JPS6238593B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6238593B2
JPS6238593B2 JP53052625A JP5262578A JPS6238593B2 JP S6238593 B2 JPS6238593 B2 JP S6238593B2 JP 53052625 A JP53052625 A JP 53052625A JP 5262578 A JP5262578 A JP 5262578A JP S6238593 B2 JPS6238593 B2 JP S6238593B2
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JP
Japan
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elastic member
housing
annular
fluid
pressure
Prior art date
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Expired
Application number
JP53052625A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS549018A (en
Inventor
Jon Shuemaa Reonaado
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lord Corp
Original Assignee
Lord Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Lord Corp filed Critical Lord Corp
Publication of JPS549018A publication Critical patent/JPS549018A/en
Publication of JPS6238593B2 publication Critical patent/JPS6238593B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L27/00Adjustable joints, Joints allowing movement
    • F16L27/10Adjustable joints, Joints allowing movement comprising a flexible connection only, e.g. for damping vibrations
    • F16L27/103Adjustable joints, Joints allowing movement comprising a flexible connection only, e.g. for damping vibrations in which a flexible element, e.g. a rubber-metal laminate, which undergoes constraints consisting of shear and flexure, is sandwiched between partly curved surfaces
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/02Couplings; joints
    • E21B17/08Casing joints
    • E21B17/085Riser connections

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は密封型たわみ管継手、更に詳しくは高
圧に耐えて流体密性を保ちつつ流体用導管間の運
動を許容することのできる密封型たわみ管継手に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a sealed flexible pipe joint, and more particularly to a sealed flexible pipe joint that can withstand high pressure and maintain fluid tightness while allowing movement between fluid conduits. .

近年、石油や天然ガス等の探鉱が海底に迄及ん
でいる。探鉱が海底に及ぶにつれて地上用に開発
された堀削技術が海洋の環境に合うように改良さ
れた来た。最初のうちは海底に立脚したやぐら上
に堀削用プラツトフオームを固定してそのプラツ
トフオームから堀削を行なつていた。油田あるい
は天然ガス田が生産態勢に入ると、石油やガスは
海面上に持ち上げずに海底パイプラインによつて
陸上の処理工場に送られていた。
In recent years, exploration for oil, natural gas, etc. has extended to the ocean floor. As exploration expanded to the ocean floor, drilling techniques developed for land use were modified to suit the marine environment. Initially, a drilling platform was fixed on a tower built on the seabed, and excavation was carried out from that platform. Once an oil or natural gas field is ready for production, the oil or gas is sent via undersea pipelines to processing plants on land, rather than being lifted to the surface.

石油や探鉱ガスの探鉱は現在増々深海に及んで
いる。その探鉱が深海に移行するにつれてそれま
でのように堀削用のプラツトフオームを海底に立
脚した水中構造によつて支えるのは経済的技術的
に不可能となつて来た。さらに油田やガス田が海
面下千メートル以上に堀られるとなると、海底パ
イプラインを敷設し、維持するのも経済的技術的
に困難となつて来た。そのため最近では浮き式の
堀削用プラツトフオームを築き、さらに浮き式の
処理設備を設けてそこで予備処理をするような傾
向になつて来ている。そのような浮き構造の設備
を使用する場合にはその構造を安定させる方法が
必要となるとともに堀削用や製品吸上用の導管に
浮き式プラツトフオームの揺れを許容するための
柔軟性を持たせる必要がでて来る。
Exploration for oil and gas is currently extending deeper and deeper into the ocean. As exploration moved deeper into the ocean, it became economically and technically impossible to support the drilling platform with an underwater structure based on the seabed. Furthermore, as oil and gas fields are dug more than 1,000 meters below sea level, it has become economically and technically difficult to lay and maintain submarine pipelines. For this reason, there has recently been a trend to build floating platforms for excavation, and to install floating processing equipment to carry out preliminary processing. When using such floating equipment, a method is needed to stabilize the structure, and the conduits for excavation and product suction must be flexible enough to accommodate the sway of the floating platform. It becomes necessary to have it.

そのような浮き式プラツトフオームはある程度
は安定化させられるが波動によつて或る程度揺れ
るのは免れられない。したがつて例えばそのプラ
ツトフオームからなされる堀削作業はそのプラツ
トフオームの水平方向および垂直方向の揺れを許
容しつつ行なわなければならない。そのようなプ
ラツトフオームの運動を許容するためには、ドリ
ルストリングや吸上管等のパイプは途中にたわみ
継手が設けられているかあるいはパイプ自体が充
分な柔軟性を持つていて、プラツトフオームが動
いたり、あるいは波や潮流がそのパイプに作用し
ても破壊されたりすることのないようになつてい
る必要がある。ドリルストリングに使用されてい
るパイプは通常充分径が細く、プラツトフオーム
が水平方向あるいは垂直方向に揺れても破壊され
ずに撓むことができる。これに対して例えば昇水
管や吸上管は比較的径が太く、ドリルストリング
に比べて柔軟性が小さい。そのため大径の昇水管
や吸上管は、容易に撓んで曲げ運動を許容するこ
とができ、しかも高い内圧および外圧に耐えて密
封することのできるたわみ管継手を少なくとも1
個含んでいる必要がある。
Although such a floating platform can be stabilized to a certain extent, it is inevitable that it will sway to some extent due to wave motion. Therefore, for example, excavation operations performed from the platform must be carried out while allowing the platform to oscillate in the horizontal and vertical directions. To allow such movement of the platform, pipes such as drill strings and suction pipes must have flexible joints in the middle, or the pipe itself must be sufficiently flexible so that the platform does not move. The pipe must be such that it cannot move or be destroyed by waves or currents acting on the pipe. The pipes used in drill strings are usually small enough in diameter to allow the platform to flex horizontally or vertically without breaking. On the other hand, water risers and suction pipes, for example, have a relatively large diameter and are less flexible than drill strings. Therefore, large-diameter riser pipes and suction pipes should be equipped with at least one flexible pipe joint that can easily bend to accommodate bending movements and that can withstand and seal against high internal and external pressures.
Must contain.

そのような昇水管等に使用されているたわみ管
継手には、例えば、精密に工作された球面を有す
る球状部材と、その球面と摺接する凹面を備えた
ソケツト部材からなるものがある。この継手は球
状部材とソケツト部材の関節状の作用によつて曲
がることができる。また弾性Oリングによつて両
摺接面間のインターフエースの密閉がなされる。
しかしながらこのようなボール継手は高い圧力が
かかると両摺接面の相対運動ができなくなる。さ
らにこのボール継手には、両摺接面およびOリン
グの摩耗および劣化があり、頻繁に修理乃至交換
をしなければならないという問題がある。
Some flexible pipe joints used in such water riser pipes, for example, consist of a spherical member having a precisely machined spherical surface and a socket member having a concave surface that slides into contact with the spherical surface. The joint is bendable by the articulation of the ball and socket members. The elastic O-ring also seals the interface between the two sliding surfaces.
However, when high pressure is applied to such a ball joint, relative movement between the two sliding surfaces becomes impossible. Furthermore, this ball joint has the problem that both sliding surfaces and the O-ring are worn out and deteriorated, requiring frequent repair or replacement.

また昇水管のような流体用導管を両導管の対向
する端部にそれぞれ設けられたフランジの間に環
状の可撓性弾性部材を挾んで接継する方法もあ
る。この弾性部材は通常非伸張性材料層と弾性材
料層を交互に積層してなつている。非伸張性材料
層は普通金属であり、弾性材料層は通常エラスト
マーである。その弾性部材の各層はジヨンソンの
米国特許第3168334号のパイプ継手におけるよう
に平らな表面を備えた環状でもよいし、あるいは
ハーバード等の米国特許第3680895号のたわみ継
手におけるように球面状の表面を有する環状であ
つてもよい。このような積層弾性部材は、継手の
たわみ運動を許容するとともにシールとしても機
能する。この積層弾性部材を使用した継手は、所
謂「運動部分」がないから、前記ボール継手にお
けるような摩耗の問題がない。積層弾性部材を使
用したたわみ管継手の例は、ハーバード等の米国
特許第3390899号、第3734546号、第3853337号に
も記載されている。
Another method is to connect fluid conduits such as water risers by sandwiching an annular flexible elastic member between flanges provided at opposite ends of both conduits. The elastic member usually consists of alternating layers of non-stretchable material and layers of elastic material. The non-stretchable material layer is typically a metal and the elastic material layer is typically an elastomer. Each layer of the elastic member may be annular with a flat surface, as in the pipe fitting of Johnson, U.S. Pat. No. 3,168,334, or it may have a spherical surface, as in the flexible fitting of Harvard et al. It may have a ring shape. Such a laminated elastic member allows flexural movement of the joint and also functions as a seal. Since a joint using this laminated elastic member does not have a so-called "moving part", there is no problem of wear as in the ball joint. Examples of flexible pipe fittings using laminated elastic members are also described in Harvard et al., US Pat.

そのような弾性部材を使用したたわみ継手には
球状部材とソケツト部材を有するボール・ソケツ
ト型のたわみ継手におけるような摩耗の問題はな
いが、ある程度の軸方向の荷重がかかつたり、大
きな圧力差が作用したりすると、積層弾性部材が
破壊され易いという問題がある。積層弾性部材の
エラストマー層はかなり高い圧縮荷重に耐えるこ
とができるが、引張荷重には比較的弱い。したが
つて継手によつて接続されている2本の導管の軸
方向への相対的な運動によつて積層弾性部材に引
張荷重がかかつたときにその積層弾性部材が破壊
され易い。この問題を解決する一つの方法とし
て、その引張荷重が弾性部材にかかる前にその荷
重を支えるようにしたテンシヨンバーを使用する
方法がある。さらに、複数対の積層弾性部材を使
用して少なくとも1個の弾性部材が両導管の軸方
向の運動の向きにかかわらず常に圧縮されている
ようにすることもできる。さらに、その隣接する
弾性部材を互いに結合して一体化することによつ
て高い圧力差による弾性部材の破壊の傾向を弱め
ることができる。また、弾性部材の形状を高圧側
で厚く低圧側で薄くなるくさび形状になし、弾性
部材が高圧側の圧力に押されて低圧側にはみ出す
のをくさび効果によつて受け止め、主に一方の方
向へ作用する高い圧力差にも耐えるようにするこ
とが本出願人の出願に係る米国特許出願No.621433
に提案されている。
Flexible joints using such elastic members do not suffer from the wear problems of ball-and-socket type flexible joints that have a spherical member and a socket member, but they are subject to some axial loads and large pressure differences. If this occurs, there is a problem in that the laminated elastic member is likely to be destroyed. The elastomer layers of laminated elastic members can withstand fairly high compressive loads, but are relatively weak in tensile loads. Therefore, when a tensile load is applied to the laminated elastic member due to relative movement in the axial direction of the two conduits connected by the joint, the laminated elastic member is likely to be destroyed. One way to solve this problem is to use a tension bar that supports the tensile load before it is applied to the elastic member. Furthermore, multiple pairs of laminated elastic members may be used such that at least one elastic member is always compressed regardless of the direction of axial movement of both conduits. Furthermore, by bonding and integrating adjacent elastic members together, the tendency of the elastic members to break due to high pressure differences can be reduced. In addition, the shape of the elastic member is made into a wedge shape that is thicker on the high-pressure side and thinner on the low-pressure side.The wedge effect prevents the elastic member from protruding toward the low-pressure side due to pressure on the high-pressure side. U.S. Patent Application No. 621433 filed by the applicant is intended to withstand high pressure differences acting on the
has been proposed.

このような事情に鑑みて本発明は極めて大きな
圧力差に耐えることのできる密封型たわみ管継手
を提供することを目的とするものである。
In view of these circumstances, it is an object of the present invention to provide a sealed flexible pipe joint that can withstand extremely large pressure differences.

さらに、本発明は流体密封性を確保するための
弾性部材による流体の密封を2重にして、一方が
破損しても他方により密封性が損なわれないよう
になした、信頼性の良い継手を提供することを目
的とするものである。
Furthermore, the present invention provides a highly reliable joint that has double fluid sealing using elastic members to ensure fluid sealing, so that even if one is damaged, the sealing performance of the other is not impaired. The purpose is to provide

本発明のたわみ管継手は、中空の環状ハウジン
グとそのハウジングの最大内径より小さい外径を
有する管状部材からなつている。そのハウジング
はその両端にそれぞれ開口を有しており、さらに
そのハウジングの最大内径に対して半径方向内側
に延びる一対の環状フランジを備えている。その
一対のフランジは互いにハウジングの長さ方向に
間隔を置いて配されている。前記管状部材の一端
に隣接してその管状部材の半径方向外側に延びる
環状フランジが設けられている。その環状フラン
ジは前記ハウジングの一対の環状フランジの間に
位置せしめられている。管状部材の他端はハウジ
ングの一端の開口からハウジングの外側に突出し
ており、接続すべき2本の流体用導管の一方に取
り付けられるようになつている。前記ハウジング
の一方のフランジと管状部材のフランジの間およ
びハウジングの他方のフランジと管状部材のフラ
ンジの間に環状の一対の弾性部材が配されてい
る。各弾性部材はそれぞれ少なくとも1個のエラ
ストマー体を含んでいる。一方の弾性部材は管状
部材とハウジングの間に配され、その管状部材
と、ハウジングのその管状部材が突出する前記一
端の開口と反対側の他端の開口とを接続する流体
密な通路の少なくとも一部を形成している。両弾
性部材はその通路から独立した流体密な環状空間
をハウジングとともにハウジング内部に形成する
ようにハウジング内に配されている。前記通路を
形成する前記一方の弾性部材はその一方の側面が
その通路に面し、他方の側面が前記空間に面して
いる。他方の弾性部材の一方の側面は前記空間に
面し他方の側面は継手の外部に面している。さら
にその空間内に殆ど圧縮性のない液体が満たされ
ている。
The flexible pipe fitting of the present invention consists of a hollow annular housing and a tubular member having an outer diameter smaller than the maximum inner diameter of the housing. The housing has an opening at each end thereof and further includes a pair of annular flanges extending radially inwardly relative to a maximum inner diameter of the housing. The pair of flanges are spaced apart from each other in the length direction of the housing. An annular flange is provided adjacent one end of the tubular member and extending radially outwardly of the tubular member. The annular flange is positioned between a pair of annular flanges of the housing. The other end of the tubular member projects from the opening at one end of the housing to the outside of the housing and is adapted to be attached to one of the two fluid conduits to be connected. A pair of annular elastic members are arranged between one flange of the housing and the flange of the tubular member and between the other flange of the housing and the flange of the tubular member. Each elastic member includes at least one elastomeric body. One elastic member is disposed between the tubular member and the housing and includes at least one fluid-tight passageway connecting the tubular member and an opening at the one end of the housing from which the tubular member projects and an opening at the opposite end of the housing. forms part of it. Both elastic members are arranged within the housing so as to form, together with the housing, a fluid-tight annular space within the housing that is independent of the passageway thereof. One side of the one elastic member forming the passage faces the passage, and the other side faces the space. One side of the other elastic member faces the space and the other side faces the outside of the joint. Furthermore, the space is filled with a liquid that is almost incompressible.

その液体は両弾性部材間で圧力を伝達する。し
たがつて両弾性部材は互いに直列に作用して、前
記通路内の流体の圧力と外圧の圧力差に基づく荷
重を分け合う。例えば内圧の方が外圧より高い場
合に、その通路に面した弾性部材がその内圧に押
されて変形する。その変形によつて前記液体に荷
重がかかり、さらにその液体が他方の弾性部材に
その荷重を伝達する。内側の弾性部材にも内圧に
対するある程度の抵抗があるから、外側の弾性部
材にかかる圧力はその分だけ小さくなる。また外
側の弾性部材は圧力差による荷重を内側の弾性部
材と分け合うだけでなく、内側の弾性部材が何ら
かの理由で破壊されたときにそれをバツクアツプ
して継手内部の流体を密封することができる。そ
のためには、その外側の弾性部材はそれだけ、内
圧と外圧の差による全負荷に耐える必要がある。
The liquid transmits pressure between both elastic members. Both elastic members therefore act in series with each other to share the load due to the pressure difference between the fluid pressure in the passage and the external pressure. For example, when the internal pressure is higher than the external pressure, the elastic member facing the passage is pushed by the internal pressure and deforms. The deformation causes a load to be applied to the liquid, which in turn transmits the load to the other elastic member. Since the inner elastic member also has a certain degree of resistance to internal pressure, the pressure applied to the outer elastic member is reduced accordingly. In addition, the outer elastic member not only shares the load due to the pressure difference with the inner elastic member, but also backs up the load when the inner elastic member is destroyed for some reason, thereby sealing the fluid inside the joint. For this purpose, the outer elastic member must withstand the full load due to the difference between the internal and external pressures.

本発明の継手は従来の特許に示されている継手
と全体的な構造が幾分似ているが、従来のものに
は内圧と外圧の圧力差による荷重を分け合うよう
に2つの弾性部材を直列に配列したものはない。
例えば前述のハーバード等の米国特許第3680895
号、第3734546号、第3853337号には環状ハウジン
グ内に一対の弾性部材を配してなるたわみ継手が
記載されている。各弾性部材はその継手を貫通す
る流体通路を取り巻く環状空間を形成している。
しかしながら、上記3つのハーバード等の特許に
おいては両弾性部材は圧力差に基づく荷重を両者
で分け合うようには構成されておらず、流体通路
内の圧力とその通路を取り巻く前記環状空間内の
圧力を等しくするように構成されている。したが
つて外側の弾性部材のみで継手を密封し、かつ圧
力差に耐えるように構成されている。このような
圧力を均一にするような構造の継手はハーバード
等の米国特許第3390899号の第4図にも示されて
いる。この特許には他の3つの特許に明確に示さ
れている、圧力を均一化する構造についてははつ
きり記載されていないが、この特許にもやはり、
両弾性部材間の環状空間に殆ど圧縮性のない液体
を満たして両弾性部材が圧力差による負荷を分け
合うようにする構造については何等示唆されてい
ない。
The joint of the present invention is somewhat similar in overall structure to the joint shown in the conventional patent, but the conventional joint has two elastic members connected in series to share the load due to the pressure difference between the internal and external pressures. There is no array arranged in .
For example, the aforementioned Harvard et al. U.S. Patent No. 3,680,895
No. 3,734,546, and No. 3,853,337 disclose a flexible joint comprising a pair of elastic members disposed within an annular housing. Each resilient member defines an annular space surrounding a fluid passageway through the joint.
However, in the three Harvard et al. patents mentioned above, both elastic members are not configured to share the load based on the pressure difference between them, and the pressure in the fluid passage and the pressure in the annular space surrounding the passage are are configured to be equal. Therefore, the joint is sealed only with the outer elastic member and is configured to withstand pressure differences. A joint constructed to equalize pressure is also shown in FIG. 4 of Harvard et al., US Pat. No. 3,390,899. Although this patent does not specifically mention the structure that equalizes pressure, which is clearly shown in the other three patents, this patent also includes the following:
There is no suggestion of a structure in which the annular space between both elastic members is filled with an almost incompressible liquid so that both elastic members share the load due to the pressure difference.

本発明の一実施例においては少なくとも一方の
弾性部材がエラストマー体と一対の剛性リングを
備えており、そのエラストマー体はその一対の剛
性リング間に配され、両リングの互いに相対向す
る面に流体密に係合している。このような構成に
よつて両リング間に弾性部材の露出した側面とな
る、エラストマー体の環状側面が形成される。そ
の剛性リングの一方は管状部材のフランジと流体
密に係合し、他方はハウジングのフランジと流体
密に係合する。本発明の望ましい実施例において
は各弾性部材はエラストマー体内に間隔をおいて
埋め込まれた複数の非伸張性の環状シムを有して
いる。そのシムとエラストマー体はほぼ球状をし
たリングである。シムはエラストマー体の圧縮荷
重に耐える能力を向上させるとともに、球状をし
ている場合には管状部材がハウジングに対して継
手の軸に直角な軸を中心として揺動するのを容易
にする。
In one embodiment of the present invention, at least one of the elastic members includes an elastomer body and a pair of rigid rings, and the elastomer body is disposed between the pair of rigid rings, and the elastomer body is disposed between the pair of rigid rings, and the elastomer body is disposed between the pair of rigid rings, and the elastomer body is disposed between the pair of rigid rings, and the elastomer body is disposed between the pair of rigid rings. closely engaged. With this configuration, an annular side surface of the elastomer body is formed between both rings, which becomes an exposed side surface of the elastic member. One of the rigid rings fluid-tightly engages a flange of the tubular member and the other rigid ring fluid-tightly engages a flange of the housing. In a preferred embodiment of the invention, each elastic member includes a plurality of non-extensible annular shims embedded within the elastomeric body at spaced intervals. The shim and elastomeric body are generally spherical rings. The shim improves the ability of the elastomeric body to withstand compressive loads and, when spherical, facilitates rocking of the tubular member relative to the housing about an axis perpendicular to the axis of the coupling.

以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説
明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

図面は本発明の一実施例のたわみ管継手の一部
断面、側面図である。図面において本実施例の継
手10は、その上下の端部をそれぞれ流体用導管
12,14に流体密に接続されるようになつてい
る。この接続は従来公知のどのような方法を用い
てもよい。例えば、導管12乃至14と継手10
の互いに対向する端部にフランジをそれぞれ設
け、その両フランジを貫通するボルトを用いて、
締めつけてもよい。さらに両フランジを溶接して
もよい。導管12,14は、石油、天然ガス、水
等の流体を内部に完全に密閉して通すことができ
るようになつている。継手10および導管12,
14は、ともに流体中(通常水中)に潜つた状態
で使用される。もちろん空気中に露出している場
合もあり得る。導管12,14および継手10の
内圧と外圧は通常異なる。後述するように継手1
0は、その圧力差に耐えて両導管12,14を密
封接続できるような構造になつている。また継手
10は、その長さ方向の軸16に直角な軸を中心
とする導管12,14間の相対的な揺動運動を許
容するようになつている。
The drawing is a partial cross-sectional and side view of a flexible pipe joint according to an embodiment of the present invention. In the drawings, the joint 10 of this embodiment has its upper and lower ends fluid-tightly connected to fluid conduits 12 and 14, respectively. Any conventionally known method may be used for this connection. For example, conduits 12-14 and fitting 10
flanges are provided at mutually opposing ends, and bolts passing through both flanges are used to
You can also tighten it. Furthermore, both flanges may be welded. The conduits 12, 14 are designed to allow passage of fluids such as oil, natural gas, water, etc. in a completely sealed manner. fitting 10 and conduit 12,
14 are both used while submerged in a fluid (usually underwater). Of course, it may also be exposed to the air. The internal and external pressures of conduits 12, 14 and fitting 10 are typically different. Joint 1 as described later
0 has a structure that can withstand the pressure difference and connect both conduits 12 and 14 in a sealed manner. The fitting 10 is also adapted to permit relative rocking movement between the conduits 12, 14 about an axis perpendicular to the longitudinal axis 16 thereof.

継手10は、スチール等の気密性の材料で形成
された中空の環状ハウジング18を備えている。
ハウジング18はほぼ管状の本体部20とその本
体部20から半径方向内側に延びる第1、第2の
フランジ22,24を備えている。第1のフラン
ジ22は、環状をしており、本体部20の一端に
位置せしめられている。その第1のフランジ22
は、その外縁に近い部分において複数のボルト2
6によつて本体部20に固定されている。ボルト
26は、第1のフランジ22の外縁に近い部分に
円をなすように配列して設けられた複数の穴28
を貫通し、その穴28と一致するように本体部2
0の端面に刻設されたねじ穴30に螺入されてい
る。ボルト26は、六角レンチで締め付けること
ができるように頭部に六角形の凹部(図示せず)
を備えている。第1のフランジ22と本体部20
の間の流体密性を確保するために、2個のOリン
グ32,34が第1のフランジ22の軸方向突出
部に嵌められている。両Oリング32,34は、
本体部20内に嵌入されている第1のフランジ2
2の軸方向突出部に平行に刻設された2つの環状
溝内に入れられている。Oリング32,34は、
本体部20の内壁と気密に係合している。第1の
フランジ22が環状をしているため、ハウジング
18のその端部は開口している。
Fitting 10 includes a hollow annular housing 18 made of an airtight material such as steel.
The housing 18 includes a generally tubular body 20 and first and second flanges 22, 24 extending radially inwardly from the body 20. The first flange 22 has an annular shape and is located at one end of the main body 20. Its first flange 22
has multiple bolts 2 near its outer edge.
6 to the main body portion 20. The bolt 26 has a plurality of holes 28 arranged in a circle near the outer edge of the first flange 22.
the main body part 2 so as to pass through the hole 28 and align with the hole 28.
It is screwed into a screw hole 30 carved in the end face of 0. The bolt 26 has a hexagonal recess (not shown) in the head so that it can be tightened with a hexagonal wrench.
It is equipped with First flange 22 and main body 20
Two O-rings 32, 34 are fitted on the axial protrusion of the first flange 22 to ensure fluid tightness therebetween. Both O-rings 32 and 34 are
The first flange 2 fitted into the main body 20
It is placed in two annular grooves carved parallel to the two axial projections. The O-rings 32 and 34 are
It is airtightly engaged with the inner wall of the main body part 20. Because the first flange 22 is annular, its end of the housing 18 is open.

第2のフランジ24は、管状の本体部20の一
体に形成されている。この第2のフランジ24に
はハウジング18の本体部20よりも大きな荷重
がその大部分の表面に直角にかかるために本体部
20より相当肉厚にされている。その第2のフラ
ンジ24は、環状をしており、長さ方向の軸16
に沿つて、第1のフランジ22と、離間せしめら
れている。第2のフランジ24は、下方に延びる
管状延長部36を有しており、この延長部36に
前記導管14が接続されるようになつている。
The second flange 24 is integrally formed with the tubular body portion 20 . The second flange 24 is made considerably thicker than the main body 20 because a larger load than the main body 20 of the housing 18 is applied perpendicularly to most of its surface. The second flange 24 is annular and has a longitudinal axis 16.
It is spaced apart from the first flange 22 along. The second flange 24 has a downwardly extending tubular extension 36 to which the conduit 14 is connected.

スチールのような気密性材料で形成された管状
部材38の一端がハウジング18内に挿入されて
いる。この管状部材38は、前記第1のフランジ
22によつて形成されているハウジング18の開
口を通つて外側に突出している。この管状部材3
8の外側への突出端に前記導管12が流体密に接
続される。管状部材38のハウジング18内に挿
入されている端部には、環状のフランジ40が配
されている。このフランジ40は管状部材38の
本体部42から半径方向外方に延びている。また
そのフランジ40は、ハウジング18の第1、第
2のフランジ22,24の間に位置されている。
フランジ40は管状部材38の本体部42とは別
体に形成され、本体部42の外周に設けられた環
状溝に嵌められたリングである。
One end of a tubular member 38 formed of a gas-tight material such as steel is inserted into the housing 18. The tubular member 38 projects outwardly through an opening in the housing 18 formed by the first flange 22. This tubular member 3
The conduit 12 is fluid-tightly connected to the outwardly projecting end of 8 . An annular flange 40 is disposed at the end of the tubular member 38 that is inserted into the housing 18 . The flange 40 extends radially outwardly from the body 42 of the tubular member 38. Further, the flange 40 is located between the first and second flanges 22 and 24 of the housing 18.
The flange 40 is a ring formed separately from the main body 42 of the tubular member 38 and fitted into an annular groove provided on the outer periphery of the main body 42.

ハウジング18の第1のフランジ22と管状部
材38のフランジ40の間およびハウジング18
の第2のフランジ24と管状部材38のフランジ
40の間に環状の第1、第2の弾性部材46,4
8がそれぞれ配されている。各弾性部材46,4
8は環状のエラストマー体を備えている。第1の
弾性部材46のエラストマー体は一端を第1のフ
ランジ22に、他端を剛性リングとしての役割を
果たす端板50に結合されている。この端板50
は第1の弾性部材46の一部をなしている。端板
50は金属で形成されるのが望ましく、管状部材
38のフランジ40と係合し、それによつて支持
されている。環状のOリング52がその端板50
と管状部材38の間を流体密にシールしている。
ハウジング18の第1のフランジ22と端板50
の互いに対向する面は球面状をなしている。本実
施例においては両面の球面は共通の中心54を有
する円弧を回転してなつている。しかしながらそ
の2つの球面を形成する円弧は同心円でなくとも
よく、軸16に沿つて異なる位置にある中心を備
えた同じ半径の円弧でもよい。そのような相対向
する面を有する第1のフランジ22と端板50の
間にエラストマー体56が配され、その両端面を
前記相対向する面にそれぞれ結合されている。そ
のエラストマー体56はエラストマーに比べて殆
ど伸張性のない材料で形成され、互いに間隔をお
いてエラストマー体内に埋め込まれた複数の環状
のシムを有している。言い換えれば、第1のフラ
ンジ22と端板50の間に配されている構造は複
数のエラストマー材料層と非伸張性材料層を交互
に積層し、互いに接着してなつている。
between the first flange 22 of the housing 18 and the flange 40 of the tubular member 38 and the housing 18
annular first and second elastic members 46, 4 between the second flange 24 of the tubular member 38 and the flange 40 of the tubular member 38;
8 are arranged respectively. Each elastic member 46,4
8 includes an annular elastomer body. The elastomeric body of the first elastic member 46 is connected at one end to the first flange 22 and at the other end to an end plate 50 that serves as a rigid ring. This end plate 50
is a part of the first elastic member 46. End plate 50 is preferably formed of metal and is engaged with and supported by flange 40 of tubular member 38. An annular O-ring 52 is connected to the end plate 50.
and the tubular member 38 are fluid-tightly sealed.
First flange 22 of housing 18 and end plate 50
The surfaces facing each other are spherical. In this embodiment, the spherical surfaces on both sides rotate around an arc having a common center 54. However, the arcs forming the two spherical surfaces need not be concentric, but may be arcs of the same radius with centers at different positions along the axis 16. An elastomer body 56 is disposed between the first flange 22 having such opposing surfaces and the end plate 50, and both end surfaces of the elastomer body 56 are bonded to the opposing surfaces, respectively. The elastomeric body 56 is formed from a material that is less extensible than an elastomer and includes a plurality of annular shims embedded within the elastomeric body and spaced apart from one another. In other words, the structure disposed between the first flange 22 and the end plate 50 is comprised of a plurality of alternating layers of elastomeric material and non-stretchable material laminated and adhered to each other.

シム58はスチールで形成するのが望ましく、
エラストマー体は、ニトリルゴムで形成するのが
望ましい。ニトリルゴムは、耐油性に優れてい
る。スチールとニトリルゴム以外の適当な非伸張
性材料およびエラストマー材料でシムとエラスト
マー体を形成してもさしつかえない。例えばニト
リルゴムの替りに他の合成ゴムや天然ゴムを使用
してもよいし、スチールの替りに他の金属フアイ
バーグラス、強化プラスチツク、高張力繊維強化
樹脂等を使用することができる。シム58は前記
第1のフランジ22の内面、端板50の外面の球
面と共通の中心を有する球面状の表面を有してい
る。このように第1の弾性部材46は全体的に球
状をしており、ユニバーサルジヨイントのような
機能をする。エラストマー体以外の部材(すなわ
ちシム58第1のフランジ22、端板50)間の
相対的回転運動はエラストマー体56が変形する
ことによつて許容される。
Preferably, shim 58 is formed of steel;
Preferably, the elastomeric body is formed from nitrile rubber. Nitrile rubber has excellent oil resistance. The shim and elastomeric body may be formed from suitable non-extensible and elastomeric materials other than steel and nitrile rubber. For example, other synthetic rubbers or natural rubbers may be used instead of nitrile rubber, and other metal fiberglass, reinforced plastics, high-tensile fiber reinforced resins, etc. may be used instead of steel. The shim 58 has a spherical surface having a common center with the inner surface of the first flange 22 and the outer spherical surface of the end plate 50. In this way, the first elastic member 46 has a spherical shape as a whole and functions like a universal joint. Relative rotational movement between members other than the elastomer body (ie, shim 58, first flange 22, end plate 50) is permitted by deformation of the elastomer body 56.

第2の弾性部材48は第1の弾性部材46と殆
ど同じ構造をしている。第2の弾性部材48は比
較的質量が大きく剛性が高い剛性リングとしての
役割を果たす2つの環状の端板60,62を有し
ている。この2つの端板60,62は金属で形成
するのが望ましい。両端板60,62の相対向す
る面は共通の中心を有する球面をなしている。そ
の共通の中心は前記第1のフランジ22、端板5
0およびシム58の球面の中心54と一致してい
る。環状のエラストマー体64がその両端板6
0,62間に配され、その相対向する球面に両端
面を接着されている。前記第1の弾性部材46の
エラストマー体56と同様にエラストマー体64
はエラストマーに比べて殆ど伸張性のない材料で
形成されるとともに互いに間隔をおいてエラスト
マー体内に埋め込まれた複数のシム66を備えて
いる。このシム66は環状をしており、さらに半
径方向の断面が円弧状をなしている。その円弧の
中心は前記端板60,62の球面の基準となる円
弧の中心と一致している。第2の弾性部材48の
エラストマー体64およびシム66はそれぞれ第
1の弾性部材46のエラストマー体56およびシ
ム58と同じ材料で形成することができる。しか
しながら、第2の弾性部材48は第1の弾性部材
46に比べて圧縮荷重に対してより変形し易いよ
うに構成されている。これは、第2の弾性部材4
8のエラストマー体64を第1の弾性部材46の
エラストマー体56の材料より柔かい材料で形成
したり、シム66をシム58よりエラストマー体
の形状に与える影響が小さくなるように構成する
ことによつて可能である。
The second elastic member 48 has almost the same structure as the first elastic member 46. The second elastic member 48 has two annular end plates 60, 62 that serve as rigid rings having a relatively large mass and high rigidity. The two end plates 60, 62 are preferably formed of metal. The opposing surfaces of both end plates 60 and 62 form spherical surfaces having a common center. The common center is the first flange 22, the end plate 5
0 and the center 54 of the spherical surface of the shim 58. An annular elastomer body 64 has both end plates 6
0 and 62, and both end surfaces are bonded to the opposing spherical surfaces. An elastomer body 64 similar to the elastomer body 56 of the first elastic member 46
is formed from a material with little extensibility compared to the elastomer and includes a plurality of shims 66 embedded within the elastomer and spaced apart from one another. This shim 66 has an annular shape, and further has an arcuate cross section in the radial direction. The center of the arc coincides with the center of the arc serving as a reference for the spherical surfaces of the end plates 60, 62. Elastomeric body 64 and shim 66 of second elastic member 48 may be formed of the same material as elastomeric body 56 and shim 58 of first elastic member 46, respectively. However, the second elastic member 48 is configured to more easily deform under compressive loads than the first elastic member 46. This is the second elastic member 4
By forming the elastomer body 64 of No. 8 from a material softer than the material of the elastomer body 56 of the first elastic member 46, and by configuring the shim 66 so as to have a smaller influence on the shape of the elastomer body than the shim 58. It is possible.

前記端板60の前記エラストマー体64が接着
されている面と反対側の面は前記第1の弾性部材
46の端板50の下面、前記管状部材38の環状
フランジ40および管状部材38の本体部42と
係合している。端板50と60は互いに密着する
係合面を備えており、両端板50,60間の半径
方向の相対的運動が完全に防止されない迄も極め
て小さくなるようにされている。2個のOリング
68,70が端板50の係合面に刻設された環状
溝に入れられており、端板50と60の間を流体
密にシールしている。同様に2個のOリング7
2,74が管状部材38の係合面に刻設された環
状溝内に入れられており、端板60と管状部材3
8の間を流体密にシールしている。これらのシー
ルによつて、管状部材38のフランジ40はそれ
自体が他の部材とシールを構成するような係合を
していないにもかかわらず作用的に流体の接触を
防止されている。
The surface of the end plate 60 opposite to the surface to which the elastomer body 64 is bonded is the lower surface of the end plate 50 of the first elastic member 46, the annular flange 40 of the tubular member 38, and the main body of the tubular member 38. 42. The end plates 50 and 60 have mating surfaces that closely fit each other so that relative radial movement between the end plates 50 and 60 is minimized, if not completely prevented. Two O-rings 68, 70 are placed in annular grooves cut into the engagement surfaces of end plates 50 to provide a fluid-tight seal between end plates 50 and 60. Similarly, two O-rings 7
2 and 74 are placed in an annular groove carved in the engagement surface of the tubular member 38, and the end plate 60 and the tubular member 3
8 is fluid-tightly sealed. These seals effectively prevent the flange 40 of the tubular member 38 from fluid contact even though the flange 40 is not itself in sealing engagement with any other member.

第2の弾性部材48の他方の端板62は、ハウ
ジング18の第2のフランジ24と密着し、これ
によつて支持されている。2個のOリング76,
78が端板62に刻設された2つの環状溝内に入
れられており、端板62とフランジ24の間をシ
ールしている。端板62の環状の突出部80がハ
ウジング18の長さ方向に延びており、第2のフ
ランジ24の内周に隣接して刻設された環状の凹
部と嵌合している。これによつて端板62のハウ
ジング18の半径方向への運動および導管14方
向への軸16に沿つた運動が防止されている。さ
らにエラストマーの薄膜が端板62の内表面を被
つて、端板62の腐食を防止するようになつてい
る。
The other end plate 62 of the second elastic member 48 is in close contact with and supported by the second flange 24 of the housing 18. 2 O-rings 76,
78 are received within two annular grooves cut into the end plate 62 to provide a seal between the end plate 62 and the flange 24. An annular projection 80 of end plate 62 extends along the length of housing 18 and fits into an annular recess cut adjacent the inner periphery of second flange 24 . This prevents movement of the end plate 62 in the radial direction of the housing 18 and along the axis 16 in the direction of the conduit 14. Additionally, a thin film of elastomer covers the inner surface of the end plate 62 to prevent corrosion of the end plate 62.

図示のような継手10の組立て状態において、
継手10を貫通する流体密な通路が形成される。
その通路の壁の一部は第2の弾性部材48の環状
の側面84によつて形成される。さらに、ハウジ
ング18内にその通路を取り巻く、その通路から
独立した環状の流体密な空間82が形成される。
その空間82は、ハウジング18の本体部20の
内面、第2のフランジ24の内面、第2の弾性部
材48の他方の側面86および第1の弾性部材4
6の一方の側面88によつて形成されている。こ
の空間82内に水、鉱物油、水とエチレングリコ
ールの混合物等の殆ど圧縮性のない液体90が満
たされる。この液体90はハウジング18の本体
部20に形成された貫通孔92から空間82内に
入れられる。その貫通孔92は螺条を有する栓9
4およびOリング96によつて密閉される。
In the assembled state of the joint 10 as shown in the figure,
A fluid-tight passageway is formed through the fitting 10.
A portion of the wall of the passageway is formed by the annular side surface 84 of the second resilient member 48 . Additionally, an annular fluid-tight space 82 is formed within the housing 18 surrounding the passageway and independent of the passageway.
The space 82 includes the inner surface of the main body 20 of the housing 18, the inner surface of the second flange 24, the other side surface 86 of the second elastic member 48, and the first elastic member 4.
6 is formed by one side 88 of 6. This space 82 is filled with a nearly incompressible liquid 90 such as water, mineral oil, or a mixture of water and ethylene glycol. This liquid 90 is introduced into the space 82 through a through hole 92 formed in the main body 20 of the housing 18 . The through hole 92 has a plug 9 with a thread.
4 and an O-ring 96.

管状部材38の前記突出端には導管12が流体
密に接続され、第2のフランジ24の前記管状延
長部36には導管14が流体密に接続される。そ
の導管12,14間を石油、天然ガス等の加圧流
体が流れる。油井やガス井の堀削設備においては
両導管12,14にはその長さ全体に亘つて張力
がかかつているのが普通である。継手10にかか
る張力は第1の弾性部材46を圧縮することによ
つて支持される。第1の弾性部材46に圧縮荷重
がかかるとエラストマー体56が変形するため、
端板50、および管状部材38のフランジ40は
ともに第2の弾性部材48の端板60から遠去か
る方向に動こうとする。このような相対的運動に
よつて端板50,60の間および、端板60と管
状部材38の間のシールが破壊されるのを防止す
るために両弾性部材46,48は継手を組立てる
際に、ハウジング18の第1、第2のフランジ2
2,24の間で予め圧縮され変形されている。前
述のように、第2の弾性部材48の方が第1の弾
性部材46より圧縮に対して変形し易いため、そ
の予備圧縮によつて第2の弾性部材48の方が第
1の弾性部材46より大きく変形している。した
がつて両導管12,14にかかる張力によつて第
1の弾性部材46が圧縮されても、その圧縮によ
る第1の弾性部材46の変形は第2の弾性部材4
8を完全に解放するのには充分でない。例えばO
リング70,74,76は押圧されたままに保た
れる。さらに、前記予備圧縮によつて隣接する金
属部材間の相対的運動が防止されるから、それら
の部材の当接面の摩擦が制限される。
A conduit 12 is fluid-tightly connected to the projecting end of the tubular member 38 and a conduit 14 is fluid-tightly connected to the tubular extension 36 of the second flange 24 . A pressurized fluid such as oil or natural gas flows between the conduits 12 and 14. In oil and gas well drilling equipment, both conduits 12 and 14 are typically under tension throughout their length. Tension on the joint 10 is supported by compressing the first elastic member 46. Since the elastomer body 56 deforms when a compressive load is applied to the first elastic member 46,
Both the end plate 50 and the flange 40 of the tubular member 38 tend to move away from the end plate 60 of the second resilient member 48 . To prevent such relative movement from destroying the seal between end plates 50, 60 and between end plate 60 and tubular member 38, both resilient members 46, 48 are used during assembly of the fitting. , the first and second flanges 2 of the housing 18
It has been compressed and deformed between 2 and 24 in advance. As mentioned above, since the second elastic member 48 is more easily deformed by compression than the first elastic member 46, the pre-compression causes the second elastic member 48 to deform more easily than the first elastic member. It is deformed more than 46. Therefore, even if the first elastic member 46 is compressed by the tension applied to both conduits 12 and 14, the deformation of the first elastic member 46 due to the compression will cause the second elastic member 4 to deform.
Not enough to completely release 8. For example, O
Rings 70, 74, 76 remain compressed. Furthermore, the pre-compression prevents relative movement between adjacent metal members, thereby limiting the friction of the abutment surfaces of those members.

両弾性部材46,48の非伸張性成分が球状の
表面を有していることによつて導管12,14の
継手10のいずれの方向への角度的なずれも許容
される。各弾性部材46,48の非伸張性部材の
相対的回転およびエラストマー56,64の変形
によつて両導管12,14が互いに角度を持つて
位置するのが許容される。非伸張性部材の相対的
回転は前記共通の中心54を中心として生ずる。
変形した状態においても両弾性部材46,48は
継手10内を流れる流体を密封している。継手1
0内を流れる流体の圧力と継手10の環境圧力の
間には殆ど常に差があるから、両弾性部材はその
圧力差によつて変形しようとする。例えば継手1
0内の流体の圧力の方が環境圧力より高いとする
と、第2の弾性部材48はその内側面84にかか
つた圧力によつて外側面86方向に膨らむ。これ
によつて前記環状空間82内の液体90が第2の
弾性部材の外側面86によつて押される。この液
体90に殆ど圧縮性がないため、その外側面の押
圧力は殆ど減衰せずに第1の弾性部材46の空間
82側の側面88に伝えられる。この側面88に
かかつた荷重は第1の弾性部材46によつて吸収
される。
The spherical surfaces of the non-extensible components of both elastic members 46, 48 permit angular displacement of the fitting 10 of the conduits 12, 14 in either direction. The relative rotation of the inextensible members of each elastic member 46, 48 and the deformation of the elastomers 56, 64 permit the conduits 12, 14 to be positioned at an angle to each other. Relative rotation of the non-extensible members occurs about the common center 54.
Even in the deformed state, both elastic members 46, 48 seal the fluid flowing within the joint 10. Fitting 1
Since there is almost always a difference between the pressure of the fluid flowing through the fitting 10 and the environmental pressure of the fitting 10, both elastic members tend to deform due to the pressure difference. For example, joint 1
Assuming that the pressure of the fluid within 0 is higher than the environmental pressure, the second elastic member 48 expands toward the outer surface 86 due to the pressure exerted on the inner surface 84 thereof. The liquid 90 in the annular space 82 is thereby pushed by the outer surface 86 of the second elastic member. Since this liquid 90 has almost no compressibility, the pressing force on its outer surface is transmitted to the side surface 88 of the first elastic member 46 on the space 82 side with almost no attenuation. The load applied to this side surface 88 is absorbed by the first elastic member 46.

両弾性部材46,48のエラストマー体56,
64はそれぞれ端板に連結されているため圧力に
対する抵抗となる。
Elastomer body 56 of both elastic members 46, 48,
64 are each connected to an end plate and therefore provide resistance to pressure.

したがつてエラストマー体56,64が圧力を
一方の側面から他方の側面へ伝達するときには必
らず圧力の減衰がある。各エラストマー体56,
64内にシム58,64が埋め込まれているた
め、各エラストマー内でかなりの部分の圧力が吸
収される。したがつて第2の弾性部材48から空
間82内の液体にかかる圧力は継手10内の流体
から第1の弾性部材46にかけられた圧力より相
当小さい。したがつて、第1の弾性部材46にか
かる圧力は相当減衰している。このように内圧と
外圧の差は両弾性部材46,48によつて分割し
て吸収される。各弾性部材46,48にかかる圧
力の大きさは弾性部材46,48の圧力にさらさ
れる部分の比表面積およびその弾性部材に使われ
ているエラストマー体の相対的柔軟性等の因子に
左右される。各弾性部材46,48によつて吸収
される総圧力差の割合は空間82内の液体に最初
に通常の大気圧より幾分高い圧力をかけておくこ
とによつても調節できる。本実施例の継手10に
おいては継手10内の流体の圧力と外圧の差に耐
えるのに両弾性部材が直列に作用するようになつ
ているから、結局、継手10には2重のシールが
存在することになる。1次シールとして働く第2
の弾性部材48が万一の理由で破壊されたとして
も、第1の弾性部材46が継手10内の流体が外
部に流出するのを防止することができる。このよ
うな特徴は継手10内を流れる流体が石油等の環
境汚染を招くようなものである場合には特に重要
である。このように第1の弾性部材46をセーフ
テイシールとして作用させるためには、第1の弾
性部材46が内圧と外圧の圧力差による荷重全体
に単独で耐えられるようになつている必要があ
る。
Therefore, whenever the elastomeric bodies 56, 64 transmit pressure from one side to the other, there is a pressure attenuation. each elastomer body 56,
Because of the embedded shims 58, 64 within 64, a significant portion of the pressure is absorbed within each elastomer. The pressure exerted by the second resilient member 48 on the liquid in the space 82 is therefore considerably less than the pressure exerted by the fluid in the fitting 10 on the first resilient member 46. Therefore, the pressure applied to the first elastic member 46 is considerably attenuated. In this way, the difference between the internal pressure and the external pressure is absorbed by both elastic members 46 and 48 in a divided manner. The amount of pressure applied to each elastic member 46, 48 depends on factors such as the specific surface area of the portion of the elastic member 46, 48 exposed to pressure and the relative flexibility of the elastomeric body used in the elastic member. . The proportion of the total pressure difference absorbed by each elastic member 46, 48 can also be adjusted by initially subjecting the liquid in space 82 to a pressure somewhat above normal atmospheric pressure. In the joint 10 of this embodiment, both elastic members act in series to withstand the difference between the pressure of the fluid inside the joint 10 and the external pressure, so there is a double seal in the joint 10. I will do it. The second seal acts as the primary seal.
Even if the first elastic member 48 is destroyed for some reason, the first elastic member 46 can prevent the fluid inside the joint 10 from flowing out. Such features are particularly important when the fluid flowing through the joint 10 is one that pollutes the environment, such as petroleum. In order for the first elastic member 46 to function as a safety seal in this manner, the first elastic member 46 must be able to independently withstand the entire load due to the pressure difference between the internal pressure and the external pressure.

継手10の2重シールとしての有用性を増すた
めに、ハウジング18内に圧力トランスデユーサ
ー100が配され、空間82内の液体90の圧力
を検知するようになつている。このトランスデユ
ーサー100は空間82内に液体90を満たすた
めに使用する穴92の入口部分に位置させるのが
便利である。リード線102が前記栓94を貫通
する小孔(図示せず)を通つて離れた位置にある
デイスプレイ装置まで延びており、空間82内の
圧力をモニターすることができるようになつてい
る。このトランスデユーサー100によつて伝達
される空間82内の圧力の読みによつていずれか
一方の弾性部材が破壊された場合に直ちにそれを
知ることができ、またもう1つの弾性部材が破壊
されないうちに継手を修理すればよいから、その
修理に緊急を要しないとともに継手内の流体の流
出を未然に防止することができる。
To enhance the utility of fitting 10 as a dual seal, a pressure transducer 100 is disposed within housing 18 and is adapted to sense the pressure of liquid 90 within space 82. This transducer 100 is conveniently located at the inlet portion of the hole 92 used to fill the space 82 with liquid 90. A lead wire 102 extends through a small hole (not shown) through the plug 94 to a remote display device so that the pressure within the space 82 can be monitored. By reading the pressure in the space 82 transmitted by this transducer 100, it is immediately possible to know if either one of the elastic members is destroyed, and the other elastic member is not destroyed. Since the joint can be repaired immediately, there is no need for emergency repairs, and leakage of fluid within the joint can be prevented.

上記実施例の継手はその機能に影響を与えずに
種々の変更を施すことができる。例えば第2の弾
性部材48のエラストマー体は必らずしもシム6
6を含んでいなくともよい。これは第1の弾性部
材46とは異なり、第2の弾性部材48には大き
な圧縮荷重がかからないからである。また管状部
材38の本体部42、フランジ40、端板50お
よび端板60を一体物として形成することができ
るし、時によつてはその方が便利である。ハウジ
ング18の第1のフランジ22はボルト締め以外
の方法で本体部20に取り付けてもよく、例えば
両者に互いに螺合する螺条を設けて螺着するよう
にしてもよい。また第2のフランジ24はハウジ
ングと別体であつてもよい。フランジ40のみを
管状部材38の本体部42と一体にし、端板5
0,60を別体としてもよい。また第2のフラン
ジ24の管状延長部36を除去して第2のフラン
ジ24に直接導管14を接続するようにしてもよ
い。さらに、第1の弾性部材を別の端板部材を介
して第1のフランジ22に結合するようにしても
よい。また弾性部材中のシムは必らずしも均一な
厚みを有する必要はなく、中心54から半径方向
に測つた場合にテーパーしていてもよい。第1、
第2の弾性部材46,48の変更例としては、米
国特許第4173360号第3図に記載されているよう
に、例えばその中に埋設されるシムの外周端が弾
性部材の外周面から一部露出するようにすること
が考えられる。
The joint of the above embodiment can be modified in various ways without affecting its function. For example, the elastomer body of the second elastic member 48 does not necessarily have to be the shim 6.
6 may not be included. This is because, unlike the first elastic member 46, a large compressive load is not applied to the second elastic member 48. Also, the body 42, flange 40, end plate 50, and end plate 60 of the tubular member 38 can be, and sometimes convenient, formed as one piece. The first flange 22 of the housing 18 may be attached to the main body part 20 by a method other than bolting, for example, the first flange 22 of the housing 18 may be attached to the main body part 20 by threads that are threaded into each other. Further, the second flange 24 may be separate from the housing. Only the flange 40 is integrated with the main body portion 42 of the tubular member 38, and the end plate 5
0 and 60 may be separate bodies. Alternatively, the tubular extension 36 of the second flange 24 may be removed to connect the conduit 14 directly to the second flange 24. Furthermore, the first elastic member may be coupled to the first flange 22 via another end plate member. Also, the shims in the elastic member need not necessarily have a uniform thickness, but may be tapered when measured radially from the center 54. First,
As a modification of the second elastic members 46 and 48, as shown in FIG. 3 of U.S. Pat. It may be possible to expose it.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明の一実施例のたわみ継手の一部断
面側面図である。 18……ハウジング、20……本体部、22,
24……フランジ、38……管状部材、40……
フランジ、46,48……弾性部材、82……空
間、90……液体。
The drawing is a partially sectional side view of a flexible joint according to an embodiment of the present invention. 18... Housing, 20... Main body, 22,
24... flange, 38... tubular member, 40...
Flange, 46, 48...elastic member, 82...space, 90...liquid.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 外圧と異なる圧力を有する流体を通す2本の
導管を接続する管継手において、 一端から他端に貫通する貫通孔とその貫通孔の
長さ方向に間隔をおいて配された半径方向内側に
延びる第1、第2の環状フランジ手段を備えてお
り、その第1の環状フランジ手段が第2の環状フ
ランジ手段より前記一端に近い位置にある中空の
環状ハウジング、 その環状ハウジングの前記貫通孔の最大直径部
より小さい外径を有するとともに一端部に半径方
向外側に延びる環状フランジ手段を備えており、
その環状フランジ手段が前記ハウジングの第1、
第2の環状フランジ手段の間に位置し、他端部が
ハウジングの貫通孔の前記一端から外側に突出す
るようにして前記貫通孔内に挿入され、その突出
した他端部に一方の導管が接続されるようになつ
ている管状部材、 少なくとも1個のエラストマー体と一対の環状
の側面を備えているとともに前記ハウジングの第
1の環状フランジ手段と前記管状部材の環状フラ
ンジ手段との間において、その管状部材を取り巻
くように前記貫通孔内に配された第1の弾性部
材、および 少なくとも1個のエラストマー体と一対の環状
の側面を備えているとともに、前記ハウジングの
第2の環状フランジ手段と前記管状部材の環状フ
ランジ手段との間に配されて、その管状部材と前
記貫通孔の前記他端とを接続する流体密な通路の
少なくとも一部を形成する第2の弾性部材からな
り、 少なくとも前記ハウジングと両弾性部材がその
ハウジング内に前記流体密な通路と独立した流体
密な環状空間を形成しており、第1の弾性部材の
一方の側面が前記外圧側に、他方の側面がその環
状空間側に面しており、第2の弾性部材の一方の
側面が前記流体密な通路側に、他方の側面が環状
空間側に面しており、その環状空間内に殆ど圧縮
することのできない液体が満たされており、その
液体が第1の弾性部材の前記他方の側面と第2の
弾性部材の前記他方の側面の間で圧力を伝達し、
両弾性部材が前記流体密な通路内の圧力と外圧の
間の圧力差に帰因する負荷を互いに分け合うよう
になつていることを特徴とする密封型たわみ管継
手。 2 前記第1、第2の弾性部材の少なくとも一方
が互いに間隔をおいて配された一対の剛性リング
を備えており、その弾性部材の前記エラストマー
体がその両リング間に配され、その両リングの互
いに対向する面に流体密に係合しており、そのエ
ラストマー体の環状の両側面がその弾性部材の露
出した両側面を形成していることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の管継手。 3 前記一対のリングの一方が前記管状部材と流
体密に係合しており、他方が前記ハウジングの第
1、第2のフランジのいずれか一方と流体密に係
合していることを特徴とする特許請求の範囲第2
項記載の管継手。 4 前記エラストマー体が前記各リングに接着さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第2項
記載の管継手。 5 前記各弾性部材がエラストマー体内に間隔を
おいて埋め込まれ、かつそのエラストマー体に接
着されている複数の非伸張性のシムを有している
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の管
継手。 6 前記各シムとエラストマー体がほぼ球面状の
リングであることを特徴とする特許請求の範囲第
5項記載の管継手。 7 前記外圧と前記流体密な通路内の圧力が標準
大気圧に等しいとき、前記空間内の液体が標準大
気圧より高い圧力を有するように加圧されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の管
継手。 8 前記第2の弾性部材が前記管状部材のフラン
ジ手段とハウジングの第2のフランジ手段によつ
てかけられる圧縮荷重に対して、前記第1の弾性
部材が管状部材のフランジ手段とハウジングの第
1のフランジ手段によつてかけられる等しい大き
さの圧縮荷重に対するよりも、抵抗が小さくより
変形し易いことを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の管継手。 9 前記ハウジングが前記環状空間と外部を連通
する密閉可能な穴を有していることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の管継手。 10 前記ハウジングの第2のフランジが本体部
と一体に形成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の管継手。
[Scope of Claims] 1. A pipe joint for connecting two conduits through which a fluid having a pressure different from an external pressure is passed, which includes a through hole penetrating from one end to the other end and spaced apart from each other in the length direction of the through hole. a hollow annular housing comprising first and second radially inwardly extending annular flange means having an annular shape, the first annular flange means being closer to the one end than the second annular flange means; an annular flange means having an outer diameter smaller than the maximum diameter of the through hole of the housing and extending radially outward at one end;
said annular flange means being a first of said housing;
a second annular flange means, the second annular flange means being inserted into the through hole such that the other end thereof projects outwardly from the one end of the through hole of the housing, and one conduit is connected to the other projecting end of the through hole; a tubular member adapted to be connected, the tubular member having at least one elastomeric body and a pair of annular side surfaces between the first annular flange means of the housing and the annular flange means of the tubular member; a first elastic member disposed within the through hole to surround the tubular member; and at least one elastomer body and a pair of annular side surfaces, and a second annular flange means of the housing. a second elastic member disposed between the annular flange means of the tubular member and forming at least a portion of a fluid-tight passage connecting the tubular member and the other end of the through hole; The housing and both elastic members form a fluid-tight annular space in the housing that is independent of the fluid-tight passage, one side of the first elastic member facing the external pressure side and the other side facing the external pressure side. The second elastic member faces the annular space, one side of the second elastic member faces the fluid-tight passage, and the other side faces the annular space. a liquid that transmits pressure between the other side of the first elastic member and the other side of the second elastic member;
A sealed flexible pipe joint, characterized in that both elastic members are adapted to share with each other the loads resulting from the pressure difference between the pressure within the fluid-tight passageway and the external pressure. 2. At least one of the first and second elastic members includes a pair of rigid rings arranged at a distance from each other, and the elastomer body of the elastic member is arranged between the two rings, and the elastic member is arranged between the two rings. fluid-tightly engaged with mutually opposing surfaces of the elastomeric member, the annular sides of the elastomeric body forming exposed sides of the elastic member. pipe fittings. 3. One of the pairs of rings is fluid-tightly engaged with the tubular member, and the other is fluid-tightly engaged with one of the first and second flanges of the housing. Claim 2
Pipe fittings listed in section. 4. The pipe joint according to claim 2, wherein the elastomer body is bonded to each of the rings. 5. The method of claim 1, wherein each of the elastic members includes a plurality of non-stretchable shims embedded at intervals within the elastomer body and bonded to the elastomer body. pipe fittings. 6. The pipe joint according to claim 5, wherein each of the shims and the elastomer body is a substantially spherical ring. 7. Claims characterized in that when the external pressure and the pressure in the fluid-tight passage are equal to standard atmospheric pressure, the liquid in the space is pressurized to have a pressure higher than standard atmospheric pressure. The pipe joint described in paragraph 1. 8 said second elastic member is responsive to a compressive load applied by said tubular member flange means and a housing second flange means; Claim 1 characterized in that it resists less and is more easily deformed than to a compressive load of equal magnitude applied by the flange means of.
Pipe fittings listed in section. 9. The pipe joint according to claim 1, wherein the housing has a sealable hole that communicates the annular space with the outside. 10. The pipe joint according to claim 1, wherein the second flange of the housing is formed integrally with the main body.
JP5262578A 1977-04-29 1978-05-01 Sealed flexible pipe fitting Granted JPS549018A (en)

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US79243677A 1977-04-29 1977-04-29

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JPS549018A JPS549018A (en) 1979-01-23
JPS6238593B2 true JPS6238593B2 (en) 1987-08-18

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DE2818952C2 (en) 1982-12-09
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DE2818952A1 (en) 1978-11-02
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JPS549018A (en) 1979-01-23

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