JP2023540845A - 高流体圧環境においての締結方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、マルチジャックボルトテンショナ及びそれを使用する方法に関する。本発明は、現在利用可能なマルチジャックボルトテンショナに関連する問題のいくつかを軽減する。
Description
本開示は、概して、ボルト及びスタッド等の細長い締結部材、ならびにそのような締結具に張力をかけるための装置に関する。
先行技術の方法、装置、又は文書へのいかなる言及も、それらが形成した、又は共通の一般知識の一部を形成する、いかなる証拠又は承認を構成するものとして解釈されるべきではない。
図1は、フランジ3aであるワークピースの形態の構造部材から突出するスタッド1の形態の細長い締結部材を示す。より具体的には、スタッド1がナット7a及び7bと併せて、フランジ3a及び隣接するフランジ3bである2つの部品を接合するために使用される。使用中、2つのフランジ3a及び3bは、2つのフランジ3a及び3bを引き離す傾向がある矢印8によって示される負荷を受ける。負荷8に対抗するために、スタッド1は、2つのフランジ3a、3bのそれぞれの対応する孔4a、4bを通して挿入される。スタッド1は、それぞれ六角ナット7a、7bの対応する雌ねじと嵌合する雄ねじ端部5a、5bを有する。六角ナット7a、7bはそれぞれ、孔4a、4bに対して大きすぎる。その結果、六角ナット7a、7bにトルクをかけると、矢印9で示す予荷重の形態でスタッド1に軸方向張力が発生し、スタッド1のシャンク11を伸張させる。それに応じて、矢印13によって示される圧縮クランプ力が、部品3a、3bを一緒に押圧する。継手の完全性を維持するために、予荷重9(したがって、クランプ力13)は、負荷8よりも大きくなければならない。
例えば原子炉、蒸気タービン、風力タービン等において非常に高い作業負荷に遭遇する場合、スタッド又はボルトにおいて生成されなければならない予荷重は、予測可能な作業負荷を超えなければならないので、非常に大きくなければならないことが理解されるであろう。
図1のナット7a、7bのような従来のナットにトルクをかけると、加えられたトルクの約90%が、ナットとワークピースとの間の摩擦によって、及び細長い締結部材のねじ山とナットとの間の摩擦によって吸収され、加えられたトルクの10%のみが、締結具のシャンクに沿って発生する予荷重に変換されることが分かった。その結果、非常に高い予荷重用途では、所望の予荷重を達成するのに十分なレベルのトルクを加えるために、高い動力工具及び/又は長いハンドルレンチ及びハンマーを使用することが必要であった。
マルチジャックボルトテンショナ(MJT)は、従来のナットを使用して十分に高い予荷重を生成しようとするときに遭遇した困難に応じて開発された。
MJTは、従来のナット及びボルトの直接的な代替品として使用され得る。図2は、部分的に切り取られたナット型MJT20を示す。図3は、使用中のMJT100を示す。MJT100は、本体22の一例を含む。MJT100の本体部22には、ボルト、シャフト、又はスタッドを受け入れるためのねじ付中央孔18が形成されている。各々が中心孔と同心の円上に配置されたねじ付ジャックボルト孔19の極性配列は、本体部22を通過する。対応するジャックボルト24はジャックボルト孔19を横断し、その中にねじ込み式に受容される。MJT100は、使用時にジャックボルト24の先端部29が当接する硬化ワッシャ26の形態の荷重支持部材を更に含む。硬化ワッシャ26は、締結される構造部材に当接する。
ジャックボルト24にトルクを与えることによって、強い軸方向の力が生成され、硬化ワッシャ26に向けられる。ジャックボルト24の推力及び対向するナット7b又はボルトヘッドの反対の反力は、フランジ3a、3bに強い締め付け力を加える。MJTの利点は、単一の従来のナットが使用された場合に必要とされるトルク入力のほんの一部で、大きなクランプ力が生成され得ることである。例えば、ねじ径が160mmの締結具では、310Mpaのボルト応力を発生させるために、約100kNmのトルクが必要とされる。これに対し、24個のジャックボルトで構成されるMJTのジャックボルトをそれぞれ約1kNmのトルクにトルクをかけることによって、同じ量のボルト応力を発生させることができる。したがって、ハンドツールは、任意の直径のスタッド/ボルトに張力をかけるために、MJTのジャックボルトに適切にトルクをかけるために使用することができる。ボルト型MJTは、ボルト型MJT200を示す図4に示すようにも利用可能である。スタッド11は、本体部22にねじ込まれるのではなく、スタッド5aの端部は一体的に形成され、一体的に形成されたシャンク10が従来のナット7bを受け入れるために、又は構造部材のねじ孔に挿入するために、ねじ端部5bを有する本体部22から延びるように、一体的に形成される。
MJTを用いた予荷重精度は、いくつかの方法で従来のボルト締め法よりも改善されている:
・従来のナットとボルトの±40~50%に対して、±5~10%の予荷重精度が得られる。
・ジャックボルトは一般に、摩擦係数の再現性を改善するために、圧延されたねじ山を有する。
・複数のジャックボルトは平均化作用を有し、バラつきを低減する。
・ジャックボルトと本体ねじ部との硬度差が大きい。
・MJTは、ガスケットを均一に潰すことができる。
・MJTは、漏れの問題を排除する。
・従来のナットとボルトの±40~50%に対して、±5~10%の予荷重精度が得られる。
・ジャックボルトは一般に、摩擦係数の再現性を改善するために、圧延されたねじ山を有する。
・複数のジャックボルトは平均化作用を有し、バラつきを低減する。
・ジャックボルトと本体ねじ部との硬度差が大きい。
・MJTは、ガスケットを均一に潰すことができる。
・MJTは、漏れの問題を排除する。
図5に示すように、第1のワークピースを第2のワークピースに圧縮する際に、複数のMJTを利用することができる。図示のように、液圧を利用して、MJTに圧力を加えることができる。
MJTは高予荷重用途のための従来のナットを上回る大きな改良であるが、それにもかかわらず、本発明者はガスタービン、蒸気タービン、及び遠心圧縮機フランジ等の高温で高荷重の締結接続部について、スタッド及びナットがクリープ、腐食、及び潤滑剤劣化の影響に耐え得るように設計される必要があることを観察した。クリープ、腐食、及び潤滑剤の劣化は故障メカニズムであり、高温及び高負荷での動作中に、主にMJTのジャックボルトに影響を及ぼす。
本発明の目的は、上述の問題の少なくとも1つ以上を克服又は改善する、スタッド又はボルト等の細長い締結部材に張力をかけるための方法及び装置を提供すること、又は消費者に少なくとも商業的な代替手段を提供することである。
第1の態様では、本発明が最も広い又は実際に唯一の態様である必要はないが、以下を含むマルチジャックボルトテンショナにある:
細長い締結部材と係合するように形成された、又はそれと一体的に形成された本体部であって、本体部はその外周の周りの離隔した位置で長手方向中心軸から均一に離隔した複数の孔を有し、孔は、本体ねじ山が形成された側壁を有する本体部;
本体部の孔のうちの1つに本体ねじ山と係合するためのねじ山を有する本体をそれぞれ含むジャックボルト;及び
締結されるべきワークピースに力を加えるための荷重支持部材であって、細長い締結部材の周りに位置するように配置され、荷重支持部材は内壁及び外壁によって第2の環状面に接続された第1の環状面と、第1の環状面から突出する円筒状リップとを備え、円筒状リップは内壁と連続する壁を備える、荷重支持部材。
細長い締結部材と係合するように形成された、又はそれと一体的に形成された本体部であって、本体部はその外周の周りの離隔した位置で長手方向中心軸から均一に離隔した複数の孔を有し、孔は、本体ねじ山が形成された側壁を有する本体部;
本体部の孔のうちの1つに本体ねじ山と係合するためのねじ山を有する本体をそれぞれ含むジャックボルト;及び
締結されるべきワークピースに力を加えるための荷重支持部材であって、細長い締結部材の周りに位置するように配置され、荷重支持部材は内壁及び外壁によって第2の環状面に接続された第1の環状面と、第1の環状面から突出する円筒状リップとを備え、円筒状リップは内壁と連続する壁を備える、荷重支持部材。
一実施形態では、本体部が細長い締結部材にねじ係合するための軸方向開口部を有するように形成される。一実施形態では、軸方向開口部がその端部で閉鎖される。
一実施形態では、本体部が細長い締結部材と一体に形成される。
一実施形態では壁は内壁の平面から若干離れて突出する。
一実施形態では、円筒状リップが第2の壁を備える。一実施形態では、第2の壁が第1の環状面から離れて突出する。特定の実施形態では、第2の壁が壁に向かって傾斜している。いくつかの実施形態では、壁及び第2の壁が表面によって接続される。
一実施形態では、荷重支持部材が一体的に形成される。
特定の実施形態では、荷重支持部材が同心突起を更に備える。同心突起は、第1の環状面から突出する。同心突起は、内壁と外壁との間に位置する。一実施形態では、同心突起が内壁に対して実質的に等距離である円形形状を有する。一実施形態では、同心突起が内壁及び外壁の両方から等距離ではない。
特定の実施形態では、荷重支持部材が第2の環状面から突出する第2の同心突起を更に備える。第2の同心突起は、内壁と外壁との間に位置する。一実施形態では、第2の同心突起が内壁に対して等距離である円形形状を有する。一実施形態では、第2の同心突起が内壁に隣接する。別の実施形態では、第2の同心突起が外壁に隣接する。
特定の実施形態では、荷重支持部材が第1の環状面から突出する第1の同心突起と、第2の環状面から突出する第2の同心突起とを備える。
一実施形態では、円筒状リップが第1のワークピース、本体部、ジャックボルト、及び/又は細長い締結部材とのシールを形成するように構成される。いくつかの実施形態では、円筒状リップが第1のワークピースとのシールを形成するように構成される。一実施形態では、円筒状リップが本体部とのシールを形成するように構成される。複数の実施形態では、円筒状リップがジャックボルト(複数可)とのシールを形成するように構成される。一実施形態では、円筒状リップが細長い締結部材とのシールを形成するように構成される。別の態様では、本発明が第1のワークピースと第2のワークピースとを一緒に圧縮する方法に関し:
第1のワークピース上に荷重支持部材を配置する工程であって、荷重支持部材は内壁及び外壁によって第2の環状面に接続された第1の環状面と、第1の環状面から突出する円筒状リップとを備え、円筒状リップは前記内壁と連続する壁を備える、工程;
荷重支持部材上に本体部を配置する工程であって、本体部は細長い締結部材と係合するか、又はそれと一体的に形成され、本体部はその外周の周りの離隔した位置で長手方向中心軸から均一に離隔した複数の孔を有し、孔は本体ねじ山が形成された側壁を有する;
第2のワークピースの外側の細長い締結部材を捕捉する工程;
本体部の孔の各々に本体ねじ山と係合するねじ山を有する本体を含むジャックボルトを結合する工程;及び、
ジャックボルトに張力をかる工程、を含み、それによって第1のワークピース及び第2のワークピースを互いに向かって圧縮し、円筒状リップが細長い締結部材と協働してそれらの間にシールを形成する。
第1のワークピース上に荷重支持部材を配置する工程であって、荷重支持部材は内壁及び外壁によって第2の環状面に接続された第1の環状面と、第1の環状面から突出する円筒状リップとを備え、円筒状リップは前記内壁と連続する壁を備える、工程;
荷重支持部材上に本体部を配置する工程であって、本体部は細長い締結部材と係合するか、又はそれと一体的に形成され、本体部はその外周の周りの離隔した位置で長手方向中心軸から均一に離隔した複数の孔を有し、孔は本体ねじ山が形成された側壁を有する;
第2のワークピースの外側の細長い締結部材を捕捉する工程;
本体部の孔の各々に本体ねじ山と係合するねじ山を有する本体を含むジャックボルトを結合する工程;及び、
ジャックボルトに張力をかる工程、を含み、それによって第1のワークピース及び第2のワークピースを互いに向かって圧縮し、円筒状リップが細長い締結部材と協働してそれらの間にシールを形成する。
MJT、本体部、及び荷重支持部材は実質的に、第1の態様について説明されたようなものであってもよい。
一実施形態では、本方法が第1のワークピース及び第2のワークピースを圧縮するために液圧を印加する工程を更に含む。更なる実施形態では、本方法がジャックボルトに張力をかけた後に液圧を解放する工程を更に含む。
第2の態様では、本発明が以下を含むマルチジャックボルトテンショナにあり:
細長い締結部材と係合するように形成された、又はそれと一体的に形成された本体部であって、本体部はその外周の周りの離隔した位置で長手方向中心軸から均一に離隔した複数の孔を有し、孔は本体ねじ山が形成された側壁を有し、本体部の基部は、円筒状リップ突出部を備える、本体部;
本体部の孔のうちの1つに本体ねじ山と係合するためのねじ山を有する本体をそれぞれ含むジャックボルト;及び
締結されるべきワークピースに力を加えるための環状荷重支持部材であって、細長い締結部材の周りに配置されるように配置される、環状荷重支持部材、を備え、
円筒状リップ突出部は、環状の荷重支持部材と共に位置するように構成される。
細長い締結部材と係合するように形成された、又はそれと一体的に形成された本体部であって、本体部はその外周の周りの離隔した位置で長手方向中心軸から均一に離隔した複数の孔を有し、孔は本体ねじ山が形成された側壁を有し、本体部の基部は、円筒状リップ突出部を備える、本体部;
本体部の孔のうちの1つに本体ねじ山と係合するためのねじ山を有する本体をそれぞれ含むジャックボルト;及び
締結されるべきワークピースに力を加えるための環状荷重支持部材であって、細長い締結部材の周りに配置されるように配置される、環状荷重支持部材、を備え、
円筒状リップ突出部は、環状の荷重支持部材と共に位置するように構成される。
一実施形態では、本体部が細長い締結部材にねじ係合するための軸方向開口部を有するように形成される。一実施形態では、軸方向開口部がその端部で閉鎖される。
いくつかの実施形態では、円筒状リップが第1のワークピース及び/又は細長い締結部材とのシールを形成するように構成される。複数の実施形態では、円筒状リップが第1のワークピースとのシールを形成するように構成される。一実施形態では、円筒状リップが細長い締結部材とのシールを形成するように構成される。
別の態様では、本発明が以下の工程を含む第1のワークピースと第2のワークピースとを一緒に圧縮する方法にあり、
第1のワークピース上に環状の荷重支持部材を配置する工程;
荷重支持部材上に本体部を配置する工程であって、本体部は細長い締結部材と係合するように形成されるか、又はそれと一体的に形成され、本体部はその外周の周りの離隔した位置で長手方向中心軸から均一に離隔した複数の孔を有し、孔は本体ねじ山が形成された側壁を有し、本体部の基部の下側は環状荷重支持ワッシャに当接する円筒状リップ突出部を備える、工程;
第2のワークピースの外側の細長い締結部材を捕捉する工程;
本体部の孔の各々に本体ねじ山と係合するねじ山を有する本体を含むジャックボルトを結合する工程;及び
ジャックボルトに張力をかける工程、を含み、それによって第1のワークピース及び第2のワークピースを互いに向かって圧縮し、円筒状リップは、荷重支持部材及び細長い締結部材と協働して、それらの間にシールを形成する。
第1のワークピース上に環状の荷重支持部材を配置する工程;
荷重支持部材上に本体部を配置する工程であって、本体部は細長い締結部材と係合するように形成されるか、又はそれと一体的に形成され、本体部はその外周の周りの離隔した位置で長手方向中心軸から均一に離隔した複数の孔を有し、孔は本体ねじ山が形成された側壁を有し、本体部の基部の下側は環状荷重支持ワッシャに当接する円筒状リップ突出部を備える、工程;
第2のワークピースの外側の細長い締結部材を捕捉する工程;
本体部の孔の各々に本体ねじ山と係合するねじ山を有する本体を含むジャックボルトを結合する工程;及び
ジャックボルトに張力をかける工程、を含み、それによって第1のワークピース及び第2のワークピースを互いに向かって圧縮し、円筒状リップは、荷重支持部材及び細長い締結部材と協働して、それらの間にシールを形成する。
MJT、本体部、及び荷重支持部材は、第2の態様に関して実質的に記載された通りである。
一実施形態では、本体部が細長い締結部材にねじ係合するための軸方向開口部を有するように形成される。
一実施形態では、本体部が細長い締結部材と一体に形成される。
一実施形態では、本方法が第1のワークピース及び第2のワークピースを圧縮するために液圧を印加する工程を更に含む。更なる実施形態では、本方法がジャックボルトに張力をかけた後に液圧を解放する工程を更に含む。
一実施形態では、本発明が以下の工程を含むガスタービンをシールする方法にある:
ガスタービンの隣接面上に金属インサートを配置する工程;
本明細書で言及される1つ以上のMJTに張力をかけることによって隣接する表面を圧縮する工程;
これにより、ガスタービンをシールする。
ガスタービンの隣接面上に金属インサートを配置する工程;
本明細書で言及される1つ以上のMJTに張力をかけることによって隣接する表面を圧縮する工程;
これにより、ガスタービンをシールする。
本方法は、隣接する表面の間に強固に嵌合するように金属インサートを寸法決めする工程を更に含むことができる。
本発明の好ましい特徴、実施形態、及び変形は、当業者が本発明を実施するのに十分な情報を提供する以下の詳細な説明から識別され得る。「発明を実施するための形態」は、本発明の上記の「発明の概要」の範囲を何ら限定するものとみなされるべきではない。本明細書に記載される実施形態は、添付の図面を参照することによってより良く理解され得る。
フランジの形態の構造部材から突出する従来技術の細長い締結部材を示す。
部分的に切り取った従来技術のナット型MJTを示す。
従来技術のMJTを示す。
従来技術のボルト型MJTを示す。
第1のワークピース及び第2のワークピースを圧縮するために利用されている複数のMJTを示す。
MJTの実施形態における上面図を示す。
図6に示すMJTの線L-Lに沿った断面図を示す。
図7のAの拡大断面図を示す。
図6に示すMJTの斜視図を示す。
MJTの別の実施形態の上面図を示す。
図10に示すMJTの線A-Aを通る断面図を示す。
図10に示すMJTの斜視図を示す。
MJTの代替実施形態を示す。
荷重支持部材の上面斜視図を示す。
図14の荷重支持部材の側面斜視図を示す。
金属インサートの底面図を示す。
図16の金属インサートの側面図を示す。
表面に溶接された寸法決めされた金属インサートを示す。
ジャックボルトによって加えられる圧力がほとんど又は全くない例示的なMJTを有する荷重支持部材の実施形態の断面を示す。
ジャックボルトによって荷重支持部材に加えられる圧力を有する図19に示す実施形態を示す。
説明を容易にするために、本発明は、マルチジャックボルトテンショナに関連して説明してきた。
マルチジャックボルトテンショナ(MJT)は、石油、ガス、エネルギー、輸送、及び鉱業産業におけるボルト、シャフト、又はスタッドを締め付けるために使用され得る。MJTは、高圧環境において適切に利用される。高圧環境の非限定的な例は、タービンの使用である。この点に関して、ガスタービンは一般に、構成部品から組み立てられ、実質的に気密であることが必要とされ、そうでなければ、効率の損失が生じる可能性がある。この目的のために、タービン本体のフランジは、典型的にはMJTと共に圧縮されて、それらの間に気密シールを形成する。
しかしながら、フランジ及びMJTは、高圧及び高温にさらされる可能性があり、それは、その反りにつながる可能性がある。反りが生じると、フランジ及び/又はMJT間のシールは、もはや互いに密封係合せず、気密シールの損失をもたらすことがある。したがって、タービン本体内のガスは、これらの損傷したシールの間から逃げて、効率又は動作の損失をもたらす可能性がある。MJTの本体部と荷重支持部材との間、又はジャックボルトとジャックボルト孔との間が大気中にガスが抜ける可能性のある主なポイントである。
本発明は、MJT又はMJTの特定の本体部を有する特定の荷重支持部材の提供が、少なくとも気密シールの損失の問題を軽減できるという発見に基づいている。
第1の態様では本発明が唯一の又は実際に最も広い態様である必要はないが、以下を含むマルチジャックボルトテンショナにある:
細長い締結部材と係合するように形成された、又はそれと一体的に形成された本体部であって、本体部はその外周の周りの離隔した位置で長手方向中心軸から均一に離隔した複数の孔を有し、孔は、本体ねじ山が形成された側壁を有する本体部;
本体部の孔のうちの1つに本体ねじ山と係合するためのねじ山を有する本体をそれぞれ含むジャックボルト;及び
締結されるべきワークピースに力を加えるための荷重支持部材であって、細長い締結部材の周りに位置するように配置され、荷重支持部材は内壁及び外壁によって第2の環状面に接続された第1の環状面と、第1の環状面から突出する円筒状リップとを備え、円筒状リップは内壁と連続する壁を備える、荷重支持部材。
細長い締結部材と係合するように形成された、又はそれと一体的に形成された本体部であって、本体部はその外周の周りの離隔した位置で長手方向中心軸から均一に離隔した複数の孔を有し、孔は、本体ねじ山が形成された側壁を有する本体部;
本体部の孔のうちの1つに本体ねじ山と係合するためのねじ山を有する本体をそれぞれ含むジャックボルト;及び
締結されるべきワークピースに力を加えるための荷重支持部材であって、細長い締結部材の周りに位置するように配置され、荷重支持部材は内壁及び外壁によって第2の環状面に接続された第1の環状面と、第1の環状面から突出する円筒状リップとを備え、円筒状リップは内壁と連続する壁を備える、荷重支持部材。
現在利用可能なMJTの1つの欠点は、荷重支持部材とMJTの本体部との間の境界部がガス漏出点を提供することができることである。更に、細長い締結部材がMJTの本体部と一体的に形成されていない場合、ねじ付中央孔と細長い締結部材との間の境界部は、追加のガス漏出点を提供することもできる。更に、上述のように、クリープ、腐食、及び潤滑剤の劣化はジャックボルトに影響を及ぼす可能性があり、これは、ジャックボルトと本体部の孔との間のシールの損失につながる可能性がある。更に、荷重支持部材と本体との間の境界部は、追加のガス漏出点を提供し得る。上記に加えて、荷重支持部材とワークピースとの間の境界部は、別の追加のガス漏出点を提供し得る。本発明は、これらの境界部を通るガス漏出を防止するための更なる気密シールを提供することによって、これらの問題を軽減する。
本発明は、ワークピース(フランジ等)とMJTの本体部との間に気密シールを形成するだけでなく、細長い締結部材とワークピースとの間にも気密シールを形成する荷重支持部材を利用する。典型的には、細長い締結部材がスタッドと、圧縮されるワークピースの整列された開口部の間に延在するシャンクとを備える。これはワークピースと、細長い締結部材と、荷重支持部材との間のシールを提供し、これにより細長い締結部材とワークピースとの間の容積から漏れるガスの問題を軽減する。
内壁及び外壁によって第2の環状面に接続される第1の環状面と、第1の環状面から突出する円筒状リップとを備える荷重支持部材の使用であって、円筒状リップが、MJT内の内壁と連続する壁を備え、MJTの本体部とワークピースとの間、及びワークピースと細長い締結部材との間にシールを形成することを可能にする。荷重支持部材の環状本体は、MJTの本体部とフランジとに係合して、それらの間にシールを形成する。荷重支持部材の円筒状リップはまた、細長い締結部材と係合して、それらの間にシールを形成する。
第1の環状面から突出する円筒状リップは細長い締結部材と係合し、細長い締結部材とワークピースとの間にシールを形成する。このシールは、細長い締結部材とワークピースとの間の内部容積と、荷重支持部材と本体部、ジャックボルトとジャックボルト孔、及び/又は本体部と細長い締結部材との間のシールにおけるあらゆる弱点との間の更なる障壁となることが理解されるであろう(適切な場合)。
一実施形態では、荷重支持部材がワッシャの形態である。一実施形態では、荷重支持部材が一体的に形成される。すなわち、本体及び円筒状リップは、単一の材料から形成される。本明細書で使用するとき、用語「一体的に形成される」は、単一の材料片から形成されることを指す。一実施形態では、荷重支持部材が硬化鋼で形成される。
第1の環状面から突出する円筒状リップはまた、有利には、細長い締結部材及びワークピースに対する荷重支持部材の位置を維持するのを助ける。
図6は、例示的なMJTの上面図を示す。MJT600は本体部620を含む。図示の実施形態では、本体部620が締め付けナット640と一体に形成される。
本体部620は、それを貫通する同心円状に配列されたねじ付ジャックボルト孔660a~660lを有するように形成される。ねじ付ジャックボルト孔660a~660lの各々を通って、複数のジャックボルト662a~lのうちの対応する1つが通過する。図示の実施形態では、12個のジャックボルト662a~lと、対応する12個のジャックボルト孔660a~660lとがある。しかしながら、当業者は、任意の数のジャックボルト及びジャックボルト孔が利用され得ることを理解するのであろう。一実施形態では、ジャックボルト及びジャックボルト孔の数が2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12....n(nは12より大きい整数)である。
図7には、MJT600の線L-Lを通る部分的に切り取られた断面図が示されている。本体部620は、荷重支持部材700上に着座する。一実施形態では、本体部が荷重支持部材に当接する。荷重支持部材700は、第1のワークピースのフランジ720a上に着座する。一実施形態では、荷重支持部材が第1のワークピースのフランジに当接する。フランジ720aは、第2のワークピース(図示せず)のフランジの上部に着座する。ジャックボルト662aは、ねじ付ジャックボルト孔620aに挿入されている。ジャックボルト662a~lは、雌ねじを有するジャックボルト孔660a~lに係合する雄ねじを備える。ジャックボルト662がジャックボルト孔660に挿入されると、ジャックボルト662は、ジャックボルト孔660の端部を越えて延在する。ジャックボルト662は、荷重支持部材700に力を加える先端部661を備えることができる。先端部661は、好適には荷重支持部材700に当接する平坦面である。ジャックボルト662がジャックボルト孔660内で張力をかけられると、先端部661は荷重支持部材700に力を加える。荷重支持部材700は次に、フランジ等のワークピースに力を加える。次いで、2つのワークピースは、一緒に圧縮されて、それらの間にシールを形成する。
図7に示されるMJT600の部分的に切り取られた断面図は、その中に形成された開口部又はジャックボルト孔620aも示す。開口部又はジャックボルト孔620aは、その一端620bで閉じられる。ジャックボルト孔620aの側壁には、雌ねじ(図示せず)が形成されている。スタッド620cの雄ねじ付頂部は、開口部又はジャックボルト孔620aの雌ねじと係合するように形成される。この実施形態は、ガスが大気中に逃げることができる細長い締結部材と本体部との間に境界部がないので、高圧環境において特に有用である。
細長い締結部材650は、好適にはシャンク654を備えるスタッド652を含んでいる。シャンク654は、シャンク654の残りの部分よりも大きな直径を有する拡大部655を含む。拡大部655は、荷重支持部材700に当接して、それらの間にシールを形成することができ、これは、以下でより詳細に論じられる。細長い締結部材650は、雄ねじ部656を更に備える。雄ねじ部656は、ボルトと、任意選択的に、第2のワークピースの外側に捕捉され得るワッシャ(図示せず)とを受容するように構成される。
一実施形態では、ジャックボルトがプラズマボンド処理を施される。プラズマボンド処理は、有利には効率的な潤滑を可能にする。
一実施形態では、細長い締結部材ボルトがコルステライジング処理を施される。コルステライジング処理は、細長い締結部材の機械的トライボロジー特性を向上させる際に利用される。コルステライジングは、耐食性を失うことなく、機械的特性及び摩耗特性を改善し、これは本発明に特に有益である。これにより、層間剥離及び金属デブリを最小限にし、耐摩耗性や疲労強度を向上させることができる。
図8は、フランジ720aと、荷重支持部材700と、ジャックボルト662aとの間の境界部の拡大断面図(すなわち、図7「A」の拡大図)を示す。図8に示すように、荷重支持部材700は、フランジ720aと、本体部620と、ジャックボルト662aとの間に位置する。この際、荷重支持部材700は、フランジ720a、本体部620、及びジャックボルト662aに当接する。荷重支持部材700はまた、細長い部材650の拡大部655に当接する。
荷重支持部材700は、内壁703及び外壁704によって第2の環状面702に接続された第1の環状面701を備える。第1の環状面701及び第2の環状面702は、実質的に平行な平面内にある。一実施形態では、第1の環状面及び第2の環状面が平行な平面内にある。内壁703は、外壁704よりも小さい円周を有する。一実施形態では、荷重支持部材は、概ね環状の本体を有する。
荷重支持部材700は、第1の環状面701から突出する円筒状リップ710を更に備える。円筒状リップ710は、内壁703と連続する壁711を備える。図示のように、壁711は、好適には内壁703の平面から若干突出することができる。すなわち、壁711は、内壁703によって画定される開口の中心長手方向軸から離れるように延在する。円筒状リップ710は、好適には第1の環状面701から離れて突出する第2の壁712を備える。第2の壁712は、好適には、壁711に向かって角度が付けられるように第1の環状面701の平面に対して鈍角である。このわずかな向きの変化が、使用時に、円筒状リップ710を拡大部655の方に偏らせ、その間にシールを形成すると仮定される。一実施形態では、荷重支持部材と細長い締結部材又はそのスタッドとの間にシールが形成される。壁711及び第2の壁712は、表面713によって接続され得る。壁711及び第2の壁712は頂点で交わってもよいことが理解されよう。しかしながら、壁711及び第2の壁712は、これが円筒状リップ710に更なる構造的一体性を提供するので、表面713によって接続されることが好ましい。
いくつかの従来技術の荷重支持部材の欠点は、力が加えられたときにずれたり動いたりすることである。荷重支持部材のこのずれは、シールの弱点になり得る。円筒状リップ710は、細長い締結部材650(及びその拡大部655)及びワークピースの開口部に対して、荷重支持部材700の位置決め機構として作用する。これにより、力が加えられたときに荷重支持部材710がオフセットされるという問題が軽減される。
円筒状リップ710はまた、それが拡大部655に当接し、それらの間にシールを形成するようなサイズ及び寸法に設定される。円筒状リップ710は拡大部655の周り全体に延在し、それらの間にシールを提供することが理解されるであろう。リップ710は、その全周にわたって拡大部655とシールを形成することが理解されるであろう。荷重支持部材700と拡大部655との間のシールは、荷重支持部材700と本体部620との間、及びジャックボルト662と対応するジャックボルト孔660との間のシールにおけるいかなるの妥協点の間の内部容積が逃げることを妨げる別の障壁を提供する。
図9は、図6に示すMJT600の斜視図である。MJT600は上述のように、本体部620と、荷重支持部材700と、細長い締結部材650とを備える。細長い部材650の遠位端には、雄ねじ部656が設けられている。雄ねじ部656は、シャンク652よりも大きい直径を有する。雄ねじ部656は、ボルトと、任意の第2のワークピースの外側に捕捉されるワッシャ(図示せず)とを受容するように構成される。
一実施形態では、荷重支持部材が同心突起を更に備える。一実施形態では、同心突起が第1の環状面から突出する。すなわち、荷重支持部材は内壁と外壁との間に、それらの間に形成された円形状の突起が形成されるように配置された突起を備える。特定の実施形態では、同心突起が内壁と外壁との間の中央に配置されない。
別の実施形態では、同心突起が第2の環状面から突出する。すなわち、荷重支持部材は、内壁と外壁との間に配置され、その間に円形状の突起が形成されるような突起を備える。特定の実施形態では、同心突起が内壁と外壁との間の中央に配置されない。一実施形態では、同心突起が内壁に隣接して配置される。他の実施形態では、同心突起が外壁に隣接して配置される。
同心突起は、ジャックボルトがそれに圧力を加えると荷重支持部材が若干ねじれることを可能にする。これは、それらの間でより緊密なシールを形成すると仮定される。
図10は、別の例示的なMJTの上面図を示す。MJT1000は、細長い締結部材が本体部を横断する開口部に受容されることを除いて、MJT600と同様である。
MJT1000は、本体部1020を含む。本体部1020は、環状の本体部である。本体部1020は細長い締結部材(図示せず)を受容するために、そこを通って形成された円形のねじ付開口部1040を備える。細長い締結部材は、好適には円形のねじ付開口部1040と係合するねじ本体を有する。円形のねじ付開口部1040の直径は、好適には、細長い締結部材のねじ本体の直径に等しい。
本体部1020は、それを貫通するねじ付ジャックボルト孔1060a~lの同心円配列で形成される。各ねじ付ジャックボルト孔1060a-lを通して、複数のジャックボルト1062a-lの対応する1つが挿通される。図示の実施形態では、12個のジャックボルト1062a~l及び12個の対応するジャックボルト孔1060a~lがある。
図11には、MJT1000の線A-Aを通る部分切欠断面図が示されている。本体部1020は、荷重支持部材1100上に着座する。一実施形態では、本体部が荷重支持部材に当接する。荷重支持部材110は、第1のワークピースのフランジ1120a上に着座する。フランジ1120aは、第2のワークピースのフランジ1120b上に着座する。一実施形態では、荷重支持部材が第1のワークピースのフランジに当接する。ジャックボルト1062a及び1062gは、本体部1020のそれぞれのねじ付ジャックボルト孔1060a及び1062gに挿入される。ジャックボルト1062a及び1062gは、雌ねじ付ジャックボルト孔1060a及び1060gに係合する雄ねじを備える。ジャックボルト1062a及び1062gがそれぞれのジャックボルト孔1060a及び1062gに挿入されると、ジャックボルト1062a及び1062gは、ジャックボルト孔1060a及び1060gの端部を越えて延びる。ジャックボルト1062a及び1062gはそれぞれ、荷重支持部材1100に力を加えるそれぞれの先端部1061a及び1061gを備える。ジャックボルト1062a及び1062gがジャックボルト孔1060a及び1060g内で張力をかけられると、それぞれの先端部が荷重支持部材1100に力を加える。荷重支持部材1100は次に、ワークピースに力を加える。
荷重支持部材1100は、実質的に上述の荷重支持部材700について説明した通りである。
細長い締結部材1050は、シャンク1054を備えるスタッド1052を備える。シャンク1054は、拡大部1055及びねじ部1056を備える。拡大部1055は、シャンク1054の残りの部分よりも大きい直径を有する。ねじ部1056は、シャンク1054よりも大きい直径を有する。ねじ部1056は、第2のワークピース1120bの外側に捕捉されるボルト1200を受容するように構成される。細長い締結部材1050は、本体部1020の円形雌ねじ付開口部1040と係合する雄ねじ付本体1058を更に備える。雄ねじ付本体1058は、細長い締結部材1050の遠位端に位置する。ねじ付本体1058は、拡大部1055に接続される。ねじ付本体1058の直径は、好適には、円形ねじ付開口部1040の直径に等しい。すなわち、ねじ付本体1058は、円形雌ねじ付開口部1040と相補的である。
図示のように、荷重支持部材1100は同様に、第1のワークピース1120aとスタッド1054との間にシールを形成する。MJT1000が別個の構成要素として細長い締結部材1050を備えると仮定すると、このシールは、荷重支持部材1100と本体部1020との間の境界部、荷重支持部材1100とワークピース1120aとの間の境界部、及びジャックボルトとジャックボルト孔との間の境界部に加えて、細長い締結部材1050と本体部1020の円形ねじ付開口部1040との間の境界部からのガス漏出を更に防止する。
図12には、図10に示すMJTの斜視図が示されている。細長い締結部材は図示されていないことに留意されたい。
図14は荷重支持部材の上面斜視図であり、図15は、荷重支持部材の側面斜視図である。荷重支持部材1400は、内壁1403及び外壁1404によって第2の環状面1402に接続された第1の環状面1401を備える。第1の環状面1401及び第2の環状面1402は、実質的に平行な平面内にある。一実施形態では、第1の環状面1401及び第2の環状面1402は平行な平面内にある。内壁1403は、外壁1404よりも小さい円周を有する。図示の実施形態では、荷重支持部材1400がほぼ環状の本体を有する。
荷重支持部材1400は、第1の環状面1401から突出する円筒状リップ1410を更に備える。円筒状リップ1410は、内壁1403と連続する壁1411を備える。すなわち、壁1411は、内壁103によって画定される開口部の中心長手方向軸から離れるように延在する。好ましい実施形態では、開口部が上述の細長い締結部材を受容するようなサイズ及び寸法に設定される。壁1411は、内壁1403の平面から若干離れて突出してもよい。円筒状リップ1410は、第1の環状面1401から離れて突出する第2の壁1412を備える。第2の壁1412は、壁1411に向かって角度が付けられるように第1の環状面1401の平面に対して鈍角である。このわずかな向きの変化が、使用時に、円筒状リップ1410をスタッド(使用中)の方に偏らせ、その間にシールを形成すると仮定される。壁1411及び第2の壁1412は、表面1413によって接続され得る。この表面1413は、円筒状リップに更なる構造的一体性を提供すると仮定される。
細長い締結部材と一体に形成されていない本体部との使用において、円筒状リップは、第1のワークピース、本体部、ジャックボルト、及び/又は細長い締結部材(適用可能な場合)とのシールを形成するように構成される。いくつかの実施形態では、円筒状リップが第1のワークピースとのシールを形成するように構成される。複数の実施形態では、円筒状リップが本体部とのシールを形成するように構成される。一実施形態では、円筒状リップがジャックボルト(複数可)とのシールを形成するように構成される。一実施形態では、円筒状リップが細長い締結部材とのシールを形成するように構成される。
本体部と一体的に形成された細長い締結部材との使用において、円筒状リップは、第1のワークピース及び/又は細長い締結部材とのシールを形成するように構成される。複数の実施形態では、円筒状リップが第1のワークピースとのシールを形成するように構成される。一実施形態では、円筒状リップが細長い締結部材とのシールを形成するように構成される。
本発明は、フランジに当接する円筒状リップ突出部を有する荷重支持部材に関して上述した。しかしながら、荷重支持部材は、円筒状リップ突出部がMJTの本体と係合してそれらの間にシールを形成する反対の向きで利用されてもよいことが理解されるであろう。この実施形態は、図19及び20に示されている。一実施形態では、円筒状リップが本体部とのシールを形成するように構成される。
更に、内壁と外壁との間の中央に配置されていない同心の突出部は、フランジと荷重支持部材との間に更なるシールを形成することを可能にする。図19及び20には、例示的なMJTを有する荷重支持部材1900の一実施形態の断面が示されている。
荷重支持部材1900は、内壁1903及び外壁1904によって第2の環状面1902に接続された第1の環状面1901を備える。第1の環状面1901及び第2の環状面1902は、実質的に平行な平面内にある。一実施形態では、第1の環状面1901及び第2の環状面1902は平行な平面内にある。内壁1903は、外壁1904よりも小さい円周を有する。図示の実施形態では、荷重支持部材1900がほぼ環状の本体を有する。
荷重支持部材1900は、第1の環状面1901から突出する円筒状リップ1910を更に備える。円筒状リップ1910は、内壁1903と連続する壁1911を備える。円筒状リップ1910は、好適には第1の環状面1901から離れて突出する第2の壁1912を備える。壁1911及び第2の壁1912は、表面1913によって接続され得る。壁1911及び第2の壁1912は、頂点で交わってもよいことが理解されよう。しかしながら、壁1911及び第2の壁1912は、円筒状リップ1910に更なる構造的一体性を提供するので、表面1913によって接続されることが好ましい。一実施形態では、円筒状リップ1910が本体部とのシールを形成するように構成される。
荷重支持部材1900は、同心突起1950を更に備える。同心突起1950は、第2の環状面1902から離れるように延在する。好適には、同心突起が内壁1903に隣接して位置する。別の実施形態では、同心突起が外壁1904に隣接して位置する。
図19に示されるように、本体部1920は、荷重支持部材1900上に着座する。一実施形態では、本体部が荷重支持部材に当接する。荷重支持部材1900は、第1のワークピースのフランジ1920a上に着座する。一実施形態では、荷重支持部材が第1のワークピースのフランジに当接する。フランジ1920aは、第2のワークピース(図示せず)のフランジの上部に着座する。ジャックボルト1962aは、本体部1920のねじ付ジャックボルト孔を通して挿入される。図19は、荷重支持部材1900の第1の環状面1901と接触するジャックボルト1962aを示す。円筒状リップ1910は、本体部1920と接触してそれらの間にシールを形成するように配置される。図19のジャックボルト1962aによって荷重支持部材1900に加えられる圧力は、ほとんど又は実質的に全くないことに留意されたい。図示のように、同心突起1950は、フランジ1920aに係合する。
図20は、ジャックボルト1962aによって荷重支持部材1900に圧力が加えられることを除いて、図19の構成を示す。荷重支持部材1900に圧力が加えられると、同心突起1950とフランジ1920aとの間にシールが形成される。更に、加えられた圧力は、荷重支持部材1900を第2の位置でフランジ1920aに接触させる。図示のように、外壁1904に隣接する第2の環状面1902の一部は、フランジ1920aに接触させられ、それらの間にシールが形成される。したがって、同心突起1950の使用は一対のシールが形成されることを更に可能にし、ガス漏れの問題を軽減する。
図19及び20に示される実施形態では、本体部1920が円筒状リップ1910を収容する凹部を備える。円筒状リップ1910は、本体部1920の凹部とシールを形成する。
同心突起が内壁と外壁との間の中央に位置しない場合、追加のシールの形成が生じることが理解されるであろう。一実施形態では、同心突起が内壁に隣接して配置される。別の実施形態では、同心突起が外壁に隣接して配置される。
円筒状リップは、第1のワークピース及び本体部とのシールを形成するように構成されることが理解されるであろう。いくつかの実施形態では、円筒状リップが第1のワークピースとのシールを形成するように構成される。複数の実施形態では、円筒状リップが本体部とのシールを形成するように構成される。一実施形態では、円筒状リップが細長い締結部材とのシールを形成するように構成される。
別の形態では、本発明が第1のワークピースと第2のワークピースとを一緒に圧縮する方法であって:
第1のワークピース上に荷重支持部材を配置する工程であって、荷重支持部材は内壁及び外壁によって第2の環状面に接続された第1の環状面と、第1の環状面から突出する円筒状リップとを備え、円筒状リップは前記内壁と連続する壁を備える工程;
荷重支持部材上に本体部を配置する工程であって、本体部は細長い締結部材と係合するか、又はそれと一体的に形成され、本体部はその外周の周りの離隔した位置で長手方向中心軸から均一に離隔した複数の孔を有し、孔は本体ねじ山が形成された側壁を有する工程;
第2のワークピースの外側の細長い締結部材を捕捉する工程;
本体部の孔の各々に本体ねじ山と係合するねじ山を有する本体を含むジャックボルトを結合する工程;
ジャックボルトに張力をかる工程、を含み、それによって第1のワークピース及び第2のワークピースを互いに向かって圧縮する。
第1のワークピース上に荷重支持部材を配置する工程であって、荷重支持部材は内壁及び外壁によって第2の環状面に接続された第1の環状面と、第1の環状面から突出する円筒状リップとを備え、円筒状リップは前記内壁と連続する壁を備える工程;
荷重支持部材上に本体部を配置する工程であって、本体部は細長い締結部材と係合するか、又はそれと一体的に形成され、本体部はその外周の周りの離隔した位置で長手方向中心軸から均一に離隔した複数の孔を有し、孔は本体ねじ山が形成された側壁を有する工程;
第2のワークピースの外側の細長い締結部材を捕捉する工程;
本体部の孔の各々に本体ねじ山と係合するねじ山を有する本体を含むジャックボルトを結合する工程;
ジャックボルトに張力をかる工程、を含み、それによって第1のワークピース及び第2のワークピースを互いに向かって圧縮する。
MJT、本体部、ジャックボルト、及び荷重支持部材は、実質的に上述の通りであってもよい。
動作中、マルチジャックボルトテンショナは、細長い締結部材と係合するように形成されるか、又はそれと一体的に形成される本体部を備える。細長い締結部材は、典型的には第1のワークピース及び第2のワークピース(例えば、フランジ)の開口部を通過する。細長い締結部材の遠位端は、好適には、第2のワークピースの外側に捕捉される。細長い締結部材は、任意選択的で、ワッシャを有するボルトによって捕捉されてもよい。細長い締結部材は、第1のワークピース及び第2のワークピースを通って延びるスタッド及び/又はシャンクを備えてもよい。
荷重支持部材は第1のワークピース上に配置され、マルチジャックボルトテンショナの本体部はその上に配置される。本体部に設けられた孔に、本体部の雌ねじとねじ係合する雄ねじを有するジャックボルトがそれぞれ挿入され、結合される。ジャックボルトに張力がかかると、そこから荷重支持部材、ひいては第1のワークピース及び第2のワークピースに圧力が加えられる。この圧力により、第1と第2のワークピースには圧縮圧力がかかる。
一実施形態では、本方法が第1のワークピース及び第2のワークピースを圧縮するために液圧を印加する工程を更に含む。本方法は、ジャックボルトに張力をかけた後に液圧を解放する工程を更に含む。
一実施形態では、本方法が円筒状リップと第1のワークピース、本体部、ジャックボルト、及び/又は細長い締結部材の間にシールを形成する工程を更に含む。いくつかの実施形態では、本方法が円筒状リップと第1のワークピースとの間にシールを形成する工程を更に含む。特定の実施形態では、本方法が円筒状リップとジャックボルトとの間にシールを形成する工程を更に含む。複数の実施形態では、本方法が円筒状リップと細長い締結部材との間にシールを形成する工程を更に含む。いくつかの実施形態では、本方法が円筒状リップと本体部との間にシールを形成する工程を更に含む。
円筒状リップの特徴はMJTの本体部の基部上に形成され得ることが、当業者によって理解されるであろう。この点に関して、図13は、円筒状リップがその本体部の基部上に形成される、MJTの代替実施形態を示す。図13は、MJT1300の断面図を示す。
MJT1300は、本体部1320を含む。本体部1320は、好適には、上述のもの等の環状本体部である。本体部1320は、細長い締結部材1350を受容するようにそこを通って形成された円形のねじ開口部(図示せず)を備える。
本体部1320は、それを貫通するねじ付ジャックボルト孔の同心円配列で形成されてもよい。ねじ付ジャックボルト孔の各々を通って、複数のジャックボルトのうちの対応する1つが通過する。図13に示されているのは、2つのジャックボルト1362a及び1362gがそれぞれねじ付ジャックボルト孔を通して挿入されたものである。ジャックボルト1362a及び1362gは、対応する雌ねじジャックボルト孔と係合する雄ねじを備える。ジャックボルト1362a及び1362gがジャックボルト孔に挿入されると、ジャックボルト1362a及び1362gは、ジャックボルト孔の端部を越えて延びる。ジャックボルト1362a、1362gは、好適には、荷重支持部材1400に力を加える先端部1361a、1361gを備える。
この実施形態では、荷重支持部材1400は環状の荷重支持部材である。別の実施形態では、荷重支持部材1400は環状ワッシャの形態である。
本体部1320の基部の下側には、円筒状リップ突出部1322が設けられている。円筒状リップ突出部1322は、荷重支持部材1400と細長い締結部材1350のシャンクの拡大部1355との間に位置するようなサイズ及び寸法にされる。この点に関して、円筒状リップ突出部は、拡大部及び/又は荷重支持部材とシールを形成する。一実施形態では、円筒状リップ突出部が拡大部とシールを形成する。一実施形態では、円筒状リップ突出部が荷重支持部材とシールを形成する。円筒状リップ突出部は使用時に、荷重支持部材1400と拡大部1355との間にシールを形成するようなサイズ及び寸法に設定される。
円筒状リップ突出部1322は、荷重支持部材1400と拡大部1355との間にシールを形成する。円筒状リップ突出部1322は、先の実施形態で説明した荷重支持部材と同様の機能を達成することが理解されるであろう。円筒状リップ突出部1322はまた、荷重支持部材1400を所望の場所/位置に維持するのを助ける。
上述のMJTは、液圧テンショナと共に利用されてもよいことが理解されるであろう。この点に関して、液圧テンショナを利用して、第1のワークピース及び第2のワークピースに圧縮圧力を加えることができる。次いで、ジャックボルトは、加えられた液圧が維持されるように張力をかけられ、次いで、液圧が解放され、液圧テンショナが除去され得る。
円筒状リップは、第1のワークピース及び/又は細長い締結部材とのシールを形成するように構成されることが理解されるであろう。いくつかの実施形態では、円筒状リップが第1のワークピースとのシールを形成するように構成される。一実施形態では、円筒状リップが細長い締結部材とのシールを形成するように構成される。
荷重支持部材又は本体部の何れかの円筒状リップは、圧力損失の問題を軽減する更なるシールを提供することが理解されよう。この点に関して、荷重支持部材又は本体部(及び荷重支持部材又は本体部それぞれ)の円筒状リップによって形成されるシールは、シールの損失に対する更なるバックアップを提供する。これは、従来技術のMJTよりも有意な利点である。
別の形態では、本発明が第1のワークピースと第2のワークピースとを一緒に圧縮する方法であって:
第1のワークピース上に環状の荷重支持部材を配置する工程;
荷重支持部材上に本体部を配置する工程であって、本体部は細長い締結部材と係合するように形成されるか、又はそれと一体的に形成され、本体部はその外周の周りの離隔した位置で長手方向中心軸から均一に離隔した複数の孔を有し、孔は本体ねじ山が形成された側壁を有し、本体部の基部の下側は環状荷重支持ワッシャに当接する円筒状リップ突出部を備える工程;
第2のワークピースの外側の細長い締結部材を捕捉する工程;
本体部の孔の各々に本体ねじ山と係合するねじ山を有する本体を含むジャックボルトを結合する工程;及び
ジャックボルトに張力をかける工程、を含み、これにより第1のワークピース及び第2のワークピースを互いに向かって圧縮する。
第1のワークピース上に環状の荷重支持部材を配置する工程;
荷重支持部材上に本体部を配置する工程であって、本体部は細長い締結部材と係合するように形成されるか、又はそれと一体的に形成され、本体部はその外周の周りの離隔した位置で長手方向中心軸から均一に離隔した複数の孔を有し、孔は本体ねじ山が形成された側壁を有し、本体部の基部の下側は環状荷重支持ワッシャに当接する円筒状リップ突出部を備える工程;
第2のワークピースの外側の細長い締結部材を捕捉する工程;
本体部の孔の各々に本体ねじ山と係合するねじ山を有する本体を含むジャックボルトを結合する工程;及び
ジャックボルトに張力をかける工程、を含み、これにより第1のワークピース及び第2のワークピースを互いに向かって圧縮する。
本体部、ジャックボルト、及び荷重支持部材は、実質的に上述の通りであってもよい。
一実施形態では、本方法が円筒状リップ突出部と拡大部及び/又は荷重支持部材との間にシールを形成する工程を更に含む。一実施形態では、本方法が円筒状リップ突出部と拡大部との間にシールを形成する工程を更に含む。一実施形態では、本方法が円筒状リップ突出部と荷重支持部材との間にシールを形成する工程を更に含む。
前述のように、上述のMJTは、高流体圧環境(ガスタービン等)において適切に利用される。これらの高流体圧環境に関する1つの問題は、タービン内の隣接する表面が不均一であることである。これらの境界部は、シールの損失につながる可能性がある。この問題に対する1つの解決策は、シールを取り付けることによって隣接する表面をシールすることである。シールは、金属インサートで形成することができる。上記MJTでシールする前に、金属インサートを適切に取り付ける。金属インサートはMJTに張力をかける前に溶接しておくのが好適である。金属インサートは、隣接する表面の間に強固に嵌合するように寸法決めされてもよい。
一実施形態では、本発明がガスタービンをシールする方法であって:
ガスタービンの隣接する表面の上に金属インサートを配置する工程;及び
本明細書で言及される1つ以上のMJTに張力をかけることによって隣接する表面を圧縮する工程を含み、これにより、ガスタービンをシールする。
ガスタービンの隣接する表面の上に金属インサートを配置する工程;及び
本明細書で言及される1つ以上のMJTに張力をかけることによって隣接する表面を圧縮する工程を含み、これにより、ガスタービンをシールする。
本方法は、金属インサートが隣接する表面の間に強固に嵌合するように金属インサートを寸法決めする工程を更に含むことができる。
本方法は、金属インサートを隣接する表面に溶接する工程を更に含むことができる。1つ以上のMJTの張力付与は実質的に上述の通りであり得る。一実施形態では、隣接する表面を圧縮する工程が上述のMJTを利用することを含む。
金属インサートは、MJTが張力をかけられ、それらの間に緊密なシールを形成することにつれて圧縮される。好適には、圧縮金属インサートが隣接する表面間に気密シールを形成する。金属インサートの使用は、高流体圧環境におけるシールの損失に対する更なる障壁を提供すると仮定される。
図16及び17には、金属インサート1600の一実施形態が示されている。一実施形態では、金属インサートがその面から延びる1つ以上の突起1620a、1620bを有する実質的に平坦な本体部1610を備える。1つ以上の突起1620a、1620bは、好適には離隔される。一実施形態では、金属インサートが一体的に形成される。好適には、1つ以上の突出部がほぼ平坦な本体の端部の間でほぼ中央に位置する。これにより、金属インサートを、隣接する表面間に緊密に嵌合するように切断又は寸法決めすることが可能になる。一実施形態では1つ以上の突起1620a、1620b間の接合部はそれらが実質的に平坦な本体部1610と接触する点で補強される(図示の通り)。
隣接する表面に間隙が存在してもよく、これらの間隙は異なる寸法を有する可能性があることが理解されるであろう。金属インサートは隣接する表面間に強固に嵌合するように、ユーザが金属インサートを寸法決めすることを可能にすることによって、これらの間隙に対応することを可能にする。例えば、実質的に平坦な本体部1610は、所望のサイズに切断されてもよい。更に、1つ以上の突起は、間隙に挿入されるときにある程度の屈曲を生じることが仮定される。
図18には、隣接する表面1810、1820の少なくとも1つに溶接された寸法決めされた金属インサート1600の実施形態が示されている。図示のように、金属インサートは、所望のサイズに寸法設定された実質的に平坦な本体を有している。図示の実施形態では、寸法決めされた金属インサート1600が隣接する表面1820に溶接される。
本明細書に引用されるいかなる文書も、参照により本明細書に組み込まれるが、組み込まれる資料が本明細書に記載される既存の定義、記述、又は他の文書と矛盾しない範囲でのみ、組み込まれる。本書における用語の何れかの意味又は定義が参考として組み込まれた文献における同一の用語の何れかの意味又は定義と相反する限りにおいては、本書においてその用語に与えられた意味又は定義が適用されるものとする。何れの文献の引用も、それが本出願に関する先行技術であることを認めるものとして解釈されるべきではない。
更に、先行技術の方法、装置、又は文書へのいかなる言及も、それらが形成した、又は共通の一般知識の一部を形成する、いかなる証拠又は承認を構成するものとして解釈されるべきではない。
特定の実施形態が例示され記載されてきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を実施できることが、当業者には自明であろう。当業者は、本明細書に記載の特定の装置及び方法に対する多数の均等物(代替物、変異体、付加、欠失、修飾及び置換を含む)を認識するか、又は日常的な実験のみを用いて確認することができる。
したがって、添付の特許請求の範囲を含む本出願は、本出願の範囲内にあるそのような全ての変更及び修正を包含することが意図されている。
Claims (16)
- マルチジャックボルトテンショナであって:
細長い締結部材と係合するように形成された、又はそれと一体的に形成された本体部であって、前記本体部はその外周の周りの離隔した位置で長手方向中心軸から均一に離隔した複数の孔を有し、前記孔は、本体ねじ山が形成された側壁を有する本体部;
前記本体部の孔のうちの1つに本体ねじ山と係合するためのねじ山を有する本体をそれぞれ含むジャックボルト;及び、
締結されるべきワークピースに力を加えるための荷重支持部材であって、細長い締結部材の周りに位置するように配置され、前記荷重支持部材は内壁及び外壁によって第2の環状面に接続された第1の環状面と、前記第1の環状面から突出する円筒状リップとを備え、前記円筒状リップは前記内壁と連続する壁を備える、荷重支持部材;
を備える、マルチジャックボルトテンショナ。 - 第1のワークピースと第2のワークピースとを一緒に圧縮する方法であって:
前記第1のワークピース上に荷重支持部材を配置する工程であって、前記荷重支持部材は内壁及び外壁によって第2の環状面に接続された第1の環状面と、前記第1の環状面から突出する円筒状リップとを備え、前記円筒状リップは前記内壁と連続する壁を備える工程;
前記荷重支持部材上に本体部を配置する工程であって、前記本体部は細長い締結部材と係合するか、又はそれと一体的に形成され、前記本体部はその外周の周りの離隔した位置で長手方向中心軸から均一に離隔した複数の孔を有し、前記孔は本体ねじ山が形成された側壁を有する工程;
前記第2のワークピースの外側に前記細長い締結部材を捕捉する工程;
前記本体部の孔の各々に本体ねじ山と係合する前記ねじ山を有する本体を含むジャックボルトを結合する工程;及び、
前記ジャックボルトに張力をかける工程、を含み、これにより前記第1のワークピース及び前記第2のワークピースを互いに向かって圧縮する、方法。 - 前記壁は、前記内壁の平面から若干離れて突出する、請求項1に記載のマルチジャックボルトテンショナ、又は請求項2に記載の方法。
- 前記円筒状リップは、前記第1の環状面から離れて突出する第2の壁を備える、請求項1~3の何れか一項に記載のマルチジャックボルトテンショナ又は方法。
- 前記荷重支持部材は、前記第1の環状面から突出する同心突起を更に備える、請求項1~4の何れか一項に記載のマルチジャックボルトテンショナ又は方法。
- 前記荷重支持部材は、前記第2の環状面から突出する第2の同心突起を更に備える、請求項1~5の何れか一項に記載のマルチジャックボルトテンショナ又は方法。
- 前記円筒状リップは、前記第1のワークピース、前記本体部、前記ジャックボルト、及び/又は前記細長い締結部材とのシールを形成するように構成される、請求項1~6の何れか一項に記載のマルチジャックボルトテンショナ又は方法。
- 前記円筒状リップは、前記細長い締結部材とシールを形成するように構成される、請求項1~7の何れか一項に記載のマルチジャックボルトテンショナ又は方法。
- 前記円筒状リップは、前記本体部とのシールを形成するように構成される、請求項1~8の何れか一項に記載のマルチジャックボルトテンショナ又は方法。
- マルチジャックボルトテンショナであって:
細長い締結部材と係合するように形成された、又はそれと一体的に形成された本体部であって、前記本体部はその外周の周りの離隔した位置で長手方向中心軸から均一に離隔した複数の孔を有し、前記孔は本体ねじ山が形成された側壁を有し、前記本体部の基部は、円筒状リップ突出部を備える本体部;
前記本体部の孔のうちの1つに前記本体ねじ山と係合するためのねじ山を有する本体をそれぞれ含むジャックボルト;及び
締結されるべきワークピースに力を加えるための環状荷重支持部材であって、前記細長い締結部材の周りに配置されるように配置され、前記円筒状リップ突出部は、環状の荷重支持部材と共に位置するように構成される環状荷重支持部材;
を備える、マルチジャックボルトテンショナ。 - 第1のワークピースと第2のワークピースとを一緒に圧縮する方法であって:
前記第1のワークピース上に環状の荷重支持部材を配置する工程;
前記荷重支持部材上に本体部を配置する工程であって、前記本体部は細長い締結部材と係合するように形成されるか、又はそれと一体的に形成され、前記本体部はその外周の周りの離隔した位置で長手方向中心軸から均一に離隔した複数の孔を有し、前記孔は本体ねじ山が形成された側壁を有し、前記本体部の基部の下側は前記環状荷重支持ワッシャに当接する円筒状リップ突出部を備える工程;
前記第2のワークピースの外側の細長い締結部材を捕捉する工程;
前記本体部の孔の各々の前記本体ねじ山と係合するねじ山を有する本体を含むジャックボルトを結合する工程;及び、
前記ジャックボルトに張力をかける工程、を含み、これにより前記第1のワークピース及び前記第2のワークピースを互いに向かって圧縮する、方法。 - 前記円筒状リップは、前記細長い締結部材とシールを形成するように構成される、請求項10に記載のマルチジャックボルトテンショナ又は請求項11に記載の方法。
- 前記本体部は、前記細長い締結部材と係合するための軸方向開口部を備えて形成される、請求項1~12の何れか一項に記載のマルチジャックボルトテンショナ又は方法。
- 前記軸方向開口部は、その端部が閉鎖されている、請求項1~13の何れか一項に記載のマルチジャックボルトテンショナ又は方法。
- 前記第1のワークピース及び前記第2のワークピースを圧縮するために液圧を印加する工程を更に含む、請求項2又は請求項11に記載の方法。
- 前記ジャックボルトに張力をかける工程の後に、前記液圧を解放する工程を更に含む、請求項15に記載の方法。
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