JPH09119572A - 取り外し可能な結合部を備えた流体移送装置 - Google Patents
取り外し可能な結合部を備えた流体移送装置Info
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Abstract
容体とからなる取り外し可能な結合部を備えた低温流体
移送装置であって、前記受容体は、流体を移送ための開
口をその中に具備するハウジング部材から形成されてお
り、弾力のあるPTFEのチューブ状の部材は、前記硬
性のチューブを摺動させて受け入れることができるよう
な穴寸法を与えられており、フェルールは、前記ハウジ
ング部材の中に置かれたチューブ状の部材の上に配置さ
れていいて、環状のナットが、前記フェルールを圧縮
し、それによって前記チューブ状の部材の環状区域を圧
縮するために、前記ハウジングの端末にねじ込まれてい
る。 【効果】 この圧縮によって、前記金属チューブが前記
チューブ状の部材に挿入され、かつ、前記チューブ状の
部材から取り外され得るように、摺動による締りばめが
提供される。
Description
し、特に取り外し可能な結合部を備えた流体移送装置に
関する。
あるいはヘリウムのような低温流体を移送する一対のチ
ューブあるいは同様なものの端末を素早く切り離し、再
び取り付けるという要求がしばしばある。例えば、ある
熱量計は、液体窒素を利用し、その導管は、容易に、か
つ、頻繁に取り外しされ、再接続される必要がある。そ
の結合部は、操作圧力に耐えられねばならない。
するための取り外し可能な結合を提供するために用いら
れている。例えば、ゴムチューブが硬性のチューブの端
末の上に押し被され、ホースクランプが用いられてもよ
い。もう一つの例においては、結合されるべき配管の端
末のそれぞれがエンドプレートで終端していてもよく、
間にO−リングの備えられたそのエンドプレートは、一
緒にボルト締めあるいはクランプされる。水用のホース
に用いられ、“高速結合”として知られているもう一つ
のものは、O−リングに対抗して付勢された、ばね負荷
をかけられた部材を備えた付属品の端末近くにO−リン
グあるいは同様なガスケットを具備している。その部材
は、その付属品を解放するために摺動して戻され得る。
フェルールを備えた配管付属品は、硬性のパイプを結合
するために用いられる。
ものに対する現存のコネクタは、部品を一緒に保持する
ために物理的手段の使用を必要とするとともに、結合お
よび再結合のために道具を必要とする。液体窒素に関す
るような、低温使用における基本的な問題は、低温度が
O−リングあるいはその他の通常のガスケットの材料を
砕けやすいものにするということである。このように、
低温導管システムは、低温度に曝されるO−リングある
いは同様な柔らかいガスケット材料と一緒には使うこと
ができない。柔らかい金属のようなその他のガスケット
材料も低温度では硬くなり、あるいは、それらが押圧の
下で弾力を持たなくなるので、最良でも信頼性をもって
繰り返し使用できない。その都度ねじ締めやねじ取り外
しを必要とするフェルール結合あるいはホースクランプ
を用いるようなその他のシステムは、比較的に遅く不便
である。
使用可能である取り外し可能な結合部を具備する新しい
流体移送装置を提供することである。もう一つの目的
は、繰り返しの結合解除および再結合に使用するための
高速で簡単であるような装置を提供することである。さ
らなる目的は、結合解除および再結合のために道具の使
用を必要としないような装置を提供することである。
は、取り外し可能な結合部を備えた低温流体移送装置に
よって、少なくとも部分的に達成され、その場合、前記
装置は、硬性のチューブ(rigid tube:金属の)とその
チューブのための受容体 (receptor) とを含んでいる。
前記受容体は、チューブ状の弾力のある部材と圧縮手段
とを有している。その部材は、低温流体を移送するため
の貫通する穴を備えており、滑り易い弾力のある材料か
ら形成されている。前記圧縮手段は、前記弾力のある部
材の環状区域を圧縮する。前記弾力のある部材の前記穴
は、前記硬性のチューブを摺動して受け入れることがで
きるような圧縮無しのときの寸法を具備している。前記
圧縮手段は、前記硬性のチューブが前記圧縮される環状
区域を含む弾力のある部材の中に挿入され、取り外され
得るような、硬性のチューブに対するシール状態の締り
ばめまで前記環状区域を圧縮する。
ング手段をさらに有する。そのハウジング手段は、そこ
を同軸的に貫通して延びる開口を持つねじの切られた端
末と、前記ねじの切られた端末に対応してねじの切られ
た環状部材とを備えたハウジング部材を有する。前記圧
縮手段は、前記環状部材と、前記弾力のある部材の上に
配置されたフェルールとを有する。前記弾力のある部材
は、前記ねじの切られた端末に配置された前記フェルー
ルとともに前記開口の中に配置されている。前記環状部
材と前記ねじが切られた端末とは、協働するように形成
され、ねじ山による相互の締め付けは、前記フェルール
を前記環状区域の上に圧縮させる。それによって、前記
弾力のある部材は、シール状態で前記穴の中に押しつけ
られ、前記弾力のある部材は、シール状態の締りばめの
ために圧縮される。
ル、前記硬性のチューブ、および前記弾力のあるチュー
ブは、相互の熱膨張係数に関して協働するように選択さ
れたそれぞれの材料から形成されており、したがって、
前記圧縮手段は、低温流体が通過させられる際に前記弾
力あるチューブを前記挿入された硬性のチューブの上に
さらに圧縮する。
実施例について詳しく説明する。
いる。ここおよび特許請求の範囲で用いられているよう
に、述語“低温流体”は、液体の窒素、酸素、水素、あ
るいはヘリウムのような、環境温度と環境圧力において
は、気体状である物体の低温液化相から得られた低温ガ
スあるいは低温液体を意味している。
ceptor) と硬性のチューブ14 (rigid tube) とを含ん
でいる。前記の受容体とチューブとは、それぞれ流体を
移送でき、特に低温流体を移送するのに用いられる。取
り外し位置で示されているチューブは、受容体からチュ
ーブに(あるいはその逆に)流体を移送するために、受
容体への挿入によって簡単に接続され得る。さらに、チ
ューブは、取り外しのために受容体から取り外され得
る。そうするための動作は、破線18で示される挿入さ
れたチューブとともに、矢印16によって図中に示され
ている。
い流体を移送するためのシリンダ状の開口22をその中
に具備しているハウジング組み立て体20を含んでい
る。この組み立て体は、他から遊離していてもよいし、
本発明に不都合な影響を与えないような所望の方法で組
み付けられていてもよい。この装置は、流体が液体窒素
あるいは同様なものである場合に、低温使用に対して特
に適している。したがって、ハウジング組み立て体は、
金属であってよいが、そのような適用に対しては、部品
はビニル、高密度のポリエチレンあるいはポリテトラフ
ルオルエチレン(PTFE)のような重合体から作られ
ているのが好ましい。ハウジング組み立て体は、付加的
な配管24あるいは流体をさらに移送するための他の手
段に接続されている。そのような配管の種類は本発明に
は関係ないが、例えば、好ましくは低温流体である流体
の供給源23に通じる銅配管であってもよい。その配管
は、従来のフェルールシステム25 (ferrule system)
または同様なものによって組み立て体20に取り付けら
れていてもよい。一般にその供給源にはバルブ27が接
続される。
400-1-4 のような SwagelockTM といった従来のフェル
ールコネクタに通常用いられる部品が、使用されている
ある。フェルールコネクタは、通常(この場合には該当
しないが)では、永久あるいは少なくとも半永久接続の
ために硬性パイプとともに用いられる。
は、そこを通って同軸的に延びる開口22とともにねじ
の切られた端末28を備えたハウジング部材26を含ん
でいる。そのねじの切られた端末は、雄ねじあるいは雌
ねじであってもよいが、フェルール用のそのような部品
は、通常では雄ねじ端末のものが入手可能である。さら
に、ハウジング組み立て体は、前記ねじの切られた端末
に対する相手側となるようにねじの切られた環状部材3
0を含んでおり、通常あるいは本例においては雌のナッ
トとなっている。ナット30と部材26に対する6角形
の(または、その他の機能の)外観は、レンチやその類
のものにより、端末上の環状部材のねじ山によって締め
付けを可能にするために与えられている。この締め付け
は、一般に初めにだけ実行され、数百回の取り外しと取
り付けの後を除いて、さらなる調整は行われない。
弾力のあるチューブが、ねじの切られた端末28で開口
の中でシールするように押しつけられているチューブ状
部材32を形成している。この弾力のある部材は、ポリ
エチレン、ポリビニルクロライド、デルリンTM、黒煙入
りシリコンゴム、または同様なものであってよい、滑ら
かで弾力のある材料から形成されている。その材料は、
テフロンTMという商標名で販売されているPTFEのよ
うなフッ素入り重合体であるのが有利である。
るいは受容体12からの、したがって、付加配管24へ
のあるいは付加配管24からの流体を移送するために設
けられている。弾力のある部材32の穴34は、硬性の
チューブを摺動させて受け入れるチューブの寸法と協働
するように選択された寸法(以下に記載されるような圧
縮がない場合)を有している。弾力のあるチューブの中
に取り外し可能に挿入することが望ましく、そのような
目的のために、チューブ端末36は、弾力のあるチュー
ブを切るのを避けるために前縁の周りが面取りされいる
か丸められているべきである。摺動して取り付けるため
に、前記穴は、前記チューブの外径よりも若干小(例え
ば、5%小まで)であるべきである。さらに、そのチュ
ーブは、十分に長いか、手で持つ構造(機械的に操作さ
れない場合)を有しているべきである。そのチューブ1
4は、硬性の重合体あるいはセラミック、あるいは大部
分の場合、真鍮やステンレス鋼のような金属から形成さ
れていてもよい。チューブ部材32用の弾力のある材料
は、滑らかな表面を持っていなければならないチューブ
14おいては特に滑り易くなければならないチューブ1
4の他端は、柔軟なシリコンゴムのようなさらなるチュ
ーブ38、または流路 (channel) 、あるいは流体の使
用39あるいは格納の個所に導く他の流体移送路 (flui
d conveyance) に接続されている。流体の流れの方向
は、この例の逆であってもよく、また、本発明にとって
重要ではない。弾力のある部材の中に前記チューブを挿
入するためには、若干の長手方向の動きが必要であるか
ら、補助配管の少なくとも一つは、直角部分において、
コイルやベローズあるいは(図示してあるように)チュ
ーブ38がゴム等の柔軟なチューブであるように、柔軟
でなければならない。
中の弾力のある部材32の環状区域に圧縮41を与え、
硬性のチューブ14に対するすべりばめ (sliding fit)
をシール状態の締りばめ (sealingly tight fit) まで
に低減する。その締りばめは、圧縮された環状の区域を
含む弾力ある部材の中に容易に挿入され、弾力ある部材
から容易に取り外され得るようなものである。好ましい
実施例において、圧縮は、弾力のある部材32の上に配
置されたフェルール40 (ferrule) で実行され、弾力
のある部材は、ねじの切られた端末28におけるフェル
ールとともに開口22の中に配置されている。
は、相互の締りが部材32の上のフェルールを圧縮する
といった具合に協働するように構成されている。このこ
とは、開口を端末に向かって外側に広げるために、テー
パ42を開口22のねじの切られた端末に設けることに
よって有利に達成される。環状部材は、フェルールをテ
ーパ内に押し進める肩部44を備えている。フェルール
は、好ましくはねじの切られた端末のテーパに一致する
テーパの付いた外表面を、肩部44に当てられるフェル
ールの他端における直角な平面45とともに備えてい
る。ねじによる環状部材の締め付けは、フェルールをね
じの切られた端末の中に強制して、弾力のある部材32
の上へのフェルールの圧縮を発生させる。それによっ
て、フェルールは、開口の中に入ってチューブ状部材を
シールするとともに、前記チューブとのシール状態の締
りばめのために、弾力のある部材に圧縮41を与える。
前記チューブは、フェルールの下の弾力のある材料を押
圧することによってシールを行う。フェルールおよび関
連する構造の変更は、本質的に同じ結果をもたらすもの
であって、例えば、前記テーパと対応する構造は、上述
の位置から逆転されてもよい。
するのに充分なように圧縮される。一旦、適切なフェル
ールの締め付けが行われると、それ以上の調節は、必要
でもないし望ましくもない。したがって、ゆるみ防止ナ
ット (counter nut) 、ねじ山の中の従来の固着用化合
物 (locking compound:例えば、LocktiteTM) 、あるい
は、調整後のねじ山に対する(図示されるような)セメ
ント46の付加のような手段によって、正規の位置に環
状部材を固着あるいは接着することが有利である。しか
しながら、フェルールは、たとえ環状部材が取り除かれ
ても、通常その押圧を維持するので、ナットがその後、
過度に締め付けられないものとすれば、上述のような固
着はなくてもよい。代わりのものとして、本体がフェル
ールから取り除かれてもよく、接続は、フェルール40
を備えた柔軟な部材32からのみ構成されている単純な
装置に対するチューブ14で行われる。この場合、柔軟
な部材は、締りばめあるいはホースクランプによって配
管24の上に直接保持される。
のあるチューブのための材料は、相互の熱膨張係数に関
して協働するように選択されており、したがって、フェ
ルールは、低温流体が通過させられる際の冷却によって
弾力あるチューブをさらに圧縮する。このことは、例え
ば、真鍮のフェルール、ステンレス鋼のチューブ(例え
ば、316ステンレス)、およびPTFE弾性チューブ
材料によって達成される。このように、フェルールは、
流体が流れ出すことなく、前記チューブが容易に挿入さ
れ取り外されるように圧縮され、そして低温流体が通過
するのにともなって、その結合は極めてきついものとな
る。
い。例えば、締りリングあるいは締りバンドが穴の中の
圧縮を発生させるために弾力のあるチューブの上に強制
されてもよい。次に、そのリングは、開口の中でセメン
トで固着されたりあるいは他の方法で保持されたりして
もよい。それに代わるものとしては、開口壁がリングに
似た環状圧縮部を備えていてもよく、チューブが強制的
に挿入されるとき、チューブの穴は圧縮される。そのよ
うなリングあるいはバンドは、均一な円形であるのが望
ましい。例えば、調整個所として周囲に隙間のある通常
のホースクランプは、不均一に圧縮し、硬性のチューブ
との接続に際し漏洩を発生させてしまう。フェルールシ
ステムは、硬性のチューブの取り外しおよび再挿入を相
変わらず可能にしている硬性のチューブに対するシール
状態の締りばめを正確な点に調整可能であることによ
り、固定されたリングあるいはバンドにより著しく有利
である。
175mm(1/8インチ)の外径を有し、弾力ある部
材は、滑り締りのために、その内径が若干小さい。この
ような部材は、6.35mm(1/4インチ)の外径と
約2cm(3/4インチ)の長さとを有していてもよ
い。
容組み立て体との単一の組み合わせを対象としている。
しかしながら、一方あるいは両方が複数のものが選択的
な結合、例えば、幾つかの使用個所のうちの一つに液体
窒素を仕向けるために用いられてもよい。さらに、本例
においては、挿入および取り外しは手動である。代わり
のものとしては、従来型の機構(不図示)が、もしも用
いられるならば選択的な結合の操作とともに、ハウジン
グへの硬性のチューブの自動挿入および取り外しのため
に設けられてもよい。
ものではない。本発明の枠内で種々の変化実施例及び改
良が可能である。
の一部破断した長手方向の図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 硬性のチューブと、該チューブのための
受容体とを有する、取り外し可能な結合部を備えた低温
流体移送装置において、 前記受容体は、低温流体を移送するための貫通する穴を
具備し、滑り易い弾力のある材料から形成されているチ
ューブ状の弾力のある部材と、前記弾力のある部材の環
状区域を圧縮する圧縮手段とを有し、 前記弾力のある部材の前記穴は、前記硬性のチューブを
摺動して受け入れることができるような圧縮無しのとき
の寸法を有するとともに、この場合、前記圧縮手段は、
前記硬性のチューブが前記圧縮される環状区域を含む弾
力のある部材の中に挿入され、取り外され得るような、
硬性のチューブに対するシール状態の締りばめまで前記
環状区域を圧縮することを特徴とする、低温流体移送装
置。 - 【請求項2】 前記弾力のある部材は、フッ素含有の重
合体から形成され、前記硬性のチューブは金属製であ
る、請求項1記載の低温流体移送装置。 - 【請求項3】 前記圧縮手段、硬性のチューブ、および
弾力のあるチューブは、相互の熱膨張係数に関して協働
するように選択されたそれぞれの材料から形成されてお
り、これによって、前記圧縮手段は、低温流体が通過さ
せられる際に前記弾力あるチューブを前記挿入された硬
性のチューブの上にさらに圧縮する、請求項1記載の低
温流体移送装置。 - 【請求項4】 前記受容体はさらに、前記流体を移送す
るためにその中にシリンダ状の開口をもつハウジング手
段を有し、前記弾力のある部材は、前記ハウジング手段
の中に圧縮された環状区域とともに、前記開口の中にシ
ール状態で取付られている、請求項1記載の低温流体移
送装置。 - 【請求項5】 挿入された硬性のチューブを介して前記
受容体を通して低温流体を流すための手段がさらに設け
られている、請求項4記載の低温流体移送装置。 - 【請求項6】 前記ハウジング手段は、該ハウジング手
段を同軸的に貫通して延びる開口を持つねじの切られた
端末と、前記ねじの切られた端末に対応してねじの切ら
れた環状部材とを備えたハウジング部材を有し、 前記圧縮手段は、前記環状部材と、前記弾力のある部材
の上に配置されたフェルールとを有し、 前記弾力のある部材は、前記ねじの切られた端末に配置
された前記フェルールとともに前記開口の中に配置さ
れ、前記環状部材と前記ねじが切られた端末とは、ねじ
山によるそれらの相互の締め付けで協働するように形成
され、前記フェルールを前記弾力のある部材の薄い環状
区域の上に圧縮し、それによって、前記弾力のある部材
を前記開口の中にシール状態で付押しつけ、シール状態
の締りばめのために前記弾力のある部材を圧縮する、請
求項5記載の低温流体移送装置。 - 【請求項7】 前記フェルール、前記硬性のチューブお
よび前記弾力のあるチューブは、相互の熱膨張係数に関
して協働するように選択されたそれぞれの材料から形成
されており、これによって、前記圧縮手段は、低温流体
が通過させられる際に前記弾力あるチューブを前記挿入
された硬性のチューブの上にさらに圧縮する、請求項6
記載の低温流体移送装置。 - 【請求項8】 前記弾力のある部材はPTFEから形成
され、前記硬性のチューブはステンレス鋼から形成さ
れ、前記フェルールは真鍮から形成されている、請求項
7記載の低温流体移送装置。
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