JPS589874B2 - シ−リング要素 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は半径方向だけに圧縮されるようにされたソケ
ット型式の管継ぎ手用のシーリング要素に関する。

この型式の継ぎ手はたとえばフランス国特許Ｎｏｌ５６
２４８６に示され、組立容易で良好な密封性を保証し、
少くとも輸送流体が前記エラストマー材料に対して腐蝕
作用を有しない限りはある一定の期間に亘って満足すべ
き性能を有する。

これに反して前記流体が侵蝕的な作用をするときには、
ソケットの内方端に面しかつ該流体と接触している、シ
ーリング要素の端面の領域の破壊が観察せられ、この端
面の領域には、端面を環状の外周面と環状の内周面とに
接続する部分（この接続する部分は、本願においては先
のとがった端縁２２と２２ａとなっているので存在しな
い）が含まれており、破壊が観察される部分は継ぎ手い
かんによって変わる。

実際に、先行技術のすべてのシーリング要素において、
端簡の領域で破壊が観察される部分は引張り応力を受け
ており、破壊されるのはこれらの部分であり、また前記
引張り応力が作用する方向は端面の輪郭に接する接線に
沿うでいる。

前記特許の公知のシーリング要素が化学的な腐蝕に抵抗
する能力がないことは、該シーリング要素においては、
作動部分の端面の輪郭が拙劣に定められており、またこ
の作動部分が丸みのある端縁によって該作動部分の環状
の外周面と内周面とに接続されているという事実に関係
しているように思われる。

この発明の目的は、前記の欠点を克服し、独力で前記の
腐蝕性の流体に抵抗することができる、半径方向に圧縮
されるようになったシーリング要素を提供することであ
る。

この発明によれば、半径方向だけに圧縮されるようにさ
れたソケット形式の管継ぎ手用のシーリング要素であっ
て、第１の管の雄型端部の外周面と、前記雄型端部が挿
入される第２の管のソケット内の円筒状リセスの壁面と
の間で半径方向に圧縮されるようにされたエラストマー
材料で作った環状の作動部分と、前記ソケット内にある
固定用溝の中に受けられるようにされた半径方向外方に
突出している固定踵部とを有し、前記作動部分には環状
の外周面と、環状の内周面と、前記環状の内周面と外周
面とのそれぞれに接続されている端面と、この端面と前
記環状の内周面との境界を形成している先のとがった第
１の円形端縁と、前記端面と前記環状の外周面との境界
を形成している先のとがった第２の円形端縁とがあり、
前記作動部分は、前記シーリング要素が休止していて自
由な状態にあるときには、前記円筒状リセスと前記雄型
端部との間の半径方向のすき間の２倍を越える長さだけ
前記環状の内周面の最小内径より大きい最大外径を有し
、前記シーリング要素が休止していて自由な状態にある
ときには、前記環状の内周面の最小内径は前記雄型端部
の外径より大きく、また軸線方向の断面における前記端
面の輪郭は１つの線であり、この線が突出しまたは凹大
している寸法が関連する弦の長さの１／５と零との間の
値を有するシーリング要素が提供される。

この発明は、上記のように構成されているので、シーリ
ング要素をソケット内のりセスに装着し、次いで雄型端
部をソケット内に挿入し、ソケットと雄型端部との間に
シーリング要素を介在させ、その固定踵部の突出部をソ
ケット内にある固定用溝の中に嵌め込むことによりはめ
込み継ぎ手を組み立てることができる。

上記のように組み立てた継ぎ手のシーリングは、シーリ
ング要素を、装着する前の自由な状態から装着後の圧縮
された状態になるまで該シーリング要素の弾性を有する
作動部分を半径方向に圧縮し、この方向における該要素
の厚さを減少することによって行なわれる。

上記の継ぎ手においては、管内を流れる流体に露出する
シーリング要素の唯一の部分が作動部材の端面であり、
この端面上にあるすべての点が圧縮された状態となり、
このことによって前記の流体が腐蝕性をもっていても、
シーリング要素は独力で該流体の侵蝕に抵抗する。

この発明の他の特徴と利益は単なる実施例どしてなされ
だ図而を照合しての次の記載から明らかとなるであろう
。

第１図および第２図に示される接手は軸線Ｘ一Ｘと実質
的に共軸である２木のパイプ要素即ちパイプ１およびパ
イプ２を相互に連結する。

第１のパイプ１はソケット即ちベル３で終端し、その中
に第２のパイプ２の雄型先端部即ち受け口継手が延びて
いる。

エラス卜マー材料のシーリング要素５が前記ソケット３
と前記雄型先端部４の間で半径方向に圧縮されている。

第１図および第２図は明瞭に表わすだめに前記接千の個
々の構成部品の半径方向の寸法が前記パイプの直径に対
して大きく拡大されていることに注意されたい。

前記ソケツト３はその内端６から出発し、前記雄型先端
部４の外径を越える直径を有する第１の円筒状リセス７
と、ほぼ半径方向の肩部８と、第２の円筒状リセス９と
を有し、該第２のリセス９は第１のリセス７を越える直
径を有し叶つ半径方向の内側フランジ１０を限定し、該
内側フランジ［１０は前記ソケットを終端し且つ円形開
口１１を限定し、その直径は前記リセス７の直径と実質
的に等しい。

円筒状溝１２は前記フランジ１０に隣接し前記第２のリ
セス９の周壁内に形成されている。

前記雄型先端部４は一定の外径を有し且つその末端部に
円錐台状の面取部１３を有し、該直取部は前記パイプ接
手を組立てるときそれを前記ソケット３内に挿入するの
を容易にするために設けられている。

前記シーリング要素５は一体になった部品であり、作動
部分１４および固定踵部１５を有し、前記作動部分１４
は前記ソケット３の第２のリセス９の周壁と前記雄型先
端部４の外周面との間に強く半径方向のみに圧縮されて
おり、前記固定踵部１５は前記作動部分１４に直接付加
せられており且つ該固定踵部１５の半径方向の外側部分
１６は前記ソケットの溝１２内に収められている。

該固定踵部１５は半径方向の平らな端面１７を有し、該
端面１７は前記フランジ１０の内面に向って押圧してお
り、前記シーリング要素の作動部分１４ぱ湾曲した凸面
即ち上反リした端面１８を有し、該端面１８は前記シー
リング要素の圧縮が正しく半径方向に加えられるように
前記リセス９の内端８から間隔を置いて設けられている
。

該端而１８は前記パイプによって輸送される流体に曝さ
れている前記シーリング要素の唯一の部分である。

第３図は自由状態における前記シーリング要素の断面を
示す。

該断面はつぎの幾何学的特性を有する。

前記作動部分１４は前記雄型先端部４の外径を越える直
径の円筒状の内周而を有し、その外周面２０は前記ソケ
ットの入口に向って即ち前記踵部１５に向って縮径して
いる円錐台形状を有し、それと前記固定踵部１５との接
合点における前記外周面２０の小径側の直径は前記第２
のリセス９の直径に等しく、その大径側の直径は前記端
面１８と接合している先のとがった円周端縁２２の直径
であって、用いられている前記エラストマーの圧縮の法
則を考慮した適当な量の圧縮代だけ前記リセス９の直径
を越えた大きさである。

前記端面１８は実質的に円弧状であって、前記外周面２
０と一方の端縁２２で接合され且つ前記内周面１９と他
方のとがった端縁２２ａで接合されている。

前記踵部１５の断面は自由状態において矩形状をしてお
り、その外側部分１６は斜め切り部即ち面取り部２３を
有し、それ自身前記ソケツト３内の溝１２に正確に適合
するようにされている。

前記踵部１５の外径とその軸方向の長さ１は、それぞれ
前記溝１２の直径の大きい部分の直径と該溝１２の軸方
向の最大長さとに等しい。

前記踵部１５の半径方向内側の面１５ａは前記作動部分
１４の内周面１９に直接連接され、該両者の内径は等し
い。

一つの実施態様どして、前記踵部の内周面は図示のよう
な円筒状である代りに僅かな円錐角の円錐状であっても
よく、この場合には前記雄型先端部を前記ソケットに挿
入するのを容易にするように該ソケットの入口に向って
拡かっているのが好ましい。

しかしながら如何なる場合にもこの内径は前記雄型先端
部の外径を少くとも全ての点で等しくなるようにされな
ければならない。

軸線Ｘ−Ｘの周りを廻って前記シーリング要素５の端面
１８を創成する前記の弧、即ち端縁２２および２２ａを
相反に連絡させる前記の弧に対する弦２４は半径方向で
ある。

しかしながら一つの実施態様として該弦２４ぱ鎖線で示
された２４ａ、２４ｂの如くどちらかの方向に傾斜され
てもよい。

まだ一つの実施態様として前記端面１８は前記ソケット
のリセス９と前記雄型先端部４に対して適合するように
され且つ前記ソケットの内端に面する端縁を作るように
平面または円錐台状であっでもよく、その場合該端面１
８は断面において対応する弦と一致し、また前記端面１
８は鎖線で示された１８ａのごとく凹状であってもよい
。

更に一つの実施態様として、前記内周面１９はたとえば
鎖線で示されだ１９ａｔ１９ｂのごとく円錐台状に前記
踵部１５から縮径されても捷たは拡径されてもよく、外
周面２０についても同様である。

さらに一般的にもしつぎの４条件が満足されるならば前
記シーリング要素の作動部分１４は非常に多種類の形状
を有してもよく、また前記シーリング要素を前記ソケッ
ト内に固定するための手段は如何なるものであってもよ
い。

ａ）たとえ前記内周面が円錐台状の場合であっても、ま
た図示１９ａのように前記ソケットの入口に向って拡が
っている場合であっても、該内周面の最小内径Ｄｍが前
記雄型先端部の外径ｄ１より犬であること。

ｂ）外周面の最大外径ＤＭが前記リセス９の直径ｄ２よ
り犬であり且つ前記内径Ｄｍよりａ２→ａｌを越える寸
法だけ犬であること。

Ｃ）前記端面１８が凸状または凹状である場合において
、関連する弦が、厳密に半径方向に延びるもの（弦２４
）であろうと傾斜したもの（弦２４ａまたは２４ｂ）で
あろうと、いずれにせよ、該端面１８の最犬凸出」一法
または最大凹人寸法ｆが軸方向断面において関連する弦
の長さｅの多くとも一に等しいこと。

この条件は前記端面１８が固形のものでありその凸出寸
法が０のときであっても勿論満足される。

ｄ）軸方向の断面において前記端面１８は前記内周面お
よび外周面と交叉し、先のとがった角部を限定する。

言いかえれば前記（ａ）＋（ｂ），（ｃ）の寸法関係は
次式で示される。

ａ）Ｄｍ＞ｄ１ ｂ）ＤＭ−Ｄｒｌ１〉ｄ２−ｄ１ ｃ）ｆ≧ｅ／５ 前記条件（ａ）および（ｂ）は第２図に示され、自由状
態の前記シーリング要素は鎖線で示されている。

前記凸出寸法ｆの大きさの限界は前記内周面１９、前記
外周面２０、前記弓形端−晶１８に対する切線ｔ，ｔ’
、および該端面１８の端縁によって作られる角ｘ，ｘ’
の限界を課する。

前記固定踵部１５の内周面の内径が全ての点で前記雄型
先端部の外径ｄ１より犬であるので、前記作動部分１４
を前記固定踵部に連接している環状部の内匝Ｄは常に前
記ｄ１より犬であることに注意されたい。

前記内周面１９が円筒状であるかまたは前記踵部１５か
ら拡がっている（１９ｂ）ときは前記内径Ｄぱ勿論前記
最小内径Ｄｍに等しい。

反対の場合（１９ａ）には前記Ｄｍは端縁２２ａの内径
である。

上述の如き接手の組立ては困難性はなく従来の方法によ
って実行され、捷ず前記シーリング要素を前記ソケット
内のりセスに装入し、ついで前記雄型先端部を該シーリ
ング要素を通して前記ソケットに挿入し前記踵部１５が
溝１２内にひっかけられるようにする。

前記接手のシーリングは前記シーリング要素の自由状態
と圧縮状態の間の該シーリング要素のエラストマー作動
部分の半径方向の厚さの変形からもたらされる。

いま述べている実施例においてこの厚さの変形は該シー
リング要素の外側全体に亘って生じている。

この厚さの変形が実際に生ずることを確実にするために
、ＤＭとｄ２の差がＤｍとｄ１の差より犬でなければな
らないことが理解できるであろう。

輸送される流体と接触している前記シーリング要素の唯
一の部分は２つの円周状端縁２２および２２ａによって
限定される前記端面１８であって、該端縁は明確な方法
で前記２本のパイプと接触しているエラストマ一部材を
限定する。

斯様なシーリング要素は下記の特性を有することが観察
されるであろう：前述の４条件（ａ）、（ｂ）、（ｃ）
および（ｄ）が満足されるとき、前記シーリング要素の
端面の半径方向の拡がり、即ち断面図において関連する
弧の長さは、該シーリング要素が装入されていないとき
においてはその圧縮後の半径方向の拡がりを越える。

端面１８を凸面に形成するか、凹面に形成するか、平面
に形成するか、またぱ切頭円錐向に形成するかは選択の
問題にすぎない。

重要なことは、もしｆ＜ｅ／５以外の特徴が全部存在す
るならば、もしｆ＜ｅ／５であれば、接手が組立てられ
るときに、端面１８を画く弧または線の長さが減少する
が、このことは端而１８上のすべての点が圧縮されてい
ることを意味する。

ｆ＞ｅ／５の場合には、若干の点が引張り応力を受けて
化学的腐蝕によって破壊される。

そして前記シーリング要素のエラストマ一部材の良好な
性能に対する一般に有害な作用物はこれらの条件の下で
は作用しないということが経験によつて示されている。

それはたとえばある流体が含んでいる作用物、および特
に脂肪族および芳香族の凝縮物を加えられたガス、さら
に炭化水素、液状の合成樹脂、酸寸たは塩分を含んだ溶
液に関係する。

この重要な利益は前記パイプまたは前記パイプの組立方
法を修正をしないで得られ、そして捷だ従来の接手に補
助的な要素を付加しないで得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるシーリング要素を設けたパイプ間
の接手の軸方向の半断面線図、第２図は第１図の２−２
線の断面側面図、第３図は自由状態のシーリング要素の
軸方向の半断面拡大図である。 １……パイプ、２……パイプ、３……ソケット即ベル、
４……雄型先端部即受け口継手、５……シーリング要素
、７……円筒状リセス、９……円筒状リセス、１４……
作動部分、１５……固定踵部、１８……端面、１９……
内周面、２０……外周面、２２……端縁、２３……面取
り部、２４……弦、Ｄｍ……シーリング要素の最小内径
、ＤＭ……シーリング要素の最大外径、ｄ１……雄型先
端部の外径、ｄ２……円筒状リセスの内径。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 半径方向だけに圧縮されるようにされたソケット形
   式の管継ぎ手用のシーリング要素であって、第１の管の
   雄型端部の外周面と前記雄型端部が挿入される第２の管
   のソケット内の円筒状リセスの壁面との間で半径方向に
   圧縮されるようにされだエラストマー材料で作った環状
   の作動部分と、前記ソケット内にある固定用溝の中に受
   けられるようにされた半径方向外方に突出している固定
   踵部とを有し、前記作動部分には環状の外周面と、環状
   の内周面と、前記項状の内周面と外周面とのそれぞれに
   接続されている端面と、この端面と前記環状の内周面と
   の境界を形成している先のとがった第１の円形端縁と、
   前記端面と前記環状の外周面との境界を形成している先
   のとがった第２の円形端縁とがあり、前記作動部分は、
   前記シーリング要素が休止していて自由な状態にあると
   きには、前記円筒状リセスと前記雄型端部との間の半径
   方向のすき間の２倍を越える長さだけ前記環状の内周面
   の最小内径より大きい最大外径を有するシーリング要素
   において、前記シーリング要素が休止していて自由な状
   態にあるときには、前記環状の内周面の最小内径は前記
   雄型端部の外径より大きく、また軸線方向の断面におけ
   る前記端面の輪郭は１つの線であり、この線が突出しま
   たは凹大している寸法は関連する弦の長さの１／５と零
   との間の値を有することを特徴とするシーリング要素。