JP2003524133A - シール用ソケットとこれを管に装着する方法 - Google Patents

シール用ソケットとこれを管に装着する方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】シール用ソケットとこれを管に装着する方法 【解決手段】シール用ソケット(１)は、シールしようとする管(２)よりも多少大きい外側寸法を備え、管(２)とスリーブ(３)の間の環状のコンパートメント(４)を規定し、前記環状コンパートメント内にガスケット(６)が封入される。ガスケット材料は、加圧リング(７)によって加圧され、この加圧リングは溶接によってスリーブ(３)に永久に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 この発明は、内部に変形可能な材料のガスケットが収容されるコンパートメン
トを規定する金属スリーブ部を備える管用シールソケットに関し、前記コンパー
トメントは、前記スリーブ部の軸方向に前記コンパートメントの軸方向を規定す
る閉鎖端部を有し、前記コンパートメントは、軸方向において前記閉鎖端部から
遠い側の端部にグランド(gland)すなわちガスケット加圧手段を備えている。そ
のようなシール用ソケットは一般に知られている。一般に、シールしようとする
パーツ間の相対的な寸法変化を補償して管とスリーブの間のシールを提供するた
めに、ガスケットすなわちグランドの材料中に事前に決めた圧力を導入するため
に、１つの加圧部材が使用される。
【０００２】 ２つの管の間の接続部材が、ドイツ特許明細書689405号から知られている。２
つの管のどちらか一方が、拡張された端部セクションすなわちソケットを備える
。一方の管と拡張された端部セクション／ソケットのどちらにも、シール材料が
封入され、リングによってこれに圧力が加えられる。このリングは、加圧状態の
下で、拡張されたセクションの曲折部とソケットをそれぞれ通って装着される。
このリングは、そのように形成されたコンパートメント内において完全に閉じら
れている。端部セクションとソケットのそれぞれの強度は、リングが加圧状態に
される前に行なわれる溶接によって増加する。
【０００３】 最も一般的な課題発明は、管および別のパーツと組み合わせて使用されるシー
ルを提供することである。
【０００４】 より特定して言えば、課題発明は、高温高圧で用いられセラミック管と組み合
わせて用いられるシール用ソケットを提供することである。そのようなシール用
ソケットは、セラミック管と他のパーツの間の閉鎖体すなわちコネクターを提供
するために、熱膨張係数の相違とセラミックスの脆性とに起因する機械的不安定
性という問題を克服して使用される。このシール用ソケットは、この問題を取り
扱っており、セラミック管に永久接続されたとき、これらの組み合わせは１つの
コンポーネントとして挙動する。このコンポーネントは、技術水準によって他の
パーツに接続される。例えば、もしも、シール用ソケットと他のパーツが共にス
テンレススチールから製造されるならば、普通の金属対金属の接続を利用するこ
とができる。セラミック管と金属パーツの間の接続は常に危険である。ガスケッ
ト材料の予備加圧は、例えば、スリーブとグランドに付いて広く用いられるセラ
ミック材料とステンレススチールの間に熱膨張係数の相当な違いがあるために、
そのような応用においては不可欠である。熱サイクルが発生するような応用にお
いては、そのような加圧が維持されることが重要である。遭遇される別の問題は
、高温を適用された場合の熱的崩壊または管が使用される媒体に起因するグラン
ド材料の化学的侵食である。通常は、エラストマー製のＯリングが使用されるが
、そのようなガスケットは比較的高価であり、化学的侵食および／または高温に
対して脆弱である。
【０００５】 この発明は、シールしようとするセラミック管と組み合わせて有効に用いられ
、安価で製造でき、セラミック管の使用中に出くわす殆どの作用条件に耐えるこ
とができるシール用ソケットを提供することを目的とする。この発明によれば、
この目的は、前記のガスケット加圧手段が、1つの永久ジョイントを介して前記
スリーブと接続され、前記コンパートメント内において、前記接続部から前記コ
ンパート内の１方向と、前記コンパートメントの外に向かって他方向に延出する
加圧リングを備える点において実現される。
【０００６】 この発明によれば、加圧リングとスリーブとの間の永久接続部が提供される。
これは、螺合接続が用いられ、加圧力が螺合部において得られる従来技術と著し
い対照をなす。永久接続部とは、関連パーツを破壊することなしには分解するこ
とができない接続部である。そのような永久接続部は、クランプ、接着、および
圧着を含むことができる。それたまた、例えば、溶接によっても得ることができ
る。この溶接は、多数のスポットを含むことができるが、連続した溶接部を備え
るようにすることも可能である。最後の場合は、加圧リングとスリーブの間に完
全なシールを行なうことが可能であり、ソケットのグランドエリアに侵食物質が
侵入することを防止することができる。
【０００７】 この発明によれば、シールしようとするソケットは、先ず第１にスリーブを管
の周囲に導入することによって、管と組み合わされる。この管は、セラミック材
料のような任意の材料を含むことができる。同時に、すなわちこれに伴って、例
えば、グラファイト材料を含むガスケットが、スリーブとセラミック管の間の環
状部に封入されることができる。その後で、加圧リングが、ガスケットと直接に
または皿ばね(disk spring)のような別の加圧手段を介して係合するように導入
される。圧縮力は、加圧リング(グランド)とスリーブが一体となってガスケット
材料に作用される。加圧リングとスリーブは、正確な位置において、溶接によっ
て互いに接続される。溶接完了後に、加圧力が除かれ、予定した加圧力がガスケ
ット中に具備される。
【０００８】 グランド材料としてグラファイトが使用されることが好ましい。これは、比較
的廉価で、化学的に不活性で高温に耐える物質である。好ましくは、方向によっ
て特性が異なるグラファイトを使用する。
【０００９】 上に記載したように、皿ばねのような余分な加圧手段を用いることも可能であ
る。そのような加圧手段の選択は、もちろん、高温、圧力など、この発明のシー
ル用ソケットの使用中に優勢となる周辺状況に依存して決まる。
【００１０】 この発明は、上記のセラミック管を参照しつつ説明されるが、他の任意の種類
の管状部材と組み合わせて使用できることは明らかである。
【００１１】 この発明は、添付図面に図示された発明の好ましい具体例を参照しつつ更に説
明される。
【００１２】 図１において、この発明の端部部材が符号１で一般的に参照される。それは、
セラミック管２に接続されるように設計される。この発明の端部部材１は、曲折
部５を備えるスリーブ部３を有する。ガスケットの加圧リングまたはグランド(g
land)７は、溶接部８によってスリーブ部３に接続されている。コンパートメン
トすなわちスタッフボックス４が、スリーブ部３、曲折部５およびガスケット加
圧リング７の自由端部および管の間に規定される。このコンパートメント内にガ
スケットが封入される。ガスケット６、セラミック管２、グランド７およびスリ
ーブ３の間にシールが有効に施される。
【００１３】 この発明によれば、ガスケットは、スリーブ部３に溶接されるガスケット加圧
リング７によって加圧状態で封入される。溶接部８を使用するので、ガスケット
材料は周辺の影響から実質的にシールされている。この発明の端部部材は、比較
的高温、高圧で用いられるように具体化されている。例えば、試験によって、20
0℃以上の作動温度でもシール上の問題が何ひとつ発生しないことを示している
。
【００１４】 スリーブ部とガスケット加圧リングは、溶接によって接続することができる任
意の材料、好ましくは、スチール、より特別にはステンレススチールから製造す
ることができる。
【００１５】 一般的には、スリーブ部およびガスケット加圧リングの材料およびガスケット
の材料の両者は、それらの膨張係数がセラミック材料の熱膨張係数に近づくよう
に選択される。
【００１６】 この発明によれば、シール用ガスケットは、シール対象であるセラミック管に
、数点のパーツを先ず組み付け、ガスケットを加圧し、その後でのみ溶接部８が
設けられることによって現実化される。
【００１７】 ガスケットの材料に付いては、比較的大きい弾性率を備えるグラファイトが好
んで使用される。好ましくは、単一方向性の特性、すなわち、径方向に比較的大
きい膨張係数を備え、軸方向に比較的小さい膨張係数を備えるグラファイトが使
用される。ガスケット加圧リング７とスリーブ部３の間の接続を現実化する前に
、これら２つのパーツの間に、互いに対する方向に圧縮力が加えられる。圧縮が
有効に完了した後、直ちに溶接を現実化することが可能であるが、ガスケットを
落ち着かせるために時間の遅延を設定することも可能である。一般に、溶接中に
熱を加えることは望ましいことではなく、そのために、プラズマまたはレーザー
溶接が使用される。もしも、ガスケットが高温で用いられるか、端部部材、より
特定して言えばガスケットと、セラミック管の間に熱膨張係数における相当な相
違が存在するならば、圧力が、低、高両温度において維持されることを確実にす
るには、補完手段を設けることが好ましい。図２の具体例は、この目的で提案さ
れる。端部部材は、符号１１によって一般的に示されており、これはスリーブ部
１３、曲折部１５、ガスケット１６、および、溶接によってスリーブ部１３に接
続されるガスケット加圧リング１７を有する。得られる溶接部は、周辺に対する
シールを伴う連続した溶接部であることが好ましい。
【００１８】 ガスケットは、ガスケット加圧リングと直接には接触しない。加圧力分配リン
グと１つまたは２つの皿ばね(disk spring)２０が、ガスケットとガスケット加
圧リング１７との間に配置される。皿ばねを用いているがために、セラミック管
１２と端部部材１１の間の熱膨張係数における相違は、関連パーツの実用寿命が
続く間は、異なった状況の下において一定の圧力を保証するために補償されるこ
とができる。
【００１９】 図３は、この発明のデバイスが、接続部材として現実化される具体例を示して
いる。この部材は、符号２１によって示されている。この接続部材の構造は、基
本的には、図２に示すものと同じである。しかしながら、ガスケット加圧リング
２７は、その端部が閉じておらず、更に別のパーツと接続するためのフランジ２
９と同様の開口部を備えている。ガスケット加圧リング２７とスリーブ部２３の
間の溶接部は、符号２８によって参照される。
【００２０】 図４は、接続部材の別の具体例を示す。この具体例は、図３に示す２つの端部
部材と実質的に一致しており、この接続部材は、符号３１によって一般的に参照
される。しかしながら、ガスケット加圧リングすなわちグランド３７は、両セラ
ミック管について共通の開放管である。図示のように、先ず第１に、加圧リング
と、管３７の接続が、両セラミック管のシールを含んで行なわれる。その後での
み、両半管３７が、接続される。もちろん、単一の管３７から出発して、両管を
導入した後に加圧リング同士を接続することも可能である。
【００２１】 もしも、ステンレススチールとグラファイトのガスケット材料の組み合わせが
用いられるならば、そのようなグラファイトガスケットは、コンパートメント内
において、例えば、セラミック管の作動状態の下における圧力(差)の少なくとも
２倍の力で圧縮される。そのような圧力は、少なくとも、１０ＭＰaである。曲
折部の自由端部とセラミック管の間の公差できる限り小さくあるべきことは明ら
かであろう。
【００２２】 高温度において、体積の損失が全くないように、バインダーや充填材のない純
正な材料を用いることが可能である。上に示したように、方向毎に異なる熱膨張
係数を備える好ましいガスケット材料が使用される。例えば、セラミック管の軸
と平行な方向に１×１０−６／Ｋの熱膨張係数を有し、他方においては、前記の
方向に垂直な方向に３０×１０−６／Ｋの熱膨張係数を有するグラファイト材料
を得ることができる。
【００２３】 当業者は、上の説明から直ちに、従来技術において一般的に利用できるコンポ
ーネントを備える別の具体例を設計することができるであろう。そのような具体
例は、この発明の技術範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 断面図におけるこの発明の端部部材の第１の具体例。
【図２】 断面図におけるこの発明の端部部材の第２の具体例。
【図３】 断面図におけるこの発明の接続部材。
【図４】 断面図におけるこの発明の接続部材の別の具体例。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１４年４月２日（２００２．４．２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ペックス、ペトルース・パウルス・アント ニウス・カタリナ オランダ国、エヌエル−1788 ゼットイ ー・デン・ヘルダー、ツワアネンバルグ 1513 (72)発明者 ペータース、ヤコブス・アンナ・ヨセフス オランダ国、エヌエル−1814 ジーエイ チ・アルクマール、ケンネマーストラート ベーク 147 Ｆターム(参考） 3H015 BA00 BB01 BC07 3H024 CA03

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 変形可能なガスケット材料が収容されるコンパートメントを
    規定するスリーブ部を含む管のためのシール用ソケットであって、 前記コンパートメントは、前記スリーブ部の軸方向に、前記コンパートメント
    を軸方向に規定する端部閉鎖部を備え、 前記コンパートメントは、軸方向において、前記端部閉鎖部から遠い端部にガ
    スケット加圧手段を備えており、 前記ガスケット加圧手段は、永久ジョイントを介して前記スリーブに接続され
    るとともに、前記コンパートメント内において、前記接続部から一方の方向に、
    および、前記コンパートメントから他方向に向かって前記コンパートメントの外
    側に延出する加圧リングを備える点に特徴を有するシール用ソケット。
  2. 【請求項２】 前記永久ジョイントは、溶接部を含む請求項１記載のソケッ
    ト。
  3. 【請求項３】 前記永久ジョイントは接着接続を含む請求項1記載の管用ソ
    ケット。
  4. 【請求項４】 クランプ接続を含む管用ソケット。
  5. 【請求項５】 前記ガスケット中にグラファイト材料を含む先行請求項のい
    ずれか１記載のソケット。
  6. 【請求項６】 前記ガスケット加圧手段は、前記ガスケットと前記加圧リン
    グの間に設けられたばね手段を含む先行請求項のいずれか１記載のソケット。
  7. 【請求項７】 前記ばね手段は、皿ばねを含む請求項６記載のソケット。
  8. 【請求項８】 コネクターを含む先行請求項のいずれか１記載のソケット。
  9. 【請求項９】 端部閉鎖部を含む先行請求項のいずれか１記載のソケット。
  10. 【請求項１０】 前記スリーブ部および／またはリング状部は、ステンレス
    スチールを含む先行請求項のいずれか１記載のソケット。
  11. 【請求項１１】 管の端部に設けられる先行請求項のいずれか１記載のシー
    ル用ソケットを含む組み立て体。
  12. 【請求項１２】 スリーブを前記管に被せることを含む、管にシール用ソケ
    ットを供給する方法であって、 前記スリーブは、ガスケットをコンパートメントに封入し、前記ガスケットを
    加圧して前記管と前記スリーブの間にシール部を提供する１つのコンパートメン
    トを規定しており、 前記ガスケットの加圧は、加圧リングを前記スリーブ内に導入して前記ガスケ
    ットと係合させ、前記加圧リングを前記スリーブに対して加圧することによって
    有効に行なわれ、 前記加圧リングと前記スリーブの間に永久接続部を設け、 前記加圧リングは、一方においては前記接続部から前記コンパートメント内に
    延出し、他方においては前記接続部から前記コンパートメントの外に延出する点
    に特徴を有する方法。
  13. 【請求項１３】 前記永久接続部は溶接部を含む請求項１２記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記ガスケットと前記加圧リングの間に別の加圧手段が導
    入される請求項１２または１３記載の方法。
  15. 【請求項１５】 ２つの管を接続することを含む請求項１２‐１４のいずれ
    か１記載の方法。
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