JP2008537080A - フレキシブルパイプ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 摩耗やダメージに対する耐性を向上させたフレキシブルパイプを提供する。
【解決手段】 ゴムのような可塑性ポリマーの管状体と、前記管の長さ方向に沿って前記可塑性ポリマーを備えた多数の同軸の耐摩耗性リングとを具備し、前記耐摩耗性リング及び前記管状体は少なくとも実質的に同じ内径を有している摩耗性スラリーを輸送するフレキシブルパイプにおいて、前記耐摩耗性リングの内周に近接する前記耐摩耗性リングの厚さが、前記耐摩耗性リングの外周に近接する前記耐摩耗性リングの厚さよりも、少なくとも前記耐摩耗性リング及び前記管状体の周囲部分において小さくなっている。
【選択図】 図１
【解決手段】 ゴムのような可塑性ポリマーの管状体と、前記管の長さ方向に沿って前記可塑性ポリマーを備えた多数の同軸の耐摩耗性リングとを具備し、前記耐摩耗性リング及び前記管状体は少なくとも実質的に同じ内径を有している摩耗性スラリーを輸送するフレキシブルパイプにおいて、前記耐摩耗性リングの内周に近接する前記耐摩耗性リングの厚さが、前記耐摩耗性リングの外周に近接する前記耐摩耗性リングの厚さよりも、少なくとも前記耐摩耗性リング及び前記管状体の周囲部分において小さくなっている。
【選択図】 図１
Description
本発明は、摩耗性スラリーを輸送するためのフレキシブルパイプに関し、特にゴムなどの可塑性ポリマーから成る管状体と、管の長さ方向に沿って可塑性ポリマーを備えた多数の同軸の耐摩耗性リングとを具備し、耐摩耗性リングと管状体が実質的に同じ内径を有している摩耗性スラリーを輸送するためのフレキシブルパイプに関する。
上述のようなパイプは、英国特許公開第１５７３１８９号公報（特許文献１）に開示されている。
特許文献１における「パイプ」とは、フレキシブルな拡大片、曲げ（ベンド）、縮小片及びＴ継ぎ手から成るパイプに関する発明である。これらのパイプの多くは、摩耗性スラリーをポンプで吸い上げるようなパイプのフレキシブル結合器として使用される。これらの「パイプ」は、例えば、浚渫工業、砂及び砂利の抜き取り工業、ダイヤモンド採掘工業及びオイルサンド工業に使用される。浚渫工業の発展は、摩耗性の混合物（スラリーなど）を吸い上げることを課題にしてなってきた。
また、特許文献１の発明は、使用前には、耐摩耗性リングを覆うフレキシブルな(ゴム)内部のライニング（裏地）を持っている新しいパイプであるが、そのパイプは、しばらく使用されると、フレキシブルな内部のライニングの一部が摩耗される。その結果、耐摩耗性リングの内径及び管状体は、何回か使用した場合には決まって、少なくとも実質的に同様に耐摩耗性リングの内表面が露出されるようになる。
スラリー輸送用パイプは、普通、ゴム（若しくは別のポリマー）製の耐摩耗性層を有する内装と、一つ或いはそれ以上のはめ込み細工と、可能な限りの鉄製真空リング若しくはコイルと、外装とで組み立てられる。耐摩耗性リングは、例えば広い範囲にわたってゴム耐摩耗層を傷つけるようなスラリーの中の鋭利物を防ぐことによって、摩耗過程を遅くする役割を果たしている。
前記リングは、通常鋼板によって構成され、切断、圧延及び溶接される。鋼板には、“Ｃｒｅｕｓａｂｒｏ”（登録商標）や“Ｈａｒｄｏｘ”（登録商標）といった高伸張性で耐摩耗性の鋼板を用いる。
英国特許公開第１５７３１８９号公報
上述の事情に鑑み、本発明の目的は、摩耗やダメージに対する耐性を向上させたフレキシブルパイプを提供することにある。
本発明の第一の態様によれば、耐摩耗性リングの内周に近接するリングの厚さが、前記耐摩耗性リングの外周に近接するリングの厚さよりも、少なくとも部分的に小さくなることが条件である。前記パイプの種々の特性は、屈曲半径、耐用年数及び剛性といった耐摩耗性リングの形状を利用することによって向上させることができる。特に、前記パイプの前記リングの支柱は、この方法で向上される。
特別な態様では管状体が曲げられており、内部曲管の側面に接している耐摩耗性リングの平均的厚さが、外部曲管の側面に接しているリングの平均的厚さよりも小さくなっている。
第一の態様は、前記耐摩耗性リングの断面部が実質的に台形であり、次の態様は、前記耐摩耗性リングの断面部が実質的にＴ字形である。
好ましくは、前記耐摩耗性リングは、前記耐摩耗性リングの内周に近接している環状部分よりも高い延性を有している前記耐摩耗性リングの内周から、一定間隔で配置された環状部分で構成されている。結果として、前記耐摩耗性リングにとってあり得ない破損は防がれるが、同時に高い摩擦抵抗がどうしても生じてしまう。この態様は、別個の発明として使用され得る。従って、本発明は、摩耗性スラリー輸送用フレキシブルパイプであって、ゴムのような可塑性ポリマーで形成される管状体と、前記管の長さ方向に沿って、前記可塑性ポリマーを備えた多数の同軸の耐摩耗性リングとを具備し、前記耐摩耗性リング及び前記管状体は少なくとも実質的に同じ内径を有し、前記耐摩耗性リングが、前記耐摩耗性リングの内周に近接している環状部分よりも高い延性を有している前記耐摩耗性リングの内周から一定間隔で配置された環状部分で構成されている摩耗性スラリー輸送用フレキシブルパイプに関する。
好ましくは、高い延性を持つ前記耐摩耗性リングの内周から一定間隔で配置された環状部分は軟鋼で作られており、同時に低い延性を持つ前記耐摩耗性リングの内周に近接している環状部分は、鋳鉄、表面硬化鋼或いはセラミック物質で作られている。
また、本発明では、摩耗性スラリーを輸送する円錐型のフレキシブルパイプであって、ゴムのような可塑性ポリマーで形成される円錐型の管状体と、前記管の長さ方向に沿って前記ポリマーを備えた多数の同軸の耐摩耗性リングとを具備し、前記耐摩耗性リングの内径及び前記管状体の内径が実質的に同じように軸方向に徐々に増加し、前記耐摩耗性リングの内部表面が円錐型である円錐型摩耗性スラリー輸送用フレキシブルパイプにも関連する。好ましくは、前記内部表面の円錐曲線は前記パイプの円錐曲線と一致している。
また、本発明は、摩耗性スラリーを輸送するフレキシブルパイプの製造方法であって、ゴムのような可塑性ポリマーの管状体が形成され、前記管の長さ方向に沿って前記ポリマーを備えた多数の同軸の耐摩耗性リングが設けられ、前記耐摩耗性リング及び前記管状体は少なくとも実質的に同じ内径を有し、前記耐摩耗性リングは、加熱された流動性金属又はセラミック粉末を鋳型に流し込んで製造されることを特徴とする摩耗性スラリー輸送用フレキシブルパイプの製造方法に関する。鋳造工法或いは焼結若しくはプレス工法といった手法に用いられる鋳鉄、鋳鋼、鋳物用セラミック物質及びその他の物質は、本発明のような目的で使用されることがある。この様な工法は、本明細書にて説明されている種々のリングのようなリングの型を鋳造する時に高い自由度がある。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１を参照すると、浚渫に使用するフレキシブルパイプ１はゴム製の管状部位２を備え、種々の態様の耐摩耗性リング３、４、５、６を備えている。図１は単に模式的に示しただけであり、実際の態様では耐摩耗性リング３、４、５、６は同一のリングが使われている。さらに、ゴム製の管状部位２及び耐摩耗性リング３、４、５、６に加えて、通常フレキシブルパイプ１もまた、少なくともゴム製の管状部位２の周りに配置された外部層を具備している。
ゴム部分と耐摩耗性の物質を交互に備えているフレキシブルパイプ１の平滑な内部表面を得るために、耐摩耗性リング３、４、５、６及びゴム製の管状部位２は同じ内径を有しており、耐摩耗性リング３、４、５、６は、ゴム製の管状部位２と同軸に整然とした間隔をもって備えられている。ゴム製の管状部位２の外部表面は、ゴムのみで成っている。
耐摩耗性リング３は断面が長方形である。耐摩耗性リング４は断面が台形であり、耐摩耗性リング４の厚さは、近接した外径よりも内径の方が小さくなっている。耐摩耗性リング５は断面が台形であり、耐摩耗性リング５の厚さは、近接した外径よりも内径の方が大きくなっている。耐摩耗性リング６はＴ字形断面を有しており、耐摩耗性リング６の厚さは、近接した外径よりも内径の方が小さくなっている。
図２及び図３において、図１の耐摩耗性リング４に対応するリング７及び８は、２種の異なった硬度を持つ物質で作られている。図２のリング７は、硬くて、表面硬化鋼のような高い耐摩耗性を持つ外周のサブリング７１と、延性があり、軟鋼のような壊れにくい素材の内周のサブリング７２とで構成されている。図３のリング８は、表面硬化鋼のような高い耐摩耗性を持つ中空リング８１と、延性があり、軟鋼のような壊れにくい素材でできている円形断面のサブリング８２で満たされている中空リング８１の空洞とで構成されている。図４に示すリング９は、図２の耐摩耗性リング４と同様に２種の異なった硬度を持つ物質から成るサブリング９１及び９２で組み立てられているが、違いは、リング９の断面は長方形ということである。
図５では、浚渫に使用する屈曲型フレキシブルパイプ１１が、ゴム製の管状部位１２と、管状部位１２に備えられた数本の耐摩耗性リング１３とで構成されている。図５は単に模式的に示しただけであり、フレキシブルパイプ１１の実際の態様はまた、ゴム製の管状部位１２と耐摩耗性リング１３に加えて、通常少なくともゴム製の管状部位１２の周りに配置された外部層を具備している。
ゴム部分と耐摩耗性の物質を交互に備えているフレキシブルパイプ１１の平滑な内部表面を得るために、耐摩耗性リング１３及びゴム製の管状部位１２は同じ内径を有しており、ゴム製の管状部位１２と同軸に整然とした間隔をもって耐摩耗性リング１３は備えられている。ゴム製の管状部位１２の外部表面は、ゴムのみで成っている。
耐摩耗性リング１３の厚さは、内部の屈曲部で管外部の屈曲部よりも小さい。結果として、耐摩耗性リング１３の外部屈曲部の断面は台形であり、耐摩耗性リング１３の厚さは、近接した外径よりも内径の方が小さくなっている。耐摩耗性リング１３の内部屈曲部の断面は台形であり、耐摩耗性リング１３の厚さは、近接した外径よりも内径の方が大きくなっている。
図６によると、自由変形部位２１はゴム製の管状部位２２で成り、管状部位２２の内壁及び外壁が円錐状に伸び、フランジ２４及び２５が２つの終端に各々が平行に存在している。耐摩耗性リング２３は、円錐状の管状部位２２のゴム部分に備えられている。耐摩耗性リング２３はまた円錐型であり、平行四辺形の断面を持ち、耐摩耗性リング２３の内壁面は、円錐型管状部位２２の内壁面と平行に伸びている。
図６に示されているようなリングの場合、リング２３の内壁は、円錐型管状部位２２の内壁と同じ面に存在することは無いが、対照的にリング２３がゴムによって囲まれていることが分かる。ゴム部分が実際に摩耗されると、結果として、リング２３は依然としてパイプ２１の内部表面に配置されることになる。また、この態様は、以前に述べた態様に応用することができる。
１，１１ フレキシブルパイプ
２，１２，２２ ゴム製の管状部位
３，４，５，６，１３，２３ 耐摩耗性リング
７，８，９ リング
２１ フレキシブルパイプ（自由変形部位）
２４，２５ フランジ
７１，７２，８２，９１，９２ サブリング
８１ 中空リング
２，１２，２２ ゴム製の管状部位
３，４，５，６，１３，２３ 耐摩耗性リング
７，８，９ リング
２１ フレキシブルパイプ（自由変形部位）
２４，２５ フランジ
７１，７２，８２，９１，９２ サブリング
８１ 中空リング
Claims (12)
- ゴムのような可塑性ポリマーの管状体が形成され、前記管の長さ方向に沿って前記可塑性ポリマーを備えた同軸の耐摩耗性リングを具備し、前記耐摩耗性リング及び前記管状体が少なくとも実質的に同じ内径を有している摩耗性スラリーを輸送するフレキシブルパイプの製造方法において、前記耐摩耗性リングを、加熱された流動性金属又はセラミック粉末を鋳型に流し込んで作ることを特徴とする摩耗性スラリー輸送用フレキシブルパイプの製造方法。
- ゴムのような可塑性ポリマーの管状体と、前記管の長さ方向に沿って前記可塑性ポリマーを備えた多数の同軸の耐摩耗性リングとを具備し、前記耐摩耗性リング及び前記管状体は少なくとも実質的に同じ内径を有している摩耗性スラリーを輸送するフレキシブルパイプにおいて、前記耐摩耗性リングの内周に近接する前記耐摩耗性リングの厚さが、前記耐摩耗性リングの外周に近接する前記耐摩耗性リングの厚さよりも、少なくとも前記耐摩耗性リング及び前記管状体の周囲部分において小さいことを特徴とする摩耗性スラリー輸送用フレキシブルパイプ。
- 前記管状体が曲げられており、前記耐摩耗性リングの内部曲管の側面に接している前記耐摩耗性リングの平均的厚さが、前記耐摩耗性リングの外部曲管の側面に接している前記耐摩耗性リングの平均的厚さよりも小さい請求項２に記載の摩耗性スラリー輸送用フレキシブルパイプ。
- 前記耐摩耗性リングの断面が実質的に台形である請求項２又は３に記載の摩耗性スラリー輸送用フレキシブルパイプ。
- 前記耐摩耗性リングの断面が実質的にＴ字形である請求項２又は３に記載の摩耗性スラリー輸送用フレキシブルパイプ。
- 前記耐摩耗性リングが、前記耐摩耗性リングの内周に近接している環状部位よりも高い延性を有している前記耐摩耗性リングの内周から、一定間隔で配置された環状部位を具備している請求項２乃至５のいずれかに記載の摩耗性スラリー輸送用フレキシブルパイプ。
- 前記耐摩耗性リングの内周から一定間隔で配置された環状部位が軟鋼で作られている請求項６に記載の摩耗性スラリー輸送用フレキシブルパイプ。
- 前記耐摩耗性リングの内周に近接している環状部位が鋳鉄、表面硬化鋼或いはセラミック物質で作られている請求項６又は７に記載の摩耗性スラリー輸送用フレキシブルパイプ。
- ゴムのような可塑性ポリマーで形成された管状体と、前記管の長さ方向に沿って前記可塑性ポリマーを備えた多数の同軸の耐摩耗性リングとを具備した摩耗性スラリーを輸送するフレキシブルパイプであって、前記耐摩耗性リング及び前記管状体は少なくとも実質的に同じ内径を有し、前記耐摩耗性リングが、前記耐摩耗性リングの内周に近接している環状部位よりも高い延性を有している前記耐摩耗性リングの内周から、一定間隔で配置された環状部位を具備していることを特徴とする摩耗性スラリー輸送用フレキシブルパイプ。
- 高い延性を持つ前記耐摩耗性リングの内周から一定間隔で配置された環状部位が軟鋼で作られている請求項９に記載の摩耗性スラリー輸送用フレキシブルパイプ。
- 低い延性を持つ前記耐摩耗性リングの内周に近接している環状部位が鋳鉄、表面硬化鋼或いはセラミック物質で作られている請求項９又は１０に記載の摩耗性スラリー輸送用フレキシブルパイプ。
- ゴムのような可塑性ポリマーで形成された円錐型の管状体と、前記管の長さ方向に沿って前記可塑性ポリマーを備えた多数の同軸の耐摩耗性リングとを具備した摩耗性スラリーを輸送する円錐型のフレキシブルパイプであって、前記耐摩耗性リングの内径及び前記管状体の内径が実質的に同じように軸方向に徐々に増加し、前記耐摩耗性リングの内部表面が円錐型であることを特徴とする円錐型摩耗性スラリー輸送用フレキシブルパイプ。
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