FR2687453A1

FR2687453A1 - Coupling device with fitted rotating spools for pipelines

Info

Publication number: FR2687453A1
Application number: FR9201901A
Authority: FR
Inventors: Lacroix Jean-Jacques; Chambaud Antoine
Original assignee: Staubli Faverges SCA
Current assignee: Staubli Faverges SCA
Priority date: 1992-02-14
Filing date: 1992-02-14
Publication date: 1993-08-20
Anticipated expiration: 2012-02-14
Also published as: FR2687453B1

Abstract

The device is equipped with two locking mechanisms (20-4b-13a and 21-4c) which in succession, axially secure the two push rods (4, 13) associated with the spools (5, 14) when the two elements (A, B) are fitted together, and axially immobilize the push rod (4) which is to move in second place when the said elements are detached. A positive control of the two spools during detachment is thereby obtained, thus avoiding the risk of one of them remaining in the open position.

Description

La présente invention a trait aux raccords pour tuyauteries et elle vise plus spécialement les dispositifs d'accouplement dans lesquels chacun des deux éléments fixés aux extrémités des tuyauteries à réunir est équipé d'un clapet constitué par un boisseau substantiellement sphérique, propre à tourner sur lui-même pour passer automatiquement de la position d'ouverture à la position de fermeture et vice versa lorsque l'un des deux éléments est axialement déplacé par rapport à l'autre pour l'emmanchement ou au contraire la dissociation desdits éléments. The present invention relates to fittings for pipes and it relates more specifically to coupling devices in which each of the two elements fixed to the ends of the pipes to be joined together is equipped with a valve formed by a substantially spherical plug, capable of turning on it. even to pass automatically from the open position to the closed position and vice versa when one of the two elements is axially displaced relative to the other for the fitting or on the contrary the dissociation of said elements.

Dans la construction classique, la commande de chaque boisseau pour le passage de la position fermée à la position ouverte est opérée à l'aide d'un poussoir tubulaire monté à coulissement dans la partie antérieure de chaque élément afin de prendre appui contre le boisseau correspondant, lequel est porté par un axe fixe décalé par rapport au centre dudit boisseau. Ce dernier est par ailleurs guidé de façon à basculer sous l'effet d'appui de son poussoir lorsque les deux éléments du dispositif d'accouplement sont emmanchés axialement l'un dans l'autre poussoir contre poussoir. A chacun de ces poussoirs est associé un ressort qui est comprimé lors du mouvement d'ouverture du boisseau et qui assure en conséquence le rappel élastique de ce dernier en position de fermeture lorsque les deux éléments sont dissociés. In conventional construction, the control of each bushel for the passage from the closed position to the open position is carried out using a tubular plunger slidingly mounted in the front part of each element in order to bear against the corresponding bushel , which is carried by a fixed axis offset from the center of said plug. The latter is also guided so as to tilt under the bearing effect of its pusher when the two elements of the coupling device are fitted axially one into the other pusher against the pusher. Each of these pushers is associated with a spring which is compressed during the opening movement of the plug and which consequently ensures the elastic return of the latter to the closed position when the two elements are dissociated.

En vue d'éviter tout risque de mise en contact du fluide véhiculé avec L'ambiance extérieure après dissociation des deux éléments du dispositif, on a proposé des appareiLLages qui sont agencés de manière à ce qu'a la position accouplée, les deux boisseaux viennent étroitement au contact l'un de l'autre, la paroi de l'un comportant à cet effet une dépression à profil semi-sphérique propre à recevoir à emboitement la paroi sphérique de l'autre. En pareil cas, si l'on entend éviter tout mouvement de recul axial d'un boisseau par rapport à L'autre, il est évidemment indispensable de prévoir une commande séquentielle des deux boisseaux, celui qui est creusé de la dépression semi-sphérique ne devant, lors de L'accouplement, tourner sur lui-même qu'après que le boisseau opposé se soit lui-même déplacé angulairement. In order to avoid any risk of contact of the fluid conveyed with the external environment after dissociation of the two elements of the device, devices have been proposed which are arranged so that in the coupled position, the two bushels come closely in contact with each other, the wall of one comprising for this purpose a depression with a semi-spherical profile suitable for receiving the spherical wall of the other in an interlocking manner. In such a case, if one intends to avoid any axial backward movement of a bushel relative to the other, it is obviously essential to provide a sequential control of the two bushels, the one which is hollowed out of the semi-spherical depression does not in front, during the coupling, turn on itself only after the opposite plug has moved itself angularly.

C'est ce type de dispositif d'accouplement à boisseaux tournants embo,tés qui est visé par la présente invention, laquelle a pour but d'en améliorer la sécurité d'emploi. It is this type of coupling device with plugged rotary valves which is the subject of the present invention, which aims to improve job security.

En fait, l'invention se fonde sur l'observation qu'en certains cas, les moyens élastiques associés aux poussoirs des boisseaux se révèlent incapables d'assurer, lors de la dissociation, le rappel desdits boisseaux en position de fermeture. Cette éventualité peut résulter soit de sédiments déposés par des impuretés contenues dans le fluide véhiculé, soit d'un avachissement des ressorts, soit encore du collage d'un boisseau contre les joints d'étanchéité contre lesquels il est appliqué. En tout état de cause, on conçoit que si les deux éléments du dispositif sont dissociés l'un de l'autre alors que l'un au moins des deux boisseaux est inopinément resté à la position d'ouverture totale ou partielle, le fluide véhiculé s'échappe à l'extérieur. In fact, the invention is based on the observation that in certain cases, the elastic means associated with the plugs of the plugs turn out to be incapable of ensuring, during the dissociation, the recalling of said plugs in the closed position. This eventuality can result either from sediments deposited by impurities contained in the conveyed fluid, or from a slackening of the springs, or still from the sticking of a bushel against the seals against which it is applied. In any event, it can be understood that if the two elements of the device are dissociated from each other while at least one of the two bushels has unexpectedly remained in the fully or partially open position, the fluid conveyed escapes outside.

Pour éliminer ce risque, l'invention consiste, dans son principe, à faire comporter au poussoir associé à celui des deux boisseaux qui doit se déplacer en second lieu Lors de L'accouplement (et bien entendu en premier lieu lors de la dissociation), des moyens de verrouillage agencés pour assurer sa solidarisation d'une part avec le poussoir du boisseau opposé, d'autre part avec le corps de l'éLément dans lequel il est monté, afin que les deux boisseaux soient positivement commandés et que les deux éLéments ne puissent ainsi être dissociés avant que lesdits boisseaux ne soient revenus à la position fermée. To eliminate this risk, the invention consists, in principle, in making the pusher associated with that of the two bushels which must move secondly during the coupling (and of course firstly during the dissociation), locking means arranged to secure it on the one hand with the pusher of the opposite plug, on the other hand with the body of the element in which it is mounted, so that the two plugs are positively controlled and that the two elements cannot thus be dissociated before said bushels have returned to the closed position.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer
Fig. 1 est une coupe axiale des deux éléments d'un dispositif d'accouplement suivant L'invention, représentés préalablement à leur emmanchement.The appended drawing, given by way of example, will allow a better understanding of the invention, the characteristics which it presents and the advantages which it is capable of providing.
Fig. 1 is an axial section of the two elements of a coupling device according to the invention, shown before their fitting.

Fig. 2 reproduit partiellement fig. 1 après emmanchement initial des deux éléments. Fig. 2 partially reproduced fig. 1 after initial fitting of the two elements.

Fig. 3 et 4 sont des coupes axiales montrant les deux éléments au cours de deux phases successives de l'accouplement. Fig. 3 and 4 are axial sections showing the two elements during two successive phases of the coupling.

Fig. 5 est une coupe transversale suivant le plan indiqué en
V-V en fig. 3.Fig. 5 is a cross section along the plane indicated in
VV in fig. 3.

Fig. 6 est une coupe axiale de détail illustrant le mécanisme destiné au verrouillage mutuel des deux poussoirs. Fig. 6 is an axial detail section illustrating the mechanism intended for the mutual locking of the two pushers.

A la façon usuelle, le dispositif d'accouplement représenté est formé par deux éléments conjugués A et B dont le corps est agencé pour se fixer sur les extrémités des canalisations C à relier. In the usual way, the coupling device shown is formed by two conjugate elements A and B whose body is arranged to be fixed on the ends of the pipes C to be connected.

Le corps de l'élément mâle A est obtenu par vissage de deux pièces tubulaires 1 et 2 (fig. 1) entre lesquelles est serrée la collerette annulaire d'une bague de guidage 3. Entre les parois en vis-à-vis de la pièce 2 et de la bague 3 coulisse axialement un poussoir tubulaire 4 dont la partie antérieure renferme un boisseau 5 à profil substantiellement sphérique, creusé d'un perçage débouchant 5a. A ce boisseau 5 est associé un siège mobile 6 en forme de piston, contre lequel agit un ressort 7, de sorte que ledit boisseau 5 est repoussé vers l'avant pour porter élastiquement contre un second siège formé par une cloison transversale annulaire 4a portée par l'extrémité ou nez du poussoir 4 ; un jonc élastique 6a limite le recul du siège mobile 6. The body of the male element A is obtained by screwing two tubular parts 1 and 2 (fig. 1) between which is clamped the annular flange of a guide ring 3. Between the walls facing the piece 2 and the ring 3 axially slides a tubular plunger 4, the front part of which contains a plug 5 with a substantially spherical profile, hollowed out with a through hole 5a. With this plug 5 is associated a movable seat 6 in the shape of a piston, against which a spring 7 acts, so that said plug 5 is pushed forward to carry elastically against a second seat formed by an annular transverse partition 4a carried by the end or nose of the pusher 4; an elastic ring 6a limits the recoil of the mobile seat 6.

il convient d'observer (fig. 5) que chacune des faces latérales du boisseau 5, prévues planes, est découpée d'une rainure obLique 5b dans laquelle est engagé un petit galet 8, qui tourne fou sur un axe transversal 9 porté par l'extrémité fourchue de la pièce 2. Les deux axes 9 sont déca lés par rapport au centre du boisseau 5, de sorte que lorsque le poussoir 4 est déplacé axialement, ledit boisseau bascule angulairement de la position suivant fig. 1 jusqu'à celle qui apparat en fig. 3 et 4, et ce à La manière bien connue dans ce type de dispositif d'accouplement. it should be observed (fig. 5) that each of the lateral faces of the plug 5, provided planar, is cut by an obLic groove 5b in which is engaged a small roller 8, which turns idly on a transverse axis 9 carried by the forked end of the part 2. The two axes 9 are offset relative to the center of the plug 5, so that when the pusher 4 is moved axially, said plug tilted angularly from the position according to FIG. 1 to the one shown in fig. 3 and 4, and in the manner well known in this type of coupling device.

L'agencement de l'élément femelle B est trés voisin de celui qui vient d'être décrit, en ce sens qu'on retrouve un corps formé par vissage de deux pièces 10 et Il (fig. 1), une bague de guidage 12, un poussoir 13, un boisseau 14, un siège mobile 15 avec son jonc de retenue 15a et un ressort 16. Le montage basculant du boisseau 14 est assuré de La même manière, à savoir à L'aide de deux galets engagés dans des rainures latérales 14a dudit boisseau. The arrangement of the female element B is very similar to that which has just been described, in the sense that there is a body formed by screwing two pieces 10 and It (fig. 1), a guide ring 12 , a pusher 13, a plug 14, a movable seat 15 with its retaining ring 15a and a spring 16. The tilting mounting of the plug 14 is ensured in the same way, namely by means of two rollers engaged in grooves lateral 14a of said plug.

Le corps 10-11 de l'élément B est pourvu, à l'opposé de la pièce 10 destinée à être fixée à la canalisation C, d'un manchon 17 qui est retenu axialement sur ledit corps tout en étant libre de tourner sur luimême. Dans l'exemple considéré, on a supposé que le montage était assuré au moyen d'une rangée de billes 18 qu'une bague extérieure 19 maintient engagées dans une rainure annulaire 11a de la pièce 11. Ce manchon tournant 17 est taraudé intérieurement en 17a afin de coopérer avec le filetage 2a ménagé en bout de La pièce 2 du corps 1-2 de l'élément mâle A,
Lors de l'accouplement des deux éléments A et B.The body 10-11 of the element B is provided, opposite the part 10 intended to be fixed to the pipe C, with a sleeve 17 which is retained axially on the said body while being free to rotate on itself . In the example considered, it was assumed that the mounting was ensured by means of a row of balls 18 which an outer ring 19 keeps engaged in an annular groove 11a of the part 11. This rotating sleeve 17 is internally threaded at 17a in order to cooperate with the thread 2a formed at the end of the part 2 of the body 1-2 of the male element A,
When coupling the two elements A and B.

il y a lieu de considérer que le poussoir 4 de l'élément A est doté de deux moyens indépendants de verrouillage :
- En premier lieu et comme illustré en fig. 6, en avant de la cloison annulaire ou siège 4a, le nez de ce poussoir 4 est prévu tubulaire et est percé d'une série de perforations 4b à l'intérieur de chacune desquelles est logée une bille 20, étant observé d'une part qu'à la position désaccouplée suivant fig. 1, ledit poussoir se trouve à une position axiale telle que les billes 20 sont situées en vis-à-vis d'une gorge annulaire 2b de la pièce 2, d'autre part que le nez du poussoir 13 de l'élément femelle B est prévu à plus petit diamètre pour s'engager dans le nez tubulaire du poussoir 4 et est en outre creusé d'une gorge 13a apte à coopérer avec lesdites billes ;
- En second lieu, en arrière de la cloison annulaire 4a, le poussoir 4 est creusé d'une dépression périphérique 4c (fig. 1) qui est propre à coopérer avec une rangée de billes 21 logées dans des perforations pratiquées dans la pièce 2 du corps 1-2.it should be considered that the pusher 4 of the element A is provided with two independent locking means:
- First and as illustrated in fig. 6, in front of the annular partition or seat 4a, the nose of this pusher 4 is provided tubular and is pierced with a series of perforations 4b inside each of which is housed a ball 20, being observed on the one hand that in the uncoupled position according to fig. 1, said pusher is in an axial position such that the balls 20 are located opposite an annular groove 2b of the part 2, on the other hand that the nose of the pusher 13 of the female element B is provided with a smaller diameter to engage in the tubular nose of the pusher 4 and is further hollowed out of a groove 13a capable of cooperating with said balls;
- Secondly, behind the annular partition 4a, the pusher 4 is hollowed out by a peripheral depression 4c (FIG. 1) which is able to cooperate with a row of balls 21 housed in perforations made in part 2 of the body 1-2.

Comme dans la technique usuelle, l'élément mâle A est destiné à s'emmancher par la pièce 2 à l'intérieur du manchon 17 de l'élément femelle, les nez des deux poussoirs 4 et 13 venant eux-mêmes s'emboiter l'un dans l'autre, à la manière illustrée en fig. 2. Le filetage 2a vient coopérer avec le taraudage 17a et l'on notera que la partie du boisseau 5 qui dépasse au-delà du siège 4a se loge dans une dépression 14b en forme de calotte, pratiquée dans la paroi antérieure du boisseau 14. Les billes 20 se trouvent en confidence avec la gorge 13a du poussoir 13 et, au cours de l'opération de vissage, la pièce 2 va, en se déplaçant, provoquer l'application de ces billes contre le fond de la gorge : les deux poussoirs 4 et 13 sont ainsi verrouillés axialement l'un à l'autre. As in the usual technique, the male element A is intended to be fitted by the part 2 inside the sleeve 17 of the female element, the noses of the two pushers 4 and 13 coming themselves to fit together. 'one inside the other, as illustrated in fig. 2. The thread 2a cooperates with the thread 17a and it will be noted that the part of the plug 5 which protrudes beyond the seat 4a is housed in a depression 14b in the form of a cap, formed in the front wall of the plug 14. The balls 20 are in confidence with the groove 13a of the pusher 13 and, during the screwing operation, the part 2 will, by moving, cause the application of these balls against the bottom of the throat: the two pushers 4 and 13 are thus locked axially to one another.

Comme la coopération du boisseau 5 et de la dépression 14b interdit tout déplacement angulaire du boisseau 14, le poussoir 13 reste immobile alors que le poussoir 4 recule axialement en provoquant le basculement progressif du boisseau 5 dont le perçage 5a vient finalement s'orienter suivant l'axe du dispositif, à la manière illustrée en fig. 3. A ce moment, les billes 21 s'engagent dans la dépression 4c sous l'effet du manchon 17, de sorte que le poussoir 4 est immobilisé axialement dans le corps 1-2 de l'élément A. As the cooperation of the plug 5 and the depression 14b prohibits any angular displacement of the plug 14, the pusher 13 remains stationary while the pusher 4 moves back axially causing the progressive tilting of the plug 5 whose piercing 5a is finally oriented according to l 'axis of the device, as illustrated in fig. 3. At this moment, the balls 21 engage in the depression 4c under the effect of the sleeve 17, so that the pusher 4 is immobilized axially in the body 1-2 of the element A.

La poursuite du vissage des deux éléments A et B provoque alors le recul axial du poussoir 13, si bien que le boisseau 14 bascule à son tour, son perçage 14c venant finalement s'orienter suivant l'axe du dispositif, à la manière illustrée en fig. 4 : le fluide peut traverser axialement le dispositif d'accouplement, l'étanchéité de la jonction étant assurée par des joints appropriés. The continued screwing of the two elements A and B then causes the axial retraction of the pusher 13, so that the plug 14 tilts in turn, its drilling 14c finally coming to be oriented along the axis of the device, in the manner illustrated in fig. 4: the fluid can pass axially through the coupling device, the sealing of the junction being ensured by suitable seals.

Si, à partir de la position d'accouplement de fig. 4, l'utilisateur désire procéder à la dissociation des deux éléments A et B, il manoeuvre le manchon 17 au dévissage. Par suite de l'immobilisation axiale opérée sur le poussoir 4 par les billes 21 et sur le poussoir 13 par les billes 20, le déplacement relatif du corps 10-11 par rapport au boisseau 14 maintenu fixe assure la commande positive dudit boisseau qui est ainsi obligé de basculer le premier pour revenir à la position fermée suivant fig. 3. If, from the coupling position of fig. 4, the user wishes to dissociate the two elements A and B, he operates the sleeve 17 when unscrewing. As a result of the axial immobilization operated on the pusher 4 by the balls 21 and on the pusher 13 by the balls 20, the relative movement of the body 10-11 relative to the plug 14 kept fixed ensures the positive control of said plug which is thus forced to switch first to return to the closed position according to fig. 3.

Le recul du manchon 17 Libère, à un moment donné, les billes 21 qui permettent alors au poussoir 4 de se déplacer axialement à son tour en assurant la commande positive du boisseau 5 au basculement. Les billes 20 sont ramenées en vis-à-vis de la gorge 2b et on revient ainsi à la position suivant fig. 2 pour laquelle les perçages des deux boisseaux du dispositif sont orientés transversalement à l'axe de celui, les éléments A et B étant finalement dissociés. The recoil of the sleeve 17 releases, at a given moment, the balls 21 which then allow the pusher 4 to move axially in turn while ensuring the positive control of the plug 5 at tilting. The balls 20 are brought back opposite the groove 2b and one thus returns to the position according to FIG. 2 for which the holes of the two bushels of the device are oriented transversely to the axis of that, the elements A and B being finally dissociated.

On conçoit qu'une telle construction évite radicalement tout risque que les deux éléments A et B puissent être dissociés alors que l'un ou
L'autre des deux boisseaux serait intempestivement resté à la position ouverte ou semi-ouverte. Il va de soi qu'on pourrait imaginer d'autres formes de réalisation pour l'un ou l'autre des deux mécanismes de verrouillage associés à l'élément A.We understand that such a construction radically avoids any risk that the two elements A and B can be dissociated while one or
The other of the two bushels would have inadvertently remained in the open or semi-open position. It goes without saying that one could imagine other embodiments for one or the other of the two locking mechanisms associated with the element A.

il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. it should also be understood that the foregoing description has been given only by way of example and that it in no way limits the field of the invention from which one would not depart by replacing the execution details described by all other equivalents.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S CLAIMS

1. Coupling device for pipes, of the type comprising two elements (A and B) which are intended to be fixed to the ends of the pipes to be joined and each of which contains a rotary plug (5, 14) which is mounted in the element so as to tilt under the effect of the sliding of a pusher (4, 13) obtained by pressing against the pusher of the opposite element during the coupling or dissociation of the two elements, one (14) of said bushels being hollowed out of a semi-spherical depression (14b) forming a housing for the wall of the other bushel (5) so that the tilting of said bushels must be carried out sequentially During the coupling and dissociation operations, characterized in that it is provided with locking means (20-4b-13a), 21-4c) suitable for ensuring in succession on the one hand the axial connection of the two pushers (4, 13) during the fitting of the two elements (A, B), on the other hand the axia immobilization the pusher (4) associated with that (5) of the plugs which must move secondly during the dissociation of said elements, this immobilization ceasing when the opposite plug (14) has been brought into the closed position.

2. Device according to claim 1, characterized in that the locking mechanism intended for securing the two pushers comprises a row of balls (20) provided annularly in the tubular nose of one (4) of said pushers and suitable for coming engage in an annular groove (13a) provided in the nose of the opposite pusher (13), this latter nose being profiled to engage inside the tubular nose of the other plug.

3. Device according to either of Claims 1 and 2, characterized in that the locking mechanism intended for the axial immobilization of the pusher (4) comprises a row of balls (21) carried by the body (1 -2) of the element (A) and clean, under the effect of a rotary screwing sleeve (17), to engage in an annular depression (4c) formed in the wall of said pusher.