JP4195667B2 - 管継手部における耐圧試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、管継手部の内部にスリーブを配置し、剛性と撓み性を有するバンド状部材により隣接管の内壁に圧着して水密性を得る耐圧試験装置に関するものである。

管路工事においては、管継手部に対する水圧試験が行われ、また老朽管路調査においては、管継手部における漏水試験が行われる。こうした水圧試験では、テストバンドなどと通称されるリング状の構造を有する部材を用いた装置が使用される。テストバンドは、管継手部の内側に配置したゴムスリーブを拡大させ、隣接の管内壁面に圧着させることができるもので、それによって管継手部の内周に密封空間を形成し、管継手部の密封空間を加圧して、漏水の有無を判定することなどに使用される。

このような管継手部の水圧試験では、水密性を保持するゴムスリーブを、管継手部に均等な圧力で装着する撓み性機能と、管継手部の漏水判定のための水圧に対して変形しない剛性機能とが、リング状部材に必要な条件とされる。図６に、従来の管継手部における水圧試験装置の１例を示す。この水圧試験装置は、管継手部の内側に水密性を保持するゴムスリーブｓを配置し、ゴムスリーブｓを管ｔの内壁に押し付けるために多数の押し金具ｕを使用するものである。押し金具ｕは、円形のホルダーｖに設けたボルトｗに放射状に取り付けられ、各ボルトｗを締め付けることにより、ゴムスリーブｓを管内壁に圧着して水密性を得る。なお、管継手部の加圧流体は、水以外に空気でもよい。

しかし、管ｔは、製造公差による内径の相違、施工時における継手部段違い、折れ曲がり、土圧による管断面の扁平化などが原因となって、管中心軸が同一直線上になく、同心円状にもなっていないのが普通である。このため、押し金具ｕの突出量を方向に応じて調整し、適正に締め付け力を加減する必要があった。このような調整作業を狭い管ｔの内部で行わねばならず、作業性は問題なく良くない。その中で、ボルト操作により押し金具の突出量を調整しなければならないため、全てのボルトｗの繰り出し量が適正であるか否かの判断も難しく、また或る箇所では押し金具ｕがゴムスリーブｓを垂直に加圧することができない。これらの結果水密性が得られる圧力限界が低くなるというおそれもある。

実用新案登録第２０８１４４３号 実用新案登録第１９４５２６４号 実用新案登録第１９３４９８９号 実開昭６２−１４３５４号 実開昭６１−６５３３７号 実開昭６１−６５３３６号 実開昭５８−６６３４０号 実開昭５２−２１８８７号 実公昭４０−１９１８号 実公昭３８−２４１９９号

本発明は前記の点に着目してなされたものであり、その課題は、作業性が良好な管継手部における耐圧試験装置を提供することである。また本発明の他の課題は、高いレベルで水密性を確保し得る管継手部における耐圧試験装置を提供することである。

前記の課題を解決するため本発明は、管継手部の内部にスリーブを配置し、剛性と撓み性を有するバンド状部材により隣接管の内壁に圧着して水密性を得る耐圧試験装置について、バンド状部材として隣接管を夫々加圧する２条のバンド状部材を用意し、夫々のバンド状部材を周方向に複数部分に分割し、また分割部を蝶番により接合するとともに、複数部分の両端を重ね合わせさらに重ね合わせ部の外方をテーパー状とし、２条のバンド状部材の内側に、断面力の大きい、剛性を有する構造チェンを配置し、構造チェンにピストンシリンダー装置を組み合わせ、ピストンシリンダー装置により拡径する構造チェンとともに、バンド状部材が拡径されるようにバンド状部材の重ね合わせ部の内側端部と構造チェンを夫々係合させ、かつバンド状部材と構造チェンを要所において緩く止め、スリーブをバンド状部材を介して管継手部の隣接管の夫々の内壁に圧着するものとし、バンド状部材と構造チェンの接点がアーチの支点となり、構造チェンの多数のアーチに分割されることで管内壁面に対する変形追随性と、膨張しようとするスリーブ及びバンド状部材に対抗し得る剛性機能を発揮し、全域にわたる均等な水密性を確保し得るようにするという手段を講じたものである。

本発明の耐圧試験装置はいわゆるテストバンドと同義であり、管継手部の内部に配置したスリーブによって、管継手部における水密性を得ようとするものである点において、従来の水圧試験装置と一致している。従ってスリーブには、いわゆるゴムスリーブ、或いはそれと同等の水密性を発揮し得る、弾力性を有する材料から成るものが使用される。

スリーブを管の内壁に圧着させ、水密性を確保する手段として、バンド状部材が使用される。バンド状部材は、隣接管の端部の夫々に圧着する左右分離型の２条のものとし、管の内壁に沿う撓み性を有し、かつ拡径による軸力で座屈しない断面力を具備していなければならない。そのために鋼板のように強靭な材料を用いて個々のバンド状部材を形成し、さらに個々のバンド状部材を周方向に複数部分に分割し、複数部分を蝶番接合により折り畳み可能かつ展張可能な構造を具備するものとする。個々のバンド状部材の両端は展張時重ね合わさり、スリーブに接触する外方の重ね合わせ部はテーパー状として、滑らかさが保たれるようにする。

２条のバンド状部材を個別に内側から拡径し、スリーブを管の内壁に圧着させるために２条の構造チェンが使用される。構造チェンは、構造材として応力を負担するものであ
り、そのために必要な剛性を有するチェン構造を持ったものと定義することができる。この構造チェンは、断面力即ち断面２次モーメント或いは断面係数の大きいものであることも必要事項である。

２条のバンド状部材を拡径するために、２条の構造チェンとともに、液体を作動流体とするピストンシリンダー装置が１個以上使用される。ピストンシリンダー装置は、構造チェンに組み合わせてチェン周長を増大させ或いは減少させることを可能とするもので、それにより、２条のバンド状部材を介してスリーブを管継手部の夫々の管の内壁に圧着させる。ピストンシリンダー装置は、従って構造的には構造チェンの一部をなしており、スリーブの管内壁への圧着に必要な出力を発揮することができるものである。

しかしながら、ピストンシリンダー装置は、バンド状部材を折り曲げ可能にしている蝶番の位置と相対する構造チェンの位置に装着することが望ましい。２条のバンド状部材と構造チェンとが一体的に拡縮され、かつ装着作業と回収作業をワンタッチ的に行え、また作業性を著しく向上できるように、構造チェンとバンド状部材とは、係合手段によりバンド状部材の重ね合わせ部の内側端部にて係合可能に設け、かつ止め具を用いて要所で外れない程度に緩く止められていることが必要である。

このような構成を有する本発明の耐圧試験装置では、バンド状部材と構造チェンの接点がアーチとなり、また構造チェンの多数のアーチに分割されるので、管の内壁に対する変形追随性が良くなり、全周にわたって均密な水密性を確保することができる。即ち、本発明のバンド状部材と構造チェンの組み合わせにより、管内壁面に対する変形追随性を得ると同時に、耐圧試験に際して膨張、変形するスリーブ及びバンド状部材を保持し、水密性を確保するために高い剛性機能を発揮するものとなる。

本発明の耐圧試験装置により、管継手部に密封空間が形成されるので、当該空間に圧力を加えることにより水圧試験を行うことができる。管継手部の密封空間を加圧し、漏水の有無を判定する作業において使用する圧力源は、水圧でも空気圧でも或いはその他の流体圧でも良いものとする。なお、前述のピストンシリンダー装置の圧力源は液圧である必要がある。

本発明は以上の如く構成されかつ作用するものであるから、管継手部における、管製造公差に基づく内径の相違、施工時における継手の段違いや折れ曲がり、土圧などによる管の扁平化等が原因となって、管の中心軸が同一軸線からずれていたり、同心円の関係にない状況においても、水密性を保持するためのスリーブを、２条のバンド状部材と構造チェンにより隣接管各部の内壁に対し、均等な圧力で加圧することができるので、バンド状部材の撓み性機能に基づく変形追随性と、水圧に対して変形しないバンド状部材の剛性機能という、相反する機能を同時に満たすことができることにより、高いレベルで水密性を確保し得るとともに、スリーブにより管継手部に水密性を得るまでの本発明による作業性が非常に良好に行えるという効果を奏する。

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、本発明に係る管継手部における耐圧試験装置１０の１例を示すもので、１１、１１´は管継手部を構成している管、１２はその内面に配置した筒状部材であるスリーブを示しており、管１１、
１１´はコンクリート製、スリーブ１２はいわゆるゴムスリーブである。管継手部１３
は、図４、図５に示すように、隣接する管１１、１１´同士の間に介装した水密手段としての管止水部材１４により水封されており、かつ内面にスリーブ１２が配置してあるもので、管１１、１１´と管止水部材１４及びスリーブ１２で囲まれる密封空間の形成されている箇所である。

管継手部１３の内面を覆うスリーブ１２の止水部分には、スリーブ１２のゴム素材よりも硬さが柔らかいゴム素材より成るシール部材１６、１６´を使用して気密性、水密性を得ている。即ち、より柔らかいシール部材１６、１６´が老朽管路の内壁の凹凸を埋めて気密性、水密性を確保するという効果を発揮する。シール部材１６、１６´は、管１１、１１´の内壁に接するシール襞１７、１７´の間の凹部１８、１８´に嵌め込むように配置されている（図３)。

隣接管１１、１１´の内壁に接するスリーブ１２を加圧するために、３部分に分割されかつ２箇所の分割部を蝶番１９により接合した２条のバンド状部材２１、２１´が、隣接する管１１、１１´の部分のスリーブ１２の内側に夫々配置されている。２条のバンド状部材２１、２１´は夫々同じ構造を有しており、帯鋼のように強靭な材料を用いて、最大拡径時でも両端部２２、２３が重ね合わさる大きさに形成されており、重ね合わせ時に外方となる端部２２は断面形状がテーパー状となるように整形されている。

２条のバンド状部材２１、２１´はいずれも３分割構成であり、重ね合わせ部となる先端部を有する両端部２２、２３が中央部２４に折り畳み可能に蝶番結合されている。このバンド状部材２１、２１´の内側となる部分に、断面力の大きい２条の構造チェン２５、２５´が夫々配置されている。２条の構造チェン２５、２５´は、リンク部材２６を軸部材２７により鎖状に連結して成り、間に複数個のピストンシリンダー装置２８、２９、２９を直列的に接続し、ピストンの伸縮により全周長を増大及び減小させることができるようになった構造を有している。例示の場合、１個のピストンシリンダー装置２８が折り畳み用であり、２個のピストンシリンダー装置２９、２９は拡径用に使用される。全てのピストンシリンダー装置２８、２９、２９は、ヒンジ１９部分と相対する位置に設けられている。２条の構造チェン２５、２５´は、バンド状部材２１、２１´の内側端部２３に植設した支持点３６、３７と係合可能であり、かつまた要所において、ボルト、ナットで示された止め具３１により外れない程度に緩く止められている。図中符号３２は圧力源としての油圧ポンプであり、油圧ホース３３、３４、３４により各ピストンシリンダー装置
２８、２９、２９と接続されている。

このように構成されている本発明の耐圧試験装置１０は、２条のバンド状部材２１、
２１´と構造チェン２５、２５´が一体となった状態で取り扱うことができ、管１１、
１１´の内部にも搬入することができるので作業が楽である。本発明の装置１０により管継手部１３の密封空間とする作業は、次のようにして行われる。搬入時には、当然なが
ら、ピストンシリンダー装置２８、２９、２９が収縮し、２条の構造チェン２５、２５´が屈曲し、夫々のバンド状部材２１、２１´が折れ曲がって小さくなった状態にある。図１の状態である。

まず、油圧ポンプ３２を操作し折り畳み用のピストンシリンダー装置２８を伸長させ
る。これによりバンド状部材中央２４の一方に固定された支持点３５と、バンド状部材端部２３に固定された支持点３６との間に緊張力が生じ、ピストンシリンダー装置２８の伸長に従い、２条のバンド部材２１、２１´の両端部２２、２３が持ち上げられるように動作する。この間にチェンリンクが図１に示すように折れ曲がっていたとしても、ピストンシリンダー装置２８の伸長に伴って２条のバンド状部材２１、２１´が拡径し、周長が増すためリンク部材２６も引っ張られるので、作業者が手を出さなくても自動的にほぼ円形となる。

この状態から２条のバンド状部材２１、２１´を拡径状態とするには、油圧ポンプ３２をさらに操作して拡径用ピストルシリンダー装置２９、２９を駆動する。ピストンシリンダー装置２９、２９の伸長により、バンド状部材２１、２１´の一端部２３に固定されている支持点３７と構造チェン２５、２５´の連結軸部材２７、２７´が接点となり、拡径用のピストンシリンダー装置２９の伸長に従いバンド状部材２１、２１´が、隣接管の内壁の状態に応じて、個別に拡径されて行く。かくして本発明の装置は好適な拡径状態となり（図２）、ここにいわゆるテストバンドの装着が完了する。この状態ではバンド状部材２１、２１´と構造チェン２５、２５´の接点がアーチの支点となり、構造チェン２５、２５´の多数のアーチに分割されるために、スリーブ１２を全周でほぼ均等に保持して水密性を確保できることとなる。

耐圧試験のために加圧器３８を用いて、装着を完了したテストバンドにより水密状態とされている管継手部１３の密封空間に、耐圧ホース３９及び圧力注入口４１を経由し、加圧し、圧力計４０により減圧の程度を確認することとなる。図２はこの状況を示してい
る。また図５は、管継手部１３が製造公差による内径の違い、施工時における継手の段違いや折れ曲がり、土圧による管の扁平化等が原因となり、隣接管の中心軸が同一軸線からずれたり、同心円の関係ない状況におけるテストバンドの装着状態を示している。本発明の装置では、２条のバンド状部材２１、２１´が夫々管１１、１１´を個別に拡径してスリーブ１２を圧着しているので、このような状況の管継手部１３においても必要十分な機密性を保持することが可能となる。なお４２は加圧流体が水の場合の空気抜きである。

管継手部における機密性試験として、最も多く使用されて来た装置は図６に示した形態を有しており、前述の如く狭い管内での作業性は著しく悪く、重量も重いため傾斜部では使用できないなど、幾つかの欠点を有しているのに対して、本発明の装置は作業性が良く従来技術の示した欠点がないため、管継手部における耐圧試験をはじめとして漏水試験やその他の耐圧試験に利用できる可能性がある。

本発明に係る管継手部における耐圧試験装置の１例を示す作動前の説明図。 同じく作動後の状態を示す説明図。 本発明装置を構成するものの横断面図。 管継手部に適用した本発明の横断面図。 隣接管のずれに対応している状態を示す本発明の横断面図。 従来の試験装置の代表例を示す説明図。

符号の説明

１０ 耐圧試験装置
１１、１１´ 管
１２ スリーブ
１３ 管継手部
１４ 管止水部材
１９ 蝶番
２１、２１´ バンド状部材
２２、２３ バンド状部材の両端部
２４ バンド状部材の中央部
２５、２５´ 構造チェン
２８、２９ ピストンシリンダー装置
３５、３６、３７ 支持点

Claims (3)

1. 管継手部の内部にスリーブを配置し、剛性と撓み性を有するバンド状部材により隣接管の内壁に圧着して水密性を得る耐圧試験装置であって、バンド状部材として隣接管を夫々加圧する２条のバンド状部材を用意し、夫々のバンド状部材を周方向に複数部分に分割し、また分割部を蝶番により接合するとともに、複数部分の両端を重ね合わせさらに重ね合わせ部の外方をテーパー状とし、２条のバンド状部材の内側に、断面力の大きい、剛性を有する構造チェンを配置し、構造チェンにピストンシリンダー装置を組み合わせ、ピストンシリンダー装置により拡径する構造チェンとともに、バンド状部材が拡径されるようにバンド状部材の重ね合わせ部の内側端部と構造チェンを夫々係合させ、かつバンド状部材と構造チェンを要所において緩く止め、スリーブを、バンド状部材を介して管継手部の隣接管の内壁に夫々圧着するものとし、バンド状部材と構造チェンの接点がアーチの支点となり、構造チェンの多数のアーチに分割されることで管内壁面に対する変形追随性と、膨張しようとするスリーブ及びバンド状部材に対抗し得る剛性機能を発揮し、全域にわたる均等な水密性を確保し得るようにした管継手部における耐圧試験装置。
2. バンド状部材を折り曲げ可能にしている、蝶番に相対する構造チェンの位置にピストンシリンダー装置を装着し、ピストンシリンダー装置の作動により、バンド状部材と構造チェンの装着と折り畳みがワンタッチで行えるようにした請求項１記載の耐圧試験装置。
3. 構造チェンは、バンド状部材の内側端部に植設された支持部に対して、周方向へ、相対的に動き得るように緩く止められている請求項１記載の耐圧試験装置。
   

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