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Joint sphérique pour pression élevée,, @ On connaît déjà, pour 1 assemblage des éléments de surchauf- feur sur les collecteurs correspondants,l'utilisation de joints dans lesquels la tête de l'élément, convenablement renforcée, présente une portée sphérique destinée à venir en contact avec l'entrée de l'orifice pratiqué dans le collecteur, et une secon- de portée sphérique dont la concavité est tournée en sens inverse et contre laquelle est appliquée la bride commune aux deux extré- mités de l'élément. Dans ce mode de construction, les têtes des éléments ont, en tous points, une épaisseur qui excède notable- ment celle du tube et ne présentent aucune flexibilité.
La présente invention a pour objet la réalisation d'un joint sphérique permettant un mouvement général,relatif des deux pièces à réunir,par exemple un élément de surchauffeur et le collecteur correspondant, de manière à assurer une étan- chéité parfaite aux très hautes pressions.. A cet effet, d'une part le collecteur comporte, à l'entrée de l'orifice contre le-
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quel doit s'appliquer la tête de l'élément, une surface conique d'angle au sommet très aigu; d'autre part, la tête dudit élément se termine par une surface sphérique dont le diamètre est très peu supérieur au diamètre intérieur du tube, de telle sorte que l'extrémité de l'élément est très mince et possède une élasticité appréciable.
Le renforcement par lequel l'effort de la bride se transmet à l'élément est limité à la manière connue par une sur- face sphérique, mais celle-ci présente en plus cette particulari- té d'être centrée sur la surface sphérique ci-dessus mentionnée.
La ligne de contact entre la sphère terminale de faible dia- mètre et le siège conique de l'autre partie à réunir est très voisine de l'extrémité sphérique, de telle sorte que l'appui se fera sur une partie mince relativement élastique.
Aux fortes pressions, les deux parties étant en contact, la circonférence commune au cône et à la sphère terminale est la plus petite possible, et grâpe à l'élasticité due à la minceur de la sphère terminale, un effort d'appui assez faible permet l'obtention d'une étanchéité aisée sans pour cela gêner les mou- vements possibles relatifs des deux pièces par suite de l'élas- ticité de la matière.
L'appareil de fixation, boulons et goujons, sera ainsi ré- duit à des dimensions acceptables pour hautes pressions grâce à la faible dimension du cercle dans lequel la pression agit.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre de quelle manière l'invention peut être réalisée Fig.l montre en coupe axiale le mode d'assemblage d'un tube de surchauffeur sur le collecteur.
Fig.2 montre dans les mêmes conditions la fixation de deux extrémités d'éléments en utilisant une bride commune.
L'élément 1 (Fig.1) comporte, au voisinage de son extrémité, un renforcement 2 sur lequel s'exercera la pression transmise par la bride de serrage (non représentée) par exemple par l'in- termédiaire d'une bague 3. L'extrémité du tube 1, fortement a- mincie, est limitée par une portion de surface sphérique 4 dont
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le rayon est peu supérieur au rayon intérieur du tube. Cette surface sphérique est destinée à s'appliquer contre une portée conique 6 ménagée sur le bord de l'orifice 7 pratiqué dans la paroi 5 du collecteur; le cône 6 a un angle au sommet très aigu.
La surface par laquelle le renforcement 2 vient en contact avec la bague 3 est également sphérique et elle est concentrique à la/surface 4.
Deux têtes d'éléments (Fig.2) peuvent être appliquées à l'aide d'une bride commune 10 contre le collecteur 5; cette bride est serrée contre les bagues 3 et 3' au moyen d'une bague 11 traversée par le goujon 8 sur lequel est vissé l'écrou; avan- tageusement cette bague 11 présente également une surface sphé- rique s'appliquant contre une portée conique de la bride 10.
Bien que la description qui précède ait été, pour faciliter l'exposé de l'invention., faite en regard d'un dessin illustrant l'assemblage d'un élément de surchauffeur sur son collecteur, il est évident que l'application de l'invention n'est pas limitée à cet exemple particulier et que celle-ci concerne en général tout mode d'assemblage de deux pièces de nature quelconque dans lequel on veut obtenir une certaine liberté de mouvement relatif.
R é s u m é .
1. Joint sphérique permettant d'obtenir un mouvement géné- ral relatif de deux pièces à réunirtelles que par exemple un élément de surchauffeur et le collecteur correspondant, et dont la particularité consiste en ce que d'une part la tête dudit é- lénent se termine par une surface sphérique dont le diamètre est très peu supérieur au diamètre intérieur du tube de surchauffe de manière à assurer une élasticité appréciable dans cette ré- gion de l'élément et d'autre part l'orifice du collecteur, con- tre lequel porte la tête de l'élément,présente un siège conique d'angle au sommet très aigu..
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Spherical joint for high pressure ,, @ It is already known, for the assembly of the superheating elements on the corresponding manifolds, the use of joints in which the head of the element, suitably reinforced, has a spherical bearing intended to come. in contact with the entry of the orifice made in the manifold, and a second spherical bearing surface, the concavity of which is turned in the opposite direction and against which is applied the common flange at the two ends of the element. In this method of construction, the heads of the elements have, at all points, a thickness which considerably exceeds that of the tube and do not exhibit any flexibility.
The object of the present invention is the production of a spherical seal allowing general, relative movement of the two parts to be joined, for example a superheater element and the corresponding manifold, so as to ensure perfect sealing at very high pressures. For this purpose, on the one hand the collector comprises, at the entrance of the orifice against the
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which must apply the head of the element, a conical surface of angle at the very acute top; on the other hand, the head of said element ends with a spherical surface whose diameter is very little greater than the internal diameter of the tube, so that the end of the element is very thin and has appreciable elasticity.
The reinforcement by which the force of the flange is transmitted to the element is limited in the known manner by a spherical surface, but the latter also has the peculiarity of being centered on the above spherical surface. above mentioned.
The line of contact between the terminal sphere of small diameter and the conical seat of the other part to be joined is very close to the spherical end, so that the support will be made on a relatively elastic thin part.
At high pressures, the two parts being in contact, the circumference common to the cone and to the terminal sphere is as small as possible, and thanks to the elasticity due to the thinness of the terminal sphere, a fairly low bearing force allows obtaining an easy seal without hindering the possible relative movements of the two parts due to the elasticity of the material.
The fixing device, bolts and studs, will thus be reduced to dimensions acceptable for high pressures thanks to the small dimension of the circle in which the pressure acts.
The description which will follow with regard to the appended drawing, given by way of example, will make it clear how the invention can be carried out Fig.l shows in axial section the method of assembling a superheater tube on the collector.
Fig. 2 shows under the same conditions the fixing of two ends of elements using a common clamp.
The element 1 (Fig. 1) comprises, near its end, a reinforcement 2 on which the pressure transmitted by the clamping flange (not shown) will be exerted, for example by means of a ring 3 The end of the tube 1, strongly thinned, is limited by a portion of spherical surface 4 of which
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the radius is little greater than the inner radius of the tube. This spherical surface is intended to be applied against a conical bearing surface 6 formed on the edge of the orifice 7 made in the wall 5 of the manifold; the cone 6 has a very acute angle at the top.
The surface through which the reinforcement 2 comes into contact with the ring 3 is also spherical and it is concentric with the / surface 4.
Two element heads (Fig.2) can be applied using a common flange 10 against the manifold 5; this flange is clamped against the rings 3 and 3 'by means of a ring 11 traversed by the pin 8 on which the nut is screwed; Advantageously, this ring 11 also has a spherical surface pressing against a conical bearing surface of the flange 10.
Although the foregoing description has been, to facilitate the presentation of the invention, made with reference to a drawing illustrating the assembly of a superheater element on its manifold, it is obvious that the application of the The invention is not limited to this particular example and that this generally relates to any method of assembling two parts of any kind in which it is desired to obtain a certain freedom of relative movement.
Summary .
1. Spherical joint making it possible to obtain a general relative movement of two parts to reunite such as for example a superheater element and the corresponding manifold, and whose particularity consists in that on the one hand the head of said element is ends with a spherical surface the diameter of which is very little greater than the internal diameter of the overheating tube so as to ensure appreciable elasticity in this region of the element and, on the other hand, the orifice of the collector, against which carries the head of the element, has a conical angle seat with a very acute top.
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