JP4248049B2 - Seal member and connection structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シール部材、及び接続構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、薬品や食品の生産ライン等における配管同士の接続部には、耐薬品性に優れたリング形状のソリッドのテフロン製のシール部材が用いられていた。しかし、このシール部材は、経時的に、へたりを生じ、このへたりをそのまま放置すると、接続部から漏れが生じる場合があるため、定期的に交換する必要があった。
【0003】
そこで、このへたり現象を改善するため、上記テフロン製のシール部材と同じ形状のアスベストシートを芯部とし、その芯部の外側を、テフロンシートでカバーした構成のシール部材が用いられる様になった。その後、この様な構成のシール部材の廃棄処理の段階で、アスベストの処理が問題になる場合もあったため、アスベストに代わるものとして、ノンアスベストが用いられた。
【0004】
図7は、芯部が、テフロンシートでカバーされたシール部材の断面図である。同図に示す様に、ノンアスベストの芯部1101は、中央部に孔1102が形成されたリング形状の板状部材である。又、テフロンシート1103は、芯部1101の両面を覆うに加工された、リング形状のソリッドのシート材である。又、このテフロンシート1103は、所定の厚みのソリッドのシート材を、半分の厚みのところで、外周面から中央部の孔に向かって、内周面1104の手前まで、シート材の両平面に平行に切り目を入れたものである。この加工により、シート材1103は、内周面の近傍以外は2枚のシート部分1103a,1103bに分かれている。そして、これらシート部分1103a、1103bにより、芯部1101の両面を覆う様に加工されている。
【0005】
しかし、この様に加工されたテフロンシート1103は、高温、高圧環境下では、延び変形を起こし易いという問題があった。
【0006】
即ち、テフロンシートの内周面1104が、高温状態において、配管の内圧により外側方向へと押されて変形するため、芯部1101の内周面が外側方向に押される。テフロンシートのシート部分1103a,1103bと芯部1101との間に生じる摩擦力が極めて小さいため、芯部1101の内周面が、内側から外側へ向けての圧力により徐々に押し広げられる。そして、最終的には、芯部1101が破損してしまうという欠点を有していた。そこで、芯部に金網を入れて補強したもの等が考えられたが、芯部の強度が増した分、耐熱性は多少向上したが、高圧条件下での破損を、根本的には避けられなかった。
【0007】
図8は、これら従来のシール部材の、耐圧性と耐熱性の関係を示す特性図である。同図において、横軸が温度(℃)を、縦軸が配管内部の圧力(Kg/cm2)を示している。又、同図において、符号2101を付した線が、ノンアスベストのみの特性を、又、符号2102を付した線が、ノンアスベストをテフロンシートでカバーしたシール部材の特性を表している。蒸気配管等に使用するためには、100℃以上の耐熱性が必要となるが、アスベストを含まない材料で、耐薬品性を備え、しかも、経時的なへたりが少なく、耐熱性、耐圧性に優れ、絶縁性を有したシール部材は、上述した通り、それまで開発されていなかった。
【0008】
そこで、ポリテトラフロロエチレン(以下、PTFEと称す)樹脂を材料とした薄膜状シートを多数積層して、所定の厚みに成形したシート状のシール部材が、開発された。
【0009】
このシール部材は、耐薬品性を備え、経時的なへたりが少なく、ソリッドのテフロンシートに比べて耐熱性に優れていたため、ノンアスベストなどの芯部も不要となった。しかも、従来のソリッドのテフロンシートと異なり、柔らかいという特徴を有しており、通称ソフトPTFEシートと呼ばれている。
【0010】
ところが、この様なソフトPTFEシートの場合、シール部材自体が柔らかいという特徴と、配管への組み込み段階で慣習的に行われている締め付けの度合いとが、うまくかみ合わず、配管内の液体や気体が外部に漏れることもあった。慣習的に行われている締め付けの度合いというのは、シール材が硬いものは、締め付けの度合いをきつくし、柔らかいものは、その度合いを多少緩くするというものである。そのため、このソフトPTFEシートの場合でも、施工を行う作業者に、きつく締め付けてもらえるようにするために、従来のソリッドのテフロンシートほどではないが、もう少し硬いシール部材となる様に製造上の工夫がなされた。これにより、配管の接続部からの液体の漏れは無くなった。
【0011】
ところで、上述してきた従来の配管接続用のシール部材に比べて、より大きなサイズの、例えばシール部材の外径が1m以上ある様なものは、上記とは別の場面で使用されるものであるが、つぎの様な構成が一般的であった。
【0012】
即ち、シール部材を配管のフランジ部の間に組み込む際に、その自重による変形が生じない様にするため、芯になる硬い部分が必要であった。その点で、図7で述べた従来の構成は、大きなサイズのシール部材にも適用されていた。
【0013】
この場合、芯部1101として、硬い材質のノンアスベスト等が使用された。又、被覆部としてのテフロンシートのシート部分1103a,1103bは、ソリッドではあるが、ノンアスベストの芯部1101に比べると柔らかいという特性を有していた。この様に、硬い芯部と、それより柔らかい被覆部を備えた構成により、シール材として必要な、締め付け力に対する反力が、硬い芯部により効果的に作用し、しかも、テフロンシートの表面が、フランジ部の面の傷等により生じた細かな凹凸部の形状にも、比較的なじみやすいという特徴を有していた。
【0014】
【発明が解決しょうとする課題】
しかし、上記の様に硬くしたソフトPTFEシートを用いて、締め付け度合いを適正にした場合でも、気体が漏れるという現象が発生し、高圧の気体を扱う配管の接続部のシール部材としては使用出来ないという課題が有った。
【0015】
そこで、本願発明者が、高圧気体の漏れ現象について詳しく検討し、その原因を解明した。
【0016】
即ち、上述したソフトPTFEシートが、PTFE樹脂を材料とした薄膜状シートを多数積層して形成されていることは、上述した通りである。気体の漏れは、この積層構造に起因しており、高圧の気体が、各層の間を通って外部に漏れていくことが分かったのである。
【0017】
一方、上述した大きなサイズのシール部材の従来の構成では、テフロンシートそのものがソリッドであるため、ある程度の硬さを有しており、シール部材全体としては変形しにくいものであった。そのため、フランジ部で発生する、ピッチの大きなうねり(又は、波打ちの様な変形)を、シール部材自身によるわずかな変形量では吸収することが出来ず、フランジ面との間に隙間を生じ、そこから漏れが発生するという欠点があった。この様な漏れを防止するためには、隙間を埋めるシムを挿入する必要があり、取り付け作業の際に手間がかかるという欠点が有った。
【0018】
本発明は、上記従来のシール部材のこのような課題を考慮し、気体の漏れも防止出来るシール部材、及び、接続構造を提供することを目的とする。
【0019】
又、本発明は、フランジ面とのなじみ性を有しながら、フランジ面のうねりも吸収出来るシール部材を提供することを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】
第1の本発明(請求項1記載の発明に対応)は、ポリテトラフロロエチレン樹脂を材料に含む薄膜状シートを積層することにより形成された板状体の、気体の漏れを防止するシール部材であって、
前記板状体はリング状の板状体であり、
前記リング状の板状体の少なくとも外周部の厚みは、前記積層の積み重ね方向への加圧により、前記気体が漏れない程度に他の部分の厚みより薄く、且つ前記板状体と接触する相手側のフランジ部同士を適正に締め付けた後の、前記他の部分の締め付け後の最大厚みよりも薄くなる程度に設定されていることを特徴とするシール部材である。
【0022】
又、第8の本発明(請求項8記載の発明に対応)は、管状体の開口部に形成された第1のフランジ部と、
前記第1のフランジ部に嵌合する第2のフランジ部と、
前記第1のフランジ部と、前記第2のフランジ部との間に挟み込まれて、前記管状体の内部に存在する気体の漏れを防止する上記シール部材とを備え、
前記シール部材と接触する前記フランジ部の形状が、前記シール部材の厚みの厚いところと薄いところとにより形成された凹凸形状と嵌合する凹凸形状を有していない接続構造である。
【0023】
又、第9の本発明(請求項9記載の発明に対応)は、リング状の板状体である芯部と、
ポリテトラフロロエチレン樹脂を材料に含む薄膜状シートを積層することにより形成された、前記芯部よりも柔らかいシール部とを備え、
前記シール部は、前記芯部の内周縁部を境にして一方の面から他方の面へと、前記芯部の両面に沿うように折り返されており、
外径が500mm以上であることを特徴とするシール部材である。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1(a)は、本発明の接続構造の一実施の形態における配管の接続構造の概略構成を示す断面図である。又、図1(b)は、配管の接続状態を示す断面図である。
【0025】
図2(a)は、本実施の形態におけるシール部材の平面図であり、図2(b)は、シール部材のA−A’断面図である。
【0026】
これら図面を参照しながら、本実施の形態の構成を述べる。
【0027】
図1(a)に示す様に、第1のフランジ部103は、一方の配管101の開口部102の周囲に設けられた配管接続用のフランジである。又、第2のフランジ部106は、他方の配管105の開口部104の周囲に設けられた配管接続用のフランジである。双方の配管101,105の内径は同じである。又、双方のフランジ部103,106の形状及び大きさは同じであり、それらフランジ部103,106の内側の面は平面である。シール部材110は、双方のフランジ部103,106の間に配置される、配管接続用のガスケットである。シール部材110は、リング状の板状体である。
【0028】
本実施の形態では、シール部材110の素材としては、PTFE樹脂を材料とした薄膜状シートを多数積層して、所定の厚みに成形したシート状のシール部材(具体的には、ジャパンゴアテックス株式会社のゴアテックスハイパーシートガスケット)を用いる。このシート材は、上述した様に、耐熱性と耐絶縁性に優れており、無害であり、しかも、従来のソリッドのテフロンシートと異なり、柔らかいという特徴を有している。シール部材110は、この柔らかいシート材を加工して用いる。加工方法については、図3(a)〜図3(d)を用いて更に後述する。
【0029】
図2(a),(b)に示す様に、シール部材110は、上記配管101,105の開口部の内径と同じ径の円形の孔111が中央に設けられている。内側圧縮部112及び外側圧縮部113は、同図に示すように、シール部材110の内周部及び外周部において、厚みの薄くなっている部分である。中央部114は、内側圧縮部112と外側圧縮部113の間の部分であり、最も厚みが厚く、双方の圧縮部112,113よりも表面積が広くなるように構成されている。本実施の形態では、シール部材110の各部の寸法は、図2(b)に示す様に、例えば、シール部材110の外径Bが、125mm、孔111の径Cが75mm、厚みt1が1.5mmであり、内側圧縮部112及び外側圧縮部113の厚みt2が1mm、幅Dが5mmである。
【0030】
次に、図3(a)〜図3(d)を参照しながら、ゴアテックスハイパーシートガスケットを素材とする、シール部材110の加工方法について述べる。
【0031】
図3(a)〜(d)は、各工程を説明するためのシール部材の断面図である。
【0032】
まず、ゴアテックスハイパーシートガスケットのシート301a(図3(a)参照)を、元の厚みTの1/2になるように第1の圧縮を行う(図3(b)参照)。ここでは、元の厚みTが3mmであるので、圧縮後のシート301b厚みT/2は、約1.5mmとなる。
【0033】
次に、打ち抜き型を用いて、圧縮後のシート301bから、外径125mmのリング状の板状体301c(図3(c)参照)を打ち抜く。
【0034】
最後に、リング状の板状体301cの内側圧縮部112及び外側圧縮部113を、その厚みが約1mmになるように、両側から更に第2の圧縮を行う(図3(d)参照)。この第2の圧縮により、内側圧縮部112及び外側圧縮部113の厚みは、元の厚みの約1/3となる。これにより、シール部材110の内側圧縮部112及び外側圧縮部113におけるPTFE樹脂の薄膜状シートの各層同士が、より一層強固な密着性を備えることになる。
【0035】
次に、図1(a),図1(b)を参照しながら、以上述べた各構成部材を用いて、配管101と配管105とを接続する場合の動作について説明する。
【0036】
図1(b)に示す様に、双方の配管101,105のフランジ部103,106の間に、シール部材110を挟み込む。そして、双方のフランジ部103,106の内面と、シール部材110の両面が十分に密着する様に、フランジ部103,106同士を通常の締め付け金具(図示省略)により、適正な締め付け度合いで、しっかりと締め付ける。
【0037】
この場合の締め付け度合いは、図1(a)で示した、締め付け前の各部の厚みt1,t2を用いて、次式のように表すことが出来る。
【0038】
【数1】
t2<t3<t1
ここで、t3 は、図1(b)に示す様に、締め付け後のシール部材110の最も厚い部分の厚みである。
【0039】
次に、図4(a),(b)を用いて、配管の接続の状態について、本実施の形態の構成の場合と、従来の構成の場合とを比較しながら、気体の漏れが防止出来る理由について、更に詳細に述べる。尚、図4(a),(b)は、シール部材の形状が、中心軸405に対して、軸対称形状であるので、右半分のみの断面図として表した。
【0040】
図4(a)は、本実施の形態のシール部材110を用いた場合の、接続構造の模式断面図であり、図4(b)は、従来と同じ構成のシール部材(図3(c)で示したリング状の板状体301cに該当)を用いた場合の、接続構造の模式断面図である。
【0041】
図4(a)では、説明を簡単にするために、シール部材110が、PTFE樹脂の5枚の薄膜状シート110a〜110eを積層することにより形成されている様子を模式的に表している。
【0042】
同図に示す様に、各薄膜状シート110a〜110eは、内側圧縮部112及び外側圧縮部113における圧縮度合いが、中央部114における圧縮度合いに比べて、より一層高いことは、上述した通りである。しかも、その圧縮の度合いは、圧縮の結果、形成された厚みt2が、双方のフランジ部103,106同士を適正に締め付けた後の、シール部材110の最大厚みt3よりも、更に薄くなる程度に設定されている。
【0043】
これら、図4(a)と、図4(b)の構成の配管接続において、それぞれ、加圧空気を封入して、漏れの有無を確認したところ、次のような結果を得た。
【0044】
即ち、図4(b)に示す、リング状の板状体301cの内周縁部403及び外周端縁部404からは、3Kg/cm2に加圧された空気が漏れたのに対し、図4(a)の構成では、シール部材110の内周縁部401、外周端縁部402及び中央部114とフランジ部103,106との接触部の何れの部分からも、7Kg/cm2に加圧された空気に対して、漏れは無かった。本実施の形態によれば、10Kg/cm2程度までの加圧空気に対しては、漏れは無いと推定される。
【0045】
又、本実施の形態から、双方の圧縮部112,113の圧縮度合いを強めるほど、漏れを防止出来る気体の圧力値は高くなるといえる。
【0046】
尚、漏れの確認は、上記の様にして接続した密閉配管内に、加圧した空気を封入し、72時間放置した後に、空気の圧力の変化を調べる方法で行った。又、この確認実験に使用したシール部材110は、図3(a)〜(d)を用いて説明した加工を施したものである。
(実施の形態2)
次に、本発明のシール部材の別の実施の形態について、図5を参照しながら説明する。図5は、本実施の形態のシール部材の概略構成を示す断面図である。
【0047】
本実施の形態では、配管のフランジ部の直径が500mm以上あるような配管接続に利用される、大きなサイズのシール部材の構成について述べる。
【0048】
又、本実施の形態では、図5に示す様に、被覆部502として、PTFE樹脂を材料とした薄膜状シートを多数積層して、所定の厚みに成形したシート状のシール部材(具体的には、ジャパンゴアテックス株式会社のゴアテックスハイパーシートガスケット)を用いた。尚、芯部501としては、従来と同じ硬いノンアスベスト1101(又は、アスベストジョイントシート)を用いたものである。
【0049】
ここで、同図に示す、本実施の形態のシール部材の各部の寸法の一例を挙げると、芯部501の孔径、外径、厚みは、それぞれ、513mm、596mm、2mmである。又、被覆部502の厚みは、1.5mmである。尚、同図に示す図は、模式的に表してあるので、各部の大きさは、上述したそれぞれの寸法に対応していない。
【0050】
又、同図に示す様に、被覆部502は、一枚のゴアテックスハイパーシートガスケットを、芯部501の内周縁部503を境にして、芯部501の両面に沿うように折り返されており、図7に示す従来の構成のような熱融着された内周面1104を有していない。この様な構成が実現できたのは、ゴアテックスハイパーシートガスケットが有する柔軟性を有効に活用しているからである。
【0051】
本実施の形態で、被覆部502として用いたゴアテックスハイパーシートガスケットそのものは、上述した通り柔軟性に富んでいるため、フランジ面に生じた細かな凹凸部に対するなじみ性に優れており、更に、図7で述べた様な従来のシール部材に比べて、被覆部502が柔らかいので、全体としても、比較的優れた変形性を有している。そのため、フランジ面のピッチの大きなうねりも、シール部材自身の変形により吸収出来るという効果を発揮する。
【0052】
尚、上記実施の形態では、シール部材の形状は、図2(b)に示した通り、厚みの薄い部分と、他の部分との境目の段差が、シール部材の両面にある場合について述べたが、これに限らず例えば、図6(a)に示す様に、その段差601が、シール部材の片方の面にのみある構成でも良い。
【0053】
又、上記実施の形態では、シール部材の形状は、図2(a),(b)等に示した通り、内周部及び外周部の厚みが双方とも、他の部分の厚みより薄くなっている場合につてい述べたが、これに限らず例えば、内周部又は外周部が他の部分の厚みより薄くなっている構成でも良い。
【0054】
又、上記実施の形態では、シール部材の形状は、図2(a)等に示した通り、厚みの薄い部分が、内周部及び/又は外周部に形成されており、しかも、その部分が平面である場合について述べたが、これに限らず例えば、図6(b)に示す様に、内周部近傍の両面に、断面形状が半円形の溝602a、602bを円周状に形成する構成でもよい。この溝602a,602bは、図3(d)で述べた第2の圧縮により形成することはいうまでもない。又、これらの溝は、外周部近傍にあってもよいし、内周部近傍と外周部近傍の双方にあってもよいし、あるいは、内周部と外周部の中間部にあってもよい。又、溝の断面形状は、半円形に限らず、例えば、U字型でもよいし、V字型でもよく、要するに、積層された薄膜状シート同士の接合面が、通常の締め付け度合いにより生じる接合力を上回る接合力を有する程度に圧縮されており、しかも、その様な圧縮部が配管内部を取り囲む様に配置されておりさえすれば、圧縮後の断面形状や、圧縮部の場所、圧縮部の数は問わない。
【0055】
又、上記実施の形態では、シール部材の形状は、図2(a)等に示した通り、厚みの薄い部分が、内周部及び/又は外周部に形成されており、しかも、その部分が圧縮により形成された場合について述べたが、これに限らず例えば、リング状の板状体の内周縁部、及び/又は、外周縁部が、熱等により融着されている構成でもよい。これにより、上記構成のシール部材と同様の効果を発揮する。
【0056】
又、上記実施の形態では、板状体として、ジャパンゴアテックス株式会社のゴアテックスハイパーシートガスケットを用いる場合について述べたが、これに限らず例えば、ポリテトラフロロエチレン樹脂を材料に含む薄膜状シートを積層することにより形成された板状体の、気体の漏れを防止するシール部材であれば、どのようなものであってもよい。
【0057】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように本発明は、高圧の気体の漏れも防止出来るという長所を有する。
【0058】
又、本発明は、フランジ面とのなじみ性を有しながら、フランジ面のうねりも吸収出来るという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a):本発明の接続構造の一実施の形態における配管の接続構造の概略構成を示す断面図
(b):本実施の形態における配管の接続状態を示す断面図
【図2】(a):本実施の形態におけるシール部材の平面図
(b):本実施の形態におけるシール部材のA−A’断面図
【図3】(a)〜(d):本実施の形態の、シール部材の加工工程を説明するためのシール部材の断面図
【図4】 (a):本実施の形態のシール部材を用いた場合の、接続構造の模式断面図
(b):従来と同じ構成のシール部材を用いた場合の、接続構造の模式断面図
【図5】本発明の第2の実施の形態のシール部材の概略構成を示す断面図
【図6】(a):本発明の第1の実施の形態のシール部材の第1の変形例の断面図
(b):本発明の第1の実施の形態のシール部材の第2の変形例の断面図
【図7】従来の、テフロンシートでカバーされたガスケットの断面図
【図8】従来のガスケットの、耐圧性と耐熱性の関係を示す特性図
【符号の説明】
101 一方の配管
103 第1のフランジ部
102 一方の配管101の開口部
106 第2のフランジ部
104 他方の配管105の開口部
110 シール部材
111 孔
112 内側圧縮部
113 外側圧縮部
114 中央部
403 内周縁部
404 外周縁部
501 芯部
502 被覆部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a seal member and a connection structure.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, ring-shaped solid Teflon sealing members having excellent chemical resistance have been used for connecting portions of piping in chemical and food production lines. However, this seal member has a sag over time, and if this sag is left as it is, leakage may occur from the connection portion, so it has to be replaced periodically.
[0003]
Therefore, in order to improve this sag phenomenon, a sealing member having a structure in which an asbestos sheet having the same shape as the above-mentioned Teflon sealing member is used as a core and the outside of the core is covered with a Teflon sheet is used. It was. Thereafter, asbestos treatment sometimes became a problem at the stage of disposal of the sealing member having such a configuration, so non-asbestos was used as an alternative to asbestos.
[0004]
FIG. 7 is a cross-sectional view of a sealing member whose core is covered with a Teflon sheet. As shown in the figure, the
[0005]
However, the Teflon
[0006]
That is, since the inner
[0007]
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between pressure resistance and heat resistance of these conventional sealing members. In the figure, the horizontal axis indicates temperature (° C.) and the vertical axis indicates the pressure (Kg / cm 2 ) inside the pipe. In the figure, a line denoted by
[0008]
In view of this, a sheet-like sealing member has been developed in which a large number of thin-film sheets made of polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as PTFE) resin are laminated and molded to a predetermined thickness.
[0009]
This seal member has chemical resistance, has little sag over time, and has excellent heat resistance as compared with a solid Teflon sheet, and therefore, a core portion such as non-asbestos is also unnecessary. In addition, unlike a conventional solid Teflon sheet, it has a characteristic of being soft and is commonly called a soft PTFE sheet.
[0010]
However, in the case of such a soft PTFE sheet, the characteristic that the sealing member itself is soft and the degree of tightening that is conventionally performed at the stage of incorporation into the pipe do not mesh well, and the liquid or gas in the pipe does not fit well. Sometimes leaked outside. The degree of tightening that is conventionally performed is that when the sealing material is hard, the degree of tightening is tight, and when it is soft, the degree of tightening is slightly loosened. Therefore, even in the case of this soft PTFE sheet, in order to make it possible for the worker who performs the construction to tighten it tightly, it is not as hard as the conventional solid Teflon sheet, but it is a manufacturing device so that it becomes a slightly harder seal member. It has been made. This eliminated liquid leakage from the pipe connection.
[0011]
By the way, compared with the conventional sealing member for pipe connection described above, a larger size, for example, one having an outer diameter of 1 m or more is used in a different scene from the above. However, the following configuration was common.
[0012]
That is, when the seal member is assembled between the flange portions of the pipe, a hard portion serving as a core is necessary to prevent deformation due to its own weight. In that regard, the conventional configuration described in FIG. 7 has been applied to a large-sized seal member.
[0013]
In this case, hard core non-asbestos or the like was used as the
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if the soft PTFE sheet hardened as described above is used and the degree of tightening is appropriate, a phenomenon of gas leakage occurs, and it cannot be used as a sealing member for a connection part of a pipe that handles high-pressure gas. There was a problem.
[0015]
Therefore, the inventor of the present application examined in detail the leakage phenomenon of high-pressure gas and elucidated the cause.
[0016]
That is, as described above, the above-described soft PTFE sheet is formed by laminating a number of thin film sheets made of PTFE resin. It has been found that the gas leakage is caused by this laminated structure, and the high-pressure gas leaks outside through the layers.
[0017]
On the other hand, in the conventional configuration of the large-sized seal member described above, the Teflon sheet itself is solid, so that it has a certain degree of hardness, and the seal member as a whole is not easily deformed. For this reason, waviness with a large pitch (or deformation such as undulation) that occurs in the flange portion cannot be absorbed by a slight deformation amount by the seal member itself, and a gap is formed between the flange surface and there. There was a disadvantage that leakage occurred. In order to prevent such a leak, it is necessary to insert a shim that fills the gap, and there is a drawback that it takes time and effort during the mounting operation.
[0018]
An object of the present invention is to provide a sealing member and a connection structure that can prevent gas leakage in consideration of the above-described problems of the conventional sealing member.
[0019]
Another object of the present invention is to provide a seal member that can absorb the waviness of the flange surface while having conformability to the flange surface.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The first aspect of the present invention (corresponding to the invention of claim 1) is a sealing member for preventing gas leakage of a plate-like body formed by laminating thin film sheets containing polytetrafluoroethylene resin as a material. Because
The plate-like body is a ring-like plate-like body,
The thickness of at least the outer peripheral portion of the ring-shaped plate-like body is thinner than other portions to the extent that the gas does not leak due to pressurization in the stacking direction of the stack, and is in contact with the plate-like body. The sealing member is characterized in that it is set to an extent that it is thinner than the maximum thickness after tightening of the other portions after the side flange portions are properly tightened .
[0022]
An eighth aspect of the present invention (corresponding to the invention described in claim 8 ) is a first flange portion formed in the opening of the tubular body,
A second flange portion that fits into the first flange portion;
Said first flange portion, is sandwiched between the second flange portion, and a carboxy seal member order to prevent leakage of gas in the interior of the tubular body,
The flange portion in contact with the seal member is a connection structure that does not have an uneven shape that fits with the uneven shape formed by the thick and thin portions of the seal member.
[0023]
Further, the ninth aspect of the present invention (corresponding to the invention of claim 9 ) is a core part which is a ring-shaped plate,
It is formed by laminating a thin film-like sheet containing polytetrafluoroethylene resin as a material, and includes a seal part softer than the core part,
The seal part is folded back from one surface to the other surface along the inner peripheral edge of the core so as to be along both surfaces of the core.
The sealing member is characterized in that the outer diameter is 500 mm or more .
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
Fig.1 (a) is sectional drawing which shows schematic structure of the connection structure of piping in one embodiment of the connection structure of this invention. Moreover, FIG.1 (b) is sectional drawing which shows the connection state of piping.
[0025]
Fig.2 (a) is a top view of the sealing member in this Embodiment, FIG.2 (b) is AA 'sectional drawing of a sealing member.
[0026]
The configuration of the present embodiment will be described with reference to these drawings.
[0027]
As shown in FIG. 1A, the
[0028]
In the present embodiment, as the material of the
[0029]
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
[0030]
Next, a processing method of the
[0031]
3A to 3D are cross-sectional views of the seal member for explaining each process.
[0032]
First, the Gore-Tex hyper
[0033]
Next, using a punching die, a ring-shaped
[0034]
Finally, the second compression is further performed from both sides of the
[0035]
Next, with reference to FIG. 1A and FIG. 1B, the operation when the
[0036]
As shown in FIG. 1B, the
[0037]
The tightening degree in this case can be expressed by the following equation using the thicknesses t 1 and t 2 of each part before tightening shown in FIG.
[0038]
[Expression 1]
t 2 <t 3 <t 1
Here, t 3 is the thickness of the thickest portion of the
[0039]
Next, with reference to FIGS. 4A and 4B, the leakage of gas can be prevented while comparing the case of the configuration of the present embodiment and the case of the conventional configuration with respect to the connection state of the piping. The reason will be described in more detail. 4A and 4B are sectional views of only the right half because the shape of the seal member is axisymmetric with respect to the
[0040]
FIG. 4A is a schematic cross-sectional view of the connection structure when the
[0041]
FIG. 4A schematically shows a state in which the
[0042]
As shown in the figure, each
[0043]
In these pipe connections shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), pressurized air was sealed and the presence or absence of leakage was confirmed. The following results were obtained.
[0044]
That is, air pressurized to 3 kg / cm 2 leaked from the inner
[0045]
Moreover, it can be said from this embodiment that the pressure value of the gas capable of preventing leakage increases as the degree of compression of both
[0046]
The leakage was confirmed by a method in which the pressurized air was sealed in the sealed pipe connected as described above, and left for 72 hours, and then the change in the air pressure was examined. Further, the
(Embodiment 2)
Next, another embodiment of the seal member of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the seal member of the present embodiment.
[0047]
In the present embodiment, a configuration of a seal member having a large size used for pipe connection in which the diameter of the flange portion of the pipe is 500 mm or more will be described.
[0048]
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 5, a sheet-like sealing member (specifically, a plurality of thin-film sheets made of PTFE resin are laminated and molded to a predetermined thickness as the covering
[0049]
Here, if an example of the dimension of each part of the sealing member of this Embodiment shown in the figure is given, the hole diameter, the outer diameter, and thickness of the
[0050]
Further, as shown in the figure, the covering
[0051]
In the present embodiment, the Gore-Tex hyper sheet gasket itself used as the covering
[0052]
In the above embodiment, as shown in FIG. 2B, the shape of the seal member is described in the case where the step between the thin portion and the other portion is on both sides of the seal member. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 6A, the
[0053]
In the above embodiment, as shown in FIGS. 2A and 2B, the shape of the seal member is such that both the inner peripheral portion and the outer peripheral portion are thinner than the other portions. However, the present invention is not limited to this. For example, the inner peripheral portion or the outer peripheral portion may be thinner than other portions.
[0054]
In the above embodiment, as shown in FIG. 2A and the like, the shape of the seal member is such that the thin portion is formed in the inner peripheral portion and / or the outer peripheral portion, and that portion is Although the case of a flat surface has been described, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 6B,
[0055]
In the above embodiment, as shown in FIG. 2A and the like, the shape of the seal member is such that the thin portion is formed in the inner peripheral portion and / or the outer peripheral portion, and that portion is Although the case where it formed by compression was described, it is not restricted to this, For example, the structure by which the inner peripheral edge part and / or outer peripheral edge part of a ring-shaped plate-shaped object were melt | fused by heat etc. may be sufficient. Thereby, the effect similar to the sealing member of the said structure is exhibited.
[0056]
Moreover, in the said embodiment, although the case where the Gore-Tex hyper sheet gasket of Japan Gore-Tex Co., Ltd. was used as a plate-shaped object was described, it does not restrict to this, For example, the thin film-like sheet | seat which contains a polytetrafluoroethylene resin in a material is mentioned. Any sealing member may be used as long as it is a sealing member that prevents gas leakage of the plate-like body formed by laminating.
[0057]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the present invention has an advantage that high-pressure gas leakage can also be prevented.
[0058]
In addition, the present invention has an advantage that it can absorb the waviness of the flange surface while being compatible with the flange surface.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a pipe connection structure in an embodiment of the connection structure of the present invention. FIG. 1B is a cross-sectional view showing a pipe connection state in the present embodiment. (A): Plan view of the seal member in the present embodiment (b): AA ′ sectional view of the seal member in the present embodiment FIG. 3 (a) to (d): of the present embodiment FIG. 4 is a cross-sectional view of a seal member for explaining a processing step of the seal member. FIG. 4A is a schematic cross-sectional view of a connection structure when the seal member of the present embodiment is used. FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a seal member according to a second embodiment of the present invention. FIG. 6A is a schematic cross-sectional view of a connection structure when a seal member having the configuration is used. Sectional drawing (b) of the 1st modification of the sealing member of 1st Embodiment: 1st Embodiment of this invention FIG. 7 is a cross-sectional view of a conventional gasket covered with a Teflon sheet. FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between pressure resistance and heat resistance of a conventional gasket. Explanation of symbols]
101 One
Claims (10)
前記板状体はリング状の板状体であり、
前記リング状の板状体の少なくとも外周部の厚みは、前記積層の積み重ね方向への加圧により、前記気体が漏れない程度に他の部分の厚みより薄く、且つ前記板状体と接触する相手側のフランジ部同士を適正に締め付けた後の、前記他の部分の締め付け後の最大厚みよりも薄くなる程度に設定されていることを特徴とするシール部材。A plate-like body formed by laminating thin film sheets containing polytetrafluoroethylene resin as a material, a sealing member for preventing gas leakage,
The plate-like body is a ring-like plate-like body,
The thickness of at least the outer peripheral portion of the ring-shaped plate-like body is thinner than other portions to the extent that the gas does not leak due to pressurization in the stacking direction of the stack, and is in contact with the plate-like body. A sealing member characterized in that the sealing member is set to be thinner than the maximum thickness after tightening the other portions after the flange portions on the side are properly tightened .
前記第1のフランジ部に嵌合する第2のフランジ部と、
前記第1のフランジ部と、前記第2のフランジ部との間に挟み込まれて、前記管状体の内部に存在する気体の漏れを防止する請求項1〜7の何れか一つに記載のシール部材とを備え、
前記シール部材と接触する前記フランジ部の形状が、前記シール部材の厚みの厚いところと薄いところとにより形成された凹凸形状と嵌合する凹凸形状を有していないことを特徴とする接続構造。A first flange formed in the opening of the tubular body;
A second flange portion that fits into the first flange portion;
The seal according to any one of claims 1 to 7 , which is sandwiched between the first flange portion and the second flange portion to prevent leakage of gas existing inside the tubular body. With members,
The connection structure, wherein a shape of the flange portion in contact with the seal member does not have an uneven shape that fits with an uneven shape formed by a thick portion and a thin portion of the seal member.
ポリテトラフロロエチレン樹脂を材料に含む薄膜状シートを積層することにより形成された、前記芯部よりも柔らかいシール部とを備え、
前記シール部は、前記芯部の内周縁部を境にして一方の面から他方の面へと、前記芯部の両面に沿うように折り返されており、
外径が500mm以上であることを特徴とするシール部材。A core that is a ring-shaped plate,
It is formed by laminating a thin film sheet containing polytetrafluoroethylene resin as a material, and includes a seal part softer than the core part,
The seal part is folded back from one surface to the other surface along the inner peripheral edge of the core so as to be along both surfaces of the core.
A sealing member having an outer diameter of 500 mm or more .
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