JPH03157574A - 着脱自在挿入体を有する弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、弁集合体に関するものである。本発明は、特
に海底パイプラインに用いられる形式の弁のように、比
較的接近のしにくい場所において主に用いられる弁に適
用できる。

（ロ）従来技術 例えば、海底に用いられるゲート弁のような弁の要素は
、摩耗、腐食、侵食を受けるので、定期的な交換を必要
とした。代表的なゲートおよび着座（シート）のような
弁の流れ制御要素を、受入栓受に着脱自在に装着されつ
る挿入体内に装着することが提案されている。栓受け、
弁が制御する流路に連結されうる。これは、挿入体が弁
要素の交換のために遠隔操作車両またはドライバによっ
て取り除かれうるようにする。このような構造において
は、挿入体と受入体との間に金属シールを設けることが
必要である。公知の構造においては、受入体は挿入体の
表面が密封できるテーパ面を設けられている。この構造
の受入体は製造するのに非常に複雑で、最も一般的方法
は鋳造によってである。しかし、鋳造のさいでも、機械
加工がいぜんとして非常に複雑であり、また、それは高
価な工程である。

米国特許第３，１７９．１２１号は、−ユニットとして
手動で着脱できるボールおよび着座を有するボール弁構
造を開示している。着座は、テーパ付き面上に弾性シー
ル手段によって弁本体を密封する。

米国特許第３．５８９．６７４号は、ボール、着座、バ
ランス・ステムが−ユニットとして手動で着脱できる第
２圧力平衡ステムを有する別のボール弁を開示している
。

米国特許第３，７９９．１９１号は、ゲート、着座、ス
テ゛ム、ステム作動手段を含む着脱自在本体を有するゲ
ート弁構造体を開示している。着脱自在本体は鎖錠リン
グによって弁本体に固定される。

米国特許筒４．３８７，７３５号は、パイプラインから
着脱できる弁構造体を開示している。ここでは、弁はパ
イプラインに取り付けられた支持構造体内に受けられる
。支持構造体はそこに装着されたシール・リングを有し
ている。ウオーム・ギヤ機構が流体の緊密な導管を形成
するように着脱自在弁構造体と係合するように作動する
。

米国特許筒４．４３１，０２２号は、前記米国特許筒４
，３８７．７３５号に類似した支持構造体内に受け入れ
られる着脱自在の弁構造体を開示している。

弁構造体は、その上で平行板に係合するように外方に偏
倚されている弁の各端上にある密封手段を含むすべての
成分を有している。着脱時にシール・リングを内方に動
かす圧力応答手段も開示されている。

米国特許筒４．８７４，００８号は弁装層構造体を開示
している。液圧スタッドは、石油およびガス製造に用い
られるブロック・マニホルドの一部となる装着部材間に
弁本体を固定するように用いられる。

Ｐ慢　　発明が解決しようとした課題 本発明の課題は、簡単な製造方法でつくられつる挿入式
の弁構造体を得ることにある。

本発明の別の課題は、装着栓受に対する着脱を容易にす
る挿入式弁を得ることにある。

本発明の別の課題は、海底油井およびガス井のような比
較的接近しに（い場所において用いるのに特に適してい
る挿入式弁を得ることにある。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明にもとづく弁構造体は、栓受部内に着脱自在に受
け入れられる本体部分と、各栓受流路の開口内に配置さ
れた環状密封部材と、該環状密封部材に連結されかつ前
記本体部分が前記栓受部に挿入されて該本体部分の表面
と密封係合をするように該環状密封部材を押し付けたと
きに該本体部分によって保合自在になっている部材とか
らなり、前記本体部分は該部分内の流路を通る流体流を
制御する弁要素を有し、前記栓受部は前記本体部分が前
記栓受部に受けられたときに該本体部分内の流路に連通
する流路を有し、前記環状密封部材が前記開口内で軸方
向に可動である構成によって、上記課題を解決している
。

前記本体部分による保合自在部材が各密封部材に連結さ
れたレバー集合体からなっている。各レバー集合体は、
半径方向両端部分において密封部材に連結された二股部
分を有するレバーをもっている。各レバーは一定の弾性
を示し、これにより、それがばねのように作動して前記
本体部分と前記密封部材との間に密封接触を維持する。

前記本体部分が前記密封部材に対する密封手段を支持す
る。

密封手段が前記本体部分に成形された環状溝内にそれぞ
れ配置された環状の金属対金属密封からなっている。

前記本体部分がそれを受ける栓受穴の壁のねじに係合す
る鎖錠リングを有し、前記鎖錠リングが本体部分を栓受
に関して軸方向に移動させるように前記鎖錠リングを回
転させる適当な工具によって係合されつるようになって
いる。

各レバーはヒールを成形するようにつくられていて、該
ヒールは栓受本体に当接し、また、前記本体部分の下方
部分がレバーと接触するときに該レバーが枢動する枢結
点を成形する。前記本体部分の前方部分は各レバー集合
体に係合する傾斜を画定するようにテーパを付げられて
いる。

（ホ）実施例 図面を参照すれば、弁集合体は、非挿入集合体１１を受
けることができる栓受１０かうできている。栓受１０は
、挿入体１１が配置されるように設計された第１貫通穴
１２を成形された金属製ブロックからできている。穴１
２は、第１穴部分１４、内ねじ１６を成形された第２穴
部分１５、第３貫通穴部分１７、溝部分１８を有してい
る。

第２穴２０は、第２穴１２に垂直な栓受１０を貫通して
延びる。第２穴２０は第１穴１２の第４部分１８内に開
口する。穴１２内に開口した第２穴２０の対面部分が段
付き壁部分２２を有している。

第２穴２０は、海底流路内を流れる石油のような流体用
の流路な構成する。代表的には、栓受ｌＯはこのような
流路に接続される。

穴２０の各段付き部分２２は、管状密封部分２３．２４
を受けるポケットを画定する。各密封部分２３．２４の
外壁は、壁ポケット２２のそれに対応して段を付けてい
る。各密封部分の薄壁部分２５は密封構造体２８を支持
する。これは、各密封２３．２４とそのポケット壁との
間に金属対金属シールを第２エラストマ・シール３ｏと
ともに与えるだめの金属製シール・リング２９からでき
ている。各密封部分２４．２４が、それが各ポケット２
２内で軸方向に動くことができるように装着される。

各密封部分２３．２４は、その関連した密封部分から付
属したスラスト拳レバー３２．３３に連結される。各ス
ラスト−レバーは、半円径壁３６を有する二股上方部分
３５（第３図）を有している。半円径壁３６は、各密封
部分２３．２４の円周部分のまわりに間隙をもって両側
に密に嵌合する。二股部分を構成する対向脚がピン３８
によって各密封部分に枢結される。各レバーは、大部分
１８の壁圧対して配置されたヒール部分３９と、内方傾
斜下方部分４ｏとを有している。各レバーは、一定比率
の固有弾性を有する材料から成形される。

挿入体１１はほぼ円筒形の本体部分またはノ・ウジング
５０と、大部分１４内に配置するように構成された上方
７う／ジ部５１と、大部分１７内に配置するように構成
された中間部分５２と、下方部分５３とを有している。

下方部分５３は、密封部分２３．２４の突出端部な受け
る軸方向に延びる直径方向に対向する溝４９を有してい
る。下方部分５３は、流体流路を与える直径方向貫通穴
５４を有している。完成された弁集合体において、この
大部分は栓受の穴２０に整列するように設計される。軸
方向に延びる閉じた穴５５は本体部分５０内に延び、ま
た、ゲート弁５６の成分を収容する。これらの成分は、
ゲート弁の一般的な慣用の成分であり、また、それらの
構成および動作は当業者にとっては明らかなので、詳細
には記載されていない。ハウジング５０の上方部分５１
は、ゲート弁集合体５６用の作動集合体５８に接続され
る。鎖錠リング５９は、作動集合体５８の下方部分と上
方本体部分５１とのまわりに装着される。

鎖錠り／ダ５９の上方円周部分が城のように成形され、
また、鎖錠りングの下方外周は大部分１５上のねじ１６
に係合することができるねじを有している。ハウジング
５０の最下部は、テーバの付いた壁６２を成形される。

貫通穴５４の両端のまわりのハウジング５ｏの壁は環状
溝６３を成形される。各環状溝６３は、圧力付勢金属対
金属環状シール６４を収容する。

別の環状溝６５は環状？Ｒ６３のまわりで同心状に延び
、また、二次エラストマＯリング−シール６８を収容す
る。

使用のさいに、栓受１ｏ内に挿入体１１を配置するため
に、挿入体は栓受１ｏの穴１２内に動くように下降され
る。挿入体の下方端上のテーバ付き部分６２は、この移
動のための導入面として作動する。挿入体１１はピン６
９によって栓受に関シテ角度を付けて向けられる。ピン
６９は、穴１２の壁から半径方向内方に突出しかつ挿入
体のハウジング５０内に成形された軸方向に延びる溝に
保合する。第１図に示すように、下方ハウジング部分５
３上に成形された直径方向に対向する溝４９は、挿入体
１１を２つの密封部分２３と２４との間を通過させる。

ちょうど言及したピン６９および溝構造が、挿入体の鼻
６２が接触することから防止することおよび密封部分に
損傷することから防止することを助ける。

鎖錠リング５９が大部分１５に成形されたねじ１６と接
触するようになるまで、挿入体が下降される。この位置
は第１図に示されている。この段階においては、密封ス
タッド２３．２４の軸方向内端面とハウジング５０の外
周壁との間、また、ハウジング５０の下方部分６２とレ
バー３２．３３との間にすきまがある。挿入体を栓受内
にさらに動かすために、鎖錠リング５９が栓受に関して
回転される。鎖錠リング上での成形によって、適当な遠
隔操作工具によって鎖錠す／グを係合させることができ
る。溝が栓受本体の上面に設けられて、そのような工具
の反力点を与える。最初に、鎖錠リング５９は時計方向
に約２回転回転されて、挿入体をハウジング５０の下方
外部６２とレバー３２．３３との間につ（られる接触点
まで進ませる。鎖錠リングの連続回転が挿入集合体１１
を穴１２内に軸方向に進め、また、テーパ付き部分６２
によって与えられる傾斜がレバーのヒール３９のまわり
でレバーを押し付け、したがって、密封スタッド２３．
２４を本体ハウジング５０の壁に向かってそれらのポケ
ット２２内で軸方向に動かす。挿入体が第２図に示す完
全挿入位置まで進められたとき、密封スタッド２３．２
４がハウジング５０の相互作用によって押し付けられて
、レバー３２をハ、ウジング５０をかいして穴５４のま
わりで壁に密着させる。この連結が）・ウジング５０に
よって支持される金属対金属シール６４によって密封さ
れる。

スラスト・レバー３２．３３は、適切な機械的利点を与
える方法で密封部分２３．２４に枢結される。密封部分
２３．２４はそれらのポケット内で密封集合体２８、主
として金属対金属シール２９によって密封される。第２
シール３０は、金属密封面が海水にさらされることを防
止するように働（バックアップ・シールとなる。スリー
ブ構造体は各密封部分に設けられて、それと本体との間
の領域が、必要のさいに挿入体の除去を防止することに
なる沈澱物または堆積物の生成を防止する。

要素がそれらの作動位置にあり、かつ、弁が開いている
とき、密封部分２３．２４の背部に作用する圧力がそれ
らをハウジング５０と接触状態に維持し５堆積物の侵入
およびシールの波打ちを防止する。弁が閉じているとき
にも、その圧力は上流密封部分に作用する。

各スラスト・レバー３２．３３は、最小のスラスト荷重
を与え、かつ、シール６４の内面に面対面接触を保証す
るようにレバー・アームのたわみ内で０．５０８ｍｉ＋
（０，０２０ｉｎ）程度の相対要素の公差変化を許容す
るように設計されている。密封部分２３．２４上のシー
ル２８は、シール６４よりも大きい寸法になっていて、
これにより、すべての条件の下で面対面接触を維持しか
つ周期的な負荷によるシール波打ちを防止する圧力バイ
アスを与える。

レバー３２．３３の弾性は、それらがばねのように作用
して密封部分２３．２４とハウジング５０によって支持
されたシール６４との間の密封接触を維持することを保
証する。

挿入集合体１１の除去は、上述した装着手順の逆となる
。最初に、過剰トルクが、鎖錠リング５９に反時計方向
回転を加えることによってリング５９に加えられる。こ
れが−旦解消されてしまうと、必要なトルクは著しく減
少する。その理由は、各金属シール６４のスプリングバ
ッグが代表的には０．０５０８ｍｍ　（０，００２ｉｎ
）となるからである。回転が継続するに従って（鎖錠す
／グの約６回転後）、挿入本体上に機械加工された肩が
スラスト・レバー上に機械加工された類似の肩に−致し
、密封部分な蕎装着の準備カーできた各ポケットに戻す
。挿入体は、再生を必要とした弁要素の交換のために回
収される。

本構造体は、従来の公知の装置よりも製造が簡単で経済
的であるという利点を有している。密封部分２３．２４
は、挿入体のハウジング５０と永久的に接触するように
押し付けられ、また、金属対金属密封が２つの部材間に
つ（られる。密封部分２３．２４は、それらが回収され
つるように各ポケット２２内に装着される。シール６４
のまわりの環状シール６８が、挿入本体接続を試験する
ために試験が容易になされつるようにする。その構造は
、栓受と挿入体との間の完全な穴整列を与えるように正
確に機械加工され、また、レバーの構造は減少された作
動トルクを生じる機械的利点を与える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にもとづく弁集合体の部分縦断面図であ
って、弁が最終的組立位置になる前の位置を示す。第２
図は組立位置にある要素な示す第１図に類似した図面で
ある。第３図は第２図の３−３線からみた拡大断面図で
ある。 １０：栓受　　　　　　１１：弁挿入集合体１２：第１
貫通穴　　　２８：密封構造体３２．３３ニスラスト・
レバ− ５０ 二本体部分（）・ウジング） 二上方７ランジ部分 ５８：作動集合体 （外４名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、栓受部内に着脱自在に受け入れられる本体部分と、
   各栓受流路の開口内に配置された環状密封部材と、該環
   状密封部材に連結されかつ前記本体部分が前記栓受部に
   挿入されて該本体部分の表面と密封係合をするように該
   環状密封部材を押し付けたときに該本体部分によつて係
   合自在になつている部材とからなり、前記本体部分は該
   部分内の流路を通る流体流を制御する弁要素を有し、前
   記栓受部は前記本体部分が前記栓受部に受けられたとき
   に該本体部分内の流路に連通する流路を有し、前記環状
   密封部材が前記開口内で軸方向に可動であることを特徴
   とした弁構造体。 ２、前記本体部分による係合自在部材が各密封部材に連
   結されたレバー集合体からなつていることを特徴とした
   請求項１記載の弁構造体。 ３、各レバー集合体は、半径方向両端部分において密封
   部材に連結された二股部分を有するレバーをもつている
   ことを特徴とした請求項２記載の弁構造体。 ４、各レバーは一定の弾性を示し、これにより、それが
   ばねのように作動して前記本体部分と前記密封部材との
   間に密封接触を維持することを特徴とした請求項３記載
   の弁構造体。 ５、前記本体部分が前記密封部材に対する密封手段を支
   持することを特徴とした請求項１記載の弁構造体。 ６、前記密封手段が前記本体部分に成形された環状溝内
   にそれぞれ配置された環状の金属対金属密封からなつて
   いることを特徴とした請求項１記載の弁構造体。 ７、前記本体部分がそれを受ける栓受穴の壁のねじに係
   合する鎖錠リングを有し、前記鎖錠リングが本体部分を
   栓受に関して軸方に移動させるように前記鎖錠リングを
   回転させる適当な工具によつて係合されうるようになつ
   ていることを特徴とした請求項１記載の弁構造体。 ８、各レバーはヒールを成形するようにつくられていて
   、該ヒールは栓受本体に当接し、また、前記本体部分の
   下方部分がレバーと接触するときに該レバーが枢動する
   枢結点を成形することを特徴とした請求項４記載の弁構
   造体。 ９、前記本体部分の前方部分は各レバー集合体に係合す
   る傾斜を画定するようにテーパを付けられていることを
   特徴とした請求項８記載の弁構造体。 １０、横方向に配置された流路を有する栓受部と、該栓
   受部に着脱自在に受けられる本体部分と、各栓受流路の
   開口内に配置された環状密封部材と、該環状密封部材に
   連結されかつ前記本体部分が前記栓受部に挿入されて該
   本体部分の表面と密封係合をするように該環状密封部材
   を押し付けたときに該本体部分によつて係合自在になつ
   ている部材とからなり、前記本体部分は該部分内の流路
   を通る流体流を制御する弁要素を有し、前記本体部分流
   路は前記本体部分が前記栓受部に受けられたときに前記
   栓受部流路に連通し、前記環状密封部材が前記開口内で
   軸方向に可動であることを特徴とした挿入式弁。 １１、前記本体部分による係合自在部材が各密封部材に
   半径方向両端部分において連結された二股部分を有する
   レバー集合体をもち、前記本体部分が前記密封部材に対
   する密封手段を支持することを特徴とした請求項１０記
   載の挿入式弁。 １２、前記本体部分がそれを受ける栓受穴の壁のねじに
   係合する鎖錠リングを有し、前記鎖錠リングが本体部分
   を栓受に関して軸方に移動させるように前記鎖錠リング
   を回転させる適当な工具によつて係合されうるようにな
   つていることを特徴とした請求項１１記載の挿入式弁。 １３、前記密封部材を密封する前記密封手段が前記本体
   部分に成形された環状溝内にそれぞれ配置された環状の
   金属対金属密封からなつていることを特徴とした請求項
   １２記載の挿入式弁。 １４、各レバーはヒールを成形するようにつくられてい
   て、該ヒールは栓受本体に当接し、また、前記本体部分
   の下方部分がレバーと接触するときに該レバーが枢動す
   る枢結点を成形し、前記本体部分の前方部分は各レバー
   集合体に係合する傾斜を画定するようにテーパを付けら
   れていることを特徴とした請求項８記載の挿入式弁。