JPS62283260A - パツキン及びその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 「発明の背景」 １９６８年ｌＯ月１日に発行された第３．４０４．０６
１号のシエーンの特許は、フレキシブルリボン、つまり
、膨張（発泡）されたグラファイトのテープが開示され
ている。このテープは、バインダー及び被覆を含まない
。平坦で且つ横方向にコルゲートが付けられてなるこの
ような材料には、その幅及び厚みの異なる種々のものが
得られ、例えば、その幅が１／４インチで、その厚みが
０．００５ないし０．０２０インチのものがユニオンカ
ーバイド社からグラフオイル（商標）として提供されて
いる。最小の密度形態に於て、グラファイトフオームの
シートは、ｌフィート立方当り５ボンドよりも幾らか小
さい密度を有している。発泡材料は、特別の手段を使用
することなく、１フィート立方当り１３７ボンドの密度
に圧縮することが出来る。現在市販されているフレキシ
ブルなコルゲートテープは、この範囲におけろ中間の密
度を有している。特に、コルゲートタイプのフレキシブ
ルなグラファイトテープ製品は、典型的に、パツキン箱
のシールとして巻回されかつ圧縮されて使用される。コ
ルゲートテープが弁ステムや池の軸の回りに巻回された
とき、このコルゲートテープの塊の密度は、十分に小さ
い。パツキン箱のパツキン室の幅にその厚みが等しい巻
回包は、パツキン押えが所望の程度まで締め付けられた
とき、約５０％軸方向に圧縮することができる。従って
、成形されたパツキンリングが圧縮されたとき、その内
部空間及び発泡による空所は消滅され、これにより、パ
ツキン室の内及び外径に合致する内及び外径を有したリ
ングが提供される。パツキン押えが締め付けられること
により、巻回されたテープが軸方向の圧縮されて、コル
ゲート付けられたとき、個々の層は、特にパツキンリン
グ内で断面方向にジグザグとなる。このようなパツキン
リング及びその製造方法は、第４．０６８．８５３号の
シュニツラーの特許に開示されている。

この発明の製品を製造するのに好適した材料は、上述し
たように、膨張したグラファイトテープであり、この発
明の製品の主とする使用は、パツキン箱のパツキンとし
てである。

現在、フレキシブルなグラファイトは、例えば、原子力
発電設備等の高圧高温の流れの中で使用される弁ステム
のパツキンの製造するための好適した材料である。フレ
キシブルなグラファイトからなるシール材料には、他の
分野にも比較的使用でき、商業上においても好適したも
のである。この発明がなされるまで、フレキシブルなグ
ラファイトは、シート、リボン、ダイ成形リングの形態
におけるシールとしての使用で売買されていた。

明らかに、基本的なフレキシブルなグラファイト製品は
、種々の厚さのシートを発泡させることが出来る。この
基本的なシートｕ品は、種々の幅及び長さに切断され、
そして、ガスケット材料として使用されるシート製品で
販売されている。また、基本的なシート製品は、種々の
幅の細長片に切断され、更に好ましくは、コルゲートロ
ールを通過されてリボンとなり、そして、このような細
長片として販売される。細長片は、マンドレルに巻回さ
れ、種々の内径、サイズ、一般に矩形断面ではあるが種
々の厚みを有するリングとしてダイ成形されている。

フレキシブルなグラファイトからなるステム用のパツキ
ン製品は、細長片及びリボンとしての両方の形態で販売
され、且つ、顕著な好評を得ているけれども、これらの
使用に際しては、この特別なステムパツキン材料の市場
を極端に制限しているという欠点がある。

コルゲート付きのフレキシブルグラファイトリボンに関
しては、むしろ、その組み込みに対して困難、且つ、手
間カ月卦かる。弁パツキンが流れのラインで漏れ、そし
て、交換する必要が生じたならば、一般に、ラインの遮
断、パツキン箱の分解、そして、摩耗したパツキンを引
き出す必要があり、′　　このパツキンにおける通常の
摩耗とは異なる兆候を検査する必要がある。そして、保
守要員は、例えば、式 ％式％ を使用して、コルゲート付きグラファイトリボンの必要
な童を決定しなければならない。

にで、 しは、リボンの長さ、フィート Ａは、パツキン箱の内径、インチ Ｂは、軸の外径、インチ Ｃは、パツキン箱の深さ、インチ Ｗは、期間のリボンの長さ、インチ である。

リボンのストックロールから、小片が繰り出され、所定
の長さＬに切断される。次に、この小片は、軸と同一の
外径を有するマンドレル、又は、軸自身に巻回され、そ
して、パツキン箱内に挿入される。通常、パツキン箱は
、リボンロールの幅よりもより深く、これにより、この
リボンの最初に巻回された束を、その最初の厚みのほぼ
半分に軸方向に圧縮する必要がある。リボンのロールか
ら所定の長さを切断して、上述したステップを繰り返し
、この繰り返しは、パツキン箱が所望の深さ、例えば、
２／３ないし３／４に満たされる迄なされる。そして、
パツキン押え、蓋、他のシール、保持具、反押し出しリ
ングなどを再度組み込み、この後、各ラインをテストし
て、使用に供されることになる。多くの場合、流れライ
ンを長時間に亙って遮断し、弁を適切な作業温度まで冷
却することは、実行可能ではなく、従って、上述したス
テップは、しばしば、弁がまだ非常に高温にあるときに
、実施されなければならない。コルゲート付きのリボン
をリングに成形して使用する弁ステム用パツキンの交換
の手順は、時間及び手間が掛かるばかりでなく、コスト
高となる。

現在まで、予成形されたグラファイトのステム用パツキ
ンリングは、工場に於て、コルゲート付きグラフオイル
から成形され、これは、その製品のもっとも通常の形態
である。しかし、材料のコストが関係する限り、このよ
うな製品の製造形態は、最もコスト高となる。典型的な
発電設備（又は、工業設ｗｉ）は、数百の弁を有し、又
、そのサイズも種々に分類される。井の多く：！、同じ
断面サイズ及び同じパツキンの形状を有している一方、
弁のステムの外径は、弁が使用されるパイプラインの直
径に応じて、弁筒に異なり、又、弁を制作する制作者に
応じて異なる。それ故、労力、時間及び必要なコストを
制限するために、予成形ボれたリングに適応するように
決められた設備においては、必要な全てのサイズの予成
形された高価なリングをｄＸ備しておくのに多大なコス
トを被ることになる。

「発明の概要」 例えば、堅くフレキシブルなナイロンからなり、軸方向
に平坦な面を有するヘリカルなスペーサは、円筒形状の
マンドレル、例えば、内側ダイボディ上に嵌合される。

膨張したグラファイトのフレキシブルなコルゲート付き
のリボンは、スペーサの巷間において内側ダイボディ上
にヘリカルに巻回される。このアセンブリは、管状の外
側ダイボディ内に配置される。そして、管状の押圧パン
チは、外側ダイボディ内に押し入られ、内側ダイボディ
に対し伸縮関係でもって、互いに向かって軸方向に移動
される。スペーサの両方の最終巻端に係合する押圧パン
チは、グラファイトの螺麿を軸方向之こ圧縮し、かつ、
径方向に膨張させて、その密度を高め、そして、製品を
製造する。この製品は、横断面において、同様なリボン
出発部材からなる通常の予成形のパツキン箱のパツキン
リングに近似している。ヘリカルなグラファイト製のパ
ツキンストックは、スペーサ及び内側ダイボディから回
転によって取り外され、そして、販売に供せられる。使
用に於て、ストックの幾らかは、弁ステムにはめ込まれ
るか、又は、弁ステムと同一の外径のマンドレルにはめ
込まれ、そして、ペンナイフを使用して所定の長さに切
断される。このようにして、パツキン材料の１個のスト
ックは、あるサイズの範囲で弁ステムに使用することが
出来る。

「発明の実施例」 プレスアセンブリ１０は、・＼リカルスベーサ１２ｆｔ
提供するためのものであり、このプレスアセンブリ１０
は、１９８１年１２月５日に発行された第４，３０５，
５６７号のランド（Ｌｕｎｔ）の特許における予成形さ
れたグラファイト／ポリテトラフッ化エチレンのリング
を製造するのに使用される通常のアセンブリと同様なも
のか、又は、同一のものである。図示されたプレスアセ
ンブリ１０は、管状をなした外側ダイボディ１４を備え
ており、この外側ダイボディ１４は、スタンド１６に支
持されるようにキー止めされているとともに、２個の液
圧シリンダ１８の中間に並べて配置されている。

液圧シリンダ１８は、ケーシング２０を有しており、こ
のケーシング２０は、基Ｆａ２２に固定されている。２
個の液圧シリンダ１８は、そのピストンロッド２４が外
側ダイボディ１４における対応した開口端２６に軸方向
に押し入るとともに、この開口端２６から抜は出ること
ができるように配置されている。各ピストンロッド２４
の突出端には、押圧パンチ２８が取り付けられている。

この押圧パンチ２８は、環状の加工部３０を有している
。各ピストンロッド２４は、十分に伸張して、外側ダイ
ボディ１４の穴３２内の中間位置に、その押圧パンチ２
８の加工部３０を位置づけることができると共に、また
、十分に収縮することて、外側ダイボディ１４に対する
伸縮関係を存して、外側ダイボディ１４から加工部３０
を引き抜くことができるようになっている。

好ましくは、各押圧パンチ２８の自由端３４は、平坦で
あり、各ピストンロッド２４の長手軸線と直交して延び
ている。自由端３４の外径は、外側ダイボディ１４の穴
３２の内径と殆ど同じ大きさを有しており、また、自由
端３４の内径は、円筒形状をなした内側ダイボディ３８
における円形の外周面３６の外径よりもほんの僅かに大
きくなっている。

好ましくは、２個の液圧シリンダ２８のための液圧シス
テム（詳細には図示しない）は、共通の制御器４０を備
えている。この制御器４０は、２本のピストンロッド２
４をある量、十分な範囲まで、互いに向かって同時に伸
張させるように作動可能であるとともに、また、互いに
十分にピストンロッド２４を引き抜くように作動可能で
あり、これにより、押圧パンチ２８は、外側ダイボディ
１４０間口端２６を閏かせる。また、好ましくは、制御
器４０は、その作動の継続を実行させるものでもよく、
これによれば、型成形作動が完了した後、スペーサ１２
、グラファイトの螺旋パツキン製品及び内側ダイボディ
３８の少なくとも一部を外側ダイボディ１４から押し出
すため、一方のピストンロッド２４は、他方のピストン
ロッド２４が収縮しているとき、更に伸張される。この
結果、スペーサ１２、グラファイトの螺旋パツキン製品
及び内側ダイボディ３８は、露出して容易に取り外すこ
とが出来る。そして、一方のピストンロッド２４は、完
全に収縮される。　（明らかなように、−緒に移動する
ようにピストンロッド２４の一方と内側ダイボディ３８
とを一体にすることもてきる。　） 図示されているように、内側ダイボディ３８は。

固体の円筒であって、その外周面３６は、弁ステムの共
通の大きざに等しい外径を有している。即ち、外周面３
６の外径は、所定の束をなす弁ステムの各直径の中間値
に設定されている。

スペーサ１２は、押圧して形成されるグラファイトパツ
キンリングの製造のための通常の装置には見ることの出
来ない１つの要素である。スペーサ１２は、押圧温度及
び圧力の点で安定しており、比較的非圧縮性を有すると
共に、可撓性に乏しい材料からなるのが好ましく、この
スペーサ１２は、押圧作動の終了時、製品から容易に分
離することが出来る。原型として、スペーサ１２は、ナ
イロンの棒状物から連続して加工され、このナイロンの
棒状物は、種々の機械装置のために、通常、ローラを作
るのに使用されている。また、スペーサ１２は、他の材
料、例えば、ステンレス鋼によって作ることも出来るし
、公知の技術及び材料を使用して、ヘリカル押しだし等
の他の手段によっても作ることが出来る。

図示されているように、スペーサ１２は、ヘリカル部材
であって、このスペーサ１２の内径は、外側ダイボディ
１４の内周面と内側ダイボディ３８の外周面３８との開
の環状空間における内径よりも僅かに大きく、また、ス
ペーサ１２の外径は、環状空間の外径よりも僅かに小さ
くなっている。

好ましくは、スペーサ１２の断面形状は、略矩形形状を
なしており、このスペーサ１２は、径方向に沿う端面４
２．４４を有している。これら端面４２．４４は、スペ
ーサ１２の長手軸線に対して直交されている。スペーサ
１２０４Ｋｊｉ２に沿う長さは、フレキシブルなグラフ
ァイトテープの長さに等しいことが好ましく、このグラ
ファイトテープは、完全な螺旋が施されて、スペーサ１
２と共に使用される。

使用に際し、スペーサ１２は、内側ダイボディ３８上に
摺動自在に嵌合され、このスペーサ１２の軸方向のテン
ションによって、少なくとも部分的にして、空間が順次
上方に閉口される。これにより、例えば、グラフオイル
リボン等の波状をなし、フレキブルに伸張可能なグラフ
ァイトテープＴは、スペーサ１２の螺旋間に挿入するよ
うにして、内側ダイボディ３８の外周面３６に巻回され
る。一般に、グラファイトテープＴの各長さは、１２フ
イートであり、スペーサ１２は、グラファイトテープＴ
の螺旋よりも、スペーサ１２の完全な螺旋部分がスペー
サ／テープ／内側ダイボデ４３日からなるサブアセンブ
リの両端で露出するような十分長さを有している。通常
、グラファイトテープＴは、１巻以上、例えば、２ない
し２０巻、一般には、６巻で、スペーサ１２の内側螺貸
空間４４に巻回される。グラファイトテープＴが完全に
巻回されたこの段階では、グラファイトテープＴにおけ
る最外層の外周面は、スペーサ１２の径方向外側面から
外側に突出することはない。実際に、一般には、グラフ
ァイトテープＴの最外層の外周面は、第５図に示されて
いるように、外面４６の径方向レベルよりも幾らか下側
に位置している。

完全なサブアセンブリは、外側ダイボディ１４の穴３２
内に嵌挿され、そして、外側ダイボディ１４の中間位置
まで前進される。ピストンロッド２４には、適切なサイ
ズの押圧パンチ２８が取り付けられている。制御器４０
は、押圧パンチ２８を互いに軸方向に緩やかに前進させ
るように作動し、これら押圧パンチ２８は、外側ダイボ
ディ１４における穴３２の対応する開口端２６内で、内
側ダイボディ３８の外周面の周囲に挿入される。

ピストンロッド２４が更に突出されると、押圧パンチ２
８の加工部３０は、スペーサ１２における両端の最終巻
の外端面に当接される。そして、スペーサ１２は、軸方
向に圧縮され、収縮可能な螺旋空間４８を満たすように
、グラファイトテープＴの拐旋バイルを軸方向に圧縮し
、且つ、径方向に膨張させる。好ましくは、グラファイ
トテープＴの螺旋パイルは、前述したシュニッツラ−（
Ｓｃｈｎ己ｚｌｅｒ）及びラントの特許に開示された通
常のリングの製造の場合におけるグラファイトテープの
圧縮と同様な程度まで圧縮される。例えば、グラファイ
トテープＴの螺旋パイルは、最初の長さから内側ダイボ
ディ３８の長さの約半分となる。

グラファイトテープＴの６旋パイルは、グラファイト螺
旋パツキン製品ＧＳＰとして一体化される。

この製品ＧＳＰは、上記特許における通常の予成形リン
グと実質的に整合且つ同一のものとなる。

そして、スペーサ１２／製品ＧＳＰ／サブアセンブリは
、外側ダイボディ１４から押し出され、にで、スペーサ
１２は、このスペーサ１２を螺旋回転させることにより
、簡単にして製品ＧＳＰから取り外すことが出来る。最
後に、製品ＧＳＰは、内側ダイボディ３８の一端から押
し出され、出荷のために、例えば、両端にプラグを有し
た透明なプラスティックのチューブ内に詰められる。

スペーサ１２を含む全ての部材は、再使用可能である。

高温で使用される弁がパツキンの摩耗によって漏れたと
き、パツキンの取り替え手順は、この発明のパツキン製
品ＧＳＰの存在により、非常に容易なものとなる。標準
の手順は、漏れのある弁を含むラインを遮断し、そして
、パツキン箱を分解し、古いパツキンを取り外して、故
障を検査する。

故障が検出されないならば、弁自体を交換すべきか、又
は、そのステムが伸ばされて交換され、或は、他の公知
の條理技術が施される。保守要員は、パツキン箱に必要
なパツキンの深さを測定し、漏れた弁のステムの直径を
含む使用範囲の適切な断面寸法を有したパツキン製品Ｇ
ＳＰを選択する。

そして、弁ステムと同一の直径の内側ダイボディ３８土
にパツキン製品ＧＳＰを嵌合する。にで、内側ダイボデ
ィ３８がパツキン製品ＧＳＰの内径よりも大きく、又は
、小さいならば、パツキン製品ＧＳＰの内径は、その場
合、僅かに膨縮される。

そして、パツキン製品ＧＳＰの一部は、測定した深さと
等しくなるように切断され、内側ダイボディ３８から取
り外されて、弁ステムに嵌合される。

このようなパツキン製品ＧＳＰのＷ旋ピースは、所定の
位置に押入才れ、そして、弁ステムのパツキン押えは、
再び締め付けられる。この再組立は、検査及びテストさ
れ、これにより、以前に漏れていた弁を含んでいたライ
ンは、使用に供される。

グラファイトを発泡させてなる波形のグラフオイルリボ
ンから形成されたパツキン製品ＧＳＰは、結合、被覆に
対しても好ましいものであり、又は、他のシールリング
を才科、例えば、発泡させたグラファイト及びポリテト
ラフッ化エチレン等の他の層からなるパツキン製品もま
た、同様にパツキン箱のパツキン材料の予成形螺旋とし
て十分に一体化出来ると共に、使用することが出来る。

明らかなように、前述したパツキン箱のためのグラファ
イト螺旋パツキン及びこのグラファイト螺旋パツキンの
製造方法は、前述の「発明の概要」で述べた特性を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示すグラファイト螺旋
パツキンを製造するためのダイの分解斜視図、第２図は
、第１図における各要素の側面図、第３図は、グラファ
イトリボンの斜視図、第４図は、グラファイトリボンの
一部の拡大図、第５図は、スペーサ付きの内側ダイボデ
ィに巻回されたキンの一部の斜視図、第８図は、弁のパ
ツキン箱の断面図である。 １０・・・プレスアセンブリ、１２・・・スペーサ、１
４・・・外側ダイボディ、１８・・・液圧シリンダ、２
４・・・ピストンロッド、２８・・・押圧パンチ、３０
・・・加工部、３８・・・内側ダイボディ、４０・・・
制御器、Ｔ・・・グラファイトテープ、ＧＳＰ・・・グ
ラファイト螺旋製品。 図面の浄曾（内容に変更なし） 手続補正書（方幻 ２、発明の名称 パツキン及びその製造方法 ３、補正をする者 ！１１件との関係　　特許出願人 名称　シーリング・エクイップメント・プロダクツ・カ
ンパニー ４、代理人 住所　東京都千代田区需が（３８３丁目７番２号　ＵＢ
Ｅビル５、補正命令の日付 昭和６２年５月２６日 ７、補正の内容 （１）委任状およびその訳文は別紙の通り８、添付書類
の目録

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、パッキン箱から突出した弁のステムに適用され、パ
   ッキン箱内の所定の深さ位置にパッキン押えにより、固
   定して保持されるパッキンにおいて、 パッキンは、パッキン材料からなる長手方向に長尺な螺
   旋部材であって、この螺旋部材は、横断面が均一である
   と共に、１個以上のヘリカルな巻からなり、 上記螺旋部材は、軸方向に予圧縮され、径方向に積層さ
   れるとともに、圧縮可能なコルゲートグラファイトの複
   数の層を一体構造にしてなり、上記螺旋部材は、１巻以
   上のヘリカル巻からなる螺旋部材の長さを中間径よりも
   大きく又は小さい直径範囲にある直径の弁ステムに伸縮
   自在にして且つ選択的に適合させれるように、径方向に
   十分にフレキシブルであるパッキン。 ２、前記螺旋部材は、実質的に全体がグラファイトから
   なる特許請求の範囲第１項に記載のパッキン。 ３、前記螺旋部材は、パッキン材料を複数にヘリカル巻
   して構成されている特許請求の範囲第１項に記載のパッ
   キン。 ４、前記螺旋部材は、所定の深さまでパッキン箱内を十
   分に満たす１個の部材を構成するように長い特許請求の
   範囲第３項に記載のパッキン。 ５、前記螺旋部材は、所定の深さまでパッキン箱内を十
   分に満たす以上の１個の部材を構成するように長く、ペ
   ンナイフを使用して、切断される特許請求の範囲第４項
   に記載のパッキン。 ６、圧縮可能に成形され、径方向に積層して一体化して
   なる複数のグラファイト層は、フレキブルな発泡グラフ
   ァイトテープの積層体からなる特許請求の範囲第１項に
   記載のパッキン。 ７、グラファイトテープは、その長さ方向に対して横断
   する方向にコルゲートが形成されている特許請求の範囲
   第６項に記載のパッキン。 ８、圧縮可能に成形され、径方向に積層して一体化して
   なる複数のグラファイト層は、この層の長さ方向に沿っ
   て延びる複式ジグザグ状の連続した折り畳みからなる特
   許請求の範囲第７項に記載のパッキン。 ９、一体化構造の積層体は、フレキシブルな発泡グラフ
   ァイトテープにおける層の幅の約１／２となるように圧
   縮される特許請求の範囲第６項に記載のパッキン。 １０、塑性変形可能な材料からなる多重層螺旋部材を製
   造する製造方法において、 円筒の外周面を有するマンドレルを準備し、マンドレル
   の外周面に多重巻のヘリカル巻を形成するスペーサを配
   置し、 スペーサのヘリカル回りに内部巻空間を形成するように
   スペーサを軸方向に広げ、 内部巻空間に、１巻の以上余る所定長さの塑性変形可能
   な材料を径方向に積層し、 内部巻空間及びスペーサを外側ボディによって径方向に
   規制しながら、スペーサに反対の方向から圧縮力を与え
   、圧縮可能なコルゲートを有する積層体を一体化させ、 スペーサから一体化構造体を取り除く製造方法。 １１、所定長さを有する塑性変形可能な材 料は、発泡されたグラファイトのフレキシブルな層から
   なる特許請求の範囲第１０項に記載の製造方法。 １２、所定長さを有する塑性変形可能な材料は、実質的
   に発泡されたグラファイトからなる特許請求の範囲第１
   １項に記載の製造方法。 １３、材料は、複数のヘリカル巻に亙り、スペーサに沿
   って延び、多重層の螺旋部材は、複数のヘリカル巻から
   なる特許請求の範囲第１０項に記載の製造方法。 １４、発泡グラファイトの層は、その長さ方向に対して
   横断するようなコルゲートが付けられている特許請求の
   範囲第１１項に記載の製造方法。 １５、一体構造の層は、圧縮され、そして、圧縮してコ
   ルゲートを付ける前の発泡グラファイト層の幅の約１／
   ２となる特許請求の範囲第１１項に記載の製造方法。 １６、スペーサは、ナイロンからなる特許請求の範囲第
   １１項に記載の製造方法。 １７、前記層は、マンドレルに対し、伸縮関係でもって
   、互いに向かって軸方向に突出する２個の液圧パワーの
   管状の押圧パンチによって、圧縮してコルゲートが施さ
   れる特許請求の範囲第１１項に記載の製造方法。 １８、一体構造体は、マンドレル上の一体構造体に対し
   、スペーサをヘリカルに回転させて、スペーサから取り
   外される特許請求の範囲第１７項に記載の製造方法。