JP2011220443A - Pipe joint for multilayer pipe - Google Patents
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Description
本発明は、地上に露出して敷設される多層管を接続するための多層管用管継手に関する。 The present invention relates to a pipe joint for multilayer pipes for connecting multilayer pipes that are exposed and laid on the ground.
寒冷地の鉄道路線において、軌道上の積雪を排除するために、スプリンクラによる散水方式や、水を熱媒体とした放熱板を用いその放熱板の積雪を溶かす消雪パネルユニット式などの消雪システムが採用されている。そして、この消雪システムに熱媒体を供給するための配管材料が種々提案されている。 In railroads in cold regions, in order to eliminate snow accumulation on the track, a snow-sprinking system such as a sprinkler water spray system and a snow-dissipating panel unit type that uses a heat sink with water as a heat medium to melt the snow on the heat sink Is adopted. Various piping materials for supplying a heat medium to the snow-melting system have been proposed.
例えば特許文献1には、複数の開口孔が設けられた管状の金属板の内外径側に樹脂層を設けた複合樹脂管と、この複合樹脂管を接続するためのメカニカル接続部を有する分岐継手が開示されている。メカニカル接続部は、管と接続部との間に環装されたパッキンと、そのパッキンを押圧する押圧部材とからなり、気温の変化により管が伸縮しても締結力を維持したまま伸縮の吸収に対応するとされている。複合樹脂管は管状の金属板が設けられているので、鋼管と比較して遥かに軽量化できるとともに、ほぼ同等の線膨張係数を有する。さらに鋼管と比較して保温性に優れるので、上記消雪システムに熱媒体を供給する管材料として好適である。しかしながら、このメカニカル接続部には管の抜け止め機能がないので、長年熱伸縮を繰り返すと管が接続部から抜け出す虞があった。
For example,
これに対して、メカニカル接続部の抜け止め機構としても種々の提案がなされている。
例えば、特許文献2〜4には、樹脂管の内面を支持する筒状のスティフナーと、樹脂管の端部外面に食い込む歯部を内面に設けたロックリングを装着し、継手本体の受口内面にロックリングを縮径する内面を有したカラーリングを装着した樹脂管接続用管継手が記載されている。そして配管の変位を継手内部で吸収することが可能なものである。
On the other hand, various proposals have been made as a mechanism for preventing the mechanical connection portion from coming off.
For example, in
また特許文献5〜7には、合成樹脂管を接続する管継手であって、継手本体と螺合し、該継手本体側に拡径する内周テーパ面が形成された押輪と、内周テーパ面と相対する外周テーパ面と、管に喰い込む複数の内周歯が形成された食い込みリングとを有する管継手が記載されている。そして管に引抜き力が加わると、食い込みリングが押輪の内周テーパ面に押圧されて縮径し、管の抜け防止効果を得る。 Further, Patent Documents 5 to 7 are pipe joints for connecting synthetic resin pipes, which are threadedly engaged with a joint body and formed with an inner circumferential taper surface formed with an inner circumferential tapered surface that expands on the joint body side, and an inner circumferential taper. A pipe joint having an outer peripheral tapered surface facing the surface and a biting ring formed with a plurality of inner peripheral teeth that bite into the pipe is described. When a pulling force is applied to the pipe, the biting ring is pressed against the inner peripheral tapered surface of the press wheel to reduce the diameter, and an effect of preventing the pipe from coming off is obtained.
しかしながら、特許文献2〜4のものは、管の端部にロックリングを装着し、ロックリングが管継手の内部に係止して管の抜け止めを行う構造であるために、接続する管に押輪、ゴム輪、カラーリング等を予め挿通したうえで、さらに管の端部にロックリングを装着しなければならず、施工現場での作業工数が多いという問題があった。
また特許文献5〜7のものは、管の抜け止め機能は有効に作用するものの、管の熱伸縮による変位が考慮されているものではない。また複合樹脂管や樹脂ライニング鋼管に適用させた場合、管外周面の樹脂層を食い込みリングの内周歯が貫通し、貫通部より雨水等の水分が侵入することによって、管の金属板を腐食される虞があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、管の熱伸縮変位を吸収しつつ、確実に管の抜け止め機能を発揮し、施工性に優れた多層管用管継手を提供することを目的とする。
However, in
Moreover, although the thing of patent documents 5-7 acts effectively, the displacement by the heat | fever expansion / contraction of a pipe | tube is not taken into consideration, although the fall prevention function of a pipe | tube acts effectively. Also, when applied to composite resin pipes and resin-lined steel pipes, the inner peripheral teeth of the ring penetrate the resin layer on the outer peripheral surface of the pipe, and moisture such as rainwater enters from the penetration part, corroding the metal plate of the pipe There was a risk of being.
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides a pipe joint for multilayer pipes that reliably exhibits a function of preventing the pipe from detaching while absorbing thermal expansion / contraction displacement of the pipe and is excellent in workability. For the purpose.
上記目的を達成するために、本発明に係る多層管用管継手は、
複数の開口孔が設けられた管状の鋼体と、該鋼体の内周面に形成された内周樹脂層と、該内周樹脂層と前記開口孔を介して一体に形成され、該鋼体の外周面に設けられた外周樹脂層からなる多層管を接続するための管継手であって、
前記多層管の端部にはスティフナが挿入され、
一端部に向かって拡径する第一受口が形成された継手本体と、前記継手本体と締結手段によって締結され、前記受口と相対する内周テーパ面が形成された第一押輪と、前記第一受口に挿入された保護リングと、ゴム製シールパッキンと、前記第一押輪の端面で押圧され、前記シールパッキンを押圧するリテーナと、前記第一押輪の内周テーパ面と相対する外周テーパ面と、前記多層管の外周面に食い込む複数の歯が形成されたロックリングとを有し、前記複数の歯の高さは、前記外周樹脂層の肉厚未満である第一接続部と、
前記継手本体の他端部にあって、他端部に向かって拡径する第二受口と、前記継手本体と締結手段によって締結さる第二押輪と、前記第二受口に挿入された保護リングと、ゴム製シールパッキンと、前記第二押輪の端面で押圧され、前記シールパッキンを押圧するリテーナとを有する第二接続部とからなることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a pipe joint for multilayer pipes according to the present invention comprises:
A tubular steel body provided with a plurality of opening holes, an inner peripheral resin layer formed on the inner peripheral surface of the steel body, the inner peripheral resin layer and the opening hole are integrally formed, and the steel A pipe joint for connecting a multilayer pipe made of an outer peripheral resin layer provided on the outer peripheral surface of the body,
A stiffener is inserted at the end of the multilayer tube,
A joint body formed with a first receiving port whose diameter increases toward one end, and a first press ring which is fastened by the joint body and fastening means and has an inner peripheral tapered surface facing the receiving port; A protective ring inserted into the first receiving port, a rubber seal packing, a retainer that is pressed by the end face of the first press ring and presses the seal packing, and an outer periphery that faces the inner peripheral tapered surface of the first press ring A first connecting portion having a taper surface and a lock ring formed with a plurality of teeth that bite into the outer peripheral surface of the multilayer pipe, and the height of the plurality of teeth is less than the thickness of the outer peripheral resin layer; ,
A second receiving port that is at the other end of the joint body and expands toward the other end, a second press ring that is fastened by the joint body and fastening means, and a protection inserted into the second receiving port. It comprises a ring, a rubber seal packing, and a second connecting portion having a retainer that is pressed by the end face of the second press ring and presses the seal packing.
本発明によれば、第一の接続部のロックリングの歯の高さが、外周樹脂層の肉厚未満であるので、多層管の鋼体にまでロックリングの歯が食い込むことなく、多層管と管継手との抜け止めが発揮されるとともに、第二の接続部には、ロックリングを有しないので、多層管が熱伸縮したとしても、管継手の内部で収縮量を吸収することができる。 According to the present invention, the height of the teeth of the lock ring of the first connecting portion is less than the thickness of the outer peripheral resin layer, so the teeth of the lock ring do not bite into the steel body of the multilayer pipe, and the multilayer pipe Since the second connection portion does not have a lock ring, the shrinkage amount can be absorbed inside the pipe joint even if the multilayer pipe is thermally expanded and contracted. .
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図4に示すように、本発明に係る管継手に接続される多層管90は、複数の開口孔93が設けられた管状の鋼体91と、鋼体91の内周面に形成された内周樹脂層95と、内周樹脂層95と開口孔93を介して一体に形成され、鋼体91の外周面に設けられた外周樹脂層97とからなる。内周樹脂層95及び外周樹脂層97は例えば高密度ポリエチレン(HDPE)である。
多層管90は、鋼体91を有するので、線膨張係数はほぼ鋼管と同等で1.2×10−5/Kである。そして、夏季の直射日光に曝されたときの管の表面温度を約60℃、寒冷地の冬季最低気温を約−20℃とすると温度差は80℃となり、熱膨張率は約0.1%である。多層管の全長を5mとすると年間の寒暖差で5mmの伸縮を繰り返す。この伸縮量は鋼体を有さないポリエチレン管と比較して極めて小さな値である。また内周樹脂層95及び外周樹脂層97を有するので、鋼管と比較して保温性に優れ、鋼体のないポリエチレン管とほぼ同等である。したがって、軌道に沿って敷設される消雪システムに熱媒体を供給する管材料として好適である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 4, the
Since the
図1に示すように、本発明の実施形態による管継手1は、端部に向かって拡径する第一受口21が形成された継手本体20と、継手本体20とボルト81及びナット82によって締結され、第一受口21と相対する内周テーパ面31が形成された第一押輪30と、第一受口21に挿入された金属製保護リング40と、ゴム製シールパッキン50と、第一押輪30の端面で押圧され、シールパッキン50を押圧するリテーナ60と、第一押輪30の内周テーパ面31と相対する外周テーパ面73と、多層管90の外周面に食い込む複数の歯71が形成されたロックリング70とを有した第一の接続部2と、継手本体20の他端部にあって、他端部に向かって拡径する第二受口25と、継手本体20とボルト81及びナット82によって締結さる第二押輪35と、第二受口25に挿入された金属製保護リング40と、ゴム製シールパッキン50と、第二押輪35の端面で押圧され、シールパッキン50を押圧するリテーナ60とを有する第二の接続部3とを有する。なお、多層管90の端部内周には多層管90が縮径することを防止するための円筒状の金属製スティフナ85が挿入されている。
As shown in FIG. 1, the
継手本体20は、第一受口21と第二受口25の外周にボルト81が貫通する貫通孔27を有するフランジ部28が形成され、第一受口21と第二受口25を連通する流路23が形成されている。また継手本体20は可鍛鋳鉄製で表面には防錆塗装が施されている。
流路23は、多層管90が第一受口21と第二受口25の両側から接続された後も多層管90同士が突当たらない長さを有し、この流路23の長さが多層管90が熱伸縮したときの長さ吸収代となる。
第一押輪30は、継手本体20の貫通孔27に相対する貫通孔37が形成されたフランジ部38が形成され、また可鍛鋳鉄製で表面には防錆塗装が施されている。
第二押輪35には、継手本体20の貫通孔27に相対する貫通孔37が形成されたフランジ部38が形成され、多層管90が挿通する挿通穴36が形成されたリング状部材である。第二接続部3には抜け止め機構を有しないので、第二押輪35は第一押輪30と比較して強度が低くてよく、例えば合成樹脂で形成される。
In the joint body 20, a
The
The
The
保護リング40は、シールパッキン50がリテーナ60に押圧されたときに、継手本体20の奥側へ移動することを防止する部材で、内周面に多層管90が挿通する挿通孔と、外周面に受口21、25のテーパ面に相対する外周テーパ面が形成されている。材質はシールパッキン50の硬度よりも硬いものであれば良く、例えばポリアセタール(POM)製である。
シールパッキン50は、継手本体20の内周面と多層管90の外周面を水密にシールするリング状ゴム製のパッキンで、材質は寒暖差の大きい環境で用いられることからスチレン−ブタジエンゴム(SBR)であることが好ましい。
リテーナ60は、ポリアセタール(POM)製のリング状部材で、シールパッキン50を押圧する小径部と、押輪30、35に押圧される大径部とを有する。
The
The seal packing 50 is a ring-shaped rubber packing that seals the inner peripheral surface of the joint body 20 and the outer peripheral surface of the
The
ロックリング70は、図2に示すように、一箇所に切欠き75を有する略C形の金属製リングで、外周面に内周テーパ面31に相対する外周テーパ面73が、内周面に多層管90に食い込む歯71が形成されている。その歯71は、鋸歯状に連続して形成された突条で、凹凸の高さは多層管90の外周樹脂層97の肉厚未満に設けている。例えば、外周樹脂層97の肉厚が2mmであるとき、歯71の凹凸高さは1mmで、外周樹脂層97の肉厚の1/2とし、連続して10条設けている。
As shown in FIG. 2, the
図3(a)〜(c)は、歯71のより具体的な形態を示している。
図3(a)は、断面が対称の鋭角(例えば40°)な歯71aを10条有しており、歯71aと歯71aとの間には平滑面77が形成されている。この場合、歯71aの高さHaは多層管90の外周樹脂層97の肉厚の未満に設定する。また平滑面77の長さPaと歯71aの根元の長さtaとの比Pa/taは、外周樹脂層97を構成する樹脂材料のせん断強さと歯71aを構成する金属材料のせん断強さの比で設定すればよい。
歯71aの形態によれば、断面対称の形状を有しているので、多層管90の変位に対して、引抜き阻止力、押し込み阻止力がほぼ同等に発揮される。なお、引抜とは管継手1から多層管90が引抜かれる方向への変位、押し込みとは管継手1に多層管90が押し込まれる方向への変位をいう。
3A to 3C show more specific forms of the
FIG. 3A includes ten
According to the form of the
図3(b)は、外周テーパ面73が縮径する側に垂直面が形成された断面鋸歯状の歯71bを10条有しており、歯71bと歯71bとの間には平滑面77が形成されている。この場合、歯71bの高さHbは多層管90の外周樹脂層97の肉厚の未満に設定する。また平滑面77の長さPbと歯71bの根元の長さtbとの比Pb/tbは、外周樹脂層97を構成する樹脂材料のせん断強さと歯71bを構成する金属材料のせん断強さの比で設定すればよい。
歯71bの形態によれば、多層管90に引抜き力が加わったとき、ロックリング70は内周テーパ面31に沿って縮径するので高い引抜き阻止力が得られる。また多層管90に押し込み力が加わったとき、歯71bの垂直面が抵抗となるので、高い押し込み阻止力が得られる。
FIG. 3 (b) has ten
According to the form of the
図3(c)は、外周テーパ面73が拡径する側に垂直面が形成された断面鋸歯状の歯71cを10条有しており、歯71cと歯71cとの間には平滑面77が形成されている。この場合、歯71cの高さHcは多層管90の外周樹脂層97の肉厚の未満に設定する。また平滑面77の長さPcと歯71cの根元の長さtcとの比Pc/tcは、外周樹脂層97を構成する樹脂材料のせん断強さと歯71cを構成する金属材料のせん断強さの比で設定すればよい。
歯71cの形態によれば、多層管90に引抜き力が加わったとき、ロックリング70は内周テーパ面31に沿って縮径し、歯71cの垂直面が抵抗となるので、歯71a、歯71bの形態と比較して、さらに高い引抜き阻止力が得られる。
FIG. 3 (c) has 10
According to the form of the
歯71a、歯71b、歯71cのいずれの形態を採用するかは、多層管90に加わる変位の形態によって選択することができ、第一の接続部2の抜け止め阻止力および押し込み阻止力は、少なくとも第二の接続部3のシールパッキン50と多層管90間の摩擦抵抗力を上回る。なお、平滑面77を有するので、多層管90には歯71a〜71cの高さHa〜Hc以上に食い込むことがない。
Which form of the
図1に戻って、多層管90の外周面に管継手1への挿入代をマーキングして挿入し、ボルト81、ナット82を締め付けると、押輪30、35にリテーナ60が押圧され、リテーナ60はシールパッキン50を押圧することによって、シールパッキン50は継手本体20の内周面と多層管90の外周面を水密にシールする。このとき第一押輪30の内周テーパ面31が、ロックリング70の外周テーパ面73を押圧し、歯71が多層管90の外周面に食い込む。
Returning to FIG. 1, when the insertion allowance for the
そして、図5に示すように、複数の多層管90は複数の管継手1に接続されて、鉄道の軌道に沿って敷設される。このとき多層管90の一端側は管継手1の第一の接続部2に、他端側は別の管継手1の第二の接続部3に接続し、管継手1は固定具100で敷設面110に固定される。固定具100は、半円弧状の金属バンド101、102を管継手1の外周に跨ぐように2つ合わせてボルトナット102で締結したもので、一方の金属バンド102には敷設面110に固定する固定面103を有する。
多層管90に気温の変化による熱伸縮が加わると、第一の接続部2では、ロックリング70の作用によって管継手1と多層管90の相対位置が変化しない。そしてロックリング70の歯71の凹凸の高さが多層管90の外周樹脂層97の肉厚の未満なので、外周樹脂層97を貫通するほどに食い込むことがない。
As shown in FIG. 5, the plurality of
When thermal expansion and contraction due to a change in air temperature is applied to the
一方、第二の接続部3では、シールパッキン50の内周面に沿って多層管90が自由に伸縮する。すなわち、管継手1は固定具100で固定し、第一の接続部2の抜け止め阻止力および押し込み阻止力は、少なくとも第二の接続部3のシールパッキン50と多層管90間の摩擦抵抗力を上回っているので、多層管90の変位量は第二接続部3側のみで吸収することとなり、多層管90が伸縮した場合でも敷設面110、管継手1および多層管90の相対位置が変わることがない。
On the other hand, in the
1:管継手、2:第一の接続部、3:第二の接続部
20:継手本体、21:第一受口、23:流路、25:第二受口、27:貫通孔、28:フランジ部
30:第一押輪、31:内周テーパ面、35:第二押輪、36:挿通孔、37:貫通孔、38:フランジ部、
40:保護リング、50:シールパッキン、60:リテーナ、
70:ロックリング、71:歯、73:外周テーパ面、
81:ボルト、82:ナット、85:スティフナ、
90:多層管、91:鋼体、93:開口孔、95:内周樹脂層、97:外周樹脂層
1: pipe joint, 2: first connection part, 3: second connection part 20: joint body, 21: first receiving port, 23: flow path, 25: second receiving port, 27: through hole, 28 : Flange part 30: 1st push ring, 31: Inner circumference taper surface, 35: 2nd push ring, 36: Insertion hole, 37: Through-hole, 38: Flange part,
40: protection ring, 50: seal packing, 60: retainer,
70: Lock ring, 71: Teeth, 73: Peripheral tapered surface,
81: bolt, 82: nut, 85: stiffener,
90: multilayer pipe, 91: steel body, 93: opening hole, 95: inner peripheral resin layer, 97: outer peripheral resin layer
Claims (1)
前記多層管の端部にはスティフナが挿入され、
一端部に向かって拡径する第一受口が形成された継手本体と、前記継手本体と締結手段によって締結され、前記受口と相対する内周テーパ面が形成された第一押輪と、前記第一受口に挿入された保護リングと、ゴム製シールパッキンと、前記第一押輪の端面で押圧され、前記シールパッキンを押圧するリテーナと、前記第一押輪の内周テーパ面と相対する外周テーパ面と、前記多層管の外周面に食い込む複数の歯が形成されたロックリングとを有し、前記複数の歯の高さは、前記外周樹脂層の肉厚未満である第一接続部と、
前記継手本体の他端部にあって、他端部に向かって拡径する第二受口と、前記継手本体と締結手段によって締結さる第二押輪と、前記第二受口に挿入された保護リングと、ゴム製シールパッキンと、前記第二押輪の端面で押圧され、前記シールパッキンを押圧するリテーナとを有する第二接続部とからなることを特徴とする多層管用管継手。 A tubular steel body provided with a plurality of opening holes, an inner peripheral resin layer formed on the inner peripheral surface of the steel body, the inner peripheral resin layer and the opening hole are integrally formed, and the steel A pipe joint for connecting a multilayer pipe made of an outer peripheral resin layer provided on the outer peripheral surface of the body,
A stiffener is inserted at the end of the multilayer tube,
A joint body formed with a first receiving port whose diameter increases toward one end, and a first press ring which is fastened by the joint body and fastening means and has an inner peripheral tapered surface facing the receiving port; A protective ring inserted into the first receiving port, a rubber seal packing, a retainer that is pressed by the end face of the first press ring and presses the seal packing, and an outer periphery that faces the inner peripheral tapered surface of the first press ring A first connecting portion having a taper surface and a lock ring formed with a plurality of teeth that bite into the outer peripheral surface of the multilayer pipe, and the height of the plurality of teeth is less than the thickness of the outer peripheral resin layer; ,
A second receiving port that is at the other end of the joint body and expands toward the other end, a second press ring that is fastened by the joint body and fastening means, and a protection inserted into the second receiving port. A pipe joint for multilayer pipes comprising a ring, a rubber seal packing, and a second connecting portion having a retainer that is pressed by an end face of the second press ring and presses the seal packing.
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