JP2021193313A - Water stop plug - Google Patents

Abstract

To provide a water stop plug which is easy in carry-in work, and can be easily attached to large-diameter piping even if the water stop plug is of a type which is carried in from a narrow carry-in port such as a manhole at piping exchange construction.SOLUTION: A water stop plug is composed of a cylindrical core pipe 1 and a ring-shaped hollow tube 2 detachably attached around the core pipe 1, expanded by being injected with a pressure fluid, and formed of a shrinkable material. The core pipe 1 is formed of a plurality of flank pieces 1d which are vertically split along an axial core direction, and the flank pieces 1d are detachably connected to one another via engagement pieces 3, 4 which are formed at joining end face parts.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、建築用配水管や上下水道管などの配管を一時的に止水するために使用する止水プラグ（止水ボールまたは止水栓ともいう）に関する。 The present invention relates to a water stop plug (also referred to as a water stop ball or a water stop plug) used for temporarily stopping water in pipes such as building water distribution pipes and water and sewage pipes.

建築用配水管や上下水道管などの配管の一部を取り替えたり、マンホール内で作業したりするときに、工事区間の配管を一時的に止水する必要がある。この止水用のプラグとして、円柱状（袋状）のゴム製チューブを用いたもの（特許文献１参照）や、金属製の円形フランジにより円柱状チューブの両端を支えるようにしたもの（特許文献２参照）がある。これらの止水プラグは、マンホール等から持ち込んで配管の止水すべき箇所に挿入し、エアや水などの圧力流体で円柱状の中空チューブを拡張させて配管内壁に密着させ、管内を閉塞するようにして使用される。 When replacing some of the pipes such as building water pipes and water and sewage pipes, or when working in a manhole, it is necessary to temporarily stop the water in the pipes in the construction section. As the water-stopping plug, a columnar (bag-shaped) rubber tube is used (see Patent Document 1), and a metal circular flange is used to support both ends of the columnar tube (Patent Document 1). 2). These water stop plugs are brought in from a manhole or the like and inserted into the pipe where water should be stopped, and the cylindrical hollow tube is expanded with a pressure fluid such as air or water to make it adhere to the inner wall of the pipe and close the inside of the pipe. Used in this way.

また、下水管の取り替え工事等において、配管内の流水を完全に停止させないで工事を行いたい場合がある。このような場合、作業を行う工事区間を間に挟んでその上流側と下流側とに止水プラグをそれぞれ取り付けるとともに、これらの止水プラグ間にバイパス流路を接続して流水を継続させるバイパスタイプの止水プラグも使用されている。 In addition, in the replacement work of sewer pipes, there are cases where it is desired to carry out the work without completely stopping the running water in the pipes. In such a case, water stop plugs are attached to the upstream side and the downstream side of the construction section where the work is to be performed, and a bypass flow path is connected between these water stop plugs to continue the flow of water. A type of water stop plug is also used.

バイパスタイプの止水プラグとしては、例えば特許文献３に記載されたものがある。
この止水プラグは、図１０に示すように、流水を通過させるバイパス流路の一部となる円筒状の芯管１１と、芯管１１の両端外周に固定される金属製のフランジ１３、１４と、環状のゴム製中空チューブ１２とが、インサート成型により一体に結合された状態で成形されている。 As the bypass type waterproof plug, for example, there is one described in Patent Document 3.
As shown in FIG. 10, the water stop plug includes a cylindrical core tube 11 that is a part of a bypass flow path through which running water passes, and metal flanges 13 and 14 fixed to the outer periphery of both ends of the core tube 11. And the annular rubber hollow tube 12 are integrally bonded by insert molding.

使用時には、工事区間を挟んでその上流側と下流側の配管Ｂ内に止水プラグをそれぞれ挿入し、フランジ１３に設けた注入口１５から圧力流体を中空チューブ１２内に注入することにより中空チューブ１２を拡張（膨張）させて配管Ｂに圧接させるようにして取り付ける。そして、上流側と下流側の止水プラグの接続口１６にバイパス管を接続してバイパス流路を設ける。 At the time of use, a water stop plug is inserted into the pipe B on the upstream side and the downstream side of the construction section, and the pressure fluid is injected into the hollow tube 12 from the injection port 15 provided in the flange 13. 12 is expanded (expanded) and attached so as to be in pressure contact with the pipe B. Then, a bypass pipe is connected to the connection port 16 of the water stop plugs on the upstream side and the downstream side to provide a bypass flow path.

この接続口１６の口径および接続口１６に接続するバイパス管の管径は、工事区間の作業スペースがバイパス管によって占拠されないようにするため、流水を通過させる上で支障のない範囲で小径にしてあり、接続口１６に続く芯管１１の径についてもバイパス管と同程度の管径にするようにしている。 The diameter of the connection port 16 and the diameter of the bypass pipe connected to the connection port 16 should be small within a range that does not hinder the passage of running water so that the work space of the construction section is not occupied by the bypass pipe. Therefore, the diameter of the core tube 11 following the connection port 16 is set to the same diameter as the bypass tube.

特開平１１−８２８６４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-82864 実用登録３２１６７８５号公報Practical Registration No. 3216785 特開２０１８−１９４０２０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-194020

止水しようとする下水配管等には、小径のものもあれば、人が入って作業するような大径の、例えば内径が５００〜１８００ｍｍ、さらには３０００ｍｍ、５０００ｍｍといった大きなサイズのものがある。
止水する配管の内径が大きくなると、芯管１１を設けて流水し続ける環状の中空チューブ構造であっても、芯管を設けないで完全に止水する円柱状の中空チューブ構造であっても、使用する止水プラグのチューブ外径が大きくなる。チューブ外周面が配管壁から離れている拡張前の状態から、配管壁に密着させた拡張後の状態になるまでに必要なチューブの拡張体積は、チューブ外径が大きいほど急激に増大するようになって大量の圧力流体を注入して拡張させなければならず、圧力流体の注入に時間を要することになる。 Some sewage pipes and the like for stopping water have a small diameter, while others have a large diameter such that a person can enter and work, for example, an inner diameter of 500 to 1800 mm, and further a large size such as 3000 mm and 5000 mm.
When the inner diameter of the pipe that stops water becomes large, even if it is an annular hollow tube structure in which the core tube 11 is provided and water continues to flow, or a columnar hollow tube structure in which water is completely stopped without providing the core tube. , The outer diameter of the tube of the waterproof plug to be used becomes large. The expansion volume of the tube required from the state before expansion where the outer peripheral surface of the tube is separated from the piping wall to the state after expansion in close contact with the piping wall increases sharply as the outer diameter of the tube increases. Therefore, a large amount of pressure fluid must be injected and expanded, and it takes time to inject the pressure fluid.

圧力流体の注入時間を短くするにはチューブ内の拡張体積を減らすことが必要であり、そのためには芯管を設けた環状の中空チューブ構造の方が、円柱状の中空チューブ構造よりもチューブ内の体積を減らすことができる点で有利になる。 In order to shorten the injection time of the pressure fluid, it is necessary to reduce the expanded volume in the tube, and for that purpose, the annular hollow tube structure provided with the core tube is in the tube rather than the columnar hollow tube structure. It is advantageous in that the volume of the can be reduced.

また、環状の中空チューブどうしであれば、圧力流体を注入して中空チューブを拡張状態にしたときの中空チューブの内外周幅（止水状態でのチューブ外径とチューブ内径との差であって、拡張幅ともいう）をできるだけ小さくして拡張させる体積を小さくするほどチューブ内の体積を減らすことができる。よって圧力流体の注入時間だけを考慮すれば、中空チューブの内側に配置させる芯管の直径を大きくする方が有利である。 Further, in the case of annular hollow tubes, the inner and outer peripheral widths of the hollow tubes (the difference between the outer diameter of the tube and the inner diameter of the tube in the still water state) when the hollow tube is expanded by injecting a pressure fluid. The volume inside the tube can be reduced by making the expansion width as small as possible and reducing the volume to be expanded. Therefore, considering only the injection time of the pressure fluid, it is advantageous to increase the diameter of the core tube arranged inside the hollow tube.

一方、下水管等の配管取替工事では、地上につながるマンホールから止水プラグを持ち込んで配管に挿入して取り付けることになるが、芯管の直径が大きくなると芯管自体は収縮させることができないのでマンホールの径よりも小径の芯管を使用するようにしなければならなかった。 On the other hand, in pipe replacement work for sewage pipes, etc., a water stop plug is brought in from a manhole connected to the ground and inserted into the pipe for installation, but the core pipe itself cannot be shrunk as the diameter of the core pipe increases. Therefore, it was necessary to use a core tube with a diameter smaller than that of the manhole.

また、止水する配管の内径が大きいほど、止水プラグが受け止めなければならない配管水の背圧（止水圧）に対する力が大きくなるので、中空チューブと配管壁とを密着させる圧接力（摩擦力）を高める必要がある。圧接力を高めるためには、（ａ）中空チューブの軸方向の長さを長くして中空チューブ外周面と配管壁との接触面積を大きくするようにするか、（ｂ）中空チューブ内に注入する圧力流体の内圧を十分高めるようにすることが考えられる。 In addition, the larger the inner diameter of the pipe that stops water, the greater the force against the back pressure (water stop pressure) of the pipe water that the water stop plug must receive, so the pressure contact force (friction force) that brings the hollow tube into close contact with the pipe wall. ) Needs to be increased. In order to increase the pressure contact force, (a) the length of the hollow tube in the axial direction is lengthened to increase the contact area between the outer peripheral surface of the hollow tube and the piping wall, or (b) injection into the hollow tube. It is conceivable to sufficiently increase the internal pressure of the fluid.

（ａ）の中空チューブの軸方向の長さを長くする方法は有効であるが、上述した芯管の直径を大きくする場合と同様に、芯管の軸方向の長さが長くなるほどマンホールから配管内に挿入する作業が困難になる。そのため芯管の軸方向長さを長くすることについても限度があった。 The method of increasing the axial length of the hollow tube in (a) is effective, but as in the case of increasing the diameter of the core tube described above, the longer the axial length of the core tube is, the more the pipe is connected from the manhole. The work of inserting inside becomes difficult. Therefore, there is a limit to increasing the axial length of the core tube.

（ｂ）の中空チューブ内圧を高める方法も有効であるが、圧力流体で内圧を高圧にするほど中空チューブに生じる応力が増大してバーストするおそれが高まるので、できるだけ中空チューブの応力を小さく抑えることができる形状（寸法）の中空チューブにすることが望ましい。したがって、圧力流体の注入時間の観点からすれば芯管の直径を大径にする方が望ましいが、それだけでなくバーストが生じにくいという安全上の問題も考慮して芯管の径を決定する方がさらに望ましい。すなわち、圧力流体の注入によって中空チューブに生じる応力を小さくするにはどのようにすればよいか、具体的には中空チューブの内外周幅（すなわち拡張幅）をどのようにすれば応力を小さくできるかを考慮した上で、芯管の外径、中空チューブの内外周幅（拡張幅）が最適となるように決定することが望ましい。 The method of increasing the internal pressure of the hollow tube in (b) is also effective, but as the internal pressure is increased by the pressure fluid, the stress generated in the hollow tube increases and the risk of burst increases, so the stress of the hollow tube should be kept as small as possible. It is desirable to use a hollow tube with a shape (dimensions) that allows it to be formed. Therefore, it is desirable to increase the diameter of the core tube from the viewpoint of the injection time of the pressure fluid, but it is also desirable to determine the diameter of the core tube in consideration of the safety problem that burst is unlikely to occur. Is even more desirable. That is, how to reduce the stress generated in the hollow tube by injecting the pressure fluid, specifically, how to reduce the inner peripheral width (that is, the expansion width) of the hollow tube. It is desirable to determine so that the outer diameter of the core tube and the inner and outer peripheral width (expansion width) of the hollow tube are optimized in consideration of the above.

そこで本発明は、上記の課題に鑑み、配管取替工事等でマンホール等の狭い搬入口から搬入する止水プラグであっても、搬入作業が容易であり、それでいて大径の配管内に容易に装着することができる止水プラグを提供することを目的とする。
また、本発明は止水プラグの中空チューブに注入する圧力流体の注入量をできるだけ少なくすることで注入時間を短縮することができ、しかも圧力流体を注入したときの応力によるバーストが生じにくい中空チューブを用いた止水プラグを提供することを目的とする。
また、本発明は、大径の芯管を用いるものでありながら中空チューブを傷つけることなく配管内に搬入して装着することができる止水プラグを提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention makes it easy to carry in even a water stop plug that is carried in from a narrow carry-in entrance such as a manhole for pipe replacement work, and yet it is easy to carry in a large-diameter pipe. It is intended to provide a waterproof plug that can be attached.
Further, in the present invention, the injection time can be shortened by reducing the injection amount of the pressure fluid to be injected into the hollow tube of the waterproof plug as much as possible, and the hollow tube is less likely to cause a burst due to stress when the pressure fluid is injected. It is an object of the present invention to provide a water stop plug using.
Another object of the present invention is to provide a waterproof plug that can be carried into a pipe and mounted without damaging the hollow tube while using a core tube having a large diameter.

上記課題を解決するために、本発明では次のような技術的手段を講じた。即ち、本発明の止水プラグは、円筒状の芯管と、前記芯管の外周面に着脱自在に取り付けられ、注入口より圧力流体を注入することにより拡張する収縮可能な材料で形成された中空チューブと、前記芯管の左右両側の端面にそれぞれ着脱自在に取り付けられる環状プレートとを備えた止水プラグであって、前記芯管が、軸芯方向に沿って縦割りに分割された複数の胴片で形成され、前記各胴片は、互いに隣接する端面部に形成された係合部を介して着脱自在に連結され、前記環状プレートが径方向に分割された複数片により形成されている構成とした。 In order to solve the above problems, the following technical measures have been taken in the present invention. That is, the waterproof plug of the present invention is made of a cylindrical core tube and a shrinkable material that is detachably attached to the outer peripheral surface of the core tube and expands by injecting a pressure fluid from the injection port. A water stop plug provided with a hollow tube and annular plates detachably attached to the left and right end faces of the core tube, wherein the core tube is vertically divided along the axis direction. Each of the torso pieces is detachably connected via an engaging portion formed in an end face portion adjacent to each other, and the annular plate is formed by a plurality of pieces radially divided. The configuration was set to.

本発明の止水プラグでは、芯管と中空チューブとを分離すると共に、芯管を各胴片に分割した状態で、また、環状プレートも分割した状態で配管内に運び入れて、配管内部で組み立てて使用することができるようにし、工事終了後は解体して配管から取り出すことができるようにしたので、止水プラグの中空チューブ外径や芯管の直径が大きくても、容易に配管内に搬入、撤去することができる。そして組み立てた芯管の直径を大径にすることで、中空チューブ内径も大径にすることができ、その結果、中空チューブの拡張幅（すなわち止水時の中空チューブの内外周差）を小さくすることになり、圧力流体による拡張体積を減らすことで圧力流体の注入量を抑えることができるようになり注入時間を短縮することができる。また、芯管を配管内で組み立てるので無理な搬入、搬出による中空チューブの損傷もなくなり、損傷に起因して生じるバーストの発生を未然に防止することができる。 In the waterproof plug of the present invention, the core tube and the hollow tube are separated, and the core tube is carried into the pipe in a state where the core tube is divided into each body piece and the annular plate is also divided into the inside of the pipe. Since it can be assembled and used, and after the construction is completed, it can be disassembled and taken out from the pipe, so even if the outer diameter of the hollow tube of the water stop plug or the diameter of the core pipe is large, it can be easily inside the pipe. Can be carried in and out of. By increasing the diameter of the assembled core tube, the inner diameter of the hollow tube can also be increased, and as a result, the expansion width of the hollow tube (that is, the difference between the inner and outer circumferences of the hollow tube when water is stopped) can be reduced. By reducing the volume expanded by the pressure fluid, the injection amount of the pressure fluid can be suppressed and the injection time can be shortened. In addition, since the core tube is assembled in the pipe, damage to the hollow tube due to forcible loading and unloading is eliminated, and it is possible to prevent the occurrence of bursts caused by the damage.

上記発明において、前記各環状プレートの外径は前記芯管の外径より大径で、かつ、前記中空チューブに圧力流体が注入された拡張状態のチューブ外径より小径であるとともに圧力流体が排出された収縮状態のチューブ外径より大径であり、前記中空チューブは前記左右の環状プレートの間に挟まれるように配置されるようにしてもよい。
これにより、中空チューブは環状プレートで挟まれることにより、芯管に対する軸方向の移動を制限することができる。また、中空チューブを収縮状態にして環状プレート外径より中空チューブを小径にした状態で挿入することができるようになり、たとえ（芯管の径を大きくするために）配管の内壁と芯管との間隙を小さくしても、環状プレートによって中空チューブと配管壁とがほとんど接触しないようにガードされながら挿入することができる。そして中空チューブが止水位置にセットされた状態で圧力流体を注入することでチューブ外径を環状プレートよりも大径になるように膨らませることで中空チューブを配管壁に圧接することができる。 In the above invention, the outer diameter of each annular plate is larger than the outer diameter of the core tube and smaller than the outer diameter of the expanded tube in which the pressure fluid is injected into the hollow tube, and the pressure fluid is discharged. The hollow tube may be arranged so as to be sandwiched between the left and right annular plates so as to have a diameter larger than the outer diameter of the tube in the contracted state.
Thereby, the hollow tube can be sandwiched between the annular plates to limit the axial movement with respect to the core tube. In addition, the hollow tube can be inserted in a contracted state and the hollow tube has a smaller diameter than the outer diameter of the annular plate. Even if the gap between the pipes is made small, the hollow tube can be inserted while being guarded by the annular plate so that the hollow tube and the pipe wall hardly come into contact with each other. Then, the hollow tube can be pressed against the pipe wall by inflating the outer diameter of the tube so that the outer diameter of the tube is larger than that of the annular plate by injecting a pressure fluid with the hollow tube set in the water stop position.

また、前記環状プレートの一方に、前記芯管の外径より小径のバイパス流路接続用の接続口が取り付けられるようにしてもよい。
これにより、バイパス流路の管径を芯管の外径よりも小径にすることができるので、バイパス流路によって占拠される空間を狭くすることができるようになり、広い作業スペースを確保することができる。
また、前記芯管の一端面に、前記環状プレートに代えて閉塞板が取り付けられ、当該閉塞板は径方向に分割された複数片により形成されるようにしてもよい。これにより、止水プラグで完全に閉止した状態にすることもできる。 Further, a connection port for connecting a bypass flow path having a diameter smaller than the outer diameter of the core tube may be attached to one of the annular plates.
As a result, the diameter of the bypass flow path can be made smaller than the outer diameter of the core tube, so that the space occupied by the bypass flow path can be narrowed and a wide work space can be secured. Can be done.
Further, a closing plate may be attached to one end surface of the core tube instead of the annular plate, and the closing plate may be formed by a plurality of pieces divided in the radial direction. As a result, it is possible to make it completely closed with the water stop plug.

また、前記芯管が、内筒と外筒との二重壁構造で形成され、これら内、外筒が放射方向に延びる隔壁によって連結されるようにしてもよい。
これにより、芯管に大きな強度を持たせることができ、しかも重量を軽減することができる。 Further, the core tube may be formed by a double wall structure of an inner cylinder and an outer cylinder, and these inner and outer cylinders may be connected by a partition wall extending in the radial direction.
As a result, the core tube can be given great strength and the weight can be reduced.

本発明の一実施例である止水プラグの分解斜視図。An exploded perspective view of a waterproof plug according to an embodiment of the present invention. 上記止水プラグの断面図で配管内に装着した状態を示す図。The figure which shows the state which was installed in the pipe in the cross-sectional view of the said water stop plug. 上記止水プラグの芯管部分を示す斜視図。The perspective view which shows the core tube part of the said water stop plug. 芯管の胴片を示す端面図。The end view which shows the body piece of a core tube. 中空チューブに生じる最大応力σmaxと中空チューブの拡張幅aとの関係についての解析計算結果を示した図。The figure which showed the analysis calculation result about the relationship between the maximum stress σmax generated in a hollow tube and the expansion width a of a hollow tube. 本発明の他の実施例である止水プラグの断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view of a waterproof plug according to another embodiment of the present invention. 芯管の別形態を示す端面図。The end view which shows another form of a core tube. 本発明の他の実施例である止水プラグの断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view of a waterproof plug according to another embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例である止水プラグの断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view of a waterproof plug according to another embodiment of the present invention. 従来の止水プラグの一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the conventional water-stopping plug.

以下において、本発明の止水プラグの詳細を実施例に基づき説明する。図１並びに図２は、本発明をバイパスタイプの止水プラグに応用した一実施例を示す。 Hereinafter, the details of the waterproof plug of the present invention will be described based on examples. 1 and 2 show an embodiment in which the present invention is applied to a bypass type waterproof plug.

本実施例の止水プラグＡは、円筒形状を有し金属製または樹脂製の芯管１と、この芯管１の周りに着脱自在に装着されていてエアや水などの圧力流体を注入することにより拡張する収縮可能なリング状の中空チューブ２とを備えている。中空チューブ２は、耐圧性に優れた弾性を有する伸縮および収縮可能な天然または合成ゴム、又は、樹脂をコーティングした収縮可能な布材、又は、これらの材料を組み合わせた複合材料により作成され、圧力流体を注入するための注入口２ａを備えている。 The waterproof plug A of this embodiment has a cylindrical shape and is made of a metal or resin core tube 1 and is detachably attached around the core tube 1 to inject a pressure fluid such as air or water. It is provided with a retractable ring-shaped hollow tube 2 that expands thereby. The hollow tube 2 is made of a stretchable and shrinkable natural or synthetic rubber having excellent pressure resistance, a shrinkable cloth material coated with a resin, or a composite material combining these materials, and is made of a pressure. It is provided with an injection port 2a for injecting a fluid.

中空チューブ２は圧力流体（例えば水）を注入して膨らませた状態で径方向に厚みを有する円筒状のものが用いられ、膨らませた状態での内径と外径との差（内外周幅、拡張幅ともいう）が５０〜１５０ｍｍとなるようにしてある。なお、止水可能にするため、中空チューブ２を膨らませた状態でのチューブ外径は、止水対象の配管Ｂ（図２参照）の内壁に圧接できる寸法のもの（配管Ｂの内径より大きくなる）が用いられることは言うまでもない。また、本発明の止水プラグは、好ましくは配管Ｂの内壁が５００ｍｍ以上のものに使用される。 The hollow tube 2 is a cylindrical tube having a thickness in the radial direction when inflated by injecting a pressure fluid (for example, water), and the difference between the inner diameter and the outer diameter in the inflated state (inner outer peripheral width, expansion). The width) is set to be 50 to 150 mm. In order to enable water stoppage, the outer diameter of the hollow tube 2 in the inflated state is larger than the inner diameter of the pipe B (see FIG. 2) having a size that can be pressed against the inner wall of the pipe B (see FIG. 2) to be stopped. ) Is used, of course. Further, the waterproof plug of the present invention is preferably used for a pipe B having an inner wall of 500 mm or more.

中空チューブ２の内径は、圧力流体を注入して膨らませた状態では芯管１が圧接されるようにしてあり、膨らませた状態では芯管１からは外れないが、萎ませた状態にすると着脱できるようにしてある。 The inner diameter of the hollow tube 2 is such that the core tube 1 is in pressure contact with the core tube 1 in the inflated state by injecting a pressure fluid. It is done like this.

芯管１は、図３に示すように、空間をあけて形成された内筒１ａと外筒１ｂとの二重壁構造であって、これら内、外筒が放射方向に延びる隔壁１ｃによって連結するようにしてある。これにより芯管１に大きな強度を持たせるようにし、かつ、重量を軽減するようにしている。
また、芯管１は、軸芯方向に沿って縦割りに等分割された複数の、例えば８個の胴片１ｄの組み合わせにより形成されている（図４参照）。なお分割する胴片数は配管径によって増減する。各胴片１ｄは、互いに隣接する端面部（縦割面）で凸条の係合部３と凹条の係合部４の嵌合により着脱自在に連結されている。また、後述する環状プレート５ａ、５ｂをビス止めするためのビス孔９が内筒１ａと外筒１ｂとの間に形成されている。各胴片１ｄは、アルミ材のような金属材料の押出成形によって作成することができる。 As shown in FIG. 3, the core tube 1 has a double-walled structure of an inner cylinder 1a and an outer cylinder 1b formed with a space between them, and the outer cylinders are connected by a partition wall 1c extending in the radial direction. I am trying to do it. As a result, the core tube 1 is made to have a large strength and the weight is reduced.
Further, the core tube 1 is formed by a combination of a plurality of, for example, eight body pieces 1d, which are equally divided vertically along the axis direction (see FIG. 4). The number of body pieces to be divided increases or decreases depending on the pipe diameter. Each body piece 1d is detachably connected by fitting the engaging portion 3 of the convex strip and the engaging portion 4 of the concave strip at the end face portion (vertical split surface) adjacent to each other. Further, a screw hole 9 for screwing the annular plates 5a and 5b, which will be described later, is formed between the inner cylinder 1a and the outer cylinder 1b. Each body piece 1d can be made by extrusion molding of a metal material such as an aluminum material.

芯管１の左側の端面には環状プレート５ａと、接続口６とが着脱自在に取り付けられ、右側の端面には環状プレート５ｂが着脱自在に取り付けられる。環状プレート５ａ、５ｂ、接続口６を形成する構成部分は、それぞれ複数の、例えば４つの部材(部品)に等分割されるとともにビス孔が設けられている。
環状プレート５ａのビス孔のうち外側のビス孔と、環状プレート５ｂのビス孔とは、芯管１に設けたビス孔９にビス止めされる。環状プレート５ａのビス孔のうち内側のビス孔は、接続口６のビス孔とビス止めされる。
そして、芯管１と環状プレート５ａ、５ｂとの間にはパッキン７、７を介在させ、環状プレート５ａと接続口６との間にはパッキン８を介在させることにより止水できるようにしてある。 The annular plate 5a and the connection port 6 are detachably attached to the left end surface of the core tube 1, and the annular plate 5b is detachably attached to the right end surface. The constituent parts forming the annular plates 5a and 5b and the connection port 6 are each equally divided into a plurality of, for example, four members (parts) and provided with screw holes.
The outer screw hole of the screw hole of the annular plate 5a and the screw hole of the annular plate 5b are screwed to the screw hole 9 provided in the core tube 1. The inner screw hole of the screw hole of the annular plate 5a is screwed to the screw hole of the connection port 6.
Then, packings 7 and 7 are interposed between the core tube 1 and the annular plates 5a and 5b, and packing 8 is interposed between the annular plate 5a and the connection port 6 so that water can be stopped. ..

環状プレート５ａ、５ｂの外径は、芯管１の外径よりも大径にしてあり、中空チューブ２は環状プレート５ａ、５ｂで挟まれることにより、芯管１に対する軸方向の移動が制限されるようにしてある。 The outer diameter of the annular plates 5a and 5b is larger than the outer diameter of the core tube 1, and the hollow tube 2 is sandwiched between the annular plates 5a and 5b, so that the movement in the axial direction with respect to the core tube 1 is restricted. I am trying to do it.

さらに、環状プレート５ａ、５ｂの外径は、中空チューブ２に圧力流体が注入され膨らんだ状態のチューブ外径より小径であり、圧力流体が排出されて収縮状態になったときには環状プレートより小径になるようにしてある。また、環状プレート５ａ，５ｂの外径は配管Ｂの内壁より小さくなるようにしてある。 Further, the outer diameter of the annular plates 5a and 5b is smaller than the outer diameter of the tube in which the pressure fluid is injected into the hollow tube 2 and is inflated, and is smaller than the outer diameter of the annular plate when the pressure fluid is discharged and becomes a contracted state. It is designed to be. Further, the outer diameters of the annular plates 5a and 5b are set to be smaller than the inner wall of the pipe B.

止水プラグＡの芯管１の外径、中空チューブ２の拡張幅（内外周幅）、環状プレート５ａ，５ｂの外径が上述した関係となるようにしておくことで、止水プラグＡを配管Ｂに取り付ける際に、中空チューブ２を萎んだ状態で配管Ｂに挿入すれば、環状プレート５ａ，５ｂによって中空チューブ２はガードされながら挿入することができるようになる。そして止水位置にセットした状態で注入口２ａから圧力流体を注入することにより、中空チューブ２は膨らんだ状態になり、配管Ｂの内壁、および、芯管１を圧接するようになる。
ところで芯管１の外径および中空チューブ２の拡張幅についての好適なサイズは、中空チューブ２への圧力流体の注入時間をできるだけ短時間で済ますことができるようにする観点とともに、圧力流体を注入したときに中空チューブ２に生じる応力をできるだけ小さくなるようにする観点で決定するのが望ましい。このうち前者の注入時間の短縮については、中空チューブ２を配管Ｂに密着させる上で支障がない範囲で芯管１の直径をできる限り大径にすればよいが、後者の中空チューブ２に生じる応力を小さくする点については、実験または応力解析によって決定する必要がある。 By making the outer diameter of the core tube 1 of the water stop plug A, the expansion width (inner outer circumference width) of the hollow tube 2, and the outer diameters of the annular plates 5a and 5b have the above-mentioned relationships, the water stop plug A can be made. When the hollow tube 2 is inserted into the pipe B in a retracted state when it is attached to the pipe B, the hollow tube 2 can be inserted while being guarded by the annular plates 5a and 5b. Then, by injecting the pressure fluid from the injection port 2a in the state of being set in the water stop position, the hollow tube 2 is in an inflated state, and the inner wall of the pipe B and the core tube 1 are brought into pressure contact with each other.
By the way, the suitable size for the outer diameter of the core tube 1 and the expansion width of the hollow tube 2 is to inject the pressure fluid from the viewpoint of allowing the injection time of the pressure fluid into the hollow tube 2 to be as short as possible. It is desirable to make a determination from the viewpoint of minimizing the stress generated in the hollow tube 2 when the pressure is applied. Of these, in order to shorten the injection time of the former, the diameter of the core tube 1 may be made as large as possible within a range that does not hinder the contact of the hollow tube 2 with the pipe B, but it occurs in the latter hollow tube 2. The point at which the stress is reduced must be determined by experiment or stress analysis.

そこで、環状の中空チューブ２に生じる応力解析計算を行った。すなわち、図１、図２に示すように、配管壁Ｂと芯管１とで挟まれた状態の中空チューブ２に加わる最大応力（軸線に沿った接線方向の応力σｔ、周方向に沿った接線方向の応力σθ）と、中空チューブ２の外径と内径との差ａ（中空チューブ２の拡張幅ａ）との関係について解析計算を行った。 Therefore, the stress analysis calculation generated in the annular hollow tube 2 was performed. That is, as shown in FIGS. 1 and 2, the maximum stress applied to the hollow tube 2 sandwiched between the pipe wall B and the core tube 1 (stress σt in the tangential direction along the axis, tangential line along the circumferential direction). An analysis calculation was performed on the relationship between the stress σθ in the direction) and the difference a between the outer diameter and the inner diameter of the hollow tube 2 (extended width a of the hollow tube 2).

解析計算は、有限要素法（Ｍａｒｃ Ｍｅｎｔａｔ２０１２）を用い、図２に示す環状の中空チューブ２を解析した。
解析計算は、シェル要素モデルを採用し、固定条件として芯管１の一端側を閉塞板で閉じ、その上流側の水圧を０ＭＰａ、中空チューブ２内の内圧を１ＭＰａとした。また、芯管１の外径φを５００ｍｍ、中空チューブ２と芯菅１および配管壁Ｂとが接触している軸方向長さを５００ｍｍ、中空チューブ２の肉厚を１ｍｍ、摩擦係数を０．３とした。また、中空チューブ２の端部の形状は半円形であり、その半径ｒはｒ＝ａ／２である。そして、中空チューブ２のヤング率を３．４ＧＰａ、ポアソン比を０．３とした。
そして、中空チューブ２の拡張幅ａを１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍとして変化させたときの軸線に沿った接線方向の応力σｔ、周方向に沿った接線方向のσθを算出した。 For the analysis calculation, the annular hollow tube 2 shown in FIG. 2 was analyzed using the finite element method (Marc Mentat 2012).
For the analysis calculation, a shell element model was adopted, and one end side of the core tube 1 was closed with a closing plate as a fixing condition, the water pressure on the upstream side thereof was set to 0 MPa, and the internal pressure in the hollow tube 2 was set to 1 MPa. Further, the outer diameter φ of the core tube 1 is 500 mm, the axial length in which the hollow tube 2 is in contact with the core tube 1 and the pipe wall B is 500 mm, the wall thickness of the hollow tube 2 is 1 mm, and the friction coefficient is 0. It was set to 3. Further, the shape of the end portion of the hollow tube 2 is semi-circular, and the radius r thereof is r = a / 2. The Young's modulus of the hollow tube 2 was 3.4 GPa, and the Poisson's ratio was 0.3.
Then, when the expansion width a of the hollow tube 2 was changed to 100 mm, 150 mm, and 200 mm, the stress σt in the tangential direction along the axis and σθ in the tangential direction along the circumferential direction were calculated.

その結果、図５に示すように、最大応力はσｔ、σθのいずれも、拡張幅ａに比例して大きくなることがわかった。したがって、圧力流体の注入時間の短縮化の観点だけでなく、中空チューブ２に生じる応力を小さくする観点からも、芯管１を大径にして中空チューブ２の拡張幅を小さくする方が好ましいことがわかった。
以上のことから、配管壁に中空チューブ２を密着させるために支障のない範囲（壁面に凹凸等があっても影響を受けずに密着できる範囲）で拡張幅ａを小さくすればよいことになる。 As a result, as shown in FIG. 5, it was found that both σt and σθ of the maximum stress increased in proportion to the expansion width a. Therefore, it is preferable to increase the diameter of the core tube 1 and reduce the expansion width of the hollow tube 2 not only from the viewpoint of shortening the injection time of the pressure fluid but also from the viewpoint of reducing the stress generated in the hollow tube 2. I understood.
From the above, it is sufficient to reduce the expansion width a within a range that does not hinder the hollow tube 2 from being brought into close contact with the piping wall (a range that can be brought into close contact without being affected even if the wall surface has irregularities or the like). ..

止水対象の配管径が５００ｍｍ以上である場合であっても、拡張幅ａを５０ｍｍ〜１５０ｍｍ程度、好ましくは１００ｍｍ程度残すようにすれば十分であり、したがって配管内径から拡張幅５０ｍｍ〜１５０ｍｍ程度を差し引いた残りを芯管１の直径にするようにすれば、好ましい止水プラグにすることができることになる。 Even when the diameter of the pipe to be stopped is 500 mm or more, it is sufficient to leave the expansion width a of about 50 mm to 150 mm, preferably about 100 mm, and therefore the expansion width of about 50 mm to 150 mm from the inner diameter of the pipe. If the remaining amount after subtraction is set to the diameter of the core tube 1, a preferable waterproof plug can be obtained.

次に止水プラグＡの使用方法について説明する。使用に際し、各部材を分解した状態で配管の工事区間を挟んでその上流側と下流側の配管Ｂ内にそれぞれ止水プラグＡを運び込み、止水位置で各部材を組み立てる。図２は配管Ｂ内で止水プラグＡを組み付けた状態を示す。上流側と下流側の配管Ｂ内で組み付けられた止水プラグの各接続口６にフレキシブルなバイパス管２０を接続してバイパス流路を形成するとともに、中空チューブ２に圧力流体としての水を注入して拡張させ、配管Ｂの内面に密着させて止水する。工事終了後は各部材を解体して配管から取り出す。 Next, how to use the waterproof plug A will be described. At the time of use, the water stop plug A is carried into the pipe B on the upstream side and the downstream side of the pipe construction section with each member disassembled, and each member is assembled at the water stop position. FIG. 2 shows a state in which the waterproof plug A is assembled in the pipe B. A flexible bypass pipe 20 is connected to each connection port 6 of the water stop plug assembled in the pipe B on the upstream side and the downstream side to form a bypass flow path, and water as a pressure fluid is injected into the hollow tube 2. It is expanded and brought into close contact with the inner surface of the pipe B to stop water. After the construction is completed, each member will be dismantled and taken out from the piping.

このように、本発明の止水プラグは、各部材を分解して配管内に運び入れて内部で組み立て、使用後は解体して配管から取り出すので、止水プラグを組み立てたときの径が、例えばマンホールのような搬入口よりも大きい径であっても、容易に配管内に搬入、撤去することができる。また、無理な搬入、搬出による中空チューブの損傷もなくなり、使用中のバーストの発生を未然に防止することができる。また、芯管の直径を大きくすることで中空チューブの拡張させる体積を小さくしているので、比較的少量の圧力流体の注入による少しだけの拡張で中空チューブを配管内面に密着させることが可能となり、止水に要する圧力流体の注入時間を短縮することができる。なお、接続口の径を芯管の直径より小径にすることで必要な流水量に応じたバイパス流路にすることができ、また、バイパス流路によって占拠される空間が小さいので作業スペースを確保することができ、扱いやすい小径のフレキシブル管を接続することができる。 As described above, the water stop plug of the present invention has a diameter when the water stop plug is assembled because each member is disassembled and carried into the pipe to be assembled inside, and after use, the water stop plug is disassembled and taken out from the pipe. For example, even if the diameter is larger than the carry-in entrance such as a manhole, it can be easily carried in and out of the pipe. In addition, damage to the hollow tube due to forcible loading and unloading is eliminated, and it is possible to prevent the occurrence of bursts during use. In addition, since the volume to be expanded of the hollow tube is reduced by increasing the diameter of the core tube, it is possible to bring the hollow tube into close contact with the inner surface of the pipe with a slight expansion by injecting a relatively small amount of pressure fluid. , The injection time of the pressure fluid required for water stoppage can be shortened. By making the diameter of the connection port smaller than the diameter of the core tube, it is possible to create a bypass flow path according to the required amount of flowing water, and the space occupied by the bypass flow path is small, so a work space is secured. It is possible to connect a flexible tube with a small diameter that is easy to handle.

以上、本発明の代表的な実施例について説明したが、本発明は必ずしも上記の実施形態に特定されるものではない。
上記実施例では、本発明をバイパスタイプの止水プラグに応用した例を示したが、図１における環状プレート５ａ、パッキン８、接続口６に代えて芯管の片面を完全封止する閉塞部材を設けてもよい。例えば、図６に示すような径方向に分割した２枚の閉塞板１０ａと、パッキン１０ｂとを、２枚の閉塞板１０ａの分割溝の位置を互いにずらして重ね合わせるようにして取り付けることにより、芯管１の一端面を完全に閉塞して、完全封鎖用の止水プラグとして形成することもできる。 Although the typical examples of the present invention have been described above, the present invention is not necessarily specified in the above embodiment.
In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a bypass type waterproof plug is shown, but a closing member that completely seals one side of the core tube instead of the annular plate 5a, the packing 8, and the connection port 6 in FIG. May be provided. For example, by attaching the two closing plates 10a and the packing 10b divided in the radial direction as shown in FIG. 6 so that the positions of the dividing grooves of the two closing plates 10a are shifted from each other and overlapped with each other. It is also possible to completely close one end surface of the core tube 1 to form a waterproof plug for complete sealing.

また、上記実施例では、芯管１を内筒１ａと外筒１ｂとの二重壁構造としたが、図７に示すように一重壁構造の胴片とすることも可能である。この場合はステンレススチールなどの材料も容易に使用できるようになる。
また、芯管１の胴片は等分割したが、必ずしも等分割である必要はない。 Further, in the above embodiment, the core tube 1 has a double wall structure of an inner cylinder 1a and an outer cylinder 1b, but as shown in FIG. 7, it is also possible to form a body piece having a single wall structure. In this case, materials such as stainless steel can be easily used.
Further, although the body piece of the core tube 1 is equally divided, it is not always necessary to be equally divided.

また、図１、図２で説明した中空チューブ２よりも断面が小さく、拡張状態のチューブ断面形状が円形に近くなるホース状の中空チューブ２Ａを、芯管１の周囲に環状に１本、好ましくは、図８に示すように複数本、直列に装着するようにすることもできる。すなわち、中空チューブ２Ａの形状の方が、軸方向に幅広な形状である中空チューブ２よりも耐圧性能を高くすることが比較的容易にできるので、中空チューブ２Ａの内圧を高めたり、装着本数を増やしたりすることにより、中空チューブ２と同様の止水性能を発揮させることが可能となる。 Further, one hose-shaped hollow tube 2A having a smaller cross section than the hollow tube 2 described with reference to FIGS. 1 and 2 and having an expanded tube cross-sectional shape close to a circle is preferably formed in an annular shape around the core tube 1. As shown in FIG. 8, a plurality of hoses can be mounted in series. That is, since the shape of the hollow tube 2A can be relatively easily made to have higher pressure resistance than the hollow tube 2 having a wide shape in the axial direction, the internal pressure of the hollow tube 2A can be increased or the number of mounted hollow tubes 2A can be increased. By increasing the number, it becomes possible to exhibit the same water-stopping performance as the hollow tube 2.

また、図１、図２で説明した実施例では芯管１と中空チューブ２との軸方向の長さを同じにしたが、図９に示すように、芯管１を軸方向に直列に複数列並べるようにして芯管の軸方向の全体長さを大きくするとともに、直列に装着する中空チューブ２Ａの本数を増やしてもよい。あるいは、芯管１を軸方向に直列に複数列並べるようにして芯管の軸方向の全体長さを大きくするとともに、中空チューブ２の長さを軸方向に２倍、３倍に伸ばすようにしてもよい。圧力流体の注入量は増えることになるが配管壁との圧接面積を倍増することができるので、中空チューブの内圧を高圧にすることなく配管壁へと圧接力（摩擦力）をかせぐことができる。しかも、１つ１つの芯管１の長さは短いので、マンホールから配管に挿入する際に、芯管の長さについて問題にならずに容易に持ち込むことができる。
その他本発明では、その目的を達成し、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。 Further, in the embodiment described with reference to FIGS. 1 and 2, the lengths of the core tube 1 and the hollow tube 2 in the axial direction are the same, but as shown in FIG. 9, a plurality of core tubes 1 are arranged in series in the axial direction. The total length of the core tubes in the axial direction may be increased by arranging them in a row, and the number of hollow tubes 2A mounted in series may be increased. Alternatively, the core tubes 1 are arranged in a plurality of rows in series in the axial direction to increase the overall length of the core tubes in the axial direction, and the length of the hollow tube 2 is extended twice or three times in the axial direction. You may. Although the injection amount of the pressure fluid will increase, the pressure contact area with the pipe wall can be doubled, so the pressure contact force (friction force) can be obtained on the pipe wall without increasing the internal pressure of the hollow tube. .. Moreover, since the length of each core tube 1 is short, it can be easily brought in without any problem regarding the length of the core tube when it is inserted into the pipe from the manhole.
Others In the present invention, it is possible to achieve the object and appropriately modify or change it within the range not deviating from the claims.

本発明は、建築用配水管や上下水道管などの配管を一時的に止水する止水プラグとして利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a water stop plug for temporarily stopping water in pipes such as building water distribution pipes and water and sewage pipes.

Ａ 止水プラグ
Ｂ 配管
１ 芯管
１ａ 内管
１ｂ 外管
１ｃ 隔壁
１ｄ 胴片
２、２Ａ 中空チューブ
２ａ 注入口
３ 係合部
４ 係合部
５ａ、５ｂ 環状プレート
６ 接続口
７ パッキン
８ パッキン
９ ビス孔
１０ 閉塞板
２０ バイパス管

A Water stop plug
B Piping 1 Core pipe 1a Inner pipe 1b Outer pipe 1c Bulk partition 1d Body piece 2, 2A Hollow tube 2a Injection port 3 Engagement part 4 Engagement part 5a, 5b Circular plate 6 Connection port 7 Packing 8 Packing 9 Screw hole 10 Closure plate 20 Bypass pipe

Claims (6)

円筒状の芯管と、
前記芯管の外周面に着脱自在に取り付けられ、注入口より圧力流体を注入することにより拡張する収縮可能な材料で形成された中空チューブと、
前記芯管の左右両側の端面にそれぞれ着脱自在に取り付けられる環状プレートとを備えた止水プラグであって、
前記芯管が、軸芯方向に沿って縦割りに分割された複数の胴片で形成され、前記各胴片は、互いに隣接する端面部に形成された係合部を介して着脱自在に連結され、
前記環状プレートが径方向に分割された複数片により形成されていることを特徴とする止水プラグ。 Cylindrical core tube and
A hollow tube made of a shrinkable material that is detachably attached to the outer peripheral surface of the core tube and expands by injecting a pressure fluid from the injection port.
A water stop plug provided with an annular plate that can be detachably attached to the left and right end faces of the core tube.
The core tube is formed of a plurality of body pieces vertically divided along the axis direction, and the body pieces are detachably connected via engagement portions formed on end faces adjacent to each other. Being done
A waterproof plug, characterized in that the annular plate is formed of a plurality of pieces radially divided. 前記各環状プレートの外径は前記芯管の外径より大径で、かつ、前記中空チューブに圧力流体が注入された拡張状態のチューブ外径より小径であるとともに圧力流体が排出された収縮状態のチューブ外径より大径であり、
前記中空チューブは前記左右の環状プレートの間に挟まれるように配置される請求項１に記載の止水プラグ。 The outer diameter of each annular plate is larger than the outer diameter of the core tube and smaller than the outer diameter of the expanded tube in which the pressure fluid is injected into the hollow tube, and the contracted state in which the pressure fluid is discharged. The diameter is larger than the outer diameter of the tube,
The water stop plug according to claim 1, wherein the hollow tube is arranged so as to be sandwiched between the left and right annular plates. 前記環状プレートの一方に、前記芯管の外径より小径のバイパス流路接続用の接続口が取り付けられる請求項１又は請求項２のいずれかに記載の止水プラグ。 The water stop plug according to claim 1 or 2, wherein a connection port for connecting a bypass flow path having a diameter smaller than the outer diameter of the core tube is attached to one of the annular plates. 前記芯管の一端面に、前記環状プレートに代えて芯管の片面を完全封止する閉塞部材が取り付けられる請求項１又は請求項２のいずれかに記載の止水プラグ。 The water blocking plug according to claim 1 or 2, wherein a closing member that completely seals one side of the core tube is attached to one end surface of the core tube instead of the annular plate. 前記芯管が、内筒と外筒との二重壁構造で形成され、これら内、外筒が放射方向に延びる隔壁によって連結されている請求項１〜４の何れかに記載の止水プラグ。 The waterproof plug according to any one of claims 1 to 4, wherein the core tube is formed of a double wall structure of an inner cylinder and an outer cylinder, and the inner and outer cylinders are connected by a partition wall extending in the radial direction. .. 前記芯管が、当該芯管の軸芯方向に沿って複数個直列に並べて接続され、少なくとも１つの中空チューブが各芯管の外周面を覆うように取り付けられている請求項1〜５のいずれかに記載の止水プラグ。

Any of claims 1 to 5, wherein a plurality of the core tubes are connected side by side in series along the axis direction of the core tube, and at least one hollow tube is attached so as to cover the outer peripheral surface of each core tube. Water stop plug described in Crab.

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