FR2472099A1 - Axial clamp-strap for large pipe joint - has bow shape with hooked ends and engages inboard radial faces to pull pipe end flanges together - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet des moyens d'assemblage de deux pièces de grandes dimensions munies de brides.The present invention relates to means for assembling two large parts provided with flanges.
De façon plus précise, la présente invention concerne des moyens qui permettent d'assurer l'assemblage de façon étanche de deux pièces de préférence de forme tubulaire qui présentent des dimensions importantes et qui sont susceptibles d'être soumises à des forces mécaniques élevées.More specifically, the present invention relates to means which make it possible to ensure the leaktight assembly of two parts preferably of tubular shape which have large dimensions and which are liable to be subjected to high mechanical forces.
On sait que dans un grand nombre d'installations, il y a lieu de réaliser des conduites qui relient divers organes mécaniques et qu'il se pose donc un problème pour relier, d'une part, les extrémités de ces conduites aux différents organes mécaniques, et d'autre part, pour relier entre elles les différentes sections de ces conduites. Parmi les différentes utilisations, on peut citer les installations d'enrichissement de l'uranium par diffusion gazeuse qui, de ce point de vue, présentent des problèmes tout à fait particuliers. On sait que dans de telles installations, on fait circuler dans des diffuseurs comportant des compresseurs un flux gazeux sous pression d'hexafluorure d'uranium qui passe successivement dans différents étages de barrières de diffusion gazeuse.On comprend que dans une telle installation, la jonction des différents éléments de conduites et la jonction des conduites aux différents organes mécaniques tels que les compresseurs et les diffuseurs, posent des problèmes tout à fait particuliers du fait du fluide qui circule dans ces conduites. En effet, l'hexafluorure est un gaz et les problèmes d'étanchéité sont particulièrement importants du fait de la nocivité de ce gaz. En outre, ce gaz est très corrosif et les dispositifs de jonction mécanique des sections de conduites doivent donc tenir compte de ces risques de corrosion. We know that in a large number of installations, it is necessary to make conduits which connect various mechanical organs and that there is therefore a problem in connecting, on the one hand, the ends of these conduits to the various mechanical organs. , and on the other hand, to connect together the different sections of these pipes. Among the different uses, one can cite uranium enrichment installations by gas diffusion which, from this point of view, present quite specific problems. We know that in such installations, there is circulated in diffusers comprising compressors a gaseous flow under pressure of uranium hexafluoride which passes successively through different stages of gas diffusion barriers. It is understood that in such an installation, the junction different pipe elements and the junction of pipes to different mechanical components such as compressors and diffusers, pose quite specific problems due to the fluid flowing in these pipes. Indeed, hexafluoride is a gas and the sealing problems are particularly important because of the harmfulness of this gas. In addition, this gas is very corrosive and the mechanical joining devices of the pipe sections must therefore take these corrosion risks into account.
La technique actuellement utilisée pour réaliser de telles jonctions dans ce domaine consiste dans une jonction par boulonnage des éléments de conduites au niveau des brides dont ces éléments de conduites sont pourvus. Plus précise ment, des alésages sont percés dans ces brides pour permettre le passage de boulons de solidarisation.The technique currently used to make such junctions in this field consists of a bolted joint of the pipe elements at the flanges with which these pipe elements are provided. More precisely, bores are drilled in these flanges to allow the passage of fastening bolts.
Il faut comprendre qutune telle technique présente un certain nombre d'inconvénients.D'une D####part, pour permettre ces per- çages et compte tenu des pressions qui sont mises en jeu, il est nécessaire que ces brides présentent un diamètre beaucoup plus important que le diamètre extérieur de la partie courante de la conduite. Cet impératif entraîne des conséquences importantes quant au coût de la realisation de ces conduites et en particulier des brides solidaires de ces conduites.It should be understood that such a technique has a certain number of drawbacks. On the one hand, to allow these piercings and taking into account the pressures which are involved, these flanges must have a much larger diameter. more important than the outside diameter of the current part of the pipe. This imperative has important consequences for the cost of making these pipes and in particular flanges secured to these pipes.
En effet, il est difficile d'envisager un usinage dans la masse de ces brides, compte tenu des différences de diamètre extérieur, en raison de la perte de métal qui en résulterait. En outre, ces perçages augmentent le coût de ces conduites.Indeed, it is difficult to envisage a machining in the mass of these flanges, taking into account the differences in outside diameter, due to the loss of metal which would result therefrom. In addition, these holes increase the cost of these pipes.
Enfin, le montage de telles sections de conduite pose des problèmes. Il faut calculer le couple de serrage pour tenir compte des différences de dilatation en cours d'utilisation si les vis et les conduites ne sont pas réalisées avec le même matériau. En outre, il est nécessaire de serrer ces vis dans un certain ordre autour de la bride. Il y a donc deux manipulations successives pour une même vis : d'abord un préserrage, ensuite un serrage à fond correspondant à la force de serrage voulue.Finally, the mounting of such pipe sections poses problems. The tightening torque must be calculated to take account of the differences in expansion during use if the screws and pipes are not made of the same material. In addition, it is necessary to tighten these screws in a certain order around the flange. There are therefore two successive manipulations for the same screw: first a pre-tightening, then a full tightening corresponding to the desired tightening force.
La présente invention a précisément pour objet des moyens d'assemblages de section de conduite de dimensions importantes qui permettent d'éviter les inconvénients cités ci-dessus. The present invention specifically relates to means of pipe section assemblies of large dimensions which make it possible to avoid the drawbacks mentioned above.
Un premier objet de l'invention est de réaliser des moyens d'assemblage de ces pièces qui permettent de se contenter de brides dont le diamètre extérieur est très réduit par rapport au diamètre extérieur nécessaire pour la mise en oeuvre des moyens d'assemblage selon l'art antérieur.A first object of the invention is to provide means for assembling these parts which make it possible to be satisfied with flanges whose external diameter is very small compared to the external diameter necessary for the implementation of the assembly means according to the invention. prior art.
Un deuxième objet de Invention est de réaliser des moyens d'assemblage du type défini précédemment qui permettent d'éviter des perçages dans les brides des éléments de conduites à assembler.A second object of the invention is to produce assembly means of the type defined above which make it possible to avoid drilling in the flanges of the pipe elements to be assembled.
Un troisième objet de l'invention est de réaliser des moyens d'assemblage du type décrit précédemment qui ne mettent pas en oeuvre des moyens mécaniques de solidarisation nécessitant un contrôle de la force de serrage des moyens mécaniques de solidarisation.A third object of the invention is to provide assembly means of the type described above which do not use mechanical fastening means requiring control of the clamping force of the mechanical fastening means.
Pour réaliser toutes ces caractéristiques et éviter les inconvénients de l'art antérieur, les moyens d'assemblage de deux conduites comportant chacune une bride, se caractérisent en ce qu'ils comprennent une pluralité d'étriers élastiques destinés à être mis en prise avec les brides des deux conduites à assembler et par un outil apte à prendre deux positions, la première position provoquant une déformation desdits étriers permettant l'engagement de ceux-ci sur les brides et une deuxième position permettant la libération des étriers pour assurer la solidarisation des deux conduites.To achieve all of these characteristics and avoid the drawbacks of the prior art, the means of assembling two pipes, each comprising a flange, are characterized in that they comprise a plurality of elastic stirrups intended to be engaged with the flanges of the two pipes to be assembled and by a tool capable of taking two positions, the first position causing a deformation of said stirrups allowing the engagement thereof on the flanges and a second position allowing the release of stirrups to ensure the joining of the two pipes.
Plus précisément, linvention concerne des moyens d'assemblage de deux conduites de grandes dimensions, chaque conduite comportant une bride d'assemblage, chaque bride comportant une face d'appui sensiblement parallèle à la surface de jonction desdites conduites, lesdits moyens d'assemblage se caractérisant en ce qu'ils comprennent
- au moins deux étriers élastiques aptes à être placés
régulièrement sur la périphérie desdites brides,
chaque étrier ayant la forme d'unelame consistant en une
partie médiane présentant une courbure donnéeetun sommet
et deux bords recourbés disposés à chaque extrémité
de ladite partie médiane et vers la courbure de celle
ci, chaque bord courbe étant apte à venir en appui
sur la face d'appui d'une bride, la distance au repos
séparant les deux bords recourbés étant inférieure à
la distance séparant les faces d'appui des brides ;
- un outil de mise en place desdits étriers, ledit outil
comprenant des moyens pour saisir simultanément les
dits bords recourbés d'un étrier, et des moyens pour
appliquer une force d'intensité contrôlée sur le som
met de ladite partie médiane d'un étrier et provoquer
ainsi un éloignement relatif des deux bords recourbés
d'un étrier afin de permettre la mise en place dudit
étrier sur lesdites brides.More specifically, the invention relates to means for assembling two large pipes, each pipe having an assembly flange, each flange having a bearing face substantially parallel to the junction surface of said pipes, said assembly means characterizing in that they understand
- at least two elastic stirrups able to be placed
regularly on the periphery of said flanges,
each stirrup having the shape of a blade consisting of a
middle part with a given curvature and a vertex
and two curved edges arranged at each end
from said middle part and towards the curvature of that
ci, each curved edge being able to come to bear
on the support face of a flange, the distance at rest
separating the two curved edges being less than
the distance between the bearing faces of the flanges;
a tool for fitting said stirrups, said tool
comprising means for simultaneously capturing the
so-called curved edges of a stirrup, and means for
apply a force of controlled intensity to the som
puts from said middle part of a stirrup and cause
thus a relative distance between the two curved edges
a stirrup to allow the establishment of said
stirrup on said flanges.
Selon un mode perfectionné de mise en oeuvre, les moyens d'assemblage se caractérisent en ce que chaque étrier comprend à son sommet un plat, et en ce que lesdits moyens d'assemblage comprennent en outre une cerce circulaire passant sur les plats desdits étriers sans exercer sur ceuxci d'effort notable.According to an improved mode of implementation, the assembly means are characterized in that each stirrup comprises at its top a plate, and in that said assembly means further comprise a circular hoop passing over the dishes of said stirrups without exert on them of notable effort.
De toute façon, l'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles on a représenté
- sur la figure 1, une vue montrant ledit étrier à
l'état libre,
- sur la figure 2, une vue partielle montrant un étrier
déformé pour permettre ltengagement de celui-ci avec
les brides des conduites à assembler
- sur la figure 3, une vue montrant un étrier assurant
la solidarisation des deux conduites;
- sur la figure 4, une vue montrant, en perspective,
deux portions de conduites assemblées selon l'inven
tion, et
- sur la figure 5, une vue en coupe verticale montrant
un exemple de réalisation de l'outil pour la mise
en place des étriers.In any case, the invention will be better understood on reading the following description of an embodiment of the invention, given by way of nonlimiting example. The description refers to the appended figures in which there is shown
- In Figure 1, a view showing said bracket to
the free state,
- in Figure 2, a partial view showing a stirrup
distorted to allow engagement of it with
the flanges of the pipes to be assembled
- in Figure 3, a view showing a stirrup ensuring
the joining of the two pipes;
- in FIG. 4, a view showing, in perspective,
two portions of pipes assembled according to the invention
tion, and
- in Figure 5, a vertical sectional view showing
an embodiment of the tool for setting
in place of the stirrups.
Comme on l'a indiqué précédemment, l'invention concerne, d'une part des étriers qui permettent d'assurer effectivement la solidarisation des portions de conduite et, d'autre part, un outil permettant de mettre en place ces étriers sur les brides des éléments de conduites.As indicated above, the invention relates, on the one hand to stirrups which effectively ensure the joining of the pipe portions and, on the other hand, to a tool making it possible to place these stirrups on the flanges pipe elements.
On va décrire successivement les étriers et leur mode d'action puis un exemple de réalisation de l'outil permettant cette mise en place. We will successively describe the stirrups and their mode of action, then an example of an embodiment of the tool allowing this positioning.
Sur la figure 1 on a représenté un étrier A en position de repos. Il comprend une partie médiane 2 présentant une certaine courbure et deux bords recourbés 4 et 6 raccordés aux extrémités de la partie médiane. Chaque étrier présente donc la forme d'une lame recourbée, ne formant qu'une seule pièce. En outre, les bords courbés, comme le montrent les figures sont disposés vers la concavité de la partie médiane. De plus, la partie médiane présente un "sommet" 10 qui est situé dans le plan médian de l'étrier. Sur les figures, on a également représenté les brides 12 et 12' des conduites 14 et 14' è assembler. In Figure 1 there is shown a stirrup A in the rest position. It comprises a middle part 2 having a certain curvature and two curved edges 4 and 6 connected to the ends of the middle part. Each stirrup therefore has the shape of a curved blade, forming only one piece. In addition, the curved edges, as shown in the figures, are arranged towards the concavity of the middle part. In addition, the middle part has a "top" 10 which is located in the median plane of the stirrup. The figures also show the flanges 12 and 12 'of the pipes 14 and 14' to be assembled.
L'étrier A est représenté au repos sur la figure 1. On voit que la distance D' entre les bords 4 et 6 de l'étrier est inférieure à la distance D séparant les faces d'appui 16 et 16' des brides 12 et 12'. Par faces d'appui, il faut entendre les faces des brides qui sont sensiblement parallèles au plan de jonction S-S des deux conduites et sur lesquelles les bords 4 et 6 des étriers viennent en prise lorsque 1, étrier
A est mis en place. Par ailleurs, on comprend, d'une part, que la courbure de la partie médiane 2 de l'étrier définit une flèche relative d/D' qui est limitée, et que d'autre part, la force de serrage peut être adaptée en choisissant convenablement la section droite de l'étrier et le matériau qui le constitue, ainsi que les dimensions # et D' par rapport à la distance D des brides.The stirrup A is shown at rest in FIG. 1. It can be seen that the distance D 'between the edges 4 and 6 of the stirrup is less than the distance D separating the bearing faces 16 and 16' from the flanges 12 and 12 '. By bearing faces is meant the faces of the flanges which are substantially parallel to the junction plane SS of the two pipes and on which the edges 4 and 6 of the stirrups engage when 1, stirrup
A is set up. Furthermore, it is understood, on the one hand, that the curvature of the middle part 2 of the stirrup defines a relative deflection d / D 'which is limited, and that on the other hand, the clamping force can be adapted in suitably choosing the cross section of the stirrup and the material which constitutes it, as well as the dimensions # and D ′ with respect to the distance D of the flanges.
Sur la figure 2, on a représenté l'étrier A en position pour assurer l'assemblage des deux portions de conduites, c'est-à-dire qu'à l'aide d'un outil B qui sera décrit en regard de la figure 5, on applique une force F sur le sommet 10 de l'étrier A en maintenant les bords 4 et 6 de celui-ci. Il s'ensuit un écrasement d" de l'étrier A, la distance D" entre les deux bords recourbés 4 et 6-dsevenant supérieure à la distance D entre les faces d'appui des brides.In FIG. 2, the stirrup A has been shown in position for ensuring the assembly of the two portions of pipes, that is to say that using a tool B which will be described with reference to the Figure 5, applying a force F on the top 10 of the stirrup A maintaining the edges 4 and 6 thereof. It follows a crushing d "of the stirrup A, the distance D" between the two curved edges 4 and 6-dsevenant greater than the distance D between the bearing faces of the flanges.
En supprimant la force F et en libérant l'outil B de l'étrier A,celui-ci représenté en pointillé vient en prise sur les surfaces d'appui et assure un assemblage avec serrage des deux conduites 14 et 14' par l'intermédiaire de leurs-brides 12 et 12-'. On a symbolisé également en pointillé les forces F' et F" mises en jeu pour obtenir ce serrage.By removing the force F and by releasing the tool B from the stirrup A, the latter shown in dotted lines engages on the bearing surfaces and ensures a tight assembly of the two pipes 14 and 14 'via of their flanges 12 and 12- '. We also symbolized in dotted lines the forces F 'and F "brought into play to obtain this tightening.
Sur-la figure 3, on a représenté un étrier A en position de serrage. Bien entendu, les brides 12 et 12' peuvent comporter des joints d'étanchéité 20 et 20' sur la surface de jonction S-S. De plus, les surfaces d'appui 16 et 16' peuvent comporter des encoches 22 et 22' pour éviter tout déplacement de l'étrier A.In FIG. 3, there is shown a stirrup A in the clamping position. Of course, the flanges 12 and 12 'may have seals 20 and 20' on the S-S junction surface. In addition, the bearing surfaces 16 and 16 'may include notches 22 and 22' to prevent any displacement of the bracket A.
Sur la figure 3, on a représenté un mode perfectionné de réalisation d'un étrier A. Il comporte vers son sommet 10, un plat ou une très légère encoche 24 dans laquelle on peut loger et immobiliser une cerce circulaire qui entoure l'ensemble des étriers A assurant l'assemblage. Bien entendu, cette cerce n'applique qu'un effort très réduit aux étriers
A pour ne pas provoquer leur désengagement.In Figure 3, there is shown an improved embodiment of a stirrup A. It has towards its top 10, a flat or a very slight notch 24 in which one can accommodate and immobilize a circular hoop which surrounds all of the A stirrups ensuring assembly. Of course, this hoop only applies a very reduced effort to the stirrups
A so as not to provoke their disengagement.
Sur la figure 5, on a représenté l'outil B permettant la déformation d'un étrier A en vue de sa mise en place. Cet outil B comprend un corps 30 dans lequel est ménagé un vérin 32. Le piston 34 du vérin se déplace selon l'axe du corps 30, leverin étant alimenté par la conduite 36.In Figure 5, there is shown the tool B for the deformation of a stirrup A for its establishment. This tool B comprises a body 30 in which a jack 32 is formed. The piston 34 of the jack moves along the axis of the body 30, lever lever being supplied by the pipe 36.
L'outil comprend également deux bras symétriques 38 et 38' montés pivotants autour d'axes 40 et 40'. Les bras 38 et 38' se terminent par des griffes 42 et 42' qui peuvent saisir les bords recourbés 4 et 6.The tool also includes two symmetrical arms 38 and 38 'pivotally mounted around axes 40 and 40'. The arms 38 and 38 'end in claws 42 and 42' which can grip the curved edges 4 and 6.
En commandant la sortie du piston 34 du vérin 32, on applique la force F sur le sommet 10 de l'étrier A, les bords recourbés 4 et 6 étant maintenus en position relative. En conséquence, on augmente l'écartement entre les bords 4 et 6 pour permettre l'engagement de l'étrier A sur les brides. On comprend que du fait du choix du rapport entre les longueurs d et D', il suffit d'appliquer une force F relativement réduite pour obtenir effectivement l'écartement suffisant.By controlling the output of the piston 34 of the jack 32, the force F is applied to the crown 10 of the stirrup A, the curved edges 4 and 6 being maintained in relative position. Consequently, the spacing between the edges 4 and 6 is increased to allow the engagement of the stirrup A on the flanges. It is understood that due to the choice of the ratio between the lengths d and D ′, it suffices to apply a relatively small force F to effectively obtain the sufficient spacing.
Enfin, sur la figure 4, on a représenté en perspective les deux portions de conduites 14 et 14' assemblées par les étriers A1, A2... régulièrement répartis sur la périphérie des brides 12 et 12'. On y a fait figurer de plus une cerce ou sangle de maintien 26. Finally, in Figure 4, there is shown in perspective the two portions of pipes 14 and 14 'assembled by the stirrups A1, A2 ... regularly distributed over the periphery of the flanges 12 and 12'. In addition, a hoop or support strap has been included 26.
On voit donc que le système d'assemblage par étriers élastiques selon l'invention permet d'assurer une solidarisation des deux conduites par leurs brides sans opération délicate de montage puisqu'il suffit de placer successivement chaque étrier A à l'aide de l'outil B ou analogue. En outre, on voit que les brides peuvent ne présenter qu'une surépaisseur réduite par rapport au diamètre extérieur des parties courantes de conduites. Cette surépaisseur doit être seulement suffisante pour que les extrémités des bords recourbés des étriers puissent venir en prise sur les faces d'appui. It can therefore be seen that the assembly system with elastic stirrups according to the invention makes it possible to secure the two pipes by their flanges without any delicate mounting operation since it suffices to successively place each stirrup A using the tool B or the like. In addition, it is seen that the flanges may have only a reduced thickness compared to the outside diameter of the current parts of pipes. This extra thickness must be only sufficient for the ends of the curved edges of the stirrups to be able to engage on the bearing faces.
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| FR (1) | FR2472099A1 (en) |
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| FR2472099B1 (en) | 1984-03-16 |
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