JPS6339483Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、高圧容器の密封装置に関する。

静水圧押出しプレスに用いられる高圧容器の密
封装置は、その圧媒を確実にシールし、漏出を防
止しなければならない。

しかしながら、従来の該密封装置はシール性の
点で若干の問題点があつた。

これを、図において説明すると、第１図は従来
例の密封装置であり、該装置は、高圧容器１と、
これに嵌合するシールピストンとなる円柱状主体
部２と、該円柱状主体部２を高圧容器１内で往復
摺動自在にする加圧ステム３を備えている。

円柱状主体部２はその高圧側に、円錐面部４を
介して円柱状小径部５が形成され、円錐面部４は
高圧側に向つて順次小径となるテーパー面で、円
柱状小径部５はその外周面はストレート面とさ
れ、円錐面部４と円柱状小径部５には銅合金製の
断面三角形のパツキン構成部材としててのリング
６、鋼製のリング７、銅合金リング８並びに軟質
パツキン材９が嵌合され、押え板１０をボルト１
１で締結することにより、高圧容器１の圧媒１２
を密封するようにされている。

而して、静水圧押出しに用いる高圧容器１の内
径は内径寸法と使用する圧力の大小に関係して変
化する。即ち、容器内径が大きくなればなるほ
ど、又、圧力が高くなればなるほど径変化が大き
くなるので、小さい内径の高圧容器で使用できて
いた構造のパツキン構成部材であつても、相似形
に大きくして大きな内径の高圧容器に適用しても
圧力封止ができなかつた。

例えば、50〜70mmφ高圧容器では10000Kg／cm²
の圧力で内径は0.3〜0.4mm程度であつて、前述し
た第１図に示す密封装置で充分その目的を期待で
きたが、高圧容器の内径が150mm〜200mmφのよう
に大きくなると、10000Kg／cm²の圧力で内径変化
が１〜1.8mm程度になつて最早、圧力封止が困難
である。

これを、第２図１，２を参照して詳述すると、
第２図１のように組立てられたものに、前述の圧
力で使用すると、円柱状主体部２の外径は第２図
２の点線Ｂで示すように変形し、円柱状小径部５
は同じく点線Ｃで示すように変形し、これに伴い
高圧容器１の内径は圧力により変形することもあ
つて実線Ｄで示すように変形され、軸方向のスキ
マΔhは増大する。

一方、圧力によりパツキン構成部材であるリン
グ６，７，８，９は符号６′，７′，８′，９′のよ
うに変形され、次に圧力を除いても第２図１で示
した組合せ状態に戻ることがない。

従つて、その後の昇圧に際してはパツキン性能
が十分に発揮されずもれの原因となつている。

仮りに、２回目、３回目と圧力封止ができたと
しても変形が大きいために寿命は著しく短かくな
るのである。

そこで、本考案は斯る従来の密封装置の問題点
を解消するために案出されたもので、特に、パツ
キン構成部材のうち最も低圧側のパツキンリング
の形状を特定することによつて、長期にわたつて
昇圧と除圧を繰返しても完ぺきなシール性能を発
揮できるようにしたものである。

従つて、本考案では高圧容器に嵌合する円柱状
主体部と、該主体部の高圧側に形成され高圧側に
向つて順次小径となる円錐面部と、該円錐面部の
高圧側に形成された円柱状小径部と、該小径部並
びに前記円錐面部に嵌合する複数のパツキン構成
部材とを含む高圧容器の密封装置において、前記
複数のパツキン構成部材は、銅合金製パツキンリ
ング、鋼製パツキンリング、銅合金製パツキンリ
ング及び初期シール用軟質パツキンリングを順
次、低圧側より高圧側に向つて配置することで構
成され、該パツキン構成部材のうち最も低圧側の
パツキンリングが、高圧側の円筒状部と、該円筒
状部の低圧側に形成されその内径が低圧側に向つ
て順次大径となりその断面が三角形を呈する円錐
形状部と、によつて構成されるとともに前記円筒
状部の長さｈが、 Δγ／tanα＋Ａ≦ｈ≦1.5W 但し、Δγは最高使用圧力発生時の高圧容器内半
径の拡大量 αは低圧側パツキンリングの円錐形状部先
端の角度 Ａはパツキンの摩滅を考慮した定数 Ｗは低圧側パツキンリングの円筒状部の半
径方向厚み とされていることを特徴とする。

以下、図面を参照して本考案の実施例を詳述す
る。

第３図１，２は使用前と使用中の挙動を併わせ
て示す要部断面であり、２０は高圧容器であり、
例えば静水圧押出しにおけるコンテナである。

２１は円柱状主体部であり、高圧容器２０に摺
動自在に嵌合されるシールピストンであつて、該
主体部２１にはその高圧側（図では左側）に高圧
側に向つて順次小径となる円錐面部２２が形成さ
れ、更に、該円錐面部２２の高圧側には外周面が
軸方向と平行とされた円柱状小径部２３が連設さ
れている。

而して、円柱状小径部２３並びに前記円錐面部
２２には複数のパツキン構成部材が嵌合され、該
パツキン構成部材は高圧側端面において押え板２
４を円柱状小径部２３にボルトで取着することに
より、抜止めされている。

前記パツキン構成部材は、銅合金製のパツキン
リング２５、鋼製のパツキンリング２６、銅合金
パツキンリング２７及び初期シール用の軟質パツ
キンリング２８を順次、低圧側より高圧側に向つ
て配置することにより構成され、特に、パツキン
構成部材のうち最も低圧側のパツキンリング２５
が、高圧側の円筒状部２５Ａと、該円筒状部２５
Ａの低圧側に形成され、その内径が低圧側に向つ
て順次大径となりその断面が三角形を呈する円錐
形状部２５Ｂと、によつて構成されている。

そして、円筒状部２５Ａの長さｈは、最高使用
圧力発生時の高圧容器２０の内半径の拡大量Δγ、
低圧側のパツキンリング２５の円錐形状部２５Ｂ
先端の角度α、パツキンの摩滅を考慮した定数
Ａ、及び、該リング２５の円筒状部２５Ａの半径
方向厚みＷを考慮して、次式を満足する範囲とさ
れているのである。

即ちΔγ／tanα＋Ａ≦ｈ≦1.5W ここで、円筒状部２５Ａの軸方向長さｈ、即
ち、平行部の長さを、Δγ／tanα＋Ａと等しいかそれ 以上としたのは、第２図に示したΔhのスキマ又
はずれ量は、Δh＝Δγ／tanαであり、これに、パツキ ンの摩滅を考慮する必要があることから、Δγ／tanα ＋Ａ≦ｈとされているのである。

また、円筒状部２５Ａの長さはこれを無限にす
ると座屈を生じることから、ｈ≦1.5Wとされる
のである。

〔実施例〕

高圧容器の内径150mm、低圧側パツキンリング
２５の形状を第４図に示すようにし、その全高
（全長）Ｈを7.5mm、10.5mm、13.5mmと３種類にか
えて静水圧押出実験に使用した。

押出圧は8500〜9000Kg／cm²で、使用中のパツキ
ン部温度は250〜300℃に上昇していた。

参考写真１はＨ＝7.5mmの場合で、従来のパツ
キンリングであり、20回使用後の状況である。写
真１で明らかなように、パツキンリングは変形
し、一部流れた部分が落ち込んだ状態になつてい
る。

一方、Ｈ＝10.5mmで本考案実施例のパツキンリ
ングの場合であり、写真２で示すように70回使用
後でも写真１のような状態にならず、シール性能
は良好である。又、Ｈ＝18.0mmとした本考案の他
の実施例によるパツキンリングの場合は、写真２
の場合と同様で70〜90回の使用が可能であつた。

以上のように、最も低圧側のパツキンリング２
５として円筒状部２５Ａと円錐形状部２５Ｂを有
する形状にし、円筒状部２５Ａの長さｈの大小に
より、その寿命が決定され、シール性能を良好に
することが確認できる。

しかし、円筒状部２５Ａの長さｈはこれが大き
すぎると圧縮されて座屈を生じ、その部分にしわ
が生じ、シール性能が劣化することになる。

そこで、Ｗ＝7.5mmの銅合金のパツキンリング
２５を用いて、円筒状部２５Ａの長さｈの比較テ
ストを行つた。

即ち、できるだけ長さｈを大きくすれば損耗も
少ないであろうとの考えから、ｈ＝20mm、ｈ＝15
mm、ｈ＝10mmの３種類についてテストをした。

ｈ＝20mmのときの挙動が第５図に示す。

第５図で明らかな如く、円錐形状部２５Ｂのテ
ーパー面２５B′に対応する部分２５B″は容器内
面と当接し、すり傷がついていたが、中間部は２
５Ｃで示す如く径が若干小さくなり、所謂シワが
入つたようになり、容器内面と当つた部分は周上
の一部分であり、又、円筒状部２５Ａの外周面２
５A′は大部分が容器内面に当接状態にある。

而して、ｈ＝15mmのときは、ｈ＝20mmのものに
比べ中間部２５Ｃの変形割合が少なくなつてはい
るが、全長にわたつて容器内面と接触している状
態ではなく、一方、ｈ＝10mmのものではパツキン
全体が容器内面に当接したすり傷が全長にわたつ
てついていた。

従つて、Ｗ＝7.5mmのものではｈ＝３〜10mm程
度のものが使用上好ましいことがわかる。

以上、要するに本考案の高圧容器の密封装置に
よれば、複数のパツキン構成部材は、銅合金製パ
ツキンリング、鋼製パツキンリング、銅合金製パ
ツキンリング及び初期シール用軟質パツキンリン
グを順次低圧側より高圧側に向つて配置すること
によつて構成しているので、高圧容器の密封性が
確実となり、更に、最も低圧側のパツキンリング
を、円筒状部と、断面三角形の円錐形状部とで構
成し、円筒状部の長さを特定することによつて、
シール性能は長期にわたつて良好にすることがで
き、しかも、パツキンリングの寿命も増大するこ
とができ、ここに、静水圧押出用を初め各種の高
圧容器の密封装置として実益大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例の静水圧押出で示す密封装置の
一部切欠断面図、第２図１，２は従来例の挙動を
示す要部拡大断面図、第３図１，２は本考案の実
施例であり、挙動状態を示す断面図、第４図はパ
ツキンリングの拡大説明図、第５図は該リングの
挙動を示す説明図である。 ２０……高圧容器、２１……円柱状主体部、２
２……円錐面部、２３……円柱状小径部、２５〜
２８……パツキン構成部材、２５Ａ……円筒状
部、２５Ｂ……円錐形状部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 高圧容器に嵌合する円柱状主体部と、該主体部
   の高圧側に形成され高圧側に向つて順次小径とな
   る円錐面部と、該円錐面部の高圧側に形成された
   円柱状小径部と、該小径部並びに前記円錐面部に
   嵌合する複数のパツキン構成部材とを含む高圧容
   器の密封装置において、 複数のパツキン構成部材は、銅合金製パツキン
   リング、鋼製パツキンリング、銅合金製パツキン
   リング及び初期シール用軟質パツキンリングを順
   次、低圧側より高圧側に向つて配置することで構
   成され、該パツキン構成部材のうち最も低圧側の
   パツキンリングが、高圧側の円筒状部と、該円筒
   状部の低圧側に形成されその内径が低圧側に向つ
   て順次大径となりその断面が三角形を呈する円錐
   形状部と、によつて構成されるとともに前記円筒
   状部の長さｈが、 Δγ／tanα＋Ａ≦ｈ≦1.5W 但し、Δγは最高使用圧力発生時の高圧容器内半
   径の拡大量 αは低圧側パツキンリングの円錐形状部先
   端の角度 Ａはパツキンの摩滅を考慮した定数 Ｗは低圧側パツキンリングの円筒状部の半
   径方向厚み とされていることを特徴とする高圧容器の密封装
   置。