JP6281004B1 - Seal mechanism - Google Patents
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Abstract
【課題】フランジの補強が可能なシール機構を提供する。【解決手段】その間にバタフライバルブ26が配置されたフランジ21,23どうしをボルト24及びナット25によって締結する際に、フランジ21,23とバタフライバルブ26との間に挟み込まれるシール機構10であって、フランジ21,23を構成する材料よりも弾性率の高い材料から構成された本体部11と、本体部11の中央に備えられた開口部12に設置可能な、フランジ21,23を構成する材料よりも弾性率の低い材料から構成されたシール部材13とを備え、本体部11に、フランジ21,23に備えられたボルト穴に対応する箇所に、ボルト24の挿通穴14が備えられている。【選択図】図2A sealing mechanism capable of reinforcing a flange is provided. A seal mechanism 10 is sandwiched between flanges 21 and 23 and a butterfly valve 26 when the flanges 21 and 23 on which the butterfly valve 26 is disposed are fastened by bolts 24 and nuts 25. The material constituting the flanges 21, 23 that can be installed in the main body 11 made of a material having a higher elastic modulus than the material constituting the flanges 21, 23 and the opening 12 provided in the center of the main body 11. And a sealing member 13 made of a material having a lower elastic modulus, and the body portion 11 is provided with insertion holes 14 for bolts 24 at locations corresponding to the bolt holes provided in the flanges 21 and 23. . [Selection] Figure 2
Description
本発明は、その間に配管材料が配置されたフランジどうしをボルト及びナットによって締結する際に、前記フランジと前記配管材料との間に挟み込まれるシール機構に関するものである。 The present invention relates to a seal mechanism that is sandwiched between the flange and the piping material when the flanges between which the piping material is disposed are fastened with bolts and nuts.
特許文献1に示されるように、配管の端部に備えられたフランジどうしをボルト及びナットによって締結することで配管の端部どうしを接続するにあたり、フランジ間に可撓性のパッキンやガスケット等のシール部材を挟み込むことによってフランジ間から流体が漏洩することが防止されている。 As shown in Patent Document 1, when connecting the ends of pipes by fastening the flanges provided at the ends of the pipes with bolts and nuts, flexible packing, gaskets, etc. By sandwiching the seal member, fluid is prevented from leaking from between the flanges.
ボルトの締め付け時には、フランジには全周にわたり均等な締付力が発生するのではなく、締め付け操作したボルトの箇所に大きな締め付け力が集中的に発生する。 When a bolt is tightened, a uniform tightening force is not generated on the entire circumference of the flange, but a large tightening force is intensively generated at the position of the tightened bolt.
このため、締め付け力が強すぎるボルトの箇所においてフランジに無理な力が加わり、特にフランジが樹脂製である場合には、フランジの変形や破損を生じさせる虞があった。 For this reason, an unreasonable force is applied to the flange at the location of the bolt where the tightening force is too strong. In particular, when the flange is made of resin, the flange may be deformed or damaged.
また、ボルトの締め付け力がフランジの全周にわたり不均等であると、いわゆる片締め状態となり、フランジどうしの対向面が傾き、フランジどうしが部分的に接触したり、シール部材に与える押圧力が不均衡となりシール性が損なわれたりする虞があった。 In addition, if the bolt tightening force is not uniform over the entire circumference of the flange, a so-called one-side tightening state occurs, the opposing surfaces of the flanges tilt, the flanges partially contact each other, and the pressing force applied to the seal member is not good. There is a risk that the balance and the sealing performance may be impaired.
このような問題は、特にフランジどうしの間に配管材料を配置した状態で、フランジどうしをボルト及びナットによって締結する場合に顕著であった。 Such a problem is remarkable particularly when the flanges are fastened with bolts and nuts in a state where the piping material is disposed between the flanges.
本発明は、上述したような問題点を解決するためのものであり、フランジの補強が可能なシール機構を提供することを目的としている。 The present invention is intended to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a seal mechanism that can reinforce a flange.
上述の目的を達成するための本発明に係るシール機構の特徴構成は、その間に配管材料が配置されたフランジどうしをボルト及びナットによって締結する際に、前記フランジと前記配管材料との間に挟み込まれるシール機構であって、前記フランジを構成する材料よりも弾性率の高い材料から構成された本体部と、前記本体部の中央に備えられた開口部に設置可能な、前記フランジを構成する材料よりも弾性率の低い材料から構成されたシール部材とを備え、前記本体部に、前記フランジに備えられたボルト穴に対応する箇所に、ボルトの挿通穴が備えられている点にある。 The characteristic configuration of the seal mechanism according to the present invention for achieving the above-described object is that when the flanges between which the piping material is arranged are fastened with bolts and nuts, the flange is sandwiched between the flange and the piping material. A material constituting the flange, which can be installed in a main body portion made of a material having a higher elastic modulus than a material constituting the flange and an opening provided in the center of the main body portion. And a sealing member made of a material having a lower elastic modulus, and the main body is provided with bolt insertion holes at locations corresponding to the bolt holes provided in the flange.
上述の構成によると、ボルトの締め付けにあたり、フランジと配管材料との間にシール機構を配置させることにより、フランジはシール機構の本体部によって補強されるため、変形が抑制される。したがって、フランジの破損が防止されるとともに、シール部材に与える押圧力の不均衡が軽減され、シール性が良好に維持される。 According to the above-described configuration, when the bolt is tightened, by disposing the seal mechanism between the flange and the piping material, the flange is reinforced by the main body of the seal mechanism, so that deformation is suppressed. Therefore, breakage of the flange is prevented, imbalance in the pressing force applied to the seal member is reduced, and the sealing performance is maintained well.
フランジが金属や合成樹脂から構成されている場合は、本体部を構成する材料として、フランジを構成する材料より弾性率が高い、かつ、配管を流れる流体に対する耐腐食性のある、たとえば金属やセラミックス等が好適に用いられ、その形状は、好ましくはフランジの形状に応じて適宜選定される。また、シール部材を構成する材料として、フランジを構成する材料より弾性率が低い、かつ、配管を流れる流体に対する耐腐食性のある、たとえば天然ゴム、合成ゴム、合成樹脂等が好適に用いられる。なお、配管材料としては、バタフライバルブ等のバルブや、流量計等の計器類が例示できる。 When the flange is made of metal or synthetic resin, the material constituting the main body is higher in elastic modulus than the material constituting the flange and is resistant to the fluid flowing through the pipe, such as metal or ceramics. Etc. are preferably used, and the shape thereof is preferably selected as appropriate according to the shape of the flange. Further, as the material constituting the seal member, for example, natural rubber, synthetic rubber, synthetic resin, or the like, which has a lower elastic modulus than the material constituting the flange and has corrosion resistance to the fluid flowing through the pipe, is preferably used. Examples of the piping material include valves such as a butterfly valve and instruments such as a flow meter.
本発明においては、前記本体部は、前記開口部の片面に座繰り状の凹部が備えられ、前記シール部材は、外周面が前記凹部に嵌め込まれるようにして、前記開口部に設置されると好適である。 In the present invention, the main body is provided with a countersink-shaped recess on one side of the opening, and the seal member is installed in the opening so that an outer peripheral surface is fitted into the recess. Is preferred.
たとえば、フランジとの対向面にゴムパッキン等のシール部材が備えられている配管材料としてのバルブと、シール部材が備えられていないフランジとの間においては、シール部材がある側がフランジに面し、シール部材がない側がバルブ側に面するようにシール機構を配置することで、フランジとバルブとの対向面をシールすることができる。 For example, between a valve as a piping material provided with a seal member such as rubber packing on the surface facing the flange and a flange not provided with a seal member, the side with the seal member faces the flange, By disposing the seal mechanism so that the side without the seal member faces the valve side, the opposing surface of the flange and the valve can be sealed.
本発明においては、前記シール部材は、前記フランジどうしを締結したときに、なお前記凹部の深さ以上の厚みを有していると好適である。 In the present invention, it is preferable that the seal member has a thickness equal to or greater than the depth of the recess when the flanges are fastened.
ボルトの締め付けにともなって、シール部材は弾性的に変形する。フランジを締結し終えてなお弾性力を有することにより、シール機構とフランジとの対向面のシール性が担保される。 As the bolt is tightened, the seal member is elastically deformed. By having the elastic force after fastening the flange, the sealing performance of the facing surface between the seal mechanism and the flange is ensured.
本発明においては、前記本体部は、前記開口部の両面に座繰り状の凹部が備えられ、前記シール部材は、外周面の中央に周方向に溝部が備えられ、前記シール部材は、前記溝部に両前記凹部の底面部から構成される内向きフランジ部が入り込むようにして、前記開口部に設置されると好適である。 In the present invention, the main body is provided with recesses on both sides of the opening, the seal member is provided with a groove in the circumferential direction at the center of the outer peripheral surface, and the seal member is provided with the groove. It is preferable that the inward flange portion constituted by the bottom surface portions of both the concave portions enter into the opening portion so as to enter.
たとえば、フランジとの対向面にゴムパッキン等のシール部材が備えられていない配管材料としての流量計と、シール部材が備えられていないフランジとの間であっても、単一のシール部材を備えたシール機構によって、フランジと流量計との対向面をシールすることができる。 For example, a single seal member is provided even between a flow meter as a piping material not provided with a seal member such as rubber packing on the surface facing the flange and a flange not provided with a seal member. The opposing surface of the flange and the flow meter can be sealed by the sealing mechanism.
本発明においては、前記シール部材は、前記フランジどうしを締結したときに、なお前記本体部の厚み以上の厚みを有していると好適である。 In the present invention, it is preferable that the seal member has a thickness equal to or greater than the thickness of the main body when the flanges are fastened.
ボルトの締め付けにともなって、シール部材は弾性的に変形する。フランジを締結し終えてなお弾性力を有することにより、シール機構とフランジとの対向面や、シール機構と流量計との対向面のシール性が担保される。 As the bolt is tightened, the seal member is elastically deformed. By having the elastic force after the flange has been fastened, the sealing performance of the facing surface between the sealing mechanism and the flange and the facing surface between the sealing mechanism and the flow meter is ensured.
以下、本発明に係るシール機構の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of a seal mechanism according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1及び図2には、本発明の第一実施形態に係るシール機構10が示されている。
1 and 2 show a
シール機構10は、本体部11と、本体部11の中央に備えられた開口部12に設置可能な、シール部材13とを備えている。
The
図2に示すように、シール機構10は、たとえば配管20の端部に備えられたフランジ21と、配管22の端部に備えられたフランジ23との間に配管材料としてのバタフライバルブ26を配置し、フランジ21,23をボルト24及びナット25によって締結する際に、フランジ21,23とバタフライバルブ26との間に挟み込まれ、フランジ21,23との対向面をシールするために用いられる。なお、バタフライバルブ26は、シール機構10との対向面にゴムパッキン等のシール部材27が備えられている。配管材料として、フランジ21,23との間に配置されるのは、必ずしもバタフライバルブ26である必要はなく、逆止弁や仕切弁等のバルブであってもよい。図2において、ワッシャーは図示が省略されているが、適宜備えることができる。
As shown in FIG. 2, in the
本体部11に、フランジ21,23に備えられたボルト穴に対応する箇所に、ボルト24の挿通穴14が備えられ、開口部12の片面に座繰り状の凹部15が備えられている。本実施形態においては、挿通穴14は四つ備えられているが、これに限らない。フランジ21,23に備えられたボルト穴の数に応じて適宜備えられる。
The
本体部11は、フランジ21,23を構成する材料よりも弾性率が高い、かつ、配管20やバタフライバルブ26を流れる流体に対する耐腐食性のある金属やセラミックス等から構成され、その形状は、本実施形態においては、フランジ21,23と同じ直径の円形状となっている。なお、本体部11の形状はこれに限らず、フランジ21,23と異なる直径を有する円形状であったり、フランジ21,23と異なる形状、たとえば多角形状であってもよい。
The
シール部材13は、凹部15の内径と略同じ直径を有する円環状の部材であり、その外周面が凹部15に嵌め込まれるようにして、凹部15に設置される。
The
シール機構10は、シール部材13が配置された面がフランジ21に対向し、シール部材13が配置されていない面がフランジ23に対向するように、フランジ21,23の間に挟み込まれる。これにより、バタフライバルブ26とフランジ21とのシール性も、バタフライバルブ26とフランジ23とのシール性も良好に維持される。
The
シール部材13は、フランジ21,23どうしを締結したときに、なお凹部15の深さ以上の厚みを有している。ボルト24の締め付けにともなって、シール部材13は弾性的に変形するが、フランジ21,23を締結し終えてなお弾性力を有することにより、シール機構10とフランジ21,23との対向面のシール性が担保される。なお、シール部材13の直径を、凹部15の内径よりわずかに大きくすることによって、フランジ21,23間に挟んでいないときであっても、嵌め込み状態を維持することができる。
The
シール部材13は、中央に配管20,22やバタフライバルブ26の口径と同じかわずかに大きい直径の開口部16を有している。ボルト24を締め付けた際に、シール部材13に開口部16の直径を小さくするような変形が生じたとしても、配管20,22やバタフライバルブ26を流れる流体に対する抵抗とならないように構成されていることが好ましい。また、本体部11の開口部12の直径は、配管を流れる流体に対する抵抗とならないように、開口部16の直径よりも大きく構成されていることが好ましい。
The
シール部材13は、フランジ21,23を構成する材料よりも弾性率が低い、かつ、天然ゴム、合成ゴム、合成樹脂等から構成され、配管20,22やバタフライバルブ26を流れる流体の性状に応じて適宜選定される。
The sealing
以上のように、ボルト24の締め付けにあたり、フランジ21,23の間にフランジ21,23を構成する材料よりも弾性率の高い材料から構成された本体部11を配置させることにより、フランジ21,23の変形を抑制することができる。したがって、フランジ21,23の破損が防止されるとともに、シール部材13に与える押圧力の不均衡が軽減され、シール性が良好に維持される。
As described above, when tightening the bolt 24, the flanges 21, 23 are arranged between the flanges 21, 23 by disposing the
図3及び図4には、本発明の第二実施形態に係るシール機構30が示されている。なお、第二実施形態の説明において、上述した第一実施形態と同様の構成については説明を省略する。
3 and 4 show a
シール機構30は、本体部31と、本体部31の中央に備えられた開口部32に設置可能な、シール部材33とを備えている。
The
図4に示すように、シール機構30は、たとえば配管40の端部に備えられたフランジ41と、配管42の端部に備えられたフランジ43との間に配管材料としての流量計46を配置し、フランジ41,43をボルト44及びナット45によって締結する際に、フランジ41,43と流量計46との間に挟み込まれ、フランジ41,43との対向面と、流量計46との対向面をシールするために用いられる。配管材料として、フランジ41,43との間に配置されるのは、必ずしも流量計46である必要はなく、温度計等の計器類や、配管端部を封止する封止板であってもよい。図4において、ワッシャーは図示が省略されているが、適宜備えることができる。
As shown in FIG. 4, the
本体部31に、フランジ41,43に備えられたボルト穴に対応する箇所に、ボルト44の挿通穴34が備えられ、開口部32の両面に座繰り状の凹部35,35が備えられている。本実施形態においては、挿通穴34は四つ備えられているが、これに限らない。フランジ41,43に備えられたボルト穴の数に応じて適宜備えられる。
The
シール部材33は、凹部35の内径よりわずかに大きい直径を有する円環状の部材であり、その外周面の中央に周方向に溝部37が備えられ、溝部37に凹部35,35の底面部から構成される内向きフランジ部38が入り込むようにして、開口部32に設置される。シール部材33は、フランジ41,43どうしを締結したときに、なお本体部31の厚み以上の厚みを有している。ボルト44の締め付けにともなって、シール部材33は弾性的に変形するが、フランジ41,43を締結し終えてなお弾性力を有することにより、シール機構10とフランジ41,43との対向面や、シール機構10と流量計46との対向面のシール性が担保される。
The
シール部材33は、中央に配管40,42や流量計46の口径と同じかわずかに大きい直径の開口部36を有している。ボルト44を締め付けた際に、シール部材33に開口部36の直径を小さくするような変形が生じたとしても、配管40,42や流量計46を流れる流体に対する抵抗とならないように構成されていることが好ましい。
The
シール機構30が、フランジ41,43と流量計46との間に挟み込まれると、シール部材33によって、フランジ41と流量計46とのシール性も、フランジ43と流量計46とのシール性も良好に維持される。
When the
以上のように、ボルト44の締め付けにあたり、フランジ41,43と流量計46との間に、フランジ41,43を構成する材料よりも弾性率の高い材料から構成された本体部31を配置させることにより、フランジ41,43の変形を抑制することができる。したがって、フランジ41,43の破損が防止されるとともに、シール部材33に与える押圧力の不均衡が軽減され、シール性が良好に維持される。
As described above, when tightening the
上述した実施形態は、いずれも本発明の一例であり、当該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲において適宜変更設計可能である。 Each of the above-described embodiments is an example of the present invention, and the present invention is not limited by the description. The specific configuration of each part can be appropriately changed and designed within the range where the effects of the present invention are exhibited. is there.
10 :シール機構
11 :本体部
12 :開口部
13 :シール部材
14 :挿通穴
15 :凹部
16 :開口部
20 :配管
21 :フランジ
22 :配管
23 :フランジ
24 :ボルト
25 :ナット
26 :バタフライバルブ(配管材料)
27 :シール部材
30 :シール機構
31 :本体部
32 :開口部
33 :シール部材
34 :挿通穴
35 :凹部
36 :開口部
37 :溝部
38 :内向きフランジ部
40 :配管
41 :フランジ
42 :配管
43 :フランジ
44 :ボルト
45 :ナット
46 :流量計(配管材料)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Seal mechanism 11: Main-body part 12: Opening part 13: Sealing member 14: Insertion hole 15: Recess 16: Opening part 20: Pipe 21: Flange 22: Pipe 23: Flange 24: Bolt 25: Nut 26: Butterfly valve ( piping material)
27: Sealing member 30: Sealing mechanism 31: Main body 32: Opening 33: Sealing member 34: Insertion hole 35: Recess 36: Opening 37: Groove 38: Inward flange 40: Piping 41: Flange 42: Piping 43 : Flange 44: Bolt 45: Nut 46: Flow meter (piping material)
Claims (5)
前記フランジを構成する材料よりも弾性率の高い材料から構成された本体部と、前記本体部の中央に備えられた開口部に設置可能な、前記フランジを構成する材料よりも弾性率の低い材料から構成されたシール部材とを備え、
前記本体部に、前記フランジに備えられたボルト穴に対応する箇所に、ボルトの挿通穴が備えられているシール機構。 A seal mechanism that is sandwiched between the flange and the piping material when the flanges between which the piping material is disposed are fastened by bolts and nuts,
A main body portion made of a material having a higher elastic modulus than the material constituting the flange, and a material having a lower elastic modulus than the material constituting the flange, which can be installed in an opening provided at the center of the main body portion. And a sealing member composed of
A sealing mechanism in which a bolt insertion hole is provided at a location corresponding to the bolt hole provided in the flange in the main body.
前記シール部材は、外周面が前記凹部に嵌め込まれるようにして、前記開口部に設置される請求項1に記載のシール機構。 The main body is provided with a countersink-shaped recess on one side of the opening,
The seal mechanism according to claim 1, wherein the seal member is installed in the opening such that an outer peripheral surface is fitted into the recess.
前記シール部材は、外周面の中央に周方向に溝部が備えられ、
前記シール部材は、前記溝部に両前記凹部の底面部から構成される内向きフランジ部が入り込むようにして、前記開口部に設置される請求項1に記載のシール機構。 The main body has countersink-shaped recesses on both sides of the opening,
The seal member is provided with a groove in the circumferential direction at the center of the outer peripheral surface,
2. The seal mechanism according to claim 1, wherein the seal member is installed in the opening portion so that an inward flange portion constituted by bottom surfaces of both the concave portions enters the groove portion.
The seal mechanism according to claim 4, wherein the seal member has a thickness equal to or greater than a thickness of the main body when the flanges are fastened.
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