JP2015536418A - フランジ接続部 - Google Patents

Abstract

【課題】パイプ導管用の改良されたフランジ接続部を提供する。【解決手段】パイプ導管（１６）を連結ブロック（１８）に解放自在に連結するフランジ（１０）は、内側エッジ（３０）及び外側エッジ（３２）を有する、切れ目のあるリング体として形成されている。フランジは、さらに、連結ブロックとパイプ導管とに当接するように形成された底部側（１４）、および底部側の反対側に位置し、フランジを連結ブロックに固定する固定手段が当接するように形成された頂部側（１２）を有する。フランジは、連結ブロックに対する外側のコンタクトウエブ（２８）およびパイプ導管に対する内側のコンタクトウエブ（２６）を備えており、外側のコンタクトウエブは、外側エッジの領域において底部側から延出しており、内側のコンタクトウエブは、内側エッジの領域において底部側から延出していることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、パイプ導管を連結ブロックに解放自在に連結するフランジに関する。

パイプ端部を別のパイプエレメント又は別の物体に連結するとき、大抵の場合、フランジ接続部が採用される。フランジ接続部は、ポンプ技術分野で極めて重要である。というのも、この分野では、パイプ導管とパイプ導管のコネクタとを安定で且つリークタイトに連結することが所望されるからである。典型例として、パイプ導管を連結ブロックに連結し、パイプ導管から連結ブロック側に流体を供給する場合が挙げられる。連結ブロックが節点又は分配ステーションとして機能して、一方のパイプ導管から他方のパイプ導管に、あるいは、それとは逆方向に流体を流す役目を果たしている。

典型的には、フランジはリング状エレメント（Ringelement：環状の要素）として形成され、パイプ導管の端部を取り囲むようにして、前記端部を前記連結ブロック又は他の基盤面（Untergrund）にタイトに密封固定して機能する。複数の部材で構成される、切れ目のある（unterbrochenes）リング状エレメントを使用することが知られている。これにより、リング状エレメントをパイプ導管の端部の周囲に配置するのがより便利となる。フランジのリング体は、連結ブロック又は他の基盤面に当接するように構成された底部側（Unterseite）、および前記底部側の反対側に面する頂部側(Oberseite)を有する。この頂部側は、例えば、ねじ及び前記ねじのヘッドなどの固定エレメントを受け、かつ、そのねじのヘッドの面圧をフランジのリング体の底部側を介して連結ブロック又は他の基盤面に伝えるように構成されている。そのため、フランジのリング体の底部側は、連結ブロック又は他の基盤面とパイプ導管との両方に少なくとも間接的に接触する必要がある。フランジのリング体は、面圧を、適切に形成されたパイプ導管の端部（例えば、前記パイプ導管の端部におけるカラー（Kragen「鍔部」）など）に伝えることで、このパイプ導管の端部を上記の連結ブロック又は基盤面に押し付ける。

既知のフランジ接続部には、連結ブロックの表面又は基盤面の表面と平行に、パイプ導管に横方向に働く力が、前記固定エレメントの長手軸に対する横方向の曲げ力となって、前記固定エレメントを損傷あるいは破壊する恐れがあるという難点がある。

本発明の目的は、パイプ導管用の改良されたフランジ接続部を提供することである。

本発明にかかるフランジは、請求項１の特徴部に記載された構成を備える。

すなわち、本発明にかかるフランジには、連結ブロックに対する外側のコンタクトウエブ(aeussere Kontaktsteg)およびパイプ導管に対する内側のコンタクトウエブ（innere Kontaktsteg）が設けられており、その外側のコンタクトウエブは、外側エッジ(aeusseren Rand)の領域において、底部側から延出しており、その内側のコンタクトウエブは、内側エッジ(inneren Rand)の領域において、底部側から延出している。フランジ取付後の状態において、それらコンタクトウエブは切れ目のない環形状となり、外側のコンタクトウエブは連結ブロックにより支持されて、かつ、内側のコンタクトウエブはパイプ導管、例えば、パイプ導管の端部における取付用カラーなどにより少なくとも間接的に支持される。つまり、外側のコンタクトウエブは、固定要素の面圧を、パイプ導管が固定される連結ブロック又は別の基盤面に伝えるように構成されている。内側のコンタクトウエブは、固定手段の前記面圧を、前記固定手段により固定されるパイプ導管の端部（例えば、前記パイプ導管の突出カラーなど）に伝えるように構成されている。この構成によれば、それら２種類のコンタクトウエブを、フランジと連結ブロックとの間の距離およびフランジとパイプ導管との間の距離に応じて、互いに独立して形成することができる。それによって、固定手段は、より高い引張力を受けるから、前記固定手段の曲げモーメントを減少させることができる。結果として、フランジ接続部の安定性および信頼性が向上する。

好ましくは、前記コンタクトウエブのそれぞれが、前記フランジのリング体の底部側および前記フランジのリング体のエレメントの底部側に対して直交するように設けられている。これにより、特に、前記フランジのリング体の底部側及び頂部側の直交方向に加わる大きな力を、前記コンタクトウエブで吸収することができる。

好ましくは、前記コンタクトウエブのそれぞれの高さが、その円周に沿って一定であり、かつ、前記フランジの底部側と前記パイプ導管の端部との間の距離、または前記フランジの底部側と前記連結ブロックとの間の距離にそれぞれ合致した高さとされている。この構成によれば、前記内側のコンタクトウエブの高さと前記外側のコンタクトウエブの高さとは互いに異なる。このような構成の前記コンタクトウエブは、前記フランジの底部側に直交する方向に、力をより一様に伝えることができる。

前記コンタクトウエブのそれぞれの幅は、前記それぞれのコンタクトウエブにおける突出端部に向かうにつれて減少するものであってもよい。これにより、接触面積を減少させることができる。

前記内側エッジが前記フランジの内側を画定し、前記外側エッジが前記フランジの外側を画定することが可能であり、前記フランジは、前記内側エッジを超えて延びる部分および前記外側エッジを超えて延びる部分を有さない。典型的に、前記フランジのリング体は、少なくとも２つの等寸法の部材で形成されており、かつ、それら２つの部材のそれぞれには、前記固定手段用の開口が同数設けられている。また、これらの開口は、前記底部側から前記頂部側にかけて前記フランジを完全に貫いて延びている。典型的に、前記固定手段はねじであり、前記ねじは、前記開口内に前記頂部側から前記底部側の方向に挿入されて、前記連結ブロックに形成された対応するねじ部に係合することにより取り付けられる。このとき、ねじのヘッドは、前記フランジの前記頂部側上に支持されるか、あるいは、前記頂部側の凹み部内に支持される。

以下では、本発明の例示的な実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

フランジ接続部の分解斜視図である。 図１のフランジ接続部の断面図である。 図２において一点鎖線ＩＩＩで囲まれた部分の拡大図である。

フランジ１０は、２つの部材で構成されるリング体として形成されており、頂部側１２および底部側１４を有する。パイプ導管１６を連結ブロック１８に連結する際には、
連結ブロック１８およびパイプ導管１６に底部側１４を割り当てて、ねじの形態である固定手段２０に頂部側１２を割り当てる。この文脈において、「割り当て」とは、フランジ１０の、図２に示すような取付後の状態において、底部側１４が連結ブロック１８およびパイプ導管１６に接触し、反対側の頂部側１２にねじ２０のヘッドが当接することを意味するものと理解されたい。この構成例において、ねじ２０は、頂部側１２から底部側１４にかけてフランジ１０を完全に貫いて延びる開口２２内に挿入される。ねじ２０は、連結ブロック１８のねじ孔２４に螺合し、フランジ１０を連結ブロック１８およびパイプ導管１６の両方に押し当てる。

フランジ１０の底部側１４には、内側のコンタクトウエブ２６および外側のコンタクトウエブ２８が形成されている。内側のコンタクトウエブ２６は、フランジ１０の内側エッジ３０側に設けられており、外側のコンタクトウエブ２８は、フランジ１０の外側エッジ３２側に設けられている。２つの部材で構成されるフランジ１０の、図示のような組付後の状態において、フランジ１０のその２つの部材における、各コンタクトウエブ２６，２８の２つの部位は、底部側１４に沿って切れ目のない（連続した）円形状のリング体を形成している。この構成例において、２つのコンタクトウエブ２６，２８のそれぞれの高さＨ２６，Ｈ２８は、その円周全体に沿って一定である。各コンタクトウエブ２６，２８の高さＨ２６，Ｈ２８とは、底部側１４から、前記底部側１４とは反対側の端部（コンタクトウエブの先端部）までのコンタクトウエブの長さ寸法のことである。各コンタクトウエブの幅、すなわち、外側から内側までの径方向寸法は、底部側１４からの距離が増えるにつれて減少する。底部側１４とは反対側の、外側のコンタクトウエブ２８の端部は、連結ブロック１８に対する接触面として機能する。内側のコンタクトウエブ２６のうち、底部側１４とは反対側の端部（コンタクトウエブ２６の先端部）は、パイプ導管１６に対する接触面として機能する。

パイプ導管１６には、連結ブロック１８に連結される端部において、外側に突出して、周りを取り囲むリング形状のカラー３４が設けられている。図２に示すような固定後の状態において、内側のコンタクトウエブ２６における突出端部はパイプ導管１６のカラー３４に接触し、外側のコンタクトウエブ２８における突出端部は連結ブロック１８におけるフランジ１０用の凹所内の当接面４０にコンタクトしている。パイプ導管１６のカラー３４と連結ブロック１８における突き合わせ面４０との間には、リング状のシール３６が設けられる。図２および図３では、リング状のシール３６が加圧状態で示されている。この構成例において、リング状のシール３６は、カラー３４と連結ブロック１８との間の空隙をシールする機能を果たす。加圧状態のリング状のシール３６は、高さＨ３６を有する。

この構成例において、リング状のシール３６は、カラー３４における連結ブロック１８側の接触面４２と連結ブロック１８における前記接触面４２側の突き合わせ面３８との間に配置される。パイプ導管１６が連結ブロック１８に連結した状態において、リング状のシール３６は、二つの面３８と４２との間で圧縮されている。

カラー３４は、内側のコンタクトウエブ２６と前記カラー３４との接点と、前記カラー３４においてこの接点の反対側に位置する前記接触面４２との間の高さである、高さＨ１６を有する。連結ブロック１８は、外側のコンタクトウエブ２８との当接面４０と前記突き合わせ面３８との間の高さである、高さＨ１８を有する。パイプ導管１６が連結ブロック１８に連結されて、リング状のシール３６が圧縮されている状態において、これらの高さＨ１６，Ｈ１８，Ｈ２６，Ｈ２８およびＨ３６は、下記式を満足する。
式：Ｈ１８＋Ｈ２６＝Ｈ１６＋Ｈ２８＋Ｈ３６

これを言い換えると、パイプ導管１６の連結後の状態において、フランジ１０がねじ２０の長手軸に対して垂直方向に向いているとともに、リング状のシール３６によって前記ねじ２０の長手方向に力が加わるので、前記ねじ２０には主に張力が働くことになる。この状態では、ねじ２０が受ける力の大半が張力となり、曲げモーメントは無視可能な程度となる。これにより、特に安全で、確実なフランジ接続部が得られる。

Claims (9)

1. パイプ導管（１６）を連結ブロック（１８）に解放自在に連結するフランジ（１０）であって、
   前記フランジ（１０）は、内側エッジ（３０）及び外側エッジ（３２）を有する、切れ目のあるリング体として設けられており、
   前記フランジ（１０）は、さらに、前記連結ブロック（１８）と前記パイプ導管（１６）とに当接するように形成された底部側（１４）、および前記底部側（１４）の反対側に位置し、前記フランジ（１０）を前記連結ブロック（１８）に固定する固定手段が当接するように形成された頂部側（１２）を有する、フランジ（１０）において、
   前記フランジ（１０）が、前記連結ブロック（１８）に対する外側のコンタクトウエブ（２８）および前記パイプ導管（１６）に対する内側のコンタクトウエブ（２６）を備えており、前記外側のコンタクトウエブ（２８）は、前記外側エッジ（３２）の領域において前記底部側（１４）から延出しており、前記内側のコンタクトウエブ（２６）は、前記内側エッジ（３０）の領域において前記底部側（１４）から延出していることを特徴とする、フランジ（１０）。
2. 請求項１に記載のフランジ（１０）において、２つの前記コンタクトウエブ（２６，２８）のそれぞれが、前記底部側（１４）に対して直交するように設けられていることを特徴とする、フランジ（１０）。
3. 請求項１または２に記載のフランジ（１０）において、前記コンタクトウエブ（２６，２８）の各々は、その周方向に沿って一定の高さ（Ｈ２６，Ｈ２８）を有しており、かつ、これら内側のコンタクトウエブ（２６）の高さ（Ｈ２６）と外側のコンタクトウエブ（２８）の高さ（Ｈ２８）とが互いに異なることを特徴とする、フランジ（１０）。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のフランジ（１０）において、前記コンタクトウエブ（２６，２８）のそれぞれの幅が、前記底部側（１４）とは反対側の端部に向かうにつれて減少することを特徴とする、フランジ（１０）。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のフランジ（１０）において、前記内側エッジ（３０）が前記フランジ（１０）の内側を画定し、前記外側エッジ（３２）が前記フランジ（１０）の外側を画定することを特徴とする、フランジ（１０）。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のフランジ（１０）において、前記内側エッジ（３０）および前記外側エッジ（３２）のそれぞれが、前記底部側（１４）と前記頂部側（１２）とに対して直交するように設けられていることを特徴とする、フランジ（１０）。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載のフランジ（１０）において、前記フランジ（１０）に、前記底部側（１４）から前記頂部側（１２）にかけて前記フランジ（１０）を貫いて延びる複数の開口（２２）が設けられており、これら複数の開口（２２）は、ねじ（２０）の形態の固定手段（２０）を受け入れるように構成されていることを特徴とする、フランジ（１０）。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載のフランジ（１０）において、前記切れ目のあるリング体が、２つの等寸法の部材で構成されることを特徴とする、フランジ（１０）。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載のフランジ（１０）において、前記内側のコンタクトウエブ（２６）の高さ（Ｈ２６）、前記外側のコンタクトウエブ（２８）の高さ（Ｈ２８）、前記連結ブロック（１８）における前記外側のコンタクトウエブ（２８）との当接面（４０）と前記連結ブロック（１８）における前記パイプ導管（１６）に対する突き合わせ面（３８）との間の高さ（Ｈ１８）、および前記パイプ導管（１６）における前記連結ブロック（１８）側の接触面（４２）と前記パイプ導管（１６）における前記内側のコンタクトウエブ（２６）との接点との間の高さ（Ｈ１６）が、
   式：Ｈ１８＋Ｈ２６＝Ｈ１６＋Ｈ２８＋Ｈ３６
   （式中、Ｈ３６は、前記突き合わせ面（３８）と前記接触面（４２）との間におけるリング状のシール（３６）の、加圧状態での高さである。）
   を満足することを特徴とする、フランジ（１０）。

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