JP2015135246A - 配管リーク検査装置 - Google Patents

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行秀 松▲崎▼
Yukihide Matsuzaki
行秀 松▲崎▼
節男 荒木
Setsuo Araki
節男 荒木
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Abstract

【課題】配管のリーク検査箇所が多少曲がっていても良好な気密性を発揮してリーク検査を行うことができるようにする。
【解決手段】配管リーク検査装置は、配管Tの軸中心線Cを含む接合基準面Sで二分割され、配管Tを挟んで密着する2つのケース半体2A,2Bからなる筐体状の気密ケース2を備え、その両端面には、配管Tが挿通される配管挿通穴20がケース半体2A,2Bに跨るように形成されるとともに、弾性材料から形成された端面シール部材26が設けられ、この端面シール部材26は、配管Tの外周面に密着する円状の切欠部26cを備え、ケース半体2A,2Bが閉じられた時に互いに密着する端面シール部材26の密着シール面26dは、その接合基準面Sからの食み出し量が、切欠部26cの遠方から近傍に向かって大きくなる傾斜面であることを特徴とする。
【選択図】図6

Description

本発明は、配管の接続部の気密性を検査する配管リーク検査装置に関するものである。
船舶や建造物等の内部には、空気、水、燃料、油、ガス等の流体を送給するための多数の配管が配設されている。これらの配管の接続部(継手)におけるリーク検査方法としては、配管を所定の長さに区切って内部に圧縮空気を供給し、接続部に石鹸水を塗って泡の発生を目視で確認したり、リーク音を聞いて確認したりしていた。
ところが、例えばリーク箇所の穴が大き過ぎると、配管が加圧されず、リーク音も小さくなるため、造船所等のように現場騒音が大きい場所においてはリーク箇所の発見が困難になる。また、長くて複雑な構成の配管の場合にはリーク検査が困難である。
そこで、特許文献1に開示されているように、内部を視認可能な分割式の気密ケースで配管の接続部を覆い、該気密ケースの内部を負圧にして、この気密ケース状態が時間を経ても不変であれば配管接続部のリークは無いものと判断できるように構成されたシール性試験装置が考案されている。
この、シール性試験装置は、同文献の第1図に示されるように、その箱体6(気密ケース)が上下に二分割されており、その分割部に、配管2を通せる半円筒状の上シール部16および下シール部17が設けられ、この上下のシール部16,17と、検査する配管2の外周面との間に管パッキング18を介装する構成によって、配管2と箱体6との間の気密性を保つようになっている。
実開平3−99333号公報
しかしながら、配管は必ずしも真直であるとは限らず、現場合わせの都合により、継手の部分で多少曲がっていることが多い。このため、特許文献1のシール性試験装置のように、形状変化の自由度が少ない管パッキング18を用いた場合には、配管と箱体6(気密ケース)との間の気密性が損なわれて検査結果にエラーが生じる懸念がある。
また、船舶のように、外径の異なる多種類の配管が配設されている場合には、上下のシール部16,17および管パッキング18の呼び径が異なる複数種類のシール性試験装置を用意しておかなければならず、使い勝手が悪い上に、それらの保管場所も必要となり、保守や管理も面倒である。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、配管のリーク検査箇所が多少曲がっていても良好な気密性を発揮してリーク検査を行うことができ、且つ、外径の異なる多種類の配管に対応可能な配管リーク検査装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明に係る配管リーク検査装置は、配管の検査箇所を気密的に包む気密ケースと、前記気密ケースの内部圧力を負圧、または大気圧よりも高い圧力に設定する圧力設定手段と、を具備したものであって、前記気密ケースは、前記配管の軸中心線を含む接合基準面で二分割され、前記検査箇所を挟んで対向し、互いに密着するように組み合わせられる2つのケース半体からなる筐体状であり、前記気密ケースの両端面には、前記配管が挿通される配管挿通穴が、前記2つのケース半体に跨るように形成されるとともに、弾性材料から形成され、前記配管の外周面に圧迫されて密着し、前記配管挿通穴と前記配管の外周面との間をシールする半円状の切欠部を備えた端面シール部材が設けられ、前記2つのケース半体の両側縁部には弾性材料から形成された側部シール部材が設けられ、前記端面シール部材と前記側部シール部材は、前記2つのケース半体が閉じられた時に圧縮されて前記気密ケースの内部の気密性が保たれるように、その密着シール面が前記接合基準面から食み出しており、前記端面シール部材の前記密着シール面は、その前記接合基準面からの食み出し量が、前記切欠部の遠方から近傍に向かって大きくなる傾斜面であることを特徴とする。
上記構成の配管リーク検査装置によれば、配管の検査箇所に気密ケースを装着し、圧力設定手段によって気密ケースの内部圧力を負圧、または大気圧よりも高い圧力に設定した後、この内部圧力が時間の経過とともに大気圧に近づく方向に変動した場合に、検査箇所にリークがあると診断することができる。
気密ケースを構成する2つのケース半体が配管の検査箇所を挟むように合わせられると、各ケース半体から密着シール面が食み出すように設けられた弾性のある端面シール部材同士と側部シール部材同士が互いに当接して密着し、圧縮される。また、端面シール部材の切欠部が配管の外周面に圧迫されて密着する。これにより、ケース半体同士の間、およびケース半体と配管の外周面との間が気密的にシールされ、圧力設定手段によって気密ケースの内部を減圧もしくは加圧可能になる。
端面シール部材の密着シール面は、ケース半体の接合基準面からの食み出し量が、切欠部の遠方から近傍に向かって大きくなる傾斜面であるため、この端面シール部材の密着シール面同士が圧接されると、端面シール部材の圧縮量は切欠部の遠方から近傍に向かって大きくなる。
このため、配管の外周面に対する切欠部の圧迫力が大きくなり、配管の外周面と切欠部(端面シール部材)との間のシール性を高めることができる。これにより、配管のリーク検査箇所が多少曲がっていても良好な気密性を発揮してリーク検査を行うことができる。
上記構成において、前記端面シール部材は、前記切欠部の内径サイズが異なるものが複数種類用意され、前記ケース半体に対して交換可能であるのが好ましい。これにより、端面シール部材を交換することによって切欠部の内径サイズを変更できるため、1種類の配管リーク検査装置によって外径(呼び径)の異なる多種類の配管に対応することができる。
上記構成において、前記端面シール部材の前記切欠部は、その内面の形状が、軸方向に沿って内径寸法が大小に変化する凹凸形状であることが好ましい。これにより、配管のリーク検査箇所が多少曲がっていても、凹凸形状のいずれかの凸部が配管の外周面に圧迫されるため、良好なシール性を保つことができる。
上記構成において、端面シール部材は、複数の弾性シートを接着して重ね合わせたブロック状としてもよい。これにより、専用の成形型等を必要とすることなく、切欠部の内面に凹凸形状を有する端面シール部材を容易に製造することができる。
上記構成において、前記複数の弾性シートは、その前記切欠部を囲む所定の非接着領域が相互に接着されていないことが好ましい。これにより、切欠部の内面に形成された凹凸形状の各々が独自に伸縮できるため、配管のリーク検査箇所が多少曲がっていても、その外周面に各凹凸部が密着できる確率が高まり、良好な気密性を発揮することができる。
上記構成において、前記気密ケースには、前記端面シール部材が前記気密ケースの内側に変形することを防止する変形防止板が設けられていることが好ましい。
これにより、気密ケース内を負圧にして配管のリーク検査を行う場合に、負圧によって端面シール部材が気密ケースの内側に変形することが変形防止板によって防止されるため、端面シール部材と配管との間の気密性が損なわれることを防止することができる。
上記構成において、前記端面シール部材と前記側部シール部材との接合面は、前記気密ケースの軸方向に直交する面に対して傾斜した面であることが好ましい。これにより、気密ケースの内外に圧力差が生じると、端面シール部材と前記側部シール部材との接合面の傾斜面が互いに押し合うため、気密性が良好に保たれる。
以上のように、本発明に係る配管リーク検査装置によれば、配管のリーク検査箇所が多少曲がっていても良好な気密性を発揮してリーク検査を行うことができ、且つ、外径の異なる多種類の配管に対応することができる。
本発明の一実施形態に係る配管リーク検査装置の気密ケースとエジェクタ(圧力設定手段)とを示す斜視図である。 気密ケースの正面図である。 図2のIII矢視による気密ケースの平面図である。 図2のIV矢視による気密ケースの側面図である。 図2のV矢視による気密ケースの側面図である。 気密ケースが開かれた状態を示す正面図である。 図6のVII矢視による気密ケースの平面図である。 図7のVIII-VIII線に沿う気密ケースの縦断面図である。 2つの端面シール部材の内径サイズが異なる例を示す平面図である。 端面シール部材の正面図である。 図10のXI矢視による端面シール部材の平面図である。 図10のXII矢視による端面シール部材の側面図である。 端面シール部材同士が当接した時の圧縮量を示す図である。
以下、本発明に係る配管リーク検査装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。この配管リーク検査装置は、例えば内径が15mmから50mm程度までの各種配管の接続部におけるリークの有無を検査するものである。
図1に示すように、この配管リーク検査装置1は、配管Tの検査箇所を気密的に包むように装着される円筒状の気密ケース2と、エジェクタ3(圧力設定手段)とを備えて構成されており、その間が負圧ホース4で接続されている。
エジェクタ3は、圧縮空気を利用して気密ケース2の内部圧力を負圧に設定する装置であり、その本体ケース6の一側面に圧縮空気を供給するエアホース(非図示)を接続するためのエアカプラ7が設けられ、反対側の側面に負圧が掛かる負圧ユニオン8が設けられている。また、本体ケース6の上面に負圧メータ9が設けられている。なお、本体ケース6の正面板は透明で、内部を見られるようになっている。
本体ケース6の内部には圧縮空気の圧力を負圧に変換する圧力変換器11と、この圧力変換器11に圧縮空気を供給および遮断する遮断弁12とが内蔵され、遮断弁12には外部から操作できるON/OFFレバー13が設けられている。さらに、作業者がエジェクタ3を肩に掛けて運搬できるように肩掛けバンド14が設けられている。負圧メータ9は本体ケース6の上面に設けられているので、肩掛けバンド14を使用してエジェクタ3を保持している時でも見やすい。
エジェクタ3の負圧ユニオン8と気密ケース2に設けられたバキュームユニオン17との間を負圧ホース4で接続し、エジェクタ3のエアカプラ7に図示しないエアホースを接続し、配管Tの検査箇所に気密ケース2を装着して、エジェクタ3のON/OFFレバー13をON側に回動させると、エジェクタ3の圧力変換器11により生成された負圧が負圧ホース4を介して気密ケース2の内部に加わり、気密ケース2の内部圧力が低下する。負圧の度合いはON/OFFレバー13の回動量によって調整することができる。例えば、気密ケース2の内部圧力は負圧メータ9を読みながら−100kPa程度まで減圧される。
このように減圧された気密ケース2の内部圧力の変化は、負圧メータ9の指針の動きによって確認することができる。配管Tの検査箇所にリークがある場合は、配管Tの内部の空気がリーク箇所から気密ケース2の内部に漏出するため、気密ケース2の内部圧力が時間の経過とともに大気圧に近づく方向に変動する。このため、検査箇所にリークがあると診断することができる。なお、気密ケース2の内部圧力を減圧させる方法としては、エジェクタ3の代わりに真空ポンプ等を用いることもできる。
図1〜図8に気密ケース2の構造を示す。気密ケース2は、配管Tの軸中心線Cを含む接合基準面S(図2、図6参照)で二分割され、配管Tの検査箇所を挟んで対向し、互いに密着するように組み合わせられる2つのケース半体2A,2Bからなる円筒状の筐体である。気密ケース2の両端面には、配管Tが挿通される配管挿通穴20が2つのケース半体2A,2Bに半分ずつ跨るように形成されている。前述のバキュームユニオン17は一方のケース半体2Bの端面に設けられている。
両方のケース半体2A,2Bには内部を目視できるように透明な窓21が設けられているが、例えばケース半体2A,2Bをポリカーボネートやアクリル等の透明樹脂材料により形成して窓21を省略することもできる。
各ケース半体2A,2Bは、その一辺がヒンジ22により回動自在に連結され、ヒンジ22を軸に開閉することができる。また、他辺にはバックル23が設けられ、閉じられたケース半体2A,2Bをバックル23でロックすることができる。なお、一方のケース半体2Bには運搬用バンド24が設けられている。
気密ケース2(ケース半体2A,2B)の両端面には、クロロプレンゴム等の弾性材料から形成された端面シール部材26が設けられている。この端面シール部材26は、配管挿通穴20と配管Tの外周面との間をシールする部材であり、図10〜図12に示すように、略扇形状の基本部分26aと、その両端に突出する突起部分26bと、半円状の切欠部26cとを備えている。
切欠部26cは、配管Tの外周面に圧迫されて密着する部分であり、その内径は、検査する配管Tの外径よりも数ミリ程度小さく設定される。例えば、外径が27.2ミリの配管Tに対応する切欠部26cの内径は25ミリ〜26ミリ程度に設定される。そして、端面シール部材26の切欠部26cの両側上面が、密着シール面26dとなっている。この密着シール面26dは、互いに対向する端面シール部材26同士が密着する面である。
図6中に隠れ線で示すように、ケース半体2A,2Bの両端部には、端面シール部材26の基本部分26aと突起部分26bとが差し込まれるポケット状のシール保持部27が設けられている。
また、図6〜図8に示すように、2つのケース半体2A,2Bの両側縁部には、端面シール部材26と同じくクロロプレンゴム等の弾性材料から形成された角柱状の側部シール部材28が設けられている。この側部シール部材28は、図7、図8に示すように、ケース半体2A,2Bの開口部付近に固定された樋状のシール保持部29に嵌合されている。この側部シール部材28の上面は、対向する側部シール部材28同士が密着する密着シール面28aとなっている。なお、シール保持部29の底面とケース半体2A,2Bの内面との間の隅角部には3枚の補強板30が設けられている。
図7、図8に示すように、気密ケース2(ケース半体2A,2B)には、端面シール部材26が気密ケース2の内側に変形することを防止する変形防止板31が設けられている。この変形防止板31は、端面シール部材26の形状に相似する扇形状であり、例えば側部シール部材28が保持されるシール保持部29の両端部に固定されている。この変形防止板31の内径は、例えば配管挿通穴20の内径と同寸法である。図10には、端面シール部材26に対する変形防止板31の当接位置が記号31aで示されている。
図6、図8に示すように、ケース半体2A,2Bにそれぞれ設けられている端面シール部材26と側部シール部材28は、その各々の密着シール面26d,28aがケース半体2A,2Bの接合基準面Sから食み出すようになっている。側部シール部材28の食み出し量は、例えば接合基準面Sから1〜2mm程度とされているが、適宜設定することができる。
図6、図8、図10に示すように、端面シール部材26の密着シール面26dは、その接合基準面Sからの食み出し量が、切欠部26cの遠方から近傍に向かって大きくなる傾斜面とされている。例えば、この密着シール面26dの傾斜角度θの傾斜範囲としては、1°〜5°程度を例示することができるが、好ましくは2°〜3°の範囲に設定する。
ケース半体2A,2Bが配管Tの検査箇所を挟むように合わせられてバックル23により閉じられると、各々のケース半体2A,2Bにそれぞれ設けられて対向するシール部材26,28同士が互いに押し合って圧縮される。また、端面シール部材26の切欠部26cが配管Tの外周面に圧迫されて密着する。これにより、ケース半体2A,2B同士の間、およびケース半体2A,2Bと配管Tの外周面との間が気密的にシールされ、エジェクタ3による気密ケース内部の減圧が可能になる。
図7に示すように、気密ケース2の内部空間の直径は、配管挿通穴20および密着シール面26dの切欠部26cの内径よりも大きい。このため、配管Tの継手部Taのように外径の大きな部分を収容することができる。
また、端面シール部材26は、切欠部26cの内径サイズが異なるものが複数種類用意され、ケース半体2A,2Bに対して交換することができる。
さらに、図7、図9、図11に示すように、端面シール部材26の切欠部26cは、その内面の形状が、軸方向に沿って内径寸法が大小に変化する凹凸形状となっている。
また、図11、図12に示すように、端面シール部材26は、複数の弾性シート26eを接着して重ね合わせてブロック状に形成されている。本実施形態では、4ミリ厚のシートと5ミリ厚のシートとが交互に貼り合わされている。
そして、各弾性シート26eは、その切欠部26cの外周を囲む所定範囲が非接着領域Nとなっており、この非接着領域Nでは各弾性シート26eの間が相互に接着されていない。
一方、図7、図9に示すように、端面シール部材26と側部シール部材28との接合面33は、気密ケース2および配管Tの軸方向に直交する面に対して傾斜した面となっている。例えば、側部シール部材28の先端部がV字状に尖っており、この先端部が、図10、図11に示すように端面シール部材26に形成されたV字状の凹部34に密に嵌合するようになっている。
以上のように構成された配管リーク検査装置1において、リーク検査を行う配管Tの検査箇所に気密ケース2を取り付け、エジェクタ3によって気密ケース2の内部を減圧した場合には、端面シール部材26と側部シール部材28とによって、気密ケース2と外部との間、および気密ケース2と配管Tの外周面との間が気密的にシールされるため、配管Tのリークの有無を確実に検査することができる。
特に、端面シール部材26の密着シール面26dが、その接合基準面Sからの食み出し量が切欠部26cの遠方から近傍に向かって大きくなる傾斜面となっているために、ケース半体2A,2Bが合わせられて密着シール面26d同士が圧接されると、図13に示すように、端面シール部材26の圧縮量P1が切欠部26cの遠方から近傍に向かって徐々に大きくなる。
このため、密着シール面26dを傾斜面にしない場合に比べて、配管Tの外周面に対する切欠部26cの圧迫力(反力)P2が増加し、ひいては配管Tの外周面と切欠部26c(端面シール部材26)との間のシール性を格段に高めることができる。したがって、例えば配管Tのリーク検査箇所が多少曲がっていたりしても良好な気密性を発揮させてリーク検査を行うことができる。
また、端面シール部材26は、切欠部26cの内径サイズが異なるものが複数種類用意され、ケース半体2A,2Bに対して交換可能であるため、端面シール部材26を交換することにより、切欠部26cの内径サイズを変更することができる。このため、1種類の配管リーク検査装置1(気密ケース2)により、外径(呼び径)の異なる多種類の配管Tに対応することができる。
しかも、図9に示すように、配管Tの外径が継手部Taの前後で異なっている場合でも、一方の切欠部26cの内径サイズを大きくし、他方の切欠部26cの内径サイズを小さくすることによって容易に対応することができる。
さらに、切欠部26cの内面の形状が、軸方向に沿って内径寸法が大小に変化する凹凸形状となっているため、仮に配管Tのリーク検査箇所が多少曲がっていても、切欠部26cの凹凸形状のいずれかの凸部が配管Tの外周面に当接することができ、これによって良好なシール性を得ることができる。
また、端面シール部材26は、複数の弾性シート26eを接着して重ね合わせてブロック状に形成されているため、専用の成形型等を必要とすることなく、切欠部26cの内面に凹凸形状を有するシール性能の高い端面シール部材26を容易に製造することができる。
さらに、端面シール部材26を構成する複数の弾性シート26eは、その切欠部26cを囲む所定範囲が非接着領域Nとなっており、この領域Nでは各弾性シート26eが相互に接着されていないため、切欠部26cの内面に形成された凹凸形状の各々が独自に伸縮することができる。例えば、凸部が凹部よりも深く凹むことも可能である。したがって、配管Tのリーク検査箇所が多少曲がっていたり、表面に凹凸等があったりしても、その外周面に各凹凸部が密着する確率が高まり、良好な気密性を発揮することができる。
また、端面シール部材26が気密ケース2の内側に変形することを防止する変形防止板31が設けられているため、気密ケース2の内部を負圧にして配管Tのリーク検査を行う時に、強い負圧により端面シール部材26が気密ケース2の内側に変形することが防止される。したがって、端面シール部材26と配管Tとの間の気密性が損なわれることを防止できる。
一方、端面シール部材26と側部シール部材28との接合面33が、気密ケースおよび配管Tの軸方向に直交する面に対して傾斜した面(例えばV字形状)となっているため、気密ケース2の内外の圧力差が大きくなる程、端面シール部材26と側部シール部材28との接合面33の傾斜面が互いに押し合い、その間の気流の流通が阻止される。このため、気密ケース2の気密性を良好に保つことができる。
このように、本実施形態に係る配管リーク検査装置1によれば、配管Tのリーク検査箇所が多少曲がっていても良好な気密性を発揮してリーク検査を行うことができ、且つ、外径の異なる多種類の配管Tにも素早く対応することができる。
なお、本発明は、上記実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。
例えば、上記実施形態では、気密ケース2が円柱状のものとなっているが、配管Tを挟む2つのケース半体からなる筐体状であれば、特に円柱状に限定されるものではなく、箱状、球状等、他の形状であっても構わない。
また、本実施形態では、エジェクタ3によって気密ケース2の内部気圧を減圧させて配管Tのリークを検査するようになっているが、気密ケース2の内部圧力を大気圧よりも高い圧力に加圧することによっても同様なリーク検査を行うことができる。
1 配管リーク検査装置
2 気密ケース
2A,2B ケース半体
3 エジェクタ(圧力設定手段)
4 負圧ホース
20 配管挿通穴
26 端面シール部材
26c 切欠部
26d 密着シール面
26e 弾性シート
28 側部シール部材
28a 密着シール面
31 変形防止板
33 接合面
C 軸中心線
N 非接着領域
S 接合基準面
T 配管

Claims (7)

  1. 配管の検査箇所を気密的に包む気密ケースと、
    前記気密ケースの内部圧力を負圧、または大気圧よりも高い圧力に設定する圧力設定手段と、を具備した配管リーク検査装置であって、
    前記気密ケースは、前記配管の軸中心線を含む接合基準面で二分割され、前記検査箇所を挟んで対向し、互いに密着するように組み合わせられる2つのケース半体からなる筐体状であり、
    前記気密ケースの両端面には、前記配管が挿通される配管挿通穴が、前記2つのケース半体に跨るように形成されるとともに、弾性材料から形成され、前記配管の外周面に圧迫されて密着し、前記配管挿通穴と前記配管の外周面との間をシールする半円状の切欠部を備えた端面シール部材が設けられ、
    前記2つのケース半体の両側縁部には弾性材料から形成された側部シール部材が設けられ、
    前記端面シール部材と前記側部シール部材は、前記2つのケース半体が閉じられた時に圧縮されて前記気密ケースの内部の気密性が保たれるように、その密着シール面が前記接合基準面から食み出しており、
    前記端面シール部材の前記密着シール面は、その前記接合基準面からの食み出し量が、前記切欠部の遠方から近傍に向かって大きくなる傾斜面であることを特徴とする配管リーク検査装置。
  2. 前記端面シール部材は、前記切欠部の内径サイズが異なるものが複数種類用意され、前記ケース半体に対して交換可能であることを特徴とする請求項1に記載の配管リーク検査装置。
  3. 前記端面シール部材の前記切欠部は、その内面の形状が、軸方向に沿って内径寸法が大小に変化する凹凸形状であることを特徴とする請求項1または2に記載の配管リーク検査装置。
  4. 前記端面シール部材は、複数の弾性シートを接着して重ね合わせたブロック状であることを特徴とする請求項3に記載の配管リーク検査装置。
  5. 前記複数の弾性シートは、その前記切欠部を囲む所定の非接着領域が相互に接着されていないことを特徴とする請求項4に記載の配管リーク検査装置。
  6. 前記気密ケースには、前記端面シール部材が前記気密ケースの内側に変形することを防止する変形防止板が設けられていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の配管リーク検査装置。
  7. 前記端面シール部材と前記側部シール部材との接合面は、前記気密ケースの軸方向に直交する面に対して傾斜した面であることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の配管リーク検査装置。
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