JPH05507886A - 流体ジェットシール構造 - 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】 流体ジェットシール構造 発　明　の　背　景 本発明は、一般的にいえば流体ジェットにおいて用いられるシールに関し、さら に詳しくいえば、流体ジェット内の流体の伝送に用いられるマウントとシールに 関する。

以前は、ノズル組立体は、ノズル本体とナツトなどの独立の固着部材との間の圧 縮によって適所に保持されてシールされた。このようにさまざまな部材のあるこ とが構造に複雑さを加えている。固着部材間に加わる荷重は、大きな応力を生じ 、損傷を与えるかノズル組立体の寿命を短かくする可能性がある。

ノズル組立体を置換するたびに固着部材を除いたり、又はノズル組立体を位置決 めするたびに固着部材を緩める必要のないこともまた置換や修理の時間を少なく する。

前述のことは、現在の流体ジェットシール組立体に存在すると知られている限界 を例示している。したがって、上述の限界の一つ以上を克服するための代替物を 提供することが都合のよいことは明らかである。したがって、あとでさらに完全 に開示する特徴を備える適当な代替物が提供される。

発　明　の　概　要 本発明の一つの面において、これは、ヘッド部とステム部を備えた組立体を具備 する流体ジェット装置用シールを提供することによって達成される。本体が中に 内腔を形成され、その内腔には、第１の直径の上流部分と、第１の直径より小さ い第２の直径の下流部分と、前記上流部分と前記下流部分とを接続し、軸方向に 伸びる収束部分がある。ステム部は、前記第２の直径より小さい直径をもってい る。ステム部は下流部分内に配置され、ヘッド部は上流部分内に配置されている 。上流部分は、ヘッド部の上流にかなりの距離伸びている。ヘッド部の最大断面 が、第１の直径より小さく、第２の直径より大きいので、表面対表面のシールが ヘッド部と軸方向に伸びる収束部分との間に形成される。

前述及びその他の面は添付図面と共に考慮されるとき、本発明の以下の詳細な説 明から明らかになる。

図面の簡単な説明 図１は、ノズル組立体、取付は構造体及び関連のシールの従来技術の実施例を例 示する側断面図、図２は、ノズル組立体、取付は構造体及び関連のシールのもう 一つの従来技術の実施例を例示する側断面図、 図３は、本発明のノズル組立体及び関連の取付は構造体の実施例を例示する側断 面図、 図４は、本発明のノズル管マウントの代りの実施例をノズル管を一部分取除いて 例示した側断面図、図５は、図３のノズル管マウントをノズル管を密封位置に置 いて例示した側断面図、 図６は、収束部分がノズル管とノズル組立体の間に伸びているノズル管マウント を例示する側断面図、図７は、ヘッド部が別個の半球シェルをつけて形成されて いる側断面図、 図８は、本発明の密封装置を用いるスイベル管継手をもった流体ジェット装置を 例示する側斜祖父、図９は、図８のスイベル管継手構造の断面図である。

詳　細　な　説　明 この明細書において、異なる実施例において同様の機能を果たす要素は同一の参 照文字を与えられる。

図１は、ヘッド部１２とステム部１４を備える流体ジェットノズル組立体１０の ための従来技術の取付は装置とシールを示している。ノズル穴１６がノズル組立 体１０に形成され、すべての実用目的のための流体を中心線１８に沿って方向づ ける。ノズル本体２０がノズル内腔２２を内含し、そのノズル内　“腔にはノズ ル組立体１０が接触する密封面２４が形成されている。

ノズル管２６がノズルヘッド部１２との間に接触シールを形成している密封面２ ４に押しつけてヘッド部１２にパイアスカをかけている。ノズル管２６とヘッド 部１２の間にも接触シール２７が形成される。同じ方向にねじ山を切られた一つ 以上の共心部材からなっていてもよい固着具２８が接触シールを作るようにノズ ル管２６にパイアスカをかける。

接触シールを作るためにはかなりの力を必要とし、ノズル組立体１０に変形又は 損傷を生じる可能性のある許容できない応力が作られる。また、製造公差のため に、ノズル管２６とノズル穴１６の中心線は一致しないで、ノズル組立体１０の 中心線の配位は必要な配位に調節できない。

代案として、やはり従来技術である図２に例示されているように、ノズル管２６ は、本体２０に形成されたノズル内腔２２に直接にノズル管２６を固着する相手 ねじ２９を含んでいてもよい。この構成では、ノズル管が適所に固着されるとき 、ノズル管は回転されなければならない。ノズル管２６とノズル本体２０と頭部 １２との間のこの相対回転及び密封に必要なそれらの間の荷重は、ヘッド部にか なりの一損傷を生じさせる可能性がある。

本発明は、ノズル本体２０の中に形成されたノズル内腔２２の内部で接触又は、 ノズル組立体１０のノズル管２６とヘッド部１２の間に加えられる圧力なしにノ ズル組立体を密封することに関するが、説明した用途に限定されない。

図３は、切削用途又は清掃用途のいずれにも用いることのできる流体ジェットノ ズル組立体１０を例示している。ノズル本体２０のノズル内腔２２には三つの部 分がある。第１の直径をもった第１（又は上流）の部分３０がノズル管２６と流 体で連通している。第２の直径のノズル内腔２２の第２（又は下流）の部分３４ が第１の部分３０から間隔をおいている。軸方向に伸びる収束部分３２が第１の 部分３０を第２の部分３４へ接続する。

ノズル組立体１０は、ノズル内腔２２に挿入される。頭部１２の下流部分４２は 半球として形成される。軸方向に伸びる収束部分３２は下流部分４２とかみ合い 、軸方向に伸びる収束部分は半球として又は截頭円錐形状としてのどちらかに形 成されるのが好ましい（それぞれ図６及び図３を参照されたい。）これらの形状 はヘッド部１２を軸方向に伸びる収束部分３２の内部で中心に位置させるように 作用する。

ヘッド部１２の上流部分と下流部分４２は、同一体であってもよいし、そうでな くてもよい。図７は、ヘッド部の残部に添付された半球シェル部分４３を備える ヘッド部１２を含むノズル組立体１０を示している。

Ｏ−リングの形になっている二次シール５０がヘッド部１２の上流に挿入される 。二次シールはヘッド部１２と第１の部分３０又は軸方向に伸びる収束部分３２ のいずれかとの間の通路を密封するように変形できる材料で形成されるのが好ま しい、ヘッド部１２の下流部分４２と軸方向に伸びる収束部分３２との間の密封 係合は、諸条件が必要な面対面の密封力について有効な密封の必要条件以下であ るようなものであるとき以外は、二次シール５０が有効であることを必要としな い。

ステム部分１４のノズル組立体１０に対する傾きを調節するために調節手段５２ を使用できる。米国特許第４，８３６，４５５号に示されているのと同様な、ス テム部分１４と相互作用する半径方向に伸長可能な調節手段が特に適当であると 分ったとはいえ、どんな調節手段５２も使用できる。この調節をノズル組立体１ ０が動作しているとき行うことが想像される。

ノズル管２６は、従来技術のようにノズル組立体１０に接触しない（したがって 損傷を与えることができない）。これは、ノズル管２６と第１の部分３０と流体 で連通しているセクションとの間に独立のシールを要求する。ノズル管２６に形 成された出口ポート５４がノズル組立体１０と流体で連通している。この“出口 ポートに隣接したノズル管の表面５５は、ノズル管をノズル本体２０に対して密 封するのを助けるように角度をつけられている。図２に示されたノズル組立体１ ０は、ノズル内腔２２の中に形成された第１の部分３０の中に一部分伸び入って いる。ノズル組立体１０は、接触シールが間に形成されて、第１の部分３０へ出 入りするように接触シールを過ぎる流体の流れを制限しているノズル内腔２２に 接触する。

本発明のもう一つの利点は、ノズル組立体を保持するのにノズル本体２０以外の 部材を必要としないことである。この理由のために、ノズル本体の形状及びノズ ル管とノズル組立体１０の間に形成された空間３０をすべての固着部材から生ず る悪い影響を考慮しないで、流れを最適化するように特に構成することができる 。

この構成はまた、図１に示した固着具２８を用いなくても済むので、ノズル組立 体の除去及び置換を簡単にする。

図４及び図５示した代替のシール構成において、ノズル管２６は、ノズル内腔２ ２に隣接したノズル本体２０の中に形成された凹部にはまる。変形可能なリング シール５６（アセタール共重合体などで形成される）がノズル管２６とノズル本 体２０の間に取付けられる。これら二つの実施例の目的は、ノズル管２６とノズ ル本体２０の間の流体通路に対して密封することである。シールの方へ向けてノ ズル管に加わる軸方向圧力によってリングを塑性的に変形させて空洞７１を満た し、効果的シールを形成する。

このシールは、こ＼に例示したすべてのノズ°ル集合体１０−ノズル内腔構成を 適用されてもよい。

ノズル管をノズル本体２０に密封係合するように押し込むために、接続ナツト６ ２がノズル本体２０のねじ付き部分６６にかみ合う相手ねじを含んでいる。接続 ナツト６２の内側部分６８は、ノズル管２６の外側ねじ付きセグメント７０との 相手ねじを含んでいる。

図３の外側部とねじ付き部分６６の間のねじ切りの方向は、内側部分６８と外側 ねじ付きセグメントと間のねじ切りの方向と反対である。接続ナツトが一方に回 転され、ノズル管２６がノズル本体２０に対して回転しないように拘束されると 、接続ナツトは、ノズル管２６がノズル内腔２２内を進むと同時にノズル本体２ ０の中に締め込まれる。接続ナツト６２が反対方向に回転される場合、接続ナツ トはノズル本体２０から緩められ、一方、ノズル管は、ノズル内腔２２から後退 させられる。

このシールは、流体ジェット装置内でノズル組立体だけでなく、図８及び図９に 示されているスイベル管継手７２にへも適用できる。スイベル管継手は、スイベ ル組立体７４とスイベル本体７５を備えている。スイベル組立体７４がスイベル ヘッド７６とスイベルアーム７８を備えている。スイベルアーム７８はノズル８ ０に流体を連通させており、ノズルは上に例示した種類のものか又は非調節式構 成のものであってもよい。

スイベル本体７５は、スイベル内腔を中′に形成されている。スイベル内腔８２ には、第１の部分３０、第２の部分３４及び軸方向に伸びる収束部分３２がある 。スイベル管継手７２のこれらの三つの部分３０．３２及び３４は、構成がノズ ル組立体と同様である。収束部分の長さは、設計の好み次第で変えることができ る。図６及び図９に例示されているように、収束部分はノズル内腔２２の事実上 全長を越えて伸びている。

流体ジェット装置は、ノズル組立体８０の位置を限定一つ以上の剛性又は柔軟な 脚８４．８６を備えていでもよい。この位置は、置き換えられるとき異なる長さ の剛性脚又は柔軟な脚の運動によって影響されることがある。標準の動作モード のもとでは、脚８４．８６のいずれか又は両方の動き過ぎを防止する支持体８７ をノズル組立体に適用できるであろう。動作圧力を加える前と後の両方にノズル 組立体の精密な照準を可能にする脚８４．８６の相対位置を、流体ジェット組立 体１０が動作しているときに調節できると想像される。

上述の実施例すべてがヘッド部分と収束部分の間の接触シールに頼っている。こ のシールは、第１の部分内の圧力が増加するにつれて大きくなる。

本発明を好ましい実施例にしたがって例示して説明したが、他の変形又は変更形 を請求の範囲に記載された発明からそれることなく作ることができると認められ る。

ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、６ 要　約　書 流体ジェット装置用のシールがヘッド部とステム部を備える組立体を備えている 。本体（２０）には内腔を形成され、前記内腔には第１の直径の上流部分（３０ ）と、第１の直径より小さい第２の直径の下流部分（３４）と、前記上流部分と 前記下流部分を接続し、軸方向に伸びる収束部分（３２）がある。

前記ステム部（１４）は、前記第２の直径より小さい直径を有する。前記ステム 部（１４）は前記下流部分内に配設され、前記ヘッド部（１２）は前記上流部分 内に配設されている。前記上流部分（３０）は、前記ヘッド部（１２）の上流に かなり距離伸びている。前記ヘッド部の最大断面積が前記第１の直径より小さく 、前記第２の直径より大きいので、表面対表面のシールが前記ヘッド部と軸方向 に伸びる収束部分との間に形成される。このシールは流体ジェット組立体のノズ ル又はスイベルのいずれにも適用できる。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．流体ジェット装置用のシールにおいて、前記シールが ヘッド部とステム部を備える組立体と、中に内腔を形成された本体を備え、前記 内腔には第１の直径の上流部分と、第１の直径より小さい第２の直径の下流部分 と、前記上流部分と前記下流部分を接続し、軸方向に伸びる収束部分があり、前 記ステム部は、前記第２の直径より小さい直径を有し、前記下流部分内に配設さ れ、前記ヘッド部は前記上流部分内に配設され、前記上流部分は、前記ヘッド部 の上流にかなり距離伸びており、前記ヘッド部の最大断面積が前記第１の直径よ り小さく、前記第２の直径より大きいので、表面対表面のシールが前記ヘッド部 と軸方向に伸びる収束部分との間に形成される構成となっている流体ジェット装 置用シール。
2. ２．前記組立体が軸方向に伸びる収束部分の形状によってポア内で中央に置かれ る請求項１に記載のシール。
3. ３．ヘッド部とステム部を備えるノズル組立体と、 中にノズル内腔を形成された本体を備え、前記ノズル内腔には第１の直径の上流 部分と、第１の直径より小さい第２の直径の下流部分と、前記上流部分と前記下 流部分を接続し、軸方向に伸びる収束部分があり、前記ステム部は、前記第２の 直径より小さい寸法を有し、前記下流部分内に配設され、前記ヘッド部は前記上 流部分内に配設され、前記上流部分は、前記ヘッド部の上流にかなり距離伸びて おり、 前記ヘッド部の最大断面積が前記第１の直径より小さく、前記第２の直径より大 きいので、表面対表面のシールが前記ヘッド部と軸方向に伸びる収束部分との間 に形成される構成となっている流体ジェットノズル装置。
4. ４．前記軸方向に伸びる収束部分に接触するヘッド部の一部分が事実上半球形表 面を形成している請求項１又は３に記載の流体ジェットノズル装置。
5. ５．前記事実上半球形表面が前記ヘッド部の一体部分である請求項１又は３に記 載の装置。
6. ６．前記事実上半球形表面が前記ステム部を囲む別個の要素であり、前記ヘッド 部の残部にごく接近している請求項１又は３に記載の装置。
7. ７．前記軸方向に伸びる収束部分が載頭円錐形である請求項１又は３に記載の装 置。
8. ８．前記軸方向に伸びる収束部分が載頭半球形である請求項１又は３に記載の装 置。
9. ９．前記組立体がノズル組立体であり、前記本体がノズル本体である請求項１に 記載の装置。
10. １０．前記組立体がスイベル組立体であり、前記本体がスイベル本体である請求 項１に記載の装置。
11. １１．流体ジェットスイベル装置用のシールにおいて、前記シールが ヘッド部とステム部を備えるスイベル組立体と、 中に内腔を形成されたスイベル本体を備え、前記内腔には第１の直径の上流部分 と、第１の直径より小さい第２の直径の下流部分と、前記上流部分と前記下流部 分を接続し、軸方向に伸びる収束部分があり、前記ステム部は、前記第２の直径 より小さい直径を有し、前記下流部分内に配設され、前記ヘッド部は前記上流部 分内に配設され、前記上流部分は、前記ヘッド部の上流にかなり距離伸びており 、前記スイベルヘッド部の最大断面積が前記第１の直径より小さく、前記第２の 直径より大きいので、表面対表面のシールが前記スイベルヘッド部と軸方向に伸 びる収束部分との間に形成される構成となっている流体ジェットスイベル装置用 シール。