FR2507737A1 - Tubular inflatable pipework plug - has double-skinned rubber construction with cross-ply steel reinforcement - Google Patents
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Abstract
Description
t'invention est relative aux dispositifs à manchon élastique dilatable utilisés par exemple pour obturer temporairement des canalisations à réparer, des trous de forage et applications similaires. Ces dispositifs comprennent un manchoncyli tubulaire en caoutchouc armé de nappes de renfort et fixé à ses extrémités sur des fonds rigides étanches dont l'un au moins est raccordé à une source de fluide sous pression permettant de dilater radialement le manchon pour l'appliquer fortement sur la surface interne de la canalisation ou du trou à obturer.the invention relates to devices with an expandable elastic sleeve used for example for temporarily closing pipes to be repaired, boreholes and similar applications. These devices include a tubular rubber sleeve reinforced with reinforcing plies and fixed at its ends on rigid, watertight bottoms, at least one of which is connected to a source of pressurized fluid making it possible to radially expand the sleeve in order to apply it strongly to the internal surface of the pipe or hole to be closed.
Pour certaines utilisations, par exemple lorsqu' il s'agit d'obturer des pipes-lines ou des trous de forage dans lesquels règnent des pressions élevées, le dispositif doit pouvoir être lui-même gonflé à une pression très élevée, pouvant atteindre plusieurs centaines de bars, afin d'assurer l'e'tan- de cherté de l'obturation etS-résister à l'effort axial d'expulsion auquel il est soumis par la pression différentielle entre les côtés amont et aval de la canalisation. La sévérité de ces conditions a emploi pose des problèmes ardus pour obtenir une fixation satisfaisante des extrémités du manchon sur les fonds étanches.For certain uses, for example when it is a question of sealing pipes or boreholes in which high pressures prevail, the device must itself be able to be inflated to a very high pressure, up to several hundred bars, in order to ensure the tightness of the shutter and resist the axial expulsion force to which it is subjected by the differential pressure between the upstream and downstream sides of the pipeline. The severity of these conditions of use poses difficult problems for obtaining a satisfactory fixing of the ends of the sleeve on the sealed bottoms.
Jusqu' à des-diamètres de dispositifs relativement faibles c f est à dire de l'ordre de 150 à 200 mm, et pour des pressions de service encore relativement peu élevées, c'est à dire inférieures à 400 bars environ, on a pu utiliser, pour constituer les fonds étanches, des raccords borgnes du genre dans lesquels l r extrémité des nappes de l'armature du manchon est serrée radialement entre une douille intérieure d'appui
tubulre engagée dans le manchon et un emboutexterieur coiffant l'ex- trémité du manchon surune longueur correspondante.Up to relatively small device diameters, ie on the order of 150 to 200 mm, and for still relatively low operating pressures, ie less than approximately 400 bars, it has been possible to use , to constitute the waterproof bottoms, blind fittings of the kind in which the end of the plies of the armature of the sleeve is clamped radially between an inner support sleeve
tube engaged in the sleeve and an external end cap covering the end of the sleeve over a corresponding length.
Pour des diamètres plus grands et/ou pour des pressions plus élevées on a utilisé des fermetures à brides en deux éléments annulaires successifs à serrage dans le sens axial. L'extrémité de l'armature du manchon en caoutchouc est relevée radialement vers l'extérieur et serrée axialement entre les deux faces frontales des éléments de la bride. Un exemple représentatif de ce type de bride est illustré dans le brevet français 1.480.225. Il donne satisfaction au point de vue étanchéité et solidité de la fixation jusqu'à des pressions de service extrêmement élevées.For larger diameters and / or for higher pressures, flange closures were used in two successive annular elements with axial tightening. The end of the frame of the rubber sleeve is raised radially outwards and clamped axially between the two front faces of the elements of the flange. A representative example of this type of flange is illustrated in French patent 1,480,225. It gives satisfaction from the point of view of tightness and solidity of the fixing up to extremely high operating pressures.
Toutefois, les brides ont l'inconvénient d'avoir un diamètre extérieur nettement supérieur au diamètre du manchon cyMndrique en caoutchouc. Il en résulte que, lors de la mise en pression du dispositif dans une canalisation, la première partie de la dilatation radiale du manchon en caoutchouc ne sert qu'à amener ce manchon au diamètre extérieur des brides, ensuite de quoi seulement la dilatation ultérieure du manchon permet de l'appliquer sur la surface interne de la canalisation. le manchon doit donc être prévu au départ avec un taux de dilatation suffisamment grand pour dépasser le diamètre des brides.Mais d'un autre côté, de forts taux de dilatation radiale du manchon entrainent une réduction sensible de la longueur utile de contact entre le manchon et la canalisation, ce qui peut nuire à l'étanchéité et à sa résistance à l'effort axial d'expulsion qui est appliquée au dispositif. Or la longueur du dispositif à l'état libre non dilaté est souvent limitée par des contraintes de mise en place du dispositif : dimensions exigues des accès, nécessité de franchir des parties coudées des canalisations etc...However, flanges have the disadvantage of having an outer diameter significantly greater than the diameter of the cylindrical rubber sleeve. It follows that, when the device is pressurized in a pipe, the first part of the radial expansion of the rubber sleeve only serves to bring this sleeve to the outside diameter of the flanges, after which only the subsequent expansion of the sleeve allows to apply it on the internal surface of the pipe. the sleeve must therefore be provided at the outset with a sufficiently large expansion rate to exceed the diameter of the flanges. But on the other hand, high radial expansion rates of the sleeve lead to a significant reduction in the useful contact length between the sleeve and the pipe, which can affect the seal and its resistance to the axial expulsion force which is applied to the device. However, the length of the device in the unexpanded free state is often limited by constraints of setting up the device: required dimensions of the access points, need to cross bent parts of the pipes, etc.
Il est donc désirable que, pour un taux de dilatation et une longueur utile donnés du manchon en caoutchouc, les dispositif d'obturation ait un diamètre extérieur et une longueur hors tout aussi réduits que possible.It is therefore desirable that, for a given expansion rate and a useful length of the rubber sleeve, the closure devices have an outside diameter and an overall length that are as small as possible.
L'invention propose un dispositif à manchon dilatable associé à un nouveau genre de fonds étanche permettant de mieux satisfaire ces exigences de la pratique. Ce dispositif est plus particulièrement avantageux pour les dispositifs nécessitant des pressions de service élevées et/ou destinés à des canalisations et des trous de grand diamètre, de l'ordre de 0,3 à 1 mètre et plus.The invention proposes a device with an expandable sleeve associated with a new kind of waterproof base making it possible to better meet these practical requirements. This device is more particularly advantageous for devices requiring high operating pressures and / or intended for pipes and holes of large diameter, of the order of 0.3 to 1 meter and more.
Belon l'invention, dans un dispositif comprenant un manchon tubulaire dilatable en caoutchouc renforcé par des nappes d'armature souples dont les extrémités sont rabattues
entre deux éléments annulaires successifs de brides de fermeture des extrémités du manchon, les dites extrémités des nappes d'armature du manchon contournentpar l'extérieur l'élément arrière des brides et sont rabattues vers l'intérieur entre les faces-de serrage des éléments de la bride.According to the invention, in a device comprising an expandable tubular rubber sleeve reinforced by flexible reinforcing plies whose ends are folded down
between two successive annular elements of flanges for closing the ends of the sleeve, the said ends of the armature plies of the sleeve bypass outside the rear element of the flanges and are folded inwards between the clamping faces of the elements of the flange.
Avec cet arrangement, les brides des fermetures des extrémités du manchon peuvent avoir un diamètre extérieur non supérieur au diamètre extérieur du manchon cylindrique, avec tous avantages pratiques qui en découlent et cela tout en conservE l'excellente solidité et l'étanchéité résultant du système de serrage dans le sens axial des éléments des brides.With this arrangement, the flanges of the closures of the ends of the sleeve can have an external diameter not greater than the external diameter of the cylindrical sleeve, with all the practical advantages which result therefrom, while retaining the excellent solidity and sealing resulting from the system of clamping in the axial direction of the flange elements.
Dans une forme de réalisation préférentielle les faces de serrage correspondantes des éléments des brides présentent une forme cônique qui prolonge approximativement l'inclinaison ou la courbure prise par les portions extrêmes du manchon voisinoedes brides lorsque ce manchon est dilaté. les faces de serrage côniques peuvent se prolonger vers l'intérieur par des faces de serrage frontales situées dans les plans perpendiculaires à l'axe longitudinal.In a preferred embodiment, the corresponding clamping faces of the elements of the flanges have a conical shape which approximately prolongs the inclination or the curvature taken by the end portions of the sleeve adjacent to the flanges when this sleeve is expanded. the conical clamping faces can be extended inwards by front clamping faces situated in the planes perpendicular to the longitudinal axis.
Un exemple de réalisation d'un dispositif d'obturation selon l'invention est illustré sur le dessin ci-joint où les fig. 1 et 2 sont des vues en élévation demi-coupe du dispositif à l'état libre, non dilaté du manchon, et du dispositif à l'état dilaté dans une canalisation à obturer.An exemplary embodiment of a closure device according to the invention is illustrated in the attached drawing where FIGS. 1 and 2 are half-sectional elevation views of the device in the free, unexpanded state of the sleeve, and of the device in the expanded state in a pipe to be closed.
c lindri
Ce dispositif comprend essentiellement un manchon tubulaire en caoutchouc 10 fixé à chaque extrémité sur des fermetures comprenant des brides annulaires en deux éléments 11-12 et deE fonds étanches 13 dont l'un au moins comporte une admission df fluide sous pression.c lindri
This device essentially comprises a tubular rubber sleeve 10 fixed at each end to closings comprising annular flanges in two elements 11-12 and sealed bottoms 13, at least one of which comprises an inlet for pressurized fluid.
La paroi du manchon 10 est renforcée intérieurement par des nappes d'armature 14 constituées de cablés parallèles, de préférence métalliques, qui sont orientés obliquement suivant des angles faibles de l'ordre de tO à-300 environ par rapport aux génératrices du manchon et croisés d'une nappe à l'autre.The wall of the sleeve 10 is internally reinforced by reinforcing plies 14 made up of parallel cables, preferably metallic, which are oriented obliquely at small angles of the order of tO to -300 approximately relative to the generatrices of the sleeve and crossed from one tablecloth to another.
L'armature 14 définit dans la paroi en caoutchouc du manchon une couche intérieure d'étanchéité ou tube 15 et une couche extérieure de revêtement t6. The frame 14 defines in the rubber wall of the sleeve an inner sealing layer or tube 15 and an outer coating layer t6.
L'angle de pose des cablés des nappes d'armature t4 détermine le taux de dilatation maximum du manchon t0 entre son diamètre à l'état libre et son diamètre à l'état dilaté sous pression interne. Ce taux de dilatation peut être de l'ordre de 1,5 à 3 environ, mais en service, cette dilatation est limitée par la paroi de la canalisation 20 ou du trou à obturer de façon à obtenir une pression de contact élevée entre le manchon et cette paroi.The laying angle of the cables of the reinforcement plies t4 determines the maximum expansion rate of the sleeve t0 between its diameter in the free state and its diameter in the expanded state under internal pressure. This expansion rate can be of the order of 1.5 to 3 approximately, but in service, this expansion is limited by the wall of the pipe 20 or of the hole to be closed so as to obtain a high contact pressure between the sleeve. and this wall.
Selon l'invention les extrémités du manchon sont ainsi fixées dans les fermetures. les extrémités 14 des nappes de l'armature 14 contournent par l'extérieur l'élément arrière 11 de chaque bride et elles sont rabattues radialement vers l'intérieur entre les faces de serrage correspondantes des éléments 11-12. Ces faces de serrage présentent d'abord dans leurs parties radialement extérieures une forme cônique à sommet dirigé vers l'extérieur, puis des faces frontales perpendiculaires à l'axe longitudinal. les extrémités des nappes ainsi restreintes s'étendent jus qu'aulx faces internes des éléments 11-12.Ceux-ci sont serrés dans le sens axial par une série de boulons 17 traversant les fonds 13, les parties rabattues des nappes 14 et les éléments avant t2 des brides pour venir se visser dans des trous taraudés dans les éléments arrière 11. Ce serrage axial ainsi que ltemboitement cônique partiel des éléments 11-12 permet d'avoir une fixation extrêmement solide des nappes d'armature 14, ce qui permet de pouvoir supporter les efforts correspondants à des pressions internes de gonflage pouvant atteindre plusieurs centaines de bars.On voit cependant que le diamètre extérieur des brides 11-12 ne dépasse pas le diamètre extérieur du manchon 10 à l'état libre puisque les éléments 12 de chaque bride ont un diamètre extérieur environ égal à celui de la partie cylindrique de l'armature 14, donc inférieur au diamètre extérieur du manchon compte tenu de l'épaisseur du revêtement 16. Cette épaisseur est généralement limitée à une valeur assez faible et le revêtement 16 peut être avantageusement prolongé vers les extrémités pour recouvrir et protéger la face extérieure des brides t2.According to the invention the ends of the sleeve are thus fixed in the closures. the ends 14 of the plies of the frame 14 bypass the rear element 11 of each flange from the outside and they are folded radially inwards between the corresponding clamping faces of the elements 11-12. These clamping faces first have in their radially outer parts a conical shape with apex directed towards the outside, then front faces perpendicular to the longitudinal axis. the ends of the plies thus restricted extend as far as the internal faces of the elements 11-12. These are tightened in the axial direction by a series of bolts 17 passing through the bottoms 13, the folded parts of the plies 14 and the elements before t2 flanges to be screwed into tapped holes in the rear elements 11. This axial tightening as well as the partial conical fitting of the elements 11-12 makes it possible to have an extremely solid fixing of the reinforcing plies 14, which makes it possible to be able to withstand the forces corresponding to internal inflation pressures of up to several hundred bars. However, it can be seen that the outside diameter of the flanges 11-12 does not exceed the outside diameter of the sleeve 10 in the free state since the elements 12 of each flange have an outside diameter approximately equal to that of the cylindrical part of the frame 14, therefore less than the outside diameter of the sleeve taking into account the thickness of the coating 16. This thickness is generally limited to a fairly low value and the coating 16 can advantageously be extended towards the ends to cover and protect the external face of the flanges t2.
La couche intérieure d'étanchéité 15 du manchon 10 peut au contraire être plus épaisse, de façon à améliorer l'étanchéité et à s'opposer au fluage du caoutchouc entre les cabales de l'armature 14 lorsque le dispositif est utilisé à de fortes pressions. Cette couche ou tube I5peut être prolongée de chaque côté de façon continue sous les rides 11-12 de façon à recouvrir les extrémités des nappes 14 prises entre les faces de serrage et à former joint d'étanchéité contré les fonds 13.The inner sealing layer 15 of the sleeve 10 can on the contrary be thicker, so as to improve the sealing and to prevent the creep of the rubber between the cabals of the frame 14 when the device is used at high pressures. . This layer or tube I5 can be extended on each side continuously under the wrinkles 11-12 so as to cover the ends of the plies 14 taken between the clamping faces and to form a seal against the bottoms 13.
les brides étant misesen place et serrées sur les extrémités de l'armature 14 lors de la confection à l'état cru du manchon, la vulcanisation ultérieure du caoutchouc du manchon le fait adhérer fortement aux surfaces des brides qu'il recouvre, ce qui assure une excellente étanchéité en service.the flanges being put in place and tightened on the ends of the frame 14 during the making in the raw state of the sleeve, the subsequent vulcanization of the rubber of the sleeve makes it adhere strongly to the surfaces of the flanges which it covers, which ensures excellent sealing in service.
Il résulte de ce qui précède que le dispositif d'obturation peut être utilisé dans des canalisations ou des trous ayant des diamètres intérieurs compris entre environ le diamètre cvlindrlque ue minimum du mancESon-4ilr5-at libre et le diamètre maximum du manchon à l'état dilaté. le mode de serrage de l'armature dans les brides permet, toutes choses égales par ailleurs, d'augmenter la surface de contact dii manchon dilaté et par conséquent, selon les exigences de la pratique, soit d'avoir une plus grande résistance à l'effort axial d'expulsion (pour une longueur axiale donnée du dispositif) soit d'avoir un encombrement en longueur plus faible du disposif (pour un taux de dilatation déterminé).It follows from the above that the closure device can be used in pipes or holes having internal diameters of between approximately the minimum diameter of the free mancESon-4ilr5-at and the maximum diameter of the sleeve in the state dilated. the method of tightening the reinforcement in the flanges allows, all other things being equal, to increase the contact surface of the expanded sleeve and consequently, according to the requirements of practice, ie to have greater resistance to 'axial expulsion force (for a given axial length of the device) or to have a smaller overall length of the device (for a determined expansion rate).
Bien entendu l'invention n'est pas limitée strictement aux détails de réalisation de l'exemple représenté et décrit ci-dessus. L'invention peut aussi être appliquée à des dispositifs du même genre que celui décrit et par exemple à des mandrins tubulaires dilatables utilisés pour le cintrage des canalisations, du genre de celui décrit dans le brevet français nO 2.248.095 au nom de la demanderesde. Of course, the invention is not strictly limited to the details of embodiment of the example shown and described above. The invention can also be applied to devices of the same kind as that described and for example to expandable tubular mandrels used for bending pipes, of the kind described in French patent No. 2,248,095 in the name of the applicants.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8111987A FR2507737B1 (en) | 1981-06-16 | 1981-06-16 | EXPANDABLE ELASTIC SLEEVE DEVICES |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8111987A FR2507737B1 (en) | 1981-06-16 | 1981-06-16 | EXPANDABLE ELASTIC SLEEVE DEVICES |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2507737A1 true FR2507737A1 (en) | 1982-12-17 |
| FR2507737B1 FR2507737B1 (en) | 1985-12-20 |
Family
ID=9259650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8111987A Expired FR2507737B1 (en) | 1981-06-16 | 1981-06-16 | EXPANDABLE ELASTIC SLEEVE DEVICES |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2507737B1 (en) |
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- 1981-06-16 FR FR8111987A patent/FR2507737B1/en not_active Expired
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Also Published As
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|---|---|
| FR2507737B1 (en) | 1985-12-20 |
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