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" Raccord pour ,'tuyauterie "
La .jonction de. deux ou plusieurs tuyauteries se fait en deux phases généralement distinctes, mais' qui sont parfois superposées. ,
La première consiste soit à placer sur" chaque tuyauterie à raccorder un élément du raccord utilisé, soit à préparer- d'une manière particulière au système employé chacune des extrémités 'des tubes à réunir. Ce ' 'travail est exécuté tantôt entièrement à l'usine, tantôt entièrement au montage -ou bien, partiellement à l'usine.. ilest complété sur placer dès la pose définitive de la tuyauterie.
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La seconde consiste à réunir les éléments de raccords ainsi placés ou les extrémités préparées de chaque tuyauterie. Cet assemblage devant donner à l'usager, et pour chaque emploi, le maximum de sécurité au moins à l'un des trois points de vue suivants, si ce n'est aux trois à la fois :
Résistance mécanique'(pressions, chocs, vibra- tions), étanchéité, résistance à la corrosion.
Dans la plupart des systèmes de raccords utilisés jusqu'ici, la première phase demande des travaux prélimi- naires relativement importants (filetage, soudure, brasure, collet rabattu, sertissage, dudgeonnage... ). Cela signi- fie qu'il faut du temps, un matériel spécial, une main- d'oeuvre qualifiée et du soin dans l'exécution.
La seconde phase exige presque toujours un ef- fort mécanique non négligeable,'dont la valeur est fonction du système de raccord utilisé, du diamètre et du métal de la tuyauterie en cause, ainsi que de la nature du fluide canalisé, des conditions d'étanchéité à réaliser et des efforts mécaniques que le joint doit supporter.'
Naturellement, cet effort mécanique présente de sérieux inconvénients. Il nuit à la rapidité du montage, il crée presque toujours des tensions qui constituent des ' points faibles, tant au point de vue mécanique qu'au point de vue corrosion. Il conduit à augmenter les dimensions du raccord, c'est-à-dire son poids et son prix. Il amène dans certains cas un rétreint des tuyauteries, rétreint qui peut diminuer dans d'assez fortes proportions la sec- tion de passage initialement prévue.
Laissé à l'initiative de l'ouvrier, il est toujours maximum, c'est-à-dire qu'il entraine par écrouissage partiel et progressif la détério- ration rapide des surfaces en contact ou des joints. L'étan- chéité du raccord se trouve de ce fait détruite après quelques démontages et remontages,
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Même si la seconde phase consiste en une simple soudure, ce procédé de raccordement présente les inconvé- nients suivants : rigidité, indémontabilité. Exécutée sur le chantier, la soudure, quelle qu'elle soit, demande une main d'oeuvre qualifiée.
Par la localisation de l'échauffe- ment et du refroidissement, il y. a création d'une zone de tension qui constitue ipso facto un point faible au.point. de vue de la résistance mécanique et de la résistance à la corrosion. Enfin, le métal d'apport forme souvent l'un des éléments d'un couple électro-chimique qui, dans tous les cas, amorce et'accélère la destruction, des métaux en contact, par corrosion;,
La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients précédents. Elle concerne à cet effet un raccord pour tuyauteries, caractérisé par un mamelon ou corps de raccord, engagé sur les extrémités des deux tuyaux, ce mamelon étant combinée a une bague élastique de fixation.
Cette disposition assure l'accrochage mécanique du tuyau dans le raccord; elle réduit au minimum la prépa- . ration et la jonction des tuyaux, et peut être exécutée en métaux rigoureusement de même nature-, L'effort mécanique développé pour la jonction est indépendant de l'ouvrier monteur.
. Un mode.de réalisation est caractérisé par une garniture d'étanchéité combinée au mamelon et à la bague élastique de fixation, ce qui assure à la fois une excellente étanchéité et l'accrochage mécanique du tuyau . dans le raccord.
Suivant un mode de réalisation la garniture d'étanchéité'est'appliquée sur le tuyau, à la fois par son élasticité naturelle et par la pression du fluide à étan- cher, la jonction étanche étant ainsi automatiquement '
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réalisée indépendamment de l'ouvrier monteur.
Suivant un autre mode de réalisation la garni- ture d'étanchéité et la bague élastique de fixation sont montées dans le mamelon et prennent appui d'une part en deux zones différentes du mamelon, d'autre part sur le tuyau.
L'invention s'étend aussi à d'autres caractéris- tiques ci-après décrites et à leurs diverses combinaisons.
Des raccords conformes à l'invention sont repré- sentés à titre d'exemples sur les dessins ci-joints dans lesquels :
La fig. 1 est une vue partielle en coupe, d'un raccord conforme à l'invention et monté à l'extrémité des deux tubes reliés ensemble.
La fig. 1 bis est une vue partielle, en coupe, d'un raccord monté.
La fige 2 est la vue de droite (sens f) du rac- cord précédent,.
La fige 3 est une vue. partielle, en coupe, d'une première réalisation de garniture plastico-élastique utili- sée dans un raccord conforme à l'invention,
La fige 4 est une coupe transversale d'une bague élastique montée dans un raccord conforme à l'invention.
La fig. 5 est la coupe partielle d'une troisième réalisation de raccord conforme à l'invention,
La fig. 6 est une vue partielle, en coupe, d'une seconde réalisation de garniture plastico-élastique utili- sée dans un raccord conforme à l'invention.
La fige 7 est une demi-coupe d'une troisième réalisation de garniture pouvant être utilisée dans un rac- cord conforme à l'invention.
La fig, 8 est une vue de face d'un second type de bague élastique pouvant être utilisée dans un raccord conforme à l'invention,
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La fig. 9 est la vue partielle, en coupe, d'une quatrième réalisation deraccord conforme à l'invention.
La fig, 10 est formée par une série de coupes transversales de bagues élastiques pouvant être utilisées dans des raccords conformesà l'invention.
La fig. 11 est une vue partielle, en coupe d'une première'réalisât ion de raccord conforme à l'invention où la bague de fixation est automatiquement maintenue au contact du mamelon et de la paroi extérieure du tube à raccorder.
La fig, 12 est une vue partielle, en coupe, d'une seconde réalisation d'un raccord de type analogue au précédent, et conforme à l'invention.
La fig, 13 est une vue extérieure en perspective cavalière d'un troisième type de bague élastique de fixation . pouvant être utilisée dans un raccord conforme à l'invention.
La fig. 14 est une coupe transversale d'un qua- trième type de bague élastique pouvant être utilisée dans un.raccord conform,e à l'invention.
Le raccord représenté à la fig. 1 comprend à chacune de ses extrémités et en plus.du tube à raccorder 1 la bague élastique de fixation 3.
Cette pièce et le mamelon 4 constituent le rac- .cord complet dont le but unique est d'assurer la fonction mé- canique des tuyauteries sur lesquelles il est monté.
La bague'élastique de fixation 3 est constituée ,par un fil à section circulaire, enroulé de-telle manière que ses deux extrémités, non jointives à l'état libre, laissent entre elles ,un, intervalle 12 (fig. 1). Initialement, et compte tenu des tolérances d'usinage'et de fabrication, son diamètre intérieur est légèrement inférieur plus son diamètre intérieur est légèrement inférieur au plus petit diamètre extérieur du tube 1 et son diamètre extérieur, fonction de ce dernier, est plus grand que le plus petit ' diamètre du cone 13 existant à l'intérieur du mamelon 4. Elle
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est généralement exécutée en une matière identique à celle des deux pièces avec lesquelles elle est en contact.
Préalablement déformée, la bague élastique 3 est mise en place, à l'intérieur du mamelon 4 dans une gorge 14 (fig, 1 et 4). Cette dernière est limitée par deux surfaces coniques 13 et 15 de pentes opposées et de valeurs très différentes.
Les génératrices de la première 13 se coupent à l'extérieur du raccord et leur angle d'inclinaison est choisi de telle manière qu'il assure le coincement certain et immédiat da la bague, élastique 3 et du tube 1 à tout mouvement de ce dernier dans le sens N (fig, 1 et 4). Pour satisfaire à cette condition, un simple examen permet de s'apercevoir que l'angle d'inclinaison # doit satisfaire à l'inégalité : étant le coefficient de frottement de la bague élas- , tique 3 sur le tube 1.
P@@le coefficient de frottement de la même pièce 3 sur la surface conique 13 du mamelon.
L'état très différent de ces deux surfaces, 13 est usinée alors que 1 est généralement brute d'étirage, assure une valeur 'relativement importante, qui permet dans tous les cas un usinage facile du mamelon.
La surface conique 15, de très forté inclinai- son, a pour but d'assurer le' centrage dans le mamelon de la bague élastique 3 à tout mouvement de sens M, sans en diminuer l'élasticité.
Le mamelon 4, dont la forme géométrique est adaptée au type de jonction à réaliser, est généralement exécuté en une matière identique à celle du tube 1. Il comporte à chaque raccordement un centrage 16 dont le but est d'assurer la position du tube dans le raccord monté,
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'd'améliorer la résistance aux vibrations endiminuant .l'amplitude de celles..ci à 1''intérieur même du raccord . et de servir de butée à tout mouvement du tube dans le sens M.
'Le montage du tube¯dans le raccord complet ' se 'réduit à sa plus,simple-expression,,, Préalablement coupé et nettoyé, s'.il y a lieu, sur une longueur suffi- sante, il est introduit dans le mamelon 4 jusqu' à ce qu'il vienne buter contre le fond de-son logement 16 -et la jonction mécanique est réalisée.
Grâce' aux fig. 1.et 4 le mécanisme de raccordement se comprend facilement ;
En premier lieu, le tube entre en contact avec la bague élastique 3:et la pousse jusqu'à ce que, rencon- trant la surface conique 15 du logement 14, celle-ci soit immobilisée en translation et s'écarte pour glisser sur la'paroi extérieure de 1.Continuant son mouvement )le tube est arrêté par le fnnd du centrage 16, prévu dans le mamelon 4.
La jonction mécanique du mamelon sur le tube est obtenue grâce au centrage 16, qui.sert de-butée à tout mouvement de sens M et'par le coincement de la bague'
3, par conséquent du tube 1, dans le cone 13 à tout mou- vement de sens N (fig. 1 et 4)..
S'il est indispensable d'assurer l'immobilité . absolue du tube à l'intérieur du mamelon, dans les 2 sens
M et N, c'est-à-dire de rattraper l'effet'desjeux dûs aux tolérage ou de fabrication,'un certain nombre de gorges ,18 ¯ (fig. 1) .prévues enbout. de chaque raccordement, permettent, tout en maintenant le tube buté dans le raccord (sens M) de ramener.la bague élastique'3 en contact avec la surface conique 13 et d'assurer ainsi le coincement absolu et immédiat du tube a chaque effort de sens N.
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Le démontage est très simple. Il suffit de main- tenir par des gorges 18 la bague élastique 3'hors du contact de la surface conique 13 tout en tirant vers N le tube 1, qui sort sans difficulté du mamelon 4.
Une seconde réalisation de l'invention est re- présentée à la fig, 1 bis'.. Le raccord comprend à chacune de ses extrémités et en plus du tube à raccorder 1, la garniture d'étanchéité 2 et la bague élastique de fixa- tion 3. L'ensemble de ces pièces et du mamelon 4 consti- tuent en fait le raccord complet,,
La garniture 2, dont une vue à plus grande échelle est donnée par la fig. 3, est constituée par un anneau circulaire en matière plastico-élastique (caout- chouc par exemple), moulée en forme de U'. Les deux branches parallèles à l'axe de la garniture forment, d'après leur position respective, l'une la "jupe extérieu- re" 5, l'autre la jupe intérieure 6.
Un certain nombre de tiges rigides 7, métalli- ques ou non, placées parallèlement à l'axe, mais sans lien entre elles, sont enrobées au moulage dans la jupe intérieure. Elles forment une armature qui empêche tout plissement axial de la jupe intérieure 6 sans en diminuer l'élasticité transversale.'
La garniture est placée à l'intérieur du mame- lon 4 dans un logement 8 spécialement prévu à cet usage,, Concentrique à l'axe du raccord, sa section est calquée sur celle de la garniture correspondante, dont il épouse de trois côtés la forme,extérieure, Son diamètre maximum est tel que la jupe 5, sous l'effet de l'élasticité natu- relle de la garniture mise en place s'applique parfaite- ment et sur toute sa longueur contre cette surface de contact.
Les parois 9 et 10 n'ont pas d'autres buts que de limiter les déformations et le glissement possible
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, de la garniture 2 sous l'effet d'une pression qui serait appliquée à l'intérieur de la garniture d'étanchéité et d'assurer en formant butée aux tiges 7 une position rela- tivement fixe de la jupe intérieure 6 à l'intérieur du mamelon 4, quelles que soient les sollicitations axiales auxquelles celle-ci peut être soumise.
La garniture d'étanchéité est t'oujours montée de telle façon que le côté ouvert de l'U soit orienté vers la pression à étancher, Si la pression effective du fluide canalisé est supérieure à zéro, le montage est effectué tel qu'il est représenté- sur la fig, 1, c'est- à-dire que le côté ouvert de l'U est tourné vers le centre du raccord!. L'orientation de la garniture est inverse dans le cas où la pression effective est infé- rieure à zérot. ,
La mise en place de la garniture d'étanchéité s'effectue en faisant passer cette garniture à travers l'orifice 11 du mamelon 4.
Cet orifice réservé au passage du tube, est d'un diamètre nettement inférieur au diamètre extérieur de la garniture 2 qui, grâce à ses qualités élastiques, reprend sa forme initiale lorsqu'elle est à sa place en 8, Le diamètre intérieur de la jupe 6 est tel '--que, sous l'action de sa.propre élasticité, cette der-. nière s'applique parfaitement et sur toute sa longueur- contre la paroi'extérieure du tube à raccorder 1.
. La bague de fixation 3 est identique .à celle qui a été déjà décrite et utilisée dans le raccord repré- senté à la fige1.
Un certain nombre de rainures 17 pratiquées dans la paroi 9 du 'logement 8 (fig. 1) permettent de mettre en communication l'intérieur de. la garniture d'é- tanchéité 2 avec le centrage 16t.
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,Prêt au montage du tube, le-raccord comprend la garniture 2 et la bague élastique 3 mises en place.
Chaque élément étant solidaire, il est à noter que l'en- semble se présente sous la forme d'une pièce unique ; les risques de perte de pièces composantes sont pratiquement inexistants,.
Comme précédemment le montage du tube.dans le raccord, se réduit à sa plus simple expression Préa- lablement coupé et nettoyé, s'il y a lieu, sur une longueur suffisante, il est introduit dans le mamelon 4 jusqu'à ce qu'il vienne buter contre le fond de son logement 16 et la jonction mécanique est réalisée'.
Grâce aux fig, 1 et 4 lemécanisme du raccorde- ment se comprend facilement,
En premier lieu, le tube entre en contact avec la bague élastique 3 et la pousse 'jusqu'à, ce que, rencon- trant la surface conique 15 du logement 14, celle-ci soit immobilisée en translation et s'écarte pour glisser sur la paroi extérieure de 1 continuant son mouvement, le tube rencontre la jupe intérieure 6 de la garniture 2.
Grâce à son armature interne 7, cette dernière ne pouvant se plisser longitudinalement, se dilate et laisse passer le tube à raccorder, qui ne sera arrêté que par le fond du centrage 16, prévu dans le mamelon 4, A partir de cet instant, l'étanchéité est assurée par la garniture 2, dont les jupes intérieure et extérieure s'appliquent parfaite- ment et sur toute leur longueur contre la paroi extérieu- re du tube 1 et contre la surface concentrique correspon- dante du logement 8.
La jonction mécanique du mamelon sur le tube est obtenue grâce au centrage 16, qui sert de butée à tout mouvement de sens M et par le coincement de la bague 3, par conséquent du tube 1 dans,le cone 13 à tout mouve- ment de sens N (fig. 1 et 4)'.
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La garniture 2 étant entièrement contenue, la pression du fluide canalisé transmise à l'intérieur de celle-ci par les rainures 17 n'a d'autre effet que de l'appliquer'vigoureusement cont're toutes les parois avec lesquelles elle est en contact et de contribuer 'ainsi à l'amélioration de l'étanchéité, qui est alors fonction directe de la pression supportée, jusqu'à la limite im- posée par la résistance maximum de la garniture. Les ris- ques d'éclatement de celle-ci sont réduits à néant'.
Les principaux avantages du système sont les suivants :
Chaque pièce ne supportant qu'un très faible effort de montage, n'est calculée qu'en fonction des con- trantes auxquelles elle se trouve soumise lorsqu'elle est en place, d'ou. diminution de poids et' de prix. Les risques de grippage étant supprimés, les métaux utilisés peuvent être de même nature, ce qui constitue un précieux avantage contre la corrosion.
Les éléments composants sont simples : ils ne .comportent qu'un minimum de matière et de main-d'oeuvre.
L'usinage du mamelon est réduit par raccordement,. aux gor- ges 8 et 14 et au centrage 16 Il n'y a ni sertissage, ni filetage; les tolérances d'usinage permises sont larges et tout peut être exécuté facilement en grande série.
La, mise en place de la garniture 2 et de la bague élastique 3 est rapide et ne présente aucune'diffi... culte. Chacune de ces pièces ne peut s'en aller d'elle- même une fois montée. Etant placées à l'intérieur du mame- lon 4, les risques de détérioration au cours des transports et des manipulations diverses sont réduits au minimum.
L'élasticité de la garniture 2 est 'due non seule- ment aux qualités particulières de la matière utilisée, mais à sa forme... Elle est donc maximum, 'peu sujette au vieillissement et permet au tube des mouvements d'une
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certaine amplitude et dans toutes les directions sans que l'étanchéité en soit affectée.
La jonction du tube est très simple et très rapide,. Elle ne nécessite pas de matériel spécial.
La plus large tolérance est laissée à la coupe du tube, ainsi qu'à son diamètre extérieur.
La qualité du raccordement est uniquement fonc- tion du raccord, Elle est indépendante de l'habileté de la main d'oeuvre utilisée, qui n'a donc nullement besoin d'être qualifiée,
Les travaux de montage sur place sont réduits au minimum et les efforts demandés ne sont, à peu de chose près, que ceux imposés par le transport et la mani- pulation des tubes et des raccords,.
Le système fonctionne quels que soient la natu-' re du tube à raccorder et son diamètre extérieur. La sec- tion de passage de la tuyauterie est toujours intégrale- ment conservée.
Le démontage est également simple et rapide.
Les efforts mis en cause étant très faibles, les risques de détérioration sont minimes, ce qui fait que les possibi- lités de démontage et de remontage sans pièce de rechange sont très élevées.
Une deuxième réalisation de l'invention est re- présentée à la fig. 5. Une pièce supplémentaire, écrou raccord 19, rapportée sur le mamelon 21 par un filetage 22 divise le logement de la garniture 23 en deux parties, Une rondelle élastique 24, genre rondelle grower, placée entre les deux pièces 19 et 21 évite tout desserrage intempestif de l'écrou raccord.
Ce système permet d'utiliser des garnitures d'étanchéité faiblement élastiques, telles que celles qui sont représentées à grande échelle aux fig. 6 et 7, et.
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dont la mise en place est impossible dans un raccord du premier type (fig. 1).
La première de ces garnitures (fig. 6) est ana- logue à celle qui est représentée à la fig, 3. La seule différence c'est que l'armature intérieure 25, constituée par une ou plusieurs toiles métalliques ou non, est pro- longée sur la.presque totalité de la longueur des deux jupes 5 et 6,
La seconde garniture (Fige 7) est constituée par une feuille métallique 26 emboutie de manière à pré- ,senter le maximum d'élasticité transversale. Deux bagues
27 et 28 en matière plastique (caoutchouc, caoutchouc synthétique, klingérite, fibre, amiante, etc...)sont mises en place sur les jupes extérieures 29 et intérieures
30 et fixées sur celles-ci par sertissage à chaque extré- mitéen 31 et 32.
Le raccord (fig. 5) utilisé, en outre une bague élastique de fixation, représentée à plus grande échelle à la fig. 8. Un certain nombre de galets 33 est également réparti sur un fil métallique 34,de forme cir culaire, dont les deux extrémités 35 recourbées parallèlement à un diamètre, permettent d'en assurer la position en péné. trant dans l'une des gorges 18 prévues soit sur le mame- lon 4 (fig.1 et 2), soit sur l'écrou raccord'19 (fig, 5).
Chaque galet tourne librement sur son axe, mais se trouve fixé latéralement par deux élargissements 36 placés à droite et à gauche et formés par écrasement partiel du fil métallique 34.
Comme précédemment, le déboitage du tube est empêché par coincement non plus de la bague, mais des ga- lets dans le cone 13. La seule condition à réaliser pour cela est que l'angle d'inclinaison # (fig. 4) des gé- nératrices de cette surface conique soit inférieur au plus petit des angles des angles de frottement : galets sur cone
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ou galets sur tubes-.
Une troisième réalisation de l'invention est représentée à la fig, 9. Analogue au système précédent, elle permet, en outre,,un déboitage latéral de la tuyau- terie 1'.
La seconde partie du logement de la garniture, au lieu d'être attenante au mamelon 21 comme dans le rac- cord représenté à la fig, 5, est constituée par une,pièce séparée 37; qui sert également- à centrer le tube par rap- port à l'écrou raccord 19, donc au mamelon 21.
L'étanchéité entre les deux pièces 37 et 21 est assurée par le serrage de l'écrou raccord et par un joint circulaire 38 interposé entre 21 et 37, et centré sur'cette pièce, La rotation de 37 est empêchée par la déformation du joint précédent, qui pénètre sous l'action du serrage dans deux'moletages 39 et 40 prévus sur les deux faces 41 et 42 du mamelon et de la pièce rapportée 37.
Il est aisé de'comprendre qu'après desserrage et recul, de l'écrou raccord 19, il est possible de faire glisser le tube sur la face droite du mamelon 41 par une translation perpendiculaire à son axe.
Un raccord semblable à l'une des descriptions précédentes utilisant une bague de-fixation,dont la sec- tion droite ne serait pas circulaire, mais semblable àoit à l'une de celles qui sont données à titre, d'exemple à la fig. 10, soit à une combinaison de celles-ci,.est conforme à la présente invention.
La première bague représentée 43 a les deux surfaces d'appui sur le tube et sur le cone de forme courbe. Le contact initial avec le mamelon et avec la paroi extérieure du tube à raccorder est donc linéaire.
La seconde bague 44 a la surface extérieure de
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forme courbe. Elle assure initialement un contact liné- aire avec la surface conique correspondante du mamelon.
Intérieurement, un certain nombre de crans 45 accentuent le frottement sur le tube et facilitent l'accrochage de la bague sur'la paroi extérieure de la tuyauterie à raccorder; un cone d'entrée 46 permet l'introduction du tube au montage. - ' La troisième bague 47 a la surface extérieure conique. . Le contact se produit donc avec le mamelon sui- vant cette surface. Intérieurement un moletage croisé 48 permet d'accentuer fortement le frottement de la bague .sur le tube.
On retrouve le cone d'entrée 46 signalé sur la bague précédente-,
Un raccord semblable à l'une des descriptions précédentes, mais dont la bague de fixation serait main- tenue en contact et d'une manière permanente avec le tube et la surface conique du mamelon, soit par un système analogue à ceux' qui font l'objet des fig, 11,12 et 13, soit par une combinaison de ces derniers, est conforme à l'invention.
Dans la première réalisation, fig, Il, la bague élastique de fixation 49 est continuellement ramenée vers la droite, sous l'action d'un ressort hélicoïdal 50.. La orme même de la surface du mamelon constitue butée en 51 et empêche la bague mise en place de sortir de son lo- gement 52.
Dans la seconde réalisation, fig. 12, une cage .élastique cylindrique 53 fendue en 54 est introduite à force dans le mamelon. Centrée à ses' deux extrémités, en 55 et 56,.sa position longitudinale est assurée par butée 57. Des' billes 58 sont placées dans des alvéoles 59, répar-' ties également sur la circonférence de la cage 53. Le rôle de ces billes est rigoureusement'identique à celui
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des galets de la bague élastique représentée à la fig. 8.
Chaque alvéole, dont la largeur est légèrement inférieure. au diamètre, de la bille utilisée, débouche sur la droite en 60. A cet endroit, l'alvéole étant, nettement moins large, ses deux bords constituent butées pour la bille dans le sens P. Une lame métallique.pliée 61 formant ressort et prenant appui, d'une part sur le mamelon, et à l'arrière de la bille, tend d'une manière continuelle à entraîner celle-ci vers la droite, par conséquent, à assurer,son contact permanent entre la paroi du tube in- ' troduit à l'intérieur de la cage 53 et la surface conique
62 du mamelon.
Les gorges de démontage sont supprimées. Il suffit, pour retirer le tube, de pousser les'billes vers la gauche, en utilisant pour cela les orifices 60 des alvéoles 59.
Dans la troisième'réalisation, fig; 13. la bague est analogue,, quant à son principe, à celle qui fait l'objet de la fig. 8.
C'est la forme de son pliage qui assure le con- tact permanent des galets 63 avec la surface extérieure du tube et la surface conique correspondante du mamelon.
Pour cela, la bague étant montée dans son loge- ment sur le mamelon, la circonférence de base 64 prend appui sur la face opposée à l'entrée du tube et le fil métallique 65 tend d'une manière permanente à éloigner vers la droite la seconde circonférence 66 portant les galets 63.
Un raccord semblable à l'une' des descriptions précédentes mais dont la bague de fixation serait en deux matières de caractéristiques (au point de vue frottement), différentes, est conforme à là présente invention.
La fig-. 14 représente à titre d'exemple une bague de fixation où la partie inférieure 67 est en une
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matière a-plus'fort coefficient de frottement que celle qui constitue la partie supérieure 68, de.manière, à aug.- - menter la valeur de l'angle maximum de coincement (fig. 4).
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"Connection for, 'piping"
The .junction of. two or more pipes is done in two generally distinct phases, but which are sometimes superimposed. ,
The first consists either in placing on "each pipe to be connected an element of the fitting used, or in preparing each end of the tubes to be joined in a particular way to the system employed. This work is sometimes carried out entirely at the same time. factory, sometimes entirely during assembly - or, partially at the factory .. it is completed on site as soon as the piping is finally laid.
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The second consists in joining together the elements of fittings thus placed or the prepared ends of each pipe. This assembly must give the user, and for each job, the maximum security at least from one of the following three points of view, if not to all three at the same time:
Mechanical resistance (pressure, shocks, vibrations), sealing, corrosion resistance.
In most of the connection systems used up to now, the first phase requires relatively extensive preliminary work (threading, welding, soldering, turned-down collar, crimping, expanding, etc.). This means that it takes time, special equipment, skilled labor and care in execution.
The second phase almost always requires a not insignificant mechanical force, the value of which depends on the connection system used, the diameter and the metal of the piping in question, as well as the nature of the channeled fluid, the operating conditions. sealing to achieve and the mechanical forces that the seal must withstand. '
Naturally, this mechanical effort has serious drawbacks. It affects the speed of assembly, it almost always creates tensions which constitute weak points, both from a mechanical point of view and from a corrosion point of view. It leads to increasing the dimensions of the fitting, that is to say its weight and its price. In certain cases, it leads to a constriction of the pipes, which constriction can considerably reduce the passage section initially planned.
Left to the initiative of the worker, it is always maximum, that is to say that it causes by partial and progressive hardening the rapid deterioration of the surfaces in contact or the joints. The tightness of the connection is therefore destroyed after a few disassembly and reassembly,
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Even if the second phase consists of a simple welding, this connection process has the following drawbacks: rigidity, non-dismantling. Whatever welding is carried out on site, it requires skilled labor.
By locating heating and cooling, there is. a creation of a zone of tension which constitutes ipso facto a weak point at the point. in terms of mechanical strength and corrosion resistance. Finally, the filler metal often forms one of the elements of an electrochemical couple which, in all cases, initiates and accelerates the destruction of metals in contact by corrosion ;,
The object of the present invention is to avoid the above drawbacks. For this purpose, it relates to a connection for pipes, characterized by a nipple or connection body, engaged on the ends of the two pipes, this nipple being combined with an elastic fixing ring.
This arrangement ensures the mechanical attachment of the pipe in the fitting; it minimizes preparation. ration and the junction of the pipes, and can be carried out in metals strictly of the same nature. The mechanical force developed for the junction is independent of the fitter.
. One embodiment is characterized by a gasket combined with the nipple and the elastic fixing ring, which provides both excellent sealing and mechanical attachment of the pipe. in the fitting.
According to one embodiment, the sealing gasket is applied to the pipe, both by its natural elasticity and by the pressure of the fluid to be sealed, the sealed junction thus being automatically '
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carried out independently of the assembly worker.
According to another embodiment, the sealing gasket and the elastic fixing ring are mounted in the nipple and bear on the one hand in two different zones of the nipple, on the other hand on the pipe.
The invention also extends to other characteristics described below and to their various combinations.
Fittings in accordance with the invention are shown by way of example in the accompanying drawings in which:
Fig. 1 is a partial sectional view of a connector according to the invention and mounted at the end of the two tubes connected together.
Fig. 1a is a partial sectional view of a mounted fitting.
Fig. 2 is the right view (direction f) of the previous connection ,.
Figure 3 is a view. partial, in section, of a first embodiment of plastico-elastic lining used in a connector according to the invention,
The rod 4 is a cross section of an elastic ring mounted in a connector according to the invention.
Fig. 5 is a partial section of a third embodiment of connection according to the invention,
Fig. 6 is a partial view, in section, of a second embodiment of plastico-elastic lining used in a connector according to the invention.
The pin 7 is a half-section of a third embodiment of a gasket which can be used in a connector according to the invention.
Fig, 8 is a front view of a second type of elastic ring that can be used in a connector according to the invention,
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Fig. 9 is the partial view, in section, of a fourth embodiment derangement according to the invention.
Fig, 10 is formed by a series of cross sections of elastic rings which can be used in fittings according to the invention.
Fig. 11 is a partial sectional view of a first connection according to the invention where the fixing ring is automatically maintained in contact with the nipple and the outer wall of the tube to be connected.
FIG. 12 is a partial view, in section, of a second embodiment of a connector of the type similar to the previous one, and in accordance with the invention.
FIG. 13 is an external perspective view of a third type of elastic fixing ring. can be used in a connector according to the invention.
Fig. 14 is a cross section of a fourth type of elastic ring which may be used in a fitting according to the invention.
The connector shown in fig. 1 comprises at each of its ends and in addition to the tube to be connected 1 the elastic fixing ring 3.
This part and the nipple 4 constitute the complete connection, the sole purpose of which is to ensure the mechanical function of the pipes on which it is mounted.
The elastic fixing ring 3 is constituted by a wire of circular section, wound in such a way that its two ends, not contiguous in the free state, leave between them, a gap 12 (FIG. 1). Initially, and taking into account the machining and manufacturing tolerances, its internal diameter is slightly smaller plus its internal diameter is slightly smaller than the smallest external diameter of the tube 1 and its external diameter, depending on the latter, is greater than the smallest diameter of the cone 13 existing inside the nipple 4. It
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is generally made of a material identical to that of the two parts with which it is in contact.
Previously deformed, the elastic ring 3 is placed inside the nipple 4 in a groove 14 (fig, 1 and 4). The latter is limited by two conical surfaces 13 and 15 of opposite slopes and of very different values.
The generatrices of the first 13 intersect on the outside of the fitting and their angle of inclination is chosen in such a way that it ensures the certain and immediate jamming of the ring, elastic 3 and of the tube 1 at any movement of the latter in the N direction (fig, 1 and 4). To satisfy this condition, a simple examination reveals that the angle of inclination # must satisfy the inequality: being the coefficient of friction of the elastic ring 3 on the tube 1.
P @@ the coefficient of friction of the same part 3 on the conical surface 13 of the nipple.
The very different state of these two surfaces, 13 is machined while 1 is generally as-drawn, ensures a relatively high value, which in all cases allows easy machining of the nipple.
The conical surface 15, of very steep inclination, is intended to ensure the centering in the nipple of the elastic ring 3 to any movement in direction M, without reducing its elasticity.
The nipple 4, the geometric shape of which is adapted to the type of junction to be made, is generally made of a material identical to that of the tube 1. It comprises at each connection a centering 16 the purpose of which is to ensure the position of the tube in the fitted fitting,
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to improve the resistance to vibrations reducing the amplitude of vibrations within the fitting itself. and serve as a stop for any movement of the tube in direction M.
'The assembly of the tubē in the complete fitting' is' reduced to its most, simple expression ,,, Cut and cleaned beforehand, if necessary, over a sufficient length, it is introduced into the nipple 4 until it abuts against the bottom of its housing 16 -and the mechanical junction is made.
Thanks to fig. 1.and 4 the connection mechanism is easy to understand;
In the first place, the tube comes into contact with the elastic ring 3: and pushes it until, meeting the conical surface 15 of the housing 14, the latter is immobilized in translation and moves away to slide on the (continuing its movement) the outer wall of the tube is stopped by the end of the centering 16, provided in the nipple 4.
The mechanical junction of the nipple on the tube is obtained thanks to the centering 16, which serves as a stop for any movement in direction M and 'by the jamming of the ring'
3, consequently from tube 1, into cone 13 at any movement in direction N (fig. 1 and 4).
If it is essential to ensure immobility. absolute of the tube inside the nipple, in both directions
M and N, that is to say to catch up with the effect of clearance due to tolerances or manufacturing, a certain number of grooves, 18 ¯ (fig. 1) .provided at the end. of each connection, while keeping the tube stuck in the connection (direction M) to bring the elastic ring '3 into contact with the conical surface 13 and thus ensure absolute and immediate jamming of the tube at each force of direction N.
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Disassembly is very easy. It suffices to hold by grooves 18 the elastic ring 3 out of contact with the conical surface 13 while pulling towards N the tube 1, which exits without difficulty from the nipple 4.
A second embodiment of the invention is shown in FIG. 1 bis'. The connector comprises at each of its ends and in addition to the tube to be connected 1, the seal 2 and the elastic fixing ring. tion 3. All of these parts and the nipple 4 in fact constitute the complete connection ,,
The seal 2, a view of which on a larger scale is given in FIG. 3, consists of a circular ring of plastic-elastic material (rubber for example), molded in the shape of a U '. The two branches parallel to the axis of the lining form, according to their respective position, one the "outer skirt" 5, the other the inner skirt 6.
A certain number of rigid rods 7, metallic or not, placed parallel to the axis, but without any link between them, are embedded in the molding in the inner skirt. They form a frame which prevents any axial folding of the inner skirt 6 without reducing its transverse elasticity.
The gasket is placed inside the nipple 4 in a housing 8 specially provided for this purpose, Concentric to the axis of the connector, its section is modeled on that of the corresponding gasket, of which it follows on three sides the shape, outside, Its maximum diameter is such as the skirt 5, under the effect of the natural elasticity of the lining in place, it applies perfectly and over its entire length against this contact surface.
The walls 9 and 10 have no other purposes than to limit the deformations and the possible sliding
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, of the gasket 2 under the effect of a pressure which would be applied inside the sealing gasket and to ensure, by forming a stop on the rods 7, a relatively fixed position of the inner skirt 6 at the inside the nipple 4, regardless of the axial stresses to which it may be subjected.
The seal is always mounted so that the open side of the U faces the pressure to be sealed, If the effective pressure of the piped fluid is greater than zero, the assembly is carried out as it is shown in fig, 1, ie the open side of the U faces the center of the fitting !. The orientation of the packing is reversed in the case where the effective pressure is less than zero. ,
The seal is fitted by passing this seal through the orifice 11 of the nipple 4.
This orifice reserved for the passage of the tube, has a diameter markedly smaller than the outside diameter of the gasket 2 which, thanks to its elastic qualities, returns to its initial shape when it is in its place at 8, The inside diameter of the skirt 6 is such '- that, under the action of his.propre elasticity, this der-. This applies perfectly and over its entire length - against the outer wall of the pipe to be connected 1.
. The fastening ring 3 is identical to that which has already been described and used in the connector shown in fig1.
A number of grooves 17 made in the wall 9 of the housing 8 (Fig. 1) allow to communicate inside. the seal 2 with the centering 16t.
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, Ready to assemble the tube, the fitting includes the gasket 2 and the elastic ring 3 in place.
Each element being integral, it should be noted that the assembly is in the form of a single part; the risk of loss of component parts is practically non-existent ,.
As before, the assembly of the tube in the fitting is reduced to its simplest expression. Previously cut and cleaned, if necessary, over a sufficient length, it is introduced into nipple 4 until it abuts against the bottom of its housing 16 and the mechanical junction is made '.
Thanks to figs, 1 and 4, the connection mechanism is easy to understand,
First, the tube comes into contact with the elastic ring 3 and pushes it until, meeting the conical surface 15 of the housing 14, the latter is immobilized in translation and moves aside to slide on it. the outer wall of 1 continuing its movement, the tube meets the inner skirt 6 of the lining 2.
Thanks to its internal frame 7, the latter cannot crease longitudinally, expands and allows the tube to be connected to pass, which will only be stopped by the bottom of the centering 16, provided in the nipple 4, From this moment, the The seal is provided by the gasket 2, the inner and outer skirts of which apply perfectly and over their entire length against the outer wall of the tube 1 and against the corresponding concentric surface of the housing 8.
The mechanical junction of the nipple on the tube is obtained thanks to the centering 16, which serves as a stop for any movement in direction M and by the wedging of the ring 3, therefore of the tube 1 in, the cone 13 for any movement of direction N (fig. 1 and 4) '.
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The gasket 2 being entirely contained, the pressure of the channeled fluid transmitted inside it by the grooves 17 has no other effect than to apply it vigorously against all the walls with which it is in contact. contact and thus contribute to improving the seal, which is then a direct function of the pressure supported, up to the limit imposed by the maximum resistance of the gasket. The risks of it bursting are reduced to nil.
The main advantages of the system are:
Each part supporting only a very low assembly force, is calculated only as a function of the constraints to which it is subjected when it is in place, hence. reduction in weight and price. The risks of seizing having been eliminated, the metals used can be of the same type, which constitutes a valuable advantage against corrosion.
The component parts are simple: they only require a minimum of material and labor.
The machining of the nipple is reduced by connection ,. at grooves 8 and 14 and at centering 16 There is no crimping or threading; the allowable machining tolerances are wide and everything can be done easily in large series.
The fitting of the gasket 2 and of the elastic ring 3 is rapid and presents no difficulty. Each of these parts cannot go away on their own once assembled. Being placed inside the nipple 4, the risks of deterioration during transport and various handling operations are reduced to a minimum.
The elasticity of the lining 2 is 'due not only to the particular qualities of the material used, but to its shape ... It is therefore maximum,' little subject to aging and allows the tube to move freely.
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certain amplitude and in all directions without the tightness being affected.
The junction of the tube is very simple and very fast. It does not require any special equipment.
The largest tolerance is left to the cut of the tube, as well as to its outside diameter.
The quality of the connection is only a function of the connection. It is independent of the skill of the workforce used, which therefore does not need to be qualified,
On-site assembly work is reduced to a minimum and the forces required are, more or less, those imposed by the transport and handling of pipes and fittings.
The system works regardless of the nature of the pipe to be connected and its outside diameter. The passage section of the piping is always fully preserved.
Disassembly is also quick and easy.
Since the forces involved are very low, the risk of deterioration is minimal, which means that the possibilities of disassembly and reassembly without a spare part are very high.
A second embodiment of the invention is shown in FIG. 5. An additional part, union nut 19, attached to the nipple 21 by a thread 22 divides the housing of the gasket 23 into two parts, A spring washer 24, like a grower washer, placed between the two parts 19 and 21 prevents any loosening. accidental of the union nut.
This system makes it possible to use weakly elastic seals, such as those shown on a large scale in FIGS. 6 and 7, and.
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which cannot be fitted in a fitting of the first type (fig. 1).
The first of these linings (fig. 6) is analogous to that shown in fig, 3. The only difference is that the inner frame 25, consisting of one or more metal screens or not, is pro - along almost the entire length of the two skirts 5 and 6,
The second lining (Fig. 7) consists of a metal sheet 26 stamped so as to present the maximum transverse elasticity. Two rings
27 and 28 in plastic material (rubber, synthetic rubber, klingerite, fiber, asbestos, etc.) are placed on the outer 29 and inner skirts
30 and fixed thereon by crimping at each end at 31 and 32.
The connector (fig. 5) used, in addition to an elastic fixing ring, shown on a larger scale in fig. 8. A certain number of rollers 33 is also distributed over a metallic wire 34, of circular shape, the two ends 35 of which are curved parallel to a diameter, making it possible to ensure the pene position. trant in one of the grooves 18 provided either on the nipple 4 (fig.1 and 2), or on the union nut'19 (fig, 5).
Each roller rotates freely on its axis, but is fixed laterally by two enlargements 36 placed on the right and on the left and formed by partial crushing of the metal wire 34.
As before, the tube is prevented from unraveling by jamming no longer of the ring, but of the rollers in the cone 13. The only condition to be fulfilled for this is that the angle of inclination # (fig. 4) of the gaskets. - generators of this conical surface is less than the smallest of the angles of the angles of friction: rollers on cone
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or rollers on tubes.
A third embodiment of the invention is shown in FIG. 9. Similar to the previous system, it also allows lateral disengagement of the pipe 1 '.
The second part of the liner housing, instead of being contiguous to the nipple 21 as in the connection shown in FIG. 5, consists of a separate part 37; which also serves to center the tube with respect to the union nut 19, therefore to the nipple 21.
The tightness between the two parts 37 and 21 is ensured by the tightening of the union nut and by a circular gasket 38 interposed between 21 and 37, and centered on this part, the rotation of 37 is prevented by the deformation of the gasket preceding, which penetrates under the action of clamping in two'moletages 39 and 40 provided on the two faces 41 and 42 of the nipple and of the insert 37.
It is easy to de'understand that after loosening and retreating, the connection nut 19, it is possible to slide the tube on the right face of the nipple 41 by a translation perpendicular to its axis.
A connection similar to one of the preceding descriptions using a fixing ring, the straight section of which is not circular, but similar to one of those which are given by way of example in FIG. 10, or a combination thereof,. Is in accordance with the present invention.
The first ring shown 43 has the two bearing surfaces on the tube and on the cone of curved shape. The initial contact with the nipple and with the outer wall of the tube to be connected is therefore linear.
The second ring 44 has the outer surface of
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curved shape. It initially provides linear contact with the corresponding conical surface of the nipple.
Internally, a number of notches 45 accentuate the friction on the tube and facilitate the attachment of the ring sur'la external wall of the pipe to be connected; an inlet cone 46 allows the introduction of the tube during assembly. - 'The third ring 47 has the tapered outer surface. . Contact therefore occurs with the nipple following this surface. Internally, a crossed knurling 48 allows the friction of the ring to be strongly accentuated on the tube.
We find the entry cone 46 indicated on the previous ring-,
A fitting similar to one of the preceding descriptions, but the fixing ring of which would be kept in permanent contact with the tube and the conical surface of the nipple, either by a system analogous to those which make the 'object of Figs, 11, 12 and 13, or by a combination of the latter, is in accordance with the invention.
In the first embodiment, fig, II, the elastic fixing ring 49 is continuously brought back to the right, under the action of a helical spring 50 .. The very elm of the surface of the nipple constitutes a stop at 51 and prevents the ring. installation to get out of its housing 52.
In the second embodiment, fig. 12, a cylindrical .elastic cage 53 split at 54 is forced into the nipple. Centered at its' two ends, at 55 and 56, its longitudinal position is ensured by a stop 57. Balls 58 are placed in cells 59, also distributed around the circumference of the cage 53. The role of these balls is strictly identical to that
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rollers of the elastic ring shown in FIG. 8.
Each cell, the width of which is slightly less. diameter, of the ball used, emerges on the right at 60. At this point, the cell being, much less wide, its two edges constitute stops for the ball in the direction P. A folded metal blade 61 forming a spring and resting, on the one hand on the nipple, and at the rear of the ball, tends in a continuous manner to drive the latter towards the right, consequently, to ensure, its permanent contact between the wall of the tube in - 'formed inside the cage 53 and the conical surface
62 of the nipple.
The disassembly grooves are removed. To remove the tube, it suffices to push les'billes to the left, using for this the orifices 60 of the cells 59.
In the third realization, fig; 13. the ring is similar ,, in principle, to that which is the subject of FIG. 8.
It is the shape of its folding which ensures the permanent contact of the rollers 63 with the outer surface of the tube and the corresponding conical surface of the nipple.
For this, the ring being mounted in its housing on the nipple, the base circumference 64 rests on the face opposite the inlet of the tube and the metal wire 65 tends permanently to move away to the right the tube. second circumference 66 carrying the rollers 63.
A connector similar to one of the preceding descriptions but of which the fixing ring would be made of two materials with different characteristics (from the friction point of view), is in accordance with the present invention.
The fig-. 14 shows by way of example a fixing ring where the lower part 67 is in a
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material has a greater coefficient of friction than that which constitutes the upper part 68, so as to increase the value of the maximum angle of jamming (fig. 4).