FR2471542A3 - Pipe socket to spigot seal - has profile-section elastomer sleeve fixed to outside of stiff ring having flange against socket end - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention se rapporte à un joint à utiliser dans des tuyau emboités par embout et manchon femelle, comportant une garniture cylindrique en matière élastomère placée dans le manchonS à une des extrémités de laquelle est fixé un anneau de renforcement, dont le diaraètre exté rieur est supérieur au diamètre intérieur du manchon, comme il est connu par la demande de brevet néerlandaises no 73.02955. The present invention relates to a joint for use in pipes fitted by end piece and female sleeve, comprising a cylindrical gasket of elastomeric material placed in the sleeve S at one end of which is fixed a reinforcing ring, the external diameter of which is greater than the inside diameter of the sleeve, as is known from Dutch patent application No. 73.02955.
Un tel anneau de renforcement permet de monter mécaniquement de façon simple la garniture cylindrique dans le manchon, et empeche que, lorsqu'on enfonce l'embout dun tuyau dans le manchons la garniture cylindrique soit entrai née vers l'intérieur par cet embout. Such a reinforcement ring makes it possible to mechanically mount the cylindrical lining in a simple manner in the sleeve, and prevents that, when the end piece of a pipe is pressed into the sleeves, the cylindrical lining is drawn inwards by this end piece.
Un inconvénient de ce mode d ' exécution consiste en ce que, lorsqu'on accouple des tuyaux: lourds, comme des tuyaux de canalisation en ciment ou en matière céramique d'un diamètre de 300 à 500 mm par exemple, tuyaux que l'on pose dans un canal creusé dans le sol dans une position sensiblement horizontale, la force nécessaire pour introduire l'embout d'un tuyau dans le manchon d'un tuyau déjà mis en place soit très élevée, du fait que le tuyau lourd à placer repose par une extrémité sur la matière élastomère du joint et qu'on doit le faire glisser sur celle-ci, En outre, lors qu t on place ce tuyau lourd, il s'exerce sur la garniture cylindrique des forces réparties à la périphérie de cette garniture si élevées et irrégulières que le risque de détérioration ou de déformation illadmissible de la garniture est élevé. A disadvantage of this embodiment consists in that, when coupling pipes: heavy, such as cement or ceramic pipe pipes with a diameter of 300 to 500 mm for example, pipes that are laying in a channel dug in the ground in a substantially horizontal position, the force required to introduce the end of a pipe into the sleeve of a pipe already in place is very high, because the heavy pipe to be placed rests by one end on the elastomeric material of the joint and that it must be slid on this one, In addition, when one places this heavy pipe, it is exerted on the cylindrical lining of the forces distributed on the periphery of this packing so high and irregular that the risk of damage or inadmissible deformation of the packing is high.
La présente invention procure une structure dans laquelle, même lorsqu'on accouple des tuyau; lourds, la force nécessaire pour le montage est relativement faible et il n'y a pas de risque que la garniture se déforme irrégulièrement lorsqu'en introduit l'embout d'un tuyau. The present invention provides a structure in which, even when coupling pipes; heavy, the force required for assembly is relatively low and there is no risk of the lining irregularly deforming when inserting the end of a pipe.
Dans ce but, selon l'invention, l'anneau de renfor ceignent comporte une partie cylindrique pénétrant dans le manchon, dent le diamètre extérieur est, sur toute la longueur, inférieur au diamètre intérieur du manchon, tandis que l'une des extrémités de la garniture cylindrique est fixée sur la surface extérieure de la partie cylindrique. For this purpose, according to the invention, the belt reinforcement ring has a cylindrical part penetrating into the sleeve, tooth the outside diameter is, over the entire length, less than the inside diameter of the sleeve, while one of the ends of the cylindrical lining is fixed on the external surface of the cylindrical part.
Lorsqu'on introduit embout de 1'un des tuyaux dans le manchon de autre tuyau, cet embout repose alors et glisse sur la surface intérieure de la partie cylindrique de l'anneau de renforcement. Du fait que cette partie cylindrique constitue alors un appui et une surface de glissement de l'extrémité de tuyau à introduire, le montage est simplifié et la force nécessaire pour introduire le tuyau est moins élevée que dans le cas où ce tuyau repose sur la garniture cylindrique lors du montage et se déplace sur elle.Le risque que > dans le cas de tuyaux lourds placés horizontalement, la garniture cylindrique, sous ltaction du poids du tuyau, se déforme exagérement sur la face inférieure, et presque pas sur la face supérieure, comme c'est le cas pour la structure connue, n'existe plus, du fait que le poids du tuyau est reçu par la partie cylindrique. When one end piece of one of the pipes is introduced into the sleeve of another pipe, this end piece then rests and slides on the internal surface of the cylindrical part of the reinforcing ring. Because this cylindrical part then constitutes a support and a sliding surface of the end of the pipe to be introduced, the assembly is simplified and the force required to introduce the pipe is lower than in the case where this pipe rests on the gasket cylindrical during assembly and moves on it. The risk that> in the case of heavy pipes placed horizontally, the cylindrical lining, under the action of the weight of the pipe, deforms exaggeratedly on the lower face, and almost not on the upper face, as is the case for the known structure, no longer exists, because the weight of the pipe is received by the cylindrical part.
Du fait que le diamètre extérieur de la partie cylindrique pénétrant dans le manchon est, sur toute la longueur, inférieur au diamètre intérieur du manchon, il y a compte non tenu des écarts de diamètre intérieur se présentant lors de la fabrication de grands tuyaux ou de l'excen- tricité du manchon, entre le manchon et la partie cylindrique, une fente annulaire dans laquelle se trouve la partie de la garniture cylindrique fixée à la surface extérieure de la partie cylindrique. Because the outside diameter of the cylindrical part entering the sleeve is, over the entire length, less than the inside diameter of the sleeve, account is taken of the differences in inside diameter occurring during the manufacture of large pipes or the eccentricity of the sleeve, between the sleeve and the cylindrical part, an annular slot in which is the part of the cylindrical lining fixed to the external surface of the cylindrical part.
La surface intérieure de la partie cylindrique comporte de préférence à lavant un élargissement conique pour faciliter l'introduction de l'embout mâle dans cette partie. The inner surface of the cylindrical part preferably comprises a conical widening in front to facilitate the introduction of the male end piece into this part.
Le diamètre intérieur de la partie cylindrique est, de préférence, choisi aussi faible que possible, ctest-à-dire seulement un peu supérieur au diamètre extérieur maximal de l'embout mâle des tubes à relier, qu'on puisse attendre dans le cadre des tolérances de mesure et de l'excentricité0
Les forces transversales apparaissant en cours de fonctionneont sont alors absorbées surtout par cette partie cylindrique.Pans le cas de grands tubes, par exemple d'un diamètre de 400 mm, on pose pour condition que les tuyaux placés hori zontalement puissent recevoir une force s'exerçant sur l'embout près du joint, dirigée vers le bas de 800 kg, sans qu'il se produise de Suites du joint en raison du déplacement mutuel résultant on direction radiale, des tuyaux0 Du fait que la charge est alors reçue surtout par l'anneau relativement rigide, elle se répartit uniformément sur la matière d'étanchéité dans la fente comprise entre la partie cylindrique et le manchon, de sorte que cette fente reste comblée en tous endroits.La partie de la garniture s'étendant le long de la partie cylindrique qui produit l'étanchéisation entre l'embout et' le man- chon ntest presque pas sollicitée par la force transversale, mais elle suivra souplement un mouvement radial éventuel de embout et restera on morne temps en contact étanche, tant avec l'embout qu'avec le manchon.The internal diameter of the cylindrical part is preferably chosen to be as small as possible, that is to say only slightly greater than the maximum external diameter of the male end of the tubes to be connected, which can be expected in the context of measurement tolerances and eccentricity0
The transverse forces appearing during operation are then absorbed mainly by this cylindrical part. In the case of large tubes, for example with a diameter of 400 mm, it is posed as a condition that the pipes placed horizontally can receive a force s' exerting on the nozzle close to the joint, directed downwards of 800 kg, without there occurring Suites of the joint due to the mutual displacement resulting in radial direction, of the pipes0 Because the load is then received mainly by the relatively rigid ring, it is distributed uniformly over the sealing material in the slot between the cylindrical part and the sleeve, so that this slot remains filled in all places. The part of the lining extending along the cylindrical part which produces the sealing between the end piece and the sleeve is almost not requested by the transverse force, but it will follow flexibly a possible radial movement of end piece and will remain bleak time in tight contact, both with the nozzle and with the sleeve.
La partie de la garniture cylindrique s'étendant sur la partie cylindrique est, de préférence, réalisée sous la forme d'un anneau à section droite en forme de tête de marteau, anneau qui, avant que l'embout du tuyau a accoupler ait été mis en place, a un diamètre intérieur inférieur au diamètre de cet embout. Lorsqu'alors l'extrémité du tuyau à monter franchit l'extrémité de la partie cylindrique, l'anneau a section on forme de toto de marteau tourne suffisamment vers ltextérieur pour qu'il se trouve dans une position assurant l'étanchéisation entre la surface intérieure du manchon et la surface extérieure de 1 l' embout.Cette section droite se déforme alors de façon à prendre la a forme d'une queue de poisson, ce qui a pour avantage que, lorsque la pression du fluide se trouvant dans les tuyaux augmente, la fonction d'é- tanchéisation de la garniture cylindrique s'améliore. The part of the cylindrical lining extending over the cylindrical part is preferably produced in the form of a straight section ring in the shape of a hammer head, a ring which, before the end of the pipe to be coupled has been set up, has an inner diameter less than the diameter of this tip. When then the end of the pipe to be mounted crosses the end of the cylindrical part, the section ring, in the form of a hammer toto, turns sufficiently inwards so that it is in a position ensuring sealing between the surface inside of the sleeve and the outside surface of the mouthpiece. This cross section then deforms so as to take the form of a fishtail, which has the advantage that when the pressure of the fluid in the pipes increases, the sealing function of the cylindrical packing improves.
La fixation de la garniture cylindrique sur la partie cylindrique est effectuée, de préférence, au moyen de nervures et rainures périphériques emboîtées. Les deux parties peuvent alors être fabriquées dans des matrices séparéos, puis être accouplées, ltaDneau étant retiré de la matrice par rotation après formation, ce qui est connu, par exemple, dans le cas de la fabrication de bouchons filetés pour bouteilles, récipients, etc. Dans ce cas, les nervures et les rainures coopérantes sont de forme hélicoldale. The fixing of the cylindrical lining on the cylindrical part is preferably carried out by means of nested peripheral ribs and grooves. The two parts can then be manufactured in separate dies, then be coupled, ltaDneau being removed from the matrix by rotation after formation, which is known, for example, in the case of the manufacture of threaded caps for bottles, containers, etc. . In this case, the cooperating ribs and grooves are of helical shape.
Par embout et manchon de tuyaux emboités, il faut entendre, selon la présente demande, tous les accouplements de tuyau où une extrémité (embout mâle) est placée dans une partie plus large (manchon). Ce manchon peut être l'extrémité élargie ou un embranchement latéral d'un autre tuyau ou encore d'une partie auxiliaire, par exemple d'un manchon d'accouplement ou d'un raccord en T, deux ou plusieurs tuyaux y étant raccordés en utilisant le joint selon ltinvention. By nipple and sleeve of nested pipes is meant, according to the present application, all hose couplings where one end (male end) is placed in a wider part (sleeve). This sleeve can be the enlarged end or a lateral branching of another pipe or of an auxiliary part, for example of a coupling sleeve or a T-connector, two or more pipes being connected to it. using the seal according to the invention.
La description détaillée qui va suivre d'un exemple d'exécution non limitatif, en regard du dessin annexé, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. The detailed description which follows of a nonlimiting exemplary embodiment, with reference to the appended drawing, will make it clear how the invention can be implemented.
Sur le dessin annexe
La figure 1 est une coupe dtun élément d'étanchéité selon ltinvention ~
La figure 2 est une coupe longitudinale du joint à létat monté dans le cas de tuyaux, le jeu entre manchon et embout étant minimal
La figure 3 est une coupe longitudinale de ce joint, le jeu entre manchon et embout étant maximal.In the accompanying drawing
Figure 1 is a section of a sealing element according to the invention ~
Figure 2 is a longitudinal section of the state seal mounted in the case of pipes, the clearance between sleeve and nozzle being minimal
Figure 3 is a longitudinal section of this seal, the clearance between sleeve and end piece being maximum.
Sur ces figures, on reproduit toujours la moitié de la coupe : la partie située d'un côté de l'axe du joint. La partie non représentée, située de l'autre côté de l'axe, en est le symétrique. In these figures, we always reproduce half of the section: the part located on one side of the joint axis. The part not shown, located on the other side of the axis, is its symmetrical.
La garniture cylindrique représentée sur la figure 1- à l'état non monté comprend une partie d'étanchéité 1 en forme de tête de marteau et une partie de fixation 3 comportant des nervures périphériques 2. La garniture comporte à la surface extérieure des nervures périphériques 4. La garniture est fixée à un anneau de fixation 5, par la pénétration des nervures 2 dans les rainures 6 qui se trouvent à la surface extérieure d'une partie cylindrique 7 reliée à l'anneau 5. The cylindrical lining shown in FIG. 1- in the unassembled state comprises a sealing part 1 in the shape of a hammer head and a fixing part 3 comprising peripheral ribs 2. The lining comprises on the outer surface of peripheral ribs 4. The lining is fixed to a fixing ring 5, by the penetration of the ribs 2 into the grooves 6 which are on the outer surface of a cylindrical part 7 connected to the ring 5.
Le diamètre intérieur de la partie en forme de tête de marteau est inférieur au diamètre intérieur de la partie cylindrique.The internal diameter of the hammer head-shaped part is less than the internal diameter of the cylindrical part.
La garniture deétanchéité est en une matière élastomère comme le caoutchouc, et l'anneau de fixation est en une matière rigide, par exemple du polypropylène ou une autre matière plastique.The seal is made of an elastomeric material such as rubber, and the fixing ring is made of a rigid material, for example polypropylene or another plastic material.
Le joint est placé dans le manchon 8 d'un tuyau 9. The seal is placed in the sleeve 8 of a pipe 9.
Comme le montrent les figures 2 et 3, le diamètre extérieur de l'anneau dé fixation 5 est supérieur au diamètre intérieur du manchon. Cela permet de monter le joint mécaniquement, par exemple au moyen d'un dispositif de pressage du type pros- se, l'anneau de fixation servant de surface de pression pour le dispositif de pressage, de butée de limitation de la distance sur laquelle le joint est introduit dans le manchon, et à éviter que la garniture soit entrainée lors de lenfon- cement dun tuyau dans le manchon. La partie cylindrique 7 se trouve entièrement dans le manchon et elle a un diamètre extérieur toujours inférieur au diamètre intérieur du manchon, compte tenu des tolérances do mesure du manchon.Il y a, entre le manchon et la partie cylindrique, une fente dans laquelle se trouve la matière élastomère de la partie de fixation, soumise a sa tension propre.As shown in Figures 2 and 3, the outer diameter of the fixing ring 5 is greater than the inner diameter of the sleeve. This makes it possible to mount the seal mechanically, for example by means of a pressing device of the prostrate type, the fixing ring serving as a pressure surface for the pressing device, as a stop for limiting the distance over which the gasket is inserted into the sleeve, and to prevent the gasket from being entrained when a pipe is inserted into the sleeve. The cylindrical part 7 is entirely in the sleeve and has an outside diameter always less than the inside diameter of the sleeve, taking into account the tolerances of measurement of the sleeve. There is, between the sleeve and the cylindrical part, a slot in which finds the elastomeric material of the fixing part, subjected to its own tension.
La figure 2 montre la situation dans laquelle le diamètre intérieur du manchon et donc aussi le jeu entre le manchon et la partie cylindrique sont minimaux4 La déformation des nervures périphériques 4 est alors suffisamment forte pour qu'elles soient presque en contact mutuel. FIG. 2 shows the situation in which the internal diameter of the sleeve and therefore also the clearance between the sleeve and the cylindrical part are minimal4 The deformation of the peripheral ribs 4 is then strong enough for them to be almost in mutual contact.
La figure 3 montre la situation dans laquelle le diamètre intérieur du manchon et donc également le jeu entre le manchon et la partie cylindrique sont maximaux. La déformation des nervures est, dans ce cas aussi, telle que l'élément d'étanchéité est maintenu, par le montage, dans le manchon par la force élastique dirigée radialement des nervures 4. FIG. 3 shows the situation in which the internal diameter of the sleeve and therefore also the clearance between the sleeve and the cylindrical part are maximum. The deformation of the ribs is, in this case also, such that the sealing element is maintained, by mounting, in the sleeve by the elastic force directed radially from the ribs 4.
Le jeu 10 en direction radiale entre les nervures 2 et les rainures 6 (figure 1) est supprimé après le montage de l'élé- ment d'étanchéité par la compression radiale de la partie de fixation 3 (figures 2 et 3).The clearance 10 in the radial direction between the ribs 2 and the grooves 6 (FIG. 1) is eliminated after mounting of the sealing element by the radial compression of the fixing part 3 (FIGS. 2 and 3).
On place l'embout mâle dtun tuyau 11 dans le manchon. The male end piece of a pipe 11 is placed in the sleeve.
On pose pour cela le tuyau, par exemple un tuyau de canalisa; tion, sur le bord intérieur cylindrique 12 de l'anneau de fixation. Le bord intérieur se raccorde, par une surface conique 13, à la surface intérieure 14 de la partie cylindrique. On déplace alors le tuyau horizontalement et on le fait passer sur la surface cylindrique 14 en lui faisant franchir la surface conique 13. Si lton continue le déplacement, l'extrémité du tuyau heurte la partie en forme de tête de marteau 1 qui fléchit alors vers l'extérieur, comme on lta représenté sur les figures 2 et 3, un contact étanche étant réalisé avec l'embout et la surface intérieure du manchon.For this, the pipe is laid, for example a canalisa pipe; tion, on the inner cylindrical edge 12 of the fixing ring. The inner edge is connected, by a conical surface 13, to the inner surface 14 of the cylindrical part. The pipe is then moved horizontally and passed over the cylindrical surface 14, making it pass through the conical surface 13. If the movement continues, the end of the pipe strikes the part in the shape of a hammer head 1 which then flexes towards the exterior, as shown in FIGS. 2 and 3, a sealed contact being made with the end piece and the interior surface of the sleeve.
La section en forme de tête de marteau se plie alors de façon à prendre une forme en V. Une telle forme a pour avantage que, lorsque la pression du fluide augmente dans les tuyaux et, par suite, aussi dans le volume annulaire 15 compris entre l'embout et le manchon, lteffet d'étanchéisation de la garniture augmente, du fait que les branches du V sont appuyées avec une plus grande force contre embout et le manchon.The hammerhead-shaped section then bends so as to take a V-shape. Such a shape has the advantage that, when the pressure of the fluid increases in the pipes and, consequently, also in the annular volume 15 between the end piece and the sleeve, the effect of sealing the lining increases, owing to the fact that the branches of the V are pressed with greater force against the end piece and the sleeve.
Lorsqu'on introduit le tuyau, il suffit au début de vaincre la résistance due au frottement pondant le glissement sur la surface intérieure de la partie cylindrique, resistance qui est faible par rapport à la résistance de glissement le long d'un organe d'étanchéité en caoutchouc ou en une matière élastomère analogue embrassant le tuyau avec tension radiale4
Ce n'est qu'au dernier stade qu'il faut alors vaincre la résistance pour replier la partie en tête de marteau de la garniture vers l'extérieur.When the pipe is introduced, it suffices at the start to overcome the resistance due to friction laying the slip on the internal surface of the cylindrical part, resistance which is low compared to the sliding resistance along a sealing member. of rubber or similar elastomeric material embracing the hose with radial tension4
It is only at the last stage that it is then necessary to overcome the resistance to fold the hammerhead part of the lining outwards.
Le diamètre intérieur de la partie cylindrique 7 est, dans tous les cas, #supérieur au diamètre extérieur de l'em- bout du tuyau à accoupler. La figure 2 montre la situation dans laquelle le tuyau 11 a le diamètre maximal en raison des écarts dimensionnels apparaissant lors de la fabrication et la figure 3 la situation dans laquelle ce diamètre a la valeur minimale. The inside diameter of the cylindrical part 7 is, in all cases, greater than the outside diameter of the end of the pipe to be coupled. FIG. 2 shows the situation in which the pipe 11 has the maximum diameter due to the dimensional differences appearing during manufacture and FIG. 3 the situation in which this diameter has the minimum value.
Lorsque des forces transversales viennent à stexer- cer sur le tuyau, par exemple sous l'effet de mouvement du sol, il peut arriver que les tuyaux se déplacent radialement ltun par rapport à l'autre à l'endroit de la jonction. Ces forces transversales sont alors absorbées et transmises par la partie cylindrique 7, tandis que la partie en toto de marteau de la garniture cylindrique suit souplement le mouvement latéral, en gardant sa fonction dwétanchéisation. When transverse forces come to exert on the pipe, for example under the effect of ground movement, it can happen that the pipes move radially with respect to each other at the point of the junction. These transverse forces are then absorbed and transmitted by the cylindrical part 7, while the hammer toto part of the cylindrical lining flexibly follows the lateral movement, keeping its sealing function.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|
| FR2471542B3 (en) | 1981-10-16 |
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