FR2572785A1 - Sealing joint for the connection of flanged cast iron pipes, provided with a coating, by means of a sleeve and of a sealing gasket - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention est relative à un joint d étanchéité à manchon fileté et à garniture d'étanchéité élastique pour le raccordement de tuyaux en fonte pourvus d'un revêtement. à leurs deux extrémités côté bout màle et côté emboitement, en résine époxy, à état de surface glissant, pour une canalisation d'eau chaude sous des pressions pouvant atteindre 30 bars. The present invention relates to a gasket with threaded sleeve and elastic gasket for the connection of cast iron pipes provided with a coating. at their two ends, male end and socket side, in epoxy resin, with a sliding surface state, for a hot water pipe under pressures up to 30 bars.
On connait des tuyaux en fonte à extrémités à brides assemblées par boulons avec interposition d'une garniture d'étanchéité annulaire élastique entre les brides. La garniture d'étanchéité est une rondelle découpée dans une feuille d élastomère toilée ou non. We know cast iron pipes with flanged ends assembled by bolts with the interposition of an elastic annular seal between the flanges. The seal is a washer cut from a sheet of elastomer, clothed or not.
Les tuyaux en fonte sont laissés bruts de fonderie et ne sont pourvus d'aucun revêtement extérieur. Ces tuyaux et les joints d'étanchéité par lesquels ils sont assemblés sont utilisés pour des canalisations d eau ou d'hydrocarbure.Cast iron pipes are left unfinished and have no external coating. These pipes and the seals by which they are assembled are used for water or hydrocarbon pipes.
Dans le cas où, pour se conformer à certaines exigences. de tels tuyaux de fonte à brides d'extrémités seraient revêtus à leurs deux extrémités d'un revêtement de résine époxy à état de surface glissant, et en particulier sur les faces ou tranches d'extrémités des brides en regard, le maintien en position convenable de la garniture d'étanchéité annulaire plate entre les brides. pendant le montage des boulons, serait difficile en raison du glissement de la garniture sur le revêtement. et, une fois le joint d'étanchéité monté, après serrage des boulons, le risque d'expulsion au moins partielle de la garniture d'étanchéite sous l'action de la pression de service donc le risque de fuites, serait élevé en raison de la possibilité de glissement de la garniture d'étanchéité sur la surface glissante de revêtement des faces ou tranches d extrémités des brides. In the event that, to comply with certain requirements. such cast iron pipes with end flanges would be coated at their two ends with a coating of epoxy resin with a sliding surface state, and in particular on the faces or edges of the ends of the flanges facing each other, keeping them in a suitable position flat annular packing between the flanges. during mounting of the bolts, would be difficult due to the sliding of the packing on the covering. and, once the seal is fitted, after tightening the bolts, the risk of at least partial expulsion of the seal under the action of the operating pressure, therefore the risk of leaks, would be high due to the possibility of sliding of the packing on the sliding surface of coating of the faces or edges of ends of the flanges.
Par ailleurs, le brevet français 1 287 351 décrit un procédé de raccordement de canalisations en matière plastique pour les adductions d'eauau les constructions d'oléoducs dont les extrémités cylindriques et lisses à raccorder sont munies de manchettes comportant des filetages males de sens inverse coopérant avec un manchon de raccordement pourvu de deux filetages femelles correspondants, de sens inverse, l-un à droite. l autre à gauche, séparés par un épaulement circulaire interne destiné à servir de butée entre les deux extrémités des tubes rapprochés par vissage -du manchon. La solidarisation des manchettes filetées avec les extrémités des tubes en matière plastique, et l étanchéite du raccordement sont assurées par une colle ou un vernis, sans utilisation d'une garniture d'étanchéité élastique. Furthermore, French patent 1,287,351 describes a method of connecting plastic pipes for water supplies to pipeline constructions whose cylindrical and smooth ends to be connected are provided with sleeves having male threads cooperating in opposite directions. with a connecting sleeve provided with two corresponding female threads, in opposite directions, one on the right. the other on the left, separated by an internal circular shoulder intended to serve as a stop between the two ends of the tubes brought together by screwing -the sleeve. The threaded sleeves are joined to the ends of the plastic tubes, and the sealing of the connection is ensured by an adhesive or a varnish, without the use of an elastic sealing gasket.
Les efforts axiaux de déboitement que peut supporter un tel raccordement sous l'action de la pression de service sont limités, et, l'emploi de canalisations en matière plastique pourvues de tels raccordements ne peut être envisagé que pour l'ad- duction d'eau sous des pressions ne dépassant pas quelques bar avec des diamètres inférieurs à 100 mm. The axial disengagement forces that such a connection can withstand under the action of the operating pressure are limited, and the use of plastic pipes provided with such connections can only be envisaged for the supply of water under pressures not exceeding a few bars with diameters less than 100 mm.
En outre, de tels raccordements, du fait de l'emploi de la colle ou d'un vernis pour assurer l'étanchéité.In addition, such connections, due to the use of glue or varnish to ensure sealing.
ne se prêtent pas à un démontage en cas de défaut d'étanchéité et rendent les réparations difficiles car un produit adhésif, n'est efficace que s'il est appliqué sur une surface parfaitement propre, d'où un travail pénible et difficile de nettcy2ge des surfaces partiellement collées.do not lend themselves to disassembly in the event of a leak, and make repairs difficult because an adhesive product is only effective if it is applied to a perfectly clean surface, resulting in strenuous and difficult cleaning work. partially bonded surfaces.
Par conséquent, ni l'ur, ni l'autre de ces joints d'étranchéité connus n'apporte une solution satisfaisante au problème de l'assemblage étanche de tuyaux en fonte, à brides d'extrémité et à revêtement intérieur en résine époxy à surface glissante. avec interposition d'une garniture d'étanchéité élastique entre les brides. Consequently, neither the ur, nor the other of these known gaskets provides a satisfactory solution to the problem of the tight assembly of cast iron pipes, with end flanges and with an inner coating of epoxy resin. slippery surface. with interposition of an elastic seal between the flanges.
La présente invention a pour but de fournir un joint d'étanchéité qui résout ce problème. The present invention aims to provide a seal which solves this problem.
A cet effet, l'invention a pour objet un joint d'étanchéité pour le raccordement de deux tuyaux en fonte à extrémités à brides ou collets et à revetement en résine époxy, à leurs deux extrémités, pour une canalisation d'eau chaude sous pression élevée, du type comprenant un manchon fileté intérieurement en deux filetages de pas inverses l'un de l'autre, l'un à droite, l'autre à gauche, séparés par une gorge de logement d'une garniture d'étanchéité annulaire interposée entre les extrémités des deux tuyaux, caractérisé en ce que les brides ou collets des tuyaux sont pourvus. sur leur périphérie, de filetages extérieurs, conjugués des deux filetages intérieurs du manchon,les filetages des brides ou collets étant de pas inverses, l'un à droite, l'autre à gauche, et venus de fonderie avec les brides ou collets, et en ce que la garniture d'étanchéité en élastomère présente un corps d'étanchéité interne, de section méridienne trapézoidale à grande base située du côté interne, vers l'axe de la garniture et à petite base située du côté externe de ladite garniture, prolongée du côté externe par un corps d'appui de la garniture sur le manchon, de section méridienne rectangulaire. et de largeur axiale correspondant à la largeur axiale de la gorge médiane du manchon,
Grace à ce joint d'étanchéité, la garniture d'étanchéité annulaire est parfaitement maintenue en place, sans 'glisser sur la surface glissante du revêtement des tuyaux, à la fois lors du montage du joint et lorsque le joint d'étanchéité monté est soumis à la pression de service de la canalisation, ce qui assure l'étanchéité du joint même à des pressions élevées, de l'ordre de 30 bars.To this end, the invention relates to a seal for the connection of two cast iron pipes with flanged or flanged ends and coated with epoxy resin, at their two ends, for a hot water pipe under pressure. high, of the type comprising a sleeve internally threaded in two threads of opposite steps from one another, one on the right, the other on the left, separated by a groove for accommodating an interposed annular seal between the ends of the two pipes, characterized in that the flanges or collars of the pipes are provided. on their periphery, external threads, conjugate of the two internal threads of the sleeve, the threads of the flanges or collars being of opposite pitch, one on the right, the other on the left, and coming from foundry with the flanges or collets, and in that the elastomeric seal has an internal seal body, of trapezoidal meridian section with large base located on the internal side, towards the axis of the seal and with small base located on the external side of said seal, extended on the external side by a support body of the lining on the sleeve, of rectangular meridian section. and of axial width corresponding to the axial width of the central groove of the sleeve,
Thanks to this seal, the annular seal is held perfectly in place, without slipping on the slippery surface of the pipe covering, both during assembly of the seal and when the mounted seal is subjected at the operating pressure of the pipe, which seals the seal even at high pressures, of the order of 30 bars.
En d'autres termes, le joint d'étanchéité de l'invention empêche l'expulsion de la garniture lors de la mise en pression de la canalisation, malgré la pression élevée et malgré l'état de surface glissant du revêtement des faces d'extrémités des deux tuyaux. In other words, the seal of the invention prevents the expulsion of the lining during the pressurization of the pipe, despite the high pressure and despite the slippery surface finish of the coating of the faces of ends of the two pipes.
D'autres caractéristiques et avantages apparaitront au cours de la description qui va suivre, en se référant aux dessins annexés donnés seulement à titre d'exemple et sur lesquels
- la Fig.l est une vue en coupe longitudinale des extrémités de deux tuyaux engagés dans un manchon de raccordement avec interposition d'une garniture d'étanchéité qui est encore à l'état libre
- la Fig.2 est une vue partielle correspondant a la Fig.l du joint d'étanchéité de l'invention complètement monté.Other characteristics and advantages will appear during the description which follows, with reference to the appended drawings given only by way of example and in which
- Fig.l is a longitudinal sectional view of the ends of two pipes engaged in a connection sleeve with interposition of a seal which is still in the free state
- Fig.2 is a partial view corresponding to Fig.l of the seal of the invention completely mounted.
Suivant l'exemple d'exécution des Fig. I. et 2 le joint d'étanchéité de l'invention est destiné à raccorder les deux tuyaux Tt et T2 par leurs extrémités à collets ou brides A et B. Ces tuyaux TI et T2, en fonte, notamment en fonte à graphite sphéroidal, font partie d'une canalisation d'eau chaude sous pression élevée de l'ordre de 30 bars. ils sont pourvus sur toute leur surface interne, donc également sur leurs faces ou tranches d'extrémités. d'un revêtement de résine époxy à l'état de surface glissant. Following the example of execution of FIGS. I. and 2 the seal of the invention is intended to connect the two pipes Tt and T2 by their ends with collars or flanges A and B. These pipes TI and T2, made of cast iron, in particular cast iron with spheroidal graphite, are part of a hot water pipe under high pressure of the order of 30 bars. they are provided over their entire internal surface, therefore also on their faces or edges of ends. a coating of epoxy resin in a slippery surface.
Conformément à l'invention. chaque bride ou collet A et B comporte sur sa périphérie un filetage male extérieur, respectivement Sa et 6b. Les filetages extérieurs 6 des brides ou collets A et B, venus de fonderie avec les brides elles-memes sont de pas inverses, l'un Sa à gauche, l'autre 6b à droite (sans usinage). According to the invention. each flange or collar A and B has on its periphery an external male thread, respectively Sa and 6b. The external threads 6 of the flanges or collars A and B, from the foundry with the flanges themselves are of opposite pitch, one Sa to the left, the other 6b to the right (without machining).
Comme connu en soi, les deux tuyaux T1 et T2 sont destinés à être raccordés au moyen d'un manchon cylindrique 1 de raccordement, en fonte à graphite sphéroïdal. muni extérieurement de protubérances ou saillies ou nervures 7, par exemple au nombre de quatre servant de prises pour le vissage du manchon sur les filetages extérieurs 6a, 6b et muni intérieurement de filetages femelles 5 de pas inverses, l'un Sa, par exemple à gauche, l'autre Sb à droite. Ces filetages Sa, 5b sont complémentaires des filetages 6a, 6b extérieurs des brides A et B. Ils sont également venus de fonderie, sans usinage.Les filetages Sa, 5b sont séparés par une gorge circulaire transversale médiane 4, de profil méridien rectangulaire, de largeur axiale correspondant à celle d'une garniture d'étanchéité annulaire 2 en vue du logement de celle-ci. La gorge 4 est plus profonde que les filetages Sa, Sb,
Comme connu en soi, la garniture d'étanchéité annulaire 2, élastique en matière élastomère, est destinée à être partiellement encastrée dans la gorge annulaire 4 du manchon 1 et à être interposée entre les tranches ou faces d'extrémités a, b. des brides A et 8 des tuyaux T1 et T2.As known per se, the two pipes T1 and T2 are intended to be connected by means of a cylindrical connection sleeve 1, made of spheroidal graphite cast iron. externally provided with protuberances or projections or ribs 7, for example four in number serving as sockets for screwing the sleeve onto the external threads 6a, 6b and internally provided with female threads 5 of reverse pitch, one Sa, for example at left, the other Sb on the right. These threads Sa, 5b are complementary to the external threads 6a, 6b of the flanges A and B. They also came from the foundry, without machining. The threads Sa, 5b are separated by a median transverse circular groove 4, of rectangular meridian profile, of axial width corresponding to that of an annular seal 2 for the housing thereof. The groove 4 is deeper than the threads Sa, Sb,
As known per se, the annular seal 2, elastic in elastomeric material, is intended to be partially embedded in the annular groove 4 of the sleeve 1 and to be interposed between the edges or end faces a, b. flanges A and 8 of pipes T1 and T2.
Conformément à l'invention, au lieu d'être une rondelle plate, la garniture d'étanchéité 2 présente un corps d'étanchéité interne 2a de section méridienne trapèzoidale, à grande base située du côté interne, vers l'axe X-X de la garniture 2 et à petite base située du côté externe de la garniture 2. Ce corps trapézoïdal 2a est prolongé vers l'extérieur par un corps 3 d'appui de la garniture 2 sur le manchon 1, de section méridienne rectangulaire, et de largeur correspondant à la largeur de la gorge 4 du manchon 1;
Le corps d appui 3 ayant une largeur annulaire sensiblement supérieure à la profondeur de la gorge 4, c'est seulement sur une frange de son pourtour qu'il est logé ou encastré dans la gorge 4.Par ailleurs, a l'état libre, la garniture d'étanchéité 2 présente une surface cylindrique interné de diamètre sensiblement supérieur au diamètre interne des cavités d'écoulement des tuyaux T1 et T2.According to the invention, instead of being a flat washer, the seal 2 has an internal seal 2a of trapezoidal meridian section, with large base located on the internal side, towards the axis XX of the seal. 2 and with a small base located on the external side of the lining 2. This trapezoidal body 2a is extended towards the outside by a body 3 for supporting the lining 2 on the sleeve 1, of rectangular meridian section, and of width corresponding to the width of the groove 4 of the sleeve 1;
The support body 3 having an annular width substantially greater than the depth of the groove 4, it is only on a fringe of its periphery that it is housed or embedded in the groove 4. Furthermore, in the free state, the seal 2 has an internal cylindrical surface of diameter substantially greater than the internal diameter of the flow cavities of the pipes T1 and T2.
Pour effectuer le montage du joint décrit ci-dessus (Fig.l et 2), on place la garniture d'étanchéité 2 dans la gorge interne 4 du manchon 1, en y encastrant son bord périphérique. Une grande partie du corps d'appui 3 et la totalité du corps d'étanchéité 2a font alors saillie à l'intérieur du manchon 1. On rapproche les deux tuyaux T1 et T2 coaxialement au manchon 1 et à la garniture d'étanchéité 2, suivant l'axe commun X-X. Le rapprochement doit être suffisant pour engager les filetages ex térieurs 6a, 6b des brides A et B dans les filetages intérieurs Sa, 5b du manchon 1. Puis en utilisant les protubérances 7, on visse le manchon 1 sur les brides
A et B.Comme les filetages sont des pas inverses, et suivant un principe connu d'assemblage par visse et écrou, le râle d'écrou étant joué par le manchon 1, les brides A et B, donc les tuyaux T1 et T2 sont rapprochés l'un de l'autre. Les tranches d'extrémités a et b entrent en contact avec l'arête circulaire dù corps d'étanchéité 2a de la garniture 2 et commencent à comprimer axialement le corps d'étanchéité 2a, tout en l'allongeant radialement vers l'intérieur c'est å-dire vers l'axe X-X du fait de l'inclinaison des faces obliques ou tronconiques- du corps trapézoïdal 2a.To assemble the seal described above (Fig.l and 2), place the seal 2 in the internal groove 4 of the sleeve 1, fitting its peripheral edge there. A large part of the support body 3 and the entire sealing body 2a then protrude inside the sleeve 1. The two pipes T1 and T2 are brought together coaxially with the sleeve 1 and with the seal 2, along the common axis XX. The approximation must be sufficient to engage the external threads 6a, 6b of the flanges A and B in the internal threads Sa, 5b of the sleeve 1. Then using the protrusions 7, the sleeve 1 is screwed on the flanges
A and B. As the threads are reverse steps, and according to a known principle of assembly by screw and nut, the nut groove being played by the sleeve 1, the flanges A and B, therefore the pipes T1 and T2 are close together. The end sections a and b come into contact with the circular edge of the sealing body 2a of the lining 2 and begin to compress the sealing body 2a axially, while extending it radially inwards c ' is to say towards the axis XX due to the inclination of the oblique or frustoconical faces of the trapezoidal body 2a.
Durant cette compression axiale, l'état de surface glissant du revêtement de résine époxy sur les faces d'extrémités a, 4. facilite le glissement des arêtes circulaires du corps d'étanchéité 2a ainsi que l'allongement vers l'axe X-X du corps 2a : mais la garniture d'étanchéité 2 reste parfaitement en place, entre les faces a, b et coaxialement aux tuyaux T1 et
T2 du fait de son encastrement partiel dans la gorge 4 du manchon.During this axial compression, the sliding surface condition of the epoxy resin coating on the end faces a, 4. facilitates the sliding of the circular edges of the sealing body 2a as well as the elongation towards the axis XX of the body 2a: but the seal 2 remains perfectly in place, between the faces a, b and coaxially with the pipes T1 and
T2 due to its partial embedding in the groove 4 of the sleeve.
Le vissage du manchon 1 est poursuivi jusqu'à ce que les faces a, b, des tuyaux T1 et T2 entrent en contact avec les faces du corps d'appui 3 qui opposent alors une résistance à une compression axiale supplémentaire, du fait que le corps d'appui 3 n'a pas d'espace pour s'expanser. Cette résistance étant ressentie, le vissage du manchon t est arrêté, Le joint d'étanchéité est ainsi complétement monté et la garniture d'étanchéité 2 est emprisonnée sans espace libre entre les tuyaux T1 et T2 et le manchon 1, sur ses surfaces en vis-à-vis des tuyaux raccordés et sur son pourtour logé dans la gorge médiane du manchon. The screwing of the sleeve 1 is continued until the faces a, b of the pipes T1 and T2 come into contact with the faces of the support body 3 which then oppose resistance to additional axial compression, because the support body 3 has no space to expand. This resistance being felt, the screwing of the sleeve t is stopped, The seal is thus completely mounted and the seal 2 is trapped without free space between the pipes T1 and T2 and the sleeve 1, on its screw surfaces -with respect to the connected pipes and on its periphery housed in the central groove of the sleeve.
Lorsque la conduite est mise sous pression d'eau chaude, par exemple de l'ordre de 30 bars, la pression s'exerce contre le surface intérieure à peu près cylindrique du corps d'étanchéité 2a qui, fortement comprime axialement, donc fortement applique et meme écrasé contre les faces a, b, ou tranches a, d, oppose un barrage à l'eau sous pression. Malgré l'état de surface glissant du revêtement résine-époxy sur les faces a, b. l'écrasement du corps d'étanchéité trapézoïdal 2a entre lesdites faces a, e, interdit tout glissement sous l'effet de la pression.En outre, l'encastrement de la frange périphérique du pourtour du corps d'appui 3 de la garniture 2 dans la gorge s de la garniture 2, et l'emprisonnement de la garniture 2 entre les brides A et B et la manchon 1 empêchent toute expulsion de la garniture 2 sous l'effet de la pression élevée, et maintient par conséquent le corps d'étanchéité 2a en application serrée contre les faces a, b, d'extrémités des tuyaux T1 et T2 même s'il y a le plus petit glissement sur les surfaces glissantes par b. When the pipe is pressurized with hot water, for example of the order of 30 bars, the pressure is exerted against the roughly cylindrical inner surface of the sealing body 2a which, strongly compresses axially, therefore strongly applies and even crushed against the faces a, b, or edges a, d, oppose a dam to pressurized water. Despite the slippery surface finish of the epoxy resin coating on the faces a, b. the crushing of the trapezoidal sealing body 2a between said faces a, e, prevents any sliding under the effect of pressure. In addition, the embedding of the peripheral fringe of the periphery of the support body 3 of the lining 2 in the groove s of the lining 2, and the imprisonment of the lining 2 between the flanges A and B and the sleeve 1 prevent any expulsion of the lining 2 under the effect of the high pressure, and consequently keeps the body d sealing 2a in tight application against the faces a, b, of the ends of the pipes T1 and T2 even if there is the slightest sliding on the sliding surfaces by b.
Suivant un avantage du joint selon l'invention, la position de la garniture d'étanchéité 2 est parfaitement définie en coaxialité par rapport au manchon 1 et aux deux tuyaux TR et T2, grace- à la gorge de logement 4, ce qui évite toute précaution particulière pour centrer cette garniture 2 et tout dispositif spécial comme c'était le cas pour les joints intérieurs à brides et à boulons et å rondelles plates comprimés entre les brides
Suivant un autre avantage, la frange péri phérique du pourtour de la garniture 2, et plus précisément du corps d'appui 3 étant logée dans la gorge 4 du manchon, la garniture 2 ne peut être expulsée ni décentrée lors de la mise en pression de la canalisation.According to an advantage of the seal according to the invention, the position of the seal 2 is perfectly defined in coaxiality with the sleeve 1 and the two pipes TR and T2, thanks to the housing groove 4, which avoids any special care to center this packing 2 and any special device as was the case for the internal flange and bolt seals and å flat washers compressed between the flanges
According to another advantage, the peripheral fringe of the periphery of the lining 2, and more precisely of the support body 3 being housed in the groove 4 of the sleeve, the lining 2 can neither be expelled nor offset during the pressurization of the pipeline.
Suivant encore un avantage, la forme tra pêzoidale du corps d'étanchéité 2a de la garniture permet de maintenir l'application avec serrage du corps d'étanchéité 2a sur les faces a, b, même s'il y a de légères irrégularités de surface de fonte brute de fonderie sous le revêtement résine-époxy et même s'il y a de légers écarts de parallélismes des faces a, b, des tuyaux en vis-à-vis. According to yet another advantage, the trapezoidal shape of the sealing body 2a of the lining makes it possible to maintain the application with tightening of the sealing body 2a on the faces a, b, even if there are slight surface irregularities. of foundry pig iron under the resin-epoxy coating and even if there are slight differences in parallelism of the faces a, b, of the pipes opposite.
Enfin du fait que l'absence de boulons d'assemblage traversant les brides ou collets A, #B, le diamètre des brides A, B est sensiblement réduit par rapport aux brides des tuyaux de fonte de même diamètre intérieur, assemblées par boulons. Selon l - invention, le diamètre extérieur des brides ou collets
A, B est aussi faible que possible c'est-à-dire à peine supérieur au diamètre de l'extrémité évasée par rapport au fut de chaque tuyau T1 et T2. Il en résulte une réduction avantageuse de l'encombrement radial, ce qui facilite le montage des joints en des lieux ou l'espace est restreint. Finally, because the absence of assembly bolts passing through the flanges or collars A, #B, the diameter of the flanges A, B is significantly reduced compared to the flanges of the cast iron pipes of the same internal diameter, assembled by bolts. According to the invention, the outside diameter of the flanges or collars
A, B is as small as possible, that is to say slightly greater than the diameter of the flared end with respect to the barrel of each pipe T1 and T2. This results in an advantageous reduction in the radial size, which facilitates the mounting of the seals in places where space is limited.
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- 1984-11-06 FR FR8416879A patent/FR2572785B1/en not_active Expired
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