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" Joint de dilatation au type à souffleta réalsant une compensation de pression."
La prenant invention se rapporte aux jointe de dilata- tion du type à soufflets dénommés plus brièvement "joints à sufflets", destinée 4 des conduite du type dans lequel la tendance de la pression régnant à l'intérieur du conduit provoquer une expansion longitudinale de la ou des parties en tome de soufflets agit en opposition à l'action de la méme prassion sur une cellule dont la paroi longitudinale compren un élément formant soufflet et qui est logée coaxialement dans une partie plue large du conduit,
les deux extrémités de cette cellule étant fixées respectivement sur les deux tronçon du
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conduit qui sont reliés par la ou les parties fermant soufflet* t'un des buts de l'invention est de créer un joint à sour @ flets du type considère se prêtait à des applications dans les- quelles le conduit.doit être logé dans un second conduit permet- tant de détecter l'échappement du fluide à travers les parois du conduit principal sans permettre à ce fluide de s'échapper vers l'atmosphère.
Suivant l'invention, l'augmentation de diamètre néces- saire de la partie plus large est réduite en disposant plusieurs! cellules reparties sur l'axe de oette partie plus large, les , extrémités de chaque cellule étant fixées aux deux tronçons du conduit reliés par le joint de dilatation du type à soufflets, de aorte que les forces de compensation des cellules individuel- les agissent additivement. La fixation peut être réalisée dans chaque cas sur un support en croisillon à bras radiaux, pré- sentant de préférence un profil hydrodynamique ou aérodynamique dans la direction du conduit.
Suivant un mode de réalisation préférentiel de l'inven- tion, la paroi du conduit contient deux parties en forme de soufflets séparées l'une de l'autre par la partie plus large de ce conduit, et deux cellules de compensation séparées,consti-
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tuant des elementa"auxiliaires déformables, sont :'"d1iO..Jf, axialement k l'intérieur de cette partie plue large# les parois' terminales de chaque cellule étant fixée* respectivement sur la paroi du conduit aux deux extrémités du tronçon qui renferme les parties en forme de soufflets.
Bien que les cellules puissent être étanchent et bien qu'on puisse faire ou non le vlla au préalable dans ces cellules, il est préférable' en particulier dans le cas du conduit à dou- ble paroi mentionné ci-avant, du prévoir également des cellules
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à double paroi, IJ1ntlr1.ur de opaque cellule étant ai en 008.' . munieation avec l'atmosphère, l'espace uénagé entre les parois.
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de chaque cellule étant relié à wa diepositif détecteur fouï nissant une indication ou autre -quand le fluide sous @ pression provenant du conduit pénètre' dans 3.'espace ménage ' entre lea parois jumelées de cette cellule, ce qui fournit ain- si une indication des fites à travers la paroi extérieure de la cellule.
',
La description qui va suivre, faite en regard des dessina annexés. donnas à titre non limitatif, permettra de mieux com- prendre l'invention*
La figure 1 est une vue en 'élévation avec ooupe axial partielle montrant un mode de réalisation de joint à soufflets auto-compensateur suivant l'invention*
La figure 2 est une vue en coupe axiale d'une réalisa-
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.. , tien analeege 4 celle que montre 1* figure mis dans laquel- le 3 conduit est à double paroi. ;# ;# Sur la figure 1 deux i;ron9'on''-'r 1;
J t. 8t 1- 2 deun conduit des- tint à l'acheminement d'un fluide sous pression dont la tempéra-
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turne peut varier sont relies par .un tronçon- o ntr*l eu- , bir une dilatation et une compression id1nal'S, omfr.- liante une partie élargie 3 et deux parties formant soufflets 4 et 5, interposées :
respectivement entre les'deux exigeantes de la partie élargie 3 et les tronçons et 2 du conduit, D'agence- ment tel que décrit ci-avant exercersit sur les deux tronçons
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. de comluit 1 et 2 une force longitudinale d4te=ind*, I*r le produit de la pression du fluide régnant dans le conduit par la section droite des extrémités des troncons 1 et 2 du conduit.
Afin de compenser cette force longitudinale, deux oellu- rigide les identiques 6, présentant ohacoue des parois' terminale,?/? et 8 et un soufflet 11 formant la paroi périphérique, et ayant cha-
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oune la moitié de la section droite"dee tronçons terminaux't et 2 du conduit, sont disposées coaxialement à l'inférieur de' la partie 'Plus lare;
8 3 de ce conduit, et chacun des tronçons
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termjnaux 1 et 2 du conduit est muni d'un support en forme de croisillon ou d'étoile 9 et 10, opaque cellule étant fixée par sa paroi terminale 7 orientée vers l'extérieur sur le sup- port associé au tronçon terminal voisin du conduit par une biel- lette axiale 14, sa paroi terminale interne 8 étant fixée de même sur l'autre support par une paire de biellette 15.Cha- que cellule 6 est rendue étanohe par rapport à l'intérieur du conduit et sa capacité interne peut être vide ou remplie d'air ou de gaz à la pression désirée, par exemple par mise en commu- nication avec l'atmosphère On comprendra aisément que,
dans la construction décri- te en regard de la figure 1, un déplacement relatif entre les tronçons 1 et 2 du conduit rencontre l'opposition des forces élastiques produites par la déformation des souffleta 4 5 et 11, de sorte que la pression du fluide à l'intérieur du conduit ne produit pa3 de forces résultantes entre lee tronçon 1 et 2. La pression agissant à l'intérieur du conduit produit dans chaque cellule 6 une force longitudinale tendant à rapprocher les tronçons1 et 2, en antagonisme à 1'action de la pression régnant dans le conduit, et les forcée produites par les deux cellules 6 s'additionnent.
Les dimensions des cellules doivent être choisies de telle sorte que la force totale produite par ces cellules soit égale à la force totale résultant de la gros. sion tendant 4 écarter lea deux tronçons 1 et 2, de sorte que la compensation totale des forcée longitudinales agissant entre les tronçons 1 et 2 par suite de Impression interne peut être assurée avec des cellules de plias petit diamètre que cela n'est le cas lors de l'utilisation d'une seule cellule.Par suit., l'utilisation de plusieurs cellules 6 alignées sur l'axe du conduit mais dont le deux extrémités) sont fixées directement ,
sur les deux tronçons terminaux 1 et 2 de ce conduit permet au diamètre des cellules et par suite également au diamètre de la
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partit plus large 3 du conduit d'être miantens à une valeur comparativement faible. Pour cette raison, la construction 'faisant l'objet de l'invention permet l'emploi aiaé d'une double paroi extérieure pour le conduit, sana compliquer indûment la construction,
Si désire, les extrémité des 'tronçon.
, 1 et 2 du con- duit peuvent et terminer par des gaines s'étendnnt à l'intérieur des parties en forme de soufflets 4 sur la plus grande partie de la longueur de ces derniers, pour s'opposer à l'effet d'aug- mentation de la turbulence produit par le ondulations des souf- flete sur l'écoulemnt à l'intérieur du conduit, et une autre gai ne analogue peut être disposée autour des souffleté 11 des oellu- les pour des raisons analogues, cette autre gaine étant fixée judicieusement sur un au plusieurs colliers portés par la partie terminale 7 et (ou) 8.
On a montré sur la figure 2 comment oe mode de réalisa- tien de l'invention peut être incorporé à un conduit & double paroi dane lequel les deux tronçons 1 et 2 du conduit principal sont entourée chacun par une enveloppe externe la et 2a repec- tivement, la partie médiane 3 étant entourée de même par une enveloppe cylindrique 3a dont les extrémités sont reliées aux enveloppe* la et 2a par des soufflets 4a. Les éléments la, 2a,
3a et 4a forment ensemble un conduit extérieur complet,
de sorte que le fluide nous pression qui peut s'échapper à travers des fi auras ou par d'autre pointa de fuite créés dans le conduit pro- prement dit et dana son joint de dilatation est recueilli dans l'espace ménagé entre l'enveloppe externe et le conduit, sans contaminer l'atmosphère.
Des références similaires à celles employées sur la figure 1 sont utilisées sur la figure 2 pour désigner des éléments correspondants, de sorte que l'agencement des cellules 6 aéra aisément compris. On notera toutefois que chaque cellule 6 :renferme une cellule interne 6a, seul l'inté-
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rieur des cellules internes étant normalement tale en communica- tion avec l'atmosphère, de sorte que les fuit qui permettent au fluide provenant du conduit de passer à travers la paroi ex- terne de l'une des cellules 6 n'admettent ce fluide que dans l' espace ménagé entre les cellules externe et interne.
Cette péné-
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trat10n ne va réduire que d'une fk1ble fraction la superftait 'effective de la face de compensation de la cellule,de sorte que même une fuite de valeur importante ne qu'une contrainte modérée sur le conduit et sur son joint à souffleta En outre, l'augmentation de pression produite dans l'espace ménagé entre' la paroi externe 6 d'une cellule et la paroi interne 6a peut . être utilisée pour faciliter la détection précoce de la fuite, ce qui permet ainsi d'isoler un conduit contenant une fuite et d'assurer sa réparation avant qu'il ne puisse en résulter un dommage important. A cet effet, un manomètre 17 est ralié à cet espace par un conduit 18.
Une autre différence réside dans le fait que la paire de biellettes 15 utilisée dans le mode de réa- lisation que montre la figure 1 pour essuyer la fixation des pla- que terminales 8 de chaque cellule orientées vers l'intérieur est remplacée par des enveloppes cylindrique$ 115 entourant 1' une des cellules 6, les parois des deux enveloppée 115 présentant
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des cavit6a ou dépressions 116 qui sont mutu.lleni¯d'oalée8 de 900 autour de l'axe du con4ait afin d'éviter toute înttrf4- rence mutuelle entre les enveloppes.
Des modifications peuvent être apporté* aux mode. de réalisation décrite, dans le domaine des équivalence* techniques, sana s'écarter de l'invention. Ainsi, on peut utiliser un nombre de cellules supérieur à deux, les deux extrémités de ohaque cellule étant fixées sur lea deux tronçon terminaux du conduit si une nouvelle réduction de diamètre cet requise pour la partit plus large du. conduit est nécessaire.
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"Bellows-type expansion joint providing pressure compensation."
The present invention relates to expansion joints of the bellows type, referred to more briefly as "sufflet joints", for pipes of the type in which the tendency of the pressure prevailing inside the pipe causes a longitudinal expansion of the pipe. or parts in the form of bellows acts in opposition to the action of the same prassion on a cell whose longitudinal wall comprises a bellows-forming element and which is housed coaxially in a wider part of the duct,
the two ends of this cell being fixed respectively on the two sections of the
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duct which are connected by the part or parts which close the bellows. One of the aims of the invention is to create an eyelet joint of the type considered suitable for applications in which the duct must be housed in a second duct making it possible to detect the escape of the fluid through the walls of the main duct without allowing this fluid to escape to the atmosphere.
According to the invention, the necessary increase in diameter of the wider part is reduced by arranging several! cells distributed on the axis of this wider part, the ends of each cell being fixed to the two sections of the duct connected by the expansion joint of the bellows type, so that the compensating forces of the individual cells act additively . The fixing can be carried out in each case on a cross support with radial arms, preferably having a hydrodynamic or aerodynamic profile in the direction of the duct.
According to a preferred embodiment of the invention, the wall of the duct contains two parts in the form of bellows separated from one another by the wider part of this duct, and two separate compensation cells, constituting.
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killing deformable auxiliary elements, are: '"d1iO..Jf, axially k inside this larger part # the end walls of each cell being fixed * respectively on the wall of the duct at the two ends of the section which contains the bellows-shaped parts.
Although cells can be quenched and although vlla may or may not be done beforehand in these cells, it is preferable especially in the case of the double-walled conduit mentioned above to provide cells as well.
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double-walled, IJ1ntlr1.ur of opaque cell being ai in 008. ' . munieation with the atmosphere, the space between the walls.
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of each cell being connected to a detector device providing an indication or the like -when the pressurized fluid coming from the conduit enters the 'household space' between the twin walls of this cell, which thus provides an indication. cracks through the outer wall of the cell.
',
The following description, made with reference to the attached drawings. given without limitation, will make it possible to better understand the invention *
Figure 1 is an elevational view with partial axial cutout showing an embodiment of self-compensating bellows seal according to the invention *
Figure 2 is an axial sectional view of an embodiment
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.., tien analeege 4 that shown in 1 * figure placed in which the 3 duct is double-walled. ; #; # In figure 1 two i; ron9'on '' - 'r 1;
J t. 8t 1- 2 deun duct intended for the conveyance of a pressurized fluid whose temperature
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turne can vary are connected by .a section- o ntr * l eu-, bir an expansion and an ideal compression, omfr.- binding an enlarged part 3 and two parts forming bellows 4 and 5, interposed:
respectively between the two demanding sections of the widened part 3 and the sections and 2 of the duct, Arrangements as described above exercised on the two sections
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. of comluit 1 and 2 a longitudinal force d4te = ind *, I * r the product of the pressure of the fluid prevailing in the duct by the cross section of the ends of sections 1 and 2 of the duct.
In order to compensate for this longitudinal force, two identical rigid cylinders 6, having ohacoue end walls,? /? and 8 and a bellows 11 forming the peripheral wall, and having each
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orne half of the cross section "dee end sections' and 2 of the duct, are arranged coaxially below the 'part' Larger;
8 3 of this conduit, and each of the sections
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terminals 1 and 2 of the duct is provided with a support in the form of a spider or a star 9 and 10, the opaque cell being fixed by its end wall 7 facing outwardly on the support associated with the adjacent terminal section of the duct by an axial connecting rod 14, its internal end wall 8 being fixed in the same way on the other support by a pair of connecting rod 15. Each cell 6 is sealed with respect to the interior of the duct and its internal capacity can be empty or filled with air or gas at the desired pressure, for example by placing in communication with the atmosphere It will be easily understood that,
in the construction described with reference to FIG. 1, a relative displacement between the sections 1 and 2 of the duct meets the opposition of the elastic forces produced by the deformation of the bellows a 4 5 and 11, so that the pressure of the fluid at the interior of the duct does not produce any resulting forces between section 1 and 2. The pressure acting inside the duct produces in each cell 6 a longitudinal force tending to bring sections 1 and 2 together, in antagonism to the action of the pressure prevailing in the duct, and the forces produced by the two cells 6 are added.
The dimensions of the cells should be chosen such that the total force produced by these cells is equal to the total force resulting from the fat. zion tending 4 to separate the two sections 1 and 2, so that the total compensation of the longitudinal forces acting between sections 1 and 2 as a result of internal printing can be ensured with cells of small diameter plias than is the case during the use of a single cell. Following., the use of several cells 6 aligned on the axis of the duct but of which the two ends) are fixed directly,
on the two end sections 1 and 2 of this duct allows the diameter of the cells and therefore also the diameter of the
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went wider 3 of the duct to be miantens at a comparatively low value. For this reason, the construction 'forming the subject of the invention allows the easy use of an outer double wall for the duct, without unduly complicating the construction,
If desired, the ends of the 'section.
, 1 and 2 of the duct can and end with sheaths extending inside the bellows-shaped parts 4 over the greater part of the length of the latter, in order to oppose the effect of increase in the turbulence produced by the undulations of the bellows on the flow inside the duct, and another non-similar duct can be arranged around the bellows 11 of the cells for similar reasons, this other duct being judiciously fixed on one or more collars carried by the end part 7 and (or) 8.
It has been shown in FIG. 2 how this embodiment of the invention can be incorporated into a double-walled duct in which the two sections 1 and 2 of the main duct are each surrounded by an external envelope 1a and 2a. tively, the middle part 3 being surrounded in the same way by a cylindrical casing 3a, the ends of which are connected to the casing * la and 2a by bellows 4a. The elements la, 2a,
3a and 4a together form a complete external duct,
so that the fluid under pressure which can escape through fi auras or other leakage points created in the duct itself and its expansion joint is collected in the space provided between the envelope external and duct, without contaminating the atmosphere.
References similar to those employed in Figure 1 are used in Figure 2 to denote corresponding elements, so that the arrangement of cells 6 will be readily understood. Note, however, that each cell 6: contains an internal cell 6a, only the inter-
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the internal cells being normally in communication with the atmosphere, so that the leaks which allow the fluid coming from the duct to pass through the outer wall of one of the cells 6 admit this fluid only. in the space between the outer and inner cells.
This pene-
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trat10n will only reduce by a small fraction the effective superftait 'of the compensation face of the cell, so that even a large value leak will only have a moderate stress on the duct and on its bellows seal. the increase in pressure produced in the space between 'the outer wall 6 of a cell and the inner wall 6a can. be used to facilitate the early detection of the leak, thus making it possible to isolate a pipe containing a leak and ensure its repair before significant damage can result. For this purpose, a pressure gauge 17 is linked to this space by a duct 18.
Another difference is that the pair of links 15 used in the embodiment shown in figure 1 to wipe the fastening of the end plates 8 of each cell facing inward is replaced by cylindrical shells. $ 115 surrounding one of the cells 6, the walls of the two enveloped 115 showing
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cavities or depressions 116 which are mutu.llenīd'oalée8 of 900 around the axis of the con4ait in order to avoid any mutual interference between the envelopes.
Modifications can be made * to the modes. embodiment described, in the field of technical equivalence *, without departing from the invention. Thus, a number of cells greater than two can be used, the two ends of each cell being fixed to the two end sections of the duct if a further reduction in diameter is required for the wider part of the. conduit is required.