JP6614692B2 - 不断流下におけるバタフライ弁の挿入 - Google Patents
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Description
管軸方向Sに長い溝状の第1開口11を有する既設管1と、
前記第1開口11を閉塞する内蓋3と、
前記既設管1の径方向Dかつ上下方向に延び前記第1開口11を貫通する弁棒21と、
前記弁棒21と共に回転可能で前記既設管1内に収容された蝶形の弁体22とを備え、前記弁体22は
円板状の弁本体22bと、
前記弁本体22bの外周に沿って配置された外周ゴムR1と、
前記弁棒21の上部21Bまわりに配置され、かつ、前記第1開口11の一部に配置され、前記弁棒21と共に回転される上部ゴムR2とを備え、
前記上部ゴムR2は、
前記弁体22が開いた開弁状態では前記第1開口11を定義する前記管軸方向Sに長い一対の端面11fのうちの各端面11fから離れた状態で、前記各端面11fとの間を非シール状態とし、かつ、前記弁体22が閉じた閉弁状態では前記内蓋3の内面31との間をシールし、かつ、前記各端面11fとの間をシールするシール状態となる一対のシール部R22を備える。
図27〜図33において、蓋用ゴムの形状を分かり易くするために、蓋用ゴムをグレーで示している。
前記大径部R22は前記閉弁状態において前記内蓋3の内面31に接する天面F1と、前記閉弁状態において前記各端面11fに接する先端面F2とを備える。
この場合、上部ゴムR2がループ状か、盤状に形成されており、上部ゴムR2がバタフライ弁の上部に安定して固定される。
そのため、開弁状態の弁体22を第1開口11から既設管1内に挿入する際には、小径部R21が第1開口11の端面11fに接触することなく、スムースに弁体22を第1開口11から既設管1内に挿入することができる。
一方、前記弁体22を弁棒21のまわりに回転させてバタフライ弁2を閉弁状態とする際には、大径部R22が第1開口11の端面11fに接触する。そのため、閉弁状態において、弁体22の上部と既設管1の第1開口11の端面11fとの間をシールすることができる。
前記閉弁状態において、前記外周ゴムR1の上流側Sfには、前記流体圧を受けて前記外周ゴムR1の外周端部R10が前記既設管1の内周面1Sに向かって押し付けられるためのセルフシール溝G1,G2が形成されている。
前記第1半周ゴムR11は、前記弁体22が閉弁される際に前記上流側Sfから前記下流側Dfに向かって回転する前記弁体22の部位に装着され、
前記第2半周ゴムR12は、前記弁体22が閉弁される際に前記下流側Dfから前記上流側Sfに向かって回転する前記弁体22の部位に装着され、
前記第1半周ゴムR11の外周端部R10よりも前記第2半周ゴムR12の外周端部R10の方が剛性が大きいことを特徴とする。
一方、第2半周ゴムR12は剛性が大きく、そのため、閉弁時に外周端部R10が不用意に変形する(めくれる)のを防止し得る。
前記弁棒21は前記第2開口12を貫通し、更に一部が前記既設管1から突出する下端部21Tを有する。
a.前記上部ゴムR2を前記内蓋3の内面31に押し付けると共に、
b.前記ゴムリングR3を前記既設管1の前記内周面1Sに押しつける、
押さえ具4を備える。
前記密閉ケース5は前記内蓋3を四方から囲う第1突出管部51と、前記第1突出管部51に結合され、前記内蓋3を覆う外蓋55とを備える。
前記第1突出管部51の管壁に支持され、前記既設管1の接線方向に沿って進退し、前記内蓋3を前記既設管1の外周面に押し付ける複数の第1押さえボルト4bと、
前記外蓋55の管壁に支持され、前記既設管1の径方向に沿って進退し、前記内蓋3を前記既設管1の外周面1Fに押し付ける複数の第2押さえボルト4cとを備える。
この場合、まず、第1押さえボルト4bで内蓋3を押さえる。ついで、第1突出管部51に外蓋55を結合させて内蓋3を上方から覆う。その後、第2押さえボルト4cで内蓋3を更に押さえる。
既設管1の一部を気密状態で囲繞する密閉ケース5を前記既設管1に組み付ける組付工程と、
前記密閉ケース5内に侵入した切削工具60で、管軸方向Sに長い溝状の第1開口11を形成する切削工程と、
前記密閉ケース5内に侵入した穿孔工具62で、前記第1開口11に対峙する部位に円形状の第2開口12を穿孔する穿孔工程と、
前記第1および第2開口11,12を貫通する弁棒21と一体の蝶形の弁体22を開弁状態で、前記第1開口11を通して、前記弁棒21の下端部21Tが前記第2開口12から突出するまで前記既設管1内に挿入する挿入工程と、
前記挿入工程により密閉ケース5の軸受部50に侵入した前記弁棒21の下端部21Tの外周にカラー53を装着するカラー装着工程とを備える。
前記シール工程が前記カラー装着工程後に実行される。
内蓋3は既設管1の外周面1Fに向って押し付けられるのであるが、この際に内蓋3が第1開口11に対し位置ズレすると、内蓋3に装着されたバタフライ弁2の上部ゴムR2と第1開口11とが位置ズレし、そのため、上部ゴムR2によるシール性能が低下し易いだろう。
これに対し、第1および第2係合突起301,302が第1開口11の端面11fに管軸方向Sおよび周方向に係合することで、前記位置ズレを抑制することができる。そのため、第1開口11をシールする確実性が高まる。
このように、外周ゴムR1の外径D4が既設管1の内径D3よりも大きいことで、弁体22が既設管1内の流体の流れを止めることができる。
既設管1の一部を気密状態で囲繞する密閉ケース5を前記既設管1に組み付ける組付工程と、
前記密閉ケース5内に侵入した第1ホールソー61で、前記既設管1から円形状の開口10を形成すると共に円形状の第1切片S1を切り取る第1穿孔工程と、
前記密閉ケース5内に侵入した切削工具60で、前記円形状の開口10から前記既設管1の管軸方向Sの両側に延びる溝状の第1開口11を形成する切削工程と、
前記密閉ケース5内に侵入した第2ホールソー62で、前記円形状の開口10に対峙する部位に円形状の第2開口12を形成すると共に第2切片S2を切り取る第2穿孔工程と、
前記第1および第2開口11,12を貫通する弁棒21と一体の蝶形の弁体22を開弁状態で、前記第1開口11を通って、前記弁棒21の下端部21Tが前記第2開口12から突出するまで前記既設管1内に挿入する挿入工程と、を備える。
また、溝を形成する切削とは別に第1ホールソー61で穿孔を行う。そのため、バタフライ弁2の形状に見合った形状の第1開口11が形成される。
この場合、バタフライ弁2の弁棒21のまわりの大きさに見合った大きな円形状の開口10が得られる。
前記第1および第2切片S1,S2の厚さT1,T2を測定する工程と、
前記測定された外径D4から前記第1および第2切片S1,S2の厚さT1,T2を減算して、前記既設管1の内径D3を算出する工程とを備える。
これに対し、第1および第2切片S1,S2を得て、既設管1の厚さT1,T2と外径D4から内径D3を算出することで、既設管1の正確な内径D3を知ることができる。これにより、止水性能が向上する。
既設管1の一部を気密状態で囲繞する密閉ケース5を前記既設管1に組み付ける組付工程と、
前記密閉ケース5内に侵入した切削工具60で、前記既設管1の管軸方向Sに延びる溝状の第1開口11を形成する切削工程と
前記密閉ケース5内に侵入したホールソー62で、前記第1開口11に対峙する部位に円形状の第2開口12を形成すると共に切片S2を切り取る穿孔工程と、
前記第1および第2開口11,12を貫通する弁棒21と一体の蝶形の弁体22を開弁状態で、前記第1開口11を通って、前記弁棒21の下端部21Tが前記第2開口12から突出するまで前記既設管1内に挿入する挿入工程と、
前記既設管1の外径D4を測定する工程と、
前記切片S2の厚さT2を測定する工程と、
前記測定された外径D4から前記切片S2の厚さT2の2倍の値を減算して、前記既設管1の内径D3を算出する工程とを備える。
既設管1の一部を気密状態で囲繞すると共に、既設管1の径方向Dに突出する第1突出管部51を有する密閉ケース5と、
前記密閉ケース5の前記第1突出管部51に接続された作業弁Vと、
前記作業弁Vの前記第1突出管部51とは反対側に配置され前記既設管1の管軸方向Sに沿って移動可能なスライダ7と、
前記作業弁Vの前記第1突出管部51とは反対側に接続され前記スライダ7を摺動可能に支持すると共に、前記スライダ7の第1面71に負荷される前記既設管1内の内圧に抗する圧力を前記スライダ7の前記第1面71とは反対側の第2面72に負荷するための気密室80を有する作業ケース8と、
前記作業ケース8に対し前記スライダ7を前記管軸方向Sに沿って移動させるための移動具70と、
前記スライダ7に接続され、前記既設管1に向かって突出し前記スライダ7の移動により前記既設管1に管軸方向Sに沿った長い溝状の第1開口11を形成する切削工具60とを備える。
前記密閉ケース5が前記既設管1の一部を気密状態で囲繞するように前記密閉ケース5を前記既設管1に組み付ける組付工程と、
前記密閉ケース5内に侵入した前記切削工具60で、前記管軸方向Sに長い溝状の第1開口11を形成する切削工程と、
前記第1開口11を貫通する弁棒21と一体の蝶形の弁体22を開弁状態で、前記第1開口11を通して前記既設管1内に挿入する挿入工程とを備え、前記切削工程は、
前記スライダ7を前記移動具70により前記管軸方向Sに移動させて前記切削工具60を前記管軸方向Sに移動させる移動工程と、
前記気密室80に圧力流体を導入して前記スライダ7の第2面72に圧力を負荷する加圧工程とを包含する。
また、気密室80に圧力流体を導入してスライダ7の第2面72に圧力を負荷しながら前記スライダ7を移動させる。そのため、スライダ7に片圧が生じるのを抑制でき、スライダ7の移動が容易になる。
管軸方向Sに長い溝状の第1開口11を有する既設管1と、
前記第1開口11を閉塞する内蓋3と、
前記既設管1の径方向Dに延び前記第1開口11を貫通する弁棒21と、
前記弁棒21と共に回転可能で前記既設管1内に収容された蝶形の弁体22とを備え、前記弁体22は
円板状の弁本体22bと、
前記弁本体22bの外周に沿って配置された外周ゴムR1と、
前記弁棒21の上端部21Bまわりに配置され、かつ、前記第1開口11の一部に配置され、かつ、前記内蓋3の内面31に接する上部ゴムR2と、
前記第1開口11が形成された既設管1の部位、前記弁棒21の上端部21B、ならびに、前記内蓋3を包む第1サドルと、
前記第2開口12が形成された既設管1の部位、ならびに、前記弁棒21の下端部21T包む第2サドルと、
前記第1サドルと第2サドルとの間において周方向に延びる複数本のバンドと、
前記バンドと前記各サドルとを互いに締結する複数本の締結ボルトとを備える。
本発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施例の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかし、実施例および図面は単なる図示および説明のためのものであり、本発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。本発明の範囲は請求の範囲によってのみ定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当部分を示す。
図1A〜図6Bを用いて本バタフライ弁の構造の概略が説明される。
バタフライ弁2は既設管1、内蓋3、弁棒21および蝶形の弁体22を備える。
内蓋3は前記第1開口11を閉塞する。
弁棒21は前記既設管1の径方向Dかつ上下方向に延び前記第1開口11を貫通する。前記弁棒21は前記第2開口12を貫通し、更に一部が前記既設管1から突出する下端部21Tを有する。
前記弁体22は円板状の弁本体22b、外周ゴムR1、上部ゴムR2およびゴムリングR3を備える。これらのゴムR1〜R3は弁棒21と共に回転する。
外周ゴムR1は前記弁本体22bの外周に沿って配置されている。
ゴムリングR3は前記弁棒21の前記下端部21Tに装着され、前記弁棒21の前記下端部21Tと前記既設管1の内周面1Sとの間をシールする。
図3Bの上部ゴムR2は一対の小径部R21および一対の大径部(シール部の一例)R22を有する。
図3Bの2つの大径部R22は前記第1の径D1よりも大きく、図6Bの前記弁体22が閉じた閉弁状態において前記第1開口11の前記端面11fに接触する第2の径D2(図3B)を持つ。
すなわち、大径部R22の半径は小径部R21の半径よりも大きい。
前記押さえ具4は前記内蓋3の内面31を前記既設管1の外周面1Fに向かって押しつけることで、前記蓋用ゴムRを前記既設管1の外周面1Fと前記内蓋3の内面31との間で圧縮する。
また、前記押さえ具4は前記内蓋3を前記既設管1の外周面1Fに向かって押しつけることで、図5Aの前記上部ゴムR2を前記内蓋3の内面31に押し付けると共に、前記ゴムリングR3を前記既設管1の前記内周面1Sに押しつける。
なお、必要に応じて図7(b)の矯正具90で既設管1の偏平を矯正する。
大径部R22は蓋用ゴムRおよび上部ゴムR2の加硫ゴムとは異なる過酸化水素を加硫剤とするゴムが好ましい。ゴム同士が互いに癒着するのを防止するためである。
本例の場合、押さえ具4は複数本の第1押さえボルト4bおよび第2押さえボルト4cを備える。
本実施例4の配管構造および工法については、主として、前記実施例1または実施例2と異なる構造や工程について記述される。
前記第1半周ゴムR11は、図23Aおよび図23Bに示すように、前記弁体22が閉弁される際に前記上流側Sfから前記下流側Dfに向かって回転する前記弁体22の部位に装着されている。
前記第2半周ゴムR12(図24)は、前記弁体22が閉弁される際に前記下流側Dfから前記上流側Sfに向かって回転する前記弁体22の部位に装着されている。
例えば、図25に示すように、第1半周ゴムR11の外周端部R10よりも第2半周ゴムR12の外周端部R10の方が、外周ゴムR1の横断面において、厚肉に形成されている。すなわち、第1半周ゴムR11のセルフシール溝G1は、第2半周ゴムR12のセルフシール溝G2よりも外周ゴムR1の外周縁に近い位置に、かつ、大きく形成されている。
なお、図24の各半周ゴムR11,R12はバタフライ弁2の外周の円弧の長さの半分よりも短い。
これに対し、本例の場合、第2半周ゴムR12の外周端部R10は第1半周ゴムR11の外周端部R10よりも剛性が大きく、そのため、第2半周ゴムR12の外周端部R10がめくれるような変形を防止し得る。したがって、バタフライ弁2のシール性能の信頼性が高い。
したがって、前記閉弁時の回転トルクが大きくなりすぎるのを抑制し得る。
なお、図29Bのように、蓋用ゴムRは型成型部分と押し出し成型部分とが成型後に互いに継ぎ合わされていてもよい。
すなわち、図31(c)に示すように、シール部22の天面F1が内蓋3の内面31に接すると共に、シール部R22の先端面F2が第1開口11の端面11fに接する。更に、本例の場合、シール部R22は前記補助シール部R4を介して上部ゴムR2に接する。これらにより、バタフライ弁2の上端部からの水の漏れが防止される。
この図に示すように、上部ゴムR2は小径部を有していなくてもよい。また、上部ゴムR2の一対のシール部R22は貫通孔Roにおいて弁棒21の上部21Bに接していれば、互いに分離していてもよい。
この図に示すように、補助シール部R4は第1開口11の端面11fに沿って、第1開口11内に突出していてもよい。この例の場合、図33(c)のように、上部ゴムR2は補助シール部R4を介して端面11fに接触する。
まず、前記既設管1の外径D4を測定する。一方、前記切片S2の厚さT2を測定する。前記測定された外径D4から前記切片S2の厚さT2の2倍の値を減算して、前記既設管1の内径D3を算出する。
前述した実施例では、既設管を囲繞する密閉ケースは第1および第2分割ケースの2分割としたが3分割以上であってもよい。
また、スライダはローラによって管軸方向に移動自在に支持されてもよい。
また、既設管を囲繞するケースや弁体は鋳造品であってもよいし、鋼板で形成されてもよい。鋼板で形成した場合には、第1および第2分割ケースを一体に形成してもよい。
したがって、以上のような変更および修正は、請求の範囲から定まる本発明の範囲内のものと解釈される。
10:円形状の開口 11:第1開口 12:第2開口 11f:端面
2:バタフライ弁 21:弁棒 22:弁体 22b:弁本体 29:台座
21B:上部 21T:下端部
3:内蓋 31:内面 301,302:係合突起
4:押さえ具 4b:(第1)押さえボルト 4c:(第2)押さえボルト
5:密閉ケース 5a:第1分割ケース 5b:第2分割ケース 50:軸受部
51:第1突出管部 52:第2突出管部 53:カラー 54:ゴムパッキン
55:外蓋 56:仕切弁 57:蓋板
60:切削工具 61:第1ホールソー 62:第2ホールソー(穿孔工具)
7:スライダ 70:移動具 71:第1面 72:第2面
8:作業ケース 80:気密室 81:第1穿孔機 82:第2穿孔機 83:穿孔機
9:減速機 90:矯正具 92作業タンク
D:径方向 Dx:方向 Df:下流側 Sf:上流側
D1:第1の径 D2:第2の径 D3:内径 D4:外径 D10:直径
G1,G2:セルフシール溝 G3,G4:逃げ溝 F1:天面 F2:先端面
R:蓋用ゴム R1:外周ゴム R11,R12:半周ゴム R2:上部ゴム
R3:ゴムリング R4:補助シール部
R21:小径部 R22:大径部(シール部) S:管軸方向
S1:第1切片 S2:第2切片
T1,T2:厚さ V:作業弁 W11:第1開口の幅
Claims (15)
- 既設管に設置されたバタフライ弁を有する配管構造であって、
管軸方向Sに長い溝状の第1開口11を有する既設管1と、
前記第1開口11を閉塞する内蓋3と、
前記既設管1の径方向Dかつ上下方向に延び前記第1開口11を貫通する弁棒21と、
前記弁棒21と共に回転可能で前記既設管1内に収容された蝶形の弁体22とを備え、
前記弁体22は
円板状の弁本体22bと、
前記弁本体22bの外周に沿って配置された外周ゴムR1と、
前記弁棒21の上部21Bまわりに配置され、かつ、前記第1開口11の一部に配置され、前記弁棒21と共に回転される上部ゴムR2とを備え、
前記上部ゴムR2は、
前記弁体22が開いた開弁状態では前記第1開口11を定義する前記管軸方向Sに長い一対の端面11fのうちの各端面11fから離れた状態で、前記各端面11fとの間を非シール状態とし、かつ、前記弁体22が閉じた閉弁状態では前記内蓋3の内面31との間をシールし、かつ、前記各端面11fとの間をシールするシール状態となる一対のシール部R22を備える、配管構造。 - 請求項1において、前記一対のシール部R22は、各々、前記外周ゴムR1が延びる方向Dxに沿って突出する大径部R22で形成され、
前記大径部R22は前記閉弁状態において前記内蓋3の内面31に接する天面F1と、前記閉弁状態において前記各端面11fに接する先端面F2とを備える、配管構造。 - 請求項2において、前記弁棒21が貫通する貫通孔Roを定義するループ状かつ盤状に前記上部ゴムR2が形成されている、配管構造。
- 請求項3において、前記上部ゴムR2は2つの前記大径部R22の各々と前記2つの大径部R22の径D2よりも小さい径D1を持つ2つの小径部R21の各々とが、前記上部ゴムR2の円周方向に交互に連なって配置されている、配管構造。
- 請求項1〜4のいずれか1項において、前記内蓋3と前記既設管1の外周面1Fとの間をシールするループ状の蓋用ゴムRが前記内蓋3の前記内面に固定されている、配管構造。
- 請求項5において、前記閉弁状態において前記シール部R22に接する補助シール部R4を前記蓋用ゴムRが備える、配管構造。
- 請求項1〜6のいずれか1項において、前記閉弁状態において、既設管1内に流体圧が作用する上流側Sfと、前記既設管1内の流体圧が減圧される下流側Dfとに、前記弁体22が前記既設管1内の空間を仕切り、
前記閉弁状態において、前記外周ゴムR1の上流側Sfには、前記流体圧を受けて前記外周ゴムR1の外周端部R10が前記既設管1の内周面1Sに向かって押し付けられるためのセルフシール溝G1,G2が形成されている、ことを特徴とする配管構造。 - 請求項7において、前記外周ゴムR1は第1半周ゴムR11および第2半周ゴムR12を包含し、
前記第1半周ゴムR11は、前記弁体22が閉弁される際に前記上流側Sfから前記下流側Dfに向かって回転する前記弁体22の部位に装着され、
前記第2半周ゴムR12は、前記弁体22が閉弁される際に前記下流側Dfから前記上流側Sfに向かって回転する前記弁体22の部位に装着され、
前記第1半周ゴムR11の外周端部R10よりも前記第2半周ゴムR12の外周端部R10の方が剛性が大きいことを特徴とする、配管構造。 - 請求項5において、前記内蓋3の内面31を前記既設管1の外周面1Fに向かって押し付けることで、前記蓋用ゴムRを前記既設管1の外周面1Fと前記内蓋3の内面31との間で圧縮する押さえ具4を備える、配管構造。
- 請求項1において、前記既設管1は前記第1開口11に対峙する位置に円形状の第2開口12を定義し、
前記弁棒21は前記第2開口12を貫通し、更に一部が前記既設管1から突出する下端部21Tを有する、配管構造。 - 請求項10において、前記弁棒21の前記下端部21Tに装着され、前記弁棒21の前記下端部21Tと前記既設管1の内周面1Sとの間をシールするゴムリングR3を更に備える、配管構造。
- 請求項11において、前記内蓋3を前記既設管1の外周面1Fに向かって押しつけることで、
a.前記上部ゴムR2を前記内蓋3の内面31に押し付けると共に、
b.前記ゴムリングR3を前記既設管1の前記内周面1Sに押しつける、
押さえ具4を備える、配管構造。 - 請求項12において、前記第1および第2開口11,12が形成された既設管1の部位と、前記弁棒21の上部21Bおよび下端部21Tと、前記内蓋3とを包む密閉ケース5を更に備え、
前記密閉ケース5は前記内蓋3を四方から囲う第1突出管部51と、前記第1突出管部51に結合され前記内蓋3を覆う外蓋55とを備える、配管構造。 - 請求項13において、前記押さえ具4は、
前記第1突出管部51の管壁に支持され、前記既設管1の接線方向に沿って進退し、前記内蓋3を前記既設管1の外周面に押し付ける複数の第1押さえボルト4bと、
前記外蓋55に支持され、前記既設管1の径方向に沿って進退し、前記内蓋3を前記既設管1の外周面1Fに押し付ける複数の第2押さえボルト4cとを備える、配管構造。 - 既設管1にバタフライ弁2を組み込む工法であって、
既設管1の一部を気密状態で囲繞する密閉ケース5を前記既設管1に組み付ける組付工程と、
前記密閉ケース5内に侵入した切削工具60で、前記既設管1の管軸方向Sに長い溝状の第1開口11を前記既設管1に形成する切削工程と、
前記密閉ケース5内に侵入した穿孔工具62で、前記既設管1の前記第1開口11に対峙する部位に円形状の第2開口12を穿孔する穿孔工程と、
前記第1および第2開口11,12を貫通する弁棒21と一体の蝶形の弁体22を開弁状態で、前記第1開口11を通して、前記弁棒21の下端部21Tが前記第2開口12から突出するまで前記既設管1内に挿入する挿入工程と、
前記挿入工程により密閉ケース5の軸受部50に侵入した前記弁棒21の下端部21Tの外周にカラー53を装着するカラー装着工程とを備え、前記工法は、
前記第1開口11を閉塞する内蓋3を押して、前記内蓋3と前記既設管1との間をシールするループ状の蓋用ゴムRを圧縮するシール工程を更に備え、
前記シール工程が前記カラー装着工程後に実行される、工法。
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