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"Joint d'éanchéité pour raccord sans soudure de tuyaux".
La présente invention a pour objet un joint d'étanchéi- té pour raccord sans soudure de tuyaux, constitué à l'aide d'une bague de joint métallique susceptible de coulisser axialement, qui se fixe sur le tuyau par serrage d'organes de vissage avec étanche déformation, de telle sorte que l'on obtient une fixation/de la bague sur le tuyau.
Les joints d'étanchéité sans soudure connus, pour tuyaux présentent des défauts qui s'opposent à leur application indus- trielle. Les raccords connus, pour tuyaux, sont très sensibles aux trépidations et secousses et donnent facilement lieu à des ruptures. Pour des tuyaux dont la surface n'est pas tout à fait liane, par exemple de tuynux comportant des nervures d'étirage, des joints soudés, etc... ils ne permettent pas de réaliser une
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étanchéité suffisamment süre. Enfin l'extrémité du tuyau ne peut pas être prise sur une longueur assez courte pour permet- tre lorsqu'on défait un assemblage de retirer le tuyau de la pièce de raccord.
Les dilatations produites par la chaleur, en particulier dans le cas de tuyaux de cuivre et d'aluminium, produisent facilement des détériorations au point de fonction et des fuites.
Tous ces défauts des raccords sans soudure, utilisés jusqu'ici pour les tuyaux, sè trouvent supprimés dans le joint d'étanchéité qui fait l'objet de l'invention. L'invention peut être appliquée avec le même succès pour les tuyaux en matière quelconque (cuivre, aluminium, laiton, fer, acier, etc...)
Conformément à l'invention l'on utilise une bague de jont en métal conformée de façon particulière, comportant, antérieure venant s'appliquer sur la paroi d'un prolongement au moins à son extrémité/en forme d'entonnoir d'une pièce de raccord des tuyaux, une gorge intérieure,ouverte en avant et à arête intérieure vive.
Lors du serrage la paroi mince-qui reste en place- de cette gorge vient s'appliquer, en se déformant, sur la pa- roi du prolongement en forme d'ëntonnoir, de la pièce de rac- cord et son arête intérieure vive s'enfonce dans l'enveloppe du tuyau sous l'effet de la pression centripète qui s'exerce sur elle, et pousse en même temps devant elle, à la manière d'un copeau, la portion découpée dans cetté enveloppe, comme le ferait un outil tranchant - la soulevant en forme de talus-, jusqu'au moment où la résistance croissante s'y oppose et em- pêche cette action de "repoussage" de continuer.
La bague mé- tallique qui se trouve ainsi fortement serrée entre la pièce de raccord et la vis ou l'écrou de serrage établit l'étanchéi- té, avec une sécurité absolue aussi bien sur la paroi en forme d'entonnoir de la pièce de raccord que sur l'enveloppe du tuyau
Comme l'extrémité du tuyau¯ se trouve ainsi prise sur une courte longueur donc que'le bourrelet produit par la bague de joint se trouve très près en arrière de l'extrémité libre du
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tuyau, le prolongement en forme d'entonnoir de la pièce de raccord peut avoir un diamètre relativement faible et une forme élancée ;
par' suite s'il devient nécessaire de défaire le joint pour changer le tuyau, ou peut toute autre raison, le tuyau peut être retiré sans peind de la pièce de raccord, vers l'arrière, par un léger fléchissement.
Par suite du net bourrelet produit sur le tuyau et de la pénétration relativement profonde de l'arête trfanchante de bordure de la bague dans la paroi du tuyau, toutes les iné- galités de surface du tuyau au point de bordure, telles que nervures d'étirage, joints de soudure, etc.. se trouvent éga- lisées et l'on obtient ainsi un assise solide et étanche. L'ex- trémité postérieure de la bague de joint est conformée de façon telle que cette bague d'étanchéité se déforme aussi à cet en- droit lors du serrage et forme un bourrelet sur le tuyau, mais cette partie postérieure, contrairement à la partie antérieure de la bague, ne présentant pas unearête aussi vive et ne s'en- fonçant pas dans la paroi du tuyau.
Le tuyau est entouré et supporté par la bague de joint sur une longueur plus grande, de telle sorte qu'il ne se trouve plus soumis au cisaillement et à.la rupture, sous les efforts de pression, cho s et trépida- tions, dans la même mesure que pour des raccords de tuyaux sans soudure de type connu. En corrélation avec les moyens de déformation choisis, la bague de joint conforme à l'invention évite donc de façon très efficace les défauts des joints connus.
Au dessin ci-joint on a représenté, à titre non li- mitatif, deux exemples de réalisation de l'objet de l'inven- tion.
Dans ce dessin ; Fig ' 1 est une vue d'un raccord de tuyau, sans sou- dure, démonté,comportant une pièce de branchement, un tuyau s'introduisant dans cette pièce et une bague de joint métalli- que emmanchée sur ce tuyau, avec un écrou extérieur servant d'organe de serrage ;
Fig. 2 est une vue en coupe longitudinale, à une échelle un peu plus grande, du raccord de tuyau ;
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Fig. 3 est une vue en coupe longitudinale de ce raccord de tuyau serré ;
Fig. 4 et 5 sont des vues en coupe longitudinale d'unerac- cord,-ouvert dans le premier cas et serré dans le second-, comportant une bague particulière introduite dans la gorge de la bagued'étanchéité en métal et en matière différente de celle de la dite bague d'étanchéité.
Dans toutes les figures du dessin, a désigne unepièce de raccord de tuyau, b le tuyau à assujettir de façon étanche dans cette pièce, ± une bague de joint en métal et d un écrou exté- rieur servant d'organe de serrage et pouvant se visser sur le filetage de la pièce de raccord, uette pièce comporte, des deux cotés, des prlongements f en forme d'entonnoir, et la bague de joint métallique c comporte à son extrémité située en regard de l'un de ces épanouissements f, une gorge intérieure ,2, ouverte en avant et qui est munie d'une arête vive c2 de bordure intérieure.
La partie postérieure h de la bague de joint en métal c, partie dont le diamètre est un peu plus grand, se rétrécit en forme conique vers l'extérieur et l'arête de pression i de l'écrou extérieur est arrondie.
Lors du serrage de l'écrou extérieur d la bague de joint métallique ±. se trouve enfoncée axialement dans l'épanouisse- ment! en forme d'entonnoir de;la pièce de raccord a. Au cours de cette opération il se produit une déformation de la bague c, sa partie c1 à parois minces, -laissée en place par la gorge intérieure ±- se rabattant d'abord vers l'intérieur et s'adap- tant à la paroi du prolongement f en forme d'entonnoir de la pièce de raccord a. En même temps une pression centripète se trouve exercée sur l'arête de bordure vive ±. 2 qui, sous cette pression, s'enfonce dans l'enveloppe du tuyau.
Les surfaces de frottement se polissent pendant le serrage et deviennent en- tièrement lisses, assurant ainsi une étanchéité parfaite, jus- qu'à ce que la partie correspondante de la bague ait pris- ex- térieurement la forme du prolongement f en entonnoir de la pièce de raccord a. Le serrage de l'écrou extérieur continuant, l'a-
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rête de bordure vive c2 dé la bague de joint repousse devant elle en forme de compeau, comme le ferait un outil tranchant, la matière découpée dans l'enveloppe du tuyau. Il se produit ainsi une sorte de bourrelet en forme de talus faisant le tour du tuyau et sur lequel la face frontale intérieure décolletée de la bague ± reste toujours fortement pressée.
Les inégalités de l'enveloppe du tuyau, telles que nervures d'étirage, joints de soudure, etc.... se trouvent alers complètement égalisées et l'on obtient une assieeabsolument solide et étanche de la bague.
Enfin, la résistance opposée au serrage de l'écrou ex- térieur augmentant, il se produit encore une déformation de l'extrémité postérieure de la bague de joint, l'arête de pres- sion arrondie de l'écrou extérieur venant entourer fortement la partie conique rétrécie h de cette bague, et la pressant en partie sur la surface extérieure des parois du tuyau, de sorte que la bague de joint produit encore à cet endroit une sorte de bourrelet sur le tuyau, tout en ne s'enfonçant pas d'une façon aussi tranchante que l'extrémité antérieure de la bague.
Le bourrelet postérieur de la bague de joint a principalement pour but de soulager l'endroit de bordure antérieure pour le cas où il se produit des pressions, chos et trépidations du tuyau. Ce qui est essentiel, c'est la réalisation, par la dé- formation de la bague de joint, de deux points d'étanchéité absolument sûrs, l'un sur la paroi du prolongement en forme d'entonnoir de la pièce de raccord, assurant une application absolument étanche par le polissage l'une sur l'autre des sur- faces frottantes, et l'autre sur la pafoi extérieure du tuyau, paroi dans laquelle l'arête de bordure vive c2 de la bague de join,# c s'enfonce profondément* Par osuite de la bordure très solide et très sûre ainsi produite sur le tuyau à cet endroit,
'' tout déplacement longitudinal du tàyau se trouve également em- pêché de façon très complète et le tuyau se trouve protégé des efforts tendant à produire un tel déplacement, le joint présen- te par conséquent une résistance à de très hautes pressions et une sécurité absolues.
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Lorsque l'écrou extérieur a été desserré la bague de joini reste fortement serrée sur le tuyau et le join peut être défait et rétabli aussi souvent que l'on veut.
Au lieu d'arrondir l'arête de pression i de l'écrou extérieur b, comme aux fig. 2 et 3, cette arête peut aussi être conique, comme indiqué aux fig. 4 et 5, Dans ce cas, l'angle de conicité de l'arête de pression doit être légèrement supé- rieur à celui de l'extrémité correspondante de la bague de joirt.
Cette extrémité pourrait d'ailleurs aussi présenter la même ,forme que l'extrémité antérieure de la bague. Toutefois, il e faut pas qu'il se produise à cet endroit une bordure aussi vive qu'à l'extrémité antérieure de la bague, en particulier pour le cas où le tuyau est exposé à des chocs énergiques ou à des fortes trépidations, efforts sous l'action desquels il travaille beaucoup à la cassure et au cisaillement,
Le bourrelet produit par la bague de joint à son extrémité postérieure a uniquement pour but de ne pas laisser les influences extérieures agissant sur le tuyau, telles que les chocs, trépidations et déformations, pendant la pose, le gauchissement ou la rotation du tuyau au cours des travaux de montage,
etc... atteindre les surfaces et arêtes d'étanchéité proprement dites à l'extrémité antérieure de la bague de joint.
Au lieu d'une gorge à un seul gradin la bague de joint peut aussi en comporter une à plusieurs gradins successifs disposés en escalier, de façon à produire plusieurs arêtes de bordure vives fermant lors du serrage plusieurs arêtes d'étanchéité suc- cessives, par exemple à la manière de filets sans pas de vis.
Dans certains cas, il pourrait être utilee de serrer encore sur le tuyau une bague de joint particulière plus courte que la gorge de la bague principale et en matière différente de celle de cette dernière bague. Les fig. 4 et 5 montrent un raccord de ce genre. La.bague supplémentaire en question est désignée par k et elle-est supposée être en matière plus dure que celle de la bague principale.
Dans ce cas, la bordure proprement dite est fermée
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par l'arête intérieure antérieure de la bague k, comme le montre la fig. 5.
Au lieu d'un écrou extérieur se vissant sur la pièce de raccord pour assurer le serrage de la bague de joint, l'on peut utiliser également un écrou intérieur perforé ou¯une vis de pression se vissant dans la pièce de raccord.
En raison de l'angle relativement plat des ouvertures en forme d'entonnoir ménagées dans la pièce de raccord, il ne lui-même se produit aucun rétrécissement du tuyau/, c'est à dire aucune diminution de sa section.
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"Sealing joint for seamless connection of pipes".
The present invention relates to a sealing joint for a seamless connection of pipes, formed by means of a metal joint ring capable of sliding axially, which is fixed to the pipe by tightening screwing members. with tight deformation, so that one obtains a fixing / of the ring on the pipe.
Known seamless seals for pipes have defects which prevent their industrial application. Known fittings, for pipes, are very sensitive to vibrations and jolts and easily give rise to ruptures. For pipes whose surface is not quite straight, for example pipes comprising drawing ribs, welded joints, etc ... they do not allow to achieve a
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sufficiently secure seal. Finally, the end of the pipe cannot be taken for a length short enough to allow when undoing an assembly to remove the pipe from the fitting part.
Expansions produced by heat, especially in the case of copper and aluminum pipes, easily produce point-of-use deterioration and leakage.
All these defects of seamless fittings, used hitherto for pipes, are eliminated in the seal which is the subject of the invention. The invention can be applied with the same success to pipes of any material (copper, aluminum, brass, iron, steel, etc.)
In accordance with the invention, use is made of a metal jont ring shaped in a particular way, comprising, anterior coming to be applied on the wall of an extension at least at its end / in the form of a funnel of a piece of pipe connection, an inner groove, open in front and with a sharp inner edge.
When tightening, the thin wall-which remains in place- of this groove comes to rest, by deforming, on the wall of the funnel-shaped extension of the connecting piece and its sharp inner edge. 'pushes into the casing of the pipe under the effect of the centripetal pressure exerted on it, and at the same time pushes in front of it, like a chip, the portion cut out of this casing, as would a sharp tool - lifting it up in the form of an embankment - until the increasing resistance opposes it and prevents this "pushing" action from continuing.
The metal ring, which is thus tightly clamped between the connecting piece and the clamping screw or nut, establishes the seal with absolute security both on the funnel-shaped wall of the fitting piece. fitting only on the pipe casing
As the end of the tuyaū is thus taken over a short length so that the bead produced by the seal ring is very close behind the free end of the
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pipe, the funnel-shaped extension of the connecting piece may have a relatively small diameter and a slender shape;
therefore if it becomes necessary to undo the joint to change the pipe, or for any other reason, the pipe can be unpainted from the connector, backwards, by a slight flexion.
As a result of the sharp bead produced on the pipe and the relatively deep penetration of the ring edge cutting edge into the pipe wall, all pipe surface unevenness at the edge point, such as ribs stretching, solder joints, etc. are equalized and thus a solid and watertight base is obtained. The rear end of the seal ring is shaped such that this sealing ring also deforms at this location during tightening and forms a bead on the pipe, but this rear part, unlike the part of the ring, not presenting such a sharp edge and not sinking into the wall of the pipe.
The pipe is surrounded and supported by the joint ring over a greater length, so that it is no longer subjected to shearing and breaking, under the forces of pressure, shock and trepidation, in the same measurement as for seamless pipe fittings of known type. In correlation with the deformation means chosen, the seal ring according to the invention therefore very effectively avoids the defects of known seals.
The accompanying drawing shows, without limitation, two exemplary embodiments of the object of the invention.
In this drawing; Fig '1 is a view of a pipe connector, without welding, disassembled, comprising a connection piece, a pipe entering this piece and a metal seal ring fitted onto this pipe, with a nut exterior serving as a clamping member;
Fig. 2 is a longitudinal sectional view, on a somewhat larger scale, of the pipe connector;
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Fig. 3 is a longitudinal sectional view of this clamped pipe fitting;
Fig. 4 and 5 are views in longitudinal section of a connection, -open in the first case and clamped in the second-, comprising a particular ring introduced into the groove of the sealing ring made of metal and of a material different from that of said sealing ring.
In all the figures of the drawing, a designates a pipe fitting part, b the pipe to be tightly secured in this part, ± a metal seal ring and an outer nut serving as a clamping member and which can be attached. screw on the thread of the connecting piece, uette piece comprises, on both sides, funnel-shaped extensions f, and the metal seal ring c has at its end located opposite one of these openings f, an inner groove, 2, open in front and which is provided with a sharp edge c2 of inner edge.
The posterior part h of the metal seal ring c, the part of which the diameter is a little larger, tapers in a conical shape outwards and the pressure ridge i of the outer nut is rounded.
When tightening the outer nut of the metal seal ring ±. is axially embedded in the expansion! funnel-shaped; the connector a. During this operation there is a deformation of the ring c, its thin-walled part c1 - left in place by the inner groove ± - first folding inwards and adapting to the wall of the funnel-shaped extension f of the connecting piece a. At the same time a centripetal pressure is exerted on the sharp edge edge ±. 2 which, under this pressure, sinks into the casing of the pipe.
The friction surfaces are polished during tightening and become completely smooth, thus ensuring a perfect seal, until the corresponding part of the ring has taken the shape of the funnel extension f of the outer ring. connecting piece a. As the tightening of the outer nut continues, the
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sharp edge c2 of the joint ring pushes back in front of it in the form of a compeau, like a sharp tool, the material cut from the casing of the pipe. There is thus produced a kind of bead in the form of a slope going around the pipe and on which the low-cut inner end face of the ring ± always remains strongly pressed.
The unevenness of the casing of the pipe, such as drawing ribs, welded joints, etc ... are completely equalized and one obtains an absolutely solid and tight seat of the ring.
Finally, as the resistance to tightening the outer nut increases, a further deformation of the rear end of the seal ring occurs, the rounded pressure ridge of the outer nut strongly surrounding the ring. narrowed conical part h of this ring, and pressing it partly on the outer surface of the walls of the pipe, so that the joint ring still produces at this place a kind of bead on the pipe, while not sinking d 'a way as sharp as the front end of the ring.
The main purpose of the rear bead of the seal ring is to relieve the area of the anterior border in the event that pressure, chos and vibrations of the pipe occur. What is essential is the creation, by deformation of the seal ring, of two absolutely safe sealing points, one on the wall of the funnel-shaped extension of the connecting piece, ensuring an absolutely tight application by polishing one on the other of the rubbing surfaces, and the other on the outer wall of the pipe, wall in which the sharp edge edge c2 of the joint ring, # c sinks deeply * Due to the very solid and very safe edge thus produced on the pipe at this point,
'' any longitudinal displacement of the pipe is also very completely prevented and the pipe is protected from the forces tending to produce such a displacement, the joint therefore presents resistance to very high pressures and absolute safety .
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When the outer nut has been loosened the seal ring remains tight on the pipe and the seal can be undone and reinstalled as often as desired.
Instead of rounding off the pressure edge i of the outer nut b, as in fig. 2 and 3, this edge can also be conical, as shown in fig. 4 and 5, In this case, the taper angle of the pressure ridge should be slightly greater than that of the corresponding end of the throwing ring.
This end could also also have the same shape as the front end of the ring. However, there should not be a border as sharp at this point as at the front end of the ring, in particular in the case where the pipe is exposed to strong shocks or to strong vibrations, stresses. under the action of which it works a lot on breaking and shearing,
The sole purpose of the bead produced by the seal ring at its rear end is not to allow external influences acting on the pipe, such as shocks, tremors and deformations, during installation, warping or rotation of the pipe during assembly work,
etc. ... reach the sealing surfaces and ridges themselves at the front end of the seal ring.
Instead of a single step groove, the seal ring can also include one with several successive steps arranged in a staircase, so as to produce several sharp edge edges closing several successive sealing edges during tightening, for example example in the manner of threads without screw thread.
In certain cases, it could be useful to tighten again on the pipe a particular ring of seal shorter than the groove of the main ring and of a material different from that of the latter ring. Figs. 4 and 5 show a connection of this kind. The additional ring in question is denoted by k and is assumed to be of a harder material than that of the main ring.
In this case, the border itself is closed.
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by the anterior inner edge of the ring k, as shown in fig. 5.
Instead of an outer nut screwed onto the connecting piece to ensure tightening of the seal ring, it is also possible to use a perforated inner nut or a set screw screwing into the connecting piece.
Due to the relatively flat angle of the funnel-shaped openings in the connecting piece, there is no shrinkage of the pipe / itself, ie no reduction in its section.