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JOINT POUR CONDUITES DE GRAND DIAMETRE A FAIBLE PRESSION.
L'objet du brevet principal belge rappelé ci-dessus avait pour objet un joint en caoutchouc, ou autre matériau équivalent, en forme de tore de section appropriée au but envisagé rendu solidaire de manière amovible ou non d'un élément rigide ou armature éventuellement de souplesse relative se présentant sous la forme d'un disque annulaire' en métal ou 'autre matière appropriée, avantageusement muni de moyens propres à assurer une pose correc- te de l'ensemble entre les brides des tuyaux formant la conduite de grand diamètre à faible pression.
Le présent brevet de perfectionnement au brevet principal a pour objet une extension de l'application du joint considéré à des conduites ou canalisations de pression quelconque (y compris les pressions élevées) et de diamètre quelconque car il a été reconnu aux cours d'essais, que le joint con- sidéré pouvait parfaitement satisfaire même avec de grands avantageg à ces nouvelles destinations en le prévoyant de forte épaisseur, voire même de sec- tion transversale de forme troncônique, avec une armature rigide métallique ou autre de forme plane.
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Il est rappelé-,. que dans les réalisations habituelles (en parti- culier les conduites de distribution d'air comprimé 'et, de gaz comprimé) utili- sées dans les minas' et l'industrie, l'assemeblage de deux éléments d'une tuyau- terie est constitué de deux- portées planes, formées par les brides des tuyaux en contact avec un joint de faible épaisseur en caoutchouc toile ou en une autre matière, avec serrage par boulons, voir fig. 1 qui représente une cou- pe en sens longitudinal dans un tel assemblage.
L'assemblage ainsi envisagé tout en présentant un ensemble rigide est incapable de supporter les dénivellations d'appui, les mouvements de ter- rain et les effets de ,dilatation, 'et est exposé à des déchirures ou expulsions du joint, voire même des fissures ou ruptures dans la tuyauterie. De plus, la faible épaisseur du joint nécessite un usinage coûteux des faces d'appui du joint.
La réalisation proposée, comme déjà signalé ci-dessus, obvie à ces inconvénients du fait qu'elle permet l'utilisation de joints très épais
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rendus très compressibles par la nature du caoutchouc ou autre matériau équi- valent employé et par la forme donnée à la section du joint, l'armature plane s'opposant à l'expulsion du joint sous l'effet de la pression intérieure, tout en permettant une grande compressibilité dans le sens axial.
L'armature rigide assure également un parfait centrage du joint ce qui assure sa pose correcte et son efficacité maximum, le centrage pouvant être obtenu par tout dispositif approprié et notamment par les trous de bou- lons au travers de l'armature plane et en épaulant la périphérie extérieure de l'armature contre les boulons, voir les fig. 2 et 3 dont il sera question ci-dessous. ' La grande déformabilité du joint résultant de sa souplesse lui permet de s'adapter sur les faces des portées d'assemblage brutes ou relati- vement grossières, sans que l'étanchéité ait a en souffrir ou en soit diminuée.
Il en résulte ainsi une grande économie dans l'exécution du matériel.
La compressibilité du joint lui permet également d'assurer l'étan- chéité tout en n'exigeant qu'un nombre réduit de boulons d'assemblage, par exem- ple quatre ou cinq à la place de six et trois à la place de quatre, tout cela dépendant du diamètre de la tuyauterie et du taux de la pression de service.
Le joint dans ses nouvelles applications pourra être réalisé sous différentes formes et notamment en utilisant une section troncônique, voir fig. 4,5,6.. Cette section tronconique présente différents avantages à savoir: a) une déformabilité assez grande dans le sens axial, la partie la plus épaisse du joint se trouvant déjà en phase de serrage alors que la partie restante n'est pas encore comprimée. b) un auto serrage du joint sous l'effet de la pression intérieure qui provoque une contrainte radiale du caoutchouc ou de la matière équivalente, tout effet de recul du joint étant empêché par le frettage réalisé par l'arma- ture rigide, cette contrainte faisant naître des réactions dans le sens per- pendiculaire qui contribuent à parfaire le degré d'étanchéité du joint.
Afin de mieux faire ressortir l'exposé ci-dessus, les dessins sché- matiques annexés illustrent quelques points des considérations envisagées.
A cet effet, la fig. I représente une coupe en élévation dans un joint d'assemblage de deux éléments d'une tuyauterie conçu de la manière ha- bituelle,.
La fig 2 représente une coupe en élévation d'un joint établi suivant sa nouvelle application et la fig. 3 une variante dans la pose du joint.
La fig. 4 représente une coupe en élévation dans un joint d'assem- blage de section troncônique avant serrage et la fige 5, la fig 4 après ser- rage, montrant le joint comprimé.
Les fig. 6 et 7 représentent respectivement des vues en élévation et en coupe suivant I-I, d'un joint de forte épaisseur et de section troncô- nique employé dans les fig. 4 et 5.
Les fig 8 et 9 représentent respectivement des vues en élévation et en coupe suivant II-II d'un joint de forte épaisseur employé dans la fig.
3.
En se reportant aux fig. ci-dessus, la fig. I représente l'assem- blage d'un joint ordinaire G d'épaisseur réduite en caoutchouc toile ou en autre matière serré entre les faces dressées e et f des brides E et F des élé- ments A et B d'une tuyauterie, serrées par les boulons D.
Dans la fig. 2 exécutée conformément, au présent brevet, les faces e1 et f1 des brides E et F ne sont plus usinées et le joint 1 est constitué de caoutchouc ou autre matériau approprié en forme de tore, rendu solidaire d'une armature rigide 2 de forme annulaire et par exemple en acier, percée de trous 3 au travers desquels, passent les boulons d'asemblage et de ser- rage D qui en même temps centrent le joint de façon correcte.
La fig. 3 re- présente le même assemblage avec la différence que l'armature 2 est dépourvue
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de trous 3 et que la face de sa périphérie extérieure 4 repose sur les corps des boulons D assurant ainsi le centrage du joint 1
La .fige 4 représente,
l'assemblage d'un joint dont la section de la matière compressible la est de forme tronconique avant le serrage des boulons D et la fige 5 la même figure 4 après le serrage des boulons-De On remarquera l'écrasement du joint la et Inaction de l'auto serrage sous 1-'effet de la pression intérieure P provoquant une contrainte radiale du caoutchouc faisant naître dans le sens perpendiculaire des réactions repré- sentées par les petites flèches 9 qui contribuentà parfaire le degré d'é tanchéité du joint la.
Dans les fige 6 et 7 on a représenté le joint la de la fig 4 avec armature 2 pourvue de trous 3 de centrage.
Aux fige 8 et 9 on a représenté le joint 1 employé à la fige 3 avec armature 2 non perforée, la face du bord de sa périphérie extérieure 4, étant destinée à reposer sur les corps des boulons D et ainsi assurer son centrage.
En résumé, il faut considérer comme rentrant dans le cadre du do- maine du présent brevet de perfectionnement un joint pour conduites de fluides caractérisé par ce qui suit.
REVENDICATIONS
1) Joint pour conduites de grand diamètre à faible pression selon le brevet principal N 453,648, caractérise en ce que le tore en caoutchouc ou autre matière équivalente est de forte épaisseur, très compressible de par la nature du matériau employé pour constituer le tore et la forme donnée à la section de ce dernier à cet effet avantageusement de forme tronconique dans le but de permettre son utilisation pour des conduites ou canalisations de fluides à pression quelconque et de diamètre quelconque.
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SEAL FOR LARGE DIAMETER PIPES AT LOW PRESSURE.
The subject of the main Belgian patent recalled above was to provide a rubber seal, or other equivalent material, in the form of a torus of section appropriate to the intended purpose, made removably or not securely attached to a rigid element or frame possibly of relative flexibility in the form of an annular disc 'made of metal or' other suitable material, advantageously provided with means suitable for ensuring a correct installation of the assembly between the flanges of the pipes forming the large diameter pipe with small diameter. pressure.
The object of this improvement patent to the main patent is to extend the application of the joint in question to conduits or pipes of any pressure (including high pressures) and of any diameter because it has been recognized during tests, that the joint considered could perfectly satisfy even with great advantages to these new destinations by providing it with a high thickness, or even with a transverse section of frustoconical shape, with a rigid metallic reinforcement or other plane of shape.
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It is recalled- ,. that in the usual embodiments (in particular the conduits for the distribution of compressed air 'and of compressed gas) used in minas' and industry, the assembly of two elements of a pipe is made up of two flat surfaces, formed by the flanges of the pipes in contact with a thin rubber gasket or other material, tightened by bolts, see fig. 1 which shows a cut in the longitudinal direction in such an assembly.
The assembly thus envisaged while having a rigid assembly is incapable of withstanding the unevenness of support, the movements of the ground and the effects of, expansion, 'and is exposed to tears or expulsions of the joint, or even cracks. or breaks in the piping. In addition, the small thickness of the seal requires costly machining of the bearing faces of the seal.
The proposed embodiment, as already indicated above, obviates these drawbacks because it allows the use of very thick joints.
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made very compressible by the nature of the rubber or other equivalent material used and by the shape given to the cross-section of the seal, the flat reinforcement opposing the expulsion of the seal under the effect of internal pressure, while allowing great compressibility in the axial direction.
The rigid frame also ensures perfect centering of the joint, which ensures correct installation and maximum efficiency, centering can be obtained by any suitable device and in particular by the bolt holes through the flat frame and by supporting the outer periphery of the frame against the bolts, see fig. 2 and 3 which will be discussed below. The great deformability of the gasket resulting from its flexibility enables it to adapt to the faces of the unfinished or relatively coarse assembly surfaces, without the sealing having to suffer or be reduced.
This results in a great saving in the execution of the material.
The compressibility of the gasket also allows it to ensure tightness while requiring only a reduced number of connecting bolts, eg four or five instead of six and three instead of four. , all this depending on the diameter of the piping and the rate of the operating pressure.
The seal in its new applications can be produced in different forms and in particular by using a truncated section, see fig. 4,5,6 .. This frustoconical section has various advantages, namely: a) a fairly large deformability in the axial direction, the thickest part of the joint being already in the tightening phase while the remaining part is not still compressed. b) self-tightening of the seal under the effect of the internal pressure which causes a radial stress on the rubber or equivalent material, any recoil effect of the seal being prevented by the shrinking produced by the rigid reinforcement, this stress giving rise to reactions in the perpendicular direction which help to perfect the degree of sealing of the joint.
In order to bring out the above discussion more clearly, the attached schematic drawings illustrate some points of the considerations envisaged.
To this end, FIG. I shows a sectional elevation in an assembly joint of two elements of a pipe designed in the usual way.
FIG. 2 represents a sectional elevation of a joint established according to its new application and FIG. 3 a variant in the installation of the seal.
Fig. 4 is a sectional elevation view through an assembly joint of frustoconical section before tightening and the pin 5, FIG. 4 after tightening, showing the compressed joint.
Figs. 6 and 7 respectively represent views in elevation and in section along I-I, of a joint of great thickness and of frustoconical section used in FIGS. 4 and 5.
FIGS. 8 and 9 respectively represent views in elevation and in section along II-II of a very thick seal used in FIG.
3.
Referring to fig. above, fig. I represents the assembly of an ordinary joint G of reduced thickness in canvas rubber or other material clamped between the upright faces e and f of the flanges E and F of the elements A and B of a pipe, tightened by bolts D.
In fig. 2 executed in accordance with this patent, the faces e1 and f1 of the flanges E and F are no longer machined and the gasket 1 is made of rubber or other suitable material in the form of a torus, made integral with a rigid frame 2 of annular shape and for example made of steel, pierced with holes 3 through which pass the assembly and tightening bolts D which at the same time center the joint correctly.
Fig. 3 represents the same assembly with the difference that reinforcement 2 does not have
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of holes 3 and that the face of its outer periphery 4 rests on the bolt bodies D thus ensuring the centering of the seal 1
Fig. 4 represents,
the assembly of a joint of which the section of the compressible material la is of frustoconical shape before tightening the bolts D and freezing 5 the same figure 4 after the tightening of the bolts-De Note the crushing of the joint la and Inaction self-tightening under the effect of the internal pressure P causing a radial stress on the rubber giving rise in the perpendicular direction to reactions represented by the small arrows 9 which contribute to perfecting the degree of tightness of the gasket 1a.
In figs 6 and 7 there is shown the seal 1a of FIG 4 with frame 2 provided with holes 3 for centering.
In figs 8 and 9 there is shown the seal 1 used in fig 3 with non-perforated frame 2, the face of the edge of its outer periphery 4, being intended to rest on the bodies of the bolts D and thus ensure its centering.
In summary, a seal for fluid conduits characterized by the following should be considered as coming within the scope of the present patent for improvement.
CLAIMS
1) Joint for pipes of large diameter at low pressure according to main patent N 453,648, characterized in that the torus made of rubber or other equivalent material is very thick, very compressible by the nature of the material used to constitute the torus and the shape given to the section of the latter for this purpose advantageously frustoconical in order to allow its use for conduits or pipes of fluids at any pressure and of any diameter.