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Joints pour hautes pressions.
La présente invention est relative aux joints pour hautes pressions et concerne spécialement les joints de cou- vercle pour les récipients à hautes pressions ou autoclaves utilisés dans l'industrie de l'ammoniaque synthétique ainsi que dans d'autres industries nécessitant des pressions très élevées. Elle s'étend également aux joints pour tuyaux à haute pression, ainsi qu'aux joints entre des récipients cy- lindriques de grand diamètre, de 1 m. à 1,50 m. par exemple, soumis à des pressions élevées.
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Dans le joint suivant l'invention, le contact étan- che est assuré par les surfaces externes opposées d'un an- neau évidé en matière dure dont les surfaces internes sont exposées à la haute pression, et ces surfaces externes sont convexes à l'endroit du contact avec les surfaces correspon- dantes formant sièges des éléments à raccorder. L'expression t'anneau évidé" s'étend ici à tout anneau ayant une section transversale en forme de godet ou de cuvette, c'est-à-dire en V ou en U par exemple.
Dans ce joint, la force de serrage s'exerce parallèlement à l'axe de l'anneau, ou dans un sens susceptible de donner une composante appréciable parallèle- ment à cet axe, et les surfaces convexes externes de l'anneau évidé sont en contact élastique suivant une ligne ou une ban- de avec les surfaces formant sièges des éléments à raccorder.
Afin de protéger l'anneau évidé contre une déformation dé- passant la limite de son élasticité, on y loge de préférence une bague auxiliaire qui étançonne ses parois internes et empêche celles-ci de s'affaisser sous l'effet de la pression à laquelle elles sont soumises. Dans ce cas, il y a lieu de ménager dans la bague auxiliaire une petite lumière, de ma- nière que la forte pression puisse agir à l'intérieur de l'anneau évidé.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple non limitatif, deux formes de réalisation de l'invention.
Sur la fige l, les éléments à raccorder comportent des surfaces formant sièges, planes et obliques 1. 2 et des organes, tels que des boulons 3 par exemple, permettant de serrer ces éléments l'un vers l'autre. L'anneau évidé en acier 4 présente une section transversale en V, et ses pa- rois sont étançonnées par une bague auxiliaire en acier 7 qu'on peut former de plusieurs pièces, afin de rendre le @
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montage plus aisé. Une lumière 8 permet au fluide sous hau- te pression contenu dans le récipient d'avoir accès dans l'espace 9 délimité par les anneaux 4, 7.
Le contact étanche est établi en 10 et 11 entre les surfaces convexes externes de l'anneau 4 et les faces 1 et 2, suivant une ligne ou un étroite bande circulaires.
L'anneau évidé 4, de section en U, représenté sur la fig. 2, possède une base plate prenant appui sur les sur- faces planes correspondantes 5, 6 des éléments à raccorder, de manière à empêcher qu'il ne se déplace radialement. Les parois convexes de l'anneau 4 et les faces correspondantes 1, 2 des éléments à raccorder sont en contact étanche en 10 et 11. Comme dans la réalisation précédente, les parois in- ternes de l'anneau 4 sont étançonnées par une bague auxiliai- re 7 comportant une lumière 8. Le contact étanche une fois réalisé par des moyens mécaniques externes, tout accroisse- ment de la pression à l'intérieur du récipient aura pour effet de serrer le joint en pressant vers l'extérieur, contre les faces 1; 2, les parois de l'anneau 4 qui doit naturelle- ment posséder l'élasticité nécessaire.
Les figs. 3 et 4 montrent un moyen d'appliquer l'invention au raccordement de deux récipients cylindriques de grand diamètre. La fige 3 est une demi-coupe suivant l'axe des récipients cylindriques, et la fig. 4 est une demi-coupe correspondante, prise perpendiculairement à cet axe. Sur la fig. 3, l'anneau évidé 1 est logé, avec sa bague auxiliaire 6, dans des creusures annulaires ménagées dans les brides des extrémités des cylindres 2, 3. On assemble ces brides à l'aide d'une frette de serrage 4, faite en trois parties reliées les unes aux autres par des boulons 5.
Les bords des brides venant en prise avec la frette de @
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serrage 4 sont biseautées, ainsi que les parois internes de cette frette, de sorte que lorsqu'on serre les boulons 5, les brides sont pressées sur l'anneau évidé 1 et forment un joint étanche.
Le joint perfectionné établi suivant l'invention offre l'avantage que l'anneau possède une plus grande élas- ticité, ce qui permet au joint de supporter sans céder des variations de pression plus importantes. En outre, un faible effort extérieur initial suffit pour établir le joint, étant donné qu'une fois que les organes sont en contact, la pres- sion interne contribue à les y maintenir, en pressant l'anneau vers l'extérieur.
On peut accroître également la flexibilité de l'an- neau en lui donnant une section croissante vers l'extérieur, de manière que le fond de son évidement ait une épaisseur relativement faible par rapport à celle des parois latérales où se fait le joint. Enfin, si on situe la ligne de contact à proximité du bord de l'anneau comme c'est représenté en 10 et 11, la force de serrage due à la pression interne se trouve augmentée, du fait que cette pression agit sensible- ment sur la surface interne tout entière de l'anneau, et n'est pas neutralisée par une pression correspondante sur la surface externe de celui-ci, sauf pour la relativement petite partie comprise entre le bord de l'anneau et la ligne de contact.
On a déjà proposé pour résister aux fortes pres- sions un joint comportant un anneau évidé, en acier flexi- ble ou autre métal dur, logé dans des évidements annulaires correspondants ménagés dans les éléments à raccorder, et dont les surfaces internes sont soumises à la pression tandis
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que ses bords ou ses parois sont comprimés, à l'encontre de la résistance élastique du métal, lorsqu'on boulonne ou qu'on fixe ces éléments l'un à l'autre Dans ce joint toute- fois, les parois de l'anneau évidé ne présentent aucune con- vexité à l'endroit où elles portent contre les surfaces formant sièges, et le contact destiné à rendre le joint étan- che se fait donc sensiblement sur la surface entière de ces parois.
Il faut donc, dans cette forme de construction, que les parois de l'anneau évidé épousent exactement les surfaces formant sièges et que ces dernières soient, par conséquent, très soigneusement usinées. Par contre, dans le joint conforme à la présente invention, le contact étanche se fait suivant une bande de faible largeur et la force de serrage effective en est augmehtée, tandis que le joint peut supporter sans céder des fluctuations de pression interne plus considérables et que l'usinage des surfaces formant siège ainsi que de celles de l'anneau évidé exige moins de précision que ce n'est le cas pour le joint connu auquel il vient d'être fait allusion.
- REVENDICATIONS -
1.- Joint pour hautes pressions, caractérisé en ce que le contact étanche est assuré par les surfaces externes opposées d'un anneau évidé en métal dur, du genre indiqué, dont les surfaces internes sont exposées à la haute pression, ces surfaces externes étant convexes à l'endroit de leur contact avec les surfaces correspondantes formant sièges des éléments à raccorder.