JP2011052783A - Expandable flexible pipe joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、管路内外に加わる種々の力による変位を吸収可能とした伸縮可撓性管継手に関する。 The present invention relates to an expansion / contraction flexible pipe joint that can absorb displacement caused by various forces applied to the inside and outside of a pipe line.
地中等に埋設される水道管路等は複数の管を連結して構成されるが、かかる管路は周囲温度変化等による管の伸縮、地盤沈下等の周辺環境の影響、軸推力等を受けて変位が発生するものである。
管の連結構造としては、管端のフランジ部同士をボルトナット等の締結手段を用いて結合することがよく知られているが、この連結構造のみでは、上述のような変位発生した場合、管路がその変位を吸収できずに破損するおそれがある。
そこで、かかる管路の破損やこれに伴う管路内の流体漏洩を防ぐために、管を構成する管の間に伸縮可撓性管継手を適宜位置に配置し、発生する管路の変位を吸収するようにしている。
Water pipes, etc. that are buried in the ground, etc. are configured by connecting multiple pipes, but such pipes are subject to the expansion and contraction of pipes due to changes in ambient temperature, the influence of the surrounding environment such as land subsidence, axial thrust, etc. Displacement.
As a pipe connection structure, it is well known that the flange portions of the pipe ends are connected using fastening means such as bolts and nuts. However, with this connection structure alone, The road may not be able to absorb the displacement and may be damaged.
Therefore, in order to prevent the breakage of the pipe and the accompanying fluid leakage in the pipe, an elastic flexible pipe joint is arranged at an appropriate position between the pipes constituting the pipe to absorb the generated displacement of the pipe. Like to do.
しかし、一般的な伸縮可撓性管継手では、曲管部や管路端の閉塞部において生ずる内部の流体圧力による軸推力に対しては、単に伸びが生ずるだけで十分に対応できない。そこで、管路の曲管部近傍や管路端の閉塞部等の管路内に高い軸推力が発生する箇所においては、かかる軸推力による変位を吸収すべく、特に、JIS B 0151の付図4206に開示されるような圧力バランス式継手が用いられる。
この圧力バランス式継手X100は、図8に示されるように、中央の大径管部110の左右の小径管部120が段差115をもって連続して一体的に連結され、各管部110,120が蛇腹状となってベローズ機構を構成し、さらに、大径管部110の一方端と小継管部120の他方端がタイロッド140により連結された構造をなす。また、小径管部120の内部断面積と、大径管部110の内部断面積から小径管部120の内部断面積を差し引いた面積が等しくなうように構成されている。かかる構造によって、一方の小径管部側からの軸推力は、他方の小径管部と大径管部との段差115に作用するとともに、各管のベローズ機構による伸縮とタイロッドによる連結機構により、推力のバランスが保持されるようになっている。
However, a general expansion / contraction flexible pipe joint cannot sufficiently cope with the axial thrust generated by the internal fluid pressure generated in the bent pipe portion or the closed end portion of the pipe line simply by causing elongation. Therefore, in a place where a high axial thrust is generated in the pipe line such as the vicinity of the curved pipe part of the pipe line or the closed part at the pipe end, in order to absorb the displacement due to the axial thrust, in particular, FIG. 4206 of JIS B 0151. A pressure balance type joint as disclosed in US Pat.
As shown in FIG. 8, the pressure balance type joint X100 includes a central large-
しかし、この従来のベローズ機構型の圧力バランス式継手X100では、図9に示されるような管軸ねじれ方向の変位が吸収できず、またタイロッド140によって各部を連結固定する構造を有するため管軸ずれ方向の変位を一般的なシーリングを用いた伸縮可撓性管継手のようには十分に吸収できないという欠点があった。
特に、図10に示されるような管路100が構造物外から構造物内へと延在するような管路においては、前記構造物101の揺れ、地盤沈下等の種々の力によって構造物内管路と構造物外管路と間(図中X部分)に種々の変位が発生しやすく、さらにかかる構造物内へ管路が入ってすぐに閉塞部や曲管部が位置するような管路100では、管路は軸推力Fの影響をも受ける。
しかし、上述のとおり、従来の一般的な伸縮可撓性管継手や圧力バランス式継手では、変位吸収機能が十分ではなく、このような管路位置に対応できない。
However, this conventional bellows mechanism type pressure balance type joint X100 cannot absorb the displacement in the twisting direction of the tube shaft as shown in FIG. There is a drawback that the displacement in the direction cannot be sufficiently absorbed as in a flexible flexible pipe joint using a general sealing.
In particular, in a pipeline in which the
However, as described above, the conventional general expansion / contraction flexible pipe joints and pressure balance type joints do not have a sufficient displacement absorbing function and cannot cope with such pipe line positions.
そこで、本発明は上記の従来伸縮可撓性管継手や圧力バランス式継手における欠点を改善し、管路に生ずる管軸ねじれ方向の変位、管軸ずれ方向の変位、外力による伸張、収縮、さらには軸推力による伸張、収縮等、多岐にわたる変位を吸収可能とし、そのうえシーリングの一方摩耗などの問題をも改善した、圧力バランス式の伸縮可撓性管継手を提供することにある。 Therefore, the present invention improves the above-described drawbacks of the conventional flexible flexible pipe joint and the pressure balance type joint, and the displacement in the pipe axis twist direction, the displacement in the pipe axis deviation direction, the expansion and contraction due to external force, An object of the present invention is to provide a pressure balance type expansion / contraction flexible pipe joint that can absorb a wide variety of displacements such as expansion and contraction due to axial thrust, and also has improved problems such as one-side wear of sealing.
上記課題を解決した本発明及び作用効果は次記のとおりである。
<請求項1記載の発明>
スリーブ管と、スリーブ管の両端にそれぞれ一部が差し込まれた反力パイプと、各反力パイプに一部が差し込まれたスピゴットパイプと、
スリーブ管と反力パイプとの間を液密に保持する第1シーリングと、反力パイプとスピゴットパイプとの間を液密に保持する第2シーリングと、
スリーブ管の長手方向中央部に設けられた取り付けピンと、この取り付けピンに回動自在に取り付けられ回転部材と、
スリーブ管に対して一方側に位置する反力パイプと他方側に位置するスピゴットパイプとを連結する反力受けロッド、及びスリーブ管に対して他方側に位置する反力パイプと他方側に位置するスピゴットパイプとを連結する反力受けロッドとで構成される一対の反力受けロッドと、を備え、
前記反力パイプの管端内側に反力受け部を有し、かつ、前記一対の反力受けロッドを複数対有しその少なくとも一対の反力受けロッドが各反力受けロッドの中央部分において前記回転部材に対して連結されていることを特徴とする伸縮可撓性管継手。
The present invention and effects obtained by solving the above problems are as follows.
<Invention of
A sleeve tube, a reaction force pipe partially inserted into each end of the sleeve tube, and a spigot pipe partially inserted into each reaction force pipe,
A first sealing that holds liquid tight between the sleeve tube and the reaction pipe; a second sealing that holds liquid tight between the reaction pipe and the spigot pipe;
A mounting pin provided in the longitudinal center of the sleeve tube, and a rotating member rotatably attached to the mounting pin;
A reaction force receiving rod that connects a reaction pipe located on one side with respect to the sleeve tube and a spigot pipe located on the other side, and a reaction force pipe located on the other side and located on the other side with respect to the sleeve tube. A pair of reaction force receiving rods composed of a reaction force receiving rod that connects the spigot pipe,
The reaction force pipe has a reaction force receiving portion inside the tube end, and a plurality of pairs of the reaction force receiving rods, and at least a pair of the reaction force receiving rods are located at the central portion of each reaction force receiving rod. An expansion / contraction flexible pipe joint characterized by being connected to a rotating member.
<請求項2記載の発明>
反力受け部の面積と、スピゴットパイプの内側断面積とが等しい関係にある請求項1記載の伸縮可撓性管継手。
<Invention of Claim 2>
The expansion / contraction flexible pipe joint according to
<請求項3記載の発明>
反力受けロッドは、各パイプに対して、ボールジョイントを介して連結されている請求項2記載の伸縮可撓性管継手。
<Invention of Claim 3>
The expansion / contraction flexible pipe joint according to claim 2, wherein the reaction force receiving rod is connected to each pipe via a ball joint.
<請求項4記載の発明>
スリーブ管及び反力パイプの管端に着脱自在なハウジングを有し、第1シーリング及び第2シーリングが、このハウジング内に収められている請求項1〜3の何れか1項に記載の伸縮可撓性管継手。
<Invention of Claim 4>
The retractable housing according to any one of
<請求項5記載の発明>
第1シーリング及び第2シーリングの少なくとも一方が、オートマチックシールである請求項1〜4の何れか1項に記載の伸縮可撓性管継手。
<Invention of Claim 5>
The expansion / contraction flexible pipe joint according to any one of
<請求項6記載の発明>
両端のスピゴットパイプの端部を露出させた状態で、他の部分を被覆する埋設カバーを有する請求項1〜5記載の伸縮可撓性管継手。
<Invention of Claim 6>
The expansion / contraction flexible pipe joint according to
以上の本発明は、管路に生じる伸縮変位を反力パイプ及び各スピゴットパイプの二重の抜き差し運動により吸収することができ、極めて高い伸縮変位吸収能力を有し、しかも反力受けロッドの構成により、スピゴットパイプに対してスリーブ管の位置が常に適切な位置、特に各スピゴットパイプ両端の中央に位置するようになり、もって管路に生じる伸縮変位による管路連結部の破損が防止され、さらに一方の管体に摺接するシーリングに摩耗が集中することがなく、シーリングの耐用年数をも向上させることができ、さらに、反力パイプ及び反力受けロッドにより軸推力による変位も吸収できる。
そして、反力受けロッドの端部をボールジョイントとすれば、さらに軸推力による変位に対応しつつ、管軸ねじれ方向の変位も吸収できる。
さらに、反力受けロッドの存在によって、管路内に軸推力が発生した場合においても、スピゴットパイプがスリーブ管から抜けるようなことがない。
The present invention as described above can absorb the expansion / contraction displacement generated in the pipe line by the double insertion / extraction movement of the reaction force pipe and each spigot pipe, and has a very high expansion / contraction displacement absorption capacity, and also the structure of the reaction force receiving rod. With this, the position of the sleeve tube is always at an appropriate position with respect to the spigot pipe, in particular, at the center of both ends of each spigot pipe, thereby preventing the breakage of the pipe connecting portion due to the expansion and contraction displacement generated in the pipe line. The wear does not concentrate on the sealing slidingly contacting one of the pipes, the service life of the sealing can be improved, and the displacement due to the axial thrust can be absorbed by the reaction force pipe and the reaction force receiving rod.
If the end portion of the reaction force receiving rod is a ball joint, the displacement in the direction of twisting of the tube axis can be absorbed while further supporting the displacement due to the axial thrust.
Further, even when axial thrust is generated in the pipe line due to the presence of the reaction force receiving rod, the spigot pipe does not come out of the sleeve pipe.
従って、以上の本発明によれば、従来伸縮可撓性管継手や圧力バランス式継手における欠点が改善され、管路に生ずる管軸ねじれ方向の変位、管軸ずれ方向の変位、外力による伸張、収縮、さらには軸推力による伸張、収縮等、多岐にわたる変位を吸収可能とし、そのうえシーリングの一方摩耗などの問題をも改善した、圧力バランス式の伸縮可撓性管継手が提供されるのである。 Therefore, according to the present invention as described above, the disadvantages of the conventional expansion / contraction flexible pipe joints and pressure balance type joints are improved, the displacement in the direction of twisting of the pipe axis occurring in the pipe line, the displacement in the direction of deviation of the pipe axis, and the extension by external force, A pressure balance type expansion / contraction flexible pipe joint that can absorb various displacements such as contraction, extension and contraction due to axial thrust, and also improves problems such as one-side wear of sealing is provided.
次いで、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら以下に詳述する。図1は、本形態の伸縮可撓性管継手の一部断面側面図である。図2は、ハウジング近傍の拡大断面図である。図3〜7は、本形態の伸縮可撓性管継手の作用を説明するための図である。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial cross-sectional side view of the stretchable flexible pipe joint of the present embodiment. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the housing. 3-7 is a figure for demonstrating the effect | action of the expansion-contraction flexible pipe joint of this form.
『伸縮可撓性管継手の構造等について』
本形態の伸縮可撓性管継手1は、図1に示されるように、スリーブ管10と、スリーブ管10の両端にそれぞれ一部が差し込まれた反力パイプ20R,20Lと、各反力パイプ20R,20Lに一部が差し込まれたスピゴットパイプ30R,30Lとを備える。
“Structure of expansion / contraction flexible pipe joint”
As shown in FIG. 1, the expansion / contraction
すなわち、本管継手1は、スリーブ管10の両端に対して、反力パイプ20R,20Lとスピゴットパイプ30R,30Lとが所謂テレスコピック様をなして差し込まれている。
That is, in the
また、本管継手1では、特に図2から理解されるように、スピゴットパイプ30R,30Lの端部には、他の管路を構成する他の管に対して接続するためのフランジ31,31が設けられており、当該フランジ31を介して管路を構成する他の管に対して接続可能とされている。但し、フランジによる接続に代えて、ハウジング型の継手によって接続する構成としてもよい。スピゴットパイプ30R,30Lと管路を構成する他の管との接続方法及びそのための構成は本発明においては限定されない。
Further, in the
他方、スリーブ管10と反力パイプ20R,20Lとの間、及び、反力パイプ20R,20Lとスピゴットパイプ30R,30Lとの間は、第1及び第2シーリング22,32によって液密が保持されている(本発明及び明細書においては、スリーブ管と反力パイプとの間を液密に保持するシーリングを第1シーリング22、反力パイプとスピゴットパイプとの間を液密に保持するシーリングを第2シーリング32とする)。
On the other hand, between the
図示の本形態では、スリーブ管10の管端部と反力パイプ20R,20Lの外周面との間、及び、反力パイプ20R,20Lの管端部とスピゴットパイプ30R,30Lとの間に、それぞれ着脱自在なハウジング23,33を設け、各シーリング22,32は、それぞれこのハウジング内に納めている。
In the illustrated embodiment, between the tube end of the
ハウジング23,33及びシーリング22,32の具体的な構成は特に限定はされず既知の構成を採用できるが、例えば、ハウジング22,33としては半円状に二分割、又はそれ以上に分割可能で、管端に対して着脱自在としたものが好適である。このようにハウジング22,33を着脱自在なものとすることで、シーリング22,32の交換が容易となる。
The specific configurations of the
ここで、シーリング22,32は、ゴム等の弾性材を環状としたゴムパッキン等の類のなかから適宜選択して用いることができ、特に、管内から、各管の間を介して管外へと向かう流体圧が生じたときに、シーリング機能が発揮される所謂オートマチックシール機構を有するものが好適である。図示の本形態では、ハウジング内において、反力パイプ20R,20L、スピゴットパイプ30R,30Lの外周に沿って環状に配置されたゴム等の弾性体によるリップ付き環状パッキンとされている(図中リップ部分を符号22L,32Lでしめす)。
Here, the
他方、前記反力パイプ20R,20Lは、スピゴットパイプ30R,30Lの直径よりも所定直径、大きい直径をなし、そのスリーブ管10より露出する管端にフランジ状部分が形成されている。このフランジ状部分の管内面側は軸推力を受ける反力受け部21R,21Lとされている。
On the other hand, the
ここで、反力パイプ20R,20Lの内径は、スピゴットパイプ30R,30Lの内径の√2倍となっており、従って、実質的な反力受け部21R,21Lの各面積と、スピゴットパイプ30R,30Lの各内径断面積が等しくなっている。このため、例えば、一方側のスピゴットパイプが簡単閉塞部等に流体圧が加わり、これにより軸推力が発生した場合に、その軸推力が他方の反力パイプの反力受け部21に作用する。
Here, the inner diameters of the
他方、本管継手1においては、スリーブ管10の長手方向中央部に取り付けピン11を介して回動自在に取り付けられた回転部材12を備える。
On the other hand, the
図示の本管継手1においては、好適な例として、スリーブ管10の管心に対して対称に一対の取付けピン11が設けられ、各取付けピン11に対して各々回転部材12が取付けられている。
In the illustrated
前記回転部材12は、スリーブ管10の直径よりも若干よりも高さ(幅)のある板状部材であり、図示の形態では、コンパクト性を高めるべくスリーブ管10の外周面に沿うように当該スリーブ管10の半径よりも曲率半径の大きい断面円弧状をなす円弧状板として構成されている。また、特に、本管継手1における前記回転部材12は、前記取付けピンから管心に直行する方向の先端部12t,12tが先細となっており、円弧状でありながら前記取付けピン11を軸心とする回転部材12の回転量が大きく確保されるように構成されている。
The rotating
また、本管継手1においては、特徴的に、スリーブ管10に対して一方側に位置する反力パイプ20Rと他方側に位置するスピゴットパイプ30Lとを連結する反力受けロッド40(40A)、及びスリーブ管10に対して他方側に位置する反力パイプ20Lと他方側に位置するスピゴットパイプ30Rとを連結する伸縮自在な反力受けロッド40(40A)とで構成される一対の反力受けロッド40(40A)を複数対備えている。これらの一対の反力受けロッドは、スリーブ管10の軸心に対して対称に配置される。
Further, in the
図示の形態においては、3対、合計6本の反力受けロッド40…が設けられている。そして、このうちの一対の反力受けロッド40A,40Aについては、この反力受けロッド40A,40Aの中央部分において前記回転部材12の先細先端部12t,12tに対して軸を介して回動自在に連結されている。
In the form shown in the figure, three pairs of reaction
ここで、反力受けロッドは、一方の連結部に生じた力を反力として他方側に作用させるものであり、いわゆるタイロッドのような伸縮性を有さないもので構成される。 Here, the reaction force receiving rod acts on the other side as a reaction force using the force generated in one of the connecting portions, and is constituted by a member that does not have stretchability like a so-called tie rod.
他方、反力受けロッド40(40A)と各パイプ20R,20L,30R,30Lの接続は、各パイプ20R,20L,30R,30Lの管端にフランジ様の凸部25を形成し、この凸部に対して反力受けロッド40(40A)が連結される。これにより、反力受けロッド40(40A)は、各パイプ20R,20L,30R,30Lの外周面から適当距離離間した位置で、スリーブ管10の管心方向に延在するようにして位置される。
On the other hand, the reaction force receiving rod 40 (40A) and each
また、特に、図示の形態では、好適な例として、反力受けロッド40(40A)のロッドエンド40eがボール型ロッドエンドとされており、ボールジョイント機構を介して、各パイプ20R,20L,30R,30Lに連結されている。かかるボールジョイントによって連結部分がコンパクトでありながら、反力受けロッド40(40A)は、各パイプに対して自由に可動するようになっている。かかる構成を採ることで、管路の伸縮、変位にともなう各パイプに移動に対応して反力受けロッド40(40A)がズムーズに可動できる。なお、ボールジョイントの具体的構成は、限定されるものではなく既知の構成が採用できる。すなわち、二つの連結対象物がボールを中心として相互に左右上下に自由に可動できるようにしたものである。
Particularly, in the illustrated embodiment, as a preferred example, the
他方、本発明の伸縮可撓性管継手1においては、埋設時においても、伸縮機構が十分に発揮されるように埋設カバー50が設けられている。本形態では、この埋設カバー50は、半筒状の部材をボルト止め結合して形成される筒状カバーであり、その管端内周面に凹溝が形成され、前記スピゴットパイプの管端に設けられた、反力受けロッドが連結されるフランジ状部分が当該凹溝に嵌るように構成されている。かかる構成により、埋設カバー50自体も反力受けロッド40(40A)の作用によるスピゴットパイプ等の可動に追随可能となる。
On the other hand, in the expansion / contraction
『伸縮可撓性管継手の動作等について』
次いで、以上説明の本発明の伸縮可撓性管継手1の動作・効果等について詳述する。なお、動作を説明するための図においては、埋設カバー50を除いた形態を参照する。
“Operation of expansion and contraction flexible pipe joints”
Next, the operation and effect of the telescopic
伸縮可撓性管継手1は、設置埋設時においては、図3に示すように、各パイプ20R,20L,30R,30Lの軸心方向が実質的に同一方向に延在するように配置される。仮定的にこの初期状態の伸縮可撓性管継手1の全長をLとする。なお、実質的にとは、埋設時における若干の誤差等を許容する意味である。
As shown in FIG. 3, the expansion / contraction flexible pipe joint 1 is arranged such that the axial directions of the
このとき、スリーブ管10の長手方向中央位置に位置する回転部材12に連結される反力受けロッド40A,40Aの軸心方向と、各パイプ20R,20L,30R,30Lの軸心方向も同一となっている。また、スリーブ管10の中央から両端から突出する反力パイプ20R,20Lの露出長さ、及びそれら反力パイプ20R,20Lから突出するスピゴットパイプ30R,30Lの露出長さが等しくなるようにされている。換言すれば、各パイプ20R,20L,30R,30Lに対する挿入長が、スリーブ管10の両端において等しい状態となっている。
At this time, the axial direction of the reaction
また、かかる状態においては、反力受けロッド40A,40Aに連結される回転部材12の先細の先端部間12t,12tを結ぶ線が、各パイプ20R,20L,30R,30Lの軸心方向と直行する方向となっており、もって、回転部材10の回転可能量が均等となっている。
In such a state, the line connecting the twelve
(管路の伸張変位に対する動作)
次いで、上記埋設状態から、管路(図示されない)に対して軸心方向の伸長変位が発生した場合について説明する。かかる管路に伸張変位が発生した場合、伸縮可撓性管継手1は、かかる管路の伸張を吸収すべく、図4に示すように、管路の伸び長に対応した長さLだけ収縮し、全長がL−Eになる。
(Operation for duct displacement)
Next, a description will be given of the case where an axial displacement occurs in the axial direction with respect to a pipeline (not shown) from the embedded state. When an extension displacement occurs in such a pipe, the expansion / contraction flexible pipe joint 1 contracts by a length L corresponding to the extension of the pipe as shown in FIG. 4 in order to absorb the extension of the pipe. However, the total length becomes LE.
本伸縮管継手では、全長をL−Eに収縮するにあたって、伸縮可撓性管継手の一方側に位置する管路の伸びを吸収する場合を例にすると(説明において、便宜的に図の右側方向から力を受けたとして説明する)、まずスリーブ管10の一方側(図面右側)に位置するスピゴットパイプ30Rにその伸張力が伝達されて右側の反力パイプ20R内に当該スピゴットパイプ30Rが差し込まれる。このとき、右側の反力パイプ20Rは、左側のスピゴットパイプに対して反力受けロッド40(40A)を介して連結されているので、右側の反力パイプ20Rは移動されない。
In the present expansion pipe joint, when the total length is contracted to LE, for example, the case where the extension of the pipe located on one side of the expansion / contraction flexible pipe joint is absorbed (in the description, for the sake of convenience, the right side of the figure). First, the extension force is transmitted to the
そして、前記右側のスピゴットパイプ30Rの反力パイプ20Rへ差し込みともに前記管路の軸推力が反力受けロッド40(40A)を介して他方側(左側)に位置する反力パイプ20Lに伝達され、その伝達された左側の反力パイプ20Lはスリーブ管からの露出長さが長くなる方向に移動する。このとき、左側のスピゴットパイプ20Lも移動されない。
Then, the axial thrust of the pipe is inserted into the
このとき本管継手1では、反力受けロッド40A,40Aは回転部材12と連結されているため、この連結されている一対の反力受けロッド40A,40の移動に伴って、回転部材12がスリーブ管10への取付けピン11を軸として回転する。本管継手1では、この回転部材12に対する反力受けロッド40の位置からして、回転部材12の回転に伴って、スリーブ管10が右側の反力受けロッド40が移動される方向へと移動される。そして、前記回転部材12は、取付けピン10の位置がスリーブ管の中央であること、及び、設置埋設時において反力パイプ20R,20L及びスピゴットパイプ30R,30Lの露出長さがスリーブ管10の両端において等しいことに起因して、スリーブ管10のセンタリング機構として作用し、当該スリーブ管10は、伸縮後の全長がL−Eとなった場合における継手の中央に位置される。
At this time, in the main joint 1, the reaction
このように本発明の伸縮可撓性管継手1では、管路の伸長に十分に対応できる。それとともに、一方のスピゴットパイプ30R,30Lの移動が、反力受けロッド40(40A)を介して他方の反力パイプ20R,20Lに連動するため、スピゴットパイプ30R,30Lと反力パイプ20R,20Lとの間の第2シーリング32,32の摺動距離が左右で均一になり、各管端において均等に摩擦を受け、もって、片方のみが摩耗することがない。さらに、回転部材12及び反力受けロッド40(40A)によるセンタリング機構によって、スリーブ管10が管継手1の中央に常に位置されるように移動されるために、スリーブ管10と反力パイプ20R,20Lとの間のシーリング(第1シーリング)22,22の摺動距離も左右で等しくなり、各管端において均等に摩擦を受け、もって、片方のみが摩耗することがない。
Thus, the expansion / contraction
(管路の収縮変位に対する動作)
次いで、本発明の伸縮可撓性管継手1が埋設設置状態において管路が軸心方向に収縮した場合について説明する(説明上、上記継手が収縮する場合と同様に、伸縮可撓性管継手の右側の管路が伸縮した例に基づき説明する)。なお、上記伸縮作用と重複する点については説明を省略する。
(Operation for contraction displacement of pipe)
Next, a description will be given of a case where the pipe line contracts in the axial direction when the expansion / contraction
埋設設置状態から、管路に対して軸線方向の収縮変位が発生した場合、伸縮可撓性管継手1は、かかる管路の収縮を吸収すべく、図5に示すように、管路の収縮長に対応した長さだけ伸張し、全長がL+Eになる。 When contraction displacement in the axial direction occurs in the pipe line from the embedded installation state, the expansion / contraction flexible pipe joint 1 absorbs the shrinkage of the pipe line as shown in FIG. The length corresponding to the length expands and the total length becomes L + E.
特に本伸縮管継手1では、全長をL+Eに伸張するにあたって、伸縮可撓性管継手1の一方側に位置する管路の収縮を吸収する場合には、まずスリーブ管10の一方側(図面右側)に位置するスピゴットパイプ30Rに、その収縮力が伝達されて右側の反力パイプ20R内から当該スピゴットパイプ30Rが引き抜かれる方向に移動する。
In particular, in the present
このとき、所定の収縮力値を超えるまで、当該右側の反力パイプ20Rには収縮にかかる力は伝達されず、右側の反力パイプ20Rは移動はなされない。そして、前記右側のスピゴットパイプ30Rの反力パイプ20Lからの引き抜き移動ともに前記管路の収縮力が反力受けロッド40(40A)を介して他方側(左側)に位置する反力パイプ20Lに伝達され、その伝達された左側の反力パイプ20Lはスリーブ管10に差し込まれるほうこうに移動される。このとき、上記所定の収縮力以下では、左側のスピゴットパイプ30Lは移動されない。
At this time, until the predetermined contraction force value is exceeded, the force for contraction is not transmitted to the right
そして、上述のセンタリング機構と同様の動作により、前記反力受けロッド40Aの移動に伴って回転部材12がスリーブ管10への取付けピン11を軸として回転し、これに伴って、スリーブ管10が伸縮可撓性管継手1の常に中央位置となるように移動され、各パイプとの相対的な位置が調整される。
Then, by the same operation as the centering mechanism described above, the rotating
このように、本発明の伸縮可撓性管継手1では、管路の伸縮に十分に対応できる。それとともに、一方のスピゴットパイプ30R,30Lの移動が、反力受けロッド40(40A)を介して他方の反力パイプ20R,20Lに連動するため、スピゴットパイプ30R,30Lと反力パイプ20R,20Lとの間の第2シーリング32,32の摺動距離が左右で均一になり、各管端において均等に摩擦を受け、もって、片方のみが摩耗することがない。また、回転部材12及び反力受けロッド40(40A)によるセンタリング機構によって、スリーブ管10が管継手1の中央に常に位置されるように移動されるために、スリーブ管10と反力パイプ20R,20Lとの間のシーリング(第1シーリング)22,22の摺動距離も左右で等しくなり、各管端において均等に摩擦を受け、もって、片方のみが摩耗することがない。
Thus, the expansion / contraction
(管路の偏心〔管軸ずれ方向〕に対する動作)
次いで、本発明の伸縮可撓性管継手1が埋設設置状態において管路に軸方向に収縮するとともに偏心が場合の動作について説明する。なお、上記伸縮動作等と重複する点については説明を省略する。
(Operation against eccentricity of pipe line [direction of pipe axis deviation])
Next, the operation when the telescopic
埋設設置状態から、管路に対して軸線方向の伸張変心が発生した場合、伸縮可撓性管継手1は、かかる管路の伸張を吸収すべく、図6から明らかなように、管路の伸縮長に対応した長さ及び偏心に伴う長さだけ収縮して全長がL−Eになるとともに、偏心を吸収すべくスリーブ管の管心と各パイプの管心が偏心量に相当する角度θ分の角度をなすようにされる。 As shown in FIG. 6, the expansion / contraction flexible pipe joint 1 absorbs the extension of the pipe line when the extension eccentricity in the axial direction occurs in the pipe line from the embedded installation state. The length corresponding to the length of expansion and contraction and the length associated with the eccentricity are contracted so that the total length becomes LE, and the angle θ corresponding to the eccentricity between the tube core of the sleeve tube and the core of each pipe is absorbed to absorb the eccentricity. To make an angle of minutes.
管路の偏心に対しても、基本的には上記説明の伸張動作・伸縮動作を基本とした反力パイプ及びスピゴットパイプの差し込み動作及び引き抜き動作がなされる。 Also for the eccentricity of the pipe line, basically, the reaction force pipe and spigot pipe insertion and extraction operations based on the above-described extension and extension operations are performed.
ここで、図5からも理解されるように、偏心を吸収する際には、スリーブ管10が反力パイプ20R,20L、スピゴットパイプ30R,30Lの軸心に対して偏心して傾斜するが、この場合においても、本形態の反力受けロッド40(40A)は、各パイプ20R,20L,30R,30Lとの連結がボールジョイントによりなされていることから、不必要な抵抗なく各パイプの抜き差し動作にかかる力を問題なく伝達することができる。また、本管継手1では、スリーブ管10の中央に回転部材12が位置しているとともに、スリーブ管10両端からの反力パイプ20R,20L及びスピゴットパイプ30R,30Lの露出長さが等しくされていることから、かかる管路の偏心を吸収する場合においても、センタリング機構が有効に作用し、スリーブ管10は、常に伸縮管継手の中央に位置される。
Here, as understood from FIG. 5, when absorbing the eccentricity, the
なお、管路の偏心については、伸縮可撓性管継手1の両端から延在する各管路同士の軸心方向が同一方向でありながら偏心するズレの形態と、何れか若しくは双方の管路の軸心が同一方向とならない曲げの形態があるが、本管継手1においては、いずれの場合にも有用である。また、これらの偏心とともに管路に伸縮、伸張が複合的に生ずる場合においても有用である。これらの偏心、伸張等の複合的な態様についても動作原理は、基本的には上術の管路に伸張、収縮が発生した場合と同様である。偏心の場合では、スリーブ管10と各パイプ20R,20L,30R,30Lの軸心が偏心することになるが、これについては、既知のスリーブ管10及びスピゴットパイプからなる単純二重管構造の管継手における原理と同様にスリーブ管とスゴピットパイプ等との間にシーリングを介した所定の遊びを有することで対応できる。かかる遊びがあっても適所に設けられたシーリングによって液密が保持されることはいうまでもない。
このように、本発明の伸縮可撓性管継手では、管路の偏心〔管軸ずれ方向〕にも十分に対応できる。
In addition, about eccentricity of a pipe line, the form of the shift | offset | difference which is eccentric, although the axial direction of each pipe line extended from the both ends of the expansion-contraction flexible pipe joint 1 is the same direction, and one or both pipe lines However, the
Thus, the expansion / contraction flexible pipe joint of the present invention can sufficiently cope with the eccentricity of the pipe line (the direction of pipe axis deviation).
(管路の管軸ねじれ方向に対する動作)
次いで、本発明の伸縮可撓性管継手1が埋設設置状態において、伸縮可撓性管継手の左右で軸心方向はそのままで軸にねじれ生じた場合の動作について説明する。なお、上記伸縮動作等と重複する点については説明を省略する。
(Operation for twisting direction of pipe axis)
Next, the operation when the shaft is twisted without changing the axial direction on the left and right of the telescopic flexible pipe joint when the telescopic
埋設設置状態から、伸縮可撓性管継手の左右似延在する管路で軸がねじれる変位が発生した場合、本伸縮可撓性管継手1は、スリーブ管10に対して、反力パイプ20R,20Lがスピゴットパイプ30R,30Lがシーリング22,32を介して自由となっているので、スピゴットパイプ30R,30L及び反力パイプ20R,20Lがねじれ方向に回転することで対応する。
In the case where a displacement in which the shaft twists in a pipe line extending in the left-right direction of the expansion / contraction flexible pipe joint occurs from the embedded installation state, the expansion / contraction flexible pipe joint 1 has a
なお、本伸縮可撓性管継手では、一方のスピゴットパイプ30R,30Lと他方の反力パイプ20R,20Lが反力受けロッド40(40A)で連結されているが、このような軸ねじれの変位が生じても、反力受けロッド40(40A)がボールジョイント40eを介して各パイプに連結されているので、スピゴットパイプはねじれ方向に問題なく回転する。
Note that in this telescopic flexible pipe joint, one
すなわち、図8の矢印に示す軸ねじれが発生した場合。まず、一方のスピゴットパイプ(説明上、この一方のスピゴットパイプを右側のスピゴットパイプとして説明する)当該ねじれ方向に回転する。 That is, when the shaft twist indicated by the arrow in FIG. 8 occurs. First, one spigot pipe (for explanation, this one spigot pipe is described as the right spigot pipe) is rotated in the twist direction.
このとき、本伸縮可撓性管継手では、かかる右側のスピゴットパイプ20Rと左側の反力パイプ30Lがボールジョイント40eを介して反力受けロッド40(40A)にて連結されているため、左側の反力パイプ20Lは相対的に前記右側のスピゴットパイプ30Rと反対方向に回転される。そして、左側の反力パイプ30Lは、スリーブ管10方向へと相対的に移動される。
At this time, in this telescopic flexible pipe joint, the
この左側の反力パイプ30Lの移動に伴っては回転部材12によるセンタリング機構が作用してスリーブ管10が移動されるため、このねじれ方向に対する作動の際にも左右シーリング22,32の一方のみが摩耗することはない。
このように、本発明の伸縮可撓性管継手では、管軸のねじれにも十分に対応できでる。
As the
Thus, the expansion / contraction flexible pipe joint of the present invention can sufficiently cope with the twist of the pipe shaft.
(軸推力に対する動作)
次いで、本発明の伸縮可撓性管継手1が埋設設置状態において、管路内に流体による軸推力が発生した場合の作動について図7を参照しながら説明する。上記伸縮動作等と重複する点については説明を省略する。
(Operation for axial thrust)
Next, with reference to FIG. 7, an explanation will be given of the operation in the case where the axial thrust force due to the fluid is generated in the pipe line when the expansion / contraction
本伸縮可撓性管継手1は、上述の種々の変位の吸収が可能でありながら、この軸推力に対応できるという極めて特徴的な利点がある。説明のため便宜的に伸縮可撓性管継手1の右側管路が閉塞されている場合について説明する。 The present flexible flexible pipe joint 1 has a very characteristic advantage that it can cope with this axial thrust while being able to absorb the above-mentioned various displacements. For the sake of explanation, the case where the right-side conduit of the telescopic flexible pipe joint 1 is closed will be described for convenience.
まず、このような管路の閉塞部近傍や曲管部近傍においては、管路内の流体圧は管路の閉塞部向かう方向に作用するとともに、それと反対方向の軸推力が発生する。この軸推力は逃げ場がない場合には管内面に作用し管破損等の原因となる。また、従来のスリーブ管とスピゴットパイプからなる伸縮可撓性管継手ではスピゴットパイプのスリーブ管から露出が長くなるように伸び続けてしまい対応できない。 First, in the vicinity of the closed part of the pipe line or the bent pipe part, the fluid pressure in the pipe line acts in a direction toward the closed part of the pipe line, and an axial thrust in the opposite direction is generated. This axial thrust acts on the inner surface of the tube when there is no escape space, causing damage to the tube. Further, the conventional flexible flexible pipe joint composed of a sleeve pipe and a spigot pipe cannot be accommodated because it continues to extend from the sleeve pipe of the spigot pipe so that the exposure becomes longer.
本発明の伸縮可撓性管継手1では、かかる軸推力が発生するような箇所に設置した場合、閉塞部側(図中右側)に向かう流体圧Fと同圧の軸推力F’が当該閉塞部側と反対の反力パイプ20Lとスリーブ管10の間隙から反力受け部21Lに作用する。
In the expansion / contraction
この際、上述のとおり本伸縮可撓性管継手では、当該軸推力を受ける反力受け部21Lを有する反力パイプ(左側の反力パイプ)20Lと流体が流れるようとする側(右側)のスピゴットパイプ30Rとが、反力受けロッド40(40A)で連結されているため、継手自体が伸びてしまうことがない。
At this time, as described above, in the telescopic flexible pipe joint, the reaction force pipe (left reaction force pipe) 20L having the reaction
さらに、反力パイプ20R,20Lの内径がスピゴットパイプ30R,30Lの内径の√2倍となっており、反力受け部21R,21Lの各面積と、スピゴットパイプ30R,30Lの各内径断面積が等しくなっているため、流体圧Fとこれにより発生した軸推力F’のバランスが保持される。
Furthermore, the inner diameters of the
すなわち、本伸縮可撓性管継手1では、軸推力が発生しても右側のスピゴットパイプ30Rと左側の反力パイプ20Lは逆方向に同値の力で伸びようとするが、これらは反力受けロッド40(40A)によって連結されているため伸びるということがなく、また、右側スピゴットパイプ30Rを移動させようとする力(=流体圧F)と、左側の反力パイプ20Lの反力受け部21Lに加わる力(軸推力F’)が均等となるから、スリーブ管10に対して右側スピゴットパイプ30Rと左側の反力パイプ20Lがずれたり移動したりすることがなく、安定的に軸推力発生時の軸方向の管内圧力バランスが保持されるのである。
That is, in the present telescopic flexible pipe joint 1, even if axial thrust is generated, the right spigot pipe 30 </ b> R and the left reaction force pipe 20 </ b> L try to extend in the opposite directions with the same force, Since it is connected by the rod 40 (40A), it does not stretch, and the force (= fluid pressure F) for moving the
なお、以上の動作においては、埋設時の形態を上記図3に示す状態としたが、必ずしも埋設時にこの形体である必要はない。本発明の作用効果、動作を妨げない範囲で適宜の状態で埋設することはできる。 In addition, in the above operation | movement, although the form at the time of embedding was made into the state shown in the said FIG. 3, it does not necessarily need to be this form at the time of embedding. It can be embedded in an appropriate state as long as it does not interfere with the effects and operations of the present invention.
以上詳述のとおり、本発明の伸縮可撓性管継手1は、スリーブ管10に設けられた回転部材12、反力パイプ、スゴピットパイプ、これらに連結される反力受けロッドを所定の構造となるように配設したことにより、軸推力による変位を含む、管路に発生する各種の原因による変位を効果的に吸収できるとともに、その際にスリーブ管が管継手の中央に位置される構造となっているのである。
As described above in detail, the expansion / contraction flexible pipe joint 1 according to the present invention includes a rotating
そして、反力パイプ及びスゴピットパイプのスリーブ管に対する抜き差し量をスリーブ管の両端側に位置する各管体に分担することで、伸縮変位吸収量を従来の装置より多く設定することができ、各シーリングの摩耗量も分担されるため、シーリングの寿命が延び、製品の耐久性が向上するのである。 And by sharing the amount of insertion and removal of the reaction force pipe and the sgot pit pipe with respect to each tubular body located on both end sides of the sleeve pipe, the amount of expansion and contraction displacement absorption can be set more than the conventional apparatus, Since the amount of wear of the sealing is also shared, the lifetime of the sealing is extended and the durability of the product is improved.
さらに、他の効果として、反力パイプ、スゴピットパイプ、スリーブ管の三重管構造でありながら、管の相対的な抜き差し、偏心による動作は二重管構造のものと変わりがないため、ベローズ機構を有する圧力バランス式管継手などに比べて、可動の自由度、荷重が小さくてすみ、高い配管支持強度も必要ないのである。 Furthermore, as another effect, the bellows mechanism is the same as the double pipe structure, because the operation is based on the relative insertion / extraction and eccentricity of the pipe, although it is a triple pipe structure of reaction force pipe, sugopit pipe and sleeve pipe. Compared with a pressure balance type pipe joint or the like having a large degree of freedom, the movable degree of freedom and load are small, and high pipe support strength is not required.
また、ハウジングの着脱によって、シーリング交換が可能であるからメンテナンス性にも優れる。 Moreover, since the sealing can be changed by attaching and detaching the housing, the maintenance is excellent.
さらに、上述の埋設カバーを設ければ、土中においても伸縮性を損なわず、作用効果が一層十分に発揮できるものとなるのである。 Furthermore, if the above-mentioned buried cover is provided, the effect can be more fully exhibited without losing stretchability even in the soil.
1…伸縮可撓性管継手、10…スリーブ管、11…取付けピン、12…回転部材、12t…回転部材の先端部、20R,20L…反力パイプ、21…反力受け部、22…第1シーリング、23…ハウジング、30R,30L…スピゴットパイプ、31…フランジ、32…第2シーリング、33…ハウジング、40,40A…反力受けロッド、50…埋設カバー、L…埋設時の管継手の全長。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
スリーブ管と反力パイプとの間を液密に保持する第1シーリングと、反力パイプとスピゴットパイプとの間を液密に保持する第2シーリングと、
スリーブ管の長手方向中央部に設けられた取り付けピンと、この取り付けピンに回動自在に取り付けられ回転部材と、
スリーブ管に対して一方側に位置する反力パイプと他方側に位置するスピゴットパイプとを連結する反力受けロッド、及びスリーブ管に対して他方側に位置する反力パイプと他方側に位置するスピゴットパイプとを連結する反力受けロッドとで構成される一対の反力受けロッドと、を備え、
前記反力パイプの管端内側に反力受け部を有し、かつ、前記一対の反力受けロッドを複数対有しその少なくとも一対の反力受けロッドが各反力受けロッドの中央部分において前記回転部材に対して連結されていることを特徴とする伸縮可撓性管継手。 A sleeve tube, a reaction force pipe partially inserted into each end of the sleeve tube, and a spigot pipe partially inserted into each reaction force pipe,
A first sealing that holds liquid tight between the sleeve tube and the reaction pipe; a second sealing that holds liquid tight between the reaction pipe and the spigot pipe;
A mounting pin provided in the longitudinal center of the sleeve tube, and a rotating member rotatably attached to the mounting pin;
A reaction force receiving rod that connects a reaction pipe located on one side with respect to the sleeve tube and a spigot pipe located on the other side, and a reaction force pipe located on the other side and located on the other side with respect to the sleeve tube. A pair of reaction force receiving rods composed of a reaction force receiving rod that connects the spigot pipe,
The reaction force pipe has a reaction force receiving portion inside the tube end, and a plurality of pairs of the reaction force receiving rods, and at least a pair of the reaction force receiving rods are located at the central portion of each reaction force receiving rod. An expansion / contraction flexible pipe joint characterized by being connected to a rotating member.
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