JP2024533785A - 二相コネクタ - Google Patents

Abstract

本発明は、内側ケーシングに流入する中心流、及び当該内側ケーシングと外側ケーシングとの間の空間に流入する環状流を画定する２つの同軸ケーシングからなる２つの二相パイプを接続するように意図された流体接続システムに関し、当該継手は、当該二相パイプのうちの一方の端部に取り付けられるように意図された第２のコネクタと、当該二相パイプのうちの他方の相補的端部に取り付けられるように意図された第１の相補的コネクタと、を備える。

Description

本発明は、流体工学の分野に関し、より正確には、２つの同軸ダクトを有する二相パイプの２つの端部のコネクタによる接続に関する。そのようなパイプは、例えば、装置に、液体及び空気又は圧力下のガスを供給すること、又は２つの逆流液体、特に２つの液体若しくは１つの液体及び逆流ガスを移送することさえも意図されている。

このようなパイプは、水の消費を低減させて効率を増加させるために、例えば、水及び加圧空気をスプレーノズルに供給するために使用され、壁、車両又は産業機器の側面のような表面を研磨及び洗浄するための用途のために、又は消火用途のためにさえ使用される。

ノズルの２つの別個のコネクタを使用して相互接続される２つのダクト（一方は加圧空気を供給し、他方は加圧水を供給する）を使用することが従来から行われている。先行技術では、２つの相が同軸に供給されて、単一ステップ接続を可能にする「モノ継手」解決策も提案されている。

先行技術
特許文献１は、内側パイプ及び同心剛性外側パイプを有する二重パイプのためのパイプシールと、環状ボスからなるシールと、を開示しており、当該穿孔ボスとは反対の部材の面は、２つの異なる直径を有し、最小のカウンタ穿孔は、内側管に適合するように適合される。冷却液は、内側管内を循環し、冷却された液体は、２つの管の壁の間に形成された環状空間内を循環する。

特許文献２は、内側パイプ及び外側パイプを各々有する同軸パイプのための継手を開示しており、この継手は、
－当該同軸パイプのうちの一方の内側パイプを受容するための、かつ当該内側パイプと連通する内部穿孔を有する内側部と、当該１つの同軸パイプの外側パイプを受容するための外側円筒部と、当該外側部から一体的に延在する穿孔本体であって、当該本体が、当該外側パイプと連通するための、当該本体と当該内側部との間に複数の長手方向穿孔を画定する、穿孔本体と、を有する、雄接合部と、
－雌接合部であって、当該同軸パイプのうちの他方の内側パイプを受容するための、かつ当該同軸パイプのうちの他方の当該内側パイプに連通する内部穿孔を有する内側部と、当該同軸パイプのうちの他方の外側パイプを受容するための外側円筒部と、当該雌継手穿孔本体から一体的に延在する穿孔本体であって、当該雌接合穿孔本体が、当該同軸パイプのうちの他方の当該外側パイプに連通する、複数の縦穴を当該本体と当該雌接合穿孔本体との間に画成する、雌接合部と
－一方の端面に、反対の突起を有する、当該雄接合部及び当該雌接合部の各々の当該内側部、並びに当該外側円筒面から離れた端面に、反対の突起を有する、当該雄接合部及び当該雌接合部の各々の当該外側部と、
－外周面にねじ山を有する、当該部のうちの一方の穿孔本体、及び外周面に外側フランジを有する、他方の部の穿孔本体と、
－当該部分の間の平坦な金属ライニングであって、当該内側部の当該内部穿孔を接続する内部通路と、当該長手方向穿孔を接続する外部通路と、を有する、平坦な金属ライニングと、
－当該突起が当該ライニングに押し付けられてシールされ、かつ当該内部穿孔及び長手方向穿孔が互いに及び大気からシールされるように、当該反対の突起が当該ライニングとともに互いに向かって押されるように、当該雄部と当該雌部とをそれらの間の当該ライニングとともにロックするための、当該ねじ山と当該フランジとを係合させる手段と、を備える。Ｌ

特許文献３は、パイプ、特に消防ホースが取り付けられるカウンタ継手部を、固定部、特にダクト又は剛性継手に接続するための固定継手を開示しており、固定継手は、パイプ側と、パイプに設けられた端面に取り付けられたカウンタ継手部を結合するためのリングを有する第１のリングと、端面と、端面に設けられた弾性シールリングと、共役継手部と固定継手との間のバヨネット接続の一部として軸方向に突出する少なくとも１つの爪と、を有し、第１のリングとともに回転することができ、固定部に締結するための手段を含む第２のリングを特徴とする。

特許文献４は、結合構成要素とともに使用されることが意図されたシールを開示しており、シールは、圧縮性エラストマー材料で作製され、長手方向軸、半径方向内向きに面する内周面及び半径方向外向きに面する外周面、長手方向に反対の側面、外周面に実質的に隣接する位置決め部分、内周面に実質的に隣接する圧縮シール部、並びに位置決め部と圧縮シール部との間の接続部を有する略環状形状を有し、接続部は、圧縮シール部の長手方向厚さよりも実質的に小さい長手方向厚さを有し、圧縮シール部の側面のうちの少なくとも１つは、外向きに面する溝によって分離された２つの外向きに面する隆起部を備える。

米国特許第１２１７５４３号 米国特許第４７３２４１４号 独国特許第２０００４６７５号 米国特許第８１９７７８３号

先行技術の欠点
先行技術の解決策は、２つの相のシールを困難にし、かつ効果的な接続及びロックを確実にするために複雑な操作を必要とする多数の可動部を含むため、完全に満足できるものではない。

更に、先行技術の解決策は、一般に、ダクトの断面を局所的に減少させる部分を有し、これは、圧力損失及び水圧乱流を引き起こす。

特許文献１に記載されている解決策は、フレキシブルパイプとともに使用することができず、内側管は、環状ボスを形成するように変更され、したがって、この解決策は、二相フレキシブルホースに全く適用可能ではない。

最後に、２つの流体回路間のシールは、先行技術の解決策では必ずしも満足できるものではない。

これらの欠点に対処するために、本発明は、その最も一般的な意味において、２つのフレキシブル二相パイプの接続を意図した流体接続システムに関する。

パイプは、内側ケーシングに流入する中心経路と、当該内側ケーシングと外側ケーシングとの間の空間に流入する環状経路とを画定する２つの同軸ケーシングからなり、当該継手は、当該二相パイプのうちの一方の端部に取り付けられるように意図された第２のコネクタと、当該二相パイプのうちの他方の相補的端部に取り付けられるように意図された第１の相補的コネクタと、を備える。

第１のコネクタは、
－中心接続部であって、その遠位端が、当該二相パイプのうちの一方の内側ケーシングの端部との密封接続を確実にするように構成されている、中心接続部と、
－周辺接続部であって、その遠位端が、当該二相パイプの外側ケーシングの端部との密封接続を確実にするように構成されており、当該周辺経路内に開口するポートが軸方向に横断する環状前方内側フランジを有する、周辺接続部と、を有し
－当該中心接続部及び周辺接続部が、横方向結合面を画定するように組み立てられており
第２のコネクタは、
－中心接続部であって、その遠位端が、当該二相パイプのうちの他方の内側ケーシングの端部との密封接続を確実にするように構成されている、中心接続部と、
－周辺接続部であって、その遠位端が、当該他方の二相パイプの外側ケーシングの端部との密封接続を確実にするように構成されており、当該周辺経路に開口するポートが軸方向に横断する環状前方内側フランジを有する、周辺接続部と、を有し、
－当該中心接続部及び周辺接続部が、第２の横方向前方結合面を画定するように組み立てられている
軸方向のロック手段を有する第１のコネクタ及び第２のコネクタ。コネクタは、当該前方内側フランジ内の軸方向ポートに対応する軸方向ポートを有する環状シールディスクを更に備える。

第１の変形例によれば、当該第１及び第２のコネクタは、長手方向のロック手段を有する。

第２の変形例によれば、当該第１及び第２のコネクタは、交互の環状肩部及び層間空間を有する結合リングと、環状肩部を有する交互の爪を有する相補的結合リングとの相対回転による角度方向及び軸方向のロック手段の手段を有する。

有利には、当該第１のコネクタの当該中心部は、ディスク肩部によって延長された内側スリーブと、複数の軸方向ねじ穴を有する同軸管状外側スリーブと、からなり、当該内側スリーブ及び当該管状外側スリーブは、当該二相パイプのうちの一方の内側ケーシングの端部を囲むように構成されている。

特定の実施形態によれば、当該第１のコネクタの当該周辺部は、直径が当該外側ケーシングの内径に対応する管状リップを遠位側に有するスリーブからなり、スリーブは、複数の軸方向ねじ穴を有し、当該スリーブは、軸方向穴が通過する内側カラーによって近位側に延長されており、当該カラーは、当該中心スリーブの区画に対応する区画の中心ポートを画定し、当該スリーブは、第２のコネクタの端部を受容するためのキャビティを画定するロックカラーによって近位側に延長されており、当該周辺接続部は、複数の軸方向穴を有する同軸管状外側スリーブを更に備え、当該内側スリーブ及び当該管状外側スリーブは、当該二相パイプの外側ケーシングの端部を囲むように構成されており、当該内側スリーブ及び当該管状外側スリーブは、当該スリーブの当該軸方向ねじ穴に嵌合するために、当該管状外側スリーブの当該軸方向穴を通過する軸方向ねじによって組み立てられている。

有利には、当該中心接続部及び当該周辺接続部は、スリーブの当該カラーを通過して、中心接続部の当該管状外側スリーブの当該軸方向ねじ穴に嵌合する軸方向ねじによって組み立てられている。

一変形例によれば、当該第２のコネクタの当該中心部は、ディスク肩部によって延長された内側スリーブと、複数の軸方向穴を有する同軸管状外側スリーブと、からなり、当該内側スリーブ及び当該管状外側スリーブは、当該二相パイプのうちの他方の内側ケーシングの端部を囲むように構成されている。

具体的な実施形態によれば、当該第２のコネクタの当該周辺部は、直径が当該外側ケーシングの内径に対応する管状リップを遠位側に有するスリーブからなり、スリーブは、複数の軸方向ねじ穴を有し、当該スリーブは、軸方向穴が通過する内側カラーによって近位側に延長されており、当該カラーは、中心ポートを画定し、当該スリーブは、第２のコネクタの端部を受容するためのキャビティを画定するロックカラーによって近位側に延長されており、当該周辺接続部は、複数の軸方向穴を有する同軸管状外側スリーブを更に備え、当該内側スリーブ及び当該管状外側スリーブは、当該二相パイプの外側ケーシングの端部を囲むように構成されており、当該内側スリーブ及び当該管状外側スリーブは、当該スリーブの当該ねじ穴に嵌合するために、当該管状外側スリーブの当該軸方向穴を通過する軸方向ねじによって組み立てられている。

本発明は、添付の図面によって示される非限定的な例示的な実施形態に関する以下の説明を読むことによってよりよく理解されるであろう。
本発明の第１の変形例による、継手の長手方向断面図を示す。 本発明の第１の変形例による、シールディスクを備える継手の斜視図を示す。 本発明の第１の変形例による、継手の正面図を示す。 本発明による、シールディスクの正面図を示す。 本発明の第２の変形例による、２つの継手のアセンブリの長手方向断面図を示す。 本発明の第２の変形例による、シール継手の部分的な斜視図を示す。 本発明の第２の変形例による、継手の斜視図を示す。 本発明の第２の変形例による、継手の４分の３正面図を示す。

例示的な継手の説明
図１は、本発明による継手によって接合された２つの二相パイプ（１００、２００）の長手方向断面図を示す。

二相パイプは、内側ケーシング（３）によって定められた中心経路（１）と、内側ケーシング（３）と外側ケーシング（４）との間の環状空間によって画定された周辺経路（２）と、を画定する、２つの同心管状ケーシング（３、４）からなる。最も高い圧力の流体は、好ましくは、中心経路（１）内を循環し、より低い圧力の流体は、周辺経路（２）内を循環する。

２つの二相パイプ（１００、２００）の端部は、第１のコネクタ（１１０）及び第２の継手（２１０）によって接続されている。

第１の継手（１１０）の説明
第１のコネクタは、内側ケーシング（３）の前端に取り付けられた中心接続部と、外側ケーシング（４）の前端に取り付けられた周辺接続部と、からなる。

「前方」は、２つのパイプ（１００、２００）の境界面に対応する横方向中心面（１６０）に最も近い側を指し、「遠位」は、この中心面（１６０）から最も遠い側を指す。

中心接続部は、当該第１のコネクタ（１１０）からなり、広がったディスク肩部（１５）及び同軸管状外側スリーブ（６）によって延長された内側スリーブ（５）からなる。この外側スリーブ（６）は、遠位側から先細になっており、周辺経路（２）内を循環する流体流の妨害を制限するための、長手方向ノッチによって分離されたタブからなり得る。外側スリーブ（６）は、遠位側で広がって、複数の軸方向ねじ穴を有するディスク肩部（１５）を形成し、軸方向ねじ穴は、中心接続部及び周辺接続部の組立ねじ（１６）を受容するように意図されている。

この内側スリーブ（５）及び外側管状スリーブ（６）は、二相パイプ（１００）の内側ケーシング（３）の端部を囲むように構成されている。それらは、中心接続部における内側ケーシング（３）の固定を補強するように意図された環状溝又はスプライン（１７、１８）を有する。

周辺接続部は、外側ケーシング（４）の前端に取り付けられている。

周辺接続部であって、その遠位端が、当該二相パイプ（１００）の外側ケーシング（４）の端部との密封接続を確実にするように構成されている、周辺接続部。

それは、環状前部カラー（２１）及び遠位管状スカート（２７）を有するスリーブ（７）によって形成されているか、中実であるか、又は長手方向歯及びスロットを交互にすることによって形成されている。周辺ケーシング（４）は、この遠位管状スカート（２７）と、二相パイプ（１００）の外側端部を取り囲み、かつスリーブ（７）との接続を確実にするねじ（２９）の通過を意図した長手方向穴（２８）を有する周辺スリーブ（８）との間に押し込まれる。

スリーブ（７）は、内側環状リングを横方向に通過するポート（３０）を有し、ポート（３０）はまた、中心接続部及び周辺接続部の組立ねじ（１５）によって通過される。これらのポート（３０）は、周辺経路（２）内を循環する流体の通過を可能にするために、このリングの周縁にわたって分散される。

中心接続部及び周辺接続部は、横方向結合面（１１５）を画定するように組み立てられる。

第１のコネクタ（１１０）は、管状外側スリーブ（６）を中心ケーシング（３）の周りに摺動させ、次いで、内側スリーブ（５）を外側ケーシングに係合させることによって装着される。

次いで、外側管状スリーブ（６）を外側ケーシング（４）の周りに配置し、スリーブ（７）の遠位管状スカート（２７）を挿入する。アセンブリは、外部ねじ（２９）によって固定され、外側ケーシング（４）の周りの外側管状スリーブ（６）及びスリーブ（７）の締め付け、並びに中心接続部及び周辺接続部のアセンブリを確実にする。

スリーブ（７）は、遠位管状スカート（２７）の反対側で、雄継手の端部を受容するように意図された管状リング（２３）によって延長される。この管状リングは、横断面内に延在し、かつ長手方向軸の周りに角度的に分散されたいくつかのピボット（４０、５０）によって横断される。これらのピボット（４０、５０）は、レバー（４２、５２）によって延長される非対称カム（４１、５１）の関節軸を構成する。これらのカム（４１、５１）は、雄継手の外面を取り囲む環状溝（４３）によって形成された相補的な面に係合する。

第２の雄継手
第２の継手もまた、中心接続部と、周辺接続部と、によって形成されている。

中心接続部は、中心ケーシング（３）を囲むように意図された内側スリーブ（３１）及び外側スリーブ（３２）からなる。これらの２つのスリーブ（３１、３２）は、周辺接続部に形成された穿孔をやはり通過するねじ（３３、５８）をねじ込むことによって組み立てられる。

この周辺接続部は、外側ケーシング（４）の内側に係合する中実又は分割管状スカートによって遠位側に延在するスリーブ（５６）と、外側ケーシング（４）の外面を取り囲む第２のスリーブ（５７）と、から形成されている。

シールディスク
２つの雌継手及び第２のコネクタは、中心経路（１）の流れを可能にする中心ポート、及び外側ケーシング（４）と中心ケーシング（３）との間の区画に対応する環状部に形成され、かつ周辺経路（２）の流れを可能にする軸方向ポートによって横断される横断面を画定する。ポート間シールは、中心ポート（６０）及び周辺ポート（６１～６３）も有するシールディスク（９）によって提供される。

第２の変形実施形態
図５～図８に示される第２の変形実施形態は、主にロックモードによって第１の変形実施形態と異なり、第１の実施形態では、長手方向のロックは、ロックが軸方向の分離を防止することによって長手方向に実行され、第２の実施形態では、ロックは角度を付けて実行され、爪が半径方向に挿入されたときに、当該爪が、軸方向に分離するのを防止する。他の特徴は、変更されないままである場合、当該第２の実施形態に対して体系的に想起されず、したがって、この第２の実施形態に置き換えることができる。

結合は、２つの相補的な接続リング（６０、７０）によって達成され、一方は交互の爪（７２）及び中空空間を有し、他方は交互の肩部（６１、６２）及び中空空間を有する。２つの継手の係合は、リング（６０）の中空空間を爪（７２）で埋め、次いで、継手のうちの一方の肩部（６１、６２）が爪（７２）の中空内に位置決めされ、爪（７２）の半環状肩部（７４）によって一方の方向に維持され、相補的継手の周縁部（７５）によって他方の方向に維持されるように、相対回転を加えることによって達成される。

Claims (7)

1. ２つの同軸ケーシング（３、４）であって、前記内側ケーシング（３）に流入する中心流（１）、及び前記内側ケーシング（３）と前記外側ケーシング（４）との間の空間に流入する環状流（２）を画定する２つの同軸ケーシング（３、４）からなる、２つの二相フレキシブルパイプを接続するように意図された流体接続システムであって、前記継手が、前記二相パイプのうちの一方（１００）の端部に取り付けられるように意図された第２のコネクタ（２１０）と、前記二相パイプのうちの他方（２００）の相補的端部に取り付けられるように意図された第１の相補的コネクタ（１１０）と、を備え、前記第１のコネクタ（１１０）及び前記第２のコネクタ（２１０）が、軸方向のロック手段（１５０）を有し、
   ○前記第１のコネクタ（１１０）が、
   ・中心接続部であって、その遠位端が、前記二相パイプのうちの一方（１００）の前記内側ケーシング（３）の端部との密封接続を確実にするように構成されている、中心接続部と、
   ・周辺接続部であって、その遠位端が、前記二相パイプ（１００）の前記外側ケーシング（４）の端部との密封接続を確実にするように構成されており、前記周辺接続部が、周辺流に開口するポートを通って軸方向に横断する環状前方内側フランジを有する、周辺接続部と、を有し、
   ・前記中心接続部及び前記周辺接続部が、横方向結合面を画定するように組み立てられており、
   ○前記第２のコネクタ（２１０）が、
   ・中心接続部であって、その遠位端が、前記二相パイプのうちの他方（２００）の前記内側ケーシング（３）の前記端部との密封接続を確実にするように構成されている、中心接続部と、
   ・周辺接続部であって、その遠位端が、前記他方の二相パイプ（２００）の前記外側ケーシング（４）の前記端部との密封接続を確実にするように構成されており、前記周辺接続部が、周辺経路内に開口するポートが軸方向に横断する環状前方内側フランジを有する、周辺接続部と、を有し、
   ・前記中心接続部及び前記周辺接続部が、第２の横方向前方結合面を画定するように組み立てられており、
   前記システムが、前記第１のコネクタの前記中心部が、ディスク肩部によって延長された内側スリーブ（５）と、複数の軸方向ねじ穴を有する同軸管状外側スリーブ（６）と、からなり、前記内側スリーブ（５）及び前記管状外側スリーブ（６）が、前記二相パイプのうちの一方（１００）の前記内側ケーシング（３）の前記端部を囲むように構成されていることを更に特徴とする、流体接続システム。
2. 前記継手が、前方内側カラーの軸方向開口部に対応する軸方向開口部を有する環状形状のシールディスク（９）を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の２つの二相パイプ（１１０、２１０）を接続するように意図された流体接続システム。
3. 前記第１のコネクタ（１１０）及び前記第２のコネクタ（２１０）が、交互の環状肩部及び中間空間を有する結合リング（６０）と、環状肩部を有する交互の爪を有する相補的な結合リングとの相対回転によって、角度方向及び軸方向のロック手段（１５０）を有することを特徴とする、請求項１に記載の２つの二相パイプ（１１０、２１０）を接続するように意図された流体接続システム。
4. 前記第１のコネクタの周辺部が、管状リップであって、その直径が前記外側ケーシング（４）の内径に対応する管状リップを遠位側に有するスリーブ（７）からなり、前記スリーブが、複数の軸方向ねじ穴を有し、前記スリーブ（７）が、軸方向穴が横断する内側カラーによって近位側に延長されており、前記カラーが、中心スリーブ（５）の区画に対応する区画に中心ポートを画定し、前記スリーブ（７）が、前記第２のコネクタの端部を受容するためのキャビティを画定するロックカラーによって近位側に延長されており、前記周辺接続部が、複数の軸方向穴を有する同軸管状外側スリーブ（８）を更に備え、前記内側スリーブ（７）及び前記管状外側スリーブ（８）が、前記二相パイプ（１００）の前記外側ケーシング（４）の前記端部を囲むように構成されており、前記内側スリーブ（７）及び前記管状外側スリーブ（８）が、前記スリーブ（７）の前記ねじ穴に嵌合するために、前記管状外側スリーブ（８）の前記軸方向穴を通過する軸方向ねじによって組み立てられていることを特徴とする、請求項１に記載の２つの二相パイプ（１１０、２１０）を接続するように意図された流体接続システム。
5. 前記中心接続部及び前記周辺接続部が、前記中心接続部の前記管状外側スリーブ（６）内の前記軸方向ねじ穴に嵌合するために、前記スリーブ（７）の前記カラーを通過する軸方向ねじによって組み立てられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の２つの二相パイプ（１１０、２１０）を接続するように意図された流体接続システム。
6. 前記第２のコネクタの中心部が、ディスク肩部によって延長された内側スリーブ（７）と、複数の軸方向穴を有する同軸管状外側スリーブ（１７）と、からなり、前記内側スリーブ（７）及び前記管状外側スリーブ（１７）が、前記二相パイプのうちの他方（２００）の前記内側ケーシング（３）の前記端部を囲むように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の２つの二相パイプ（１１０、２１０）を接続するように意図された流体接続システム。
7. 前記第２のコネクタの周辺部が、管状リップであって、その直径が前記外側ケーシング（４）の内径に対応する、管状リップを遠位側に有するスリーブからなり、前記スリーブが、複数の軸方向ねじ穴を有し、前記スリーブが、軸方向穴が通過する内側カラーによって近位側に延長されており、前記カラーが、中心ポートを画定し、前記スリーブが、前記第２のコネクタの前記端部を受容するためのキャビティを画定するロックカラーによって近位側に延長されており、前記周辺接続部が、複数の軸方向穴を有する同軸管状外側スリーブを更に備え、前記内側スリーブ及び前記管状外側スリーブが、前記二相パイプ（１００）の前記外側ケーシング（４）の前記端部を囲むように構成されており、前記内側スリーブ（７）及び前記管状外側スリーブ（８）が、前記スリーブ（７）の前記軸方向ねじ穴に嵌合するために、前記管状外側スリーブ（８）の前記軸方向穴を通過する軸方向ねじによって組み立てられていることを特徴とする、請求項１に記載の２つの二相パイプ（２００、２１０）を接続するように意図された流体接続システム。

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