JP6484170B2 - 管路装置 - Google Patents

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Description

本発明は、管路で使用する装置に関連し、特に、装置の構成部品から、装置本体を通してバルブを取り出し得る装置に関連する。
また、本発明は、バルブに関し、具体的には、流体の流れのための地中管及び地上管等の管路(例えば水道管及びガス管)を通る流体の流れを制御するための停止バルブに関連する。
地下に配置された何マイルもの水道及びガス管路が、イギリス及び事実世界中にある。バルブは、これらの管路に沿った多くの個所に配置されており、バルブに近接した管路の区間を通る流体の流れの制御を可能にする。例えば、多くの大径管が車道の下深くに配置されており、そこから小径管が分岐して、それぞれが別々の産業、商業又は住宅用地につながっており、例えば水道水又は他の未処理の状態の水をそれらに供給する。これらの用地の1つに水漏れがある場合、その用地への分岐管にあるバルブを操作して、大径主要管からその分岐管沿いの住宅への水の流れを停止させることができる。
これらのバルブは、多くの形状のうちの1つをとってもよいが、本質的には、それぞれは、何らかの内部バリヤ部材、例えばゲート、ボール、プラグ、又はディスク(バタフライバルブの場合)を有しており、これらの内部バリヤ部材は、バルブを通る流体の流れを許可、制限、停止するために可動である。このようなバリヤ部材は、バリヤ部材からバルブの外側に延長するスピンドルを、バルブ上の地表に向かって回転することによって一般的に動かされる。
これらの地下バルブのうちの1つを操作するために、作業員は、地表からバルブまで延びている開いた立坑から、T字型の棒、バルブキーなどの工具を降ろしていく。作業員は、スピンドルの端にあるテーパー状又は成形されたシャンク上にバルブのキーの端を配置することを目的とする。その後、キーを回転させることによってスピンドルが回転し、これによりバルブのバリヤ部材が動き、流体が流れるバルブのチャネルを遮断するか、又は遮断を解除する。あるいは、バルブのスピンドルは、開いた立坑を、バルブから地表へと上がっていく経路の大半に延長している場合もあり、整備工は、長いスピンドルの端にある短いキーを使用してバルブを操作することができる。
どちらの場合でも、歩道又は車道にあるこのような開口部は、歩行者及び運転者等に重大な危険をもたらすため、このような開いた立坑は、これらの要素に対して開放したままにすることはできない。従って、開いた立坑を覆うため、バルブの上にある車道や歩道にカバープレートが配置されている。これらのカバープレートは、重量物運搬車を含む、これらの上を行き交う車両の重量に通常耐える必要があるため、出来る限り小さくカバープレートを作ることが好ましい。小型のカバープレートは、同じ質量に耐えるために、大型のものほど頑丈に作られる必要はない。
無論、これらのバルブに対しては、例えば、バルブの摩耗又は損傷した開閉機構の一部を交換する等の整備が必要である。既知の管路においては、バルブが配置された管路の区間が、残りの管網から隔離されれば(おそらく、当のバルブの上流及び下流のバルブを閉鎖することによって)、又は管路が減圧されれば、バルブの整備が可能である。従来のバルブは、取り外し可能な「ボンネット」をバルブの上側に有しており(本明細書では、「上」という用語は、上の路面に対するバルブの相対配向について使用される)、ボンネットは、多数のボルトによって、バルブの主要ケーシング上に保持され、バルブ内のアクセスチャンバーを覆っている。多くのバルブにおいて、ボンネットが除去されると、バルブの開閉機構に到達可能となって、このような整備のために取り外すことができる。場合により開閉機構は、プラグバルブ等の密閉型であるが、このようなバルブは、プラグに到達するために外側のボンネットの取り外しが依然必要である。
このようなボンネットの取り外しを可能にするため、整備工は、バルブ自体に到達可能でなければならない。これらのバルブは、地下深く(例えば地表から0.6〜4.5メートル(2〜15フィート)下)に配置されているため、路面からは到達不可能である。更に、路面におけるカバープレート及びその下にある開いた立坑は、整備工が降りていくには狭すぎる。従って、このような地下バルブの整備は、バルブ上の土、タールマック等の掘削後にのみ実行可能である。これは、当然ながら時間を浪費し、高額であるし、かつ、このような掘削の結果として、一時的な交通整理が行われ、道路が封鎖又は部分的に通行止めされていることを知った歩行者及び運転者たちは、非常に不便を被ることになる。
いくつかの型の陸上(地上)バルブもあり、これらは、整備目的でバルブ内のアクセスチャンバーに到達するため、ボンネットの取り外しを要する。掘削を要するわけではないが、地下バルブの場合のように、このようなボンネットの取り外しは時間を浪費するため、費用がかかる。
従って、地下での使用に適しており、更にバルブの上及び周りの地盤を掘削することなく地表から整備可能な流量制御機構を有するバルブが望まれている。迅速かつ安価に整備可能な陸上バルブも望まれている。
流体を運ぶ管路での監視作業の実行がしばしば必要である。監視は、時々必要とされるだけであり得るため、監視機器を取り付けることができ、更に簡単に取り外すことができる装置を提供することが望ましい。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、監視機器を取り付けることができ、更に簡単に取り外すことができる管路装置を提供することにある。
本発明の第1の態様によると、立上り管及び管路接続部を含むハウジングと、立上り管内に装着された部材に装着されたシールパック組立体と、を備える管路装置が提供され、装置は、シールパック組立体を通って延長するシャフトを含み、シールパック組立体は、シャフトの外面とシャフトが通って延長するシールパック組立体の構成部品との間に位置し、かつシャフトの外面と構成部品との間を封止するように構成された少なくとも1つのシールを含み、前記構成部品は、前記部材に着脱可能に取り付けられている。
好ましくは、立上り管に装着された部材は、前記立上り管に着脱可能に装着される。
本発明の第2の態様によると、立上り管及び管路接続部を含むハウジングと、立上り管内に着脱可能に装着された部材に装着されたシールパック組立体と、を備える管路装置が提供され、装置は、シールパック組立体を通って延長するシャフトを含み、シールパック組立体は、シャフトの外面とシャフトが通って延長するシールパック組立体の構成部品との間に位置し、かつシャフトの外面と構成部品との間を封止するように構成された少なくとも1つのシールを含む。
本発明の第3の態様によると、立上り管及び管路接続部を含むハウジングと、バルブシート装着部材と、少なくとも1つのバルブシートと、ハウジング内のある位置に少なくとも1つのバルブシートを係止するように構成された及び係止手段と、を備える管路装置が提供される。
好ましくは、係止手段は、特定の又はそれぞれのバルブシートに装着された要素を備え、要素は、バルブシートに対して退避及び伸長可能である。
有利には、前記要素は、バルブシート内のチャネルに装着される細長い要素である。
係止手段は、ラック及びピニオン並びに/又はレバー機構を含んでよい。
本発明の第4の態様によると、立上り管及び管路接続部を含むハウジングと、バルブと、を備える管路装置が提供され、バルブは、管路接続部内に装着され、かつ立上り管内に延長する。
装置は、バルブからハウジングを通って、管路接続部から遠位側の立上り管の端部に位置するシールパック組立体内に延長するシャフトを更に備えてもよい。
本発明の第5の態様によると、立上り管及び管路接続部を含むハウジングと、立上り管に取り付け可能なランディングニップルと、を備える管路装置が提供され、ランディングニップルは、その中に装着されたシールパック組立体を有する。
本発明の第6の態様によると、立上り管及び管路接続部を含むハウジングと、立上り管内に装着された部材に装着されたシール手段と、を備える管路装置が提供され、装置は、シール手段を通って延長するシャフトを含み、シール手段は、シャフトの外面とシャフトが通って延長するシール手段の構成部品との間を封止するように構成された少なくとも1つのシールを含み、部材は立上り管内に着脱可能に取り付けられ、かつ/又はシャフトが通って延長するシール手段の構成部品は前記部材に着脱可能に装着され、シール手段及びシャフトは、立上り管から取り外し可能である。
管路装置は、前記部材の外面と立上り管の内面との間を封止するように構成されたシール手段を更に備えてもよい。
管路装置は、バルブ組立体を更に備えてもよく、バルブ組立体は、バルブ閉鎖部材を備え、バルブ閉鎖部材はシャフト上に装着される。
好ましくは、バルブ閉鎖部材は、立上り管を通して取り外し可能である。
好ましくは、バルブ組立体は、少なくとも1つのバルブシートを含み、少なくとも1つのバルブシートは、ハウジング内において、その管路接続部の中に着脱可能に装着される。
好ましくは、少なくとも1つのバルブシートは、立上り管を通してハウジングから取り外し可能である。
有利なことに、管路装置は、ハウジングの管路接続部内の所定の位置に少なくとも1つのバルブシートを係止するように構成された少なくとも1つの係止手段を備える。
係止手段は、特定の又はそれぞれのバルブシートに装着された要素を備えてもよく、要素は、バルブシートに対して退避及び伸長可能である。
前記要素は、バルブシート内のチャネルに装着された細長い要素であってよい。
係止手段は、ラック及びピニオン並びに/又はレバー機構並びに/又はカム及びフォロアを含んでもよい。
管路装置は、バルブシート装着手段を更に備えてもよい。
バルブシート装着手段は、ハウジング内に備えられてもよい。
好ましくは、バルブシート装着手段は、本体を備え、本体は、ハウジング内に着脱可能に装着される。
管路装置は、ハウジング内に前記本体を係止するように構成された係止手段を備えてもよい。
好ましくは、前記本体は、それに対する往復回転運動のためにハウジング内に装着され、ハウジング内の付勢手段は、ハウジング内で往復運動するようにバルブシートハウジングを付勢するように構成され、係止手段は、ハウジング内で所定の位置に前記本体を係止するように構成される。
好ましくは、前記本体は、工具係合要素を備え、前記要素により、それと係合した工具が、前記本体に対して往復回転力を働かせる。
好ましくは、立上り管は、立上り管延長片を含む。
好ましくは、前記部材は、立上り管延長片に装着される。
バルブ組立体は、立上り管内に延長してもよい。
好ましくは、管路は、立上り管に前記部材を着脱可能に締結するように構成された締結手段、及び/又は、前記部材に、シール手段の前記構成部品を着脱可能に締結するように構成された締結手段を備える。
好ましくは、シール手段の前記構成部品は、前記部材内に着脱可能に装着され、前記構成部品は、部材に対する往復回転運動のために前記部材内に装着され、付勢手段は、前記部材内で往復運動するように前記構成部品を付勢するように構成され、締結手段は、前記部材内の所定の位置に第1の構成部品を締結するように構成され、シャフトは、シール手段の第1及び第2の構成部品を通って延長する。
好ましくは、シール手段は、前記部材内に装着された更なる構成部品を備え、付勢手段は、構成部品間に装着される。
好ましくは、前記部材は、立上り管に対する往復回転運動のために立上り管内に装着され、立上り管内の付勢手段は、立上り管内で往復運動するように前記部材を付勢するように構成され、締結手段は、立上り管内の所定の位置に前記部材を締結するように構成され、かつシャフトは、前記部材を通って延長する。
付勢手段は、ばねであってよい。
好ましくは、前記部材は、シャフトのスラストカラーのための軸受面を備える。
好ましくは、締結手段は、少なくとも1つのカム及びカムフォロワを備え、特定の又はそれぞれのカム及びカムフォロワが、係止並びに係止解除された構成を提供する。
有利なことに、カムは、J字型であり、かつカムフォロワは、J字型カムを追従するように構成される。
J字型カムは、スロットの形態であってよく、カムフォロワは、スロットと係合する突起部である。
好ましくは、前記部材及び/又はシール手段の構成部品は、工具係合要素を備え、前記要素により、それと係合した工具が、前記部材及び/又はシール手段の構成部品に対して往復回転力を働かせる。
本発明の第7の態様によると、前記部材及び/又はシール手段の構成部品又はバルブ体の工具係合要素と係合するのに適合した工具が提供され、工具は、シャフトと、前記部材及び/又はシール手段の構成部品と係合するように構成された要素と、シャフト上に要素を装着する要素装着部と、を備える。
好ましくは、シャフトは、ハンドルを受容するように構成される。
好ましくは、要素装着部は、中空体であり、その中に前記部材及び/又はシール手段の構成部品の一部を受容するように構成される。
シャフトは中空であってよく、かつその中にバルブのシャフトを受容するように構成されてもよい。
本発明の第8の態様によると、管路装置であって、立上り管及び管路接続部を含むハウジングと、バルブ組立体であって、管路接続部を通る流体の流れを制御するように構成されたバルブを含む、バルブ組立体と、立上り管内にバルブ組立体を着脱可能に装着するための装着手段と、シール手段と、を含み、シール手段は、装置からの流体の放出に対して封止を行うように構成され、バルブ組立体及び立上り管はそれぞれ、立上り管内でバルブ組立体を解放自在に係止するための係止手段の一部を含み、バルブは、管路接続部内に位置する、管路装置が提供される。
好ましくは、装着手段は、マンドレルであって、係止手段の一部分を装着する、マンドレルと、バルブを昇降するためのバルブステムと、第1及び第2のシール手段と、を備え、第1のシール手段は、バルブステムシールであり、第2のシール手段は、マンドレルシールである。
好ましくは、バルブ組立体は、バルブシート及びバルブ閉鎖部材を含み、バルブシートは、バルブ閉鎖部材を受容し、バルブシートは、そこを通る流体通路を備え、バルブは、流体通路の開閉を制御し、ハウジングは、バルブシートを受容するように構成される。
好ましくは、マンドレルは、開端及び閉端を有する中空体を備え、バルブステムは、閉端を通過する。
管路装置は、マンドレルにバルブシートを接続するように構成された接続部材を更に備えてもよい。
有利なことに、バルブシートは、内部部材と、外部部材と、を備え、バルブは、内部部材と係合する。
好ましくは、接続部材は、バルブシートの内部部材と係合する。
好ましくは、ハウジングは、バルブシートを受容するように構成される。
好ましくは、ハウジングは、バルブシートの一部を受容するための少なくとも1つの凹部を含む。
好ましくは、バルブステムは、スラストカラーを備える。
有利なことに、スラストカラーは、マンドレルの閉端にて支持される。
好ましくは、シール手段は、シール装着部を備え、シール装着部は、バルブ組立体と立上り管との間を封止するのに適合した第1のシール及びバルブ組立体とそのバルブステムとの間を封止するのに適合した第2のシールを装着する。
好ましくは、シール装着部は、スラストカラーハウジングの少なくとも一部を含む。
有利なことに、シール装着部は、マンドレル上に装着される。
スラストカラーハウジングは、シール装着部及びマンドレルの閉端によって形成されてもよい。
係止手段は、立上り管内に装着された第2の要素と係合するように構成されたバルブ組立体内に装着された第1の要素であってよく、第1の要素は、第1の要素が第2の要素と係合された第1の位置と第1の要素が第1の要素から解放された第2の位置との間で可動である。
係止手段は、ハウジング及びバルブ組立体の装着手段のうちの一方に付随する少なくとも1つのJ字型カムと、ハウジング及び装着手段のうちの他方に付随する少なくとも1つのカムフォロワと、を含み、バルブ組立体は、装着手段と立上り管との間で往復回転運動できるように構成される。
管路装置は、管路接続部から離れた立上り管の端部に取り付け可能なカラー組立体を更に備えてもよく、また、カラー組立体によって立上り管に取り付け可能な少なくとも1つの延長部材を更に備えてもよい。
本発明の第9の態様によると、立上り管及び管路接続部を含むハウジングと、バルブシート装着部と、少なくとも1つのバルブシートと、を備える管路装置が提供され、少なくとも1つのバルブシートは、立上り管を通してハウジングから取り外し可能である。
管路装置は、ハウジング内の所定の位置に少なくとも1つのバルブシートを係止するように構成された係止手段を更に備えてもよい。
係止手段は、特定の又はそれぞれのバルブシートに装着された要素を備えてもよく、要素は、バルブシートに対して退避及び伸長可能である。
前記要素は、バルブシート内のチャネルに装着された細長い要素であってよい。
係止手段は、ラック及びピニオン並びに/又はレバー機構又はカム及びフォロアを含んでもよい。
バルブ及びバルブシートは、管路接続部の中に装着されてもよく、立上り管内に延長してもよい。
管路装置は、バルブからハウジングを通って、管路接続部から遠位側の立上り管内又はその延長部内のシールパック組立体内に延長するシャフトを更に備えてもよい。
管路装置は、立上り管に取り付け可能で、かつ立上り管を延長するランディングニップルを備えてもよく、ランディングニップルは、そこに装着されたシールパック組立体を有する。
本発明の第10の態様によると、立上り管及び管路接続部を含むハウジングと、バルブと、を備える管路装置が提供され、バルブは、管路接続部内に装着され、かつ立上り管内に延長する。
管路装置は、バルブからハウジングを通って、管路接続部から遠位側の立上り管内又はその延長部内に位置するシールパック組立体内に延長するシャフトを更に備えてもよい。
管路装置は、バルブシート装着部と、少なくとも1つのバルブシートと、を更に含んでもよく、少なくとも1つのバルブシートは、立上り管を通してハウジングから取り外し可能である。
管路装置は、ハウジング内の所定の位置に少なくとも1つのバルブシートを係止するように構成された係止手段を更に備えてもよい。
係止手段は、特定の又はそれぞれのバルブシートに装着された要素を備えてもよく、要素は、バルブシートに対して退避及び伸長可能である。
前記要素は、バルブシート内のチャネルに装着された細長い要素であってよい。
係止手段は、ラック及びピニオン並びに/又はレバー機構並びに/又はカム及びフォロアを含んでもよい。
バルブ及びバルブシートは、管路接続部の中に装着されてもよく、立上り管内に延長してもよい。
好ましくは、管路装置は、バルブからハウジングを通って、管路接続部から遠位側の立上り管内又はその延長部内のシールパック組立体内に延長するシャフトを更に備える。
シールパック組立体は、立上り管又はその延長部内に着脱可能に装着されてもよい。
管路装置は、立上り管に取り付け可能で、かつ立上り管を延長するランディングニップルを備えてもよく、ランディングニップルは、そこに装着されたシールパック組立体を有する。
本発明の第1の実施形態の装置を示す略図である。 バルブゲート及びボンネット組立体を装置本体から部分的に取り出した、図1aで図示された装置を示す略図である。 バルブゲート及びボンネットを装置本体から取り出した、図1a及び図1bで図示された装置を示す略図である。 路面の下の異なる深度で使用中の、図1aに示される装置を示す図である。 追加の構成部品が示された図1a〜図1cに示される装置を示す図である。 図1a〜図1eに示される装置のバルブシートを示す図である。 係止構造を示す図である。 図2aに図示される係止構造を示す分解図である。 図2a及び2bで図示された係止機構の詳細を示す略図である。 図3aで図示された係止機構を示す断面図である。 バルブシートを示す略図である。 バルブステム組立体を示す略図である。 図5aに図示されたバルブステム組立体を取り出し及び取り換えるための工具を示す略図である。 ハウジングの第1の型を示す略図である。 ハウジングの第2の型を示す略図である。 ハウジングの第3の型を示す略図である。 バルブシート係止機構の実施形態を示す平面図である。 バルブシート係止機構のその他の実施形態を示す平面図である。 図10で示された型のバルブシート係止機構を示す略図である。 図10aで示されたバルブシート係止機構を有する発明によるゲートバルブを示す略図である。 閉じた状態のバタフライバルブを示す図である。 開いた状態のバタフライバルブを示す図である。 プラグバルブを示す図である。 装置内のバルブが閉じている、本発明の他の実施形態による装置を示す図である。 装置内のバルブが開いている、図13aに示される装置を示す図である。 詳細に示されたバルブシート組立体及び引き抜き工具を伴う図13aの装置を示す図である。 バルブシート組立体及び引き抜き工具を示す図である。 図13aに示される装置の断面図である。 図13bに示される装置の断面図である。 バルブ組立体が所定の位置に係止され、かつバルブが閉じている、本発明の他の実施形態による装置の略図である。 バルブが開いている、図14aに図示される装置の略図である。 図14bに示される装置の断面図の略図である。 ハウジングから取り出されたバルブ組立体の断面図の略図である。 図14dに示されるバルブ組立体の略図である。 図14a〜図14eの装置に対する代替的なシーリング及び係止構造の断面図の略図である。 解放された状態にある、図15aに示される装置のためのシーリング及び係止構造の断面図の略図である。 図15aで示される構成に応じた略図である。 図15bで示される構成に応じた略図である。 図15a及び図15cで示される構成に応じた側面図である。 図15b及び図15dで示される構成に応じた側面図である。
図1a〜図1dを参照すると、立上り管2a及び管路接続部2bを含むハウジング2を備える流体制御装置1が示されている。使用中、管路接続部2bは、より大きな管路システムの一部を形成する。
装置1は、バルブシート4を備えるバルブゲート3を含む「バルブ組立体」を含み、各バルブシート4は、開口部4aを有する。バルブシートは、その各側面にチャネル5を含み、ハウジング2の壁に形成されたレール10と係合する。レール10は、立上り管2a及び管路接続部2bの両方の内面に沿って延長する。チャネル5及びレール10は、管路接続部2bの軸方向にて、バルブシート4を所定の位置に固定する。立上り管2aの軸方向において、バルブシート4を所定の位置に固定するため、係止ピン6は、レール10のくぼみと係合するバルブシート4に提供される。
ゲートバルブ3は、バルブシート4の間に位置するゲート7を含む。図示された例では、ゲート7は、形状においてバルブシート4の形状に実質的に対応する。ゲート7の側面は、立上り管2a及び管路接続部2bの両方の内面に沿って延長するレール9と係合するチャネル8を含む。チャネル8及びレール9は、ゲート7の位置を管路接続部2bの軸方向に固定する。ゲート7は、バルブシート4の開口部4a間の流体通路を開閉するために昇降され得るように配置される。ゲート7は、ステム12上に装着される。ステム12は、上昇しないステムであってもよく、ゲートバルブが、ステムの回転の際にステム12に対して上昇する場合は、ステム12が雄ねじとなり、かつステムが位置するゲート内のボアが雌ねじとなっており、ステムの回転によってゲート7の上昇が引き起こされる。あるいは、ステムは、上昇するステムであってもよく、この場合、ステムは、ゲート7内に回転可能に装着されるが、ゲート7と共に軸方向に動くことはできない。上昇するステムにおいては、ステムの他の部分が雄ねじとなっており、装置1の他の構成部品の一部が雌ねじとなっている。よって、ステム12が回転された場合、ステム12及びそこに取り付けられたゲート7は、ゲート7と共に昇降する。
より詳細なゲートバルブ3を図示する図1fを参照すると、バルブシート4には、その各面上にシール4bが提供されている。各バルブシート4は、その上面に取り付けられたカバープレート15を有する。ドライブ16は、カバープレート15にある開口部を通って延長する。ドライブ16は、レール10にあるくぼみの中及び外に向けてピン6を動かすように構成された機構に接続されている。この機構は、以下の図9及び図10に関してより詳細に説明される。
図1a〜図1fからわかるように、ゲートバルブ3の構成部品は、立上り管ハウジング2aを通過するため、十分に小さい。バルブシートを通る流体通路は、管路接続部2bの直径に類似する断面積であることが望ましい。これは、バルブシート4及びその開口部4aを、管路接続部2bの外壁の面を超えて延長するように配置することでもたらされる。図1a〜図1fでは、開口部4aが、立上り管ハウジング2aの方向において、管路接続部2bの外壁の面を超えて延長するように、装置が構成されている。
図2a及び図2bは、ランディングニップル20の構成部品を図示する。ランディングニップル20は、カラー22によって立上り管ハウジング2aに取り付けられたハウジング21を備える。図示された例では、ハウジング21は、立上り管ハウジング2aと実質的に同じ外部及び内部の寸法である。ランディングニップル20は、図1dに示した延長部材、又はカバー(図示せず)に取り付けられてもよい他のカラー23も含む。
ランディングニップル20は、ハウジング2内で所定の位置にゲート7及びステム12を固定するための「装着手段」としての部材25を含む。部材25は、ハウジング21と同形であり、ハウジング21の内径より僅かに小さい外形を有する。直に間隔の空いた「第1、第2のシール手段」としての2つのOリング26は、部材25の外面上の溝26’に装着される。これらのOリング26は、ハウジング21の内面と部材25の外面との間を封止する。
部材25は、ハウジング21に対して前記部材25を係止するための係止構造の部品を含む。部材25に備えられた係止構造の部品は、3つの逆J字型チャネル27を含む。逆J字型チャネルは、部材25の下縁部に開口部を提供する第1の部分27aと、半円部分27bと、閉端を有する垂下部27cと、を含む。
これらのチャネルは、ハウジング21内に備わる係止構造の第2の部分と係合するように構成される。係止構造のこの第2の部分は、ハウジング21の内面からJ字型チャネル内に延長する突起部28を備える。このような突起部は、例えばハウジング21がプラスチック成形の場合、ハウジング21と一体型に形成されてもよく、又は突起部は、ハウジング21の壁に固定された別々の構成部品、例えば穴に固定されたピンであってよい。これは、ハウジング21の壁の両側から達成され得る。
コイルばね24の形態の付勢要素は、部材25の下のハウジング21内に位置する。図1eも参照すると、立上り管ハウジング2aは、放射状に内側に延長し、かつ断面図において正方形である開口部を形成する、壁11を含むことがわかる。ばね24の下端部24aは、壁11上に位置し、この壁により立上り管ハウジング2a内へ動くことを防がれている。
ランディングニップル20は、ばね24上の部材25を支持する手段を含む。これは、ステム12上に受容され、突起部28上を通るように構成されたプレートであってよく、例えば、このようなプレートは、好適に位置させられ、かつ形作られたスロットを提供してもよく、ピン28は、このスロットを通過して、更に部材25の下縁部の下及びばね24の上端の上に延長する。
あるいは、部材25は、ばね24の上端部24bと係合するために内向きに延長するタブを含んでもよい。
部材25は、引き抜き工具と係合するように構成された要素をさらに含む。部材25の上縁部は、部材25の上縁部を通って延長する垂直に配向された開口部31を備えるL字型スロット30を含み、開口部31は、面取り縁32を有する。開口部31は、L字型スロット30の水平スロット部分33の中に延長する。部材25は、部材25の周りに等距離に位置された3つのL字型スロット30を含む。
図5a及び図5bも参照すると、L字型スロット30と係合するための工具40が示されている。工具40は、ハンドル(図示せず)と係合するための四角テーパー状端部42を有するシャフト41を備える。シャフト41の下端は、そこに取り付けられた円柱状部材43を有する。タブ44は、円柱状部材43の下縁部から外向きに延長する。円柱の周りのタブ44の間隔は、L字型スロット30の開口部31の間隔に相当する。タブ44は、開口部31の中へ垂直に、かつ水平スロット部分33の中へ水平に入り込むような幅及び深さである。円柱状部材43は、内側にステム12を受容するような寸法である一方で、タブ44は、水平スロット部分33に位置する。
工具40は、部材25及び物理的に連結したすべての構成部品を取り外すために用いられる。タブ44は、開口部31に差し込まれ、工具40が回転させられることで、タブ44が水平スロット部分33に係合する。その後、工具40は、下方に押下されることにより、部材25をばね24の力に反して下方に動かし、ばねを圧縮する。突起部28は、逆J字型スロット27の部分27cに対して上昇する。突起部は、逆J字型スロット27の湾曲部27bに行き当たるため、部材25は、図2a及び図2bに図示されたような構成で反時計回りに回転される。突起部28が、湾曲部27bの頂部に到達すると、スロット27の形状により、突起部28がスロット27の第1の部分27aと整合するまで、更に反時計回りに部材25が回転させられ、そうすると、部材25は、ハウジング21から自由に引き抜かれる。ばね24の力は、ばねがその自然長に到達するまで、部材を押し上げる。部材25は、工具40に取り付けられているため、工具を持ち上げると、ハウジング21から部材25が外れて持ち上がってくる。
部材25は、シールパック組立体50用にハウジング25’’を提供する部分25’を含む。シールパック組立体は、部材25自体がハウジング21内に装着されているのと同様の方法で、部分25’内に装着されているキャップ51を含む。キャップ51は、部分25’の内径より僅かに小さい第1の直径を有する部分52を含み、部分52は、部分25’の内側に位置する。Oリング53の形態のシールは、部分52の外面上の溝53’に位置する。これらのシールは、部分52の外壁と部材25の部分25’の内壁との間を封止する。
キャップ51は、第1の直径よりも大きい第2の直径を有する第2の部分54を更に含む。第2の部分54は、ハウジング25’’を閉じる。
シャフト12は、キャップ51を通って延長するボア55を通過する。複数のOリング56は、ボア55の表面にある溝に装着される。図2bでは、2つのOリング56が見られる。他の2つのOリング56は、見ることができない。
シャフト12は、シャフトの本体よりも大きい直径のスラストカラー12aを含む。スラストカラー12aは、ハウジング25’’内に滑り嵌めされるような寸法を有する。スラストカラー12aの下面の縁は、ハウジング25’’の壁25aと係合し、かつ部材25に対してシャフトの動きを制限する。
シールパック組立体は、水平延長部分61及び垂直延長部分62を有するトップ・ハット・ワッシャー60を含む。コイルばね63は、トップ・ハット・ワッシャー上にて、垂直延長部分62の周りに位置している。
図3bを再び参照すると、トップ・ハット・ワッシャー60は、シャフト12上に装着されており、水平延長部分61は、シャフトの部分12aの頂部に位置している。垂直延長部分62は、正しい位置にばね63を維持する。
キャップ51の係止、及び部分25’からの解放の構造は、部材25を係止、及びハウジング21から解放するための構造に機能的に等しい。これを鑑み、同じ参照番号は、同じ部分を示すのに用いられるが、当の参照番号にプライム記号を付して示す。よって、逆J字型スロット27は、逆J字型スロット27’等となる。
3つの逆J字型スロット27’は、キャップ51の部分52の周りに均等に提供される。これらは、J字型スロット27’がスロット27の鏡像である点を除いて、スロット27における突起部28の係合に関して説明したのと同一の方法で突起部28’と係合する。これは、キャップ51が、ばね63の力に反して押下されたとき、部材25の場合には反時計回りであったのに対し、キャップ51は、時計回りで動かされることを意味する。キャップ51の上部54は、L字型スロット30’を含む。これらのL字型スロット30’は、L字型スロット30の鏡像である。部材25及びキャップ51が、反対の方向に動くように配置されることは重要であり、そうすることでキャップ51の取り外しによって、ハウジング25が解放されない。
シールパック50組立体は、ゲート7を取り外すことなく、整備のために取り外し得ることが、理解されるであろう。シールパック50を取り外すために必要とされる全てのことは、ゲート7が閉じられていること、及びキャップ51が、L字型スロット30’と係合するよう、適切な寸法を有する工具40と係合されていることである。工具40は、反時計回りに回転されることで、スロット30’の水平部分33’に収容(home)される。工具は、押下されることで逆J字型スロット27’から突起部28’を解放し、工具40に捕捉されたキャップ51が、ハウジング25’’の外へと、シャフト12から外れて、持ち上げられるようにする。任意の損傷したシールは、その後交換され、構成部品は、再組立てされる。
図6は、本装置の代替的な実施形態を示し、ここでは、ハウジング2の管路接続部2bが、他のフランジに取り付けるための複数の穴2b’’を有するフランジ2b’を含んでいる。延長部材70は、ランディングニップル20の頂部に装着される。
図7及び図8は、異なった形状のハウジング2を図示しており、各ハウジング2は、管路接続部2cの下側から延長する部分2c、2c’を有する。ゲートバルブは、部分2c、2c’内に部分的に収容されてもよい。
図9を参照すると、ピン6は、チャネル4cに摺動可能に装着されている。ピン6がチャネル4c内に引き込まれると、バルブシートは、ハウジング2に対して摺動する。ハウジング2のくぼみの中へ伸長された場合、本実施例におけるそのレールでは、バルブシート4は、ハウジング2内で所定の位置に係止される。図9に図示される機構は、ピン6に形成されたラック6a及びラック6aと係合するための歯18を有するピニオンホイール17を含む。ピニオンホイール17は、ドライブ16を受容するためのソケット19、図示された例にあるような角ドライブを含む。使用中、適切な工具がドライブ16に取り付けられて回転させられると、ピン6は、チャネル4c内に退避され得、又はチャネル4cの外に伸長され得る。ピニオンホイール17は、穴20も含む。穴20の機能は、穴を通って延長し、かつバルブシート4内のくぼみに係合する脆弱ピンを受容することである。
ハウジング2内にバルブシート4を挿入するために、ピン6は退避される。ハウジング内にバルブシート4が位置した状態で、ピニオンホイール17は、ハウジングのくぼみの中にピン6が伸長するまで、また、穴20がバルブシート4のくぼみと整合するように、上述したような適切な工具によって回転される。脆弱ピンは、その後穴20及び整合したくぼみに挿入され、そうすることでピン6を伸長した構成で係止する。バルブシートを取り外すためには、ピニオンホイール17を反対方向に回転し、脆弱ピンを破壊する。バルブシートが取り外された状態で、破壊された脆弱ピンの部分を取り除いてもよい。
図10は、ピン6を伸長及び退避するための代替的な機構を図示する。機構は、図9に図示される機構のラック及びピニオンの代わりに、レバー23、24を利用する。両側にレバー23が装着された回転可能部材21が、ボア22に位置する。各レバー23は、ピン25aによってレバー24に枢動可能に接続される。レバー24は、ピン25bによってピン6に枢動可能に接続され、ピン6は、チャネル6aに摺動可能に装着される。バルブゲート4内には、レバー23、24の動きを許容する適切な空間が提供される。部材21を回転することにより、ピン6は、伸長又は退避する。このようなピンを受容するための脆弱ピン及び穴は、図10に示していない。しかしながら、このようなピンは、回転可能部材21及びバルブシート4等に収容可能である。
本発明の装置は、ゲートバルブに限定されない。ゲート7は、図11a及び図11bに示されるようなバタフライバルブ80で置き換えてもよい。バタフライバルブ80は、シャフト12の両側にフレーム81及びバタフライウイング82を含む。フレーム81は、バルブシート4の間に位置する。ウイング82は、バルブシート4の開口部4aに通じる。
図12は、空洞部92を取り囲む外壁91と、シャフト12と、を含むプラグバルブ90を図示する。使用中、壁91の下にあるシャフト12の一部は、ボア内で支持される。シャフト12を回転することにより、プラグバルブ90は、解放及び閉鎖した構成間で動いてもよい。
装置は、バルブの使用に制限されない。多数の構成部品が、シャフト12上に装着されてもよい。例えば、フローメーター又はカメラ等が、フレーム81等のフレーム内に位置してもよい。装置は、膨張可能なバルーンがシャフト12の端部に装着された状態で、ライン停止として使用されてもよい。シャフト12は、ワイヤーがシャフト内を通過してもよいように、又は監視装置が無線通信を行ってもよいように構成されてもよい。
図13a〜図13fを参照すると、装置の代替的な構成が示されている。この実施形態は、バルブシートが装着されたバルブ体100を備える。バルブ体100は、ハウジング2内に取り外し可能に装着される。図示された例では、バルブハウジング2は、管路接続部2bの下側から延長する部分2cを含む。
部分2cは、部分2cの内壁から延長した突起部125の形態で、係止機構の一部を含んでおり、突起部は、バルブハウジング2内でバルブ体100を所定の位置に着脱可能に係止するため、バルブ体100のJ字型チャネル123と係合する。バルブ体100の下端は、ばね124上に位置し、かつばね124に取り付けられており、ばね124自体は、キャップ120に装着及び取り付けられている。キャップ120は、ハウジング2の部分2cの端面2c’’上に位置する。キャップ120は、ばね124が周りを囲む円柱状部分121と、ばね124の端面が隣接する端部フランジと、を含む。
J字型チャネルは、先の実施形態に関連して上述されたのと同一の様式で、ハウジング2に対する、バルブ体100の選択的な係止及び係止解除を提供する。
ハウジング2の立上り管ハウジングは、図13a〜図13fに示されない。しかしながら、ステム12の周りを封止するのはランディングニップルに他ならないため、この部分は、図1a〜図1eに示されたものと実質的に同じであり、かつ同じ様式で取り付けられたランディングニップルを有することになる。
図1〜図12で図示された構成は、ハウジング2と係合するバルブシートを含んでいる一方で、図13a〜13fで図示された構成は、ハウジング2と係合するバルブ体100を要し、バルブシートは、バルブ体100に装着される。
図13a〜13fで図示された構成は、図1〜図12に示された構成に勝る2つの全く別の利点を提供する。はじめに、バルブ体100は、異なるタイプのバルブ用にバルブ構成部品を装着してもよい。従って、異なるバルブ構成部品が使用されたとしても、ハウジング2に嵌め込まれる部分であるバルブ体100は、同一であるため、様々な流体制御装置の生産が単純化される。次に、流体制御装置の整備が簡単になる。バルブ体100及びそこに装着されたバルブ構成部品を取り外すために必要とされることは、バルブ体100の上端を、工具140と係合させることだけである。ここで、この工具140は、そのシャフト141がバルブステム12上を通過し得るように、中空となっている点を除いて、図5bに図示される工具40と同様のものである。 L字型スロット130は、バルブ体100の内壁の上部に形成される。工具140は、円柱状部材143を備える。タブ144は、円柱状部材143の下縁部から外向きに延長する。タブ144は、L字型スロット130と係合するように構成される。タブ144がそのように係合した状態で、バルブ体100全体は、バルブ体100を解放するために押下されてもよく、バルブ体を解放し、故にハウジング2からバルブ体に装着された構成部品も解放する。
図14a〜図14eに示される構成は、また異なるものである。この構成では、バルブ、バルブシート、及びバルブを係止するための装置が、単一の構成部品であるバルブ組立体210に含められ、ハウジング201の立上り管ハウジング201aを通して、バルブ組立体210の、ハウジング201内への差し込み及び取り外しを行い得る。
図14dを具体的に参照すると、流体制御装置200は、バルブ組立体210と共に示されている。ハウジング201の立上り管201aは、その上端の方向に部分201dを含み、この部分201dは、ハウジング201内でバルブ組立体210を着脱可能に係止する係止構造の一部を形成する。カラー201eは、部分201dから延長する。3部品式カラー組立体202の第1の部品は、カラー201eに取り付けられる。この第1の部品203は、カラー201eに第1の部品203を締結する、雌ねじ状端部を含む下部203bを備え、カラー201eは、前記雌ねじ状端部に係合するための雄ねじを含んでいる。第1の部品203は、領域201fでカラー201eに締結される。特に図14aに見られるように、カラー201eは、カラー組立体202の第1の部品203の内部に延長する。第1の部品203は、雄ねじ状の上部203aを含む。
3部品式カラー組立体202の第2の部品204は、異なる内径及び外径を有する下部204a及び上部204dを含む。下部204aは、第1の部品203の中に位置する。上部204a及び下部204dは、部品203の対応した面取り壁203dに位置する面取り壁204b及び上壁204cを有するリップによって分けられる。
3部品式カラー組立体202の第3の部品205は、所定の位置に第2の部品204を保持する。前記第3の部品205は、第1の部品203の上部203aの雄ねじと係合する、雌ねじ部204aを含む。第3の部品205は、第2の部品204の上壁204c上に位置する内向きに延長するリップ205bを含む。第3の部品205は、Oリング等の、シールを受容するための凹部205cも含む。
バルブ組立体210は、立上り管201a及びカラー組立体202内に滑り嵌めされるマンドレル211を備える。マンドレル211は、立上り管201aの部分201dと係合する「係止手段」としての飛び出しロック230の一部を装着する。マンドレル211は、底壁215を含む。底壁215は、スピンドル220が通過する穴を含む。スピンドル220のスラストカラー221が装着されたスラストカラーハウジング223は、マンドレル211に装着される。スラストカラーハウジング223は、締結具216によってマンドレルの底壁215に取り付けられる。
マンドレル211は、バルブシート212を含む。バルブシート212は、「接続部材」としての側板218によってマンドレル211に取り付けられる。バルブシート212は、内側バルブシート部材212a及び外側バルブシート部材212bを備える。外側バルブシート部材212aは、側板218に突起部218'と係合するための凹部212a'を含み、かつ突起部212a''は、側板218の凹部218''と係合するためのものである。
図14eは、内側バルブシート部材212a及び外側バルブシート部材212bが、例えばゲート213がバルブシート212に受容されるように、バルブ部材によって開閉される開口部213aを、どのように提供するかを図示する。ゲート213は、内側バルブシート部材212a内を上下に摺動する。外側バルブシート部材212bは、ハウジング201の内面と係合し、かつハウジング201とバルブシート212間を封止する。これらのシーリング面は、ハウジング201の管路接続部201bを通る通常の流体路の外にあり、そのため通常の流体路におけるシールの場合よりも消耗し難い。
図示したゲートバルブの場合、バルブを開けるために、スピンドル220の自由端222が、工具と係合されている(一般的に自由端222は、対応する形状を有する工具と係合させるために四角形の頭部を有する)。スラストカラー221とゲート213との間のスピンドルの一部が、雄ねじとなり、ゲート213が、雌ねじとなることで、スピンドル220の回転方向によって、ゲート213の上昇又は下降のいずれかが行われる。ハウジング201は、内側バルブシート部材212aから延長するカラー214を受容するためのサンプ201gを含む。サンプ201gは、突起部214aを受容する、くぼみ201hを含む。これら2つの構成要素は、ハウジング内のバルブの回転を防止する働きをする。
スラストカラーハウジング223は、マンドレル211と立上り管201aとの間にスピンドルシール223a及びシールを提供する。凹部224は、マンドレル211の外面に形成され、Oリング等のシーリング要素が凹部224内において、マンドレル上に装着され、マンドレル211と立上り管201の内面との間を封止する。

図示されたマンドレル211は、飛び出しロックによって立上り管201aに係止され、この飛び出しロックの操作は、当業者に知られている。あるいは、マンドレルは、先に説明した実施形態に関連して説明したJ字型スロット構成を有する係止部を用いて立上り管201aに係止されてもよい。この構成は、図15a〜15fに図示される。
立上り管201aは、J字型スロット301を含む。マンドレル300は、スピンドル220のスラストカラー221を支持するスラスト軸受302を含む。マンドレル300は、シールパック組立体302を装着する。立上り管201aの内壁は、段差がつけられ、直径が順次異なる領域303〜306が提供されている。即ち、領域303の直径は領域304の直径よりも小さくなる、というように続いており、これにより各領域の間に段差を提供する。領域303と領域304との間の段差は、ばね307の一端に軸受面を提供する。ばねのもう一方の端は、マンドレル300の下側と係合する。マンドレル300の外面は、J字型スロット301と係合するためのピン308と共に提供される。
図15aから最もよく見られるように、シールパック309は、マンドレル300の下側で支持され、マンドレルの直径よりもわずかに小さい直径を有する。シールパック309の外径は、領域305の内径に相当し、シールパック309の高さは、領域305の高さに相当する。
シールパックは、それを通過するスピンドル220の周りにシール310を提供し、マンドレル300と立上り管201aの内面との間にシール311を提供する。
マンドレル300は、図14a〜図14eに示されたのと同じ又は同様の方法でバルブシートに接続されてもよい。
有利なことに、構成部品のいくつか又は全てが、プラスチック材で作られる。一般的に、ばねは、プラスチックではない。
道路を掘り起こす必要はもはやなく、多くの時間と労働力を節約する。本発明の装置を配備することで、管路における漏水率を劇的に減少させることができるだろう。装置内のシールパックの修理は簡単なため(シールパックでの故障はよくある)、他の道路工事と同じ修理予定にする必要がない。道路の中央から装置に到達しなければならない場合でも、迅速に行うことが可能であり、交通の中断を十分に短く抑えることができ、漏水修理による利益は、交通の中断の費用を上回るものとなるであろう。

Claims (19)

  1. 立上り管及び管路接続部を含むハウジングと、
    前記管路接続部を通る流体の流れを制御するように構成されたバルブを含む、バルブ組立体と、
    装着手段と、
    シール手段と、を備え、
    前記装着手段は、前記立上り管内に前記バルブ組立体を着脱可能に装着し、
    前記シール手段は、前記立上り管の内部において、前記立上り管の長手方向軸と実質的に平行に位置する前記立上り管の内面と前記装着手段の最外面との間に位置し、装置からの流体の放出に対して封止を行うように構成されており、
    前記装着手段の最外面は、前記立上り管の内面と実質的に平行で、前記立上り管の内面から離間距離だけ離れており、その離間部分は前記シール手段により封止されており、
    前記バルブ組立体の前記装着手段及び前記立上り管は、それぞれ、前記立上り管内で前記バルブ組立体を解放自在に係止する係止手段の一部を含み、
    前記バルブは、前記管路接続部内に位置することを特徴とする管路装置。
  2. 前記装着手段は、前記係止手段の一部を装着するマンドレルと、前記バルブを昇降させるバルブステムと、第1シール手段と、第2のシール手段と、を含み、前記第1のシール手段がバルブステムシールであり、前記第2のシール手段がマンドレルシールであることを特徴とする請求項1に記載の管路装置。
  3. 前記マンドレルは、開端及び閉端を有する中空体を含み、
    前記バルブステムは、前記閉端を通過することを特徴とする請求項に記載の管路装置。
  4. 前記バルブ組立体は、バルブシート及びバルブ閉鎖部材を含み、前記バルブシートが、前記バルブ閉鎖部材を受容し、そこを通る流体通路を有し、
    前記バルブは、前記流体通路の開閉を制御し、
    前記ハウジングは、前記バルブシートを受容するように構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の管路装置。
  5. 前記装着手段は、前記係止手段の一部を装着するマンドレルを含み、
    前記マンドレルは、前記バルブシートを接続するように構成されている接続部材を更に含むことを特徴とする請求項に記載の管路装置。
  6. 前記バルブシートは、内部部材及び外部部材を含み、
    前記バルブは、前記内部部材と係合することを特徴とする請求項4又は5に記載の管路装置。
  7. 前記装着手段は、前記係止手段の一部を装着するマンドレルを含み、
    前記マンドレルは、前記バルブシートを接続するように構成されている接続部材を更に含み、
    前記接続部材は、前記バルブシートの前記内部部材と係合することを特徴とする請求項6に記載の管路装置。
  8. 前記ハウジングは、前記バルブシートを受容するように構成されていることを特徴とする請求項〜7のいずれか一項に記載の管路装置。
  9. 前記ハウジングは、前記バルブシートの一部を受容する少なくとも1つの凹部を含むことを特徴とする請求項8に記載の管路装置。
  10. 前記装着手段は、前記バルブを昇降させるバルブステムを含み、
    前記バルブステムは、スラストカラーを含むことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の管路接続部装置。
  11. 前記装着手段は、前記係止手段の一部を装着するマンドレルを含み、
    前記スラストカラーは、前記マンドレルの前記閉端に支持されていることを特徴とする請求項10に記載の管路接続部装置。
  12. 前記装着手段は、前記バルブを昇降させるバルブステムを含み、
    前記シール手段は、シール装着部を含み、
    前記シール装着部は、前記バルブ組立体と前記立上り管との間を封止するのに適合した第1のシール、及び、前記バルブ組立体と前記バルブステムとの間を封止するのに適合した第2のシールが装着されていることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の管路装置。
  13. 前記シール装着部は、スラストカラーハウジングの少なくとも一部を含むことを特徴とする請求項12に記載の管路装置。
  14. 前記装着手段は、前記係止手段の一部を装着するマンドレルを含み、
    前記シール装着部は、前記マンドレル上に装着されていることを特徴とする請求項13に記載の管路装置。
  15. 前記スラストカラーハウジングは、前記シール装着部及び前記マンドレルの前記閉端によって形成されていることを特徴とする請求項14に記載の管路装置。
  16. 前記係止手段は、前記立上り管内に装着された第2の要素と係合するように構成されており、前記バルブ組立体内に装着されている第1の要素であり、
    前記第1の要素は、前記第1の要素が前記第2の要素と係合する第1の位置と、前記第1の要素が前記第1の要素から解放される第2の位置との間で可動であることを特徴とする請求項1〜15のいずれか一項に記載の管路装置。
  17. 前記係止手段は、前記ハウジング及び前記バルブ組立体の前記装着手段のうちの一方に付随する少なくとも1つのJ字型カムと、前記ハウジング及び前記装着手段のうちの他方に付随する少なくとも1つのカムフォロワと、を含み、
    前記バルブ組立体は、前記装着手段と前記立上り管との間で往復回転運動可能に構成されていることを特徴とする請求項1〜16のいずれか一項に記載の管路装置。
  18. 前記管路接続部から離れた前記立上り管の端部に取り付け可能な、カラー組立体を更に備えることを特徴とする請求項1〜17のいずれか一項に記載の管路装置。
  19. 前記カラー組立体によって前記立上り管に取り付け可能な少なくとも1つの延長部材を更に備えることを特徴とする請求項18に記載の管路装置。
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