JP2010266275A - 耐圧試験用パッキン及び耐圧試験用治具 - Google Patents

Abstract

【課題】耐圧試験用において、パッキンの締め付け作業を必要とすることなく、気密性を確保できるパッキン・耐圧試験治具を提供することを課題とする。
【解決手段】耐圧試験用パッキン１０を、耐圧試験をする円管Ｓ内径よりもやや大きな外径を有するエラストマーからなる円板体に対して、中央に所定の固定軸２０に気密状態で嵌入できる貫通孔を設け、外周部が外縁に向かって厚さが薄くなるように形成し、これを、固定軸に複数枚重ねて固定することで耐圧試験用治具を構成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は管体の耐圧試験に際して管体内部に挿入する治具及び当該治具に用いるパッキンに関する。

配管などの管体に対して気密性や耐圧性を検査する耐圧試験は、測定する管体内部を気密状態に仕切る耐圧試験用の治具を管体内部に挿入するとともに、管体の開口部を封止し、治具と封止された開口部の間に窒素などの気体を供給し、気体の圧力を計測することにより行われる。また、気密性の検査として、加圧した状態で管体外表面に石鹸水をかけることで、管体内部から漏れた気体により泡が生じないか否かを、圧力値の変化とともに確認をすることも行われる。
このような耐圧試験においては、管体内部に挿入する治具による気密性の確保が重要となる。下記特許文献には、従来の耐圧試験用治具が示されている。従来の耐圧試験用治具では、ゴム製のパッキンを管体の長手方向に押圧して、パッキンを外周側に広がるように圧縮変形させ、これにより内壁面にパッキンを密着させることで、気密性を確保していた。

特開平７−１４００３５号公報 特開２００１−２２１７０６号公報

ところで、上記特許文献に記載の発明では、パッキンの締め付け力が不十分であると気密性に支障が生じる正確な試験はできないが、治具を一旦、配管内に挿入するとパッキンの状態を確認することはできないため、パッキンの締め付けは微妙な力加減が必要であり、熟練を要するものであった。
本発明は、以上のような観点から、耐圧試験用治具において、締め付け作業を必要とすることなく、気密性を確保できるパッキンを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は次のような構成を有する。
請求項１に記載の発明は、耐圧試験をする円管内径よりもやや大きな外径を有するエラストマーからなる円板体であって、中央に所定の固定軸に気密状態で嵌入できる貫通孔が設けられた外周部が外縁に向かって厚さが薄くなるように形成された耐圧試験用パッキンである。
請求項２に記載の発明は、前記耐圧試験用パッキンにおいて、前記円板体の一面は平面もしくは外縁から中央側に向かって凹み、他面は外縁から中央側に向う凸部を形成するものである。
請求項３に記載の発明は、前記耐圧試験用パッキンにおいて、前記円板体の少なくとも一方の面の中央部分に中心軸方向に突出した突出部が形成されるものである。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の耐圧試験用パッキンと組み合わせて使用する耐圧試験用補助パッキンであり、前記耐圧試験用パッキンと外径が等しい、外周部が外縁に向かって厚さが薄くなるように形成されたエラストマーからなる円板体であり、前記突出部に係合できる穴が中央に設けられたものである。

請求項５に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の耐圧試験用パッキンを２以上、前記所定の固定軸に前記貫通孔を嵌合することで固定した耐圧試験用治具である。
請求項６に記載の発明は、前記耐圧試験用治具において、前記固定軸はパイプ体により構成されるものである。
請求項７に記載の発明は、前記耐圧試験用治具において、当該耐圧試験用パッキンは請求項２に記載されるものであって、前記凸部を一方向に向けて互いに接触する２以上の耐圧試験用パッキンからなる第一パッキン群と、前記凸部を前記第一パッキン群に対向する方向に向けて互いに接触する２以上の耐圧試験用パッキンからなる第二パッキン群とが、それぞれの端部に存する耐圧試験用パッキンの凸部同士が向かい合うように前記固定軸に固定されるものである。
請求項８に記載の発明は、前記耐圧試験用治具において、当該耐圧試験用治具を構成する耐圧試験用パッキンには請求項３に記載される耐圧試験用パッキンが含まれるとともに、少なくとも一つの請求項３に記載される耐圧試験用パッキンには請求項４に記載の耐圧試験用補助パッキンが固定されるものである。

以上のような構成により、本発明は次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明は、固定軸に数枚貫通孔を介して嵌め入れて、これを耐圧試験をする円管内に挿入すると、パッキンの外径が円管内径よりもやや大きく形成され、かつ、パッキン外周部が外縁に向かって厚さが薄くなるように形成されているので、エラストマーからなるパッキンの外縁側が変形して円管内壁に気密状態で密着させることができる。また、複数枚パッキンを配設することで、気密状態をより確実にすることができる。さらに、パッキンの外縁が撓んだ方向から気体を充填する場合には、気体によりパッキンが広がるように押圧されるので、自動的に気密性を高めることができる。このように、本発明に係る耐圧試験用パッキンは、締め付け作業を要せずに挿入するだけで気密性を確保することができるので、試験者は熟練を要することなく、簡易かつ適切に耐圧試験用治具を円管内に配置させることができる。
請求項２に記載の発明は、凸部を有する面よりも平面もしくは凹んだ面の方向に外縁は撓みやすくできるので、凸部側からパッキンを円管内に挿入する際はより少ない力で挿入することができ、作業性がよい。
請求項３に記載の発明は、貫通孔が設けられる中央部分を中心軸方向に突出させることで、固定軸が嵌る幅を広くすることができ、固定軸と貫通孔との接触面における気密性を高めることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に示される突出部を有する耐圧試験用パッキンに、装着することで、気密度を高めることができるので、適宜着脱することで請求項３に示される突出部を有する耐圧試験用パッキンにおける気密性能を調節することができる。
請求項５に記載の発明は、前述の耐圧試験用パッキンを用いた耐圧試験用治具であるので、挿入する作業だけで気密度を確保でき、簡易かつ適切に耐圧試験をする円管内への設置作業を行うことができる。
請求項６に記載の発明は、固定軸をパイプとすることで、固定軸を介して耐圧試験用パッキンよりも奥側に対しても気体を流入させることができるので、耐圧試験用パッキンに対する手前側と奥側の双方において耐圧試験を行うことができる。
請求項７に記載の発明は、耐圧試験用パッキンの手前側と奥側とで耐圧試験を行う際に好適である。
請求項８に記載の発明は、請求項３に記載される耐圧試験用パッキンが含まれる場合において、耐圧試験用補助パッキンを設けることで、耐圧試験用パッキンが占める幅を変えることなく、気密性を高めることができる。

（ａ）は実施形態に係る耐圧試験用パッキンの正面図であり、（ｂ）は実施形態に係る耐圧試験用パッキンの縦断面図である。 実施形態に係る耐圧試験用治具を試験対象となる円管内に設置した状態を表す縦断面図である。 （ａ）は実施形態に係る耐圧試験用補助パッキンの正面図であり、（ｂ）は実施形態に係る耐圧試験用補助パッキンの縦断面図である。 耐圧試験用パッキンに耐圧試験用補助パッキンを装着した状態を示す縦断面図である。 耐圧試験用補助パッキンを装着した耐圧試験用治具を試験対象となる円管内に設置した状態を表す縦断面図である。 耐圧試験用パッキン群よりも奥側の耐圧試験を行なう場合における耐圧試験用治具を試験対象となる円管内に設置した状態を表す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）に本実施形態に係る耐圧試験用パッキン１０の正面図を示し、図１（ｂ）に耐圧試験用パッキン１０の縦断面図を示す。耐圧試験用パッキン１０は、フッ素ゴムや二トリルブタジエンゴムなどのゴムを含むエラストマーにより形成される。耐圧試験用パッキン１０は試験対象となる円管の内径よりもやや大きな外径を有する円板体であり、外周部分１１は外縁に向かって薄くなるように形成されている。外周部１１は、一面側（図１（ｂ）における左面側）は、中心軸に対して垂直に交わる平面を形成するとともに、他面側（図１（ｂ）における右面側）は、外縁から中央側に向かう凸部を形成している。また、この他面側の中央部には円柱状の突出部１２が設けられる。さらに、耐圧試験用パッキン１０の中心には、円形断面の貫通孔１３が設けられる。

図２にこの耐圧試験用パッキン１０を用いた耐圧試験用治具Ｘを試験対象となる円管Ｓ内に設置した状態を表す縦断面図を示す。耐圧試験用治具Ｘは、複数枚の耐圧試験用パッキン１０を固定軸２０に固定した構造を有する。固定軸２０は、耐圧試験用パッキン１０の貫通孔１３に気密状態に嵌入する外径を有する先端に雄ねじ２１が形成されたパイプ体からなる。この固定軸２０に、円板状の基端側固定部材３１を嵌めいれて、止めネジ３１ａにより固定した後に、複数枚の耐圧試験用パッキン１０を外周部分１１の凸部側が先端側に向かうように先端から嵌め入れ、さらに、円板状の先端側固定部材３２を嵌めいれた後に、ボルト３２ａを固定軸の雄ねじ２１に締結させることで耐圧試験治具Ｘは形成される。このように、固定軸２０に通された複数枚の耐圧試験用パッキン１０は基端側固定部材３１と先端側固定部材３２とによって狭持され固定される。

次に、以上のような構成を有する耐圧試験用治具Ｘの使用方法および作用について説明する。耐圧試験用治具Ｘの固定軸２０の基端は図２に示すように、盲フランジ４１の中央に溶接固定されている。盲フランジ４１は一部に貫通孔が設けられ、ここに圧力計等を接続するためのプラグ４３が固定されている。円管Ｓの耐圧試験を行う試験者は、まず、耐圧試験用治具Ｘを測定する円管Ｓ内部に先端側から挿入し、盲フランジ４１と円管Ｓの端部に設けられた管端フランジＳａとを、間にガスケット４２を挟んでボルト・ナットにより気密状態になるように固定する。耐圧試験用治具Ｘの耐圧試験用パッキン１０は、外形が円管Ｓの内径よりもやや大きく、エラストマーにより形成されているので、挿入される過程で円管Ｓの内壁に沿って撓み、耐圧試験用パッキン１０の基端側と先端側とを気密状態で仕切ることができ、また、複数枚の耐圧試験用パッキン１０を配置することで、一部の耐圧試験用パッキン１０が破損等により気密性が確保できない状態となっても、全体としての気密性を高い確率で維持することができる。その後、プラグ４３から窒素を供給して内圧を上げ、プラグ４３に接続した圧力計により圧力を測定する。この際、一番基端側にある耐圧試験用パッキン１０の基端側に撓んでいる外周部分１１は、内圧の上昇により先端側に押される結果、外周部分の外径が広がる方向に力が加わるので、より気密性が高まるという効果が生じる。このように、本実施形態に係る耐圧試験用治具Ｘは、単に挿入するだけで気密状態を確保できるので、作業が簡易であり、熟練を要することもない。また、耐圧試験用パッキン１０を複数枚重ねることで、一つの耐圧試験用パッキン１０が破損しても、これだけを交換することで修理をすることができ、経済的である。また、耐圧試験用治具Ｘでは、耐圧試験用パッキン１０を基端側固定部材３１と先端側固定部材３２の挟持力により外縁側に圧縮変形させる必要がないので、基端側固定部材３１と先端側固定部材３２を従来のように試験をする管体内径ぎりぎりの外径にする必要がなく、従来の耐圧試験用治具に比較して挿入がしやすいという利点もある。

なお、上述の耐圧試験用治具Ｘにおいて、より高圧の試験を行なう場合、気密性能を高めるために重ねる耐圧試験用パッキン１０を増やすことで対応することもできるが、パッキン１０の突出部１２に図３に示すような耐圧試験用補助パッキン６０を固定してもよい。図３(ａ)は耐圧試験用補助パッキン６０の正面図であり、図３（ｂ）は耐圧試験用補助パッキン６０の縦断面図である。耐圧試験用補助パッキン６０は耐圧試験用パッキン１０と同じ外径を有し、耐圧試験用パッキン１０の突出部１２とほぼ同じ厚さをリング体であり、耐圧試験用パッキン１０と同じ材質により形成される。耐圧試験用補助パッキン６０の外周部６１は耐圧試験用補助パッキン１０とほぼ同じ形状を有し、中央の貫通孔６２は、耐圧試験用パッキン１０の突出部１２に気密状態で係合しうる内径に設定されている。この耐圧試験用補助パッキン６０は、このような構造を有するので、図４の縦断面図に示すように、耐圧試験用パッキン１０の突出部１２に係合させることで、耐圧試験用パッキン１０の外周部分を二重にすることができる。図５に耐圧試験用パッキン１０に耐圧試験用補助パッキン６０を装着した状態の耐圧試験用治具Ｘを試験対象となる円管Ｓ内に設置した状態を表す縦断面図を示す。図５に示すように、耐圧試験用補助パッキン６０を用いることで、耐圧試験用治具Ｘの耐圧試験用パッキンの占める部分の長さを変えることなく、気密性能を高めることができる。

さらに、上述の試験では、耐圧試験は試験をする円管の管端から耐圧試験パッキン１０群の手前側までの間に関して行なう場合のものであったが、耐圧試験用治具Ｘは、耐圧試験用パッキン１０群の奥側も同時に測定することが可能である。図６に、かかる場合の耐圧試験用治具Ｘを試験対象となる円管Ｓ内に設置した状態を表す縦断面図を示す。このような試験を行なう場合には、盲フランジ４１の中央部にパイプ体からなる固定軸２０内部に連通する貫通孔を設けるとともに、ここに圧力計等を接続するためのプラグ４４を固定し、また、耐圧試験用パッキン１０の先端側の何枚かについて、外周部分１１の凸部側が基端側に向かうように固定する。試験に際しては、固定軸の先端に連通するプラグ４４から窒素を供給して内圧を上げ、プラグ４４に接続した圧力計により圧力を測定する。このように本実施形態に係る耐圧試験用治具Xは、固定軸２０をパイプにより形成し、また、複数の耐圧試験用パッキンを適宜方向を変えて装着することができるので、耐圧試験用パッキン部１０群よりも奥側の耐圧試験にも適用することができる。

Ｘ 耐圧試験用治具
Ｓ 被試験円管
１０ 耐圧試験用パッキン
１１ 外縁部
１２ 突出部
１３ 貫通孔
２０ 固定軸
６０ 耐圧試験用補助パッキン
６１ 外縁部
６２ 貫通孔

Claims (8)

1. 耐圧試験をする円管内径よりもやや大きな外径を有するエラストマーからなる円板体であって、中央に所定の固定軸に気密状態で嵌入できる貫通孔が設けられた外周部が外縁に向かって厚さが薄くなるように形成された耐圧試験用パッキン。
2. 前記円板体の一面は平面もしくは外縁から中央側に向かって凹み、他面は外縁から中央側に向う凸部を形成するものである請求項１に記載の耐圧試験用パッキン。
3. 前記円板体の少なくとも一方の面の中央部分に中心軸方向に突出した突出部が形成されるものである請求項１又は２に記載の耐圧試験用パッキン。
4. 請求項３に記載の耐圧試験用パッキンと組み合わせて使用する耐圧試験用補助パッキンであって、
   前記耐圧試験用パッキンと外径が等しい、外周部が外縁に向かって厚さが薄くなるように形成されたエラストマーからなる円板体であり、前記突出部に係合できる穴が中央に設けられた耐圧試験用補助パッキン。
5. 請求項１から３のいずれか１項に記載の耐圧試験用パッキンを２以上、前記所定の固定軸に前記貫通孔を嵌合することで固定した耐圧試験用治具。
6. 前記固定軸はパイプ体により構成される請求項５に記載の耐圧試験用治具。
7. 前記耐圧試験用パッキンは請求項２に記載されるものであって、前記凸部を一方向に向けて互いに接触する２以上の耐圧試験用パッキンからなる第一パッキン群と、前記凸部を前記第一パッキン群に対向する方向に向けて互いに接触する２以上の耐圧試験用パッキンからなる第二パッキン群とが、それぞれの端部に存する耐圧試験用パッキンの凸部同士が向かい合うように前記固定軸に固定される請求項５又は６に記載の耐圧試験用治具。
8. 前記耐圧試験用治具を構成する耐圧試験用パッキンには請求項３に記載される耐圧試験用パッキンが含まれるとともに、少なくとも一つの請求項３に記載される耐圧試験用パッキンには請求項４に記載の耐圧試験用補助パッキンが固定される請求項５から７のいずれか１項に記載の耐圧試験用治具。

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