JP6778660B2 - Outer clamp type high pressure seal jig - Google Patents
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Description
本発明は、例えばボイラー等の多管式熱交換器の耐圧テストの際に各伝熱管の両端等をシールするための外クランプ式高圧シール治具に関するものである。 The present invention relates to an outer clamp type high pressure sealing jig for sealing both ends of each heat transfer tube during a pressure resistance test of, for example, a multi-tube heat exchanger such as a boiler.
例えばボイラー等に搭載される多管式熱交換器では、作動流体が高圧、高温条件で使用される。そのため、製造される熱交換器は、最終段階で耐圧テストを行い、所定の圧力での水漏れや強度不足等を熱交換器として不具合等がないことが検査される。 For example, in a multi-tube heat exchanger mounted on a boiler or the like, the working fluid is used under high pressure and high temperature conditions. Therefore, the manufactured heat exchanger is subjected to a pressure resistance test at the final stage, and it is inspected that there is no defect or the like as a heat exchanger due to water leakage at a predetermined pressure or insufficient strength.
このような多管式熱交換器としては、胴体内に多数本の伝熱管(チューブ)が配置された構造を有する熱交換器である。この伝熱管としては、管内周面に螺旋状のライフリング加工が施されたライフル管を使用することによって、強度や耐食性の向上が図られている。耐圧テストを行うためには、各伝熱管端部を高圧水給排のための高圧ホースとの接合において封止する必要があり、多くの場合は管両端を溶接によりシールしている。 Such a multi-tube heat exchanger is a heat exchanger having a structure in which a large number of heat transfer tubes (tubes) are arranged inside the body. As this heat transfer tube, the strength and corrosion resistance are improved by using a rifle tube having a spiral rifling process on the inner peripheral surface of the tube. In order to perform a pressure resistance test, it is necessary to seal the end of each heat transfer pipe at the joint with a high pressure hose for supplying and discharging high pressure water, and in many cases, both ends of the pipe are sealed by welding.
このように溶接で管端部をシールする場合には、耐圧テストに必要な手順として、
(1)溶接作業、
(2)耐圧テスト、
(3)溶接部の除去、
(4)伝熱管両端の開先加工、が必要であり、これら多くの工程で作業者の技量と時間を必要とするため、製造コストが増大する要因ともなっている。
When sealing the pipe end by welding in this way, as a procedure required for the pressure resistance test,
(1) Welding work,
(2) Pressure resistance test,
(3) Removal of welded parts,
(4) Grooving of both ends of the heat transfer tube is required, and many of these processes require the skill and time of the operator, which is a factor that increases the manufacturing cost.
そこで、時間短縮やコスト低減のため、伝熱管端部のシールに管端用シール治具が使用される。このようなシール治具としては、ライフル管に対して外周面でクランプしてシールするプラグが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in order to shorten the time and reduce the cost, a pipe end sealing jig is used to seal the heat transfer tube end. As such a sealing jig, a plug that clamps and seals the rifle tube on the outer peripheral surface has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
このような従来のシール治具としては、ライフル管を外側からクランプしてシールする構造であり、耐圧テスト時にチューブ内の高圧に抗する抜け止め機構をさらに有する必要がある。このため、シール治具自体の小型化が困難である課題があった。結果的には、このようなライフル管を外側からクランプしてシールする高圧シール治具では、胴体内での管ピッチが狭い場合に、隣合う高圧シール治具同士が互いに干渉する課題があった。 Such a conventional sealing jig has a structure in which the rifle tube is clamped and sealed from the outside, and it is necessary to further have a retaining mechanism for resisting the high pressure in the tube during the pressure resistance test. Therefore, there is a problem that it is difficult to reduce the size of the sealing jig itself. As a result, in such a high-pressure sealing jig that clamps and seals the rifle pipe from the outside, there is a problem that adjacent high-pressure sealing jigs interfere with each other when the pipe pitch in the body is narrow. ..
これに対し、ライフル管に内面側で係合するものも提案されている(特許文献2及び特許文献3参照。)。しかしながら、この場合、係合部が管内周面のライフリング形状に嵌合するようにシール治具を製作する必要があり、汎用性や経済性に欠くという課題があった。
On the other hand, a rifle tube that engages with the rifle tube on the inner surface side has also been proposed (see
本発明は、管端部を外側からクランプする方式であって、高い圧力をかけても漏れもない管端部の高圧シール治具を得ることを目的とする。より具体的には、管端部へしっかりとクランプすることができ、溶接作業をせずとも管端部を高圧シールを可能とし、耐圧テスト等の大幅な時間短縮及びコストの低減になる高圧シール治具を得ること、また、圧力を受けても安全性に優れる高圧シール治具を得ること、更に、シール治具の小型化が容易となる高圧シール治具を得ることを目的とする。 An object of the present invention is to obtain a high-pressure sealing jig for a pipe end portion, which is a method of clamping the pipe end portion from the outside and does not leak even when a high pressure is applied. More specifically, it can be firmly clamped to the pipe end, enabling high-pressure sealing of the pipe end without welding work, which greatly shortens the time required for pressure resistance tests and reduces costs. It is an object of the present invention to obtain a jig, to obtain a high-pressure sealing jig having excellent safety even under pressure, and to obtain a high-pressure sealing jig that facilitates miniaturization of the sealing jig.
請求項1に記載された発明に係る外クランプ式高圧シール治具は、多管式熱交換器の伝熱管の端部に、この端部をシールしながら高圧ホースからの高圧流体を導入する流路を有するプラグを装着する高圧シール治具であって、
前記伝熱管の端部に対して、前記伝熱管の径方向に個々に移動して前記伝熱管の外周面をクランプする複数のコレット部材と、
これら複数のコレット部材に外側から摺動可能に尚且つ伝熱管軸周りに相対回転不能に嵌合する嵌合孔が形成されたスリーブ部材と、
前記プラグと前記伝熱管の端部とを液密シールするシール手段と、
前記スリーブ部材と前記プラグとを連結する連結機構とを備え、
前記連結機構は、
前記スリーブ部材に固定された中央には貫通孔状の雌ねじ穴が形成されているカバー部材と、前記プラグ外周面に形成され雌ねじ穴に螺合される雄ねじ加工とを有し、
前記伝熱管の端部外周面に対して押圧シールするリング状スクイーズパッキンを前記コレット部材の後端部と前記プラグの端部との間に配置した状態で前記プラグの螺合を進めて前記スリープ部材と前記プラグと連結させるものであり、
前記複数のコレット部材の前記スリーブ部材に接する外壁面が、前記伝熱管軸方向の管中央側に向かって漸次小さくなるテーパ面を形成していると共に、前記スリーブ部材の前記嵌合孔の内壁面が、前記複数のコレット部材の前記テーパ面と同じ傾斜角度で互いに摺動可能に当接するテーパ面が形成されており、
前記複数のコレット部材は、前記スリーブ部材に対して前記伝熱管軸方向に沿って管中央側に移動することによって個々の間隔が小さくなり、前記伝熱管の端部を締め込むものであり、
前記複数のコレット部材の前記伝熱管へのクランプ面に多数のスパイク状の突状部が形成されていることを特徴とするものである。
The outer clamp type high pressure sealing jig according to the invention according to
A plurality of collet members that individually move in the radial direction of the heat transfer tube and clamp the outer peripheral surface of the heat transfer tube with respect to the end portion of the heat transfer tube.
A sleeve member having a fitting hole formed in the plurality of collet members so as to be slidable from the outside and to be fitted around the heat transfer tube axis so as to be relatively non-rotatable.
A sealing means for liquid-tightly sealing the plug and the end of the heat transfer tube,
A connecting mechanism for connecting the sleeve member and the plug is provided.
The connecting mechanism
It has a cover member having a through-hole-shaped female screw hole formed in the center fixed to the sleeve member, and a male screw process formed on the outer peripheral surface of the plug and screwed into the female screw hole.
With the ring-shaped squeeze packing that presses and seals the outer peripheral surface of the end portion of the heat transfer tube arranged between the rear end portion of the collet member and the end portion of the plug, the screw of the plug is advanced to advance the sleep. It connects the member and the plug,
The outer wall surface of the plurality of collet members in contact with the sleeve member forms a tapered surface that gradually decreases toward the center side of the heat transfer tube axial direction, and the inner wall surface of the fitting hole of the sleeve member. However, tapered surfaces that slidably abut each other at the same inclination angle as the tapered surfaces of the plurality of collet members are formed.
The plurality of collet members move toward the center of the heat transfer tube along the axial direction of the heat transfer tube with respect to the sleeve member, so that the distance between the plurality of collet members becomes smaller and the ends of the heat transfer tube are tightened.
It is characterized in that a large number of spike-shaped projecting portions are formed on the clamp surface of the plurality of collet members to the heat transfer tube.
請求項2に記載された発明に係る外クランプ式高圧シール治具は、請求項1に記載のコレット部材の前記伝熱管へのクランプ面に形成された複数のスパイク状の突状部が、前記伝熱管軸方向に沿った縦断面が、先端の尖った歯状形状の突状部であることを特徴とするものである。 The outer clamp type high-pressure sealing jig according to the second aspect of the present invention has a plurality of spike-shaped projecting portions formed on the clamp surface of the collet member according to the first aspect to the heat transfer tube. The vertical cross section along the axial direction of the heat transfer tube is characterized by having a tooth-shaped protruding portion with a sharp tip.
請求項3に記載された発明に係る外クランプ式高圧シール治具は、請求項2に記載のコレット部材の前記伝熱管へのクランプ面に形成された複数のスパイク状の突状部の先端角度が、50°〜70°であることを特徴とするものである。 The outer clamp type high-pressure sealing jig according to the third aspect of the present invention has a plurality of spike-shaped protruding portions formed on the clamp surface of the collet member according to the second aspect to the heat transfer tube. However, it is characterized in that it is 50 ° to 70 °.
請求項4に記載された発明に係る外クランプ式高圧シール治具は、請求項1〜3の何れかに記載のコレット部材の前記伝熱管へのクランプ面に形成された複数のスパイク状の突状部の先端の向きが、前記コレット部材の管周方向の端部に行くにつれてコレット部材の押圧方向に沿うように調整されていることを特徴とするものである。
The outer clamp type high pressure sealing jig according to the invention according to claim 4 has a plurality of spike-shaped protrusions formed on the clamp surface of the collet member according to any one of
本発明は、複数のコレット部材の前記伝熱管へのクランプ面に多数のスパイク状の突状部が形成されているため、効果的にチューブに噛みこむことができるようになり、治具のすべり量が小さく抑えることができるようになり、溶接作業せずにチューブ両端の高圧シールが可能となり、耐圧テスト等の大幅な時間短縮及びコスト低減になる。また、圧力を受けると、より大きな力でクランプする構造であるため、安全性に優れる。更に、シール治具の小型化が容易となり、管端部を外側からクランプしてシールする方式であっても、互いに干渉することなく良好に取り付けることができ、漏れもない外クランプ式高圧シール治具を得ることができるという効果がある。また、シール手段の工夫によって、リング状スクイーズパッキンのキズ付きを最小限に抑えることができる。 In the present invention, since a large number of spike-shaped projecting portions are formed on the clamping surface of the plurality of collet members to the heat transfer tube, the tube can be effectively bitten into the tube, and the jig slides. The amount can be kept small, and high-pressure sealing at both ends of the tube becomes possible without welding work, which greatly reduces the time and cost of pressure resistance tests and the like. In addition, it is excellent in safety because it has a structure that clamps with a larger force when it receives pressure. Furthermore, the size of the sealing jig can be easily miniaturized, and even if the pipe end is clamped from the outside for sealing, it can be mounted well without interfering with each other, and there is no leakage. It has the effect of being able to obtain ingredients. Further, by devising the sealing means, it is possible to minimize scratches on the ring-shaped squeeze packing.
本発明においては、多管式熱交換器の伝熱管の端部に、この端部をシールしながら高圧ホースからの高圧流体を導入する流路を有するプラグを装着する高圧シール治具であって、伝熱管の端部に対して、伝熱管径方向に個々に移動して前記伝熱管外周面をクランプする複数のコレット部材と、これら複数のコレット部材に外側から摺動可能に尚且つ伝熱管軸周りに相対回転不能に嵌合する嵌合孔が形成されたスリーブ部材と、前記プラグと前記伝熱管の端部とを液密シールするシール手段と、スリーブ部材とプラグとを連結する連結機構とを備える。 The present invention is a high-pressure sealing jig in which a plug having a flow path for introducing a high-pressure fluid from a high-pressure hose is attached to the end of a heat transfer tube of a multi-tube heat exchanger while sealing the end. A plurality of collet members that individually move in the radial direction of the heat transfer tube to clamp the outer peripheral surface of the heat transfer tube with respect to the end of the heat transfer tube, and slidable and transfer to the plurality of collet members from the outside. A sleeve member having a fitting hole formed around the heat pipe axis so as not to rotate relative to each other, a sealing means for liquid-tightly sealing the plug and the end of the heat transfer tube, and a connection connecting the sleeve member and the plug. It has a mechanism.
また、複数のコレット部材のスリーブ部材に接する外壁面が、伝熱管軸方向の管中央側に向かって漸次小さくなるテーパ面を形成していると共に、スリーブ部材の嵌合孔の内壁面が、複数のコレット部材のテーパ面と同じ傾斜角度で互いに摺動可能に当接するテーパ面が形成されており、複数のコレット部材は、スリーブ部材に対して伝熱管軸方向に沿って管中央側に移動することによって個々の間隔が小さくなり、伝熱管の端部を締め込むものであり、複数のコレット部材の伝熱管へのクランプ面に多数のスパイク状の突状部が形成されているものであるため、管端部を外側からクランプする方式であって、高い圧力をかけても漏れもない管端部の高圧シール治具を得ることができる。 Further, the outer wall surface of the plurality of collet members in contact with the sleeve member forms a tapered surface that gradually decreases toward the center side of the heat transfer tube axial direction, and the inner wall surface of the fitting hole of the sleeve member is plurality. A tapered surface is formed that slidably abuts each other at the same inclination angle as the tapered surface of the collet member, and the plurality of collet members move toward the center of the heat transfer tube along the axial direction of the heat transfer tube with respect to the sleeve member. As a result, the distance between the individual parts is reduced, and the ends of the heat transfer tubes are tightened, and a large number of spike-shaped protrusions are formed on the clamping surfaces of the plurality of collet members to the heat transfer tubes. It is a method of clamping the pipe end from the outside, and it is possible to obtain a high-pressure sealing jig for the pipe end that does not leak even when a high pressure is applied.
本発明の複数のコレット部材としては、2つ以上でクランプするものであればよい。3つ以上のコレット部材であれば、クランプされる管が3方向以上から均等にクランプされるため、高いシール性能を得ることができるという利点がある。また、特に一対のコレット部材で互いに対向してクランプするものであれば、幅の狭いシール治具とすることができ、多管式熱交換器の伝熱管同士のピッチが狭い場合に有利である。 The plurality of collet members of the present invention may be those that are clamped by two or more. If there are three or more collet members, the clamped pipes are evenly clamped from three or more directions, so that there is an advantage that high sealing performance can be obtained. Further, particularly if a pair of collet members clamp each other so as to face each other, a narrow sealing jig can be used, which is advantageous when the pitch between the heat transfer tubes of the multi-tube heat exchanger is narrow. ..
一対のコレット部材では、伝熱管の端部に対して、伝熱管径方向に個々に移動して伝熱管外周面をクランプする一対のコレット部材と、これら一対のコレット部材に外側から摺動可能に尚且つ伝熱管軸周りに相対回転不能に嵌合する嵌合孔が形成されたスリーブ部材と、このスリーブ部材とプラグとを連結する連結機構とを備え、一対のコレット部材のスリーブ部材に接する外壁面が、伝熱管軸方向の管中央側に向かって漸次小さくなるテーパ面を形成していると共に、スリーブ部材の嵌合孔の内壁面が、一対のコレット部材のテーパ面と同じ傾斜角度で互いに摺動可能に当接するテーパ面が形成されており、一対のコレット部材は、スリーブ部材に対して伝熱管軸方向に沿って管中央側に移動することによって個々の間隔が小さくなり、伝熱管の端部を締め込むものであり、一対のコレット部材の伝熱管へのクランプ面に多数のスパイク状の突状部が形成されている。 In the pair of collet members, the pair of collet members that individually move in the radial direction of the heat transfer tube to clamp the outer peripheral surface of the heat transfer tube with respect to the end of the heat transfer tube, and the pair of collet members can be slid from the outside. Moreover, it is provided with a sleeve member having a fitting hole formed around the heat transfer tube axis so as to be fitted so as not to rotate relative to each other, and a connecting mechanism for connecting the sleeve member and the plug, and is in contact with the sleeve member of a pair of collet members. The outer wall surface forms a tapered surface that gradually decreases toward the center side of the heat transfer tube axis, and the inner wall surface of the fitting hole of the sleeve member has the same inclination angle as the tapered surface of the pair of collet members. Tapered surfaces that slidably contact each other are formed, and the pair of collet members move toward the center of the heat pipe along the axial direction of the heat transfer pipe with respect to the sleeve member, thereby reducing the distance between the individual heat transfer pipes. A large number of spike-shaped projecting portions are formed on the clamp surface of the pair of collet members to the heat transfer tube.
この一対のコレット部材を備える外クランプ式高圧シール治具では、管端部外周面とスリーブ部材の嵌合孔の内壁面のうちのテーパ面との間に楔状に嵌合する一対のコレット部材によって確実に管端部をクランプするものである。そして、例えば多管式熱交換器の耐圧テスト時の伝熱管端部への装着の際には、管端部に対して管外周面をクランプするのが、一つの管直径方向で互いに対向する一対のコレット部材のみであるため、一対のコレット部材に外側から嵌合して締め込むためのスリーブ部材を含む外クランプ式高圧シール治具の部材厚みが、前記管直径方向のクランプする方向のみ大きくなり、それ以外のコレット部材が存在しない管端部周りの領域で部材厚みを小さく抑えることができるため、外クランプ式高圧シール治具の小型化が実現される。 In the outer clamp type high-pressure sealing jig provided with this pair of collet members, a pair of collet members that are fitted in a wedge shape between the outer peripheral surface of the pipe end and the tapered surface of the inner wall surface of the fitting hole of the sleeve member are used. It securely clamps the end of the pipe. Then, for example, when mounting a multi-tube heat exchanger on the end of a heat transfer tube during a pressure resistance test, the outer peripheral surfaces of the tube are clamped to the end of the tube so as to face each other in the diameter direction of one tube. Since there is only a pair of collet members, the thickness of the outer clamp type high-pressure sealing jig including the sleeve member for fitting and tightening the pair of collet members from the outside is large only in the clamping direction in the pipe diameter direction. Therefore, the thickness of the member can be kept small in the region around the pipe end where no other collet member exists, so that the outer clamp type high-pressure sealing jig can be miniaturized.
詳しくは、この部材厚みが小さい領域を胴体内に配置された伝熱管同士間のピッチの狭い間に位置付けて外クランプ式高圧シール治具を取り付ければ、伝熱管を外側からクランプしてシールする方式であっても、互いに干渉することなく良好に伝熱管端部に取り付けられ、良好な封止状態でプラグを装着することができる利点を奏し、左右方向(水平方向)側の部材厚みを小さくできるため、水平方向により多くの伝熱管を並列配置して左右で隣合う伝熱管同士の管ピッチを狭くした多管式熱伝導器に対応できる。 Specifically, if this region with a small member thickness is positioned between the heat transfer tubes arranged inside the fuselage and the external clamp type high pressure sealing jig is attached, the heat transfer tubes are clamped and sealed from the outside. Even if it is, it can be attached to the end of the heat transfer tube satisfactorily without interfering with each other, and the plug can be attached in a good sealed state, and the thickness of the member in the left-right direction (horizontal direction) can be reduced. Therefore, it is possible to support a multi-tube heat conductor in which more heat transfer tubes are arranged in parallel in the horizontal direction and the tube pitch between adjacent heat transfer tubes on the left and right is narrowed.
尚、使用対象となる多管式熱交換器の伝熱管の配置構成が予め決定されていれば、例えば水平方向で隣合う伝熱管同士の中心軸の間のピッチPに対して、外クランプ式高圧シール治具の中心から水平方向で最大外径となる位置までの距離Dが、前記ピッチPの1/2以下であれば良い。さらに、外クランプ式高圧シール治具の外形状は、実質的にはスリーブ部材の外形状として、互いに効率良く並列配置できるように、伝熱管中心軸に対して直交方向の断面形状が略長方形であるのが好ましい。更に、スリーブ部材の嵌合孔の輪郭及び一対のコレット部材の外形状も、伝熱管中心軸に対する直交方向の断面形状が略長方形状となる構成とすることによって、一対のコレット部材がスリーブ部材に対して伝熱管中心軸周りに回動することが回避され、管端部に対する良好な締め込み状態が維持できる。 If the arrangement configuration of the heat transfer tubes of the multi-tube heat exchanger to be used is determined in advance, for example, the outer clamp type is used with respect to the pitch P between the central axes of the adjacent heat transfer tubes in the horizontal direction. The distance D from the center of the high-pressure sealing jig to the position where the maximum outer diameter is obtained in the horizontal direction may be 1/2 or less of the pitch P. Further, the outer shape of the outer clamp type high-pressure sealing jig is substantially rectangular in the cross-sectional shape in the direction orthogonal to the central axis of the heat transfer tube so that the outer shape of the sleeve member can be arranged in parallel efficiently. It is preferable to have it. Further, the contour of the fitting hole of the sleeve member and the outer shape of the pair of collet members are also configured such that the cross-sectional shape in the direction orthogonal to the central axis of the heat transfer tube is substantially rectangular, so that the pair of collet members can be used as the sleeve member. On the other hand, rotation around the central axis of the heat transfer tube is avoided, and a good tightening state with respect to the tube end can be maintained.
本発明のコレット部材のクランプ面に形成された多数のスパイク状の突状部は、伝熱管の端部を締め込んだ際に、管の外面に十分な面圧を発生して、食い込ませることができるものであればよく、スパイク状の突状部によって、締め込み位置をより確実に保持できるものであればよい。即ち、スパイク状の突状部によって先端が管外周面に食い込んで抜け止めとなるため、耐圧テスト時の高圧水導入の際に外クランプ式高圧シール治具を管端部から押し出す力が作用しても、これに抗してコレット部材による良好な管端部クランプ状態が維持される。好ましいスパイク状の突状部としては、伝熱管軸方向に沿った縦断面が、先端の尖った歯状形状の突状部であるもの、より好ましくは、複数のスパイク状の突状部の先端角度が、50°〜70°であるものが挙げられる。 When the end of the heat transfer tube is tightened, a large number of spike-shaped projecting portions formed on the clamp surface of the collet member of the present invention generate sufficient surface pressure on the outer surface of the tube to bite into it. It suffices as long as it can hold the tightening position more reliably by the spike-shaped protruding portion. That is, since the tip bites into the outer peripheral surface of the pipe due to the spike-shaped protruding portion to prevent it from coming off, a force that pushes the outer clamp type high-pressure seal jig from the pipe end acts when introducing high-pressure water during the pressure resistance test. However, against this, a good pipe end clamped state by the collet member is maintained. The preferred spike-shaped projecting portion has a vertical cross section along the heat transfer tube axial direction, which is a tooth-shaped projecting portion having a pointed tip, and more preferably, the tips of a plurality of spike-shaped projecting portions. Examples thereof have an angle of 50 ° to 70 °.
更には、コレット部材の管周方向の端部に行くほどコレット部材の押圧方向に対して、突状部の先端の向きが管の中心軸と相違する方向に押圧されるため、全ての突状部の先端が管の中心軸へ向かうセレーション形状では端部の刃が十分に食い込まなかったり、折損したりする恐れがあるため、コレット部材の管周方向の端部に行くにつれてコレット部材の押圧方向に沿うように調整されているもの、好ましくは、突状部の先端が管周の中央部より端部の先端角度を小さくして、先端側面部の一部が押圧する面に対して垂直とすることにより、コレット部材の押圧に対して、先端が押圧方向と同じ方向に管外面により好ましく食い込む。尚、このスパイク状の突状部の伝熱管軸方向に沿った縦断面は、鋸歯状のセレーション形状でもコレット部材の押圧方向に個々の突状部の先端を食い込ませることができる。 Further, as the collet member is pressed toward the end in the circumferential direction of the pipe, the tip of the protruding portion is pressed in a direction different from the central axis of the pipe with respect to the pressing direction of the collet member. If the serration shape is such that the tip of the portion faces the central axis of the pipe, the blade at the end may not sufficiently bite or break, so the pressing direction of the collet member increases toward the end in the circumferential direction of the collet member. The tip of the projecting portion is adjusted so that the tip angle of the end is smaller than that of the center of the tube circumference, and the tip of the tip side portion is perpendicular to the pressing surface. By doing so, the tip bites more preferably into the outer surface of the pipe in the same direction as the pressing direction with respect to the pressing of the collet member. It should be noted that the vertical cross section of the spike-shaped projecting portion along the heat transfer tube axial direction allows the tips of the individual projecting portions to bite into the pressing direction of the collet member even if the serration shape is serrated.
本発明では、複数のコレット部材の前記伝熱管へのクランプ面に多数のスパイク状の突状部が形成されていることにより、確実に締め込み位置を保持することができる。即ち、耐圧テスト時の高圧水導入の際に外クランプ式高圧シール治具を管端部から押し出す力が作用しても、これに抗してコレット部材のスパイク状の突状部によって良好な管端部クランプ状態が維持される。更に、高圧水導入の際に、水漏れを防止するためには、本発明のシール手段をより工夫することにより、多大な圧力である高圧水に対抗することができる。 In the present invention, since a large number of spike-shaped projecting portions are formed on the clamp surface of the plurality of collet members to the heat transfer tube, the tightening position can be reliably held. That is, even if a force that pushes the outer clamp type high-pressure sealing jig from the pipe end acts when introducing high-pressure water during the pressure resistance test, the spike-shaped protruding part of the collet member resists this and makes the pipe good. The end clamped state is maintained. Further, in order to prevent water leakage when introducing high-pressure water, it is possible to counter high-pressure water, which is a large pressure, by further devising the sealing means of the present invention.
本発明のシール手段としては、プラグと伝熱管の端部とを液密シールするものであればよい。液密シールするものとしては、外側からの押圧力によって伝熱管外周面を変形してシールするものであればよい。例えば、プラグと伝熱管とをシールするOリング単独、Oリングとバックアップリングとの組合せ、リング状のスクイーズパッキン等が挙げられる。特に、リング状のスクイーズパッキンでは、Oリングによる液密シールよりも高い圧力にも耐えられることが確認された。 The sealing means of the present invention may be any one that seals the plug and the end of the heat transfer tube in a liquid-tight manner. The liquid-tight seal may be any one that deforms and seals the outer peripheral surface of the heat transfer tube by the pressing force from the outside. Examples thereof include an O-ring alone that seals a plug and a heat transfer tube, a combination of an O-ring and a backup ring, and a ring-shaped squeeze packing. In particular, it was confirmed that the ring-shaped squeeze packing can withstand higher pressure than the liquid-tight seal by the O-ring.
図1は本発明の一実施例による高圧シール治具を取り付け完了状態で示す概略断面図であり、a図は伝熱管中心軸方向に沿った側断面図、b図は伝熱管中心軸と直交する方向のa図のA−A断面矢視図、c図はa図のB−B断面矢視図である。図2は図1の高圧シール治具の部材構成を示す伝熱管端部取り付け前の概略斜視図であり、部分的に断面を含むものである。図3は本発明の高圧シール治具のコレット部材の構成を示す説明図であり、a図は斜視図、b図は断面図、c図は正面図、d図はb図の破線部領域の拡大図、e図はc図の破線部領域の拡大図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a high-pressure sealing jig according to an embodiment of the present invention in a completed state. FIG. 1A is a side sectional view along the direction of the central axis of the heat transfer tube, and FIG. 1B is orthogonal to the central axis of the heat transfer tube. FIG. AA is a cross-sectional view taken along the line A, and FIG. C is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. FIG. 2 is a schematic perspective view of the member configuration of the high-pressure sealing jig of FIG. 1 before mounting the end of the heat transfer tube, and partially includes a cross section. FIG. 3 is an explanatory view showing the configuration of a collet member of the high-pressure sealing jig of the present invention, where a is a perspective view, b is a sectional view, c is a front view, and d is a broken line region of FIG. The enlarged view and the figure e are enlarged views of the broken line portion region of the figure c.
図4は図1の高圧シール治具が胴体内で水平方向に並列配置された複数の伝熱管にそれぞれ取り付けられた状態を示す概略斜視図である。図5は図1の高圧シール治具の伝熱管端部取り付け工程を説明するための側断面図であり、a図〜c図は各過程の状態を示す。図6は別の実施例の高圧シール治具の伝熱管端部取り付け工程を説明するための側断面図であり、a図〜c図は各過程の状態を示す。 FIG. 4 is a schematic perspective view showing a state in which the high-pressure sealing jig of FIG. 1 is attached to a plurality of heat transfer tubes arranged in parallel in the horizontal direction in the body. FIG. 5 is a side sectional view for explaining the process of attaching the end of the heat transfer tube of the high-pressure sealing jig of FIG. 1, and FIGS. A to c show the state of each process. FIG. 6 is a side sectional view for explaining a process of attaching the heat transfer tube end portion of the high-pressure sealing jig of another embodiment, and FIGS. A to c show states of each process.
図1〜図5に示す通り、本実施例による外クランプ式高圧シール治具1は、伝熱管2の端部に対して、管外周面を一つの管直径方向で互いに対向してクランプする一対のコレット部材(10a,10b)と、この一対のコレット部材に外側から摺動可能に且つ伝熱管軸周りに相対回転不能に嵌合する嵌合孔16が形成されたスリーブ部材15と、該スリーブ部材15とプラグ3とを連結する連結機構とを備える。
As shown in FIGS. 1 to 5, the outer clamp type high
一対のコレット部材(10a,10b)の対向する外壁面は、伝熱管軸方向に沿って管中央側に向かって漸次外径が小さくなる一対のテーパ面(11a,11b)を形成していると共に、スリーブ部材15の嵌合孔16の内壁面には、一対のコレット部材のテーパ面(11a,11b)と同じ傾斜角度で互いに摺動可能に当接するテーパ面(17a,17b)が形成されており、一対のコレット部材(10a,10b)が、スリーブ部材15に対して伝熱管軸方向に沿って管中央側に移動することによって互いの間隔が小さくなり、前記伝熱管2の端部を締め込む。
The facing outer wall surfaces of the pair of collet members (10a, 10b) form a pair of tapered surfaces (11a, 11b) whose outer diameter gradually decreases toward the center side of the heat transfer tube along the axial direction. On the inner wall surface of the
具体的には、外クランプ式高圧シール治具1は、先ず、伝熱管2、即ち、内面に複数の螺旋状のリブを有するライフル管2が間に挿入されてその端部の外周面をライフル管2の上下直径方向で互いに対向してクランプする一対のコレット部材(10a,10b)と、この一対のコレット部材(10a,10b)に外側から摺動可能に嵌合する嵌合孔16が形成されたスリーブ部材15とを備える。一対のコレット部材(10a,10b)の外形状は、対向する上下外壁面が、管中央側に向かって漸次外径が小さくなる一対のテーパ面(11a,11b)を形成していると共に、ライフル管中心軸と直交方向の断面形状が四隅を面取りした略長方形状を有するものである。
Specifically, in the outer clamp type high
対応するスリーブ部材15の嵌合孔16の内周形状は、この一対のコレット部材(10a,10b)の外形状に沿うように、ライフル管2中心軸と直交方向の断面形状が略長方形状であると共に上下内壁面が一対のコレット部材の上下テーパ面(11a,11b)と同じ傾斜角度で互いに摺動可能に当接するテーパ面(17a,17b)となっている。これにより、一対のコレット部材(10a,10b)と嵌合孔16とが互いに断面略長方形状であるため、両者のライフル管中心軸周りの相対回動は規制され、一対のコレット部材(10a,10b)のライフル管2に対する締め込みはより安定なものとなる。
The inner peripheral shape of the
また、本実施例においては、図3に示す通り、一対のコレット部材(10a,10b)のライフル管2へのクランプ面に多数のスパイク状の突状部12が形成されている。これら突状部12により、ライフル管2の軸方向の沿った縦断面は先端の尖った歯状形状が連続する鋸歯状のセレーション形状が形成され(図3d図)、コレット部材(10a,10b)の管周方向の端部に行くにつれてコレット部材(10a,10b)の押圧方向に沿うようにスパイク状の突状部の先端の向きが調整されている(図3e図)。このため、耐圧テスト時に外クランプ式高圧シール治具1を管外側へ押し戻す方向へ圧力がかかっても、これら突状部12の先端の食い込みによるライフル管2の外周面に対する抜け止め効果で締め付け状態がより強固に維持される。また、突状部12の先端の角度はライフル管2の外周面に食い込みやすいように50°〜70°に調整されている。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 3, a large number of spike-shaped projecting
さらに、一対のコレット部材(10a,10b)の内周面には、ライフル管軸方向で同一位置で周方向に沿って溝13が形成されており、この溝13内にC型形状のリテーナリング14が摺動可能に収納されている。このリテーナリング14によって、締め込みに伴う一対のコレット部材(10a,10b)同士の間隔変更に対応しながら、一対のコレット部材(10a,10b)同士を連結してライフル管中心軸方向に沿った移動を一体的にすることができる。
Further, on the inner peripheral surfaces of the pair of collet members (10a, 10b), a
本外クランプ式高圧シール治具1は、さらに高圧ホースHを接続するためのプラグ3のための連結機構として、スリーブ部材15と同一外形状のカバー部材18がスリーブ部材15にネジ止めされる。カバー部材18の中央には貫通孔状の雌ねじ穴19が形成されている。
In the outer clamp type high
一方、高圧ホースHからの高圧水が導入される流路33を備えたプラグ3の外側端部には高圧ホースHとの接続部と、プラグ3の内側の中心部側にはライフル管2の端部外周に嵌合する円筒状挿入部31と、内側の端部にはコレット部材(10a,10b)の後端部を押圧する金属製のアダプタリング21とを有している。図2,図5に示す通り、円筒状挿入部31にはプラグ3の外側からの押圧によってライフル管2外周面に対して押圧シールするウレタン樹脂製のリング状スクイーズパッキン23と、スクイーズパッキン23のプラグ3の締め回しで供回りを軽減させる黄銅製のスラスタリング22と、プラグ3の締め回しによる押圧力をコレット部材(10a,10b)の後端部へ伝える断面L字状のアダプタリング21が挿入されている。
On the other hand, a connection portion with the high pressure hose H is provided at the outer end of the
プラグ3の外周面にはカバー部材18の雌ねじ穴19に螺合する雄ねじ加工32が施されており、プラグ3がカバー部材18の雌ねじ穴19に一端側から螺合され締め回されることにより、スリーブ部材15と連結され、プラグ3の円筒状挿入部31に挿入されたアダプタリング21がコレット部材(10a,10b)の後端部を押圧し、スリーブ部材15の嵌合孔16内の一対のコレット部材(10a,10b)の間を貫通して突出するライフル管2の端部の外周面に装着される。プラグ3の更なる締め回しによって、コレット部材(10a,10b)がライフル管2へ締め付けられると共に、アダプタリング21は円筒状挿入部31内部のリング状スクイーズパッキン23を押圧することにより、ライフル管2外周面に対して押圧シールされる。
The outer peripheral surface of the
以上の構成における外クランプ式高圧シール治具1の取り付けは、先ず図5(a)のように、スリーブ部材15の嵌合孔16内に一対のコレット部材(10a,10b)を配置し、スリーブ部材15にネジ止め(図簡略化のため不図示)されたカバー部材18の雌ねじ穴19にプラグ3をある程度螺合させて構成部材を一体化させた状態とする。そして一対のコレット部材(10a,10b)の間からカバー部材18を貫通するまでライフル管2を挿入してその管端部をプラグ3の円筒状挿入部31の内周に嵌め込む(図5(b))。
To attach the outer clamp type high-
その後、プラグ3の螺合を進めて伝熱管軸方向に沿って管中央側へ移動させていくことによって、プラグ3の円筒状挿入部31に挿入されたアダプタリング21が一対のコレット部材(10a,10b)の後端部を押圧して、一対のコレット部材(10a,10b)をスリーブ部材15に対して管端部を締め込む方向へ押し込むことができ、図5(c)に示すように、プラグ3の装着と同時に一対のコレット部材(10a,10b)の管端部に対する締め込みによる外クランプ式高圧シール治具1の取り付けが完了する。この時、アダプタリング21は円筒状挿入部31内部のリング状スクイーズパッキン23を押圧することにより、ライフル管2外周面に対して押圧シールされる。
After that, by advancing the screwing of the
本実施例においては、外クランプ式高圧シール治具1の外形状、即ちスリーブ部材15とカバー部材18との外形状を上下方向が長辺方向となる断面長方形状とし、多管式熱交換器の胴体内で水平方向で隣合うライフル管2同士の中心軸の間のピッチPに対して、外クランプ式高圧シール治具1の中心から水平方向で最大外径となる位置までの距離Dを、ピッチPの1/2以下とすることができ、図4に示すように、隣合う外クランプ式高圧シール治具1が互いに干渉することなく良好に多数のライフル管2に取り付けられることが可能となった。
In this embodiment, the outer shape of the outer clamp type high-
また、コレット部材(10a,10b)のライフル管2へのクランプ面に形成された多数のスパイク状の突状部12によって締め込み位置をより確実に保持することができる。更に、プラグと伝熱管の端部とを液密シールするシール手段として、プラグ3の円筒状挿入部31内に断面L字状の小径部を有するアダプタリングを備え、この小径部が挿入されプラグ3の締付によってコレット部材への押圧と共に円筒状挿入部31に挿入されたリング状スクイーズパッキン23を押圧変形させることによって、多大な圧力である高圧水に対抗することができ、水漏れを防止することができる。本実施例では、200Nmの締め付けトルクで50MPaの高圧水によるテストでも水漏れを防止することができた。
Further, the tightening position can be more reliably held by the large number of spike-shaped projecting
なお、以上の実施例においては、シール手段として、プラグ3の円筒状挿入部31内に断面L字状の小径部が挿入されプラグ3の締付によってコレット部材への押圧と共に円筒状挿入部31に挿入されたリング状スクイーズパッキン23を押圧変形させるアダプタリング21を用いたが、20MPa以下の圧力での耐圧テストであれば、Oリングを用いたシール手段であっても充分に対応可能となる。
In the above embodiment, as a sealing means, a small diameter portion having an L-shaped cross section is inserted into the
例えば、図6に示した実施例ではシール手段として、Oリング60を用いている。尚、図6に示した実施例は、シール手段以外は図1〜図5に示した実施例と同じ構成であるため、相当する符号は同じ符号を付している。即ち、高圧水が導入される流路を備えたプラグ3は、高圧ホースとの接続側と反対側にライフル管2の端部外周に嵌合する円筒状装着部61を有している。円筒状装着部61の内周面にはOリング60が配置されている。この実施例では100Nmの締め付けトルクで19MPaの高圧水によるテストでも水漏れを防止することができた。
For example, in the embodiment shown in FIG. 6, an O-
1…外クランプ式高圧シール治具、
2…ライフル管(伝熱管)、
3…プラグ、
10a,10b…コレット部材、
11a,11b…テーパ面、
12…突状部、
13…溝、
14…リテーナリング、
15…スリーブ部材、
16…嵌合孔、
17a,17b…テーパ面、
18…カバー部材、
19…雌ねじ穴、
21…アダプタリング、
22…スラスタリング、
23…リング状スクイーズパッキン、
31…円筒状挿入部、
32…雄ねじ加工、
33…流路、
60…Oリング、
61…円筒状装着部、
1 ... Outer clamp type high pressure sealing jig,
2 ... Rifle tube (heat transfer tube),
3 ... Plug,
10a, 10b ... Collet member,
11a, 11b ... Tapered surface,
12 ... protruding part,
13 ... groove,
14 ... Retaining,
15 ... Sleeve member,
16 ... Fitting hole,
17a, 17b ... Tapered surface,
18 ... Cover member,
19 ... Female screw hole,
21 ... Adapter ring,
22 ... Thrustering,
23 ... Ring-shaped squeeze packing,
31 ... Cylindrical insertion part,
32 ... Male thread processing,
33 ... Flow path,
60 ... O-ring,
61 ... Cylindrical mounting part,
Claims (4)
前記伝熱管の端部に対して、前記伝熱管の径方向に個々に移動して前記伝熱管の外周面をクランプする複数のコレット部材と、
これら複数のコレット部材に外側から摺動可能に尚且つ伝熱管軸周りに相対回転不能に嵌合する嵌合孔が形成されたスリーブ部材と、
前記プラグと前記伝熱管の端部とを液密シールするシール手段と、
前記スリーブ部材と前記プラグとを連結する連結機構とを備え、
前記連結機構は、
前記スリーブ部材に固定された中央には貫通孔状の雌ねじ穴が形成されているカバー部材と、前記プラグ外周面に形成され雌ねじ穴に螺合される雄ねじ加工とを有し、
前記伝熱管の端部外周面に対して押圧シールするリング状スクイーズパッキンを前記コレット部材の後端部と前記プラグの端部との間に配置した状態で前記プラグの螺合を進めて前記スリープ部材と前記プラグと連結させるものであり、
前記複数のコレット部材の前記スリーブ部材に接する外壁面が、前記伝熱管軸方向の管中央側に向かって漸次小さくなるテーパ面を形成していると共に、前記スリーブ部材の前記嵌合孔の内壁面が、前記複数のコレット部材の前記テーパ面と同じ傾斜角度で互いに摺動可能に当接するテーパ面が形成されており、
前記複数のコレット部材は、前記スリーブ部材に対して前記伝熱管軸方向に沿って管中央側に移動することによって個々の間隔が小さくなり、前記伝熱管の端部を締め込むものであり、
前記複数のコレット部材の前記伝熱管へのクランプ面に多数のスパイク状の突状部が形成されていることを特徴とする外クランプ式高圧シール治具。 A high-pressure sealing jig in which a plug having a flow path for introducing a high-pressure fluid from a high-pressure hose is attached to the end of a heat transfer tube of a multi-tube heat exchanger while sealing this end.
A plurality of collet members that individually move in the radial direction of the heat transfer tube and clamp the outer peripheral surface of the heat transfer tube with respect to the end portion of the heat transfer tube.
A sleeve member having a fitting hole formed in the plurality of collet members so as to be slidable from the outside and to be fitted around the heat transfer tube axis so as to be relatively non-rotatable.
A sealing means for liquid-tightly sealing the plug and the end of the heat transfer tube,
A connecting mechanism for connecting the sleeve member and the plug is provided.
The connecting mechanism
It has a cover member having a through-hole-shaped female screw hole formed in the center fixed to the sleeve member, and a male screw process formed on the outer peripheral surface of the plug and screwed into the female screw hole.
With the ring-shaped squeeze packing that presses and seals the outer peripheral surface of the end portion of the heat transfer tube arranged between the rear end portion of the collet member and the end portion of the plug, the screw of the plug is advanced to advance the sleep. It connects the member and the plug,
The outer wall surface of the plurality of collet members in contact with the sleeve member forms a tapered surface that gradually decreases toward the center side of the heat transfer tube axial direction, and the inner wall surface of the fitting hole of the sleeve member. However, tapered surfaces that slidably abut each other at the same inclination angle as the tapered surfaces of the plurality of collet members are formed.
The plurality of collet members move toward the center of the heat transfer tube along the axial direction of the heat transfer tube with respect to the sleeve member, so that the distance between the plurality of collet members becomes smaller and the ends of the heat transfer tube are tightened.
An outer clamp type high-pressure sealing jig characterized in that a large number of spike-shaped projecting portions are formed on the clamp surface of the plurality of collet members to the heat transfer tube.
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