JP4098129B2 - External water pressure compatible water stop device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管体の内面に止水目的で配置される環状体と、環状体を内方から外方へ加圧して管体の内面に固定するための固定板とを有する止水装置であって、特に外水圧に対応する性能を具有する止水装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
地中に埋設されている管路は管体を接続して構築されており、管体接続部には漏水を防止するために、環状体と称する接続部材が設けられている。環状体は、ゴムなどの弾性材を管体の内径に合わせたサイズに形成したもので固定板を拡径して環状体を内方から外方へ向けて加圧することによって、管体の内面に固定されている。ところが、管体接続部に外水圧が作用すると、環状体特にその中央部付近が外水圧を受けて、内方へ膨出することにより流断面積が縮小し、内部流を阻害することがある。外水圧対策を講じないでいた場合には、流断面積の縮小だけではなく、環状体が破損する恐れを生ずる。
【0003】
これに対して、管路の止水に用いる被覆体という特許2589191号の発明があり、同発明は管内壁に当てがうスリーブを正しい状態に維持し、また機械的強度を効果的に高める手段として、保持具を筒状とすることでスリーブの膨らみを防止しようとするものである。しかし、この発明では管路の継手部の軸線が直線でなければ、2つの筒の中に筒状のものを均等な圧力で装着することはできず、まして継手が不等沈下や地震等で変位した場合は、スリーブの止水効果は激減する、という問題がある。またスリーブの周りから中心に向かう力により生じる変形による流れの障害には着目していない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記の点に着目してなされたもので、その課題は、環状体を使用する止水装置において、外水圧により環状体が内方へ変形するのを防止することである。また本発明の他の課題は、外水圧対応型止水装置を、特に低損失水頭型として構成することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明は管体の内面に止水目的で配置される、弾性材より成る環状体と、環状体を内方から外方へ加圧して管体の内面に固定するための固定板とを有する止水装置とし、外水圧の作用により環状体が内方へ変形するのを防止するために、環状体の一部に肉厚部を形成するとともに、この肉厚部を外水圧抵抗板によって覆い、固定板の拡径による加圧力によって、外水圧抵抗板を、環状体とともに管体の内面に固定する構成を有し、環状体は、肉厚部として中央部に内向きの凸部を有するとともに、凸部の両側に固定板を装着する凹部を有しており、凸部は外水圧に対抗する変形抵抗力を発揮する角部を両側に有しており、外水圧抵抗板は、環状体の凸部を覆う中央の角部と固定板によって固定される角部より外方の両側の部分に及ぶ、管体軸方向の切れ込みを有しており、それによって環状体への密着性を向上させるようにし、環状体は、凹部に固定板を装着して環状体を管体の内面に固定するときに、固定板が凹部に収まって中央の凸部を覆う外水圧抵抗板とほぼ同一の面をなし、かつまた、環状体の流れ方向の両端部は流水の抵抗の少ないベルマウス状の外面形状として低損失水頭型の構成を有しているものとするという手段を講じたものである。
【0006】
本発明における止水装置は、環状体を管体の内方から外方へ固定板の拡径により加圧して固定するという基本構成を有している。環状体は止水手段として、ゴム又はこれと同効の樹脂材料を用いて型成形されているものであることを必要とする。また、環状体を固定する手段である固定板は鋼板等強靭な材料から成ることが望ましい。さらに、環状体と固定板とは水流の抵抗を小さくするために、管直径に占める厚さが小さくかつ低損失水頭型の構成を有することが望まれ、これにより、内部流への対応性をも具有した止水装置を構成することができる。
【0007】
本発明の止水装置に使用する環状体には、外水圧が作用して環状体自体を内方へ変形することを防止するために、環状体の一部に肉厚部を形成する。肉厚部は外水圧抵抗板によって覆い、環状体を内方へ加圧しようとする外水圧に対抗せしめるものとする。外水圧抵抗板は、固定板によって環状体とともに管体の内面に固定される。
【0008】
この肉厚部は環状体の中央部に内向きの凸部として形成するとともに、その両側に、固定板を装着するための凹部を形成することが望ましい。このように構成すると、固定板を凹部に収めて環状体を内方から外方へ拡径加圧するときに、固定板の内面と、中央の凸部を覆う外水圧抵抗板面とがほぼ同一の面をなし、凹凸を作らずに済むので渦の発生が防止される。さらに、環状体の流れ方向の両端部については、ベルマウス状の外面形状を有するものとすると、本発明の止水装置による管体内方への突出量を同等とする各種構造の中で、最も低損失水頭の装置を構成することができる。
【0009】
外水圧抵抗板は、肉厚部としての凸部を中央に配置し、その両側に凹部を配置する環状体の実施形態に適合するように、凹部を覆う中央部とその両側の凹部に重なる両側部とを有する断面形状とすることができる(図2参照)。この場合、外水圧抵抗板は、固定板で圧接固定する環状体凹部に装着することにより、固定板の拡径時に発生する固定板とゴム製の環状体との摩擦抵抗力が著しく軽減されることに伴い、滑剤などを用いなくとも弾性を有する環状体をほぼ均等に圧縮固定することが可能となる。さらに外水圧抵抗板の上記中央部の角部と、角部よりも外方の両側部分に管体軸方向の切れ込みを形成することができ(図3参照)、それによって環状体への密着性を向上させることができる。
【0010】
このような外水圧抵抗板は、周方向に複数部材に分割した構成とすることができ、各分割部材の端部を重ねるようにして環状体の内面に当てがい、ジャッキを用いて固定板を拡径し、固定するものとする。全周を複数部材に分割した帯板状の部材を用いる固定板は、本出願人が以前から採用して来た拡径による固定技術を適用することができる。この技術は例えば実公昭64−6474号等に開示されている。なお、本発明の止水装置を管体の接続部に配置適用する場合、管体の内面との間には水膨張性のシール部材を装着し、外水圧遮断のためにさらに万全を期すことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下図示の実施形態を参照して本発明をより詳細に説明する。図1は本発明に係る外水圧対応型止水装置10の例示であり、本装置10を管体接続部に適用したもので、11、11′は隣接する管体、12は弾性材としてのゴムより成る環状体を示す。
【0012】
環状体12は、管体11、11′の内面に接する円環状を基本形状とし、その中央部に内向きの凸部13を肉厚部として有している。凸部13は図2に示すように、管体11、11′に許容される管体内方への突出量から決められる肉厚と、流れ方向の幅とを有し、環状体12の剛性を中央部で高めている。凸部13の両側には固定板14を装着する凹部15が設けてあり、凹部壁面には応力集中用の小リブ16が設けられている。
【0013】
環状体12の流れ方向両端部には、低損失水頭のために流水抵抗の少ないベルマウス形状17が設けられており、ベルマウス形状17は、管内方の曲率よりも外方の曲率の方が大きいほぼ三日月状の断面形状を有している。またベルマウス形状17はハンチ部18を力点として管体内面に先端部17aを圧接可能になっている。環状体12の外面には、管体内面に接する止水突条19の対が、内面の凹部15に対応する位置に設けられており、さらに、管体内面の多少の凹凸を補修することなく環状体12を鋼製固定板14の拡径圧力により確実に止水するために、水膨張性のシール部材20を装着している。21はシール部材装着部を示す。シール部材20としては水膨張性スポンジを使用することができる。
【0014】
環状体12の凸部13は、外水圧抵抗板22によって覆われる。外水圧抵抗板22は凸部13のみならず凸部の角部13aをも覆い、かつ凹部15の壁面にて固定板14により圧接固定されるように加工された固定部24を中央凸部23の左右に有している。
【0015】
外水圧抵抗板22は、環状体12の凸部13の角部13aを覆って固定部24へ延びる曲がり部25を有し、曲がり部25は管体軸方向の切れ込み26によって分断され、曲げを容易にして環状体12への密着性を向上させた構成を有する(図3参照)。切れ込み26の間隔dは狭い方が、外水圧抵抗板22の変形追従性を高める。このような外水圧抵抗板22は、周方向に複数部分に分割したものを継ぎ合わせて環状体内面を覆う。図3(a)は半周型の外水圧抵抗板20の例であり、これを2個用いると端部が重なって全周がつながるものである。例示の外水圧抵抗板22はステンレス鋼板をプレス加工したものであるが、ステンレス金網をプレス加工したものでも、プラスチック製でも良いことは前述のとおりである。
【0016】
固定板14は、ジャッキ等を用いた拡径による、外水圧抵抗板22及び環状体12の管体内面への固定に耐えるようにステンレス鋼製の頑丈なバンド状のもので、施工の容易性のために周方向に複数部材に分割された数個から成る。図4はその例示であり、一方は3分割の例、他方は4分割の例であるが、分割部材は夫々一定寸s、s′、t、t′を有し、両端に1個ずつの長さ調整部31、32を有しており、また分割部材の両端に連結部33、34を有している。
【0017】
固定板14及びその連結の詳細は図5に示したとおりであり、分割部材同士は端を突き合わせ、連結部33、34をボルト35を締めて連結され(図5(f))、調整孔を多数有する一方の調整部31と、長孔を有する他方の調整部32とを重ね環状にして、図外のジャッキ等により固定板14を十分に拡径し、ボルト36を締めて接合する。固定板14の重ね合わせ部の接合(図5(d))は、固定板14の片方をスロープ加工40とし、調整部32の先端部42の厚みを固定板14に溶接される端部43より薄くすることにより、調整部32を楔形状とし摩擦接合力を向上させ、固定板14の外力に対するアーチ力を高めている。
【0018】
固定板14を拡径することにより、管体11、11′の内面目的部に予め配置されている環状体12及びその凹部15、15に配置された外水圧抵抗板22の固定部24、24を管体内面に圧接して固定することができ、同時にシール部材20、20も十分に加圧される。図1は仮想線で記載した管体11、11′と本装置10及び本装置10の凹部15と外水圧抵抗板22との間等に、隙間を潰さずに残したまま完成状態を図示しているが、便宜上のことであり全部圧接状態になる。なお、管体11、11′の端部間には機能が低下した止水リング29が挿入されている。なおナット50は、固定板14の拡径ジャッキ受台の止め金具として用いる。
【0019】
このような構成を有する本発明の止水装置10を装着した管体11、11′では、外水圧が環状体12の外部に加わった場合に、最も影響を受ける中央部に肉厚部として凸部13が設けてあるため、従来よりも大きい外水圧に対抗することができる上に、環状体12の内面に外水圧抵抗板22が設けてあるため、環状体12が外水圧を受けても内方へ膨出するに到らず、流断面積を縮小させたり内部流を阻害することもない。また、本発明の止水装置10は凸部13の突出量を抑制するとともに、環状体両端にベルマウス形状17を設けていることにより低損失水頭型として構成されており、管体を流れる内部流に及ぼす影響が最少限度となる。
【0020】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成されているので、環状体を使用する止水装置において、外水圧が作用しても環状体を変形させることがなく、内部流を阻害する恐れがないとともに、低損失水頭型として機能するので管体内に設置する止水装置として最適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る外水圧対応型止水装置の実施形態を示す部分断面図。
【図2】同じく要部を拡大して示した分解断面図。
【図3】(a)本発明に適用する外水圧抵抗板を丸めた状態の斜視図。
(b)同じく拡げた状態の斜視図。
【図4】固定板2種を示す平面図。
【図5】(a)固定板の分割部材の一部を示す平面図。
(b)同上の側面図。
(c)同じく長さ調整部の平面図。
(d)同じく長さ調整部における接合状態を示す断面図。
(e)同じく連結部の平面図。
(f)同じく連結部における接合状態を示す断面図。
【符号の説明】
10 外水圧対応型止水装置
11、11′ 管体
12 環状体
13 肉厚部としての凸部
14 固定板
15 凹部
20 シール部材
22 外水圧抵抗板
23 中央凸部
24 固定部
25 曲がり部
26 切り込み[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a water stop device having an annular body disposed on the inner surface of a tubular body for the purpose of waterproofing, and a fixing plate for pressurizing the annular body from the inside to the outside and fixing the annular body to the inner surface of the tubular body. In particular, the present invention relates to a water stop device having a performance corresponding to an external water pressure.
[0002]
[Prior art]
The pipe line buried in the ground is constructed by connecting pipes, and a connecting member called an annular body is provided at the pipe connecting part in order to prevent water leakage. The annular body is made of an elastic material such as rubber and is sized to match the inner diameter of the tubular body. The inner diameter of the tubular body is increased by increasing the diameter of the fixed plate and pressurizing the annular body from the inside to the outside. It is fixed to. However, when external water pressure acts on the tube connecting portion, the annular body, particularly the central portion thereof, receives the external water pressure and bulges inward, thereby reducing the flow cross-sectional area and obstructing the internal flow. . If measures against external water pressure are not taken, not only the flow cross-sectional area is reduced, but the annular body may be damaged.
[0003]
On the other hand, there is an invention of Japanese Patent No. 2589191 which is a covering used for water stoppage of a pipe, and this invention is a means for maintaining the sleeve applied to the inner wall of the pipe in a correct state and effectively increasing the mechanical strength. As described above, the sleeve is prevented from bulging by making the holder into a cylindrical shape. However, in this invention, if the axis of the joint part of the pipe line is not straight, it is not possible to attach a cylindrical thing in the two cylinders with equal pressure, and the joint will be unevenly subsidized, earthquakes, etc. When displaced, there is a problem that the water stop effect of the sleeve is drastically reduced. Further, no attention is paid to the flow obstruction caused by the deformation caused by the force from the circumference of the sleeve toward the center.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made paying attention to the above points, and an object thereof is to prevent the annular body from being deformed inward by an external water pressure in a water stopping device using the annular body. Another object of the present invention is to configure the external water pressure compatible water stop device as a particularly low-loss head type.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is arranged on the inner surface of the tubular body for the purpose of water stoppage, and is fixed to the inner surface of the tubular body by pressurizing the annular body from the inside to the outside. and a fixing plate for the water stop device having, in order to prevent the annular body by the action of external pressure is deformed inwardly, to form a thick portion in a part of the annular body, the thickness part covered by the outer water pressure resistance plate, the pressure applied by the enlarged diameter of the fixed plate, an outer water pressure resistance plate has a structure fixed to the inner surface of the tube with the annular body, annular body, the central portion as thick portion Has inwardly convex portions and concave portions to which fixing plates are attached on both sides of the convex portions, and the convex portions have corner portions that exert deformation resistance against external water pressure on both sides. The outer hydraulic resistance plate has a central corner covering the convex portion of the annular body and a corner fixed by the fixing plate. It has a notch in the axial direction of the tube extending over both sides, thereby improving the adhesion to the annular body. The annular body is fitted with a fixing plate in the recess, and the annular body is attached to the tubular body. When fixing to the inner surface, the fixing plate is fitted in the recess and forms almost the same surface as the external hydraulic resistance plate that covers the central projection, and both ends in the flow direction of the annular body are bells with low resistance to running water. in which it took measures that shall have a low head loss type structure as mouse-like outer contour.
[0006]
The water stop device in the present invention has a basic configuration in which an annular body is pressed and fixed from the inside of the tube body to the outside by expanding the diameter of the fixing plate. The annular body needs to be molded using rubber or a resin material having the same effect as water-stopping means. Further, it is desirable that the fixing plate as a means for fixing the annular body is made of a tough material such as a steel plate. Further, in order to reduce the resistance of water flow, the annular body and the fixed plate are desired to have a small thickness occupying the pipe diameter and to have a low-loss head type configuration, thereby improving the compatibility with the internal flow. It is possible to constitute a water stop device having a tool.
[0007]
In the annular body used in the water stop device of the present invention, a thick portion is formed in a part of the annular body in order to prevent external water pressure from acting and deforming the annular body itself inward. The thick wall portion is covered with an external hydraulic pressure resistance plate to counter the external water pressure to pressurize the annular body inward. The external hydraulic resistance plate is fixed to the inner surface of the tubular body together with the annular body by the fixing plate.
[0008]
It is desirable that the thick portion is formed as an inward convex portion at the center of the annular body, and concave portions for mounting the fixing plate are formed on both sides thereof. With this configuration, when the fixing plate is housed in the recess and the annular body is expanded and pressurized from the inside to the outside, the inner surface of the fixing plate and the external hydraulic resistance plate surface covering the central protrusion are almost the same. This makes it possible to prevent the generation of vortices. Furthermore, regarding both ends in the flow direction of the annular body, assuming that it has a bell mouth-like outer surface shape, among the various structures that have the same amount of protrusion toward the inside of the tubular body by the water stop device of the present invention, A low-loss head can be constructed.
[0009]
The outer hydraulic resistance plate has a central portion covering the concave portion and both sides overlapping the concave portion on both sides so that the convex portion as the thick portion is arranged in the center and the concave portion is arranged on both sides so as to conform to the embodiment of the annular body. It can be set as the cross-sectional shape which has a part (refer FIG. 2). In this case, the external hydraulic pressure resistance plate is attached to the annular concave portion that is pressure-fixed by the fixing plate, so that the frictional resistance force between the fixing plate and the rubber annular member that is generated when the diameter of the fixing plate is increased is significantly reduced. Accordingly, it is possible to compress and fix the annular body having elasticity almost even without using a lubricant or the like. Furthermore, it is possible to form notches in the axial direction of the tubular body in the corner portion of the central portion of the external hydraulic resistance plate and on both side portions outside the corner portion (see FIG. 3), and thereby the adhesion to the annular body. Can be improved.
[0010]
Such an external hydraulic resistance plate can be divided into a plurality of members in the circumferential direction, applied to the inner surface of the annular body so that the ends of the divided members are overlapped, and the fixing plate is attached using a jack. The diameter shall be expanded and fixed. The fixing plate using a strip-shaped member whose entire circumference is divided into a plurality of members can be applied with a fixing technique based on diameter expansion that has been adopted by the present applicant. This technique is disclosed, for example, in Japanese Utility Model Publication No. 64-6474. In addition, when the water stop device of the present invention is disposed and applied to the connection portion of the pipe body, a water-swellable sealing member is attached between the inner surface of the pipe body, and further measures are taken to shut off the external water pressure. Can do.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is an illustration of an external water pressure responsive
[0012]
The
[0013]
At both ends of the
[0014]
The
[0015]
The external
[0016]
The fixing
[0017]
The details of the fixing
[0018]
By expanding the diameter of the fixing
[0019]
In the
[0020]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, in a water stop device using an annular body, the annular body is not deformed even when an external water pressure is applied, there is no possibility of inhibiting the internal flow, and low loss. Since it functions as a water head type, it is optimal as a water stop device installed in the pipe.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an embodiment of an external water pressure compatible water stop device according to the present invention.
FIG. 2 is an exploded cross-sectional view showing an enlarged main part.
FIG. 3A is a perspective view of a state in which an external hydraulic resistance plate applied to the present invention is rolled up.
(B) The perspective view of the state expanded similarly.
FIG. 4 is a plan view showing two types of fixing plates.
FIG. 5A is a plan view showing a part of a split member of a fixed plate.
(B) Side view same as above.
(C) The top view of a length adjustment part similarly.
(D) Sectional drawing which similarly shows the joining state in a length adjustment part.
(E) The top view of a connection part similarly.
(F) Sectional drawing which similarly shows the joining state in a connection part.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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