JP2010133557A - 管用ボルト型係合システム - Google Patents

Abstract

【課題】管壁の厚みを増大させる必要なく動作圧力の範囲を拡大可能であり、接合部位間のある限定角度に対し接続部の防水品質を保証する、新しいボルト型の係合システムを提供すること。
【解決手段】封鎖要素６と支持要素７の接触領域が２つの平行な、またはほぼ平行な表面の間にあり、これにより結合部分がより大きな動作圧力を許容可能となるボルト型係合システム。支持要素７は、溶接ビードを施した後に加工を施す方法や、溶接ビードの配置用にバックアップ・リングを使用する方法や、鋳造工程により統合的に製造される方法により形成される。
【選択図】図１

Description

（本発明の主題）
本発明は、管用結合システムで、ボルト型であり、カップまたは付属部品、防水要素、および種々の封鎖要素により形成され、管内を流れる液体が受ける圧力により支持要素への接触時に生ずる応力に耐えるように配置された、管用ボルト型係合システムに関するものである。
本発明の主題は、管壁の厚みを増大させる必要なく動作圧力の範囲を拡大可能であり、接合部位間のある限定角度に対し接続部の防水品質を保証する、新しいボルト型の係合システムを提供することである。本発明は従って液体の配管に適応できる。

（発明の背景）
現行のボルト型係合システムは４種類の部品の使用に基づいている。管、カップ、防水要素、および一連の封鎖要素である。最初の２つの機能は、封鎖要素に対し軸方向運動の制限を残す、部位の物理的連結である。連結の防水は防水要素により行われる（麻屑、弾性連結部、ラビリンス構造など）。
これら要素は封鎖要素と溶接ビードとして形成され準円形の断面の支持要素との物理的接触により締め付けられる。

これらのボルト型配管システムは標準的連結方法に比べ２つの重要な利点を有する。第１は結合部分そのものが応力に耐えるので、圧力と流れの循環による応力に耐えるためにコンクリート・ブロックを使用する必要が無いという事実である。第２はある角度までの角度ズレを許容し、この許容角度は管の公称直径が増大すると減少するという事実である。
現行のモデルは１つの室と１つの尻部から形成される１つのカップからなる。
前者にはガスケットが含まれ、後者にはボルトシステムの封鎖要素が組み込まれている。支持要素は管の外表面に溶接ビードを施すことにより形成される。

封鎖要素と支持要素との接触は不十分である（図５参照）。これは封鎖要素の小さな部分のみが支持要素と接触しているためである。このことは塑性化、半径方向滑り、及び封鎖要素の破壊を発生させ、結合の失敗をもたらす。不完全な接触のため、この種の結合は圧力仕様が高い場合には適さず、商業的利用の分野が限られる。
結合の機械的研究の結果、最も脆弱な場所は管であり、さらに特定すれば封鎖要素が接触する支持要素である。従ってそれらの性能が向上すれば、標準化された厚さと直径の寸法を変更することなく、新しい管のモデルが得られる。

管および付属部品（エルボー、Ｔ型パイプ、リダクション、弁、他）の実際の製造工程は異なる。管の製造は遠心鋳造および他の工程により行われ、一方支持要素は溶接または他の工程により製造される。遠心鋳造では、鋳型から引き出すことが不可能なため、支持要素を管と共に製造することはできない。付属部品は重力鋳造または他の工程により製造される。支持要素は溶接ビードまたは他の工程により製造される。結合部品セットを金属またはプラスチック材料を射出成型により製作出来る可能性がある。

（発明の記載）
引用文献１には、ここに記載されるようなボルト型の管結合に対する結合システムが開示されている。本発明は支持要素の新しい設計により、引用文献１に記載の結合方法の性能向上に貢献している。
本発明は請求項１および２に基づくボルト型結合の係合システムに関している。

欧州特許 ＥＰ１４６０３２５Ａ２

本発明が貢献する既存技術に対する新規性は、新しい幾何学的デザインであり、それにより、元の厚さを維持し、ある角度範囲での取り付け位置不良に対し防水性を保証して、結合性能が向上する。
この新デザインは付属部品の中に鋳造により封鎖要素を形成することを可能にし、これにより溶接作業を不要にし、その結果コスト低減をもたらす。
ここに提案される封鎖要素の新デザインは、長方形、また正方形にも出来、４分円、およびこれらの組合せによる他の形も可能である。縁部は裂け目の発生と成長に繋がる応力の集中を避けるため、曲線形状か傾斜面となっている。

現行の既存技術では半円又はほぼ半円の形状に作られている、それは管上に設けられた溶接ビードの形状であるからである。封鎖要素の製造は鋳造工程の鋳型の中で直接製造されるか、加工後の溶接ビードにより製造される。新しい幾何学的デザインにより、封鎖要素を支持要素でより良く支持できる。このように接触は面と面で行われ既存技術のように面と縁部では行われない。新幾何学的デザインにより技術的特性において、許容圧力および引張力の数値の増大という改善が見られた。
即ち、本明細書の請求項に記載された幾何学的寸法を有する支持要素を使用することにより、現行の管の寸法を保ったままで許容圧力が大幅に増大される。

許容引張力が増大されることにより、トレンチ（会所堀り）を設けずに配管出来る最大長が延長される。
ここに開示されたデザインの部品を従来のボルト型結合の要素と組み合わせて使用する場合、従来型のデザインの支持要素は弱いため、動作圧力は制限される。
現行の既存技術のシステムに対し提案される改良システムは、同じ壁厚での機械的特性の改良に基づいている。利用の可能性は増大しており、例えば、地下溝の最大間隔距離を増大させる。

発明の記載を補足し、また本システムの特性をより良く理解するため、１組の図面が記載の統合された一部として含まれる。また事例を含み、しかしそれに限定されず、以下の図面が示される。
本発明の目的に基づき作成された管用ボルト型結合システムを断面図である。断面図の内に本発明の全ての部分と全ての関連領域が示される。 支持要素（７）と斜角のあるべき形を示した断面図である。 支持要素（７）の結合領域の幾何学的形態の１つの変化形と管（１）を図２に類似した方法で示す図である。ここで変化形は丸い部品が使用されている。 支持要素（７）の結合領域の幾何学的形態の半円の断面または類似の断面を有する１つの変化形を図２に類似した方法で示す図である。 現行既存技術における、封鎖要素（６）と半円形の支持要素（１０）の間の接触が行われる形状を図２に類似した方法で示す図である。 また、支持要素（７）を有する場合と有しない時の他のシステムが使用された場合も示す。 支持要素（７）を有する管付属品（１３）の形状を図２に類似した方法で示す図である。

(発明の好ましい実施形態)
結合の形態は２つの形態をとりうる。第１の形態は管（１）、カップ（２）、種々の封鎖部位（６）、および防水要素（３）からなる。第２の形態は管（１）またはカップ（２）、管付属品（１３）、及び防水要素（３）からなる。
結合の第１の形態を以下に説明する。
１つのカップ（２）がある領域に搭載され、正しく設置される。次に防水要素（３）が挿入され、それは管（１）のカップ（２）への導入を継続するため、カップの室（１１）の中に柔軟性のある接合部分として実装される。この時、管（１）の滑らかな端末は柔軟性接合部分（３）の内側で滑り、柔軟性接合部分（３）の外部形状はカップ（２）の内側表面を押圧する。最後にカップ（２）内に配置された１つの窓を介して金属の楔で作られた封鎖要素（６）を挿入する。管（１）は正方形の部位からなる１つの支持要素（７）を有する。支持要素（７）の形状は、管（１）の全ての縁部に以前配置された溶接ビードを加工することにより形成される。封鎖部位（６）と管（１）の外部に位置する支持要素（７）との接触は、軸方向の結合を確実にする。

結合の第２の形態を以下に説明する。
１つのカップ（２）がある領域に搭載され、正しく設置される。次に防水要素（３）が挿入され、それは管付属品（１３）のカップ（２）への導入を継続するため、カップの室（１１）の中に柔軟性のある接合部分として実装される。この時、管付属品（１３）の滑らかな端末は柔軟性接合部分（３）の内側で滑り、柔軟性接合部分（３）の外部形状はカップ（２）の内側面を押圧する。最後にカップ（２）内に配置された１つの窓を介して金属の楔で作られた封鎖要素（６）を挿入する。管付属品（１３）は正方形の部位からなる１つの支持要素（７）を有する。支持要素（７）の形状の形成は２つの方式でなされる。第１の方法は、管付属品（１３）の全ての縁部に以前設けられた溶接ビードを加工して形成される。第２の方法は管付属品（１３）の製造と統合されて、重力鋳造工程、射出成型または類似の工程により形成される。
封鎖部位（６）と管付属品（１３）の外部に位置する支持要素（７）との接触は、軸方向の動きを制限する。

支持要素（７）の製造方法の選択枝は図１，２，３及び４に記載されている。また溶接のデポシションによる製造や鋳造工程、射出成型又は類似の工程に統合される製造方法は図６に記載されている。
支持要素（７）の新しい幾何学的形状は防水要素（３）又は封鎖部位（６）の変更を意味しない。従って、その入口部分は従前のものと同一または類似の余地を有する。カップ（２）と封鎖部位（６）の幾何学的形状は不変なため、係合の許容される位置ズレは同一の値が保証される。

１ 管 ２ 管のカップ
３ 防水要素 ４ 部位と支持要素の接触域
５ 部位とカップの接触域 ６ 封鎖要素
７ 支持要素 ８ 管結合と支持要素の斜角
９ 管結合と支持要素の曲面
１０ 現行既存技術の半円形支持要素
１１ カップの室 １２ カップの縁
１３ 管付属品

Claims (11)

1. 封鎖要素（６）と支持要素（７）の接触領域が２つの平行な、またはほぼ平行な表面の間にあり、これにより結合部分がより大きな動作圧力を許容可能となることを特徴とするボルト型係合システム。
2. 前記支持要素（７）と前記封鎖要素（６）の接触を最適化する前記支持要素（７）の形状は長方形、正方形又は四分円の形状であることを特徴とする請求項１に記載のボルト型係合システム。
3. ボルト型配管及びその付属部品に種々の形状の前記支持要素（７）を設ける新しい独自の製造工程において、溶接ビードを基礎として施した後に前記支持要素（７）を加工する工程を有することを特徴とする請求項１または２に記載のボルト型係合システム。
4. ボルト型配管及びその付属部品に種々の形状の前記支持要素（７）を設ける新しい独自の製造工程において、所望の前記支持要素（７）の幾何学的形状を得るため、溶接を施す際に１つのバックアップ・リングを使用することを特徴とする請求項１または２に記載のボルト型係合システム。
5. ボルト型配管及びその付属部品に種々の形状の前記支持要素（７）を設ける新しい独自の製造工程において、前記支持要素（７）と前記配管（１）または前記配管付属部品（１３）を同時に成型するため、鋳造工程または射出成型工程を使用することを特徴とする請求項１または２に記載のボルト型係合システム。
6. 前記支持要素（７）と前記封鎖要素（６）との接触面が前記配管（１）または前記配管付属部品（１３）に対し垂直またはほぼ垂直であることを特徴とする請求項１または２に記載のボルト型係合システム。
7. １つ以上の、複数の、または全ての入口および出口において鋳造、溶接または射出成型により製造され、ここにおいてオスのピンは支持要素（７）を有し、１つまたはそれ以上のカップ（２）をメス形状として有することが可能である、１つの支持要素（７）をからなることを特徴とする請求項１または２に記載のボルト型配管用付属部品。
8. 始点から終点の間同一の公称直径を有する前記配管に対し、前記配管付属品の軸方向全長に渡って可変の直径を有することが出来る１つの支持要素（７）からなることを特徴とする請求項１−７のいずれかに記載のボルト型配管用付属部品。
9. 前記支持要素（７）を有する前記配管（１）または前記配管用付属部品（１３）に取り付けられなければならないことを特徴とする請求項１−８のいずれかに記載のボルト型配管用付属部品。
10. 前記支持要素（７）と前記封鎖要素（６）に使用される材料は鉄系金属あるいは複合材料、ステンレス、および軽合金を含む非鉄金属であることを特徴とする請求項１−９のいずれかに記載の１つの支持要素（７）を有するボルト型係合システム。
11. 支持要素（７）を有する配管に結合される前記支持要素（７）を有することを特徴とする、請求項１−１０のいずれかに記載の工業用配管または油圧配管に使用され、ビルの内部または外部で使用可能な弁。

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