JP6012901B2 - タンク、パイプ、又はタンク及びパイプのセットを分離するためのパイプ閉鎖装置 - Google Patents

Description

本発明は、特に保守、テスト、又は液圧テスト操作を考慮した、配管、タンク、又はタンク（複数可）及びパイプ（複数可）のセットを分離できるようにするために、それら配管、タンク、又はタンク（複数可）及びパイプ（複数可）のセットを閉じることができる装置に関する。

多数の産業施設は、大抵の場合、圧力下で流体、流体又は気体が通過するパイプ（配管）に結合された密閉容器（貯水容器、タンク、熱交換器等）を含む。これら設備の信頼性及び安全性の高い操作を保証するために、定期的に気密性テストを行い、このようなシステムの保守を行う必要があり、しかも加圧装置についての規制によって、定期的に液圧テストを行うことが課されている。

貯水容器、タンク、又は他のタイプの密閉容器について気密性テスト又は液圧テストを行うために、現在、設備の構成を変更して、テスト又はテスト用「バブル(bubble)」を形成することが必要であり、つまり、その技術的な評価を考慮して、特に気密性の観点で、閉じ込め空間(confined
space)を形成することによって、密閉容器の加圧を可能にすることが必要である。
この閉じ込め空間を形成について、タンクの内部容積を分離するために、特にそれらタンクの入口／出口をパイプに結合する場合に、タンクの入口／出口のそれぞれを密封する必要がある。

そのためには、入口／出口のレベルでタンクに関連する配管器具を使用することが可能である。それにもかかわらず、各パイプのレベルでの配管器具は、一般的に存在していない。また、任意のテスト又は液圧テスト前に、各配管器具の正しい動作を確認し且つ確実にすることや、その配管器具の気密性を保証することが、一般的に必要である。最後に、タンクで一般的に用いられる配管技術は、大抵の場合、テスト又は液圧テストのために必要な完全な気密性を得るのには適しておらず、及び配管器具は、テスト又は液圧テスト中の加圧状態に耐えるように系統的に寸法決めされていない。

複数のパイプのうちの１つのパイプにこのような配管器具が設けられていない場合に、又はこの配管器具が、テストや液圧テストの応力に適していない場合に、解決策として、タンクの分離に適したプラグを使用することになる。それでもなお、いわゆる危険性（毒性、可燃性、爆発性等）流体又は（例えば、蒸気等の）高温流体を使用する産業において、密閉容器及び配管には、解体した後に、ボールトで固定したシャッター（止まり孔、ブラインドクランプ）を設置して密封を可能にするクランプが装備されていない。こうして、一般的に、パイプを切断し、パイプの切断面のレベルに閉鎖手段を溶接することが必要となる。

残念ながら、パイプを密封するこのような技術には、多数の欠点がある。まず、このような解決策は、実装が複雑であり、長期の中断介入が発生し、特定のまれな人材（溶接工、操作者等）及び材料物流にかなりのニーズ（ガントリー（gantries）、足場、エアロック（air lock）、断熱材の取外し等）を必要とする。この中断介入は、重大な実装変更（不良、故障等）のリスクも含む。最後に、特定の設備（特に、特定の規制を受ける設備）でのこの解決策の実施は、特定の調整磨き(regulatory
file)を用い、及び例えばＸ線写真制御等の特定の制御を行うことが必要である。これらの制御は、それらの一部について、放射線防護の観点から無視できないリスクを有しており、且つあらゆる同時活動を禁止している。

溶接プラグの使用に関連するこれらの欠点を回避するための解決策は、既存の閉鎖装置を使用すること、及びそのパイプを密封するためにそれら閉鎖装置をパイプに配置することから構成される。２０００年１月２０日に公開された国際公開第００／０３１７２号を参照すると、この国際公開には、パイプの端部に位置付けされるクランププラグの特定の数の実施形態が示されている。このようなプラグは、強固であり、高圧に耐えることを可能にするが、特に密封及び分離すべきパイプが大きな直径を有する場合に、その取扱いは、非常に複雑なままである。密封すべき配管の直径が、この配管が接続される密閉容器のマンホールの直径よりも大きい場合に、配管を切断してプラグを導入する必要がある。さらに、このようなプラグの内在(intrinsic)気密性は、ダクトの気密性テスト中に確認又は制御できず、場合によっては、テスト結果の改ざんにつながる。突出物のシステムによって配管を損傷するような重要なリスクにも注意する必要がある。

プラグによる解決策は、２００６年４月２７日に公開された米国特許出願公開第２００６／００８６４００号明細書において提案されている。このような閉鎖装置によって、パイプを密封及び分離して、気密性テストを行うことが可能になり、このプラグの特定の構成によって、プラグの内在気密性をさらに制御することが可能になる。それにもかかわらず、この提案された解決策は、大きなパイプ径に適しておらず、気密性テスト又は液圧テストの高圧に耐えることができない。このようなプラグの構造は、さらに複雑かつ大規模であり、所定の位置に配置し且つ実装することをより困難にしている。

また、既存の全ての密封の解決策は、タンクを分離する、従ってテストのために必要な閉じ込め空間を形成するために密封すべきパイプを切断することが必要となるという欠点を有している。

国際公開第００／０３１７２号 米国特許出願公開第２００６／００８６４００号明細書

本発明の目的は、上述した欠点の少なくとも１つを解決できるパイプ閉鎖装置を提案することである。
特に、本発明の目的は、パイプを切断せずに、タンク等の密閉容器のパイプ内の所定の位置に配置される閉鎖装置を提案することである。この閉鎖装置は、この閉鎖装置が導入されるタンクの開口部の直径よりも大きいような実装後の最終的な直径を有する。

本発明の別の目的は、通常の保守作業とは異なり、特殊な人間のスキルを必要としないような、所定の位置に配置することが簡単である閉鎖装置を提案することである。
本発明のさらなる目的は、大径（典型的に、１０００ｍｍより大きい直径）を有するパイプ内に配置することができ、且つ配管の任意の直線部分にプラグを位置付けすることができる閉鎖装置を提案することであり、この閉鎖装置はまた、特に圧力の点で、テスト又は液圧テストによって課される応力に耐えるのに適している。

本発明のさらに別の目的は、パイプ内の所定位置に配置するのが簡単であり、且つこのパイプ内に保持するのが簡単、効率的であり、且つパイプの任意の部分で実施することができる閉鎖装置を提案することである。閉鎖装置は、十分に強固であり、且つ所定の位置に保持され、高圧でのパイプテストを可能にする。

この目的のために、いわゆる第１の直径を有する略円筒形のキャビティを形成する内壁を有するパイプを密封及び分離するための閉鎖装置が、提案される。この閉鎖装置は：
−いわゆる第２の直径を有する略シリンダ形状の本体であって、第２の直径は、閉鎖装置をキャビティ内に挿入することを可能にするように第１の直径よりも小さい、本体と；
−本体とパイプの内壁との間に形成された自由空間を閉じるように、本体の形状を規定するシリンダの側壁の周りに突出する密封接合要素と；を有しており、
本体は、この本体の形状を規定するシリンダを形成するために、一緒に組み立てることが可能ないくつかの組立要素を含み、各組立要素は、３つの直交する寸法によって規定された平行六面体の体積内に内接する形状を有しており、３つの寸法のうちの少なくとも２つの寸法は、第２の直径よりも小さい長さを有する。

組立要素が円筒形本体の直径よりも小さい長さの少なくとも２つの寸法を有するという事実によって、本体の直径よりも小さい、従ってパイプの直径よりも小さい開口部を介してこれらの組立部品の取扱いが可能になる。

好ましい態様によれば、この閉鎖装置は、圧縮によって閉鎖装置の保持を確実にするために、パイプの内壁に対して展開すべき特定の組立要素に、並進方向に取り付けられた複数の滑り止めパッドを含む位置保持システムをさらに有しており、滑り止めパッドのセットは、本体の形状を規定するシリンダの断面の外周の少なくとも半分に亘って延びる全体的な接触面を形成する。

滑り止めパッドの配置及び構成によって、相補的な保持仕掛けを必要とすることなく、プラグの保持が保証され、この保持によって、そのパイプ端部での一意的な位置付けではなく、パイプの任意の部分にプラグを位置付けすることが可能となるので、特に有利である。

単独で又は組み合わされるこの閉鎖装置の好ましいが非限定的な態様は、以下の通りである。
−位置保持システムは、滑り止めパッドによってパイプの内壁に加えられた力を測定するために設けられた力測定要素を含む。
−各滑り止めパッドは、ジャッキシステム又はねじジャッキシステム等の圧縮システムに取り付けられており、この圧縮システムは、パイプの内壁での滑り止めパッドの展開後に、滑り止めパッドの並進を阻止する遮断システムを有する。
−閉鎖装置は、位置保持システムが故障した場合に、パイプ内での閉鎖装置の並進を阻止するために設けられたはみ出し防止システムをさらに含み、このはみ出し防止システムは、パイプ内での閉鎖装置の並進運動の間に起動するべく配置された遮断要素を含む。

−はみ出し防止システムの各遮断要素は、保持システムの滑り止めパッドに対して偏心して取り付けられたローラであり、このローラは、パイプの内壁に接触するように意図される接触面を有する。
−滑り止めパッドのセットは、本体の形状を規定するシリンダの断面の外周全体に亘って延びる全体的な接触面を形成する。
−３つの寸法のうちの少なくとも２つの寸法は、第２の直径の半分以下の長さ、好ましくは第２の直径の１／３以下の長さを有する。

−本体は、シリンダの円形断面の弦に沿ってセグメント化されており、いくつかの組立要素が、シリンダの円形セグメントを形成する。
−本体は、シリンダの円形断面の半径に沿ってセグメント化されており、いくつかの組立要素は、シリンダの扇形状を形成する。
−本体は、さらに、いくつかの基本シリンダを形成するように、シリンダの部分に沿ってセグメント化されており、これら基本シリンダの組立体が、本体のシリンダを形成する。

−本体は、内在性の密封接合部を有しており、各内在性の密封接合部は、２つの隣接する基本シリンダの間に配置される。
−本体は、少なくとも３つの基本シリンダにセグメント化されており、各基本シリンダは、少なくとも３つの組立要素にセグメント化される。
−保持システムの別の滑り止めパッドが、基本シリンダのうちの１つを形成する組立要素に取り付けられる。

−密封接合要素は、本体を形成するシリンダの周りに位置付けされる少なくとも２つの膨張可能な密封接合部を含む。
−閉鎖装置は、膨張可能な密封接合部内の、及び２つの隣接する膨張可能な密封接合部と、本体及びダクトの壁との間に形成された各接合空間内の、圧力を命令制御するために設けられ計測システムを含む。
−各組立要素は、ハニカム構造を有する。

特定の態様によれば、この閉鎖装置は、組立要素を取り扱うためのマンホールを有するタンク内で使用され、マンホールは、１０００ｍｍ〜２０００ｍｍの間の直径を有するパイプを密封する目的で、４００ｍｍ〜６００ｍｍの間の直径を有する。
本発明の他の特徴及び利点は、純粋に例示的なものであり且つ非限定的なものであり、且つ添付の図面に関連して理解すべき以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

様々なタイプのプラグが設けられたいくつかのパイプを含むタンクの概略図である。 本発明の実施形態に係るプラグ本体の構造の概略図である。 密封すべきパイプの内側に配置された本発明の第１の実施形態に係るプラグの断面図である。 計測システムを含む本発明に係るプラグを含むタンクの概略図である。 密封すべきパイプの内側に配置された本発明の第２の実施形態に係るプラグの断面図である。 図５の線Ａ−Ａに沿ったプラグの図であり、位置保持装置を表す。 図５のプラグの斜視図である。 本発明に係るプラグのはみ出し防止システムの概略側面図である。 図８のはみ出し防止システムの概略正面図である。

図１には、液体又は気体の形態の流体を導く及び貯蔵するために、例えば原子力発電所等の各種産業設備で使用されるタンク１等の密閉容器が、示されている。このタンク１は、タンク１との間で流体の循環を可能にするパイプに一般的に接続された複数の入口／出口を有する。

タンクは、非常に多様な寸法及び関連する容積を有してもよいが、それらタンクは、一般的に、２〜８００立方メートル（ｍ^３）の間の内部容積を有しており、この後者の場合に、６メートル（ｍ）の直径で、３０ｍ程度の長さを有する。
図１には、入口／出口を閉じるための様々な解決策がさらに示されており、特に上述した従来技術の既存の解決策を強調している。

こうして、タンク１は、取付けクランプを有するパイプ２を含んでおり、その取付けクランプによって、パイプ２を密封することを可能にする止まり孔３を固定することができる。
特に、流体の流れを調節するために、恒久的に存在するバルブ５が設けられた２つのパイプ４も示されており、こうしてこのバルブを使用して、これらのパイプ４を閉じる、及びタンク１の内部容積を分離することができる。

パイプ６は、タンク１と一体化されており、こうして、このパイプ６を分割することなしに、バルブによって又は止まり孔によって分離することができない。密封すべきパイプ６の内側に特定のプラグを位置付けし、こうして、タンク１の内部容積を分離する必要がある。パイプは、このパイプを適切な制御でタンク１の入口／出口に溶接したときに、「一体物」として特に特定される。

タンク１は、マンホール７、つまり一般的に円形の開口部をさらに有しており、そのマンホールの寸法は、人がタンク１の内部に入ることが可能な寸法を有する。このようなマンホール７は、４００ｍｍ〜６００ｍｍの間の公称直径を有することができ、好ましくは、５００ｍｍ程度である。
パイプ６がマンホール７の直径よりも小さい内径を有する場合に、プラグ８を、十分に大きいマンホール７を介してタンク１の内側のキャビティ内に貫入するパイプ６の直径に適合させることができる。それでもなお、このプラグ８を、タンク１で実施されるテスト又は液圧テストによって与えられる物理的応力に、特に圧力の点で、適合することが望ましい。この密封経路は、パイプ９の直径がマンホール７の直径よりも大きい場合に、既知のプラグでは不可能であることが明白である。パイプ９は、実際に、７００ｍｍより大きい直径、例えば１０００ｍｍ〜２０００ｍｍの間の直径、例えば１４００ｍｍ〜１５００ｍｍ程度の直径を有する。

解体することができる多要素閉鎖装置１０が、本明細書で提案されており、各組立要素は、マンホール７を介してタンク１の内側に導入することが可能になる寸法を有するように形成される。閉鎖装置１０は、全ての組立要素が一緒に取り付けられたときに、パイプ９の内部寸法に略等しい寸法を有する。
こうして、多要素閉鎖装置１０は、まず、タンク１又は他のタイプの密閉容器内に導入され、次に、密封するために配管９内に又はこの周りに組み立てられるように設計されたプラグである。

これを行うために、プラグ１０は、複数の組立要素を含んでおり、一度これらの組立要素が一緒に組み立てられると、パイプ９の直径よりも小さい直径を有する略シリンダ形状を有する本体１１０が形成され、それによって、閉鎖装置をパイプ９のキャビティ内に挿入することが可能になる。また、密封接合要素１２０は、本体１１０とパイプ９の内壁面との間に形成された自由空間を密封するように、本体１１０の側壁の周りに突出する。

プラグ１０をタンク１内に導入できるようにするために、組立要素は、長さがマンホール７の直径よりも小さい少なくとも２つの寸法を有することが必要である。タンク１のパイプ径がマンホール７の直径よりも２〜３倍以下に形成されるので、組立要素の２つの寸法は、パイプ９の直径の半分以下の長さ、好ましくは、このパイプ９の直径の１／３以下の長さを有してもよい。

プラグ１０の本体１１０のセグメント化は、組立要素を容易に取り扱うべく形成するように最適化され、タンク１の内側からプラグの簡易な取り付けが可能になる。
好ましくは、本体１１０は、シリンダの円形断面の弦に沿ってセグメント化され、円形の１つの直径に対して平行に又は中心を通過する（その結果、問題となる弦は直径に対応する）。

本体１１０が、弦に沿って円形の１つの直径に対して平行にセグメント化された場合に、いくつかの組立要素が、シリンダの円形セグメントを形成する。
本体１１０が、円の直径又は半径に沿ってセグメント化された場合に、いくつかの組立要素が、シリンダの扇形状を形成する。
本体１１０を形成するシリンダが長い場合、特に、その長さがマンホール７の直径よりも大きい場合に、本体１１０は、いくつかの基本シリンダを形成するように、シリンダの部分に沿ってセグメント化することができ、その組立体が、本体のシリンダを形成する。

図２には、プラグ１０の本体１１０についての好適なセグメント化が示されている。この実施形態によれば、プラグ１０は、３つの基本シリンダ（１１１；１１２；１１３）にセグメント化され、各基本シリンダ（１１１；１１２；１１３）は、３つの組立要素（１１１１，１１１２，１１１３；１１２１，１１２２，１１２３；１１３１，１１３２，１１３３）にセグメント化される。

図２に示される実施形態によれば、各基本シリンダ（１１１；１１２；１１３）は、２つの弦に沿ってセグメント化され、この組立要素は、２つの円形セグメント（１１１１，１１１３；１１２１，１１２３；１１３１，１１３３）と、シリンダの直径に沿った中央セグメント（１１１２；１１２２；１１３２）とに分解されることに留意されたい。
別の可能なセグメント化が、図７に示されており、ここでは、プラグ１０は、いくつかの基本シリンダにセグメント化され、各基本シリンダが、半径に沿って扇形である組立要素にセグメント化される。この図に示される特定の実施例では、プラグ１０は、２つの基本シリンダ（３１３ ３１１）を含んでおり、各基本シリンダは、扇型（３１１０；３１３０）の形態の１０個の組立要素から形成される。

本体の構造を構成する各組立要素は、最適な質量／耐性の妥協点を得るように、設計される。例えば、ハニカム構造体を選択することが可能である。使用される材料は、この妥協点を最適化するために選択され、例えば、組立要素は、金属（例えば、ステンレス鋼又はチタン）から製造することができ、又は複合材料から形成することができる。好ましくは、プラグを形成する各部品の重量は、人の手による取り扱いを容易にするために、２５ｋｇまでに制限される。

また、プラグ１０は、内在性の密封接合部１３０を含むことができ、各内在性の密封接合部１３０は、本体１１０の全体の気密性を確実するために、２つの隣接する基本シリンダの間に配置される。このような内在性の密封接合部１３０は、例えばディスク及び／又は環状体であってもよく、例えばネオプレン等の気密性材料で作製される。
また、プラグ１０の密封接合要素１２０は、好ましくは、本体１１０を形成するシリンダの周りに位置付けされる、例えばＯリング又はリップシール等の少なくとも２つの膨張可能な密封接合部１２０を含む。

これらの膨張可能な密封接合部１２０によって、プラグ１０の全体的な気密性を確実するだけでなく、パイプの内壁の幾何学的又は表面欠陥を補償することが可能になる。
このような膨張可能な密封接合部１２０は、例えば、組立要素の組立体によって形成された環状溝内に位置付けすることができる。この点に関して、環状溝を１つ以上の基本シリンダ上に設けてもよい。また、環状溝は、２つの隣接する基本シリンダの組立体によって形成されるように設けてもよい。この後者の場合に、膨張可能な密封接合部１２０は、その接合部が２つの隣接する基本シリンダの間の気密性を強化するため、さらに、プラグ１０の内在気密性に貢献するという利点を有する。

また、少なくとも２つの膨張可能な密封接合部を含むレイアウト１２０によって、２つの隣接する膨張可能な密封接合部と、本体及びダクトの壁とによって形成されたいわゆる内部接合(inter joint)空間と呼ばれる空間を形成することができる。この内部接合空間を加圧することで、プラグ１０の内在気密性を確認し、タンク１のテストの成功裏の実施を保証することができる。この点に関して、例えば、この内部接合空間内の圧力を測定するように配置された圧力センサを設けることが可能である。

こうして、このレイアウトによって、そのプラグをパイプ９内に位置付けしたときに、プラグ１０の内在気密性を確認することができる。また、特定の監視システムを用いて、一度その閉じ込め空間が圧力下に置かれると、テスト中にも、プラグの気密性を確認することができる。こうして、タンク１の充填又はテスト中に漏れが発生した場合に、その漏れが、プラグから全部又は部分的に生じているか否かを確認することができ、且つタンクテストの結果において、内部接合空間のレベルでの圧力を監視することによって測定された漏れをフィードバックすることができる。

一般的に、タンク１の入口／出口と、例えば図３に示される溶接部１１等の関連するパイプ９との間に接続点が存在する。好ましくは、プラグ１０は、タンク１のテストを考慮してその溶接部をテストする必要がなくなるように、溶接部１１の上流側に配置される。タンク１のパイプの入口／出口の長さが、プラグを受容するのに十分な長さでない場合に、内部接合制御ラインを介して溶接部を加圧することができるように、プラグ１０の内部接合空間を接続点１１の反対側に位置付けすることが有利である。

プラグ１０の気密性の初期及び／又は連続的な制御のために、図４に示されるように、コンソール２０を、閉じ込めテスト又はテスト空間の外部に設置してもよい。この制御コンソールは、膨張可能な密封接合部１２０に及び内部接合空間に接続された計測ライン（２０１；２０２；２０３）を含んでおり、対応する圧力を命令制御する。これらの計測ライン（２０１；２０２；２０３）は、例えば組立要素内に形成されたハニカム構造を通過し、制御コンソール２０に接続するべくマンホール７のレベルでタンク１から出てくる。マンホールのレベルにおける通路は、計測ラインの通過を可能にしつつ、マンホールを密封することを可能にするテストカバー２０４により実現される。

多要素閉鎖装置１０は、パイプ９内でのプラグの動きを阻止することを可能にする滑り止めパッドをさらに有しており、こうして、テストするために内部容積に接続された配管の一部の任意の直線部分でのそのプラグの設置を可能にする。実際には、各滑り止めパッドは、パイプ９の内壁の１つに対して力を加えることができるように、本体１１０に取り付けられる。パッドは、好ましくは、配管を傷つけないようにするために、配管材料の硬度よりも小さい硬度の材料を用いて設計される。例えば、そのパッドは、ネオプレン製の、又は低い硬度の金属から作製された滑り止めパッドを選択することが可能である。

各滑り止めパッドは、滑り止めパッドによってパイプ９の内壁に加えられた応力を正確に制御するように、例えば力センサ又は負荷端子タイプの力測定システムにさらに結合することができる。この制御により、その力が、プラグをパイプ内の所定の位置に保持するのに十分であることを保証するだけでなく、滑り止めパッドによってパイプ９に加えられた応力が、そのパイプを劣化させることがないことを確実にすることの両方が可能になる。

滑り止めパッドとパイプの内壁との間の接触面は、プラグ１０をパイプ９に保持する力を最大にするために、非常に重要である。好ましくは、滑り止めパッドのセットが、本体の形状を規定するシリンダ１１０の断面の外周の少なくとも半分に亘って延び、且つパイプ９の内壁の円筒部の外周に実質的に対応する全体的な接触面を形成する。
また、好ましい態様では、滑り止めパッドの全体的な接触面は、本体の形状を規定するシリンダ１１０の断面の外周の少なくとも少なくとも７０％、又は少なくとも８０％、又は９０％に亘って延びる。

さらに別の好ましい実施形態によれば、滑り止めパッドの全体的な接触面は、本体の形状を規定するシリンダ１１０の断面の外周の全体に亘って延びる。
パッドは、好ましくは、交換可能である。
好ましくは、パッド１４０上の力は、ジャッキシステムやねじジャッキシステム１４１等の圧縮手段によって加えられ、パッド１４０をパイプ９の内壁に対して押し付ける、又はプラグ１０を取り外したときに、それらパッド遠ざけることが可能になる。

また好ましくは、これらのパッド１４０は、圧縮応力又は引張応力のいずれかを及ぼすことができるようにするために、「ボールソケット」タイプの接続部によってジャッキ又はねじジャッキ１４１と統合される。
図３に示される実施形態では、滑り止めパッド１４０は、それぞれ、ねじジャッキシステム１４１上に取り付けられる。それら滑り止めパッドによって、パイプ内でのプラグの全体的な保持が可能になる。

タイロッド１５０は、これが必要であることが判明した場合に、プラグ１０の保持を達成することができる。これらタイロッド１５０は、それ自体を、調節可能な支持パッド１５２、好ましくは滑り止めのパッドに設けられた支持フランジ（複数可）１５１のシステムに接続される。それでもなお、プラグは、タイロッドを使用することなく、圧力による力に対抗するように設計される。滑り止めパッドの密着性とその滑り止めパッドに加えられる力は、十分である。
また、その端部に滑り止めパッド１４３を設けたセンタリングロッド１４２も、提供することができ、このセンタリングロッド１４２によって、パイプ内での第１の組立要素の設置が容易になる。

図５及び図６に示される実施形態では、滑り止めパッド３４０は、それぞれ、ジャッキシステム３４１に取り付けられる。
また、各滑り止めパッド３４０は、パイプ９内での滑り止めパッド３４０の展開及び応力を正確に制御することを可能にする力センサ３４２に結合される。
また、図５及び図６の例ではそれぞれジャッキ３４０及び力センサ３４２である圧縮手段及び力測定手段は、専用の計測ライン（２１１；２１２）によって制御コンソールに結合してもよい。

一度パッド３４０がパイプ９の内壁に対して展開された後に、使用されるジャッキ３４１は、後退方向（つまり、展開の反対の意味である）に向かう滑り止めパッド３４０の並進を阻止する遮断システムをさらに統合することができる。このような遮断システムは、ジャッキ３４１での圧力損失が発生した場合に、応力の解放を回避するために特に設けられている。
図５及び図６に示される実施形態では、位置保持システムは、いくつかの滑り止めパッド３４０を有しており、これら滑り止めパッドは、それらの接触面がプラグを規定するシリンダの断面の外周の全体に亘って実質的に延びるように配置される。

図６に示される例では、８つの滑り止めパッド３４０が存在しており、各パッドの表面は、約４５°で延びている。
特にジャッキ３４１及び力センサ３４２を統合するその展開システムを含む各滑り止めパッド３４０は、扇型タイプの組立要素３１３０を形成する。一度中心軸線１５０の中間体によって組み立てられると、滑り止めパッド３４０を統合するこれらの組立要素３１３０によって、閉鎖装置の基本シリンダ３１３が形成される。

さらに、閉鎖装置は、密封接合部１２０を統合する少なくとも１つの他の基本シリンダ３１１を有する。図７に示されるように、基本シリンダ３１１は、例えばハニカム構造体である複数の扇型３１１０から形成してもよい。
図５の例では、３つの基本シリンダ（３１１；３１２；３１３）を含む構造を強調しており、密封接合部１２０は、異なる基本シリンダ同士の間に配置される。

上記に示したように、滑り止めパッド３４０の特定のレイアウトによって、相補的な保持の補助なしで、パイプ９内でのプラグの保持を確実にすることができる。パイプの直線部の内側の任意の位置にプラグを位置付けすることができるので、これは特に有利であり、従来技術のプラグにおいて一般的であるように、パイプの端部での一意的な位置付けではない。ここで、パイプの外側に位置付けされたフランジは、所定の位置に保持するのを確実にするために必要である。

好ましい実施形態によれば、プラグは、位置保持システムで故障が発生した場合に、特に、１つ以上の滑り止めパッド３４０がもはやパイプ９の内壁に対して力を加えていない場合に、パイプ内での閉鎖装置の並進を阻止するために設けられたはみ出し防止(anti-extrusion)システムをさらに含むことができる。
より正確には、はみ出し防止システムは、プラグが、滑り止めパッド３４０を有する保持システムが故障した場合に発生するような、パイプ９内での僅かな並進運動をすると直ぐに起動するべく設けられた遮断要素を含む。

図８及び図９に示されるように、例えば、はみ出し防止システムの各遮断要素は、保持システムの滑り止めパッド３４０に対して偏心して４１０取り付けられたローラ４００を含むことができる。このローラ４００は、パイプ９の内壁と接触する接触面を有するように配置される。
こうして、プラグがパイプ内で並進方向に移動する場合に、例えば、滑り止めパッドにより保持システムに故障が発生した場合に、及び過剰な圧力が発生した場合に、ローラ４００を偏心４１０して取り付けることによって、ローラがプラグの並進を停止させるようにパイプ９の内壁に対して応力を加えるまで、ローラが回転するような力が与えられる。

このようなはみ出し防止システムは、上述したような多要素プラグと一緒に使用されるだけでなく、例えばパイプの内壁に押し付けられた滑り止めパッドの使用に基づいて、同様の位置保持システムを含む他のタイプのプラグと一緒に使用される。
この点において、こうして、閉鎖装置は、いわゆる第１の直径を有する略円筒形のキャビティを形成する内壁を有するパイプ９を密封及び分離するように設けられており、この閉鎖装置は：
−いわゆる第２の直径を有する略シリンダ形状を有する本体１１０であって、第２の直径は、閉鎖装置をキャビティ内に挿入することを可能にするように第１の直径よりも小さい、本体と；
−本体１１０とパイプ９の内壁面との間に形成された自由空間を閉じるように、本体の形状を規定するシリンダ１１０の側壁の周りに突出する密封接合要素１２０と；
−圧縮によって閉鎖装置の保持を確実にするために、パイプ９の内壁に対して展開するべく、本体の並進方向に取り付けられた例えば複数の滑り止めパッド（１４０；３４０）を含む位置保持システムであって、滑り止めパッドのセットは、好ましくは、本体の形状を規定するシリンダ１１０の断面の外周の少なくとも半分に亘って延びる全体的な接触面を形成する、位置保持システムと；
−位置保持システムに故障が発生した場合に、パイプ９内での閉鎖装置の並進を阻止するために設けられた、上述したようなはみ出し防止システムであって、このはみ出し防止システムは、好ましくは、パイプ９内での閉鎖装置の並進運動の間に起動するべく配置された遮断要素４００と；を含む。

タンク１内でのプラグ１０の取付けは、以下の一般的な手順に従って行われる。
１ タンク１を開ける。
２ 多要素プラグ１０を構成する様々な部品を、マンホール７を介してタンク１内に導入する。
３ 多要素プラグ１０を組み立てる。
４ プラグ１０とマンホール７との間の所定の位置に計測システムを配置する。
５ 多要素プラグ１０を加圧する。
６ タンク１を充填し、閉じ込め空間を加圧し、タンク１をテストし、タンク１を空にする。
７ 多要素プラグ１０を減圧する。
８ 計測システムを取り出す。
９ 多要素プラグ１０を解体する。
１０ 多要素プラグ１０を構成する様々な部品を、マンホール７を介して退避させる。
１１ タンク１を閉じる。

多要素プラグ１０を組み立てる手順３は、この多要素プラグ１０をパイプに直接的に組み立てる場合に、以下にさらに詳述される。この直接的な組み立ては、特に部品が重く、パイプの直径が大きい場合に、その実装を非常に容易にする。

図２及び図３に示されるように、プラグの組立て手順は、次のようにしてもよい。
３−１ 組立要素１１１２にセンタリングロッド１４２を組み付ける。
３−２ 配管９の軸線に対して垂直方向に組立要素１１１２を位置付けする。垂直方向という意味で、配管と２つの部品の構造体との間のクリアランスを広げることによって、その組立要素を正しく中央に置くようにする。クリアランス及び遮断システムを広げることは、好ましくは、ねじジャッキを用いて行われる。
３−３ （例えば、ハニカム構造にねじを用いて）組立要素１１１２に組立要素１１１１を組み付ける。
３−４ （例えば、ハニカム構造にねじを用いて）組立要素１１１２に組立要素１１１３を組み付ける。
３−５ 部品と配管９との間のクリアランスを均一に広げること確実するとともに力の測定値を確認しながら、滑り止めパッド１４０に必要な力を加える。
３−６ 第１の内部ディスク密封接合部１３０を位置付けする。
３−７ 第１の膨張可能な密封接合部１２０を位置付けする。
３−８ （例えば、ハニカム構造にねじを用いて）組立要素（１１１１，１１１２，１１１３）によって形成された基本シリンダ１１１に組立要素１１２１を組み付ける。
３−９ （例えば、ハニカム構造にねじを用いて）組立要素１１２１，１１１１，１１１２，１１１３に組立要素１１２２を組み付ける。
３−１０ （例えば、ハニカム構造にねじを用いて）組立要素１１２１，１１２２，１１１１，１１１２，１１１３に組立要素１１２３を組み付ける。
３−１１ 部品と配管９との間のクリアランスを均一に広げることを確実にしながら、壁に対して滑り止めパッド１４０を加圧する。
３−１２ 第２の内部ディスク密封接合部１３０を位置付けする。
３−１３ 第２の膨脹可能な密封接合部１２０を位置付けする。
３−１４ （例えば、ハニカム構造にねじを用いて）組立要素（１１２１，１１２２，１１２３）によって形成された基本シリンダ１１２に組立要素１１３１を組み付ける。
３−１５ （例えば、ハニカム構造にねじを用いて）組立要素１１３１，１１２１，１１２２，１１２３に組立要素１１３２を組み付ける。
３−１６ （例えば、ハニカム構造にねじを用いて）組立要素１１３１，１１３２，１１２１，１１２２，１１２３に組立要素１１３３を組み付ける。
３−１７ 部品と配管９との間のクリアランスを均一に広げることを確実にするとともに力の測定値を確認しながら、滑り止めパッド１４０に必要な力を加える。
３−１８ 基本シリンダ１１２，１１３を形成する組立要素を介してタイロッド１５０を慎重に挿入し、それらタイロッドを、基本シリンダ１１１を形成する組立要素にねじ込む。
３−１９ 必要に応じて支持フランジシステム１５１を組み付け、接触パッド１５２を用いてタンク１のタップ（ねじ立て）の入口に支持フランジ１５１を位置付けする。
３−２０ 支持フランジ１５１を塞ぐために、タイロッド１５０にナットをねじ留めする。

図５、図６、図７に示されるように、プラグの組立て手順は、以下のようにしてもよい。
３−１ 力測定センサ３４２及びはみ出し防止要素４００が設けられた第１の滑り止めパッド３４０を位置付けする。
３−２ 第１のジャッキ／ねじジャッキ３４１を位置付けする。
３−３ 中心軸線１５０を位置付けする。
３−４ 力測定センサ３４２及びジャッキ／ねじジャッキ３４１が設けられた最後のパッド３４０を位置付けする。
３−５ センサ３４２によって力を制御しながら、ジャッキ３４１を加圧する。
３−６ １つの基本シリンダ３１３の第１の扇形ハニカム要素を位置付けする。
３−７ 第１の膨張可能な密封接合部１２０を位置付けする。
３−８ 別の基本シリンダ３１２の第２の扇形ハニカム要素を位置付けする。
３−９ 第２の膨脹可能な密封接合部１２０を位置付けする。
３−１０ 最後の基本シリンダ３１１の最後の扇形ハニカム要素を位置付けする。

多要素プラグ１０を加圧する手順５は、以下のよう細分化することができる。
５−１ 第１の膨張可能な密封接合部１２０を加圧する。
５−２ 第２の膨脹可能な密封接合部１２０を加圧する。
５−３ 内部接合空間を加圧する。
５−４ プラグ１０の内在気密性を確認するために、３つ圧力の安定性を確認する。

上記から分かるように、提案される多要素プラグ１０は、まず第１に、このようなパイプを分割することなく、どのような直径であっても、その多要素プラグによって任意のタイプのパイプの密封が可能になるので、特に有利であり、且つ広範な圧力範囲に亘って、保持装置なしで配管の全断面内に位置付けすることができる。
実際に、その多要素構造のおかげでいかなるタンク内にも導入することができ、あらゆる直径の配管に使用することができる。閉鎖装置は、実際には、その閉鎖装置が導入されるマンホールの開口部の直径よりも大きいような組立後の最終的な直径を有する。

プラグは、タンク又は、タンク（複数可）及びパイプ（複数可）のセットの分離に関して説明しており、ここでマンホールは、タンクを切り込んで形成される。この分離は、大径のパイプ単体の分離用のプラグを使用して考えることも可能であり、そのパイプには、多要素プラグ１０を導入するマンホールが設けられる。
提案されたプラグがマンホールの直径よりも大きい直径を有するパイプを密封するために特に有利である場合に、マンホールの直径よりも小さい直径を有するパイプでも使用できることは明らかである。多要素構造によって、実際には、組立を考慮した部品のはるかに簡易な取り扱いが可能になる。

このようなプラグを使用すると、取付け及び取外し時間は、溶接プラグの取付け及び取外しの時間よりも著しく短くなる。また、調整磨きは必要なくなり、又は非破壊検査も必要なくなる。
また、物流要件は、非常に限定的なものとなり、「標準」的な人材がいれば、プラグを所定の位置に置くために十分である。このようなプラグによって、熱加工（研削、溶接等）を省略することも可能となり、火災の危険性も排除される。

このようなプラグは、さらに、パイプの外側に配置される装置を保持することなく、高圧に耐える（例えば、公称直径１４００ｍｍのパイプについて３５バールの耐性、及びより小さい公称直径に対してより高い耐性）ように設計されている。
また、このプラグは、例えば原子力発電所等のリスクのある設備での設置を含む、任意のタイプの産業設備で実装することができる。このようなプラグは、特に大きな公称直径の配管について、気密性テスト、液圧テスト、又は気密性を必要とする他の操作を実施する目的で、貯水容器、タンク、交換器、又は配管のパイプを「分離する」あらゆる問題に応じて使用することができる。

読者は、本明細書に記載の新規な教示及び利点を著しく超えることなく、多くの修正がなされ得ることを理解するだろう。従って、この種の全ての修正は、説明した閉鎖装置の範囲内に組み込まれることが意図されている。

Claims (18)

1. 第１の直径を有する略円筒形のキャビティを形成する内壁を有するパイプを閉鎖及び分離するための閉鎖装置であって、当該閉鎖装置は：
   −第２の直径を有する略シリンダ形状の本体であって、第２の直径は、前記閉鎖装置を前記キャビティ内に挿入することを可能にするように第１の直径よりも小さい、本体と；
   −前記本体と前記パイプの内壁との間に形成された自由空間を閉じるように、前記本体の形状を規定する前記シリンダの側壁の周りに突出する密封接合要素と；を備えており、
   前記本体は、該本体の形状を規定する前記シリンダを形成するために、一緒に組み立てることが可能ないくつかの組立要素を含み、各組立要素は、３つの直交する寸法によって規定された平行六面体の体積内に内接する形状を有しており、３つの寸法のうちの少なくとも２つの寸法は、第２の直径よりも小さい長さを有しており、
   前記閉鎖装置は、圧縮によって前記閉鎖装置の保持を確実にするために、前記パイプの内壁に対して展開すべき組立要素の一部に、並進方向に取り付けられた複数の滑り止めパッドを含む位置保持システムをさらに備えており、前記滑り止めパッドのセットは、前記本体の形状を規定する前記シリンダの断面の外周の少なくとも半分に亘って延びる全体的な接触面を形成し、前記位置保持システムは、前記滑り止めパッドによって前記パイプの内壁に加えられた力を測定するために設けられた力測定要素をさらに含む、
   閉鎖装置。
2. 各滑り止めパッドは、圧縮システムに取り付けられており、該圧縮システムは、前記パイプの内壁での前記滑り止めパッドの展開後に、前記滑り止めパッドの並進を阻止する遮断システムを含む、
   請求項１に記載の閉鎖装置。
3. 前記圧縮システムは、ジャッキシステム又はねじジャッキシステムである、
   請求項２に記載の閉鎖装置。
4. 前記位置保持システムが故障した場合に、前記パイプ内での前記閉鎖装置の並進を阻止するために設けられたはみ出し防止システムをさらに含み、該はみ出し防止システムは、前記パイプ内での前記閉鎖装置の並進運動の間に起動するべく配置された遮断要素を含む、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の閉鎖装置。
5. 前記はみ出し防止システムの各遮断要素は、前記保持システムの滑り止めパッドに対して偏心して取り付けられたローラであり、該ローラは、前記パイプの内壁と接触する接触面を有する、
   請求項４に記載の閉鎖装置。
6. 前記滑り止めパッドのセットは、前記本体の形状を規定する前記シリンダの断面の外周全体に亘って延びる全体的な接触面を形成する、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の閉鎖装置。
7. 前記３つの寸法のうちの少なくとも２つの寸法は、第２の直径の半分以下の長さを有する、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の閉鎖装置。
8. 前記３つの寸法のうちの少なくとも２つの寸法は、第２の直径の１／３以下の長さを有する、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載の閉鎖装置。
9. 前記本体は、前記シリンダの円形断面の弦に沿ってセグメント化されており、前記組立要素のいくつかが、前記シリンダの円形セグメントを形成する、
   請求項１乃至８のいずれか一項に記載の閉鎖装置。
10. 前記本体は、前記シリンダの円形断面の半径に沿ってセグメント化されており、前記組立要素のいくつかが、前記シリンダの扇形状を形成する、
    請求項１乃至９のいずれか一項に記載の閉鎖装置。
11. 前記本体は、いくつかの基本シリンダを形成するように、前記シリンダの部分に沿ってセグメント化されており、これら基本シリンダの組立体が、前記本体のシリンダを形成する、
    請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の閉鎖装置。
12. 前記本体は、内在性の密封接合部を有しており、各内在性の密封接合部は、２つの隣接する基本シリンダの間に配置される、
    請求項１１に記載の閉鎖装置。
13. 前記本体は、少なくとも３つの基本シリンダにセグメント化されており、各基本シリンダは、少なくとも３つの組立要素にセグメント化される、
    請求項１１又は１２に記載の閉鎖装置。
14. 前記保持システムの別の滑り止めパッドが、基本シリンダのうちの１つを形成する組立要素に取り付けられる、
    請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の閉鎖装置。
15. 前記密封接合要素は、前記本体を形成する前記シリンダの周りに位置付けされる少なくとも２つの膨張可能な密封接合部を含む、
    請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の閉鎖装置。
16. 前記膨張可能な密封接合部内の、及び２つの隣接する膨張可能な密封接合部と、前記本体及びダクトの壁との間に形成された各接合空間内の、圧力を命令制御するために設けられた計測システムをさらに含む、
    請求項１５に記載の閉鎖装置。
17. 各組立要素は、ハニカム構造を有する、
    請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の閉鎖装置。
18. 組立要素を取り扱うためのマンホールを有するタンク内で使用され、前記マンホールは、１０００ミリメートル（ｍｍ）〜２０００ｍｍの間の直径を有する前記パイプを密封する目的で、４００ｍｍ〜６００ｍｍの間の直径を有する、
    請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の閉鎖装置。

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