JP2556370B2 - 流体収容導管内に物体を取付ける方法及びそのための装置 - Google Patents

流体収容導管内に物体を取付ける方法及びそのための装置

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流体収容導管内に物体を取付ける方法に関す
るものである。
本発明は更に流体収容導管内に物体を取付けるための
装置に係わり、この装置は、物体の取付けが必要な箇所
に配置すべき取付ユニットを具え、この取付ユニットを
流体導管の表面区域に封止下に配置し、取付ユニットに
閉塞可能で上記表面区域へ指向する孔を設けたものであ
る。
流体導管に対する作業が必要な場合、例えば新しい装
置や弁を接続したり、取付ける場合、通常はシステムを
長時間空にしなければならない。そして、作業終了後、
新しい流体をシステムに供給する必要があり、これは多
くの場合腐蝕の危険があって好ましくない。例えば、導
管システムを空にすることなく分岐管を接続するに当っ
ては従来、圧力パイプに接続可能なＴ字品を配置し、取
付け完了時特定位置における打撃により爆発チャージを
行わせてＴ部品の内側よりパイプに孔を形成することが
知られている。この装置は既存パイプを閉鎖するもので
なく、従って分岐管の接続にしか有効でない。
又従来は、導管システムに洩れを生じた時、流体の流
れを簡単且つ迅速に止める手段がなかった。
本発明は、導管システムからの圧力流体の洩れを生ず
ることなしに、既存設備に対する取付作業が可能となる
ようにして上記の問題を広範囲に解消することを目的と
する。
この目的のため本発明の方法では、取付ユニットを物
体の取付けが必要な流体収容導管上の箇所に封止下に取
付け、導管の表面に孔を形成するため取付ユニットの孔
に穿孔装置を封止下で挿入することにより封止領域にお
いて導管に孔を形成し、取付ユニット孔及び導管孔に物
体を挿入してこの物体を導管内に位置させる。
又上記目的のため本発明装置は、導管の封止区域に孔
を形成するための手段を閉鎖装置に設け、この閉鎖装置
に膨張可能な物体を前記孔より挿入し得て前記封止区域
の導管内に位置させ得るように設け、取付ユニットの孔
に挿入済装置を封止するための手段を設けて流体の洩れ
を生ずることなしに孔を形成し得るように構成したもの
である。
以下、添付図面の実施例を用いて本発明を詳細に説明
するに、図中第１図は本発明閉鎖装置に包含された取付
ユニットを示し、第２図はパイプ上に取付けた取付ユニ
ットの他の例を側面から見て示し、第３図は第２図に示
す取付ユニットの一部断面を示し、第４図乃至第７図は
本発明閉鎖装置の部品を示し、第８図は第１図の例に対
応した本発明による取付ユニットの端面図で、第９図は
パイプに孔が形成された段階で示す取付ユニットの縦断
面図で、第10図は本発明の一例になる閉鎖装置の閉鎖中
の状態で示す縦断面図で、第11図は第10図に示す取付ユ
ニットを弁が装着された状態で示す縦断面図である。第
12図乃至第16図は本発明を用いてパイプに貫入作業を施
す時の種々の適用例を示す。第17図は流体を収容した導
管内にプローブを装着した例を示す。
第１図乃至第８図は本発明閉鎖装置の部品及びそれら
の組立状態を示す。この閉鎖装置は取付ユニット１を具
え、これを２個の半部2,3で構成し、これら半部で水又
は液化ガス等の圧力流体を収容したパイプ４を包囲する
ようになす。２個の取付ユニット半部2,3は円筒形のユ
ニットを形成し、フランジ4,5,6,7を有するが、これら
フランジは例示する４個のねじ８の如き連結具用のもの
とし、ねじ８は例えば一方のフランジ４の孔に貫入して
他方のフランジ６のねじ孔に螺合する。２個の取付ユニ
ット半部はパイプの円筒面９に対し封止するようにし、
従って円筒形の内面10を有して円筒形の孔を形成し、パ
イプに封止可能とする。孔は取付ユニット１の全長に亘
り延在させて２個の円形開口を設定し、パイプ４が貫通
し得るようになす。満足すべき封止を達成するためにガ
スケット11を設け、これを一方の取付ユニット半部２の
円筒内面10及びパイプ４間に介挿する。ガスケット11の
直前に接続片12を設け、その形状を第１図に明示する如
きものとする。この接続片は真直孔13を有し、これを例
えばパイプ４に直角とし、真直孔の開口14を一方の取付
ユニット半部２の円筒面10に開口させる。孔13は円形断
面とし、他端開口15を通常は接続片12の外端に螺合した
プラグ又はシールカバー16により閉鎖しておく。取付ユ
ニットの一端に好ましくは、第１図に示すように管継
手，弁等に直接接続するアダプタを設ける。本例では、
取付ユニット半部2,3が共に取付フランジ17を有し、そ
の内部に弁18の一端雄ねじ部19をねじ込むための雌ねじ
を形成する。
装置に関連する他の部品を第４図乃至第７図に示す。
第４図は後述の目的のために例えばプラスチック又は鋼
で円錐形に造った保護スリーブ20を示す。第５図は例え
ばゴムのような高弾性材料で造ったバルーン21を示し、
これを大きく変形可能とする。バルーン21は細長くて円
形断面形状とし、第５図に示す自由状態で円筒面22及び
円筒孔23を有するものとする。バルーンの一端24は閉塞
させ、他端25はバルジ縁26を有する開口端とする。開口
端25においてバルーンを圧搾空気源又は圧力流体源に接
続するようになし、これによりバルーン本体を膨張させ
て後述する如くパイプ４を閉鎖可能とする。第６図は特
殊ドリル27を示し、これにドリル先端28及び切刃部29を
設け、切刃部の長さを穿孔材料の厚さに対応させる。ド
リル27は更に止めフランジ30を有し、材料が貫通された
ところで穿孔を中止させる。ドリル上端31は掴締端と
し、通常の電動穿孔機におけるチャックに連結可能とす
る。第７図は弁32を示し、これにクランプナットを設け
て弁を接続片12の上端ねじ部に螺着可能とする。弁は内
孔34を有し、これを弁の上端において開口60を介し圧力
流体導管に接続可能とする。内孔34の下端は、バルーン
21の接続部36における少なくとも１個の開口35に通じさ
せる。更に弁には条溝形のシート37を設け、これにバル
ーンのバルジ縁26を着座させてバルーンを取付け可能と
する。弁32には更に好ましくは逆止弁（図示せず）が設
け、バルーンが圧力を受けた時や圧力流体用の接続導管
が除去された時もバルーン内の圧力が維持されるように
するのが良い。
本発明に必要な他の部品としては孔13（第１図参照）
内の膜又はガスケット38があり、これを接続片12内に配
置すると共に、Ｕ字状の破断線付としてドリルの貫入時
下方へ回動し、ドリルの除去時に、形成された開口を塞
ぐよう回動復帰する舌弁40（第９図参照）が形成される
ようにする。更に接続片12の上端に軸ガスケット39を設
けてドリル27の作動中これを封止する。これがため軸ガ
スケットは中心孔を有し、その直径をドリル壁に対しシ
ール接触するような大きさとする。
本発明閉鎖装置による圧力流体導管の閉鎖は次の要領
で行う。取付ユニット１を流体又はガスの封鎖が必要な
箇所でパイプ４の周りに取付ける。取付ユニットはその
大きさがパイプ４の外径に適合するようなものを予め選
定する。初期状態で２個の取付ユニット半部2,3は分離
しており、これらをパイプの両側から当てがって向かい
合せ、両者をねじ８により強力に緊締してシールエレメ
ント11をクランプすることにより取付ユニット２及びパ
イプ４の外面間を封止する。この初期状態においてシー
ルキャップ16が取付けられており、膜38は破断されてい
ない。取付ユニット１の完全装着時、シールキャップ13
を弛めて除去し、孔13の開口15を開く。
ドリル端31を穿孔機のチャックに取付け、ドリルを孔
13内に下降させて膜38に突当てた時より穿孔作業が開始
され、これにより形成された舌片40が下方へ回動し、膜
に開口41形成する（第９図参照）。ドリルの外径はほぼ
孔13の内径に対応させてこの孔内に良好に案内されるよ
うにし、この間ドリルをガスケット39に対しシール接触
させる。ここでドリル37を回転させながドリル尖端28を
パイプ４の外面に当てがい、このパイプに孔をあける。
ドリルがパイプ壁を貫通する時、止めフランジ30が接続
片12の上端に接触してドリルが必要以上貫入することの
ないようにし、ドリルチャックが軸ガスケット39に接す
るのを防止する。その後ドリル27を除去すると、舌片40
が弾性により封止位置へ回動復帰し、この回動復帰は導
管内圧によって助長される。破断線は鋭利な切欠き形状
とし、舌片40が孔13の大径部42及びドリル径対応の小径
部間における段差面58に当接している間、面シールが達
成されるようにする。
ドリル27による孔明け工程に次ぐ工程では、弁32を具
えたバルーン21を取付ける。先ず、バルーン21を弁の先
端部36に取付け、弁孔34の開口35をバルーン内部23内に
位置させ、バルジ縁26を弁座37に封着してバルーンをこ
の位置に確実に保持する。弁端部60を第10図に示す如く
ブッシュ45を介して圧力流体チューブ44に接続し、ブッ
シュ45は圧力流体チューブの端部に設けると共に、弁端
部の雌ねじ61内に螺入する。圧力流体管44の外端は圧搾
空気又は加圧水のようなガス又は流体の圧力流体源に接
続する。チューブ44に圧力媒体を供給する前に、弁をバ
ルーンと共に第10図に示す如く接続片12の孔13内に取付
ける。しかしその前に，保護カバー20を弁上に位置さ
せ、このカバーをその円錐形状によって弁の円錐部46
（第７図参照）に接触させる。この部分は、ドリル27に
よってパイプ４の壁に形成した孔47からバルーン21を保
護する。弁の外径もドリル27の外径に対応させて孔13及
び軸ガスケット39内に適合させ、軸ガスケットで弁をシ
ールする。保護カバー20は更にバルーン材料を封止接続
する用もなす。弁のクランプナット33は雌ねじを有し、
これを接続片12の外端雄ねじに螺合して弁を接続片に取
付ける。
閉鎖装置は、バルーン21を圧力流体導管４の通路内に
保持することにより、閉鎖作業が可能な状態となる。閉
鎖するべき流体とは種類の全く異なるものであるを可と
する圧力流体を圧力流体チューブ44より弁32の孔34を経
て供給する。弁を通った圧力媒体が開口35から流出する
と、バルーン21は内部26内の圧力上昇により弾性的に膨
張される。
バルーン内に或る量の流体が入ると、又はバルーン内
の圧力が或る値に達すると、バルーンは第10図に破線で
示した形状及び大きさとなり、バルーンの壁がパイプ４
の内面全体を封止し、ここで弁32への圧力媒体の供給を
中止する。上記の流体量又は圧力は測定具（図示せず）
で検出する。かかるバルーンの膨張はパイプ４内の圧力
及び流体流に抗し行われて排液箇所でパイプを閉鎖し、
流体は一方向から供給され矢48で示す方向へ流れる。
バルーン膨張用の圧力媒体が供給されなくなると、バ
ルーンは弁に組込んだ前記の逆止弁により保たれる圧力
で引続きこの位置にどとまる。その後、大量の流体を流
出させることなく、矢48で示す流れの方向に位置させた
パイプ４の部分を押入することができる。第10図の例で
はパイプを切断し、その後例えば弁18のねじ部19を取付
ユニット１のねじ付フランジ17にねじ込むことができ
る。
遮断弁18をその手動装置48により閉じ、バルーン21内
の過剰圧は逆止弁の作用により除去し、これにより圧力
媒体は例えば周囲に釈放されてバルーンは元の状態とな
り、又このバルーンと共に弁をナット33の弛緩により取
外すことができる。膜38は弁がガスケット39を通過する
前に封止位置へ戻り、パイプ４から圧力媒体が漏れるこ
とのないようにする。その後、適当なシールエレメント
を具えた封止キャップ16で開口15を封止する。以後は、
遮断弁18を通過して導管に所定の作用を行わせることが
できる。
第２図及び第３図は前述した例の変形を示し、別体の
パイプ片49をシールキャップ16と交換可能に設け、キャ
ップは孔明け及び閉鎖作業の前後で、雄ねじ50上に直接
螺合するものとし、閉鎖作業後はシールキャップ16を取
付ける。別体のパイプ片は接続片12に対応するが、永久
取付けでないためスペースを節約でき、かかる変形を第
12図乃至第16図の例でも用いた。
第12図はパイプを取付ユニット１から僅か離れたとこ
ろで切断した例を示す。これによりパイプが、これに周
知の管継手51,52で接続する遮断弁18用の室を形成す
る。第13図はパイプ４上に取付けた本発明閉鎖装置の側
面図である。第14図は、２個の取付ユニット１を介挿作
業すべき中間部分の両側に接続した閉システムにおける
取付例を示す。この場合、２個の遮断弁18を第１図の例
に対応する取付ユニット１上に直接取付ける。管継手53
により流量計のような通常の装置を接続し、これをシス
テムからの収容物のドレンなしに行うことができる。こ
の場合、２個の取付ユニットを所定位置に取付け，前述
した手段による閉鎖を２位置間におけるパイプの切断面
に行う。第15図は分岐管55を所定の管継手56,57に接続
する例を示す。第16図は中間管継手59を介した別例用の
遮断弁18を接続する例を示す。
第17図は導管４の閉鎖用ではなく、本発明の共通原理
を用いて物体65を少なくとも部分的に導管内に挿入する
例を示す。本例では物体65を、導管４内の流体のパラメ
ータを測定するためのセンサ又はプルーブとする。パラ
メータとしては温度、圧力、流量、流速等がある。物体
は棒状とし、バルーンを指示する弁32につき前述した方
法で取付ける。従って、孔はドリル27で明け、その後測
定又はその他の制御のためのセンサ65を大量の流体洩れ
なしに接続片12の直真孔13内へ挿入する。これが可能な
のは、第10図の例と同じ手段を用いるためである。従っ
て、舌片40、軸シール39及びクランプナット33が包含さ
れる。物体65は孔13の直径に対応する外寸とし、又止め
フランジ30を有するものとする。通常は物体65をケーブ
ル６のような測定情報収集手段に接続する。
本発明は上述した処や図示の例に限定されるものでな
く、後述の請求の範囲内において変更が可能である。例
えば、図示の特殊ドリルの代りに通常のドリルを用いて
軸シールとの十分な封止が達成されるような適当な寸法
を選ぶことができる。又、接続片12は直角配置とする代
りに取付ユニット１及びパイプ４に対し傾斜させて、バ
ルーン及びパイプ内壁間に楔効果を生じさせることがで
きる。バルーン21の外面22及び内面23は波形として面積
をかせいだり、良好な膨張特性を持たせることができ
る。保護ケーシング20はバジル縁26においてバルーン21
内に成形することができ、この場合取扱いがし易くな
る。上記では一般的に流体と表現したが、本発明は液体
及びガス用の導管のいずれにも用いることができる。

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】取付ユニット（１）を物体（21,32/65）の
    取付けが必要な箇所で流体収容導管（４）上に取付け、
    これにより、導管（４）の表面に孔（47）を形成すべき
    区域において導管及び取付ユニット（１）間を第１シー
    ル手段によりシールし、穿孔装置（27）を取付ユニット
    （１）の第２シール手段（39）が設けられた孔（13）内
    に封止下に挿入して導管（４）の前記区域に孔（47）を
    形成し、この形成された孔及び取付ユニット孔を経て物
    体（21）を導管内に挿入することにより導管内に物体を
    取付けるに際し、この物体（21）で弁装置（40,41）の
    開閉可能な手段（40）を導管（４）に向け押動し、この
    弁装置（40,41）を前記第１及び第２シール手段間に配
    置して前記孔（47）及び（13）間を連通させ、前記物体
    を前記開閉可能な手段（40）から離す時、この手段がそ
    の弾性又は導管内の流体圧により弁装置（40,41）を閉
    じることを特徴とする導管内に物体を取付ける方法。
  2. 【請求項２】請求の範囲１において、導管（４）内の流
    体を閉鎖するために、この閉鎖が必要な導管の箇所に前
    記孔（47）より膨張可能な物体（21）を挿入して位置さ
    せ、この物体を導管内の断面に適合する形状に膨張させ
    て導管内を塞ぎ、導管への作業の終了後前記膨張可能な
    物体（21）を収縮させて前記シール状態を保ったまま孔
    （47）より取出す、導管内に物体を取付ける方法。
  3. 【請求項３】請求の範囲２において、膨張可能な物体
    （21）をその内部（23）に供給した圧力媒体により膨張
    させ、この圧力媒体を除去することにより該物体を収縮
    させる、導管内に物体を取付ける方法。
  4. 【請求項４】請求の範囲１において、前記物体が流体の
    １種又はそれ以上のパラメータを測定するためのセンサ
    である、導管内に物体を取付ける方法。
  5. 【請求項５】物体（21,32/65）の取付けが必要な流体収
    容導管（４）の箇所に設けた取付ユニット（１）と、流
    体導管（４）の表面区域及び取付ユニット（１）間のシ
    ールを行う第１シール手段とを具え、取付ユニットに孔
    （13）を形成して第２シール手段（39）を設け、前記シ
    ール区域において導管に孔を形成する穿孔装置（27）を
    具えた、導管内に物体を取付けるための装置において、
    第１及び第２シール手段間に弁装置（40,41）を設け、
    この弁装置に開閉手段（40）を設け、この開閉手段を、
    前記孔（13）に挿入した物体により押動して導管に向け
    開き、該物体の除去時再び閉じるようにし、孔（13）の
    外方開口を孔（13）とほぼ同じ大きさにしたことを特徴
    とする導管内に物体を取付けるための装置。
  6. 【請求項６】請求の範囲５において、膨張可能な物体
    （21）はその膨張時シール区域に係わる導管（４）の内
    面に密封接触して導管（４）を閉鎖し、導管内への作業
    終了後物体を収縮して前記孔から取出すようにした、導
    管内に物体を取付けるための装置。
  7. 【請求項７】請求の範囲６において、膨張可能な物体
    （21）を高弾性材料で造ったバルーンとし、その内部
    （23）及び開口（25）を介しバルーンを圧力媒体源に接
    続してバルーンを膨張させ得るようにした。導管内に物
    体を取付けるための装置。
  8. 【請求項８】請求の範囲６において、取付ユニット
    （１）を導管（４）の周辺に取付ける２個の取付ユニッ
    ト半部（2,3）で構成し、取付ユニットの２個の開口に
    導管を貫通して突出させ、一方の取付ユニット半部
    （２）に側方へ指向する開口（15）を設け、この開口を
    通常は取付ユニットの内部空間に対し封止し、この空間
    内において前記開口を介し孔明け及び膨張物体（21）の
    挿入が可能となるようにした、導管内に物体を取付ける
    ための装置。
  9. 【請求項９】請求の範囲８において、装置に弁（32）を
    設け、その先端（36）にバルーン（21）を取付け、前記
    弁を取付ユニット（１）の側方開口（15）に封着し、バ
    ルーンを導管（４）内の閉鎖要求箇所に位置させ、弁を
    圧力媒体源に接続してバルーンを膨張させるようにし
    た、導管内に物体を取付けるための装置。
  10. 【請求項１０】請求の範囲６において、前記弁装置を側
    方開口（15）内に配置したダイアフラム（38）で構成
    し、このダイヤフラムを例えば前記弁（32）の先端（3
    6）により開放し、弁の除去時再シールされるようにし
    た、導管内に物体を取付けるための装置。
  11. 【請求項１１】請求の範囲７において、前記弁（32）の
    先端（36）にバルーン（21）を取付けるシート（46）を
    設け、このシートを導管（４）に形成された孔（47）の
    周縁に接続する、導管内に物体を取付けるための装置。
  12. 【請求項１２】請求の範囲８乃至11のいずれかにおい
    て、前記側方開口（15）に前記第２シール手段（39）を
    設け、これに弁（32）の断面形状及び寸法に対応した形
    状及び寸法の中心孔を設けた、導管内に物体を取付ける
    ための装置。
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