JPH0814395A - Sealing device for end outer surface of long-size material - Google Patents

Sealing device for end outer surface of long-size material

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JPH0814395A
JPH0814395A JP6171984A JP17198494A JPH0814395A JP H0814395 A JPH0814395 A JP H0814395A JP 6171984 A JP6171984 A JP 6171984A JP 17198494 A JP17198494 A JP 17198494A JP H0814395 A JPH0814395 A JP H0814395A
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sleeve
sealing
seal
ring
fixed
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Toshihiro Tamaoki
年宏 玉置
Akiji Nakahara
明二 中原
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KINZOKUKEI ZAIRYO KENKYU KAIHA
KINZOKUKEI ZAIRYO KENKYU KAIHATSU CENTER
SEKIYU KODAN
SEKYU KODAN
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KINZOKUKEI ZAIRYO KENKYU KAIHA
KINZOKUKEI ZAIRYO KENKYU KAIHATSU CENTER
SEKIYU KODAN
SEKYU KODAN
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00—Adjustable joints, Joints allowing movement
    • F16L27/08—Adjustable joints, Joints allowing movement allowing adjustment or movement only about the axis of one pipe

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Abstract

PURPOSE:To tightly seal the end of a long-size material which has a rough surface and rotates in the circumferential direction. CONSTITUTION:A fixed sealing means 22 is mounted on the outside of the end of a long-size material 1 and a rotary sealing means 21 is mounted on the outside of the means 21. The fixed sealing means 22 has a circumferential groove 22f in the form of a trapezoid that opens inwards. An elastic seal ring 22e of a flat cross section that makes contact with the outer surface of the end of the long-size material 1 is mounted in the circumferential groove 22f. An elastic seal ring 22c is compressed by a clamping member 22d in the direction of the axis of the ring to seal the outer surface of the end of the long-size material 1 in position. The outer surface of the fixed sealing means 22 is precision finished, and is rotated and sealed by the rotary sealing means 21.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、周方向に回転する断面
円形長尺材の端部を真空シールする際に用いられる長尺
材の端部外面シール装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for sealing an outer surface of a long material used for vacuum sealing an end of a long material having a circular section and rotating in a circumferential direction.

【０００２】[0002]

【従来の技術】ねじ結合によって相互に接続される油井
管では、接続部のシール性を高めるために、管端部の外
面雄ねじ部にコーティング処理が施される。このコーテ
ィング処理としはて銅めっきが一般的であるが、最近は
シール性のみならず耐食性等も確保することを目的とし
て、高合金、酸窒化物等のドライコーティングも検討さ
れている。ドライコーティングとは、ＣＶＤ法、ＰＶＤ
法等の湿式めっきによらないコーティング法を総称した
ものある。このドライコーティングにより、高合金はも
とより、めっきが不可能な酸窒化物等も、管端部の外面
雄ねじ部にコーティングすることができる。2. Description of the Related Art In oil country tubular goods which are connected to each other by screw connection, a coating treatment is applied to an external male thread portion of a pipe end portion in order to enhance sealing performance of the connection portion. Copper plating is generally used as this coating treatment, but recently, dry coating of high alloys, oxynitrides, etc. has been studied for the purpose of ensuring not only sealing properties but also corrosion resistance. Dry coating means CVD, PVD
A general term for coating methods that do not rely on wet plating such as the method. By this dry coating, not only high alloys but also non-platable oxynitride and the like can be coated on the external male threads of the pipe end.

【０００３】油井管の外面雄ねじ部にドライコーティン
グを行う場合、その管端部を真空シールする必要があ
る。その真空シール法について従来考えられているもの
を図４（Ａ）（Ｂ）に示す。図４（Ａ）は、油井管１の
全体を真空チャンバ２内に収容する方法である。図４
（Ｂ）は、油井管１の端部のみを真空チャンバー２内に
挿入し、端部外面を回転シール機構４により、端部内面
を内面シール治具５によりそれぞれシールする方法であ
る。いずれの真空シール法においても、油井管１を管周
方向に回転させながら、真空下で外面雄ねじ部６にドラ
イコーティングが実施される。When dry-coating the external male thread of an oil country tubular good, it is necessary to vacuum seal the tube end. A conventional vacuum sealing method is shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B). FIG. 4 (A) shows a method of accommodating the entire oil country tubular good 1 in the vacuum chamber 2. FIG.
(B) is a method in which only the end of the oil country tubular good 1 is inserted into the vacuum chamber 2, and the outer surface of the end is sealed by the rotary seal mechanism 4 and the inner surface of the end is sealed by the inner surface sealing jig 5. In any of the vacuum sealing methods, dry coating is performed on the external male threaded portion 6 under vacuum while rotating the oil country tubular goods 1 in the circumferential direction.

【０００４】これらのシールで注意しなければならない
のは、油井管１が管周方向に回転することであり、その
ために、図４（Ｂ）の方法では回転シール機構４により
端部外面がシールされる。また、コーティング膜厚を均
一にするためには、油井管１を管軸方向にも往復移動さ
せるのがよいとされている。What must be noted in these seals is that the oil country tubular goods 1 rotate in the circumferential direction of the pipe. Therefore, in the method of FIG. 4 (B), the rotary seal mechanism 4 seals the outer surface of the end portion. To be done. Further, in order to make the coating film thickness uniform, it is said that the oil well pipe 1 should be reciprocated in the pipe axis direction.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図４（Ａ）（Ｂ）の真
空シール法を比較した場合、図４（Ａ）の方法は、油井
管１の内外面シールを必要としないが、その反面、真空
チャンバー２が長大となり、その設置スペースおよび設
置コストが膨大となる。また、真空排気に極めて長い時
間がかかる。そのため、現実的でない。When comparing the vacuum sealing methods of FIGS. 4 (A) and 4 (B), the method of FIG. 4 (A) does not require inner / outer surface sealing of the oil country tubular goods 1, but on the other hand The vacuum chamber 2 becomes large, and its installation space and installation cost become enormous. Further, it takes a very long time to evacuate. Therefore, it is not realistic.

【０００６】これに対し、図４（Ｂ）の方法は、真空チ
ャンバー２を大幅に小型化でき、現実性はこの方が格段
に高い。しかし、油井管１の内外面シールを必要とし、
その外面シールについては次のような問題がある。On the other hand, in the method of FIG. 4B, the size of the vacuum chamber 2 can be significantly reduced, and the reality is much higher. However, the inner and outer surface sealing of the oil country tubular good 1 is required,
The outer surface seal has the following problems.

【０００７】油井管１の内外面は、冷間加工を受けたも
のでも加工のままの状態では、例えばＲmax ２０μｍ〜
３０μｍ程度と粗い。その外面をシールする回転シール
機構４としては、特開昭５１−１７１５２号公報に示さ
れるようなリングシールタイプ、特開昭５３−５７７６
１号公報に示されるような磁性流体シールタイプ、更に
はウィルソンシールタイプ等が一般に用いられるが、こ
れらの既存シールは、前述したような粗い圧延肌に対し
ては回転シール効果を示さない。そのため、油井管１の
少なくとも端部外面をシール可能な鏡面レベルまで精密
仕上げする必要がある。The inner and outer surfaces of the oil country tubular good 1 are, for example, Rmax 20 μm to
Roughly about 30 μm. As the rotary seal mechanism 4 for sealing the outer surface, a ring seal type as disclosed in JP-A-51-17152,
A magnetic fluid seal type as disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 1 (1999), a Wilson seal type, and the like are generally used. However, these existing seals do not exhibit a rotary sealing effect on the rough rolling surface as described above. Therefore, it is necessary to precisely finish at least the outer surface of the end of the oil country tubular good 1 to a mirror surface level capable of sealing.

【０００８】しかし、ドライコーティングを行う全ての
油井管１に対してこの精密仕上げを行うことは大変であ
り、油井管１のコストをいたずらに高めることになる。
また、既存の回転シール機構４は、回転体に対してはシ
ール可能であるが、その回転体が中心軸方向に移動する
場合は、シールが困難になる。However, it is difficult to perform this precision finishing on all the oil well pipes 1 to be dry-coated, and the cost of the oil well pipes 1 is unnecessarily increased.
Further, the existing rotary seal mechanism 4 can seal a rotating body, but if the rotating body moves in the central axis direction, sealing becomes difficult.

【０００９】このようなことから、油井管１の外面雄ね
じ部６に対するドライコーティングは未だ実用化されて
おらず、その実用化のために、圧延のままの油井管１の
端部外面を確実に回転シールでき、更には、その油井管
１を管軸方向に往復移動させても、そのシール効果が低
下しない端部外面シール装置の開発が待たれている。For this reason, dry coating for the external thread portion 6 on the outer surface of the oil country tubular good 1 has not yet been put to practical use. The development of an end outer surface sealing device that can be rotary-sealed and that does not reduce the sealing effect even when the oil country tubular good 1 is reciprocated in the pipe axis direction is awaited.

【００１０】本発明の目的は、周方向に回転し、且つ、
工業生産ラインで生産されたままの粗い端部外面を確実
に局部シールできる長尺材の端部外面シール装置を提供
することにある。本発明の他の目的は、長尺材が軸長方
向に移動する場合も、その端部外面を確実に回転シール
できる長尺材の端部外面シール装置を提供することにあ
る。An object of the present invention is to rotate in a circumferential direction, and
It is an object of the present invention to provide an end outer surface sealing device for a long material, which can surely locally seal the rough outer surface of the end portion as produced on an industrial production line. Another object of the present invention is to provide an end surface outer surface sealing device for a long material that can reliably seal the outer surface of the end material even when the long material moves in the axial direction.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の端部外面シール
装置は、周方向に回転する断面円形長尺材の端部外側に
固定され、その端部と共に周方向に回転して端部外面を
固定シールする固定シール手段と、該固定シール手段の
外側に配置され、周方向に回転する固定シール手段の外
面を回転シールする回転シール手段とを具備する。According to the present invention, there is provided an end outer surface sealing device which is fixed to the outside of an end portion of a long circular member having a circular cross section which rotates in a circumferential direction, and which rotates in the circumferential direction together with the end portion to form an outer end surface. Fixed sealing means for fixedly sealing the fixed sealing means, and rotary sealing means arranged outside the fixed sealing means for rotatingly sealing the outer surface of the fixed sealing means which rotates in the circumferential direction.

【００１２】そして、前記固定シール手段は、前記長尺
材の端部外側に配置され、外面が精密仕上げされたスリ
ーブと、該スリーブの内側に配置され、前記長尺材の端
部外面に面接触するように断面が偏平化された弾性シー
ルリングと、前記スリーブの内側に挿入され、そのスリ
ーブ内側に、前記弾性シールリングが収容され且つ断面
が内側へ開脚する台形状の周溝を形成すると共に、軸方
向の締め付けにより前記周溝の幅を縮小して前記弾性シ
ールリングを軸方向に圧縮する締め付け部材とを有す
る。[0012] The fixed sealing means is disposed outside the end of the long material, and has a sleeve whose outer surface is precisely finished. The sleeve is disposed inside the sleeve and is provided on the outside of the end of the long material. An elastic seal ring having a flattened cross section so as to be in contact with the sleeve, and a trapezoidal circumferential groove which is inserted inside the sleeve and accommodates the elastic seal ring and has a cross section that opens inward inside the sleeve. And a tightening member for reducing the width of the peripheral groove by axial tightening to compress the elastic seal ring in the axial direction.

【００１３】前記回転シール手段は、通常、長尺材の端
部が開口部から内部に挿入される真空チャンバーの開口
部に、気密に連結される。前記真空チャンバーの開口部
と前記回転シール手段との間には、軸方向に伸縮自在な
伸縮スリーブを介在させることができる。The rotary sealing means is usually hermetically connected to the opening of the vacuum chamber into which the end of the long material is inserted from the opening. A telescopic sleeve that is telescopic in the axial direction can be interposed between the opening of the vacuum chamber and the rotary sealing means.

【００１４】[0014]

【作用】本発明の端部外面シール装置では、長尺材の端
部外側に固定シール手段が配置される。固定シール手段
では、締め付け部材の操作により、断面台形状の周溝の
溝幅が狭まり、周溝内の弾性シールリングがリング中心
軸方向に圧縮される。これにより、弾性シールリングは
厚みが増すと共に、周溝両側のテーパー状の壁面により
周溝から内側へはみ出す方向に押圧される。この押圧
と、弾性シールリングが内側の長尺材の端部外面に対し
て面接触することとにより、長尺材の端部外面が粗い場
合もその端部外面とスリーブ内面との間が確実にシール
される。一方、スリーブの外面は精密仕上げされている
ので、外側の回転シール手段により確実に回転シールさ
れる。In the end outer surface sealing device of the present invention, a fixed sealing means is disposed outside the end of the long material. In the fixed sealing means, the width of the circumferential groove having a trapezoidal cross section is reduced by operating the fastening member, and the elastic seal ring in the circumferential groove is compressed in the ring central axis direction. As a result, the elastic seal ring increases in thickness and is pressed in a direction protruding inward from the circumferential groove by the tapered wall surfaces on both sides of the circumferential groove. By this pressing and the elastic seal ring being in surface contact with the end outer surface of the inner long material, even when the end outer surface of the long material is rough, the gap between the end outer surface and the sleeve inner surface is ensured. Is sealed. On the other hand, since the outer surface of the sleeve is precisely finished, it is reliably rotationally sealed by the outer rotary sealing means.

【００１５】このように、本発明の端部外面シール装置
は、長尺材の端部外面を固定シール手段により確実に固
定シールし、その固定シール手段の外面を回転シール手
段により回転シールするという２段シールにより、長尺
材の端部外面が粗い場合も、その端部外面を確実に回転
シールするのである。As described above, in the end outer surface sealing device of the present invention, the end outer surface of the long material is securely fixed by the fixed sealing means, and the outer surface of the fixed sealing means is rotationally sealed by the rotary sealing means. Even when the outer surface of the end portion of the long material is rough, the two-stage seal surely rotationally seals the outer surface of the end portion.

【００１６】固定シール手段の弾性シールリングが周方
向に線接触する断面円形リングの場合は、締め付けによ
り圧縮変形させても十分なシール効果が得られない。ま
た、偏平化された弾性シールリングを使用しても、その
弾性シールリングを収容する周溝の断面が長方形や外側
に開脚する台形状の場合は、やはり十分なシール効果が
得られない。In the case where the elastic seal ring of the fixed sealing means is a ring having a circular cross-section that makes line contact in the circumferential direction, a sufficient sealing effect cannot be obtained even if the ring is compressed and deformed by tightening. Even when a flattened elastic seal ring is used, a sufficient sealing effect cannot be obtained if the cross-section of the peripheral groove accommodating the elastic seal ring is rectangular or trapezoidal with the legs opened outward.

【００１７】固定シール手段を回転シールする回転シー
ル手段を真空チャンバーの開口部に連結することによ
り、長尺材が回転し且つ外面が粗い場合も、その端部を
確実に真空シールすることができる。ただし、長尺材が
管の場合はその管内面シールをする内面シール手段が必
要である。By connecting the rotary sealing means for rotationally sealing the fixed sealing means to the opening of the vacuum chamber, the end of the long material can be reliably vacuum-sealed even when the long material rotates and the outer surface is rough. . However, when the long material is a tube, an inner surface sealing means for sealing the inner surface of the tube is required.

【００１８】真空チャンバーの開口部と回転シール手段
との間に伸縮スリーブを介在させることにより、長尺材
を軸長方向に移動させることが可能になる。By interposing an expansion / contraction sleeve between the opening of the vacuum chamber and the rotary seal means, it becomes possible to move the elongated member in the axial direction.

【００１９】[0019]

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１に本発明の端部外面シール装置を用いた真空
設備の１例を示し、図２にその端部外面シール装置の主
要部を示す。また、図３にその端部外面シール装置に使
用されている弾性シールリングを示す。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a vacuum facility using the end outer surface sealing device of the present invention, and FIG. 2 shows a main part of the end outer surface sealing device. FIG. 3 shows an elastic seal ring used in the end outer surface sealing device.

【００２０】真空設備は、油井管１の外面雄ねじ部６に
ドライコーティングを行う際に、その端部を真空シール
するものであって、油井管１の端部のみを収容する小型
の真空チャンバ１０を具備する。The vacuum equipment is for vacuum-sealing the end of the external thread portion 6 of the oil country tubular good 1 when dry coating is performed on the external thread part 6, and is a small vacuum chamber 10 for accommodating only the end of the oil country tubular good 1. Is provided.

【００２１】真空チャンバー１０は、その内部に油井管
１の端部を挿入するための開口部１１を一側面に有す
る。開口部１１には、図示されない保持手段により保持
された端部外面シール機構２０が、ダイナミックベロー
ズと呼ばれる伸縮スリーブ３０を介して気密に連結され
る。The vacuum chamber 10 has an opening 11 on one side for inserting the end of the oil country tubular good 1 into the inside thereof. An end outer surface sealing mechanism 20 held by holding means (not shown) is air-tightly connected to the opening 11 via an elastic sleeve 30 called a dynamic bellows.

【００２２】端部外面シール機構２０は、伸縮スリーブ
３０に対して着脱自在な２筒構造であって、外側の回転
シール手段２１と内側の固定シール手段２２とからな
る。The end outer surface sealing mechanism 20 has a two-tube structure detachable from the elastic sleeve 30 and includes an outer rotary sealing means 21 and an inner fixed sealing means 22.

【００２３】外側の回転シール手段２１は、真空チャン
バ１０内の真空排気により伸縮スリーブ３０に気密に連
結固定されて、内側の固定シール手段２２の外面を回転
シールする。一方、固定シール手段２２は、その内側に
挿通された油井管１の端部外面に固定されて、その端部
外面を固定シールする。それぞれのシール手段の詳細構
成を図２により説明する。The outer rotary sealing means 21 is hermetically connected and fixed to the telescopic sleeve 30 by evacuating the vacuum chamber 10 to rotate and seal the outer surface of the inner fixed sealing means 22. On the other hand, the fixed sealing means 22 is fixed to the outer surface of the end of the oil country tubular good 1 inserted therein, and fixedly seals the outer surface of the end. The detailed configuration of each sealing means will be described with reference to FIG.

【００２４】回転シール手段２１は、円筒状の大ケース
２１ａと、大ケース２１ａ内に収容された円筒状の小ケ
ース２１ｂと、小ケース２１ｂ内に収容された磁性流体
シール２１ｃとを有する。The rotary seal means 21 has a large cylindrical case 21a, a small cylindrical case 21b housed in the large case 21a, and a magnetic fluid seal 21c housed in the small case 21b.

【００２５】大ケース２１ａは、その先端面が伸縮スリ
ーブ３０の後端面に当接し、その後端面との間がＯリン
グ３１によりシールされる。小ケース２１ｂは、後端部
にフランジを有し、そのフランジを大ケース２１ａの後
端面にねじ止めすることにより、大ケース２１ａ内に同
心状に固定されている。２１ｄは小ケース２１ｂの先端
側に挿入配置されたシーリングケースであり、小ケース
２１ｂとシーリングケース２１ｄとの間はＯリング２１
ｅにより、またシーリングケース２１ｄと伸縮スリーブ
３０との間はＯリング２１ｆによりそれぞれシールされ
る。The large case 21a has its front end surface in contact with the rear end surface of the telescopic sleeve 30, and the space between the rear end surface and the rear end surface is sealed by an O-ring 31. The small case 21b has a flange at the rear end, and is fixed concentrically within the large case 21a by screwing the flange to the rear end surface of the large case 21a. Reference numeral 21d denotes a sealing case that is inserted and arranged at the tip side of the small case 21b, and the O-ring 21 is provided between the small case 21b and the sealing case 21d.
The sealing case 21d and the expansion / contraction sleeve 30 are sealed with an O-ring 21f.

【００２６】固定シール手段２２は、磁性流体シール２
１ｃの内側に挿通されたスリーブ２２ａと、その内側に
配置された締め付け部材２２ｄと、締め付け部材２２ｄ
に組み込まれた３個の弾性シールリング２２ｅとを有す
る。The fixed sealing means 22 is provided for the magnetic fluid seal 2.
1c, a fastening member 22d disposed inside the sleeve 22a, and a fastening member 22d
And three elastic seal rings 22e incorporated therein.

【００２７】スリーブ２２ａは、磁性流体シール２１ｃ
の前後に配したベアリング２２ｂ，２２ｂにより、小ケ
ース２１ｂの内側に回転自在に支持されている。ベアリ
ング２２ｂ，２２ｂは、小ケース２１ｂの後端面にねじ
止めされた端板２２ｃによりスリーブ２２ａ等と共に抜
け止めされている。スリーブ２２ａの外面は、その少な
くとも磁性流体シール２１ｃに対向する中央部が鏡面レ
ベルの精密仕上げとされている。スリーブ２２ａの内径
は、後端部では油井管１の外径より若干大きくされ、後
端部を除く部分では、締め付け部材２２ｄおよび弾性シ
ールリング２２ｅを収容するために後端部の内径より大
きくされている。後端部を除く部分の内面は、鏡面レベ
ルの精密仕上げとされている。The sleeve 22a is provided with a magnetic fluid seal 21c.
Are rotatably supported inside the small case 21b by bearings 22b, 22b arranged before and after. The bearings 22b and 22b are prevented from coming off together with the sleeve 22a and the like by an end plate 22c screwed to the rear end surface of the small case 21b. At least the central portion of the outer surface of the sleeve 22a, which faces the magnetic fluid seal 21c, is precision-finished to a mirror surface level. The inner diameter of the sleeve 22a is slightly larger than the outer diameter of the oil country tubular goods 1 at the rear end portion, and is made larger than the inner diameter of the rear end portion for accommodating the tightening member 22d and the elastic seal ring 22e in the portion excluding the rear end portion. ing. The inner surface of the part excluding the rear end is precision finished to a mirror level.

【００２８】締め付け部材２２ｄは、スリーブ２２ａの
内側に後端側から先端側へ順番に配列される第１リング
２２ｄ1 、第２リング２２ｄ2 、第３リング２２ｄ3 お
よび締め付けスリーブ２２ｄ4 を有する。The tightening member 22d has a first ring 22d 1 , a second ring 22d 2 , a third ring 22d 3 and a tightening sleeve 22d 4 which are arranged in order from the rear end side to the front end side inside the sleeve 22a.

【００２９】第１リング２２ｄ1 と第２リングｄ2 の
間、第２リングｄと第３リング２２ｄ3 の間、第３リン
グ２２ｄ3 と締め付けスリーブ２２ｄ4 の間には、弾性
シールリング２２ｅを収容する周溝２２ｆが形成され
る。各周溝２２ｆは、断面が内側に開脚した台形状であ
り、この台形状を得るために、対向する溝壁面は等角度
で対称的に傾斜している。締め付けスリーブ２２ｄ
4 は、先端部にフランジを有し、そのフランジを貫通し
てボルト２２ｄ5 をスリーブ２２ａの先端面にねじ込む
ことにより、軸方向に押し込まれる。これにより、各周
溝２２ｆの溝幅が縮小し、周溝２２ｆ内の弾性シールリ
ング２２ｅがリング中心軸方向に圧縮される。スリーブ
２２ａと締め付けスリーブ２２ｄ4 との間はＯリング２
２ｇによりシールされる。[0029] During the first ring 22 d 1 and the second ring d 2, between the second ring d and the third ring 22 d 3, between the third ring 22 d 3 and the clamping sleeve 22 d 4, the elastic sealing ring 22e A peripheral groove 22f to be accommodated is formed. Each of the circumferential grooves 22f has a trapezoidal shape in which the cross section is opened inward, and in order to obtain this trapezoidal shape, the opposing groove wall surfaces are symmetrically inclined at an equal angle. Tightening sleeve 22d
Reference numeral 4 has a flange at the tip end thereof, and is pushed in the axial direction by penetrating the flange and screwing a bolt 22d 5 into the tip end surface of the sleeve 22a. As a result, the groove width of each circumferential groove 22f is reduced, and the elastic seal ring 22e in the circumferential groove 22f is compressed in the ring central axis direction. The O-ring 2 is provided between the sleeve 22a and the tightening sleeve 22d 4.
Sealed with 2g.

【００３０】弾性シールリング２２ｅは、トラックタイ
プと呼ばれるものであって、図３に示すように、内外面
がリング中心軸に平行した角形部２２ｅ1 と、角形部２
２ｅ1 の前後に設けられた半円部２２ｅ2 ，２２ｅ2 と
からなる。角形部２２ｅ1 を有することにより、弾性シ
ールリング２２ｅは、油井管１の外面に面接触、すなわ
ち、管軸方向に線接触する。The elastic sealing ring 22e is a what is called a track type, as shown in FIG. 3, the triangular portion 22e 1 of the inner and outer surfaces are parallel to the ring central axis, prismatic portion 2
It is composed of semicircular portions 22e 2 and 22e 2 provided before and after 2e 1 . By having the rectangular portion 22e 1 , the elastic seal ring 22e makes surface contact with the outer surface of the oil country tubular good 1, that is, makes line contact in the tube axis direction.

【００３１】弾性シールリング２２ｅの内径ｄは、固定
シール手段２２への管挿入を容易にするため、油井管１
の外径より僅かに大きくされ、外径Ｄは、スリーブ２２
ａ内へのリング挿入を容易にするために、スリーブ２２
ａの後端部を除く部分の内径より僅かに小さくされてい
る。角形部２２ｅ1 の長さｌは、管外面との接触面を大
きくするために長い方が良く、ここでは、リング厚Ｔと
ほぼ同じに設定されている。The inner diameter d of the elastic seal ring 22e is set so that the oil well pipe 1 can be easily inserted into the fixed seal means 22.
Is slightly larger than the outer diameter of the sleeve 22.
sleeve 22 to facilitate insertion of the ring into a.
a is slightly smaller than the inner diameter of the portion excluding the rear end. The length l of the rectangular portion 22e 1 may have the longer in order to increase the contact surface between the tube outer surface, wherein are set to be substantially the same as the ring thickness T.

【００３２】弾性シールリング２２ｅの材質としては、
フッ素ゴム等の耐熱性の高いものが良い。The material of the elastic seal ring 22e is as follows.
A material having high heat resistance such as fluororubber is preferred.

【００３３】次に、上述した端部外面シール装置の使用
方法を説明する。Next, a method of using the above-described end outer surface sealing device will be described.

【００３４】伸縮スリーブ３０から端部外面シール機構
２０を分離した状態で、端部外面シール機構２０に油井
管１の端部を差し通す。このとき、固定シール手段２２
は、各周溝２２ｆの溝幅を十分に大きくし、弾性シール
リング２２ｅがリング中心軸方向に圧縮されない状態と
する。また、油井管１の端部内に内面シール部材５をセ
ットする。The end of the oil country tubular good 1 is inserted into the end outer seal mechanism 20 with the end outer seal mechanism 20 separated from the elastic sleeve 30. At this time, the fixed sealing means 22
Is to make the groove width of each circumferential groove 22f sufficiently large so that the elastic seal ring 22e is not compressed in the ring central axis direction. Further, the inner surface sealing member 5 is set in the end of the oil country tubular good 1.

【００３５】油井管１の端部外面所定位置に端部外面シ
ール機構２０が位置決めされると、ボルト２２ｄ5 のね
じ込みにより、締め付けスリーブ２２ｄ4 を押し込む。
これにより周溝２２ｆの溝幅が縮まり、周溝２２ｆ内の
弾性シールリング２２ｅがリング中心軸方向に圧縮され
て、その厚みＴが大となる。その結果、弾性シールリン
グ２２ｅは、油井管１の端部外面とスリーブ２２ａの内
面とに圧密着する。[0035] When the end portion outer surface position end outer face sealing mechanism 20 on the oil well pipe 1 is positioned, by screwing the bolt 22 d 5, pushes the sleeve 22 d 4 tightened.
Thereby, the groove width of the peripheral groove 22f is reduced, the elastic seal ring 22e in the peripheral groove 22f is compressed in the ring central axis direction, and the thickness T increases. As a result, the elastic seal ring 22e comes into pressure contact with the outer surface of the end of the oil country tubular good 1 and the inner surface of the sleeve 22a.

【００３６】ここで、断面台形状の周溝２２ｆは内側に
開脚している。そのため、弾性シールリング２２ｅは内
側に押し出される方向の力を受け、油井管１の端部外面
に大きな力で押圧される。この大きな押圧力と、弾性シ
ールリング２２ｅが油井管１の端部外面に面接触するこ
ととにより、油井管１の端部外面が粗い場合にもその端
部外面が確実に固定シールされる。なお、外側のスリー
ブ２２ａに対しては、押圧力が小さくなるが、その内面
が鏡面レベルの精密仕上げされているので、小さい押圧
力でも十分なシール性が得られる。Here, the peripheral groove 22f having a trapezoidal cross section is opened inward. Therefore, the elastic seal ring 22e receives a force in the direction of being pushed inward and is pressed against the outer surface of the end of the oil country tubular goods 1 with a large force. The large pressing force and the surface contact of the elastic seal ring 22e with the outer surface of the end of the oil country tubular good 1 ensure that the outer surface of the end of the oil country tubular good 1 is fixedly sealed even when the outer surface is rough. Although the pressing force on the outer sleeve 22a is small, the inner surface of the outer sleeve 22a is precisely finished to a mirror surface level, so that a sufficient sealing property can be obtained even with a small pressing force.

【００３７】端部外面シール機構２０および内面シール
部材５のセットが終わると、伸縮スリーブ３０および開
口部１１を通して油井管１の先端部を真空チャンバー１
０内に差し込み、回転シール手段２１の先端面を伸縮ス
リーブ３０の後端面に押し付け、図示されないボルト等
により固定する。そして、真空チャンバー１０内を真空
排気する。これにより、回転シール手段２１の内側が負
圧となり、これによるセルフシールにより、回転シール
手段２１は伸縮スリーブ３０に気密に連結される。After the end outer surface sealing mechanism 20 and the inner surface sealing member 5 have been set, the distal end of the oil country tubular good 1 is passed through the elastic sleeve 30 and the opening 11 to the vacuum chamber 1.
0, the front end surface of the rotary sealing means 21 is pressed against the rear end surface of the elastic sleeve 30, and fixed by bolts or the like (not shown). Then, the inside of the vacuum chamber 10 is evacuated. As a result, the inside of the rotary seal means 21 becomes negative pressure, and the rotary seal means 21 is airtightly connected to the elastic sleeve 30 by the self-sealing.

【００３８】真空排気が終わると、油井管１を管周方向
に回転させ、且つ管軸方向に往復移動させながら、真空
チャンバー１０内で油井管１の外面雄ねじ部６にドライ
コーティングを行う。油井管１の端部外面は、前述した
通り、固定シール手段２２により確実に固定シールされ
ている。油井管１の回転に伴って固定シール手段２２は
回転するが、そのスリーブ２２の外面は、鏡面レベルに
精密仕上げされているので、回転シール手段２１の磁性
流体シール２１ｃにより確実に回転シールされる。かく
して、油井管１の端部外面は、その外面が粗い場合も、
確実に回転シールされる。また、油井管１の軸方向移動
が伸縮スリーブ３０により吸収されるので、その移動も
問題なく行われる。When the evacuation is completed, the outer surface external thread portion 6 of the oil well pipe 1 is dry-coated in the vacuum chamber 10 while rotating the oil well pipe 1 in the pipe circumferential direction and reciprocating in the pipe axis direction. The outer surface of the end of the oil country tubular good 1 is securely fixed and sealed by the fixed sealing means 22 as described above. The fixed seal means 22 rotates with the rotation of the oil country tubular good 1, but the outer surface of the sleeve 22 is precisely finished to the mirror level, so that the magnetic fluid seal 21 c of the rotary seal means 21 reliably rotates and seals. . Thus, the outer surface of the end portion of the oil country tubular good 1 has a rough outer surface,
It is surely rotationally sealed. In addition, since the axial movement of the oil country tubular good 1 is absorbed by the telescopic sleeve 30, the movement is performed without any problem.

【００３９】外径が８8.９ｍｍ、内径が７8.３ｍｍの冷
間加工管および熱間加工管の端部外面を、上述した端部
外面シール装置を用いてシールした。端部内面は別途膨
張タイプの内面シール部材によりシールした。The outer surfaces of the ends of the cold-worked pipe and the hot-worked pipe having an outer diameter of 88.9 mm and an inner diameter of 78.3 mm were sealed using the above-described end outer surface sealing device. The inner surface at the end was separately sealed with an expansion-type inner surface sealing member.

【００４０】管外面の粗さは冷間加工管でＲａ3.８μ
ｍ、Ｒmax ２5.５μｍであり、熱間加工管でＲａ6.５μ
ｍ，Ｒmax ３6.５μｍであった。使用した磁性流体シー
ルおよび弾性シールリングの仕様を表１に示す。周溝の
対向する壁面の傾斜角は、中心線に対して６０°とし
た。内外面シール位置は熱影響を避けるために、管端か
ら１０００ｍｍの位置とした。The roughness of the outer surface of the pipe was Ra3.8 μm for a cold-worked pipe.
m, Rmax 25.5μm, Ra6.5μm in hot-worked tube
m, Rmax 36.5 μm. Table 1 shows the specifications of the magnetic fluid seal and the elastic seal ring used. The inclination angle of the facing wall surface of the circumferential groove was set to 60 ° with respect to the center line. The inner and outer seal positions were set at a distance of 1000 mm from the pipe end to avoid thermal effects.

【００４１】真空チャンバー内を１×１０-6Torrに真空
排気した後、Ｎ2 ガスを供給して５×１０-4Torrに保持
し、更に４５０℃に加熱して、リークディテクターによ
りリークの有無を調査した。管回転（３rpm)および往復
移動（５０ｍｍ／min ）を１時間以上続けても、リーク
量は１×１０-7mbar・リットル／ｓ以下であり、上述した端
部外面シール装置が十分なシール性を有することを確認
できた。After evacuating the inside of the vacuum chamber to 1 × 10 −6 Torr, N 2 gas is supplied to maintain the pressure at 5 × 10 −4 Torr, and further heated to 450 ° C. investigated. Even if the tube rotation (3 rpm) and reciprocating movement (50 mm / min) are continued for 1 hour or more, the leak amount is 1 × 10 −7 mbar · liter / s or less, and the above-mentioned end outer surface sealing device has sufficient sealing performance. It was confirmed that

【００４２】[0042]

【表１】 [Table 1]

【００４３】上記実施例では、固定シール手段２１を磁
性流体シールタイプとしたが、Ｔリング等を用いたリン
グシールタイプや、ウィルソンシールタイプでもよく、
更にはこれ以外の回転シールを用いてもよい。In the above embodiment, the fixed seal means 21 is a magnetic fluid seal type, but it may be a ring seal type using a T ring or the like, or a Wilson seal type.
Further, other rotary seals may be used.

【００４４】固定シール手段２２における弾性シールリ
ング２２ｅは、上記２施例では中心軸方向に３段に設け
たが、１段または２段でもよく、更には４段以上でもよ
い。The elastic seal rings 22e of the fixed sealing means 22 are provided in three stages in the direction of the central axis in the above two embodiments, but may be one or two stages, or four or more stages.

【００４５】対象材については油井管に限定するもので
はなく、他の丸管や丸棒に適用することができる。丸棒
の場合は内面シールが不要となり、端部外面シール装置
のみで端部を真空シールすることができる。The target material is not limited to oil country tubular goods, but can be applied to other round pipes and round rods. In the case of a round bar, the inner surface seal is not required, and the end portion can be vacuum-sealed only by the end outer surface seal device.

【００４６】端部シールは、ドライコーティングに限ら
ず、電子ビーム溶接用やレーザー溶接用であってもよ
く、その用途を限定するものではない。The end seal is not limited to dry coating, but may be for electron beam welding or laser welding, and does not limit its use.

【００４７】[0047]

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明の長尺材の
端部外面シール装置は、長尺材が周方向に回転し、且
つ、その端部外面が粗い場合も、その端部外面を確実に
シールできる。従って、工業生産ラインで製造された長
尺材の端部を、仕上げ加工せず製造されたままの状態
で、小さい真空チャンバーを用いて経済的に真空シール
することが可能となり、その結果、これまでは設備的、
加工コスト等の点から不可能とされていた油井管の外面
ねじ部へのドライコーティングが可能になるなど、その
工業的効果は甚大である。また、伸縮スリーブの使用に
より、長尺材の軸方向の運動も可能になり、外面ねじ部
のドライコーティングにおいてはコーティング膜厚の均
一化が図られる。As described above, the end outer surface sealing device for a long material according to the present invention can be used even if the long material rotates in the circumferential direction and the outer surface of the end is rough. Can be reliably sealed. Therefore, it becomes possible to economically vacuum seal the end of a long material manufactured in an industrial production line in a state where it is manufactured without finishing, using a small vacuum chamber. Up to equipment,
The industrial effect is enormous, such as the dry coating of the external thread portion of the oil country tubular goods, which has been impossible due to the processing cost. In addition, the use of the elastic sleeve also enables the long material to move in the axial direction, and in dry coating of the external thread portion, the coating film thickness can be made uniform.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の端部外面シール装置を用いた真空整備
の概略構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of vacuum maintenance using an end outer surface sealing device of the present invention.

【図２】本発明の端部外面シール装置の１例についてそ
の主要部を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of an example of the end outer surface sealing device of the present invention.

【図３】弾性シールリングの１例を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing an example of an elastic seal ring.

【図４】管端部の真空シール法を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a vacuum sealing method for a tube end portion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ 真空チャンバー １１ 開口部 ２０ 外面シール機構 ２１ 回転シール手段 ２１ｃ 磁性流体シール ２２ 固定シール手段 ２２ａ スリーブ ２２ｄ 締め付け部材 ２２ｅ 弾性シールリング ２２ｆ 周溝 ３０ 伸縮スリーブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vacuum chamber 11 Opening 20 Outer surface sealing mechanism 21 Rotary sealing means 21c Magnetic fluid seal 22 Fixed sealing means 22a Sleeve 22d Tightening member 22e Elastic seal ring 22f Peripheral groove 30 Telescopic sleeve

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 周方向に回転する断面円形長尺材の端部
外側に固定され、その端部と共に周方向に回転して端部
外面を固定シールする固定シール手段と、該固定シール
手段の外側に配置され、周方向に回転する固定シール手
段の外面を回転シールする回転シール手段とを具備し、 前記固定シール手段は、前記長尺材の端部外側に配置さ
れ、外面が精密仕上げされたスリーブと、該スリーブの
内側に配置され、前記長尺材の端部外面に面接触するよ
うに断面が偏平化された弾性シールリングと、前記スリ
ーブの内側に挿入され、そのスリーブ内側に、前記弾性
シールリングが収容され且つ断面が内側へ開脚する台形
状の周溝を形成すると共に、軸方向の締め付けにより前
記周溝の幅を縮小して前記弾性シールリングを軸方向に
圧縮する締め付け部材とを有することを特徴とする長尺
材の端部外面シール装置。1. A fixed seal means fixed to the outside of an end of a circular elongated member having a circular cross section, which rotates together with the end in a circumferential direction to fixedly seal the outer surface of the end, and the fixed seal means. And a rotary seal means for rotating and sealing an outer surface of a fixed seal means which is arranged on the outer side and rotates in the circumferential direction, wherein the fixed seal means is arranged on an outer side of an end portion of the elongated member, and the outer surface is precisely finished. Sleeve, an elastic seal ring disposed inside the sleeve and having a flat cross section so as to make surface contact with the outer surface of the end of the long member, and inserted inside the sleeve, and inside the sleeve, A tightening for accommodating the elastic seal ring and forming a trapezoidal peripheral groove whose cross section opens inward, and compressing the elastic seal ring in the axial direction by reducing the width of the peripheral groove by axial tightening. End outer face seal device for long material, characterized in that it comprises a timber. 【請求項２】 長尺材の端部が開口部から内部に挿入さ
れる真空チャンバーの前記開口部に、前記回転シール手
段を気密に連結したことを特徴とする請求項１に記載の
長尺材の端部外面シール装置。2. The elongate member according to claim 1, wherein said rotary seal means is air-tightly connected to said opening of a vacuum chamber into which an end of said elongate member is inserted through said opening. Sealing device for outer surface of material. 【請求項３】 前記真空チャンバーの開口部と前記回転
シール手段との間に、軸方向に伸縮自在な伸縮スリーブ
を介在させたことを特徴とする請求項２に記載の端部外
面シール装置。3. The end outer surface sealing device according to claim 2, wherein an expansion / contraction sleeve that can expand and contract in the axial direction is interposed between the opening of the vacuum chamber and the rotary sealing means.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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