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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Perfectionnements aux joints ou accouplements de tuyaux.
Cette invention est relative aux joints ou accouplements de tuyaux et notamment aux joints à emboîtement soudes qu'on peut employer pour accoupler des tuyaux légers en cuivre jaune ou laiton pour distributions domestiques d'eau chaude et froide ou pour canalisations électriques.
Il est connu d'employer pour ces joints à emboîtement ou à manchon un anneau en métal de soudure complètement logé dans une cavité ou rainure creusée dans le manchon ou dans la périphérie du tuyau lui-même, et de prévoir entre le tuyau et le manchon d'accouplement un intervalle ou jeu de
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dimensions propres à provoquer un effet de capillarité sur le métal de soudure quand on fait fondre celui-ci en chauffant le joint.
Pour ces joints, le creusement de rainures implique des travaux d'usinage ou de façonnage onéreux et en outre il faut généralement prévoir des butées pour les tuyaux à l'intérieur du¯manchon d'accouplement, ce qui exige souvent l'enlèvement par usinage d'une notable quantité de métal du manchon d'accouplement pour former un épaulement intérieur contre lequel viennent buter les bouts des tuyaux.
L'invention a pour but de procurer des joints ou accouplements de tuyaux perfectionnés, de construction simple, pouvant être fabriqués à peu de frais et facilitant le montage des tuyaux dans les manchons ou organes femelles d'accouplement.
Suivant l'invention, le joint de tuyau comprend un organe femelle d'accouplement ou manchon dont l'alésage est étranglé par une garniture annulaire métallique, faite entièrement ou partiellement en métal de soudure ou autre matière facilement fusible susceptible d'unir entre elles les pièces métalliques, l'un ou les deux côtés de cette garniture annulaire constituant une butée ou des butées pour le ou les bouts de tuyau. La garniture annulaire peut être fixée dans le manchon en repoussant celui-ci en un ou plusieurs points ou sur toute la circonférence ou en dilatant la garniture annulaire, ou au moyen d'une série de vis, pointes ou organes analogues traversant le manchon et engagés dans la garniture,ou par tout autre moyen approprié.
De préférence, on donne à la garniture une épaisseur telle que lorsque les tuyaux ou tubes sont en place, elle n'étrangle pas sensiblement le passage offert par les tuyaux ou tubes.
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On traite au moyen d'un fondant approprié l'intérieur du manchon et/ou les bouts des tuyaux, et quand on chauffe le manchon extérieurement,la soudure fond et s'écoule par attraction capillaire dans l'espace annulaire étroit compris entre le manchon et les parties emmanchées des tuyaux ou tubes. Une exsudation de soudure apparaissant au-delà des extrémités du manchon indique qu'on a exécuté un joint satisfaisant.
Le manchon peut servir à raccorder entre eux deux tuyaux ou à raccorder un tuyau à un dispositif intercalé tel qu'une vanne, ou encore à raccorder un tube à un commutateur ou à une boite de jonction dans le cas de canalisationsou tubes protecteurs de câbles électriques. Le dispositif intercalé peut comporter un bout saillant de même diamètre que le tuyau ou le tube, ou bien le manchon peut faire corps avec le bord de l'ouverture percée dans l'appareil ou y être fixé.
Plusieurs exemples d'exécution de l'invention sont représentés sur les dessins annexés, dans lesquels :
Fig. 1 est une coupe longitudinale d'un joint de tuyau exécuté selon l'invention;
Fig. 2 est une coupe longitudinale d'un joint de tuyau comportant une variante de la garniture annulaire;
Fig. 3 est une coupe longitudinale d'un joint de tuyau comportant une autre variante de la garniture annulaire;
Fig. 4 est une vue en perspective montrant en coupe la garniture annulaire représentée sur la Fig. 3;
Fig. 5 est une vue en élévation, partie en coupe, d'un joint de tube raccordant un tube à une boite de jonction ;
Fig. 6 est une vue en élévation, partie en coupe, d'un joint de tuyau raccordant un tuyau à un coude, qui montre la répartition de la soudure après que le joint a été chauffé;
et Fig. 7 est une vue en perspective montrant en coupe
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la variante de garniture annulaire composite représentée sur les Figs. 5 et 6.
Sur la Fig. l, un manchon de cuivre 1 est employé pour raccorder des tuyaux de cuivre 2 et 3. Au milieu du manchon est inséré un anneau 4 en métal de soudure qu'on dilate en place de manière qu'il soit serré étroitement dans le manchon. Dans le manchon 1 sont repoussées une ou plusieurs bossettes 5 qui font légèrement saillie dans l'anneau de soudure et qui assurent que ce dernier ne puisse se mouvoir dans le manchon. Le manchon est enfilé à glissement sur les tuyaux 2 et 3 et les bouts de ces tuyaux, engagés dans le manchon, portent contre les côtés de l'anneau de soudure. Quand on chauffe le manchon extérieurement au moyen d'un chalumeau, l'anneau de soudure fond et la soudure s'écoule par attraction capillaire dans l'espace annulaire étroit, vers les extrémités du manchon.
Un petit exsudat de soudure apparaissant aux deux extrémités indique qu'on a exécuté un joint satisfaisant. La quantité de soudure contenue dans l'anneau est juste suffisante pour donner cette indication et on évite de cette façon un gaspillage de soudure.
Une variante de joint de tuyau est représentée sur la Fig. 2 où les tuyaux 6 et 7 sont raccordés par un manchon 8.
Dans ce cas la garniture annulaire 9 ne se compose pas entièrement de métal fusible; elle est constituée par un anneau composite dont la partie intérieure 10 est faite en un métal relativement peu fusible, tel que le cuivre, et dont les parties latérales extérieures 11 sont en soudure. On dilate l'anneau dans le manchon et on l'y maintient fermement au moyen de bossettes repoussées 12. On chauffe le manchon extérieurement et la soudure s'écoule dans les deux sens vers les extrémités du manchon, comme c'est décrit précédemment.
Eventuellement
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la partie intérieure de l'anneau composite peut comporter des rainures pour y loger la soudure et les côtés des parties extérieures peuvent être inclinés de telle manière que lorsqu'on introduit dans le manchon les tuyaux, qui de préférence sont légèrement chanfreinés extérieurement aux bouts, ils serrent dans le manchon à frottement dur en venant buter contre l'anneau.
Dans les joints de tuyau représentés sur les Figs.3 et 4, les bouts des tuyaux 13 et 14 sont disposés de manière à porter contre une garniture annulaire 15 d'une autre forme, qui est logée au milieu du manchon 16. Dans ce cas la garniture annulaire comprend une partie extérieure 17 en forme de rigole, faite en cuivre, et une partie intérieure 18 faite en soudure, cette dernière ayant été de préférence coupée d'un ruban de métal ayant la largeur et l'épaisseur requises, courbée en anneau et introduite dans le creux de la rigole. Les joues de la rigole de la garniture annulaire ont un diamètre extérieur de quelques centièmes de millimètre plus petit que l'alésage du manchon et la fourrure de métal de soudure est disposée de manière à dépasser légèrement les joues, comme c'est représenté sur la Fig. 4.
L'anneau composite est fermement maintenu en place par repoussàge du manchon en trois endroits, un de ces endroits repoussés étant indiqué en 19. Pendant l'opération de repoussage, on maintient un mandrin dans l'anneau pour empêcher la déformation de la rigole, et la légère compression de l'anneau de soudure, produite par les poinçons de repoussage, oblige la soudure à remplir le petit interstice entre les arêtes des rebords et la paroi du manchon, assurant ainsi que la liaison soit étanche et que la soudure s'écoule librement, sans entrave, vers les extrémités du manchon quand on chauffe celuici.
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Quand on veut raccorder des tuyaux ou tubes à des dispositifs intercalés tels que vannes, boites de jonction, coudes et dispositifs analogues, il est préférable de construire la garniture annulaire composite de telle manière que la soudure ne puisse s'écouler que dans un sens, c'est-à-dire hors du dispositif intercalé, vers l'embouchure du manchon.
A cet effet on conforme la rigole de la garniture annulaire comme c'est représenté sur la Fig. 7 où une des joues 20 de la rigole 21 a un diamètre très sensiblement égal à l'alésage du manchon du dispositif intercalé et où l'autre joue 22, faisant office de butée pour l'extrémité du tuyau, a un plus petit diamètre. Un anneau de soudure 23 est logé, comme c'est représenté, entre les rebords latéraux 21 et 22.
Lorsque, comme c'est représenté sur la Fig. 5, on emploie une garniture annulaire de ce genre pour raccorder un tube 24 à une boite de jonction électrique 25, on introduit dans une douille 26 de la boite de jonction l'anneau composite avec la haute joue 20 de la rigole 21 tournée vers le dispositif intercalé. On fixe fermement l'anneau en repoussant des bossettes 27 de la manière décrite précédemment. On traite le joint au moyen d'un fondant et on introduit dans la douille le bout du tube 24 de manière qu'il vienne porter contre la joue moins haute 22. Pendant qu'on chauffe le joint, la soudure 23 est empêchée de s'écouler vers le dispositif intercalé, par la joue 20 qui est logée sans jeu dans la douille.
Par conséquent, la soudure s'écoule librement, par attraction capillaire, à travers l'interstice compris entre la joue 22 et la douille, vers l'ouverture de cette douille.
Un autre exemple d'exécution d'un joint soudé raccordant un tuyau à un dispositif intercalé est représenté sur la Fig. 6 on un tuyau 28 est relié à un manchon 29 faisant
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corps avec l'extrémité d'un raccord coudé 30. Une garniture annulaire composite 31 du genre spécifié, dont les joues sont de diamètres inégaux, est introduite comme c'est représenté sur le dessin et est fermement maintenue en place par repoussage de bossettes 32. Après chauffage du joint la soudure s'écoule de la rigole de l'anneau dans l'intervalle annulaire, comme c'est représenté en 33.
Il est à noter que, pour les joints de tuyau décrits, on peut fabriquer très facilement les douilles ou manchons d'accouplement en découpant à la longueur voulue de courts tronçons dans un tube de métal étiré du diamètre requis, et qu'on évite entièrement la nécessité d'aléser lé manchon ou d'y usiner des rainures ou des épaulements.
En outre, lorsqu'il est achevé, le joint de tuyau a un alésage intérieur lisse sensiblement exempt d'arêtes vives, et dans le cas d'accouplements pour tubes protecteurs de câbles électriques, on peut donner à la garniture annulaire composite un diamètre intérieur légèrement inférieur à l'alésage du tube et arrondir intérieurement la partie étranglée de l'anneau de telle manière que les arêtes vives des tubes soient entièrement masquées et qu'on puisse enfiler le câble dans l'accouplement sans endommager l'isolement.
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DESCRIPTIVE MEMORY
SUBMITTED IN SUPPORT OF A REQUEST
OF INVENTION PATENT Improvements to joints or pipe couplings.
This invention relates to joints or couplings of pipes and in particular to welded interlocking joints which can be used to couple light pipes made of yellow copper or brass for domestic hot and cold water distributions or for electrical pipes.
It is known to use for these socket or sleeve joints a weld metal ring completely housed in a cavity or groove hollowed out in the sleeve or in the periphery of the pipe itself, and to provide between the pipe and the sleeve coupling an interval or set of
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dimensions suitable for causing a capillary effect on the weld metal when the latter is melted by heating the joint.
For these joints, grooving involves expensive machining or shaping work and in addition it is usually necessary to provide pipe stops inside the coupling sleeve, which often requires machining removal. of a substantial amount of metal from the coupling sleeve to form an interior shoulder against which the ends of the pipes abut.
The object of the invention is to provide improved pipe joints or couplings, of simple construction, which can be manufactured inexpensively and which facilitate the mounting of the pipes in the sleeves or female coupling members.
According to the invention, the pipe joint comprises a female coupling member or sleeve, the bore of which is constricted by a metallic annular gasket, made entirely or partially of weld metal or other easily fusible material capable of uniting them together. metal parts, one or both sides of this annular gasket constituting a stop or stops for the end or ends of pipe. The annular seal may be fixed in the sleeve by pushing the latter at one or more points or over the entire circumference or by expanding the annular seal, or by means of a series of screws, pins or the like passing through the sleeve and engaged. in the filling, or by any other suitable means.
Preferably, the lining is given a thickness such that when the pipes or tubes are in place, it does not substantially restrict the passage offered by the pipes or tubes.
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The inside of the sleeve and / or the ends of the pipes are treated with a suitable flux, and when the sleeve is heated on the outside, the weld melts and flows by capillary attraction into the narrow annular space between the sleeve. and the fitted parts of the pipes or tubes. Solder exudation appearing beyond the ends of the sleeve indicates that a satisfactory seal has been made.
The sleeve can be used to connect two pipes between them or to connect a pipe to an interposed device such as a valve, or to connect a tube to a switch or to a junction box in the case of pipes or protective tubes of electric cables. . The interposed device may include a protruding end of the same diameter as the pipe or tube, or the sleeve may be integral with the edge of the opening drilled in the device or be fixed thereto.
Several exemplary embodiments of the invention are shown in the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is a longitudinal section of a pipe joint made according to the invention;
Fig. 2 is a longitudinal section of a pipe joint comprising a variant of the annular seal;
Fig. 3 is a longitudinal section of a pipe joint comprising another variant of the annular seal;
Fig. 4 is a perspective view showing in section the annular seal shown in FIG. 3;
Fig. 5 is an elevational view, partly in section, of a pipe joint connecting a pipe to a junction box;
Fig. 6 is an elevational view, partly in section, of a pipe joint connecting a pipe to an elbow, which shows the distribution of the weld after the joint has been heated;
and Fig. 7 is a perspective view showing in section
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the variant of composite annular gasket shown in Figs. 5 and 6.
In Fig. 1, a copper sleeve 1 is used to connect copper pipes 2 and 3. In the middle of the sleeve is inserted a ring 4 of solder metal which is expanded in place so that it is tightly clamped in the sleeve. In the sleeve 1 are pushed back one or more bosses 5 which project slightly into the weld ring and which ensure that the latter can not move in the sleeve. The sleeve is slidably threaded over pipes 2 and 3 and the ends of these pipes, engaged in the sleeve, bear against the sides of the weld ring. When the sleeve is heated externally by means of a torch, the ring of solder melts and the solder flows by capillary attraction in the narrow annular space, towards the ends of the sleeve.
A small amount of solder exudate appearing at both ends indicates that a satisfactory joint has been made. The quantity of solder contained in the ring is just sufficient to give this indication and in this way a waste of solder is avoided.
An alternative pipe joint is shown in Fig. 2 where the pipes 6 and 7 are connected by a sleeve 8.
In this case, the annular gasket 9 does not consist entirely of fusible metal; it consists of a composite ring, the inner part 10 of which is made of a relatively low-fusible metal, such as copper, and the outer side parts 11 of which are soldered. The ring is expanded in the sleeve and held there firmly by means of embossed bosses 12. The sleeve is heated externally and the weld flows in both directions towards the ends of the sleeve, as described above.
Eventually
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the inner part of the composite ring may have grooves for accommodating the weld therein and the sides of the outer parts may be inclined so that when the pipes are introduced into the sleeve, which preferably are slightly chamfered on the outside at the ends, they tighten in the hard friction sleeve, butting against the ring.
In the pipe joints shown in Figs. 3 and 4, the ends of the pipes 13 and 14 are arranged so as to bear against an annular gasket 15 of another shape, which is housed in the middle of the sleeve 16. In this case the annular gasket comprises an outer channel-shaped part 17 made of copper and an inner part 18 made of solder, the latter having preferably been cut from a strip of metal of the required width and thickness, bent in ring and introduced into the hollow of the channel. The cheeks of the channel of the annular seal have an outside diameter of a few hundredths of a millimeter smaller than the bore of the sleeve and the weld metal fur is arranged so as to protrude slightly from the cheeks, as shown in the figure. Fig. 4.
The composite ring is held firmly in place by pushing back the sleeve in three places, one of these pushing places being indicated at 19. During the pushing-in operation, a mandrel is kept in the ring to prevent deformation of the channel, and the slight compression of the weld ring, produced by the embossing punches, forces the weld to fill the small gap between the ridges of the flanges and the wall of the sleeve, thus ensuring that the bond is tight and that the weld s' flows freely, unhindered, towards the ends of the sleeve when heating the sleeve.
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When it is desired to connect pipes or tubes to interposed devices such as valves, junction boxes, elbows and the like, it is preferable to construct the composite ring gasket in such a way that the solder can only flow in one direction, that is to say outside the inserted device, towards the mouth of the sleeve.
To this end, the channel of the annular seal is shaped as shown in FIG. 7 where one of the cheeks 20 of the channel 21 has a diameter very substantially equal to the bore of the sleeve of the inserted device and where the other cheek 22, acting as a stop for the end of the pipe, has a smaller diameter. A solder ring 23 is housed, as shown, between the side flanges 21 and 22.
When, as shown in FIG. 5, an annular gasket of this kind is used to connect a tube 24 to an electrical junction box 25, the composite ring is introduced into a socket 26 of the junction box with the upper cheek 20 of the channel 21 facing towards the bottom. intercalated device. The ring is firmly fixed by pushing back the bosses 27 in the manner described above. The joint is treated with a flux and the end of the tube 24 is introduced into the socket so that it comes to bear against the lower cheek 22. While the joint is heated, the weld 23 is prevented from s 'flow towards the inserted device, through the cheek 20 which is housed without play in the socket.
Consequently, the solder flows freely, by capillary attraction, through the gap between the cheek 22 and the socket, towards the opening of this socket.
Another exemplary embodiment of a welded joint connecting a pipe to an interposed device is shown in FIG. 6 on a pipe 28 is connected to a sleeve 29 making
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body with the end of an elbow connector 30. A composite annular gasket 31 of the kind specified, the cheeks of which are of unequal diameters, is introduced as shown in the drawing and is held firmly in place by the embossing of bosses 32 After heating the joint the solder flows out of the ring channel into the annular gap, as shown at 33.
It should be noted that, for the pipe joints described, the coupling sockets or sleeves can be made very easily by cutting short sections to the desired length in a metal tube drawn to the required diameter, and that this is avoided entirely. the need to ream the sleeve or machine grooves or shoulders therein.
Further, when completed, the pipe joint has a smooth internal bore substantially free of sharp edges, and in the case of couplings for protective tubes of electrical cables, the composite ring gasket can be given an internal diameter. slightly lower than the bore of the tube and internally round the constricted part of the ring in such a way that the sharp edges of the tubes are completely concealed and that the cable can be threaded into the coupling without damaging the insulation.
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