JPS6335845B2 - - Google Patents
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- JPS6335845B2 JPS6335845B2 JP54118676A JP11867679A JPS6335845B2 JP S6335845 B2 JPS6335845 B2 JP S6335845B2 JP 54118676 A JP54118676 A JP 54118676A JP 11867679 A JP11867679 A JP 11867679A JP S6335845 B2 JPS6335845 B2 JP S6335845B2
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/04—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like
- E21B17/046—Couplings; joints between rod or the like and bit or between rod and rod or the like with ribs, pins, or jaws, and complementary grooves or the like, e.g. bayonet catches
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F16L27/10—Adjustable joints, Joints allowing movement comprising a flexible connection only, e.g. for damping vibrations
- F16L27/103—Adjustable 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
Landscapes
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- Joints Allowing Movement (AREA)
- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
- Supports For Pipes And Cables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、所定中心点を中心に相対揺動自在に
2つの筒状体を連結するための可撓ユニオン接手
に関し、詳述すれば、複数の環状弾性部材よりな
り、各弾性部材の内面と外面とは、球面状を呈し
た環状面であつて、夫々が対応する筒状体に一体
的、又は、固着されている2コの環状球面体を互
いに隔離する環状隙間を囲繞する2つの環状面と
接触している、前記筒状体を互いに所定中心点を
中心として所定角度だけ揺動自在に連結するため
の可撓ユニオン接手に関する。
2つの筒状体を連結するための可撓ユニオン接手
に関し、詳述すれば、複数の環状弾性部材よりな
り、各弾性部材の内面と外面とは、球面状を呈し
た環状面であつて、夫々が対応する筒状体に一体
的、又は、固着されている2コの環状球面体を互
いに隔離する環状隙間を囲繞する2つの環状面と
接触している、前記筒状体を互いに所定中心点を
中心として所定角度だけ揺動自在に連結するため
の可撓ユニオン接手に関する。
本発明による可撓ユニオン接手の用途として
は、水底と水上作業台又は掘削機用浮ドツクとを
連結する密閉連絡路用導管における接手がある
が、それに限定されるものではない。
は、水底と水上作業台又は掘削機用浮ドツクとを
連結する密閉連絡路用導管における接手がある
が、それに限定されるものではない。
特定の用途においては、接手は次のような機能
を発揮することが要求されている。
を発揮することが要求されている。
(イ) 導管に生ずる長手軸方向の力の伝達作用。
(ロ) 特に大きな差圧があるような場合は、パイプ
の内側と外の媒体との間の接手の個所が強固で
あり、かつ、気密が保てること。
の内側と外の媒体との間の接手の個所が強固で
あり、かつ、気密が保てること。
この機能を発揮し得るようにするためには、弾
性材(ゴム)と非膨張性硬質材(例えば金属)よ
りなる球面層状体を複数重ね合せた可撓性球面機
素よりなる接手が提案されている。
性材(ゴム)と非膨張性硬質材(例えば金属)よ
りなる球面層状体を複数重ね合せた可撓性球面機
素よりなる接手が提案されている。
この接手は構造が複雑で、それ自体上記の異つ
た機能を長期間にわたつて同時に発揮し得ない欠
点がある。
た機能を長期間にわたつて同時に発揮し得ない欠
点がある。
米国特許第3680895号公報には、円筒形の補助
機素を設けて、引張り力を支えるとともに、接手
の球面層状体の変形を阻止するようにしたものが
開示されている。
機素を設けて、引張り力を支えるとともに、接手
の球面層状体の変形を阻止するようにしたものが
開示されている。
フランス国特許出願第2323089号の明細書には、
可撓性球面機素を、この可撓性球面機素を破損し
かねない力を避けるために、支承用から強固化用
に分離するのが開示されている。
可撓性球面機素を、この可撓性球面機素を破損し
かねない力を避けるために、支承用から強固化用
に分離するのが開示されている。
しかし、これらの先行技術による問題解消法は
コストがかかるばかりではなくて、弾性材よりな
る球面層と非膨張性硬質材よりなる球面層とを交
互に重ね合せて層状体を構成するのに困難さが伴
うなどの欠点がある。
コストがかかるばかりではなくて、弾性材よりな
る球面層と非膨張性硬質材よりなる球面層とを交
互に重ね合せて層状体を構成するのに困難さが伴
うなどの欠点がある。
従つて、本発明は、異つた機能を充分発揮し得
るとともに、従来のものよりも低コストで製造し
得る可撓ユニオン接手を供するのを目的とするも
のである。
るとともに、従来のものよりも低コストで製造し
得る可撓ユニオン接手を供するのを目的とするも
のである。
前述の本発明の目的は各弾性部材を一体構成の
ものとし、斯る弾性部材が位置している両側の前
記環状面と接触させるとともに、前記の複数の弾
性部材を、互いに協働して、前記環状隙間に非収
縮性液体が封入された少くとも1つの環状閉鎖室
を形成するように構成することにより達成され
る。
ものとし、斯る弾性部材が位置している両側の前
記環状面と接触させるとともに、前記の複数の弾
性部材を、互いに協働して、前記環状隙間に非収
縮性液体が封入された少くとも1つの環状閉鎖室
を形成するように構成することにより達成され
る。
このように構成することにより、筒状体は、中
央に位置させた接手を中心に3゜にわたつて相対揺
動し得るようになつている。このように相対揺動
している時に外部から流体を供給する必要はな
い。従つて、本発明による接手は、外部から流体
を供給する必要のある能動補償式に対して受動補
償式と称せられる可撓ユニオン接手である。
央に位置させた接手を中心に3゜にわたつて相対揺
動し得るようになつている。このように相対揺動
している時に外部から流体を供給する必要はな
い。従つて、本発明による接手は、外部から流体
を供給する必要のある能動補償式に対して受動補
償式と称せられる可撓ユニオン接手である。
筒状体間の軸方向への力の伝達は閉鎖室に含ま
れている液体を介して行なわれるので、弾性部材
が望ましくない変形を起すようなことはない。各
弾性部材はゴムないしエラストマー製であつて、
一体構成をしているものである。従つて、各弾性
部材の価格は、従来の層状体を構成している球面
層の材料より安いものである。
れている液体を介して行なわれるので、弾性部材
が望ましくない変形を起すようなことはない。各
弾性部材はゴムないしエラストマー製であつて、
一体構成をしているものである。従つて、各弾性
部材の価格は、従来の層状体を構成している球面
層の材料より安いものである。
本発明の一実施例においては、横断面がほぼS
字形を呈した環状隙間が形成されているととも
に、前記弾性部材は前記S字形状断面の隙間の両
側に位置しており、中間部に非収縮性液体封入閉
鎖室が形成されている。
字形を呈した環状隙間が形成されているととも
に、前記弾性部材は前記S字形状断面の隙間の両
側に位置しており、中間部に非収縮性液体封入閉
鎖室が形成されている。
前記の弾性部材は少くとも3つの球面状にわん
曲した第1、第2及び第3環状弾性部材よりな
り、夫々が弾性材で構成されているとともに一体
構成をしており、かつ、全ての環状弾性部材は前
記隙間に互いに隔置されていて少くとも2つの前
記液体封入閉鎖室を形成している。この第2環状
弾性部材の内面は、曲率半径が第1及び第2環状
弾性部材の内面が接触している球面の少くとも1
つの曲率半径よりも大きい球面になつている。
曲した第1、第2及び第3環状弾性部材よりな
り、夫々が弾性材で構成されているとともに一体
構成をしており、かつ、全ての環状弾性部材は前
記隙間に互いに隔置されていて少くとも2つの前
記液体封入閉鎖室を形成している。この第2環状
弾性部材の内面は、曲率半径が第1及び第2環状
弾性部材の内面が接触している球面の少くとも1
つの曲率半径よりも大きい球面になつている。
本発明の他の実施例によれば、前記環状隙間は
断面がほぼU字状をなしており、この環状隙間の
両端部には弾性部材が充填されていて、中間部に
液体封入閉鎖室が形成されている。
断面がほぼU字状をなしており、この環状隙間の
両端部には弾性部材が充填されていて、中間部に
液体封入閉鎖室が形成されている。
尚、本発明は、2つの機素の互いに対向した壁
面に接し、かつ、少くとも部分的に液体封入され
る閉鎖室を形成する前記2つの機素間の隙間に位
置している一体構成の少くとも1つの弾性部材よ
りなる可撓ユニオン接手の製造方法を供すること
もまた目的としたものである。
面に接し、かつ、少くとも部分的に液体封入され
る閉鎖室を形成する前記2つの機素間の隙間に位
置している一体構成の少くとも1つの弾性部材よ
りなる可撓ユニオン接手の製造方法を供すること
もまた目的としたものである。
この本発明による製造方法は、前記閉鎖室とな
る個所に、溶媒により溶解される可溶固体を設
け、前記機素と前記弾性部材を設ける個所との間
に、重合又は加硫により弾性部材となる製品を介
在させ、然る後、前記製品を重合又は加硫させる
一方、いづれか一方の機素に形成した注入路を介
して溶媒を注入することにより前記可溶固体を溶
解して液体封入閉鎖室を形成することにより実施
し得る。
る個所に、溶媒により溶解される可溶固体を設
け、前記機素と前記弾性部材を設ける個所との間
に、重合又は加硫により弾性部材となる製品を介
在させ、然る後、前記製品を重合又は加硫させる
一方、いづれか一方の機素に形成した注入路を介
して溶媒を注入することにより前記可溶固体を溶
解して液体封入閉鎖室を形成することにより実施
し得る。
以後、添付図面を参照しながら本発明を詳述す
る。
る。
先ず、一対の導管11,12の接合点に装架さ
れた、本発明の第一実施例による可撓ユニオン接
手10の一部断面を示す第1図において、導管1
1,12は夫々の長手軸芯X−XとY−Yとが一
致した状態で接合されている。詳細については後
述するが、可撓ユニオン接手10は、軸芯X−
X、Y−Yを横切る、導管11,12の実質的な
接合面と平行な軸と斯る各軸芯X−X、Y−Yと
の交点である中心点0を中心とする所定角度にわ
たる導管11,12の相対揺動を許容するように
構成されている。例えば、導管11,12がプラ
ツトホーム(作業台)を軸芯X−Xに連結された
固定基準物体に連結するためのパイプである場合
は、軸芯Y−Yは、中心点0を頂点とする仮想円
錐体の円錐面上に位置し得るようになつていると
同時に、所定角度、例えば、最大10゜だけ軸Y−
Yを中心に相対回転もし得るようになつている。
れた、本発明の第一実施例による可撓ユニオン接
手10の一部断面を示す第1図において、導管1
1,12は夫々の長手軸芯X−XとY−Yとが一
致した状態で接合されている。詳細については後
述するが、可撓ユニオン接手10は、軸芯X−
X、Y−Yを横切る、導管11,12の実質的な
接合面と平行な軸と斯る各軸芯X−X、Y−Yと
の交点である中心点0を中心とする所定角度にわ
たる導管11,12の相対揺動を許容するように
構成されている。例えば、導管11,12がプラ
ツトホーム(作業台)を軸芯X−Xに連結された
固定基準物体に連結するためのパイプである場合
は、軸芯Y−Yは、中心点0を頂点とする仮想円
錐体の円錐面上に位置し得るようになつていると
同時に、所定角度、例えば、最大10゜だけ軸Y−
Yを中心に相対回転もし得るようになつている。
導管11の接続端部には、曲率中心を中心点0
に有する複数の環状球面13a,13b,13c
を有する環状膨大部13が形成されている。
に有する複数の環状球面13a,13b,13c
を有する環状膨大部13が形成されている。
斯る膨大部13は、ボールジヨイント14を構
成するものであつて、環状球面13a,13cは
このボールジヨイント14における接合面の両側
に位置した膨大部13の外表面に形成されてい
る。
成するものであつて、環状球面13a,13cは
このボールジヨイント14における接合面の両側
に位置した膨大部13の外表面に形成されてい
る。
環状球面13bの曲率半径は環状球面13a,
13cの曲率半径よりも大きいものであつて、ボ
ールジヨイント14を囲繞し、かつ、固定されて
いる環状突起15の外周面に形成されている。第
1図に示した実施例においては、この環状球面1
3bは、軸芯X−Xと平行な円筒面15aと半径
方向にほぼ平行な端面15cとを介して、環状球
面13aと13cとに夫々連続している。
13cの曲率半径よりも大きいものであつて、ボ
ールジヨイント14を囲繞し、かつ、固定されて
いる環状突起15の外周面に形成されている。第
1図に示した実施例においては、この環状球面1
3bは、軸芯X−Xと平行な円筒面15aと半径
方向にほぼ平行な端面15cとを介して、環状球
面13aと13cとに夫々連続している。
前述の構成の膨大部13は、導管12の一部を
構成する、又は、該導管12と固定された部材に
より、中心点0を中心に相対揺動自在に囲繞され
ている。
構成する、又は、該導管12と固定された部材に
より、中心点0を中心に相対揺動自在に囲繞され
ている。
斯る目的のため、導管12の接続端部に形成さ
れた肩部25には、内周面に環状球面23a,2
3bを有するリング状ケーシング23が螺着した
上、溶接により固着されている。これらの環状球
面23a,23bは軸芯Y−Yを中心として環状
に延在し、かつ、中心点0を曲率中心とする球面
であつて、互いに隔離されているものの、円筒面
15aに対して間隔をおいて対向し、かつ、軸芯
Y−Yを中心として環状に延在する円筒面25a
を介して互いに連続している。
れた肩部25には、内周面に環状球面23a,2
3bを有するリング状ケーシング23が螺着した
上、溶接により固着されている。これらの環状球
面23a,23bは軸芯Y−Yを中心として環状
に延在し、かつ、中心点0を曲率中心とする球面
であつて、互いに隔離されているものの、円筒面
15aに対して間隔をおいて対向し、かつ、軸芯
Y−Yを中心として環状に延在する円筒面25a
を介して互いに連続している。
環状球面23cは、肩部25に挿入されて、導
管12の接続端面と前記肩部25との間に形成さ
れた凹所の円筒形壁部に接している円筒形弾性リ
ング26を介して前記肩部25に連結されたリン
グ部材24のほぼ内周面に形成されていて、環状
球面13cを囲繞している。肩部25の環状端面
25cは、環状球面23cと23bとを接続して
いる。
管12の接続端面と前記肩部25との間に形成さ
れた凹所の円筒形壁部に接している円筒形弾性リ
ング26を介して前記肩部25に連結されたリン
グ部材24のほぼ内周面に形成されていて、環状
球面13cを囲繞している。肩部25の環状端面
25cは、環状球面23cと23bとを接続して
いる。
図示のようにケーシング23を導管12の接続
端部に装架し、導管11の接続端部を囲繞させる
と、膨大部13の外側に連続した隙間30が形成
される。この隙間30には、例えば、合成ないし
天然ゴムの如きの弾性材で構成され、断面が球形
状を呈する弾性リング31,32,33が互いに
隔離されて挿嵌されている。これらの弾性リング
のうち、弾性リング31は環状球面13aと23
aとの間に、弾性リング32は環状球面13bと
23bとの間に、また、弾性リング33は環状球
面13cと23cとの間に夫々介在されている。
端部に装架し、導管11の接続端部を囲繞させる
と、膨大部13の外側に連続した隙間30が形成
される。この隙間30には、例えば、合成ないし
天然ゴムの如きの弾性材で構成され、断面が球形
状を呈する弾性リング31,32,33が互いに
隔離されて挿嵌されている。これらの弾性リング
のうち、弾性リング31は環状球面13aと23
aとの間に、弾性リング32は環状球面13bと
23bとの間に、また、弾性リング33は環状球
面13cと23cとの間に夫々介在されている。
従つて、隙間30は、これらの弾性リング3
1,32,33により、弾性リング31と32と
の間に位置する環状閉鎖室34と弾性リング32
と33との間に位置する環状閉鎖室35とに分割
されているとともに、各閉鎖室34,35には、
ほとんど収縮され得ない液体が封入されている。
前述のように定められた閉鎖室34,35は、
夫々、軸芯X−X、Y−Yに沿つて延在する円筒
形状と、軸芯X−X、Y−Yに直交する放射方向
に延在するリング形状を呈している。
1,32,33により、弾性リング31と32と
の間に位置する環状閉鎖室34と弾性リング32
と33との間に位置する環状閉鎖室35とに分割
されているとともに、各閉鎖室34,35には、
ほとんど収縮され得ない液体が封入されている。
前述のように定められた閉鎖室34,35は、
夫々、軸芯X−X、Y−Yに沿つて延在する円筒
形状と、軸芯X−X、Y−Yに直交する放射方向
に延在するリング形状を呈している。
前述の構成において、可撓ユニオン接手10
が、導管11,12が互いに中心点0を中心とし
て3゜だけ相対揺動し得るように構成されていると
すると、この3゜の揺動許容角度のうち2゜は、ケー
シング23の円錐形内フランジ22が導管11の
外周面と当接するまで達成せられる。
が、導管11,12が互いに中心点0を中心とし
て3゜だけ相対揺動し得るように構成されていると
すると、この3゜の揺動許容角度のうち2゜は、ケー
シング23の円錐形内フランジ22が導管11の
外周面と当接するまで達成せられる。
この時、液体が封入された閉鎖室34,35の
存在により、弾性リング31,32,33が、引
張られるとか、圧縮されるとかして変形すること
なく、導管11と導管12との間で長手方向に作
用する力が伝達される。万一、弾性リング31,
32,33が前述のように幾度も変形するのであ
れば、弾性リング31,32,33の劣化を来す
ことになるので望ましくない。この点、本発明に
おいては、斯る変形は起らないのではあるが、そ
れ故に、各弾性リング31,32,33は、弾性
材の一体構成とすることが出来るのである。
存在により、弾性リング31,32,33が、引
張られるとか、圧縮されるとかして変形すること
なく、導管11と導管12との間で長手方向に作
用する力が伝達される。万一、弾性リング31,
32,33が前述のように幾度も変形するのであ
れば、弾性リング31,32,33の劣化を来す
ことになるので望ましくない。この点、本発明に
おいては、斯る変形は起らないのではあるが、そ
れ故に、各弾性リング31,32,33は、弾性
材の一体構成とすることが出来るのである。
尚、長手方向に作用する圧縮応力は閉鎖室35
を加圧することにより、また、長手方向に作用す
る引張り応力は閉鎖室34を加圧することによ
り、夫々伝達される。
を加圧することにより、また、長手方向に作用す
る引張り応力は閉鎖室34を加圧することによ
り、夫々伝達される。
他方、半径方向に作用する力は、弾性リング3
1,32,33が圧縮することにより伝達され
る。本発明の可撓ユニオン接手を、海上作業台を
海底に係留するためのパイプの二部分間を接続す
るのに用いる場合は、これらの半径方向に作用す
る力は比較的弱い。
1,32,33が圧縮することにより伝達され
る。本発明の可撓ユニオン接手を、海上作業台を
海底に係留するためのパイプの二部分間を接続す
るのに用いる場合は、これらの半径方向に作用す
る力は比較的弱い。
横断面がほぼS字形状の隙間30の部分に収納
され、かつ、閉鎖室34を形成する弾性リング3
1,32(又は、閉鎖室35を形成する弾性リン
グ32,33)よりなるたわみ自在な接手部は、
長手方向に作用する引張り力の伝達について以外
は、前述の結果をもたらすものである。従つて、
可撓ユニオン接手は、伝達すべき長手方向に作用
する力が圧縮力だけであるのであれば、液体封入
環状閉鎖室により互いに隔離された一体の弾性部
材で構成するだけでも充分である。
され、かつ、閉鎖室34を形成する弾性リング3
1,32(又は、閉鎖室35を形成する弾性リン
グ32,33)よりなるたわみ自在な接手部は、
長手方向に作用する引張り力の伝達について以外
は、前述の結果をもたらすものである。従つて、
可撓ユニオン接手は、伝達すべき長手方向に作用
する力が圧縮力だけであるのであれば、液体封入
環状閉鎖室により互いに隔離された一体の弾性部
材で構成するだけでも充分である。
前述のように、弾性リングの軸方向変形は、閉
鎖室34,35の存在により制限されている。し
かし、導管11,12の限られた範囲での軸方向
の相対移動は除外されない。斯る軸方向の相対移
動によりもたらされる引張り変形は、弾性リング
のみに依りて、避けるものが望ましい。特に、導
管に発生する内圧の作用により、この内圧がどの
ようなものであろうとも、また、導管11,12
間に発生する引張り力がどのようなものであろう
とも、弾性リングを圧縮された状態に保つことが
好ましくは望まれる。この目的のために、これら
の弾性リングのうちの1つ、例えば、弾性リング
33を保護するために、斯る弾性リング33は、
導管12に挿嵌され、導管12に対して軸方向に
移動自在であり、中心点0を曲率中心とする環状
球面23cを有するリング部材24に前述のよう
に接している。このリング部材24は、導管12
の一端から挿入した上で、導管12とリング部材
24に対面する円筒壁に嵌着させた弾性円筒形リ
ング26を介して導管12に取り付けられてい
る。
鎖室34,35の存在により制限されている。し
かし、導管11,12の限られた範囲での軸方向
の相対移動は除外されない。斯る軸方向の相対移
動によりもたらされる引張り変形は、弾性リング
のみに依りて、避けるものが望ましい。特に、導
管に発生する内圧の作用により、この内圧がどの
ようなものであろうとも、また、導管11,12
間に発生する引張り力がどのようなものであろう
とも、弾性リングを圧縮された状態に保つことが
好ましくは望まれる。この目的のために、これら
の弾性リングのうちの1つ、例えば、弾性リング
33を保護するために、斯る弾性リング33は、
導管12に挿嵌され、導管12に対して軸方向に
移動自在であり、中心点0を曲率中心とする環状
球面23cを有するリング部材24に前述のよう
に接している。このリング部材24は、導管12
の一端から挿入した上で、導管12とリング部材
24に対面する円筒壁に嵌着させた弾性円筒形リ
ング26を介して導管12に取り付けられてい
る。
従つて、導管11,12間の軸方向への相対移
動は、合成又は天然ゴムで構成されたリング部材
24が剪断もしくはずれることにより吸収され
る。
動は、合成又は天然ゴムで構成されたリング部材
24が剪断もしくはずれることにより吸収され
る。
圧縮応力を伝達する時は、リング部材24は導
管12の凹所における環状端面24と当接する。
管12の凹所における環状端面24と当接する。
前述の第一実施例による可撓ユニオン接手の変
形例を示した第2図においては、環状球面23c
は導管12と一体的に、又は、斯る導管12に固
着された部材に形成されており、その環状球面2
3cと対向する環状球面13cは、軸芯X−Xを
中心とする環状部材14′に形成されている。こ
の環状部材14′は、中心点0を中心に揺動自在
で、導管11に対して軸方向に移動自在に挿嵌さ
れている。この変形例においては、環状部材1
4′が、膨大部14の部分14″と共にボールジヨ
イント14を構成している。環状部材14′と部
分14″との連結は、例えば、ゴム製で、部分1
4″に対して環状部材14′が挿入されている凹所
の円筒形壁部に接している円筒形弾性リング16
を介して行なわれている。
形例を示した第2図においては、環状球面23c
は導管12と一体的に、又は、斯る導管12に固
着された部材に形成されており、その環状球面2
3cと対向する環状球面13cは、軸芯X−Xを
中心とする環状部材14′に形成されている。こ
の環状部材14′は、中心点0を中心に揺動自在
で、導管11に対して軸方向に移動自在に挿嵌さ
れている。この変形例においては、環状部材1
4′が、膨大部14の部分14″と共にボールジヨ
イント14を構成している。環状部材14′と部
分14″との連結は、例えば、ゴム製で、部分1
4″に対して環状部材14′が挿入されている凹所
の円筒形壁部に接している円筒形弾性リング16
を介して行なわれている。
この変形例においては、導管11,12間の軸
芯方向への引張り力による相対移動は弾性リング
16が剪断もしくはずれることにより吸収され
る。圧縮応力を伝達する時は、環状部材14′が
膨大部13の部分14″の凹所における環状端面
24と当接する。
芯方向への引張り力による相対移動は弾性リング
16が剪断もしくはずれることにより吸収され
る。圧縮応力を伝達する時は、環状部材14′が
膨大部13の部分14″の凹所における環状端面
24と当接する。
更に、第2図に示した変形例においては、第3
図に一部示したように、導管11,12のいづれ
か、又は、両方に著しいトルクが加つた場合に両
者が軸芯を中心に相対回転するが、この相対回転
を所定角度以内に制限するための回転角設定手段
が設けられている。この回転角設定手段は連結器
をも兼用していて、いづれか一方の導管が他方の
導管に対して所定角度以上相対回転するような場
合には、両方の導管が同一方向に回転するように
なつている。
図に一部示したように、導管11,12のいづれ
か、又は、両方に著しいトルクが加つた場合に両
者が軸芯を中心に相対回転するが、この相対回転
を所定角度以内に制限するための回転角設定手段
が設けられている。この回転角設定手段は連結器
をも兼用していて、いづれか一方の導管が他方の
導管に対して所定角度以上相対回転するような場
合には、両方の導管が同一方向に回転するように
なつている。
斯る回転角設定手段は、膨大部13の端面15
cから軸芯方向に突出する1つ又はそれ以上のボ
ス18と、導管12の肩部25の端面25cに形
成された、ほぼ扇形状の開口断面を有するソケツ
ト28とで構成されている。
cから軸芯方向に突出する1つ又はそれ以上のボ
ス18と、導管12の肩部25の端面25cに形
成された、ほぼ扇形状の開口断面を有するソケツ
ト28とで構成されている。
斯るボス18は前記ソケツト28に遊嵌されて
いるのではあるが、ソケツト28におけるボス1
8の最大移動距離、換言すれば、ボス18とソケ
ツト28間の最大クリアランスは、弾性リング3
1,32,33を構成する弾性材の最大変形量に
対応するように選ばれている。従つて、ボス18
がソケツト28を形成する壁面と接触するのは、
導管11,12間のねじりモーメントが所定限度
を越える時に起るようになつている。
いるのではあるが、ソケツト28におけるボス1
8の最大移動距離、換言すれば、ボス18とソケ
ツト28間の最大クリアランスは、弾性リング3
1,32,33を構成する弾性材の最大変形量に
対応するように選ばれている。従つて、ボス18
がソケツト28を形成する壁面と接触するのは、
導管11,12間のねじりモーメントが所定限度
を越える時に起るようになつている。
第4図から第6図にかけて示した本発明の第二
実施例による可撓ユニオン接手は、例えば、水上
作業台を水底井のヘツドに連結する乾式導管を構
成する関節管に適したものである。
実施例による可撓ユニオン接手は、例えば、水上
作業台を水底井のヘツドに連結する乾式導管を構
成する関節管に適したものである。
第4図に示した可撓リング体40は、気密導管
の基礎リングを構成し、複数のリングを端間接続
することにより形成される。可撓リング体40
は、気密導管の関節を構成しており、これを2本
の強固な導管との間に挿入しても良い。
の基礎リングを構成し、複数のリングを端間接続
することにより形成される。可撓リング体40
は、気密導管の関節を構成しており、これを2本
の強固な導管との間に挿入しても良い。
可撓リング体40は、3つの強固な筒状体4
1,42,43で構成されている。筒状体41と
43とは、可撓リング体40の軸方向の端部を構
成するものであつて、中間に位置する筒状体42
に対して可撓ユニオン接手44,45を介して連
結されている。可撓リング体40の対象面は、筒
状体42の中間を通り、長手軸芯と直交する中間
放射面Pにある。
1,42,43で構成されている。筒状体41と
43とは、可撓リング体40の軸方向の端部を構
成するものであつて、中間に位置する筒状体42
に対して可撓ユニオン接手44,45を介して連
結されている。可撓リング体40の対象面は、筒
状体42の中間を通り、長手軸芯と直交する中間
放射面Pにある。
可撓ユニオン接手44,45は、筒状体42の
互いに対向した環状端面42a,42bに形成し
た環状深溝46,47に収納されている。深溝4
2aは環状球面46a,46bと、中間放射面P
と平行な壁面46cとで形成されており、他方、
深溝42bは環状球面47a,47bと、中間放
射面Pと平行な壁面47cとで形成されている。
互いに対向した環状端面42a,42bに形成し
た環状深溝46,47に収納されている。深溝4
2aは環状球面46a,46bと、中間放射面P
と平行な壁面46cとで形成されており、他方、
深溝42bは環状球面47a,47bと、中間放
射面Pと平行な壁面47cとで形成されている。
筒状体41,43と夫々一体的な環状球面体4
8,49は前記の深溝46,47に夫々遊嵌され
ている。この各環状球面体48,49の内表面4
8,49aと外表面48b,49bとは、環状球
面46aと46b,47aと47bの曲率中心と
同一点に曲率中心を有する球面に形成されている
一方、端面48c,49cは対応する深溝46,
47の壁面46c,47cに対して隔離されて対
向している。各環状球面体48,49と対応する
深溝46,47を形成する壁面46a,46b,
46c,47a,47b,47cとの間には、断
面U字形の隙間50,51が形成されている。
8,49は前記の深溝46,47に夫々遊嵌され
ている。この各環状球面体48,49の内表面4
8,49aと外表面48b,49bとは、環状球
面46aと46b,47aと47bの曲率中心と
同一点に曲率中心を有する球面に形成されている
一方、端面48c,49cは対応する深溝46,
47の壁面46c,47cに対して隔離されて対
向している。各環状球面体48,49と対応する
深溝46,47を形成する壁面46a,46b,
46c,47a,47b,47cとの間には、断
面U字形の隙間50,51が形成されている。
断面U字形の隙間50のU字画の脚部に対応す
る一対の端部には弾性リング52,53が夫々介
在されており、各弾性リング52,53は一体的
な構成であつて、球面状にわん曲している。更
に、隙間50のU字画の底部に対応する部分に
は、弾性リング52,53と環状球面体48とに
より、収縮しない液体が封入された環状閉鎖室5
4が形成されている。このように介在された各弾
性リング52,53は球面46aと48a,46
bと48bと接触している。
る一対の端部には弾性リング52,53が夫々介
在されており、各弾性リング52,53は一体的
な構成であつて、球面状にわん曲している。更
に、隙間50のU字画の底部に対応する部分に
は、弾性リング52,53と環状球面体48とに
より、収縮しない液体が封入された環状閉鎖室5
4が形成されている。このように介在された各弾
性リング52,53は球面46aと48a,46
bと48bと接触している。
同様に、断面U字形の隙間51のU字画の脚部
に対応する一対の端部には弾性リング55,56
が夫々介在されており、各弾性リング55,56
は一体的な構成であつて、球面状にわん曲してい
る。更に、隙間51のU字画の底部に対応する部
分には、弾性リング55,56と環状球面体49
とにより、収縮しない液体が封入された環状閉鎖
室57が形成されている。このように介在された
各弾性リング55,56は球面47aと49a,
47bと49bと接触している。
に対応する一対の端部には弾性リング55,56
が夫々介在されており、各弾性リング55,56
は一体的な構成であつて、球面状にわん曲してい
る。更に、隙間51のU字画の底部に対応する部
分には、弾性リング55,56と環状球面体49
とにより、収縮しない液体が封入された環状閉鎖
室57が形成されている。このように介在された
各弾性リング55,56は球面47aと49a,
47bと49bと接触している。
第二実施例による可撓リング体40の作用を説
明すれば、リング体の内側と外側との強固さは、
弾性リングと筒状体との接触により保証される。
明すれば、リング体の内側と外側との強固さは、
弾性リングと筒状体との接触により保証される。
また、リング体の内側と外側との間の差圧は、
弾性リングが横側から作用する力に対して第5図
に示すように抵抗するので保持される。
弾性リングが横側から作用する力に対して第5図
に示すように抵抗するので保持される。
リング体を複数重ねた時に特に起る、リング体
に生ずる圧縮応力は、閉鎖室54,57に封入さ
れている液体により積極的に補償される。
に生ずる圧縮応力は、閉鎖室54,57に封入さ
れている液体により積極的に補償される。
リング体40の可撓性は、筒状体41と42の
相対揺動及び筒状体42と43の相対揺動により
発揮されるが、この時弾性リングは第5図のよう
に変形する。
相対揺動及び筒状体42と43の相対揺動により
発揮されるが、この時弾性リングは第5図のよう
に変形する。
尚、深溝46,47に形成されたユニオン接手
の曲率中心は互いにずれていても良いし、また
は、中間放射面P上における中心点0で直交する
ものであつても良い。前者の場合、リング体40
は揺動中心点を2ケ所有することになるが、後者
の場合は1ケ所、即ち、中心点0である。
の曲率中心は互いにずれていても良いし、また
は、中間放射面P上における中心点0で直交する
ものであつても良い。前者の場合、リング体40
は揺動中心点を2ケ所有することになるが、後者
の場合は1ケ所、即ち、中心点0である。
斯る構成のリング体40が、気密導管やトンネ
ルにおける関節点を構成するのであれば、筒状体
43の自由端にハウジング58を設けて、このハ
ウジング58に、近接したリング体の他の筒状体
の端部59を挿入させる。ハウジング58がある
ところと、端部59があるところに夫々環状フラ
ンジ60,61が形成されている。これらのフラ
ンジ60,61は好ましくは、リング状の内側か
ら、これらのフランジにあるオリフイス62を貫
通して連続したリング体40をシール材を用いて
連結するための連結機素に近ずくのを許容し得る
ように、内周面から内側に張り出したフランジと
するのが望ましい。
ルにおける関節点を構成するのであれば、筒状体
43の自由端にハウジング58を設けて、このハ
ウジング58に、近接したリング体の他の筒状体
の端部59を挿入させる。ハウジング58がある
ところと、端部59があるところに夫々環状フラ
ンジ60,61が形成されている。これらのフラ
ンジ60,61は好ましくは、リング状の内側か
ら、これらのフランジにあるオリフイス62を貫
通して連続したリング体40をシール材を用いて
連結するための連結機素に近ずくのを許容し得る
ように、内周面から内側に張り出したフランジと
するのが望ましい。
このように、強固な乾式導管ないしトンネルを
水上作業台と水底井のヘツドとの間の人員輸送も
しくは設備輸送管として構成することが出来る。
水上作業台と水底井のヘツドとの間の人員輸送も
しくは設備輸送管として構成することが出来る。
本発明による可撓ユニオン接手は、一体構成で
あつて、固体壁面に接触し、かつ、液体封入閉鎖
室を形成する複数の環状弾性部材で構成されてい
る。
あつて、固体壁面に接触し、かつ、液体封入閉鎖
室を形成する複数の環状弾性部材で構成されてい
る。
一般に天然ないし合成ゴム製の弾性リングと強
固な金属、例えばスチール製の本体との間を強固
に連結するためには、弾性リングを現場にて、例
えば重合させるとか、加硫するとか、焼成させる
ことにより連結させることが出来る。
固な金属、例えばスチール製の本体との間を強固
に連結するためには、弾性リングを現場にて、例
えば重合させるとか、加硫するとか、焼成させる
ことにより連結させることが出来る。
この目的のために、焼成後の弾性材となる原材
料は、弾性リングが設けられている位置で成形さ
れるのが望ましい。
料は、弾性リングが設けられている位置で成形さ
れるのが望ましい。
閉鎖室34,35,54,57の位置は、溶媒
に可溶であつて、弾性リングの重合又は加硫を行
うのに必要な諸条件に耐え得る固体を充填してお
くことにより予め定めておくことが出来る。この
固体を後で、図示はしていないが、例えば、ケー
シング23又は筒状体42の壁部を貫通する注入
路を介して溶媒を注入することによつて溶解させ
れば、液体封入閉鎖室が形成される訳である。こ
の作業が済むと、各注入路を塞ぐ必要がある。
に可溶であつて、弾性リングの重合又は加硫を行
うのに必要な諸条件に耐え得る固体を充填してお
くことにより予め定めておくことが出来る。この
固体を後で、図示はしていないが、例えば、ケー
シング23又は筒状体42の壁部を貫通する注入
路を介して溶媒を注入することによつて溶解させ
れば、液体封入閉鎖室が形成される訳である。こ
の作業が済むと、各注入路を塞ぐ必要がある。
因みに、可溶性固体は、焼成すると好ましい機
械的強度をもち、成形及び加工しやすい性質を有
するアルミ又はシリカの粉末を含有するポリマー
で構成されている。この可溶性固体は、溶媒を高
圧で注入すると、例えばアルコール又は水を注入
すると、弾性リングの弾性材の性質を破壊するこ
となく容易に溶解するものである。
械的強度をもち、成形及び加工しやすい性質を有
するアルミ又はシリカの粉末を含有するポリマー
で構成されている。この可溶性固体は、溶媒を高
圧で注入すると、例えばアルコール又は水を注入
すると、弾性リングの弾性材の性質を破壊するこ
となく容易に溶解するものである。
第1図は、本発明の第一実施例による可撓ユニ
オン接手の縦断面のうち片側のみ図示した一部縦
断面図、第2図は第1図の変形例を示す一部縦断
面図、第3図は第2図の要部の一部端面断面図、
第4図は、本発明の第二実施例による可撓ユニオ
ン接手の縦断面のうち片側のみを図示した一部縦
断面図、第5図と第6図とは、第4図に示したユ
ニオン接手の異つた作用を説明するために要部の
みを示した一部縦断面図。 11,12……導管、13……膨大部、13
a,13b,13c……膨大部の環状球面、15
……環状突起、16,26……円筒形弾性リン
グ、18……ボス、23……ケーシング、23
a,23b……ケーシング23の環状球面、23
c……環状球面、25……導管12の肩部、28
……ソケツト、31,32,33……弾性リン
グ、40……可撓リング体、41,42,43…
…円筒体、46a,46b,47a,47b……
環状球面、48a,48b,49a,49b……
円筒体41,43における環状球面、52,5
3,55,56……環状リング。
オン接手の縦断面のうち片側のみ図示した一部縦
断面図、第2図は第1図の変形例を示す一部縦断
面図、第3図は第2図の要部の一部端面断面図、
第4図は、本発明の第二実施例による可撓ユニオ
ン接手の縦断面のうち片側のみを図示した一部縦
断面図、第5図と第6図とは、第4図に示したユ
ニオン接手の異つた作用を説明するために要部の
みを示した一部縦断面図。 11,12……導管、13……膨大部、13
a,13b,13c……膨大部の環状球面、15
……環状突起、16,26……円筒形弾性リン
グ、18……ボス、23……ケーシング、23
a,23b……ケーシング23の環状球面、23
c……環状球面、25……導管12の肩部、28
……ソケツト、31,32,33……弾性リン
グ、40……可撓リング体、41,42,43…
…円筒体、46a,46b,47a,47b……
環状球面、48a,48b,49a,49b……
円筒体41,43における環状球面、52,5
3,55,56……環状リング。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 第1および第2筒状体11,41;12,4
2を、点(0)を中心として所定角度にわたり揺
動自在に相互接続する可撓ユニオン接手であつ
て、前記第1筒状体11;41と一体形成、また
は、それに取り付けたものにして、環状突起部材
15;48を備えた第1環状本体13;48と、 前記第2筒状体12;42と一体形成、また
は、それに取り付けたものにして、第1筒状体の
環状突起部材15;48を囲繞する一方で、第1
筒状体の第1表面13e,15a,13b,15
c,13c;48a,48c,48bと第2筒状
体の第2表面23a,25a,23b,23c;
46a,46c,46bとの間において環状〓間
を形成している第2環状本体と、 前記環状〓間に介装され、それぞれが前記第1
および第2表面と接触しているとともに、それら
の第1および第2表面の曲率に応じて湾曲した環
状表面13a,23a,13b,23b,13
c,23c;46a,48b,48a,46bと
当接する内表面と外表面とを備えた少なくとも第
1および第2弾性環状部材31,32,33;5
2,53と、 前記第1および第2弾性環状部材の間において
前記環状〓間に形成され、その内部に、第1およ
び第2筒状体間での軸方向への力の伝達を許容す
べく、非収縮性液体が封入されている少なくとも
一つの環状閉鎖室34,35;54とからなるこ
とを特徴とする可撓ユニオン接手。 2 特許請求の範囲第1項に記載のものであつ
て、前記第1環状本体13の環状突起部材15
は、第1筒状体11の一端に設けられているとと
もに、第2筒状体12に対面する端面15cと、
第1筒状体11に対面する背面とを備え、而し
て、前記環状閉鎖室34が、前記背面の少なくと
も一部分に近接して第1および第2筒状体間での
前記力の伝達を許容していること。 3 特許請求の範囲第2項に記載のものであつ
て、前記環状〓間はその横断面がほぼS字形状を
呈していて、このSの字形の両端に相当する前記
環状〓間の部分には前記第1および第2弾性部材
31,32が介装され、また、前記環状閉鎖室3
4は、その第1および第2弾性部材31,32の
間に位置していること。 4 特許請求の範囲第2項または第3項に記載の
ものであつて、前記環状〓間には第3弾性部材3
3も介装されていて、その第3弾性部材には第1
筒状体の環状表面13cと第2筒状体の環状表面
23cと当接する内表面と外表面とが備わつてお
り、而して、前記第1弾性部材31と第2弾性部
材32との間、および、第2弾性部材32および
第3弾性部材33との間において、前記環状〓間
に、前記液体が封入されている第1および第2閉
鎖室34,35がそれぞれ形成され、前記第2閉
鎖室35は、第1環状本体の前記環状突起部材1
5の前記端面15cに近接して、第1および第2
筒状体間での前記力の伝達を前記第2閉鎖室35
内の液体を介して行つていること。 5 特許請求の範囲第2項から第4項のいずれか
に記載のものであつて、第3弾性部材33が、第
1および第2環状本体のいずれかとともに中心点
(0)を中心として揺動すべく、第1および第2
環状本体のいずれかに設けたリング部材24;1
4′に嵌合されており、而して、前記リング部材
が、前記第1および第2環状本体のいずれかと前
記リング部材との円筒形〓間に介装した弾性リン
グ26;16を介して、前記第1および第2環状
本体のいずれかに軸方向に沿つて連結されている
こと。 6 特許請求の範囲第2項から第5項のいずれか
に記載のものであつて、第1および第2環状本体
の相対回転が所定角度を越えると、両者を同時に
回転させるべく、第1および第2環状本体を互い
に連結する少なくとも一つのボス18を設けたこ
と。 7 特許請求の範囲第1項に記載のものであつ
て、前記環状〓間はその横断面がほぼU字形状を
呈していて、このUの字形の両アームに相当する
前記環状〓間の部分には前記第1および第2弾性
部材51,52が介装され、また、前記環状閉鎖
室54は、その第1および第2弾性部材52,5
3の間に位置していること。
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