JPS59133891A - 流体回り継手のシ−ル構造 - Google Patents
流体回り継手のシ−ル構造Info
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- JPS59133891A JPS59133891A JP58252344A JP25234483A JPS59133891A JP S59133891 A JPS59133891 A JP S59133891A JP 58252344 A JP58252344 A JP 58252344A JP 25234483 A JP25234483 A JP 25234483A JP S59133891 A JPS59133891 A JP S59133891A
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L39/00—Joints or fittings for double-walled or multi-channel pipes or pipe assemblies
- F16L39/06—Joints or fittings for double-walled or multi-channel pipes or pipe assemblies of the multiline swivel type, e.g. comprising a plurality of axially mounted modules
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
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- F16J15/46—Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings
- F16J15/48—Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings influenced by the pressure within the member to be sealed
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は流体回り継手用のシール構造に関するものであ
り、さらに具体的にいえば、油およびガスのタンカーの
海上積込みターミナタで通常使用するような、高圧流体
およびガス用の大口径の回り継手のための7−ル構造に
関するものである。
り、さらに具体的にいえば、油およびガスのタンカーの
海上積込みターミナタで通常使用するような、高圧流体
およびガス用の大口径の回り継手のための7−ル構造に
関するものである。
石油およびガスの海中生産系の開発は、浮遊化工程およ
び貯蔵船がその一つの重要な構成部分として高圧の多重
通路流体回り継手を組込むという概念を含んでいた。こ
の流体回り継手はその中にその内部から下向きに延ひて
ガス、油、空気、水捷た(まその他の流体をそこまで捷
たはそこから下方へのいずれかへ運ぶ複数個の静止流体
通路を含んでいる。複数個のカップリングがこの流体回
り継手の外側にとりつけられていてそれと相対的に回転
可能であり、各々の回転可能カップリングは流体回り継
手を通して静止する流体通路捷たは流体パイプの一つと
連通してG、2る。米国特許第2.894,268号お
よび第3,590,407号は上記と同じ概念を用いた
フロート支持海中ターミナルを開示している。
び貯蔵船がその一つの重要な構成部分として高圧の多重
通路流体回り継手を組込むという概念を含んでいた。こ
の流体回り継手はその中にその内部から下向きに延ひて
ガス、油、空気、水捷た(まその他の流体をそこまで捷
たはそこから下方へのいずれかへ運ぶ複数個の静止流体
通路を含んでいる。複数個のカップリングがこの流体回
り継手の外側にとりつけられていてそれと相対的に回転
可能であり、各々の回転可能カップリングは流体回り継
手を通して静止する流体通路捷たは流体パイプの一つと
連通してG、2る。米国特許第2.894,268号お
よび第3,590,407号は上記と同じ概念を用いた
フロート支持海中ターミナルを開示している。
このような回り継手に関連する一つの問題は、そイz
K v)75>ろ6000 psi (4,2X 10
’んPa )に及ぶ比軟的大きい差圧に耐え、同時に捷
だ回り継手に関連する相対的回転運動を与える/−ルを
提供することである。これらの多くの流体回り継手にお
いて利用されてきたシールはV型のりノブシールであっ
て、これらは大きい差圧に適応させろよう設計するとき
には回り継手中できわめて大きい摩擦力を生ずることが
しばしばある。
K v)75>ろ6000 psi (4,2X 10
’んPa )に及ぶ比軟的大きい差圧に耐え、同時に捷
だ回り継手に関連する相対的回転運動を与える/−ルを
提供することである。これらの多くの流体回り継手にお
いて利用されてきたシールはV型のりノブシールであっ
て、これらは大きい差圧に適応させろよう設計するとき
には回り継手中できわめて大きい摩擦力を生ずることが
しばしばある。
従って、その大きい差圧は柔軟々シール層部材ケノール
しようと設計されているギヤツブの中へ押出す結果さな
る。在来の回り継手は内側リングの周りを回転する外側
リングで以て、これらの間にラジアル・ソールを用いて
、しげしげ構成されてきた。大きい内部圧力はしげしげ
リング内で偏りを生じこれが半径方向の間隙を増力口さ
せろ。普通のシール材料はシールの圧力保全性を維持し
ながらこのギヤノブを有効に橋渡しすることができない
。それゆえ、普通のシール材は半径方向のクリアランス
・ギャップを橋渡しするよう材料の物理的強度を増す各
種の要素で以て補強きれてきた。
しようと設計されているギヤツブの中へ押出す結果さな
る。在来の回り継手は内側リングの周りを回転する外側
リングで以て、これらの間にラジアル・ソールを用いて
、しげしげ構成されてきた。大きい内部圧力はしげしげ
リング内で偏りを生じこれが半径方向の間隙を増力口さ
せろ。普通のシール材料はシールの圧力保全性を維持し
ながらこのギヤノブを有効に橋渡しすることができない
。それゆえ、普通のシール材は半径方向のクリアランス
・ギャップを橋渡しするよう材料の物理的強度を増す各
種の要素で以て補強きれてきた。
不幸に、して、これらの補強用要素はシール材料配合物
を弾性孕より小さくかつ磨耗性の太きいものにする傾向
がある。従って、これらの配合物で形成されたシールは
/−ルを行なわせるのにより大きい接触力をもたねばな
らない。なぜならば、弾性の低い材料はり)み合いシー
ル面中の微小溝を満たして流体通過のすべてを7−ルす
るようにすることに対して抵抗性を増すからである。材
料配合物の補強用要素の接触応力および磨耗性質が大き
いほどシールおよびシールかみ合い表面の両方の磨耗を
増す傾向があり、しげしげ、シールの圧力保全性の低下
に運がる。ギャップ中へのシール材料押出しの問題を解
決するために、在来の技術はまた硬質プラスチックまた
は金属の押出抑制リングを利用してシール要素を支持し
かつ流体回り継手のリング間の間隙を橋渡ししてきた。
を弾性孕より小さくかつ磨耗性の太きいものにする傾向
がある。従って、これらの配合物で形成されたシールは
/−ルを行なわせるのにより大きい接触力をもたねばな
らない。なぜならば、弾性の低い材料はり)み合いシー
ル面中の微小溝を満たして流体通過のすべてを7−ルす
るようにすることに対して抵抗性を増すからである。材
料配合物の補強用要素の接触応力および磨耗性質が大き
いほどシールおよびシールかみ合い表面の両方の磨耗を
増す傾向があり、しげしげ、シールの圧力保全性の低下
に運がる。ギャップ中へのシール材料押出しの問題を解
決するために、在来の技術はまた硬質プラスチックまた
は金属の押出抑制リングを利用してシール要素を支持し
かつ流体回り継手のリング間の間隙を橋渡ししてきた。
不幸にして、これらの在来技術の設計は完全には満足で
あろことか証明されていない。
あろことか証明されていない。
本発明によれば、一つのシールされた流体回り継手が提
供されるのであり、それは、 (CL)共通の中央縦軸の周りで相互に関して回転可能
である第一および第二の隣接するジヨイント・リングで
あって;かつ、それらの間の環状リング型クリアランス
・ギャップを規定してその両リング間の相対的回転運動
を可能にしており、その第一のリングがクリアランス・
ギャップに隣接する一つの環状のシール・ハウジング溝
−を規定してぃろ;第一および第二の隣接ジヨイント・
リング、(b) この環状のシール・ハウジング溝の
中に置力Δれかつ第一のジョイン・リングと第二のジョ
イング・リングとの間に一つの流体シールを提供するよ
うに適合させた環状シールであって;項状可焼性シール
用部材、この可撓性シール用部材がこの環状シールに;
QΔかる流体圧力差によってクリアランス−ギャップの
中へ変形し込むこ(!:を妨げるための比較的硬い環状
の押出抑制リング、および、この環状シール用部材を第
二リング上の14接シ一ル面へ向けて片よらせて両リン
グ間に上記の流体シールを提供するための手段を含む;
環状シール、から成り立っている。
供されるのであり、それは、 (CL)共通の中央縦軸の周りで相互に関して回転可能
である第一および第二の隣接するジヨイント・リングで
あって;かつ、それらの間の環状リング型クリアランス
・ギャップを規定してその両リング間の相対的回転運動
を可能にしており、その第一のリングがクリアランス・
ギャップに隣接する一つの環状のシール・ハウジング溝
−を規定してぃろ;第一および第二の隣接ジヨイント・
リング、(b) この環状のシール・ハウジング溝の
中に置力Δれかつ第一のジョイン・リングと第二のジョ
イング・リングとの間に一つの流体シールを提供するよ
うに適合させた環状シールであって;項状可焼性シール
用部材、この可撓性シール用部材がこの環状シールに;
QΔかる流体圧力差によってクリアランス−ギャップの
中へ変形し込むこ(!:を妨げるための比較的硬い環状
の押出抑制リング、および、この環状シール用部材を第
二リング上の14接シ一ル面へ向けて片よらせて両リン
グ間に上記の流体シールを提供するための手段を含む;
環状シール、から成り立っている。
本発明におけるいくつかの具体化において、回り継手は
中央縦軸の周りに対称的にひろがる円筒状に形づくられ
たクリアランス・ギャップをもつ一つのラジアル・ソー
ル構造を規定する。本発明におけるその他のもう一つの
構造においては、回り継手は中央縦軸の周りに対称的に
位置する半径方向に平らな形状のクリアランス・ギヤツ
ブをもつ一つの面シール構造を規定する。
中央縦軸の周りに対称的にひろがる円筒状に形づくられ
たクリアランス・ギャップをもつ一つのラジアル・ソー
ル構造を規定する。本発明におけるその他のもう一つの
構造においては、回り継手は中央縦軸の周りに対称的に
位置する半径方向に平らな形状のクリアランス・ギヤツ
ブをもつ一つの面シール構造を規定する。
便宜的には、前述の片寄せは環状シール用部材を第二リ
ンク上の上記シール面へ向けて片寄うせるための、プー
ルハウジング溝の中に位置する一つのスプリングによっ
て達成される。
ンク上の上記シール面へ向けて片寄うせるための、プー
ルハウジング溝の中に位置する一つのスプリングによっ
て達成される。
このスプリングのは力)にある場合にはこのスプリング
に代るものとして、このシールを横断して存在する差圧
が環状シール用部材を第二ジヨイント−リング上のシー
ル面へ向けて圧力で片寄らすように働きかつ壕だ/−ル
材押出ギャップを最小にするように作用する。
に代るものとして、このシールを横断して存在する差圧
が環状シール用部材を第二ジヨイント−リング上のシー
ル面へ向けて圧力で片寄らすように働きかつ壕だ/−ル
材押出ギャップを最小にするように作用する。
添付図面において、図では同じ構成成分は共通の参照番
号がつけられているが、第1図はラジアル・タイプのシ
ール構造全内部にもつ流体回りの継手の一つのはじめて
知られたタイプの立面断面図であり、第2.3.5およ
び7図は本発明による面タイプの回り継手のそれぞれ第
一、第二、第三、および第四の例による断面図であり;
第4図と第6図は本発明による半径方向タイプの流体継
手シールのそれぞれ第一および第二の例による断面図を
描いている。
号がつけられているが、第1図はラジアル・タイプのシ
ール構造全内部にもつ流体回りの継手の一つのはじめて
知られたタイプの立面断面図であり、第2.3.5およ
び7図は本発明による面タイプの回り継手のそれぞれ第
一、第二、第三、および第四の例による断面図であり;
第4図と第6図は本発明による半径方向タイプの流体継
手シールのそれぞれ第一および第二の例による断面図を
描いている。
第1図を参照すると、ラジアル流体ノールを内部にもつ
はじめて知られたタイプの流体回り継手10が示されて
いる。各種の直径をもつ複数個の回転不能の流体通路ま
たはパイプ12が回り継手内を垂直にそれぞれ異なる水
準までのびている。
はじめて知られたタイプの流体回り継手10が示されて
いる。各種の直径をもつ複数個の回転不能の流体通路ま
たはパイプ12が回り継手内を垂直にそれぞれ異なる水
準までのびている。
代表的にいえば、これらの通路またはパイプはガス、油
、空気、水または他の流体を6000 psi(4,2
x 10’ kPa )までの範囲の圧力において回り
継手10のところまであるいはそれから下方へのいずれ
かに運ぶ。この流体回り継手の一番上の水準はその他の
水準の見本であって、一つの相対的に静止した内側ジヨ
イント・リング14と回転可能の外側−ジヨイント・リ
ング12とを含んでいる。この内および外側のジヨイン
ト・リング14と16とはそれらの間で一つの環状流体
マニホールド18を規定している。流体通路12の一つ
はカンプリング19によってリング14の内壁ヲ通して
この環状流体マニホールド18へ接合芒れ、そして同様
に、カップリング20(流体回り継手の下方水率のいく
つかについてのみ示されている)は外側ジヨイント・リ
ング16の外壁7>)ら通がる。
、空気、水または他の流体を6000 psi(4,2
x 10’ kPa )までの範囲の圧力において回り
継手10のところまであるいはそれから下方へのいずれ
かに運ぶ。この流体回り継手の一番上の水準はその他の
水準の見本であって、一つの相対的に静止した内側ジヨ
イント・リング14と回転可能の外側−ジヨイント・リ
ング12とを含んでいる。この内および外側のジヨイン
ト・リング14と16とはそれらの間で一つの環状流体
マニホールド18を規定している。流体通路12の一つ
はカンプリング19によってリング14の内壁ヲ通して
この環状流体マニホールド18へ接合芒れ、そして同様
に、カップリング20(流体回り継手の下方水率のいく
つかについてのみ示されている)は外側ジヨイント・リ
ング16の外壁7>)ら通がる。
その配置は、一つの流体通路がカンプリング20力1ら
流体マニホールド18を通して垂直流体通路12の一つ
へ確立され、一方まだ、静止している内側ジヨイント・
リング14および流体通路またはパイプ12と相対的な
カップリング20と外側ジヨイント・リングとの回転を
可能にするような配置である。内側および外側のジヨイ
ント・リング14および16は共通の同心的軸@21を
もち、外側リング16の回転もこの共通軸の周はおこる
。
流体マニホールド18を通して垂直流体通路12の一つ
へ確立され、一方まだ、静止している内側ジヨイント・
リング14および流体通路またはパイプ12と相対的な
カップリング20と外側ジヨイント・リングとの回転を
可能にするような配置である。内側および外側のジヨイ
ント・リング14および16は共通の同心的軸@21を
もち、外側リング16の回転もこの共通軸の周はおこる
。
内側および外側のジヨイント・リング14と17(まそ
れらの間に上方2よひ下方の小さい環状のクリアランス
・ギャップ22を規定して相対的回転運動を可能にする
。第1図はラジアル・タイプの回り継手シールを描いて
おり、クリアランス・ギャップ22は一般的には円筒状
の形を形成する。
れらの間に上方2よひ下方の小さい環状のクリアランス
・ギャップ22を規定して相対的回転運動を可能にする
。第1図はラジアル・タイプの回り継手シールを描いて
おり、クリアランス・ギャップ22は一般的には円筒状
の形を形成する。
複数個の環状シール24はこのクリアランス・ギャップ
22の中に備えられていて流体マニホールドをノールし
、一方、寸だ相対的回転運動も提供する。
22の中に備えられていて流体マニホールドをノールし
、一方、寸だ相対的回転運動も提供する。
当業において知られている流体回り継手は壕だ面タイプ
のシール構造紫もつ第二のタイプの流体回り継手を用い
るが、その構造は第1図に描く流体回り継手の第二着目
の高さの水準の右側に点線で一般的に示されている。こ
のタイプの7−ルに゛ぢいては、各の流体マニホールド
は上部ジヨイント・リングと下部ジヨイント・リングと
によって規定され、それらの間のクリアランス・ギャッ
プ26は共通の中実軸線21の周りに対称的にひろがる
半径方向に平らな形のギャップである。面タイプのシー
ルをもう流体回り継手においては、上部および下部のジ
ヨイント・リングは通常は、相互に相対的に回転し得る
別々の一体用部分として構成される。複数個の環状シー
ル28が半径方向に平らなギャップ26の中に与えられ
ており、これらのシールは前述の環状シール24に類似
の機能をもつ。
のシール構造紫もつ第二のタイプの流体回り継手を用い
るが、その構造は第1図に描く流体回り継手の第二着目
の高さの水準の右側に点線で一般的に示されている。こ
のタイプの7−ルに゛ぢいては、各の流体マニホールド
は上部ジヨイント・リングと下部ジヨイント・リングと
によって規定され、それらの間のクリアランス・ギャッ
プ26は共通の中実軸線21の周りに対称的にひろがる
半径方向に平らな形のギャップである。面タイプのシー
ルをもう流体回り継手においては、上部および下部のジ
ヨイント・リングは通常は、相互に相対的に回転し得る
別々の一体用部分として構成される。複数個の環状シー
ル28が半径方向に平らなギャップ26の中に与えられ
ており、これらのシールは前述の環状シール24に類似
の機能をもつ。
第2図を参照すると、面タイプの流体回り継手は第一の
上部ジヨイント・リング36吉第二の下部ジヨイント・
リング38との間に形成をれて、小をい平らな環状クリ
アランス・ギャップ40がその間に形成されるようにな
る。環状のシールハウジング溝42は上部リング36の
周りに形成されてギャップ40と連通し環状シールの構
成諸成分とその中に位置させかつ囲っている。この環状
シールは、二つの相対的に可動のリング36.38の間
に面流体シールを形成するよう適合させた環状の柔軟な
シール用部材44と比絞的硬い押出抑制リング46とを
含む。押出抑制リング46はL型断面をもち、シール用
部材44がこのリングの二本の脚の間に形成されたくぼ
みの内部に位置している。この押出抑制リング46は柔
軟外シール用部材44がこの)−ルを横断して存在する
比較的大きい流体差圧によってクリアライス・ギャップ
40の中へ押出されることを妨げるように機能する。O
−IJソングシール48は押出抑制リング46の外側面
の中の環状溝51の中に設けられていて押出抑制リング
46と環状@42の外側側面との間に比較的静止したシ
ールを提供する。
上部ジヨイント・リング36吉第二の下部ジヨイント・
リング38との間に形成をれて、小をい平らな環状クリ
アランス・ギャップ40がその間に形成されるようにな
る。環状のシールハウジング溝42は上部リング36の
周りに形成されてギャップ40と連通し環状シールの構
成諸成分とその中に位置させかつ囲っている。この環状
シールは、二つの相対的に可動のリング36.38の間
に面流体シールを形成するよう適合させた環状の柔軟な
シール用部材44と比絞的硬い押出抑制リング46とを
含む。押出抑制リング46はL型断面をもち、シール用
部材44がこのリングの二本の脚の間に形成されたくぼ
みの内部に位置している。この押出抑制リング46は柔
軟外シール用部材44がこの)−ルを横断して存在する
比較的大きい流体差圧によってクリアライス・ギャップ
40の中へ押出されることを妨げるように機能する。O
−IJソングシール48は押出抑制リング46の外側面
の中の環状溝51の中に設けられていて押出抑制リング
46と環状@42の外側側面との間に比較的静止したシ
ールを提供する。
コイル状圧縮スプリング50は押出抑制リングの周縁の
周りに規則的間隔で置かれ、シール・−・ウジフグ溝の
上部壁と押出抑制リングの上部面との間で圧縮状て゛ひ
ろがっていて、押出抑制リング並ひにその下に位置する
シール用部材44を下部リング38の比較的平らな上部
シール面へ向けて片寄らせ初期低圧シールを提供する。
周りに規則的間隔で置かれ、シール・−・ウジフグ溝の
上部壁と押出抑制リングの上部面との間で圧縮状て゛ひ
ろがっていて、押出抑制リング並ひにその下に位置する
シール用部材44を下部リング38の比較的平らな上部
シール面へ向けて片寄らせ初期低圧シールを提供する。
シールを横断する差圧もまたこの片寄りを助けるように
機能する。何故ならば、マニホールド18の比較的高い
流体内圧はギャップ40と、シール44および押出抑制
リング46の内面と溝42の内面吉の間のクリアランス
とを通して到達してこの高い内圧を押出抑制リング46
の上面へ伝達する。比較的小さいシール押出ギャップ5
2は押出抑制リング46の下側縁と下部リング38の上
部シール面との間に存在して押出抑制リングを横断して
存在する高い差圧がシール44を下部リング38の上部
シール面へしつ力1つと圧しつける働きをする。やや異
なる表現をすれば、シール部材44の下側縁における面
シールとO−リング・シール48との間の直径の差は押
出抑制リングを下方リング38の上部シール卯へ向けて
下向きに押しつける一つの環状ピストン領域をつくり出
す。差圧とスプリング50との両方による押出抑制リン
グ46上の下向き力はシール用部材を圧縮し、シール押
出ギャップ52を最小にするかあるいは無くしそれによ
ってシール44がギャップ52中へのシール44の押出
しを有効に妨げる。
機能する。何故ならば、マニホールド18の比較的高い
流体内圧はギャップ40と、シール44および押出抑制
リング46の内面と溝42の内面吉の間のクリアランス
とを通して到達してこの高い内圧を押出抑制リング46
の上面へ伝達する。比較的小さいシール押出ギャップ5
2は押出抑制リング46の下側縁と下部リング38の上
部シール面との間に存在して押出抑制リングを横断して
存在する高い差圧がシール44を下部リング38の上部
シール面へしつ力1つと圧しつける働きをする。やや異
なる表現をすれば、シール部材44の下側縁における面
シールとO−リング・シール48との間の直径の差は押
出抑制リングを下方リング38の上部シール卯へ向けて
下向きに押しつける一つの環状ピストン領域をつくり出
す。差圧とスプリング50との両方による押出抑制リン
グ46上の下向き力はシール用部材を圧縮し、シール押
出ギャップ52を最小にするかあるいは無くしそれによ
ってシール44がギャップ52中へのシール44の押出
しを有効に妨げる。
シール用部材44はその環の長さに沿ってひろがる内面
の中のV型のくぼんだスロットを含み、これはまたこの
Vスロットの下部面とシール部材44の下面との間に存
在するすべての差圧を利用してシール部材44を下部リ
ング38の上部シール表へ向けてしっかりと片寄らせ、
それによってそこにおける有効な面シールを提供する傾
向がある。
の中のV型のくぼんだスロットを含み、これはまたこの
Vスロットの下部面とシール部材44の下面との間に存
在するすべての差圧を利用してシール部材44を下部リ
ング38の上部シール表へ向けてしっかりと片寄らせ、
それによってそこにおける有効な面シールを提供する傾
向がある。
第2図において示す・7〜ル構造はまた一つの自由な浮
遊環状シールを提供し、これは次のようにクリアランス
・ギャップにおけろ限られた変動を補償することができ
る。第2図に示す通り、限定されたクリアランスが押出
抑制リング46の頂部と環状溝42の頂部との間に存在
し、こイtは溝の中の押出抑制リングの限られた垂直方
向運動を可能としてこのクリアランス・ギャップ内の変
動をすべて補償する。この限られた動きは実質的に7−
ル押出ギヤツプに実質的に影響しない。
遊環状シールを提供し、これは次のようにクリアランス
・ギャップにおけろ限られた変動を補償することができ
る。第2図に示す通り、限定されたクリアランスが押出
抑制リング46の頂部と環状溝42の頂部との間に存在
し、こイtは溝の中の押出抑制リングの限られた垂直方
向運動を可能としてこのクリアランス・ギャップ内の変
動をすべて補償する。この限られた動きは実質的に7−
ル押出ギヤツプに実質的に影響しない。
第3図は第二の具体化を描いており、圧力で稼動させる
( pressure−anergizecl)低摩擦
の回転する面タイプのシール用部材54が一体的な押出
抑制リング56と一緒に構成されている。シール用部材
54は環状の弾性体によって規定され、これにはQ 、
11ングを受けるためにその外側面の中に環状溝60
が備えられてシール用部材54と環状のシール・・ウジ
フグ溝42の外側側面との間に比較的静止したシールを
提供する。第1図の具体化に類似の方法で、コイル圧縮
スプリンダ50はソール・ハウジング溝42の上部壁と
シール用部材54の上部表面との間で圧縮状で延びてい
て7−ル54の下側面を下部リング38の上部シール面
へ向けて片寄せ初期低圧シールを提供する。シールを横
断する差圧もまたシール54の下側面を下部リング38
の上部シール面へ向けて片寄らせる。第2図の具体化に
類似の方法で、O〜リング・シール58と面シール54
のシール接触iatとの間のシール直径の差によって形
成される環状のピストン領域は正味の下向き差圧をつく
り出してシール54の下側面を下方リング38の上部シ
ール面へ向けて片寄らせる。環状シール上の差圧の力は
限られた程度まで面シール54と下方リング88との間
の摩擦力を決定し、シール直径はこの摩擦力を流体圧力
シールの保全性をなおも維持しながら最小化するように
選ぶことができる。第3図の具体化はまた第2図の具体
化と機能的に等しい姿で自由浮遊環状シールを提供して
いる。
( pressure−anergizecl)低摩擦
の回転する面タイプのシール用部材54が一体的な押出
抑制リング56と一緒に構成されている。シール用部材
54は環状の弾性体によって規定され、これにはQ 、
11ングを受けるためにその外側面の中に環状溝60
が備えられてシール用部材54と環状のシール・・ウジ
フグ溝42の外側側面との間に比較的静止したシールを
提供する。第1図の具体化に類似の方法で、コイル圧縮
スプリンダ50はソール・ハウジング溝42の上部壁と
シール用部材54の上部表面との間で圧縮状で延びてい
て7−ル54の下側面を下部リング38の上部シール面
へ向けて片寄せ初期低圧シールを提供する。シールを横
断する差圧もまたシール54の下側面を下部リング38
の上部シール面へ向けて片寄らせる。第2図の具体化に
類似の方法で、O〜リング・シール58と面シール54
のシール接触iatとの間のシール直径の差によって形
成される環状のピストン領域は正味の下向き差圧をつく
り出してシール54の下側面を下方リング38の上部シ
ール面へ向けて片寄らせる。環状シール上の差圧の力は
限られた程度まで面シール54と下方リング88との間
の摩擦力を決定し、シール直径はこの摩擦力を流体圧力
シールの保全性をなおも維持しながら最小化するように
選ぶことができる。第3図の具体化はまた第2図の具体
化と機能的に等しい姿で自由浮遊環状シールを提供して
いる。
第4図はラジアル・シールをもつ流体回り継手を描いて
いるが、その中には、ラジアルタイプのシールの場合に
遭遇するかもしれない偏心問題を補償する自由浮遊構成
部品を含んでいる。既知の従来法シールは一般的には、
内側と外側の両ジョインレリングが偏心しな“い′−!
まである限りは、ラジアル・シールをもつ流体回り継手
において満足に働いた。しかし、内側と外側の両ジヨイ
ント・リングの相対的な偏心はすべて、しげしげ可塑性
の押出抑制リングが有効でなくなる点まで破壊または変
形される結果をもたらす。一方、金属の押出抑制リンク
゛は内側および外側のリングのシール面をこれらが偏心
状になるときには損傷し得ろ。
いるが、その中には、ラジアルタイプのシールの場合に
遭遇するかもしれない偏心問題を補償する自由浮遊構成
部品を含んでいる。既知の従来法シールは一般的には、
内側と外側の両ジョインレリングが偏心しな“い′−!
まである限りは、ラジアル・シールをもつ流体回り継手
において満足に働いた。しかし、内側と外側の両ジヨイ
ント・リングの相対的な偏心はすべて、しげしげ可塑性
の押出抑制リングが有効でなくなる点まで破壊または変
形される結果をもたらす。一方、金属の押出抑制リンク
゛は内側および外側のリングのシール面をこれらが偏心
状になるときには損傷し得ろ。
その上、偏心はしばしばシールの半径方向不均一負荷を
もたらし、このことはシールの保全性に悪影響を及ぼし
あるいは不均一なシール磨耗をひきおこす結果となり、
かぐして7−ルの早期破壊を、もたらす。ここにおいて
述べる、特に第4図を参照する具体化は内側および外側
のジョインレリングにおける偏心度を補償しかつクリア
ランス・ギャップ中へのシールの望ましくない押出しを
妨げるよう設計されている。
もたらし、このことはシールの保全性に悪影響を及ぼし
あるいは不均一なシール磨耗をひきおこす結果となり、
かぐして7−ルの早期破壊を、もたらす。ここにおいて
述べる、特に第4図を参照する具体化は内側および外側
のジョインレリングにおける偏心度を補償しかつクリア
ランス・ギャップ中へのシールの望ましくない押出しを
妨げるよう設計されている。
第4図を参照すると、回り継手は内側ジヨイント・リン
グ64と外側ジヨイント・リンク°66とを含み、半径
方向クリアランス・ギャップ68がそれらの間で規定さ
れている。シール保持リング70は複数個のボルト72
(1個だけ図示)によって位置を固定され、Q −リン
グ・シール74は−この画構成部品を相互に関してシー
ルしている。
グ64と外側ジヨイント・リンク°66とを含み、半径
方向クリアランス・ギャップ68がそれらの間で規定さ
れている。シール保持リング70は複数個のボルト72
(1個だけ図示)によって位置を固定され、Q −リン
グ・シール74は−この画構成部品を相互に関してシー
ルしている。
このシール保持リング70と外側リング66はともにク
リアランス・ギャップ68と連通ずる環状シールハウジ
ング溝76を規定する。環状7−ルは第2図の具体化と
同じく環状の柔軟シール用部材78とL型の押出抑制リ
ング80孕含んでいる。
リアランス・ギャップ68と連通ずる環状シールハウジ
ング溝76を規定する。環状7−ルは第2図の具体化と
同じく環状の柔軟シール用部材78とL型の押出抑制リ
ング80孕含んでいる。
押出抑制リング80の下側表面はO−リング84のハウ
ジングのための環状溝82を規定して押出抑制リング8
0とシール保持リング70との間にシールを提供する。
ジングのための環状溝82を規定して押出抑制リング8
0とシール保持リング70との間にシールを提供する。
自由浮遊する押出抑制リング80ははじめに内側ジヨイ
ント・リング64から比較的小さいシール押出ギャップ
86だけずらされている。
ント・リング64から比較的小さいシール押出ギャップ
86だけずらされている。
操作にあたっては、内圧&まラジアル・7−ル78と押
出抑制リング8oとの上方のクリアランス・ギャップを
通じて押出抑制リングの外側面へ伝達されて、シールを
横断する圧力差が押出抑制リングを内側リング64の外
側表面へ向けて圧す。
出抑制リング8oとの上方のクリアランス・ギャップを
通じて押出抑制リングの外側面へ伝達されて、シールを
横断する圧力差が押出抑制リングを内側リング64の外
側表面へ向けて圧す。
従ってこの配置は第2図の具体化と同様に圧力応答性で
ある。その上、シール・ハウジング溝76の外側直径と
の間に一つのクリアランスが提供され、このことは、シ
ール押出ギャップ8647?はシール用部材78の半径
方向荷重のいずれかへ悪影響を及ぼすことなしに、内側
リング64と相対的な外側リング66の限られた偏心的
水平運動を許す。
ある。その上、シール・ハウジング溝76の外側直径と
の間に一つのクリアランスが提供され、このことは、シ
ール押出ギャップ8647?はシール用部材78の半径
方向荷重のいずれかへ悪影響を及ぼすことなしに、内側
リング64と相対的な外側リング66の限られた偏心的
水平運動を許す。
第5図は第4図の具体化と概念が同じである面シールを
内部にもつ流体回り継手の一つの具体化−ル・ハウジン
グ溝88を規定し、その中でシール用部材90とL−型
押出抑制リング92とがとりつけられている。押出抑制
リング92はその中にO−IJソング6を備えて下側リ
ング38と相対的に押出抑制リングをシールする。操作
に当っては、シールを横断する差圧が押出抑制リングを
下向きに下側ジヨイント・リング38の上部表面へ向け
て圧し、この二つの要素が相互に締めつけられた苔まに
あるようにする。上側ジヨイント・リングのいかなる回
転も、シール・ハウジング溝88が実際上はその中にあ
るシール要素吉相対的に回転するよう、シール要素と相
対的に動くことになる。シールを横断す差圧も壕だシー
ル要素90の外側表面をシールハウジング(488の外
壁へ圧しつける。実際には、本具体化は面シールとラジ
アル・シールとの間の複合であり、なぜならば、面シー
ルらしく形づくられているけれども/−ル用部材9oと
シール・ハウジング溝88の外壁との間の動的シールは
ラジアル・シールと概念が同じである力)らである。
内部にもつ流体回り継手の一つの具体化−ル・ハウジン
グ溝88を規定し、その中でシール用部材90とL−型
押出抑制リング92とがとりつけられている。押出抑制
リング92はその中にO−IJソング6を備えて下側リ
ング38と相対的に押出抑制リングをシールする。操作
に当っては、シールを横断する差圧が押出抑制リングを
下向きに下側ジヨイント・リング38の上部表面へ向け
て圧し、この二つの要素が相互に締めつけられた苔まに
あるようにする。上側ジヨイント・リングのいかなる回
転も、シール・ハウジング溝88が実際上はその中にあ
るシール要素吉相対的に回転するよう、シール要素と相
対的に動くことになる。シールを横断す差圧も壕だシー
ル要素90の外側表面をシールハウジング(488の外
壁へ圧しつける。実際には、本具体化は面シールとラジ
アル・シールとの間の複合であり、なぜならば、面シー
ルらしく形づくられているけれども/−ル用部材9oと
シール・ハウジング溝88の外壁との間の動的シールは
ラジアル・シールと概念が同じである力)らである。
第6図は流体回り継手用の多重要素のラジアル・シール
の配置を描くもので一次シール要素98、二次シール要
素1001および押出抑制リング102を含む。−次シ
ール要素はその主たるシール機能においてノール要素4
4.54.78および90に相当し、高度に弾性である
が低強度の物質例えばゴムまたはテフロンのようなすぐ
れたシール特性を提供する物質で形成される。そのm−
次的機能はリング64の外側表面に対して流体/−ルを
提供することである。二次シール要素100は一次シー
ル要素よりはシール特性が低くかつより大きい強度をも
つ材料で構成される。この二次シール要素の主要目的は
一次ノール98の押出しを防止しかつまた一次シール中
の洩れがある場合の補助ソールとしても機能することで
ある。押出抑制リング102は要素46.54.70、
および92と同じ押出抑制機能を果たし、金属または非
金属のいずれかの性質の高強度材料で構成することがで
き、そして、一般的にはほとんどまたは全く/−ル性質
金もたず、この押出抑制要素の第一次機能は半径方向ク
リアランス・ギャップに橋渡しを行いかつ一次シールお
よび二次シールに対する支持を与えてそれらのシール押
出をすべて防ぐことである。
の配置を描くもので一次シール要素98、二次シール要
素1001および押出抑制リング102を含む。−次シ
ール要素はその主たるシール機能においてノール要素4
4.54.78および90に相当し、高度に弾性である
が低強度の物質例えばゴムまたはテフロンのようなすぐ
れたシール特性を提供する物質で形成される。そのm−
次的機能はリング64の外側表面に対して流体/−ルを
提供することである。二次シール要素100は一次シー
ル要素よりはシール特性が低くかつより大きい強度をも
つ材料で構成される。この二次シール要素の主要目的は
一次ノール98の押出しを防止しかつまた一次シール中
の洩れがある場合の補助ソールとしても機能することで
ある。押出抑制リング102は要素46.54.70、
および92と同じ押出抑制機能を果たし、金属または非
金属のいずれかの性質の高強度材料で構成することがで
き、そして、一般的にはほとんどまたは全く/−ル性質
金もたず、この押出抑制要素の第一次機能は半径方向ク
リアランス・ギャップに橋渡しを行いかつ一次シールお
よび二次シールに対する支持を与えてそれらのシール押
出をすべて防ぐことである。
一次シール98、二次ソール100および押出抑制リン
グ102は各々、それらの下面の中に形成された周辺溝
、それぞれ104.106および1oslもち上記下面
の中には0−リング110、]12、および114が置
かれて、それぞれ、−次シールと二次シールの間、二次
シールと押出抑制リングとの間、および、押出抑制リン
グとシール保持リングとの間、にシールを提供する。こ
れらのO−リング・シールはソール構成部品間の相対的
運動を圧力保全性を損うことなく可能にする。
グ102は各々、それらの下面の中に形成された周辺溝
、それぞれ104.106および1oslもち上記下面
の中には0−リング110、]12、および114が置
かれて、それぞれ、−次シールと二次シールの間、二次
シールと押出抑制リングとの間、および、押出抑制リン
グとシール保持リングとの間、にシールを提供する。こ
れらのO−リング・シールはソール構成部品間の相対的
運動を圧力保全性を損うことなく可能にする。
外側の周辺スプリング116は、これはコイル・スプリ
ングであることができるが、要素98.100、および
102の周りの周辺溝において設けられて、それらの各
々に内側リング64の外壁との均密接触を強制する。O
−11ング11o1112および114によって維持さ
れるシールを横断して存在する差圧はまたこれらの要素
、特に要素100と102、を内側リングの外壁へ向け
て片寄らせる。
ングであることができるが、要素98.100、および
102の周りの周辺溝において設けられて、それらの各
々に内側リング64の外壁との均密接触を強制する。O
−11ング11o1112および114によって維持さ
れるシールを横断して存在する差圧はまたこれらの要素
、特に要素100と102、を内側リングの外壁へ向け
て片寄らせる。
第7図は第6図のラジアル設計に匹敵する一つの面シー
ル構造を描いている。この面7−ル構造は一次ノール1
18、二次シール120、および押出抑制リング122
を、それぞれO−IJソング24.126、および12
8によってシールされて、含んでいる。要素118.1
201および122は一連のスプリング130,112
および134によって下側リング38の上面へ向けて片
寄らされ、これらのスプリングは図示のように彎曲させ
たリーフ・スプリングあるいは他の適切なタイプのスプ
リングのどれであってもよい。シールを横断する差圧は
壕だ要素、特に120と122を前記説明と実質的に同
じように下側リングの上面へ向けて片寄らせろ機能をも
つ。
ル構造を描いている。この面7−ル構造は一次ノール1
18、二次シール120、および押出抑制リング122
を、それぞれO−IJソング24.126、および12
8によってシールされて、含んでいる。要素118.1
201および122は一連のスプリング130,112
および134によって下側リング38の上面へ向けて片
寄らされ、これらのスプリングは図示のように彎曲させ
たリーフ・スプリングあるいは他の適切なタイプのスプ
リングのどれであってもよい。シールを横断する差圧は
壕だ要素、特に120と122を前記説明と実質的に同
じように下側リングの上面へ向けて片寄らせろ機能をも
つ。
第1図はラジアル・タイプのシール構造を内部にもつ流
体回り継手のはじめに知られ−たタイプの立面断面図を
描いており、第2.3.5、および7図は本発明による
面タイプの回り継手のそれぞれ第一、第二、第三および
第四の例による断面図であり、第4図および第6図は本
発明によるラジアルタイプの流体ジヨイント・シールの
それぞれ第一および第二の例による断面図を描いている
。 10・・・回り継手 12・・・外側ジヨイントリン
グ14・・・内側ジヨイントリング 19 カップリン
タ22・クリアランスギャップ 36 ・上部ンヨイントリング 38 ・下部ジヨイントリング 42・・シールハウジング溝 44・・シール用部材4
6 ・押出抑制リング50・・コイル状圧縮スプリング
%許出願人 モービル・オイル・コーポレーション
化 理 人 弁理士 湯 浅 恭 E・
しニコ−1」 (外4名)
体回り継手のはじめに知られ−たタイプの立面断面図を
描いており、第2.3.5、および7図は本発明による
面タイプの回り継手のそれぞれ第一、第二、第三および
第四の例による断面図であり、第4図および第6図は本
発明によるラジアルタイプの流体ジヨイント・シールの
それぞれ第一および第二の例による断面図を描いている
。 10・・・回り継手 12・・・外側ジヨイントリン
グ14・・・内側ジヨイントリング 19 カップリン
タ22・クリアランスギャップ 36 ・上部ンヨイントリング 38 ・下部ジヨイントリング 42・・シールハウジング溝 44・・シール用部材4
6 ・押出抑制リング50・・コイル状圧縮スプリング
%許出願人 モービル・オイル・コーポレーション
化 理 人 弁理士 湯 浅 恭 E・
しニコ−1」 (外4名)
Claims (1)
- 1.7−ルされた流体回り継手であって;(a)共通の
中央縦軸線の周りで相互に相対的に回転することができ
る第一および第二の隣接するジヨイント・リングであり
、かつ、環状のリング型クリアランス・ギャップをそれ
らジヨイントリングの間に規定してそれらの間の相対的
回転運動を可能にするジヨイント・リングであって;こ
の第一リングがクリアランス・ギャップに接する環状の
シールノ・ウジフグ溝を規定している;ジヨイント・リ
ング、 (b)環状シール・・ウジフグ溝の中に位置し第一ジヨ
イント・リングと第二ジヨイント・リングの間に流体シ
ールを提供するよう適合させた環状シールであって;環
状可撓性シール用部材、この可撓性シール用部材が環状
/−ルを横断して存在する流体差圧によってクリアラン
ス・ギャップの中へ変形されることを妨げるための比較
的硬い環状の押出抑制リング、および環状シール用部材
を第二リング上の隣接シール面へ向けて片寄らせて前記
リング間の流体シールを提供する手段、を含む環状シー
ノペ カ)ら成る流体回り継手。 2、片寄らせ手段が、シールハウジング溝の中に置かれ
て環状シール用部材を第二ジヨイント・リング上のプー
ル面へ向けて押しつけるスプリング手段を含む、特許請
求の範囲第1項に記載の継手。 3、スプリング手段が押出抑制リングへ向って押し、そ
して押出抑制リングラ環状シール用部材へ向けて片寄ら
せてシール用部材を第二ジヨイントリング上のシール面
へ向けて押しつける、特許請求の範囲第2項に記載の継
手。 4、片寄らせ手段が使用中の環状ソールを横断して存在
する流体差圧を含む、特許請求の範囲第1項ないし第3
項のいずれかに記載の継手。 5、差圧が押出抑制リング上に作用し:01つ押出抑制
リングを環状シール用部材へ向けて片寄らせてシール用
部材を第二ジヨイント・リング上のシール面へ向けて押
しつける、特許請求の範囲第4項に記載の継手。 6、環状シール用部材がV型の環状スロットで以て形成
されている、特許請求の範囲第1項ないし第6項のいず
れかに記載の継手。 7、環状シール用部材中のV型スロットがクリアランス
・ギャップと連通している、特許請求の範囲第6項に記
載の継手。 8、押出抑制リングがL型断面のものであり、そして環
状シール用部材が押出抑制リングの脚の間に置かれる、
特許請求の範囲第1項ないし第7項のいずれかに記載の
継手。 9、環状シールカへ可撓性シール用部材と押出抑制リン
グとの中間に置いた環状の第二シール用部材を含む、特
許請求の範囲第1項ないし第8項に記載の継手。 10、可撓性シール用部材と第二ノール用部材との間、
および第二シール用部材と押出抑制リングとの間にそれ
ぞれ置いたO −IJソング含む、特許請求の範囲第9
項に記載の継手。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/454,826 US4555118A (en) | 1982-12-30 | 1982-12-30 | Seal construction for fluid swivel joints |
US454826 | 1982-12-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59133891A true JPS59133891A (ja) | 1984-08-01 |
Family
ID=23806270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58252344A Pending JPS59133891A (ja) | 1982-12-30 | 1983-12-28 | 流体回り継手のシ−ル構造 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4555118A (ja) |
JP (1) | JPS59133891A (ja) |
AU (1) | AU563744B2 (ja) |
CA (1) | CA1222785A (ja) |
FR (1) | FR2538875B1 (ja) |
GB (1) | GB2132726B (ja) |
NO (1) | NO834865L (ja) |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1207659A (en) * | 1984-01-24 | 1986-07-15 | Colin Ostick | High pressure, multiple passage swivel |
US4602806A (en) * | 1984-01-27 | 1986-07-29 | Mobil Oil Corporation | Seal construction for fluid swivel joints incorporating a free-floating anti-extrusion device with oil injection system |
CA1251392A (en) * | 1985-05-28 | 1989-03-21 | Peter R. Gibb | Sealing means for a multipath, multipass swivel |
US4662657A (en) * | 1985-08-30 | 1987-05-05 | Foster-Miller, Inc. | Flow system |
US4647076A (en) * | 1985-10-15 | 1987-03-03 | Amtel, Inc. | High pressure fluid swivel |
US4982889A (en) * | 1989-08-09 | 1991-01-08 | Union Carbide Corporation | Floating dual direction seal assembly |
DE3926591A1 (de) * | 1989-08-11 | 1991-02-14 | Alfill Getraenketechnik | Vorrichtung zum fuellen von behaeltern |
US5242198A (en) * | 1992-02-26 | 1993-09-07 | Imodco, Inc. | Fluid swivel seal arrangement |
US5411298A (en) * | 1993-05-18 | 1995-05-02 | Imodco, Inc. | High pressure seal arrangement |
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