のハウジングにより当然に高くな
るライニングされたシステムの耐火性はライナー
のフレアされた端部の絶対的な弱点により危険に
さらされる。

発明の概要 上述の欠点に留意して、かくの如き欠点を最小
にし、又は克服する高度に完全な配管結合を与え
ることが本発明の目的である。更に明確には、本
発明は本質的に不変な高いボルト予荷重で組み立
てられることが出来且つクリープ効果並びにライ
ナー材料の低温、高温両方の流れに対し自動的な
補償を与える手段を含むフランジ結合を与えるこ
とを目的としている。

本発明によれば、配管システムにおけるフラン
ジ結合のその結合面間に流体無漏洩シールを確立
する構成を提供することができる。かかる構成に
おいては、フランジ結合部における配管システム
の流体通過部の直径より大きい内径を有し、接続
されるフランジの間に装着されるようにサイズ決
めされた剛性の大きい金属製荷重支持リングが設
けられている。この荷重支持リングは所定の軸方
向の長さを有し、そして、フランジ面、流体通過
部の直径及び該リング自身の内径により囲まれる
空洞部を画成している。そして、本発明にかかる
構成は、前記荷重支持リングの他、この荷重支持
リング内の空洞部に配置された少くとも１つの円
錐形リングばね、少くとも１つの力分配リング、
及び非金属製材料から成る層の半径方向フレア状
に広げられた部分から成る。

前記フレア部分は前記力分配リングと係合可能
にされていて、前記円錐形リングばね、前記力分
配リング及び前記フレア部分の関係は以下のとう
りである。即ち、前記空洞内において、前記円錐
形リングばねは、部分的に圧縮された下で前記フ
レア部に対し前記力分配リングを介して力を作用
せしめ、前記フレア部を付勢しその係合面を流体
密封係合とさせる。

前記荷重支持リングは、互いに接続されるフラ
ンジがボルト締結力により互いに近づくようにひ
つぱられた際に、かかるフランジ相互間のスペー
スを維持するように作用する。後述する本発明の
実施例においては、例えば、荷重支持リングとフ
ランジの如く金属材料間での係合が確立するまで
ボルトの締め付けを行うことができ、従来の様な
熟練者の経験的な技能に依存してボルトを締結す
る必要がない。また、金属材料間での係合とされ
ているため、一定強度のかつ安定したパイプ接続
部を提供することができる。

一方、一般に、金属材料よりは強度が低いライ
ニング部材にかかる全ての荷重は、前記円錐形リ
ングばねが円錐形状から平面形状（但し完全に平
坦となることはない）に変形するように調整され
る。

更に、力分配リングが円錐形リングばねとライ
ニング部材の間に配置されていることにより、円
錐形リングばねの縁部によつてライニング部材が
損傷されるのを防止し、且つ、前記円錐形リング
ばねからの力をライニング部材全体に広く分配せ
しめる様作用する。

従つて、本発明によるパイプ接続部の構成によ
れば、フランジ締結のためのボルト荷重とライニ
ング材に作用する力とが独立した関係にあるた
め、ライニング材が種々のサイクルで低温或いは
高温流れに曝さわれても、従来の装置のように締
結ボルトのトルクを減少させることはなく、安定
した且つ確実なパイプ接続部を提供することがで
きる。

本発明は添付図面を参照しながら本発明の好適
な実施例の下記詳細説明を読んだ後により良く理
解されるであろう。同一の参照数字は、同一の又
は同様の部品を示すために図面を通じて使用され
る。

好適な実施例の詳細な説明 第１図乃至４図を参照しながら本発明の好適な
実施例の本質的構成を説明する。第１図において
それぞれの一端のみが示されている２つのパイプ
部品又はスプール１０と１１はパイプのラツプ
（lap）部１２と１３でそれぞれ終つている。バン
−ストンフランジ１４と１５が各パイプ部品の端
部にそれぞれ取り付けられる。パイプ部品１０に
は、ライナー１６が備わつていて、該ライナー１
６はパイプラツプ部１２の面上に重なるようにさ
れた半径方向に拡げられた部分すなわちフレア１
７を有する。但し、該フレア１７の縁部は、パイ
プラツプ部１２の縁部より半径方向内方で終わる
ようにされている。そしてラツプ部１２の縁は、
今まで一般に用いられた点を越えてフランジ１４
のボルト円の半径方向に内側の境界から僅かに離
れた点まで伸びている。例えば、ライナー１６は
ポリ四フツ化エチレン（P.T.F.E）で作られ、パ
イプ部品１０は鋼で作られ、そしてフランジ１４
はダクタイル鉄で作られ得る。

同様に、パイプ部品１１には、半径方向に広げ
られた部分又はフレア１９で終り、しかもフレア
１９がパイプラツプ部１３から軸方向に一定の距
離を保つようにパイプ１１から突出しているライ
ナー１８が備わつている。ラツプ１３とフレア１
９間のかくの如き空間には、突出したライニング
層１８上に取り付けられた力分配リング２０と円
錐形リングばね２１が配置されている。第３図で
最も良く判るように、該力分配リング２０の半径
方向内側のエツジ部２２は丸味がつけられ、該リ
ング２０がフレア１９の背後にて組み立てられる
際に、丸味のついたエツジ部２２がライナーと接
触し、ライナー１８の本体とフレア部分１９との
間にクラツクを誘発しない変遷部を提供してい
る。

円錐形リングばね２１と力分配リング２０はほ
ぼ同一の内径及び外径を有し、該外径については
好ましくはフレア１９の外縁の直径にほぼ等し
い。好ましくはフレア１７及び１９の外縁は実質
的に直径が等しく、且つ以下に明らかになるであ
ろう理由により２つのフレア１７と１９の板厚は
実質的に等しく且つ少くとも円周方向に一様であ
るように調節されねばならない。

図示されていない通常のボルトを除き、結合部
の最後の構成要素はパイプのラツプ１２と１３上
にそれぞれ位置し、フランジ結合面２４と２５間
に取り付けるように寸法決めされた堅固な金属の
荷重支持リング２３である。該リング２３の内径
は僅かの隙間を有してリング２０と２１を取り囲
むようにパイプ１０及び１１を通る流体通路より
も大きい。もし必要ならば、その半径方向の外端
のさら穴の座でそれぞれ終る一対の雌ねじを切つ
た半径方向の穴３０と３１がリング２３において
対向する位置に配される。

第５図はフレア部分１７と１９を係合状態で結
合し、しかも円錐形リングばね２１をなおゆるく
且つ３２で表わされるボルトにトルクをかけずに
結合した第１図のパイプ端部を示す。今述べられ
ている実施例において、円錐形リングばね２１は
凸状の側面を力分配リング２０に面して取り付け
られる。従つてリング２０に対してばね２１によ
り作用される力は、ライナー１８の曲り部付近で
リング２０の半径方向の内側の縁の近くに作用す
る。その結果として、もしもリング２０がカツプ
形状変形に抗する剛性が十分でない場合、最大の
シール圧力が該ライナーのフレア部分の半径方向
外側の限界よりも半径方向側により接近して作用
することとなる。それ故、リング２０はばね２１
からの力をプラスチツクのフレアの表面領域上広
くにわたつて分配し且つ非金属材料を切断するよ
うな力を集中させないように十分な剛性を有して
いることが重要である。しかしながら、ライナー
用に選ばれた特殊な非金属材料によつては、力の
集中の望ましい環帯を予め定めそして／又は望ま
しい力の形態を確立すべく、リング２０の堅さを
設計し又はその通常の矩形断面を変えることが望
ましい。そして又この説明で後に開示される事由
により円錐形リングばねの反転を正当とする状況
も存在し得る。

荷重支持リング２３の軸方向の長さは、円錐形
リングばね２１が完全に平らにされる前に、その
対向する半径方向の面２６と２７がラツプ部１２
及び１３のそれぞれの面２４と２５に係合するよ
うに選ばれねばならない。即ち、最終の組立関係
が実質的に第６図に示すようでなければならな
い。ラツプ１２及び１３と表面又は側壁２６及び
２７との係合は、かみ合う表面の平滑さに従つ
て、それ等の間に十分な流体無漏洩シールを確立
するのに十分でなければならない。いづれにして
も、トルクはボルトに高い構造上の予荷重をかけ
ることを確立するのに十分でなければならない。
かくの如き流体−無漏洩シールを確立することに
関係しない限り、フランジボルトに要求されるト
ルクは重大ではなく、平均のパイプ組立工により
容易に「感じ」とられ且つ判断され得る。構造上
の力は金属を通して全体的に作用しているので過
剰のトルクを与えることはも早問題ではない。さ
らに、非金属材料のライナーのフレアに適用され
る圧力は、該圧力が主として該ばねの特性並びに
ばね２１により作り出される復原力の関数である
という事実により調節される。もしも金属部品の
寸法に加えてフレア１７と１９の厚さが注意深く
調節されるならば、該リング２３がラツプ１２及
び１３と係合されるときは、ばね２１の圧縮、従
つてその復原力はかなり精密な限度内に予め定め
られ得る。それ故、フレア１７と１９間に確立さ
れるシールする圧力はフランジボルトにかかる実
際のトルクによる荷重と関係なく最適化され得
る。更に、そのプラスチツク材に低温流れ又は高
温流れが作用するときは、フレア１７及び１９に
かかる圧力はばね２１の復原力により流体をシー
ルする範囲内に維持される。

該パイプが加圧テストされるときはフレア１７
及び１９を通過するいかなる漏洩も穴３０及び３
１を経て検知されるであろう。そして又圧力のあ
る流体を導入することによりリング２３のシール
能力をテストすることが要求されるときは穴３０
と３１は便利な試験手段を提供する。穴３０と３
１により与えられる付帯的利点は、もし、例えば
不適当な組立てによりフレア１７及び１９を通過
するいかなる漏洩が生じても、それ等はリング２
３内の空間を洗い流す（フラツシング）ことを可
能にし、且つ又、もし要求されるならば、有害ガ
スの蓄積を除去するために通気孔の接続部の取り
付けを可能にすることである。もし要求されるな
らば開口部のないプラグを取り付けることも出来
る。

本発明が第１図に示す如きバンストンフランジ
と共に用いることに限定されず、種々の他のフラ
ンジ接続の組み立てに適用され得ることは明らか
である。例えば、第７図に言及して、フランジ３
４はその関連する構造と一体に形成されて示さ
れ、ライナー３５はそこを通り半径方向のフレア
３６で終つている。その他のすべての点について
は該組み立て品は第６図に示されるものと同一と
することが出来る。

これまで説明した実施例において、２つのライ
ニングのフレアはフランジ面と荷重支持リングの
内径により画成される空洞部内に包含される。し
かしながら第８図に示すように、ライニングされ
た構成要素をライニングされない構成要素に結合
させることができる。ライニングされない構成要
素として、ボルト４４の如きフランジボルトを受
け止めるための穴４３の如き雌ねじを切つた穴を
備えた隆起フランジ結合面４２を有する開口部４
１を有する容器４０を用いてもよい。第二のフレ
ア部分の省略により、荷重支持リング４５の軸方
向の長さは前に述べたリング２３の長さに比べ減
じる必要がある。しかしながら、該部品の相対的
関係は、ばね２１が完全に平らにされる前に表面
４２とラツプ部１３とを結合するリング４５につ
いて本質的に同一である。

本発明により与えられる利点を既存のライニン
グされたパイプの構成要素で得るようにするに
は、第９図に示す如きアダプターを必要とする。
該アダプターは本質的に同一である２つの円錐形
リングばね２１ａと２１ｂ並びに同様に同一であ
る力分配リング２０ａと２０ｂを有する複動式で
あるが、該ばね２１ａ及び２１ｂはお互に凸形の
側面が向き合う様に対向して向けられており、そ
してそれらの凹形の側面がリング２０ａ及び２０
ｂと係合するようにされている。リング２０ａと
２０ｂ及びばね２１ａと２１ｂはフレア５１と５
２を備えたライナー材料の部品５０上に取り付け
られる。ライナー部品５０はフランジ接続の組立
ての際、軸方向に収縮されるので、該ライナー部
品５０の半径方向に外へ向うふくらみ又は波形に
順応すべく半径方向に突出した円周のふくらみ１
０２を有する軸方向のスペーサーリング１０１が
ばね２１ａと２１ｂの間に挿入される。フランジ
５５と５６で終るパイプ部分５３と５４はフレア
５９と６０で終る一般のライナー５７と５８が備
わつている。最後に、該組立品は、４つのライナ
ーのフレア５１，５２，５９及び６０に加えて軸
方向のスペーサーリング１０１並びに２組の力分
配リングと円錐形リングばねを収容するために増
加された軸方向の長さを有する金属の荷重支持リ
ング６１を包含する。その他の点では該組立品は
前述の実施例に関して前に明確に述べられた原則
に従う。

企図されたもう一つの状況は第１０図に図解さ
れている。ここにおいて、ライニングされていな
いフランジ結合部６５を通常のライニングされた
パイプ５４に接続することができる。アダプター
の要素２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂ，５０，
５１，５２及び１０１は第９図に関して述べられ
たものと同一であり得る。しかしながら金属の荷
重支持リング６６は第四番目のライナーのフレア
の欠如を考慮に入れてリング６１の軸方向の長さ
について縮小されたその軸方向の長さを有する。
その他の点ではその構造及び作用は第９図の場合
と同一である。

もしも該アダプターにより与えられる利点がた
とえどちらのフランジ構成要素もライナーを備え
ていない場合でも得られるようにするならば、そ
の手段は第１１図に示す配置によることが出来
る。ライニングされないフランジは７０及び７１
で示され、一方軸方向に短くされた金属の荷重支
持リングは数字７２で示される。該アダプターの
残りの構成要素は第９図及び１０図に示されるも
のと同一とすることが出来且つ同一の参照数字を
付している。第１乃至８図に関す上述の実施例に
おいては、円錐形リングばねの凸側が力分配リン
グと接しているが、一方該スプリングは、第９乃
至１１図で示されているように、逆向きとするこ
とが出来る。そして次に述べるような状況下で
は、かくの如き逆転は望ましくさえある。プラス
チツクライニングされたパイプとフイツテイング
を製作において、フレアはチユーブ状材料の突出
部を半径方向に拡げ、且つ後方に打ちつけること
により作られる。使用される特定のプロセスによ
り、フレアの材料はそれが円周方向に広げられる
に従つて薄くなる傾向を有する場合がある。それ
故第１２図に示すように、ライナー９０をその内
側の面と外側の面がある僅かな角度９２をもつて
収斂するように半径方向に勾配を有するようなフ
レア９１で終るようにできる。その結果として、
もし力分配リング９３がテーパー角度９２に一致
するように十分な追従性をもつて設計されうなら
ば、適当に設計された円錐形リングばね９４を有
する第１２図の装置の使用はもし要求されるなら
ば一様なシール圧力が広い表面区域に全面に分配
されることを可能にする。この結果が実際に得ら
れることは260℃（500°F）におけるテストにより
確証されている。

ある状況下では、荷重支持リング及びそれと係
合するフランジ面間の流体無漏洩シールを確実に
することが要求され得る。この目的のために、第
１３図に示す如くリング１２３の向い合つている
半径方向の面１２６及び１２７には、その面から
軸方向に突出している円形のリブ１２８及び１２
９より成るシール形成手段が夫々備わつている。
第１４図は第６図に示すリングと同様にフランジ
結合部に取り付けられたリング１２３を示す。

第９図乃至１１図に示すアダプターの構造に関
して考察することにより何故円錐形リングばねの
凹側を力分配リングに面して配置されたかが明ら
かになる。しかしながら、もしアダプターのライ
ナー部分の半径方向に内側の突出が黙許されるな
らば、軸方向のスペーサーリング１０１は省略す
ることが出来且つばね２１ａと２１ｂは逆向きに
置くことが出来る。この変形例が第１５図に示さ
れる。ここでライナー部分１５０は半径方向に内
側にふくれる。荷重支持リング１６１は該アダプ
ターの縮少された軸方向の長さを考慮して、第９
図のリング６１より短くなければならない。

種々の荷重支持リングの軸方向の長さを他の構
成要素の寸法によつて規定することは可能であ
る。かくの如く、第１６図に言及してもしフレア
８０の厚さがＡで表わされ、力分配リング８１の
厚さがＢで表わされ、円錐形リングばね８２の厚
さがＣで表わされ、該ばねの凹面の高さがＤで表
わされ、且つスペーサーリング１０１の軸方向の
長さがＥで表わされるならば、次式は前述の実施
例のおのおのに対する金属の荷重支持リングの軸
方向長さＬを精密に近似して規定する。ここにｘ
は分数を表わし且つ特定の荷重支持リングの実施
例は適当な参照数字をＬの後の添字として用いる
ことにより確認される： （第１乃至７図）L₂₃＝2A＋Ｂ＋Ｃ＋xD （第８図）L₄₅＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋xD （第９図）L₆₁＝２（2A＋Ｂ＋Ｃ＋xD）＋Ｅ （第１０図）L₆₆＝3A＋２（Ｂ＋Ｃ＋xD）＋Ｅ （第１１図）L₇₂＝２（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋xD）＋Ｅ （第１４図）L₁₂₃＝2A＋Ｂ＋Ｃ＋xD （第１５図）L₁₆₁＝２（2A＋Ｂ＋Ｃ＋xD） 本発明により与えられるめざましい改良のいく
つかの意義は比較テストの結果を考察することに
より得ることが出来る。下記のテストはP.T.F.E
でライニングされた約100mm（４インチ）のパイ
プ間のフランジ接続について実行され、且つ他の
寸法のものについても代表的なテストである。従
来の技術を代表する組立品は：(a)フレアの背面又
は外面がフランジ面の平滑なシール面と係合して
いる平らなフランジ：(b)フレアと接触しているシ
ール面上に円形の溝を有するフランジ：並びに(c)
フレアが複数の一様に分配された穴を含む平たい
板により裏打ちされたフランジ、即ち裏打ちリン
グがフランジとフレア間のライナー上に取り付け
られたフランジを用いて作られた。比較のため
に、この中の第１乃至６図に対応する組立品がテ
ストされた。各組立品は最初にすべてのフランジ
ボルトに約12.41ｍ−Kg（90フート−ポンド）の
トルクをかけて組立てられた。次いで該組立品
は、この特定ライナー材料に対する上限温度範囲
における運転をシミユレートして約４時間の間、
約232.2℃（450°F）の炉中に置かれた。次いで該
組立品は炉から取り出され、室温まで冷却させて
おいた。従来の技術の組立品のすべてについて
は、ボルトのトルクが実質的に低下し、約1.38乃
至2.07ｍ−Kg（10乃至15フート−ポンド）の範囲
の値となつた。そしてその接続部を約29.53Kg／
cm²（420psi）の空気で圧力テストされたとき、す
べて重大な漏洩を示した。次いで該組立品は約
12.41ｍ−Kg（90フート−ポンド）まで再びトル
クをかけられ、且つ別途約232.2℃（450°F）で約
４時間の間炉中に再度置かれた。平らなフランジ
の組立品は再びほぼ同一量のトルクを失い、且つ
第一のサイクル後と同じ位ひどく漏洩した。溝の
ある型式のものは再び同一量のトルクを失つたが
漏洩しなかつた。再びトルクをかけることなく、
それは更に４度炉中で循環処理された。そしてそ
の後ではいくつかのボルトのトルクはほとんど０
ｍ−Kg（０フート−ポンド）まで低下し、且つそ
の接続部はひどく漏洩していた。穴のあいた裏打
ちリングを有する型式のものみは第一のサイクル
後に約1.38ｍ−Kg（10フート−ポンド）のトルク
を有し且つ甚だしい漏洩があつた。それには再度
トルクをかけて、更に２回炉のサイクルにさらさ
れその結果は第一サイクルの結果の繰返しであつ
た。かくの如く、すべての場合に従来の技術の組
立品のボルトのトルクは甚だしく低下し、該プラ
スチツクが猶シールしているこれ等のわづかな例
においてさえも構造的に比較的ゆるい結合を生じ
させた。

対照的に、本発明を具体化している組立品は15
サイクルほどもさらされた後でさえもボルトのト
ルクの消失もなく又は漏洩もないことを経験し
た。

P.T.F.E.が特性して述べてきたれども、本発明
が広い分類のエロストマーとプラストマーに該当
する他のライニング材料について使用され得るこ
とは明らかである。加えて種々のフランジの末端
がライニングされないフイツテイングと組み合わ
されることが出来、且つ本発明がパイプスプール
又はパイプ部品について使用することに限定され
ないことは理解されねばならない。実際に、本発
明はフランジ又はコネクターと組み合わせる構成
要素と無関係に如何なるフランジ結合にも適用さ
れることが出来る。

円錐形リングばねのばね力と弾性変形間の要求
される比率に従つて、そしてその比率はそれに使
用される特定の材料並びにフランジ結合の構造に
より支持されるであろうが上述の各円錐形リング
ばねは、かくの如きばねの直列そして／又は並列
の組み立てにより有利に構成されることができ
る。

本好適な実施例に関して本発明を説明してきた
が、構造並びに細部における種々の変化が添付し
た特許請求の範囲に規定される如き本発明の精神
からはずれることなく本主題に熟練した人々によ
り導入され得ることは理解されるべきである。

発明の効果 第１６図には、本発明の種々の実施例に用いら
れる基本的な構成要素が示されている。ここで、
荷重支持リングは、互いに接続されるフランジが
ボルト締結力により近づく様にひつぱられた際
に、かかるフランジ相互間のスペースを維持する
ように作用する。例えば、第６図に示すように、
荷重支持リング２３が金属パイプのラツプ部１
２，１３と物理的に接するようにされるまでボル
トを締結する。また、ボルトの締めつけは、第６
図に示された種々のパーツの金属と金属との係合
がなされるまで行うことができる。この様な特異
な接続構成により、パイプを組み立てる人は、そ
の人の物理的な力の限度内でボルトを締め付ける
ことができる。

一方、ここで問題とされるプラスチツクライニ
ング材料上にかかる全ての荷重は、第６図の円錐
リング形状スプリング２１がその荷重を受けて平
坦とされる様に作用し制御するようにされてい
る。そして、このリング形状スプリング２１はけ
つして平坦とならない様に構成されている。従つ
て、プラスチツク材から成るライナーのフレアー
部分に作用する力は、前記リング形状スプリング
２１により派生するスプリング力により制御され
ることとなる。更に、力分配リング２０が、円錐
形リングばね２１の縁部によつてプラスチツクか
ら成るライナー材を切断してしまうことを妨げ、
且つ、円錐形リングからの力をプラスチツク製ラ
イナー材のフレアー部分の表面全体に広く分布す
る様に作用する。

以上の如く、本発明におけるパイプ接続部の構
成においては、フランジ締結のためのボルト荷重
がプラスチツク製ライナー材に作用する力と別個
独立の関係にあるため、高温或いは低温の流体物
がプラスチツク製ライナー材に種々のサイクルで
接する様な使用においても締結ボルトのトルクを
減ずることはなくパイプ接続部が緩むことはな
い。

尚、フランジ締結ボルト荷重はフランジの材質
等パイプ接続部の使用の状況に応じて種々の値を
採るが、このような場合は、その使用されるボル
ト締結荷重に応じて荷重支持リングの形状を発明
の詳細な説明において示されている方法により定
める必要がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は分離されたパイプ端並びにバンストン
型のフランジを有するライニングされたパイプ接
合部を通る縦方向の断面図である；第２図は第１
図の実施例に用いられる堅い金属の荷重支持リン
グの透視図である；第３図は第１図の実施例に用
いられる力分配リングの透視図である；第４図は
第１図の実施例に用いられる円錐形リングばねの
透視図である；第５図はボルトをしつかり締め付
ける前の一つにされた部品を示す第１図の実施例
の断片的な縦方向の断面図である；第６図は第５
図のものと同様であるが、十分に課せられたトル
クがそのボルトに適用された後の構成要素を示す
図面である；第７図は第６図のものと同様である
が、パイプの一方がバンストンフランジを備えて
いるが、他方のパイプが固定フランジを有する本
発明のもう一つの実施例を示す図面である；第８
図は第６図のものと同様であるが、バンストンフ
ランジの端部を有するライニングパイプが容器又
はそれに類するもののフランジコネクター面に結
合されている本発明のもう一つの実施例を示す図
面である；第９図は２つのフランジを有し且つラ
イニングされたパイプ端間にアダプターを使用す
ることを示す図面である；第１０図はライニング
されたパイプ部分がライニングされないフランジ
コネクターに接続されねばならない場合のアダプ
ターの使用を示す第９図のものと同様な図面であ
る；第１１図は第１０図のものと同様であるがラ
イニングされないままで接続されている両方の配
管構成要素を示す図面である；第１２図は本発明
の代わりの実施例を図解する拡大された断片的断
面図である；第１３図は補助的流体シールを備え
るための荷重支持リングの修正を示す第２図と同
様な図面である；第１４図は完全な組立て品にお
ける第１３図のリングを示す第６図と同様な図面
である；第１５図は第９図のアダプターの修正を
組み入れた組立て品の断面図である；そして第１
６図は本発明の一部を構成する種々の構成要素
の、そしてこれ等のある重要な寸法を示している
集合的図面である。 〔主要部分の符号の説明〕、１０，１１：パイ
プ部分又はスプール、１２，１３：パイプラツ
プ、１４，１５：フランジ、１６，１８，３５，
５０，５７，５８：ライナー、１７，１９，３
６，５１，５２，５９，６０：フレア、２０，２
０ａ，２０ｂ：力分配リング、２１，２１ａ，２
１ｂ：円錐形リングばね、２３，４５，７２：荷
重支持リング、２４，２５：フランジ結合（ラツ
プ）の面、２６，２７：荷重支持リングの半径方
向の面、３４：フランジ、４０：容器、４１：開
口部、４２：隆起したフランジ結合面、５５，５
６，７０，７１：フランジ、９０：ライナー、９
１：フレア、９２：テーパー角度、９３：力分配
リング、９４：円錐形リングばね、１０１：軸方
向スペーサーリング、１２３：荷重支持リング、
１２６，１２７：荷重支持リングの向い合つた
面、１２８，１２９：円形リブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 配管システムのフランジ結合の面間に流体無
   漏洩シールを確立するための装置であつて、該装
   置は、 前記結合部における前記配管システムを通る流
   体通路の直径よりも大きい内径を有し、且つ前記
   フランジ面、前記内径並びに前記流体通路の前記
   直径により囲まれる空洞部を画成すべく軸方向に
   所定の長さを有し、前記フランジ面間に取り付け
   る寸法に作られた堅固な金属の荷重支持リング
   と、 前記空洞部内の配列のために前記荷重支持リン
   グ内に配置された少くとも１つの円錐形リングば
   ね、少くとも１つの力分配リング及び非金属材料
   の層の半径方向に広げられたフレア部より成り、 前記広げられたフレア部が前記力分配リングと
   係合できるようにされており、そして前記円錐形
   リングばね、前記力分配リング並びに前記広げら
   れたフレア部の関係は、前記広げられたフレア部
   が之と対をなす表面と流体をシールするように係
   合させるべく、前記空洞内で前記円錐形リングば
   ねが部分圧縮を受け前記広げられたフレア部に対
   し前記力分配リングを通して力を作用させている
   ことを特徴とするフランジ結合面間に流体無漏洩
   シールを確立するための装置。 ２ 特許請求の範囲第１項による装置で、前記フ
   ランジ面の少くとも１つがフランジをつけた金属
   パイプの端部にあり、そして前記非金属材料の広
   げられたフレア部が前記パイプをライニングする
   前記材料の層の一端にあり、且つ前記パイプから
   突出し、前記広げられたフレア部と前記１つのフ
   ランジ面との間の前記突出したライニング層にお
   いて前記円錐形リングばねと前記力分配リングが
   装着されていることを特徴とする装置。 ３ 特許請求の範囲第２項による装置で、前記フ
   ランジ面のもう１つの面が第二のフランジをつけ
   た金属パイプの端部にあり前記第二のパイプも前
   記もう１つのフランジ面の部分をおおつている第
   二の広げられたフレア部で終る非金属材料の層で
   ライニングされ、且つ前記対をなす表面が前記第
   二の広げられたフレア部であることを特徴とする
   装置。 ４ 特許請求の範囲第１項による装置で、前記荷
   重支持リングが流体無漏洩シールにおいて前記フ
   ランジ面と係合するために前記荷重支持リングの
   向い合つている半径方向の表面から軸方向に突出
   しているシールを形成する円形のリブより成るこ
   とを特徴とする装置。 ５ 前記円錐形リングばねの凸形側が前記力分配
   リングに面することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項による装置。 ６ 特許請求の範囲第５項による装置で、前記円
   錐形リングばねが前記力分配リングの内径に接近
   して前記リングと係合するように、前記ばねの内
   径が前記リングの内径に実質的に等しいことを特
   徴とする装置。 ７ 前記力分配リングが、前記円錐形リングばね
   により働く力を受けて前記広げられたフレア部の
   表面に局部的に高い荷重が加わるのをさけ、広く
   分配された荷重が加わるように十分に堅固である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第６項による装
   置。 ８ 前記荷重支持リングが流体無漏洩シールにお
   いて前記フランジ面と係合するための前記荷重支
   持リングの向い合つた半径方向の表面上のシール
   形成手段より成ることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項による装置。 ９ 特許請求の範囲第２項による装置で、前記荷
   重支持リングが流体無漏洩シールにおいて前記フ
   ランジ面と係合するための前記荷重支持リングの
   向い合つた半径方向の表面から軸方向に突出した
   シールを形成する円形リブよりなることを特徴と
   する装置。 １０ 前記円錐形リングばねの凸形側が前記力分
   配リングに面することを特徴とする特許請求の範
   囲第２項による装置。 １１ 特許請求の範囲第１０項による装置で、前
   記力分配リングの内径に近接して前記円錐形リン
   グばねが前記力分配リングと係合するように前記
   ばねの内径が前記リングの内径に実質的に等しい
   ことを特徴とする装置。 １２ 前記力分配リングが前記円錐形リングばね
   により働く力を受けて前記広げられた部分の表面
   に局部的に高い荷重が加わるのをさけ、広く分配
   された荷重が加わるように十分に堅固であること
   を特徴とする特許請求の範囲第１１項による装
   置。 １３ 特許請求の範囲第１項による装置で、前記
   広げられたフレア部、前記力分配リング並びに前
   記円錐形リングばねがおのおの１つづつあり、且
   つ前記荷重支持リングの全体の軸方向の長さＬが
   式Ｌ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋xDをほぼ近似して満足しこ
   こにｘは分数でありＡ、Ｂ並びにＣは前記広げら
   れたフレア部、前記力分配リング並びに前記円錐
   形リングばねの夫々の厚さであり、そしてＤは円
   錐形リングばねの凹面の高さであることを特徴と
   する装置。 １４ 特許請求の範囲第１項による装置で、前記
   力分配リングと前記円錐形リングばねのおのおの
   １つづつと２つの前記広げられたフレア部があ
   り、且つ前記金属の荷重支持リングの全体の軸方
   向の長さＬが式、Ｌ＝2A＋Ｂ＋Ｃ＋xDをほぼ近
   似して満足し、ここにｘは分数であり、Ａ、Ｂ並
   びにＣは前記広げられたフレア部、前記力分配リ
   ング並びに前記円錐形リングばねの夫々の厚さで
   あり、且つＤは円錐形リングばね凹形の高さであ
   ることを特徴とする装置。 １５ 特許請求の範囲第１項による装置で、前記
   広げられたフレア部、前記力分配リング並びに前
   記円錐形リングばねが夫々２つづつあり、且つ前
   記金属の荷重支持リングの全体の軸方向の長さＬ
   が式、Ｌ＝２（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋xD）をほぼ近似して
   満足し、ここにｘは分数であり、Ａ、Ｂ並びにＣ
   は前記広げられたフレア部、前記力分配リング並
   びに前記円錐形リングばねの夫々の厚さであり、
   且つＤは円錐形リングばねの凹面の高さであるこ
   とを特徴とする装置。 １６ 特許請求の範囲第１項による装置で、前記
   力分配リングと前記円錐形リングばねのそれぞれ
   ２つづつと、３つの前記広げられたフレア部があ
   り、且つ前記金属の荷重支持リングの全体の軸方
   向の長さＬが式、Ｌ＝3A＋２（Ｂ＋Ｃ＋xD）を
   ほぼ近似して満足し、ここにｘは分数であり、
   Ａ、Ｂ並びにＣは前記広げられたフレア部、前記
   力分配リング並びに前記円錐形リングばねの夫々
   の厚さであり、且つＤは円錐形リングばねの凹面
   の高さであることを特徴とする装置。 １７ 特許請求の範囲第１項による装置で、前記
   力分配リング並びに前記円錐形リングばねの２つ
   づつと４つの前記広げられたフレア部があり、且
   つ前記金属の荷重支持リングの全体の軸方向の長
   さＬが式、Ｌ＝4A＋２（Ｂ＋Ｃ＋xD）をほぼ近
   似して満足し、ここにｘは分数であり、Ａ、Ｂ並
   びにＣは前記広げられたフレア部、前記力分配リ
   ング並びに前記円錐形リングばねの夫々の厚さで
   あり且つＤは円錐形リングばねの凹面の高さであ
   ることを特徴とする装置。 １８ 前記円錐形リングばねの凹形側が前記力分
   配リングに面することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項による装置。 １９ 特許請求の範囲第１８項による装置で、前
   記力分配リングの外径に接近して前記円錐形リン
   グばねが前記力分配リングと係合するように、前
   記ばねの外径が前記リングの外径とほぼ同じ大き
   さであることを特徴とする装置。 ２０ 特許請求の範囲第１９項による装置で、前
   記円錐形リングばねにより働く前記力を受けて前
   記広げられたフレア部の表面に局部的に高い荷重
   が加わるのをさけ、広く分配された荷重をかける
   ために、前記力分配リングの剛度が予め定められ
   ることを特徴とする装置。 ２１ 特許請求の範囲第２０項による装置で、力
   分配リングの前記予め定められた剛度は、前記非
   金属材料の広げられたフレア部との広い表面の接
   触を確立するために前記広げられたフレア部の半
   径方向のテーパーと実質的に等しい量をへこませ
   るように、前記空洞部内の前記円錐形リングばね
   によりそこに働く力及び前記広げられたフレア部
   の半径方向のテーパーと相関関係を有することを
   特徴とする装置。 ２２ 特許請求の範囲第６項による装置で、前記
   荷重支持リングが、流体無漏洩シールにおいて前
   記フランジ面と係合するために前記荷重支持リン
   グの向い合つている半径方向の表面のおのおのか
   ら軸方向に突出している少くとも１つのシールを
   形成する円形のリブより成ることを特徴とする装
   置。 ２３ 特許請求の範囲第１９項による装置で、前
   記荷重支持リングが、流体無漏洩シールにおいて
   前記フランジ面と係合するために前記荷重支持リ
   ングの向い合つている半径方向の表面のおのおの
   から軸方向に突出している少くとも１つのシール
   を形成する円形のリブより成ることを特徴とする
   装置。 ２４ 特許請求の範囲第１項による装置で、前記
   広げられたフレア部、前記力分配リング並びに前
   記円錐形リングばねのおのおの２つづつに加えて
   軸方向のスペーサーリングを有して成り、且つ前
   記金属の荷重支持リングの全体の軸方向の長さＬ
   が式、Ｌ＝２（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋xD）＋Ｅをほぼ近似
   して満足し、ここにｘは分数であり、Ａ、Ｂ並び
   にＣは前記広げられたフレア部、前記力分配リン
   グ並びに前記円錐形リングばねの夫々の厚さであ
   り、Ｄは円錐形リングばねの凹面の高さであり、
   且つＥは前記軸方向のスペーサーリングの長さで
   あることを特徴とする装置。 ２５ 特許請求の範囲第１項による装置で、前記
   力分配リング並びに前記円錐形リングばねのおの
   おの２つづつと、３つの前記広げられたフレア部
   に加えて軸方向のスペーサーリングを有して成
   り、且つ前記金属の荷重支持リングの全体の軸方
   向の長さＬが式、Ｌ＝3A＋２（Ｂ＋Ｃ＋xD）＋Ｅ
   をほぼ近似して満足し、ここにｘは分数であり、
   Ａ、Ｂ並びにＣは前記広げられたフレア部、前記
   力分配リング並びに前記円錐形リングばねの夫々
   の厚さであり、Ｄは円錐形リングばねの凹面の高
   さであり、且つＥは前記軸方向のスペーサーリン
   グの長さであることを特徴とする装置。 ２６ 特許請求の範囲第１項による装置で、前記
   力分配リング並びに前記円錐形リングばねのおの
   おの２つづつと４つの前記広げられたフレア部に
   加えて軸方向のスペーサーリングを有して成り、
   且つ前記金属の荷重支持リングの全体の軸方向の
   長さＬが式、Ｌ＝4A＋２（Ｂ＋Ｃ＋xD）＋Ｅをほ
   ぼ近似して満足し、ここにｘは分数であり、Ａ、
   Ｂ並びにＣは前記広げられたフレア部、前記力分
   配リング並びに前記円錐形リングばねの夫々の厚
   さであり、Ｄは円錐形リングばねの凹面の高さで
   あり、且つＥは前記軸方向のスペーサーリングの
   長さであることを特徴とする装置。