JP7334101B2

JP7334101B2 - 耐圧試験機

Info

Publication number: JP7334101B2
Application number: JP2019185368A
Authority: JP
Inventors: 康生中本
Original assignee: Nippon Steel Texeng Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Texeng Co Ltd
Priority date: 2019-10-08
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2023-08-28
Anticipated expiration: 2039-10-08
Also published as: JP2021060315A

Description

本発明は、高温物搬送用分割ロールの軸受などのような水冷式軸受に内蔵された冷却水経路の耐水圧試験に使用される耐圧試験機に関する。

製鉄所において高温のスラブを搬送するエリアなどにおいては、例えば、図１５に示すような、高温物搬送用分割ロール５００が使用されている。図１５，図１６に示すように、高温物搬送用分割ロール５００においては、水冷式軸受架台５０５上に、３本のロール５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃが同一直線をなすように取り付けられ、それぞれのロール５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃの両端部に水冷式軸受１０が配置されている。

なお、図１５に示すように、稼働中の高温物搬送用分割ロール５００において、ロール５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃの両端部に配置された水冷式軸受１０はそれぞれ着脱可能なカバー１３で覆われている。

図１７～図２０に示すように、水冷式軸受１０においては、冷却水を流通させるための通水路１１が内蔵され、通水路１１と連通する複数の開口部１２，１２が底面１４に開設されている。図１７，図１８に示すように、水冷式軸受１０の正面下方には、軸受面１５に潤滑油を供給するための給由口１６と、軸受面１５を循環した潤滑油を排出するための排油口１７と、が設けられている。また、水冷式軸受１０の底面１４には、水冷式軸受１０の軸心１０ｃと平行をなす凹溝１９が設けられ、この凹溝１９を挟んで対称をなす位置にそれぞれ雌ネジ孔１８，１８が設けられている。

図１９，図２０に示すように、通水路１１は、底面１４の開口部１２，１２からそれぞれ垂直に立ち上る垂直部１１ａ，１１ａと、垂直部１１ａ，１１ａの上端からそれぞれ左右側面方向に延びる水平部１１ｂ，１１ｂと、軸受面１５の外周部分を包囲するとともに水平部１１ｂ，１１ｂを連通する倒立Ｕ字状の周回部１１ｃと、を備えている。

図１５に示すように、稼働中の高温物搬送用分割ロール５００に対して、矢線Ｖ方向から冷却水が供給され、供給された冷却水は図１５中のロール５０１ａの左端の水冷式軸受１０（図２０参照）の一方の開口部１２から垂直部１１ａ内に流入し、水平部１１ｂ、周回部１１ｃ、他方の水平部１１ｂ及び垂直部１１ａを経由して他方の開口部１２から流出する。

ロール５０１ａの左端の水冷式軸受１０から流出した冷却水は、通水管５０２内を流動してロール５０１ａの右端の水冷式軸受１０（図２０参照）の一方の開口部１２から流入して通水路１１内を一巡して他方の開口部１２から流出し、隣接するロール５０１ｂの左端の水冷式軸受１０（図２０参照）の一方の開口部１２から流入して通水路１１内を一巡して他方の開口部１２から流出する。

ロール５０１ｂの左端の水冷式軸受１０から流出した冷却水は、通水管５０３内を流動してロール５０１ｂの右端の水冷式軸受１０（図２０参照）の一方の開口部１２から流入し、以下、前述と同様のルートを経由し、通水管５０４内を流動し、最終的には、ロール５０１ｃの右端の水冷式軸受１０（図２０参照）の他方の開口部１２から流出し、矢線Ｗ方向に排水される。

ところで、図１５に示す高温物搬送用分割ロール５００を構成する水冷式軸受１０については、定期的なメンテナンスが行われた場合、あるいは、緊急的な補修などが行われた場合、メンテナンス後（補修後）の水冷式軸受１０に対し、通水路１１の耐水圧を確認するため耐圧試験が行われている。

従来の耐圧試験においては、図２１に示すような、試験用治具２０が使用されている。試験用治具２０は、水冷式軸受１０を載置可能な支持盤２１と、支持盤２１内に設けられた複数の通水経路（図示せず）と連通する給水管２２並びに排水管２３を備え、給水管２２の途中には開閉バルブ２６が取り付けられている。支持盤２１の上面には給水管２２と連通する接続部２４と、排水管２３と連通する接続部２５とが開設されている。また、支持盤２１には複数の貫通孔２７，２７が開設されている。

図２１に示すように、試験用治具２０の支持盤２１上に水冷式軸受１０を載置すると、図１８に示す水冷式軸受１０の底面１４の複数の開口部１２，１２がそれぞれ支持盤２１の接続部２４，２５と同軸上で接続され、同じく、底面１４の複数の雌ネジ孔１８，１８が支持盤２１の複数の貫通孔２７，２７と同軸上で連通される。

このように、試験用治具２０の支持盤２１上に水冷式軸受１０を載置した後、支持盤２１の下面側から貫通孔２７，２７に向かって雄ネジ２８，２８を差し込み、それぞれ雌ネジ孔１８，１８に螺合させて締め付けると、水冷式軸受１０が支持盤２１に固定される。

この後、開閉バルブ２６を開いて、所定の給水源（図示せず）から給水管２２を経由して圧送された試験水を水冷式軸受１０の通水路１１（図２０参照）内に充填し、排水管２３側を閉止し、通水路１１内に所定の水圧が生じた状態で所定時間保持し、保持中の通水路１１からの漏水の有無を確認することにより、耐圧試験の合否判断が行われている。

一方、本発明とは技術分野が異なるが、高圧送水ホースや高圧送水ホース端末部などの耐圧試験に使用される機材として、例えば、特許文献１に記載された「消防用送水管耐圧試験機」や、特許文献２に記載された「消防用ホース端末部耐圧試験機」などがある。

特開２００４－１５４３３２号公報特開２００５－２２１４７５号公報

図２１に示すように、従来の試験用治具２０を用いた耐圧試験においては、一つの試験用治具２０で１台の水冷式軸受１０の耐圧試験しか実行できないので、試験作業の効率が悪いという問題がある。

また、水冷式軸受１０を試験用治具２０にセットする場合、水冷式軸受１０を天地逆に反転させ、底面１４（図１８参照）を上に向けた状態にしなければ、雄ネジ２８，２８の螺着作業などを行うことができないので、反転作業にも多大な労力が費やされている。

さらに、試験用治具２０による耐圧試験中は、互いに一体化した水冷式軸受１０及び試験用治具２０を所定姿勢に保持するために、別途、姿勢保持手段を設けなければならないので、この固定作業にも多大な労力が必要である。

一方、特許文献１に記載された「消防用送水管耐圧試験機」や特許文献２に記載された「消防用ホース端末部耐圧試験機」は、それぞれ消防用送水管や消防用ホース端末部の耐圧試験を行うために特化されたものであるため、図１５～図１９に示す水冷式軸受の耐圧試験に使用することはできない。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、水冷式軸受の耐圧試験を効率化することができ、水冷式軸受の着脱作業を容易且つ安全に行うことができ、水冷式軸受の姿勢保持手段を別途設ける必要もない、耐圧試験機を提供することにある。

本発明に係る耐圧試験機は、
冷却水を流通させるための通水路が内蔵され、前記通水路と連通する複数の開口部が底面に開設された構造を有する水冷式軸受の前記通水路の耐圧機能を試験する耐圧試験機であって、
複数の水冷式軸受を載置可能な試験台と、
前記水冷式軸受を前記試験台に着脱可能に固定する固定手段と、
前記試験台を一定姿勢に保つ保持手段と、
前記試験台の上面において、前記試験台に載置される水冷式軸受の複数の開口部とそれぞれ接続可能な位置に開設された複数の接続口と、
前記接続口を経由して前記水冷式軸受の通水路に試験液体を充填するため前記試験台に設けられた給液経路と、を備えたことを特徴とする。

前記耐圧試験機においては、前記給液経路を前記試験台の内部に設けることができる。

前記耐圧試験機においては、前記給液経路を前記試験台の下方に設けることもできる。

前記耐圧試験機においては、前記固定手段として、前記水冷式軸受の下面側に開設された雌ネジ孔と、前記試験台を貫通して前記雌ネジ孔に螺着可能な雄ネジと、を設けることができる。

前記耐圧試験機においては、前記試験台及び前記保持手段を搬送可能な車輪を設けることもできる。

本発明により、水冷式軸受の耐圧試験を効率化することができ、水冷式軸受の着脱作業を容易且つ安全に行うことができ、水冷式軸受の姿勢保持手段を別途設ける必要もない、耐圧試験機を提供することができる。

本発明の実施形態である耐圧試験機を示す一部省略平面図である。図１に示す耐圧試験機を矢線Ｐ方向から見た一部省略側面図である。（ａ）は図２中のＡ－Ａ線方向から見た正面図であり、（ｂ）は図２中のＢ－Ｂ線における一部省略断面図であり、（ｃ）は図２中のＣ－Ｃ線における一部省略断面図である。図１に示す耐圧試験機の試験台に水冷式軸受をセットする過程を示す一部省略斜視図である。図１に示す耐圧試験機の試験台に水冷式軸受をセットし、台車に搭載した状態を示す一部省略斜視図である。図５に示す耐圧試験機の一部省略側面図である。図６中の矢線Ｑ方向から見た耐圧試験機の一部省略正面図である。本発明のその他の実施形態である耐圧試験機の試験台に水冷式軸受をセットした状態を示す一部切断側面図である。図８中の矢線Ｒ方向から見た一部切欠正面図である。図８に示すＤ－Ｄ線から見た耐圧試験機の一部省略平面図である。図８中の矢線Ｓ方向から見た耐圧試験機の一部省略底面図である。本発明のその他の実施形態である耐圧試験機の試験台に水冷式軸受をセットした状態を示す一部切断側面図である。図１２中のＥ－Ｅ線から見た対圧試験機の一部省略平面図である。図１２中の矢線Ｔ方向から見た耐圧試験機の一部省略底面図である。高温物搬送用分割ロールを示す一部省略斜視図である。図１５中の矢線Ｕ方向から見た高温物搬送用分割ロールの一部省略拡大図である。図１６に示す高温物搬送用分割ロールを構成する水冷式軸受の正面図である。図１７に示す水冷式軸受の一部省略底面図である。図１７中のＦ－Ｆ線における一部省略断面図である。図１９中のＧ－Ｇ線における水冷式軸受の一部省略断面図である。図１７に示す水冷式軸受を従来の耐圧試験機にセットする過程を示す一部省略斜視図である。

以下、図１～図１４に基づいて、本発明の実施形態である耐圧試験機１００，２００，３００について説明する。

初めに、図１～図７に基づいて耐圧試験機１００について説明する。図４，図５に示すように、本実施形態に係る耐圧試験機１００は、複数の水冷式軸受１０の通水路１１の耐圧機能を同時に試験することができる機器である。水冷式軸受１０は、図１７～図２０に基づいて説明した前述の水冷式軸受１０と同じ構造、機能を有するものであるため、説明を省略する。

図１～図５に示すように、耐圧試験機１００は、複数の水冷式軸受１０を載置可能な複数の試験台１Ｌ，１Ｒと、水冷式軸受１０を試験台１Ｌ，１Ｒに着脱可能に固定する固定手段である雌ネジ孔１８及び雄ネジ２８と、試験台１Ｌ，１Ｒを一定姿勢に保つ保持手段である保持プレート２及び台車３と、試験台１Ｌ，１Ｒの上面１ａにおいて試験台１Ｌ，１Ｒに載置される水冷式軸受１０の底面１４の複数の開口部１２，１２（図１８参照）とそれぞれ接続可能な位置に開設された複数の接続口４，４と、接続口４，４を経由して水冷式軸受１０の通水路１１に試験液体を充填するため試験台１Ｌ，１Ｒに内蔵された給液経路５と、を備えている。

試験台１Ｌ，１Ｒには、雄ネジ２８を挿通するための複数の貫通孔６が開設され、試験台１Ｌ，１Ｒの上面１ａにはそれぞれ凸条部７が設けられている。水冷式軸受１０を試験台１Ｌ，１Ｒにセットする際に、水冷式軸受１０の底面１４の凹溝１９（図１７参照）と凸条部７とが互いに嵌合する。

図１，図２に示すように、耐圧試験機１００においは、２台の試験台１Ｌ，１Ｒが同一平面上に配列され、試験台１Ｌ，１Ｒは２本の管状体８，８で連結されている。図１において試験台１Ｌの左側に内蔵された給液経路５ａには給液管２１が接続され、試験台１Ｒの右側に内蔵された給液経路５ｄには排液管２３が接続されている。また、試験台１Ｌの右側に内蔵された給液経路５ｂと、試験台１Ｒの左側に内蔵された給液経路５ｃとは、管状体８内に挿通された通液管２２により連通されている。図４に示すように、給液管２１及び排液管２３にはそれぞれ開閉弁２１ｖ，２３ｖが設けられている。

図５～図７に示すように、耐圧試験機１００においては、複数の車輪３１を有する台車３の載荷部３２に立設された保持プレート２上に試験台１Ｌ，１Ｒの下面が固着され、これによって試験台１Ｌ，１Ｒが一定姿勢（水平姿勢）に保持されている。台車３の車輪３１は回転自在であるため、作業者（図示せず）はハンドル３３を握って押したり、引いたりすることにより耐圧試験機１００を任意の場所まで搬送することができる。

ここで、図４，図５に基づいて、耐圧試験機１００の使い方について説明する。図４に示すように、試験台１Ｌ，１Ｒの上面１ａにそれぞれ水冷式軸受１０を載置し、試験台１Ｌ，１Ｒの下方から貫通孔６に向かって雄ネジ２８を差し込み、水冷式軸受１０の雌ネジ孔１８に螺着すると、水冷式軸受１０が試験台１Ｌ，１Ｒに固定される。このとき、図５に示すように、保持プレート２の存在により、試験台１Ｌ，１Ｒの下面と台車３の載荷部３２との間には所定の隙間が形成されているため、雄ネジ２８の螺着作業は容易かつ安全に行うことができる。

試験台１Ｌ，１Ｒに対して複数の水冷式軸受１０がセットされたら、給液管２１を給液手段（例えば、給水設備）に接続し、排液管２３を排液手段（例えば、排水設備）に接続した後、開閉弁２１ｖ，２３ｖを開いて、試験液体（例えば、水）を複数の水冷式軸受１０の通水路１１（図２０参照）に流入させる。

全ての水冷式軸受１０の通水路１１に試験液体が充填されたことが確認されたら、開閉弁２３ｖを閉じ、複数の水冷式軸受１０の通水路１１に所定の液圧が生じた状態とする。この状態で一定時間保持し、それぞれ水冷式軸受１０からの漏液の有無を確認することによって耐圧試験の合否を判断する。

耐圧試験が終わったら、開閉弁２１ｖを閉じ、開閉弁２３ｖを開いて、水冷式軸受１０の通水路１１内の試験液体を排出する。この後、雄ネジ２８を緩めて水冷式軸受１０の雌ネジ孔１８から離脱させれば、水冷式軸受１０を試験台１Ｌ，１Ｒから取り外すことができる。

このように、耐圧試験機１００は複数の水冷式軸受１０の耐圧試験を同時に行うことができるので、耐圧試験を効率化することができる。また、耐圧試験機１００においては、水平状態に保持された試験台１Ｌ，１Ｒの上面１ａに対して水冷式軸受１０を正立姿勢のままで着脱することができるので、水冷式軸受１０の着脱作業を容易且つ安全に行うことができ、水冷式軸受の姿勢保持手段を別途設ける必要もない、

なお、耐圧試験機１００は、２台の試験台１Ｌ，１Ｒを備えているが、これに限定するものではないので、３台以上の試験台を設けることもできる。

次、図８～図１１並びに図１２～図１４に基づいて耐圧試験機２００，３００について説明する。なお、耐圧試験機２００，３００の構成部分において、前述した耐圧試験機１００の構成部分と共通する部分については、図１～図７中に記載した符号と同符号を付して説明を省略する。

図８～図１１に示す耐圧試験機２００においては、複数（４個）の水冷式軸受１０を載置可能な１台の試験台２０１を備え、試験台２０１の上面２０１ａに載置される複数の水冷式軸受１０の通水路１１（図２０参照）に試験液体を充填するための給液経路（給液管２０２、排液管２０３）が試験台２０１の下方に露出状態で設けられている。給液管２０２及び排液管２０３の端部にはそれぞれ開閉弁２０２ｖ，２０３ｖが設けられている。

試験台２０１に対する水冷式軸受１０の固定手段は、前述した耐圧試験機１００と同様に、雌ネジ孔１８及び雄ネジ２８であるが、耐圧試験機２００においては、試験台２０１の下面２０１ｂと雄ネジ２８の頭部との間に管状のスペーサ２９が嵌装されている。

試験台２０１の上面２０１ａに複数の水冷式軸受１０をセットした後、給液管２０２、排液管２０３の端部をそれぞれ給液手段、排液手段に接続し、開閉弁２０２ｖ，２０３ｖを開いて、複数の水冷式軸受１０の通水路１１（図２０参照）に試験液体を充填した後、排液管２０３の開閉弁２０３ｖを閉じ、複数の水冷式軸受１０の通水路１１に所定の液圧が生じた状態とする。この状態で一定時間保持し、それぞれ水冷式軸受１０からの漏液の有無を確認することによって耐圧試験の合否を判断することができる。

耐圧試験機２００においては、給液経路（給液管２０２、排液管２０３）が試験台２０１の下方に露出状態で設けられ、複数の水冷式軸受１０の通水路１１を並列状に連通した状態で液圧を加えることができる。なお、給液管２０２並びに排液管２０３は同じ構造、機能を有しているため、互いに逆に使用することもできる。

耐圧試験機２００は、前述した耐圧試験機１００と同様の機能並びに作用効果を発揮する。

次に、図１２～図１４に基づいて耐圧試験機３００について説明する。なお、耐圧試験機３００の構成部分において前述した耐圧試験機２００と共通する部分については、図８～図１１中の符号と同符号を付して説明を省略する。

図１２～図１４に示す耐圧試験機３００においては、複数（３個）の水冷式軸受１０を載置可能な１台の試験台３０１を備え、試験台３０１の上面３０１ａに載置される複数の水冷式軸受１０の通水路１１（図２０参照）に試験液体を充填するための給液経路（給液管３０２、排液管３０３）が試験台３０１の下方に露出状態で設けられている。給液管３０２及び排液管３０３の端部にはそれぞれ開閉弁３０２ｖ，３０３ｖが設けられている。

試験台３０１の上面３０１ａに複数の水冷式軸受１０をセットした後、給液管３０２、排液管３０３の端部をそれぞれ給液手段、排液手段に接続し、開閉弁３０２ｖ，３０３ｖを開いて、複数の水冷式軸受１０の通水路１１（図２０参照）に試験液体を充填した後、排液管３０３の開閉弁３０３ｖを閉じ、複数の水冷式軸受１０の通水路１１に所定の液圧が生じた状態とする。この状態で一定時間保持し、それぞれ水冷式軸受１０からの漏液の有無を確認することによって耐圧試験の合否を判断することができる。

耐圧試験機３００の機能並びに作用効果は、前述した耐圧試験機１００，２００と同様であるが、耐圧試験機３００の優れている点は、耐圧試験機２００よりもコンパクトであることである。

なお、図１～図１４に基づいて説明した耐圧試験機１００，２００，３００は本発明に係る耐圧試験機を例示するものであり、本発明に係る耐圧試験機は、前述した耐圧試験機１００，２００，３００に限定されない。

本発明に係る耐圧試験機は、高温物搬送用分割ロールを使用する製鉄所やその他の製造業などの産業分野において広く利用することができる。

１Ｌ，１Ｒ，２０１，３０１試験台
１ａ，２０１ａ，３０１ａ上面
２保持プレート
３台車
４接続口
５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ給液経路
６貫通孔
７凸条部
８管状体
１０水冷式軸受
１１通水路
１１ａ垂直部
１１ｂ水平部
１１ｃ周回部
１２開口部
１３カバー
１６給油口
１７排油口
１８雌ネジ孔
１９凹溝
２１給液管
２１ｖ，２３ｖ，２０２ｖ，２０３ｖ，３０２ｖ，２０３ｖ開閉弁
２２通液管
２３排液管
２８雄ネジ
３０台車
３１車輪
３２載荷部
３３ハンドル
２０１ｂ，３０１ｂ下面

Claims

冷却水を流通させるための通水路が内蔵され、前記通水路と連通する複数の開口部が底面に開設された構造を有する水冷式軸受の前記通水路の耐圧機能を試験する耐圧試験機であって、
複数の水冷式軸受を載置可能な試験台と、
前記水冷式軸受を前記試験台に着脱可能に固定する固定手段と、
前記試験台を一定姿勢に保つ保持手段と、
前記試験台の上面において、前記試験台に載置される水冷式軸受の複数の開口部とそれぞれ接続可能な位置に開設された複数の接続口と、
前記接続口を経由して前記水冷式軸受の通水路に試験液体を充填するため前記試験台に設けられた給液経路と、
前記給液経路の一端に接続される通液管と、前記給液経路の他端に接続される排液管と、
前記通液管および前記排液管に設けられる開閉弁であり、閉じることで、試験液体により前記通水路に所定の液圧が生じた状態とする開閉弁と、
を備えた耐圧試験機。
前記給液経路を前記試験台の内部に設けた請求項１記載の耐圧試験機。
前記給液経路を前記試験台の下方に設けた請求項１記載の耐圧試験機。
前記固定手段として、前記水冷式軸受の下面側に開設された雌ネジ孔と、前記試験台を貫通して前記雌ネジ孔に螺着可能な雄ネジと、を備えた請求項１～３の何れかの項に記載の耐圧試験機。
前記試験台及び前記保持手段を搬送可能な車輪を設けた請求項１～４の何れかの項に記載の耐圧試験機。