JPH09508958A - 立ち上がりフランジ用の容易に位置決め可能なガスケット - Google Patents

立ち上がりフランジ用の容易に位置決め可能なガスケット

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JPH09508958A JP7521190A JP52119095A JPH09508958A JP H09508958 A JPH09508958 A JP H09508958A JP 7521190 A JP7521190 A JP 7521190A JP 52119095 A JP52119095 A JP 52119095A JP H09508958 A JPH09508958 A JP H09508958A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は特に立ち上がりフランジジョイント及び同様の用途に使用するのに好適な、容易に取付可能で且つ位置決め可能なガスケットに関する。本発明のガスケットは、最初のジョイントの組立の間にガスケットを所定位置に保持するのを補助するための外部取付ボルトを使用し、且つガスケットの正確な最終位置決めを可能にするために切断した外周縁を使用する独特の設計を採用する。取付け位置が正確になることによって、本発明のガスケットはガスケットの公差が一層少なくなり、かくして流体導管を通る一層きれいな層流を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】 立ち上がりフランジ用の容易に位置決め可能なガスケット 技術分野 本発明は液体導管におけるボルト付きフランジジョイントのようなジョイント をシールするために用いられるガスケットに関し、特にこのジョイント内で容易 に位置決めできるガスケットに関する。 背景技術 従来、ボルト付きフランジに環状ガスケットを位置決めするために、多くの装 置や設計が提案されてきた。これらのガスケットの位置決めは少なくとも次の2 つの理由により必要と考えられる。(1)ガスケットを装着する間に適切なシー ルの配置にガスケットを保持することにより適正なシールを確保するため、及び (2)装着後において、例えば非層流を発生させたり、望ましくない圧力損失を 生じたり、又は流体の汚染物を蓄積する可能性を生じさせたり等の、多くの望ま しくない状況を生じさせる可能性のある、液体導管の内部の流体流の混乱を避け るためである。 この問題の商業的に行なわれている主な解決方法として、2つの基本的な幾何 学的な形態が実現されている。即ちリング状ガスケット及び全面ガスケットであ る。これらの両方の形態のガスケットは、フランジボルトを使用してガスケット を設置するのを補助している。残念ながら、このようなジョイントにおいてボル トの位置決めについての誤差が大きすぎるため、これらのいずれの技術もとりわ け精密なものとは考えられていない。 リングガスケットは、ボルトがフランジのボルト穴に挿通される とき、ガスケットの外径(OD)がすべてのボルトに接触するように設計されて いる。ボルト穴に対してガスケットの中央の穴を適正に調整することにより、こ の方法はガスケットを所定位置に略々位置決めするであろう。 全面ガスケットはフランジと同じ全体サイズ及び幾何学的レイアウトのボルト 穴を備えて設計されている。ついでガスケットは、ガスケットを所定位置に保持 するジョイント部取付ボルトにより所定位置に取付けられる。しかしながら、容 易に取付けるために、ガスケットのボルト穴はボルト自体より概ね大きく、取付 工程において追加的な不正確さを招くこととなる。この問題は、ガスケットが取 付ボルトを越えて導管の外周に延在し、ガスケットの最終的な取付けが行われる 前にガスケットが導管の外周に完全に一致するように注意が払われる場合には、 ガスケットの位置決めの若干の微調整が可能となるという事実によって、ある程 度和わらげられよう。 ガスケットの位置決めを改良するために他の多数の解決法が提案されてきた。 ガスケットの取付及び位置決めを補助するために取付ボルトを使用する各種シス テムの例としては、1989年6月21日にメルワース(Merwarth)に交付された米国特 許第605,891 号、1902年3月11日にローラー(Roller)に交付された米国特許第69 5,174 号、1934年1月9日にフッバード他(Hubbard et al.)に交付された米国 特許第1,942,704 号、1969年11月25日にクローンニング(Kroening)に交付され た米国特許第3,480,301 号、1973年12月25日にハグマン(Hagmann)に交付された 米国特許第3,781,043 号、1977年 1月11日にスミス(Smith)に交付された米国特 許第4,002,344 号、1984年 3月13日にサワベ他(Sawabe et al.)に交付された米 国特許第4,436,310 号、1985年 6月11日にヴィドリン(Vidrine)に交付された米 国特許第4,522,536 号がある。 ガスケットの位置決めを補助するのにボルトを使用するシステムの欠点はボル トに対してしばしば許容される誤差が大き過ぎることである。かくして、ボルト をガイドとして使用することによっては、すべての標準的なフランジはボルトよ りやや大きいボルト穴を有するので、部分的な位置決めのみしか達成されない。 装着の間ボルトはボルト穴内で移動し、かくして正確な位置決めを保証すべく各 ボルトをそのボルト穴に対して正確に位置決めすることを現実的に不可能にして いる。このような問題を認識しているガスケットの製造者及び使用者は、ガスケ ットが完全に位置決めされていない場合においても流れの中にガスケット材が突 入するのを防止するように、新ANSI B16.5-1988 基準にて、ガスケットの内径を パイプの内径(ID)より幾らか大きくするように定めている。 ANSI B16.5-1988 基準で特定している寸法は、ガスケット材料が変形しないも のと仮定して、ガスケットの内径(ID)が全面ガスケットでフランジに対して 150ポンド(約68kg)の場合について0.12インチ(約3mm)の直線的な最大 誤差を許容することを確保している。この誤差は、ボルトがそのボルト穴の中心 からずれることのできるスペース量にガスケットがボルトからずれるスペース量 を加えたものである。ガスケットの内径がフランジの内径に同じである場合、最 小サイズとしてパイプ開口の30%までガスケット材料により遮蔽される可能性 があり、周囲の約48%がクレビス(crevice)となり得る。 殆どの工業において、ガスケットの内径がフランジの内径より大きく、接合部 においてクレビスを形成するかどうかは、一般的に問題にはならない。しかしな がら、例えばある極めて純粋な物質を搬送する導管又は高速の層流を要求する導 管のようなある適用例においては、流れの中にいかなるクレビス又は介在物があ っても重要な 問題となる。高度に純粋な流体の搬送においては、クレビス又は突起物はバクテ リアや汚染物質を捕捉することがあり、それらが後に主流の中に解放され、シス テムの残部を循環して汚染することがある。その結果、高純度の産業分野ではパ イプシステムの内面を顕微鏡のレベルまで凸起物又は介在物を除去するため多く のステップが採用されてきた。事実、パイプにある細穴サイズは、ある適用にお いて最大値を補償するために、規則的に走査電子顕微鏡(SEM)で定期的に監 視される。 今日の技術レベルは10億分の1レベルの汚染物質を特定可能で、極端に小さ なクレビス又は突起物でもシステムの性能にとって重要な要素となる。これらの システムにおいて、ガスケットの内径をフランジの内径に正確に適合させるため に、ガスケットを正確に位置決めする方法が非常に望まれているが、現在まで実 用的とはなっていない。 試みられた他のアプローチは、ガスケットを中心位置に整合させ且つ保持する のを補助するために外部タブを使用する方法である。このような装置は、1929年 10月15日にウエザーリル(Wetherill)に与えられた米国特許第1,731,404 号、及 び米国特許第4,522,536 号に示されている。これらの位置決め方法はマクロスケ ールにおいて幾らかの助けにはなるが、ガスケットを正確な許容度を要求するジ ョイントに如何に正確に位置決めするかに関わるものではない。 高度に純粋な適用例等において生ずる他の問題は、フランジシール面から隔設 された取付ボルトを採用する立ち上がりフランジ用ガスケットの使用頻度が増し てきたことである。これらのジョイントはしばしば、長い取付ボルトを用いて相 互に引っ張られる分離バックプレート又は同等の手段を使用して結合される。こ のような適用例において、シール面の間に、シール面と同じ寸法を有するリング ガスケットを保持し且つ位置決めするのはしばしば非常に難しいことである。こ の困難さは、バックプレート間のギャップが比較的少ないためにアクセスするの が困難だからである。この問題は、最終的に位置決めるするに先立ってガスケッ トをルーズに整合させて正確な位置決めをするためには、シール面内でのボルト の数が不足することによって倍加する。 現在、立ち上がりフランジジョイントへの取付を容易にする最も有効な解決方 法は、取付ボルトに結合するようにシール面を越えて延びる、修正した全面ガス ケットを使用することである。これはガスケットをバックプレート間にルーズに 取付けるのには有効な方法であるが、正確な整合には可成り支障がある。という のは、導管の外部は最終的な位置決めのためのゲージとして使用することは困難 だからである(即ち、この場合、ガスケットの縁部は外部取付ボルトを越えて延 びており、最終的な整合を行うためにガスケットに直接的に接触する面がない) 。立ち上がりフランジにおける位置決めについての他の複雑な問題は、幾つかの バックプレートもまたルーズに取付けられるという事実であり、正確なガスケッ トの位置決めを阻害する過度の公差を与えてしまうことである。最後に、この取 付け方法は、シール又は他の機能に関与していないかなりの量の材料を伴うこと で、ガスケットの材料を不当に浪費する傾向があることである。 これらの適用における他のアプローチは、最初のガスケットの設置のための下 部の外部取付ボルト上に存在可能なシール面よりも大きいリングガスケットを使 用することである。このアプローチは、最初のガスケットの設置に対して補助を なすものであるが、これらの適用においては、最終のガスケットの正確な設置を 判定することが困難であること、シール面の外部にもガスケットを不必要に使用 すること等の問題を含む、全面ガスケットを使用する場合と同様の問題がある。 したがって、本発明の第1の目的は、ジョイント内に正確に且つ容易に位置決 めできるガスケットを提供することである。 本発明の他の目的は、立ち上がりフランジガスケットにおいて最初の位置決め 及び最終的な整合を容易に行えるようにしたガスケットを提供することである。 本発明のこれらの及び他の目的は次の明細書の記載を検討することにより明ら かになるであろう。 発明の開示 組立品のボルトによってではなく、フランジの立ち上がり部の外周面によって ガスケットが立ち上がり形態のフランジに整合されることにより、容易且つ正確 に位置決めされたガスケットが提供される。 本発明の好適な構造では、環状のシール領域及びそこから突出する1つ又は複 数の延長部を有するガスケットを採用し、遠位の取付ボルトに対してルーズな取 付けを可能にする。このように、ガスケットの最初のルーズな取付けは取付ボル トにより行うことができるが、ガスケットの最終的な正確な位置決めはシール領 域の外縁を導管の外周面に位置決めすることにより行われる。 ガスケットは、そのシール領域の内径(ID)がフランジの内径(ID)と同 一で、且つシール領域の外径(OD)がフランジの立ち上がり部の外径(OD) と正確に一致するように切断、成型又は他の方法で形成される。このように、ガ スケットシール領域の外径をフランジの立ち上がり部の外周面に整合させること により、ガスケットの内径は導管の内径に正確に一致される。その結果、ガスケ ットを導管内に高度に正確に位置決めすることが要求される過重要求のシール用 途に対して適合する、容易に取付け且つ位置決め可能なガスケットが提供される 。 図面の簡単な説明 本発明の作用は添付図面を参照した次の説明により明らかとなるであろう。添 付図面において、 図1は内部に本発明の第一実施例にかかるガスケットを組み込んだ立ち上がり フランジの前面図、 図2は図1の線2−2に沿った断面図、 図3は図1の線3−3に沿った断面図、 図4は本発明の第一実施例に係るガスケットの平面図、 図5は本発明の第二実施例に係るガスケットの平面図、 図6は本発明の第三実施例に係るガスケットの平面図、並びに、 図7は本発明の第四実施例に係るガスケットの平面図である。 発明の詳細な説明 本発明は種々のシール用途において使用可能な改良したガスケットであり、特 に気体と液体の流体導管における立ち上がりフランジジョイントをシールするた めに使用されるガスケットである。 図1〜図3は立ち上がりフランジジョイント12に装着された本発明のガスケ ット10を示す。ジョイントは、内面16(又は内径(ID))及び外面18( 又は外径(OD))を有する流体導管14、流体導管14の立ち上がりフランジ の端部24、26のまわりに嵌合するに適し且つボルト穴28を有する2つのバ ックプレート20,22、及びボルト穴28を介して装着され且つバックプレー ト20,22を相互に押圧する取付ボルト30a,30b,30c ,30dと取付ナット32a,32b,32c,32dを具備する。図示のよう に組み立てられた際、流体導管14のフランジ端部24,26はガスケット10 と共に堅固な流体シールを形成する2つのシール面34,36を提供する。 前述のように、この種のジョイントにガスケットを組み付ける困難さは、ガス ケットを2つのバックプレート20,22間に正確に位置決めしなければならな いことである。ガスケットがシール面34,36間に単に配置されるだけの構成 である場合は、ラフな位置決めを補助するボルトが存在しないので、ガスケット を所定の位置に配置し且つ一方でジョイント12を組み付けることは面倒である ことが判った。また、大きなリングガスケット又は全面ガスケットのいずれかを 使用し、外部ボルト30を使用して組立の間初期位置を維持する場合は、ボルト 30、フランジボルト穴28、バックプレート20,22自体及び/又はガスケ ット・ボルト穴の過度の誤差によりガスケットをジョイント内に正確に整合させ ることを困難にしてしまう。 本発明のガスケットはこれらの両者の困難さを解決するものである。図4に示 すように、本発明のガスケット10は、導管14の内面16に寸法的に正確に対 応する又は近似する内縁40を有しかつ中心開口42を規定し、且つ外縁44を 有する円形のシール領域38を具備し、その外縁の少なくとも一部はその端部2 4,26において導管14の外周面18に寸法的に近接又は正確に対応する。こ のガスケット10は、バックプレート20,22間に配置し且つガスケットの外 縁44を導管14の外周面18に一致するように整合させことによってジョイン ト12内の正確な位置に容易に位置決めすることができる。 ジョイントの最初の組み付けを補助するために、ガスケット10 は、また、シール領域38から突出し且つジョイントを共に保持する手段に取付 けるに適した1つ又は複数の延長部46a,46b,46c,46dを具備する 。図示の実施例では、各延長部には、ガスケット10をボルト30a,30b, 30c,30dに取付けるためにそれぞれ開口48a,48b,48c,48d が設けられている。ボルト30は単にガスケットのラフな最初の設置のために用 いられるものであるから、開口48はガスケットの正確な位置への配置を実行す ることなく、開口48をボルト30よりも僅かに大きくすることができる。 本発明のガスケットを装着する方法は、開口48によって提供される予備的な 整合によって開始される。ガスケットが一旦手で固定されると、その外縁44を 導管14の外部18に整合させることにより更に位置決めすることができる。バ ックプレート20,22間に十分なスペースがある場合は、これを手による操作 で行うことができる。バックプレート20,22間のスペースが限定されている 場合は、これは平坦な端部を有する延長物体によって行うことができる。ガスケ ットが正確に位置決めされるまでの間ガスケットのすべての側でわずかな修正が 行われる。ガスケットが一旦その適正位置に位置決めされると、ジョイントはボ ルト30を全シール圧にまで締めることにより完全にシールされる。 したがって、本発明のガスケット10は立ち上がりフランジガスケットの適用 における初期の取付の容易さにおいて全面ガスケットの利点をいかすことができ る。一方で、最終のガスケットの組み付けまでの間に極めて正確にガスケットの 位置決めを行うことを可能とする。このように、導管を介して円滑で且つ流れを 阻害しない流通を容易に提供することができ、本発明のガスケットを特に感度の 高いシール用途に対して適したものとする。立ち上がりフランジガ スケットとしての適用例における全面ガスケットを用いた場合に比べての本発明 の更なる重要な利点は、非シール用のために使用されるガスケット材料を最少と し、もって、ガスケットの材料の消費が抑制されることである。 本発明のガスケットは種々のガスケット材料を使用することができる。望まし くはガスケットは、切断でき、打ち抜きでき、成型でき、機械加工でき、あるい は他の方法で所望の寸法に成形できる、連続材料で構成される。あるいは、ガス ケットは2つ又はそれ以上の異なる材料で構成することも可能である。例えば、 一方の材料でシール領域38を作成し、異なる材料で延長部46を作成すること も可能である。何らかの適切な方法、例えば接着材、接合等を使用することによ り、材料を組合わせて完全なガスケットに仕上げることもできる。 ガスケットが流体の流れに対して干渉することを極めてきらう適用例において 、材料が、材料の導管14中への膨脹またはクリープを避けるように荷重下の変 形が最小限または予測できるべきであることが認識されるべきである。本発明に 使用する適正と思われる材料としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE )、延伸膨脹PTFE、充填材入のPTFE又は延伸膨脹PTFE、ゴム又は他 の弾性材、非アスベストシート材、グラファイトシート、複合シート、等である 。 本発明は種々の異なる適用において種々の形状及びサイズに構成することがで きる。例えば、延長部46を必要に応じて多くの異なる形態とすることが出来、 その数、形状及び/又はサイズを容易に変更することができる。本発明の他の可 能な実施例を図5〜図7に示す。 図5に示す実施例において、ガスケット50はシール領域52及 び単一の延長部54を有する。延長部54が位置決めされた上部取付ボルトに取 付けられて使用される場合は、この実施例は、ガスケットのラフな位置決めを行 うことに基本的な最初の援助を与え、一方でガスケット材料の消費を最少にする ことができる。 図6は2つの延長部58a,58bを用いたガスケット56を示す。この実施 例はボルトの配置にかかわりなくジョイントを組み付ける際に単一の延長部より もより良好な初期支持を可能にする。この設計においてもまた最少のガスケット 材の消費となる。この実施例におけ延長部の丸形状は材料の消費を最少にするよ うに設計されている。 図7は2つの延長部62a,62bを有するガスケット60の他の実施例を示 す。この実施例は、複数の延長部の初期支持が望まれるが、すべてのボルトへの 接近が制約されている場合に、使用することができる。更に、この実施例におい て、ガスケットシール領域64には延長部62との間のより強力で広範な連結部 が生じ、取扱中あるいは装着による破損の可能性を回避する。更に、延長部62 a,62bはバックプレート20,22と概ね同一の寸法及び形状を有し、接近 して取付けられ又は使用される他の機材、導管又は工具と干渉する可能性を回避 する。 図4〜図7の各実施例において、1つの延長部(それぞれ46b,62b)が 他の延長部より僅かに長くなっている。これは、ガスケット材に製造表示又は他 のマークのラベルを付するための手頃な手段である。 本発明は4つのボルトを有するフランジジョイントに取付けられたものとして 示しているが、本発明はいかなるフランジジョイント又は同様のジョイント構造 についても事実上適用可能であることに留意すべきである。そのようなものとし て、ここでは、「フランジ ジョイント」の用語の使用は、ボルト、クランプ又は他の手段によりシール領域 の外側で互いに保持されているガスケットシール領域を有する何らかの流体接続 を包含するものとする。他の構成例としては、2、3、6、8又はそれ以上のボ ルトを有するジョイントも含まれる。更に、採用される延長部の数は、所望の取 付支持部及びガスケットの使用の柔軟性に依存し、すべての数のボルトが、必ず しも特定のジョイントをシールするのに使用されるものでないことが理解される べきである。 以上、本発明の特定の実施例について図解、説明したが、本発明は上で説明し 且つ図示した実施例に限定されるものではない。次のクレームの範囲内において 種々の変形、修正等が本発明の一部として複合化、具体化が可能であることは明 らかである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),AT,AU,BB,BG,B R,BY,CA,CH,CN,CZ,DE,DK,ES ,FI,GB,HU,JP,KP,KR,KZ,LK, LU,LV,MG,MN,MW,NL,NO,NZ,P L,PT,RO,RU,SD,SE,SK,UA,UZ ,VN (72)発明者 ハッター,ロス ケネディ アメリカ合衆国,ペンシルバニア 19390, ウェスト グローブ,ウェスト ステイト ロード 854

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.流体導管のフランジジョイントに挿入されるガスケットにおいて、該導管 はジョイントにて、流体が流れる内径部、導管の外側を規定する外径部、及び外 径部と内径部との間のシール領域を具備し、該ジョイントはシール領域の外側に あり、且つジョイントの外部へアクセスするのを可能にするべくジョイント部か ら十分にスペースがあけられている手段により互いに保持され、前記ガスケット は、 シール領域が内縁及び外縁を有し、内縁が導管の内径に正確に寸法が一致する 中心開口を規定し、且つ外縁の少なくともセグメントが導管の外径に正確に寸法 が一致し、 少なくとも1つの延長部はシール領域の外縁を越えて突出しガスケットを初期 ジョイント組立の間ガスケットを所定位置に保持するのを補助するためにジョイ ントに取付けるのに適しており、 もってガスケットはジョイントの内部で位置決めされ、外縁の対応するセグメ ントを導管の外径に整合させることにより流体導管を通る流体の流れを阻害しな いように構成したことを特徴とするガスケット。 2.ジョイントを共に保持する手段は少なくとも1つのボルトから成り、ガス ケットはボルトを取付けるための穴を含むシール領域の外縁を越えて突出する少 なくとも1つの延長部を具備することを特徴とする請求項1に記載のガスケット 。 3.シール領域及び延長部は連続材料からなることを特徴とする請求項2に記 載のガスケット。 4.ジョイントを共に保持する手段は、ジョイントの両側に取付けられ互いに 離隔されたバックリング、及びこれらのバックプレー ト間に装着された複数のボルトから成り、 ガスケットはシール領域の外縁を越えて突出する複数の延長部を具備し、各延 長部はボルトの1つが取付けられるための穴を有することを特徴とする請求項1 に記載のガスケット。 5.シール領域及び延長部は連続材料からなることを特徴とする請求項4に記 載のガスケット。 6.ガスケットは本質的に環状の中心シール領域及びそこから突出する本質的 に長方形の4つの延長部を具備し、各延長部は少なくとも1つの取付穴を具備す ることを特徴とする請求項1に記載のガスケット。 7.内径部及び外径部を有する流体導管のジョイントをシールたのためのガス ケットにおいて、 流体導管の内径及び外径間に正確におさまるのに適したシール領域と、 外部取付ボルトが取付けられる1つの穴を有する、シール領域を越えて突出す る少なくとも1つの延長部と、 を具備し、もってガスケットは流体導管の外面に正確にシール領域の外縁を配 置することによりジョイント内に容易に位置決めされることを特徴とするガスケ ット。 8.シール領域及び延長部は連続材料からなることを特徴とする請求項7に記 載のガスケット。 9.シール領域を越えて突出する複数の延長部を具備し、各延長部は取付ボル トを取付けることのできる穴を具備することを特徴とする請求項7に記載のガス ケット。 10.シール領域及び延長部は連続材料からなることを特徴とする請求項9に記 載のガスケット。 11.ガスケットは環状の中心シール領域及びそこから突出する少 なくとも2つの延長部を具備し、各延長部は少なくとも1つの取付穴を有するこ とを特徴とする請求項7に記載のガスケット。 12.導管の2つのセグメント間のフランジジョイント内にガスケットを位置決 めする方法において、導管は内面及び外面を有し、ジョイント部は導管の外部に ありジョイントから十分離隔した少なくとも1つのボルトにより共に保持され、 導管の外面に接近可能になっており、前記方法は、 連続したシール面を有するガスケットを設け、該シール面が導管の内面及び外 面間に正確に嵌合し、 ガスケットのシール面を越えて突出する少なくとも1つの延長部を設け、該延 長部はその中にジョイントを共に保持するためのボルトを取付けるに適した穴を 具備し、 ガスケットをジョイントにルーズに取付け、 延長部の穴にボルトを通し、 シール領域の外縁を導管の外面と正確に位置決めすることによりジョイント内 にガスケットを正確に配置し、 ジョイントを共に締結してガスケットをその所定の中心位置に保持することを 特徴とするガスケットの位置決め方法。 13.複数の延長部をガスケットに設け、各延長部はジョイント部の複数の取付 ボルトの1つに取付けるに適した穴をその中に具備し、且つ 各延長部を対応す る取付ボルトに取付けることによりジョイント内にガスケットをルーズに取付け ることを特徴とする請求項12に記載のガスケットの位置決め方法。 14.連続材料によってガスケットのシール領域及び延長部を形成することを更 に含む請求項13に記載のガスケットの位置決め方法。
JP7521190A 1994-02-15 1994-10-19 立ち上がりフランジ用の容易に位置決め可能なガスケット Ceased JPH09508958A (ja)

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