FR2758603A3 - Connection system for high-pressure piping - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne de façon générale les raccords pour tubes àThe present invention relates generally to fittings for tubes with
haute pression et, plus particulièrement, une bague d'étanchéité améliorée destinée high pressure and, more particularly, an improved sealing ring intended
à être utilisée dans de tels raccords. to be used in such fittings.
Les raccords du type précité sont connus sous différentes formes de réalisation et comprennent globalement une attache extérieure filetée et pourvue intérieurement d'un siège de logement pour une extrémité de tube, un écrou de blocage et une bague d'étanchéité qui entoure l'extrémité de tube et reste bloquée entre l'attache et l'écrou de blocage lorsque ce dernier est serré sur l'attache. La bague d'étanchéité a pour fonction d'assurer l'étanchéité hermétique du raccord et d'empêcher "l'enlèvement" ou expulsion du tube depuis le raccord, sous l'effet de la haute pression exercée par le fluide. Pour cette raison, cette bague d'étanchéité présente, dans sa partie avant, une ou plusieurs arêtes ou bords tranchants, qui sont forcés à entrer dans la surface extérieure de The fittings of the aforementioned type are known in different embodiments and generally comprise a threaded external fastener and provided internally with a seat for a tube end, a locking nut and a sealing ring which surrounds the end of tube and remains blocked between the fastener and the locking nut when the latter is tightened on the fastener. The function of the sealing ring is to seal the fitting hermetically and to prevent "removal" or expulsion of the tube from the fitting, under the effect of the high pressure exerted by the fluid. For this reason, this sealing ring has, in its front part, one or more cutting edges or edges, which are forced to enter the outer surface of
l'extrémité de tube durant le montage du raccord. the tube end during fitting of the fitting.
Le but de la présente invention est de réaliser un raccord pour tubes à haute pression, dans lequel une bague d'étanchéité soit en mesure d'empêcher efficacement la sortie du fluide sous pression et de s'opposer efficacement à son action, ayant tendance à provoquer "l'enlèvement" ou The object of the present invention is to provide a connector for high pressure tubes, in which a sealing ring is able to effectively prevent the exit of the pressurized fluid and to effectively oppose its action, tending to cause "abduction" or
expulsion du tube.expulsion from the tube.
Plus particulièrement, la présente invention a pour but de réaliser un raccord pour tubes comprenant une attache pourvue d'une partie extérieure filetée et d'une partie intérieure conique adaptée de façon à loger une extrémité de tube, un écrou fileté inséré sur l'extrémité de tube et destiné à être vissé sur la partie extérieure filetée de l'attache, une bague d'étanchéité présentant une partie avant pourvue d'une ou plusieurs arêtes tranchantes, une partie centrale sensiblement tubulaire et une partie arrière conique destinée à être bloquée entre l'attache et l'écrou fileté, de manière à servir d'élément d'étanchéité et de support du tube, caractérisé par le fait que la bague d'étanchéité présente, dans la partie arrière conique, au moins une arête tranchante réalisée en contre-dépouille, de manière à former, durant le montage du raccord et en combinaison avec l'arête ou les arêtes tranchantes de la partie avant, deux sections résistantes contiguës sur l'extrémité du tube qui résistent ensemble à la pression exercée par le fluide à haute pression se trouvant dans le tube. De manière appropriée, la bague d'étanchéité est pourvue d'une garniture d'étanchéité appliquée de manière More particularly, the object of the present invention is to produce a fitting for tubes comprising a fastener provided with a threaded external part and with a conical internal part adapted to accommodate a tube end, a threaded nut inserted on the end. of tube and intended to be screwed onto the threaded external part of the fastener, a sealing ring having a front part provided with one or more cutting edges, a substantially tubular central part and a conical rear part intended to be locked between the fastener and the threaded nut, so as to serve as a sealing element and a support for the tube, characterized in that the sealing ring has, in the conical rear part, at least one cutting edge made of undercut, so as to form, during assembly of the fitting and in combination with the edge or cutting edges of the front part, two sections Resistant adjacent to the end of the tube which together resist the pressure exerted by the high pressure fluid in the tube. Suitably, the seal ring is provided with a seal applied in a manner
amovible sur la partie avant.removable on the front.
De façon appropriée, la garniture d'étanchéité incorpore une rondelle qui sert d'élément de support pour Suitably, the packing incorporates a washer which serves as a support element for
la garniture d'étanchéité.the packing.
L'invention va être décrite plus en détail ci-après en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue partielle en coupe longitudinale du raccord selon l'invention, avant le montage; la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la bague d'étanchéité utilisée dans le raccord selon l'invention; la figure 3 est une vue, analogue à la figure 1, du raccord selon l'invention, après le montage; et la figure 4 illustre schématiquement la déformation de la bague d'étanchéité et son action sur la surface externe d'un tube de raccord après le The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a partial view in longitudinal section of the connector according to the invention, before mounting; Figure 2 is a longitudinal sectional view of the sealing ring used in the connector according to the invention; Figure 3 is a view, similar to Figure 1, of the connector according to the invention, after assembly; and FIG. 4 schematically illustrates the deformation of the sealing ring and its action on the external surface of a connection tube after the
montage du raccord.fitting the fitting.
En se référant à la figure 1, cette dernière illustre le raccord pour tubes selon la présente invention, désignée dans l'ensemble par le numéro 10 et comprenant, de manière connue en soi, une attache 11, un écrou 12 et une bague d'étanchéité 13 métallique qui entoure l'extrémité 14 d'un tube T de façon à se raccorder à et à servir d'élément d'étanchéité et de support pour l'extrémité 14 du tube T. L'attache 11 du raccord 10 présente extérieurement un filetage 15 et intérieurement un trou axial 16 ayant un diamètre sensiblement identique au diamètre intérieur du tube T et un alésage cylindrique 17 de plus grand diamètre qui définit avec le trou 16 une butée annulaire radiale 18 pour l'extrémité 14 du tube T et permet de centrer Referring to Figure 1, the latter illustrates the fitting for tubes according to the present invention, generally designated by the number 10 and comprising, in a manner known per se, a fastener 11, a nut 12 and a ring metal seal 13 which surrounds the end 14 of a tube T so as to be connected to and serve as a sealing element and support for the end 14 of the tube T. The fastener 11 of the connector 10 presents externally a thread 15 and internally an axial hole 16 having a diameter substantially identical to the inside diameter of the tube T and a cylindrical bore 17 of larger diameter which defines with the hole 16 a radial annular stop 18 for the end 14 of the tube T and allows to center
l'extrémité 14 du tube T durant le montage du raccord 10. the end 14 of the tube T during the fitting of the fitting 10.
La largeur radiale de la butée annulaire 18 est légèrement supérieure à l'épaisseur de la paroi du tube T. L'alésage cylindrique 17 réalisé à l'intérieur de l'attache 11 se termine par une surface conique 19. L'écrou 12 présente intérieurement un trou axial 20 ayant un diamètre légèrement supérieur au diamètre extérieur du tube T et un alésage cylindrique 21 de plus grand diamètre qui forme un épaulement 22 sensiblement conique. Dans sa partie destinée à s'engager contre l'attache 11, l'alésage cylindrique 21 est pourvu d'un The radial width of the annular stop 18 is slightly greater than the thickness of the wall of the tube T. The cylindrical bore 17 produced inside the fastener 11 ends in a conical surface 19. The nut 12 has internally an axial hole 20 having a diameter slightly greater than the outside diameter of the tube T and a cylindrical bore 21 of larger diameter which forms a substantially conical shoulder 22. In its part intended to engage against the fastener 11, the cylindrical bore 21 is provided with a
taraudage 23.thread 23.
La bague d'étanchéité 13 du raccord 10 qui constitue l'élément caractéristique de la présente invention, illustrée également sur la figure 2, présente trois parties: une partie avant 24, une partie intermédiaire 25 The sealing ring 13 of the connector 10 which constitutes the characteristic element of the present invention, also illustrated in FIG. 2, has three parts: a front part 24, an intermediate part 25
et une partie arrière 26.and a rear part 26.
La partie avant 24 de la bague d'étanchéité 13 présente extérieurement une surface cylindrique 27 circulaire et intérieurement un bord ou arête tranchante 28 circulaire qui est destiné à être forcé à entrer dans la surface extérieure de l'extrémité 14 du tube T durant le vissage de l'écrou 12. Sur la partie avant 24 est montée de manière amovible une garniture d'étanchéité 29 annulaire, incorporant une rondelle métallique 30 qui sert d'élément de support pour la garniture d'étanchéité 29 et appuie au moins partiellement sur la surface cylindrique 27 circulaire de la paroi avant 24. De préférence, la garniture d'étanchéité 29 est réalisée en matériau The front part 24 of the sealing ring 13 has externally a circular cylindrical surface 27 and internally a circular edge or cutting edge 28 which is intended to be forced to enter the external surface of the end 14 of the tube T during screwing of the nut 12. On the front part 24 is removably mounted an annular seal 29, incorporating a metal washer 30 which serves as a support element for the seal 29 and bears at least partially on the circular cylindrical surface 27 of the front wall 24. Preferably, the seal 29 is made of material
élastomère et est vulcanisée avec la rondelle 30. elastomer and is vulcanized with the washer 30.
La partie intermédiaire 25 de la bague d'étanchéité 13 est sensiblement cylindrique et présente un diamètre interne Di légèrement supérieur au diamètre externe du tube T, de façon à être relié et à présenter un diamètre extérieur De supérieur à celui de la partie avant 24, afin de former une surface de butée de forme annulaire 31 qui s'étend radialement vers l'extérieur de la bague d'étanchéité 13 et qui est destinée à coopérer avec le côté 32 faisant face de la rondelle 30, tandis que le The intermediate part 25 of the sealing ring 13 is substantially cylindrical and has an internal diameter Di slightly greater than the external diameter of the tube T, so as to be connected and to have an external diameter De greater than that of the front part 24, in order to form an annular abutment surface 31 which extends radially outwards from the sealing ring 13 and which is intended to cooperate with the side 32 facing the washer 30, while the
côté 33 opposé de la rondelle 30 appuie sur l'attache 11. opposite side 33 of the washer 30 presses on the fastener 11.
Enfin, la partie arrière 26 de la bague d'étanchéité 13 présente, extérieurement, une surface conique 34, complémentaire de l'épaulement conique 22 intérieur du l'écrou 12 et, intérieurement, un bord ou arête tranchante 35 circulaire, réalisé en contre-dépouille et destiné à être forcé à entrer dans la surface extérieure de l'extrémité 14 du tube T durant le vissage de l'écrou 12 Finally, the rear part 26 of the sealing ring 13 has, externally, a conical surface 34, complementary to the conical shoulder 22 inside the nut 12 and, internally, a circular edge or cutting edge 35, produced in counter - undercut and intended to be forced to enter the outer surface of the end 14 of the tube T during the screwing of the nut 12
sur l'attache.on the clip.
Le montage du raccord 10 s'effectue facilement en vissant l'écrou 12 sur le filetage externe 15 de l'attache 11. Plus particulièrement, cette opération The fitting 10 is easily fitted by screwing the nut 12 onto the external thread 15 of the clip 11. More particularly, this operation
consiste en deux phases.consists of two phases.
Lors de la première phase de montage, l'épaulement conique 22 agit sur la surface conique 34 de la bague d'étanchéité 13 et pousse la bague d'étanchéité 13 vers l'attache 11 en provoquant ainsi la séparation de la garniture d'étanchéité 29 depuis la rondelle 30 retenue par l'attache 11 et la compression de cette garniture d'étanchéité 29 dans l'espace S compris entre la surface conique 19 de l'attache 11 et la surface extérieure de l'extrémité 14 du tube T. Lorsqu'elle entre dans l'espace S, la partie avant 24 de la bague d'étanchéité 13 est déformée par la surface conique 19 de l'attache 11, de manière à forcer l'arête tranchante 28 à faire une entaille en la mordant, dans la surface extérieure de l'extrémité 14 du tube T. Lors de la deuxième phase de montage, le vissage supplémentaire de l'écrou 12 provoque la déformation également de la partie arrière 26 de la bague d'étanchéité 13 et la pénétration de l'arête tranchante 35 dans la surface extérieure de l'extrémité 14 du tube T. Simultanément, la surface de butée annulaire 31 vient au contact du côté 32 de la rondelle 30 et la pression exercée sur la rondelle 30 détermine une brusque augmentation du moment de torsion, indiquant à l'opérateur que l'opération During the first assembly phase, the conical shoulder 22 acts on the conical surface 34 of the sealing ring 13 and pushes the sealing ring 13 towards the fastener 11 thereby causing the separation of the packing. 29 from the washer 30 retained by the clip 11 and the compression of this seal 29 in the space S between the conical surface 19 of the clip 11 and the outer surface of the end 14 of the tube T. When it enters the space S, the front part 24 of the sealing ring 13 is deformed by the conical surface 19 of the clip 11, so as to force the cutting edge 28 to make a notch by biting it , in the outer surface of the end 14 of the tube T. During the second mounting phase, the additional screwing of the nut 12 also causes the rear part 26 of the sealing ring 13 to deform and the penetration of the cutting edge 35 in the surface e xtérieur of the end 14 of the tube T. Simultaneously, the annular abutment surface 31 comes into contact with the side 32 of the washer 30 and the pressure exerted on the washer 30 determines a sudden increase in the torque, indicating to the operator that the operation
de montage est achevée.assembly is completed.
La configuration résultante est illustrée sur la figure 3, tandis que la figure 4 représente schématiquement l'action de la bague d'étanchéité sur la surface extérieure de l'extrémité 14 du tube T. En particulier, on peut noter que la garniture d'étanchéité 29 est écrasée dans l'espace S en le remplissant complètement et en assurant une parfaite The resulting configuration is illustrated in Figure 3, while Figure 4 shows schematically the action of the sealing ring on the outer surface of the end 14 of the tube T. In particular, it can be noted that the gasket seal 29 is crushed in space S by filling it completely and ensuring perfect
étanchéité contre toute perte de fluide sous pression. sealing against loss of pressurized fluid.
En outre, lorsque l'écrou 12 est vissé, les pressions de contact exercées sur la bague d'étanchéité 13 par la surface conique 19 de l'attache 11 et par l'épaulement conique 22 de l'écrou 12 sont suffisamment intenses pour produire une déformation de la bague d'étanchéité 13 comme représenté sur la figure 4. Sous l'effet d'une telle déformation, les arêtes tranchantes 28 et 35 pénètrent, en la mordant, dans la surface extérieure de la partie d'extrémité 28 du tube T et résistent à l'action du fluide sous pression ayant tendance à provoquer "l'enlèvement" du In addition, when the nut 12 is screwed, the contact pressures exerted on the sealing ring 13 by the conical surface 19 of the fastener 11 and by the conical shoulder 22 of the nut 12 are sufficiently intense to produce a deformation of the sealing ring 13 as shown in Figure 4. Under the effect of such a deformation, the cutting edges 28 and 35 penetrate, by biting, into the outer surface of the end portion 28 of the T tube and resist the action of pressurized fluid tending to cause "removal" of the
tube T depuis le raccord 10.tube T from fitting 10.
Comme on peut l'observer sur la figure 4, les arêtes tranchantes 28 et 35 mordent la surface extérieure de l'extrémité 14 du tube T durant le montage du raccord 10 et définissent deux sections résistantes A et B qui s'opposent à "l'enlèvement" du tube T sous l'action du fluide sous pression, la première devant l'arête tranchante avant 28, la deuxième comprise entre cette dernière et l'arête tranchante arrière 35. La surface intérieure C sensiblement cylindrique de la bague d'étanchéité 13, comprise entre l'arête tranchante avant 28 et l'arête tranchante arrière 35, s'engage contre la surface extérieure de l'extrémité 14 du tube T de manière à faire prise sur cette As can be seen in FIG. 4, the cutting edges 28 and 35 bite the external surface of the end 14 of the tube T during the fitting of the connector 10 and define two resistant sections A and B which oppose "l 'removal' of the tube T under the action of the fluid under pressure, the first in front of the front cutting edge 28, the second between the latter and the rear cutting edge 35. The substantially cylindrical inner surface C of the ring seal 13, comprised between the front cutting edge 28 and the rear cutting edge 35, engages against the external surface of the end 14 of the tube T so as to make grip on this
dernière, tout en la supportant.last while supporting it.
Les avantages offerts par la bague d'étanchéité selon l'invention par rapport à celles du type classique sont les suivants: - la présence d'arêtes tranchantes 28 et 35, tant dans la partie avant 24 que dans la partie arrière 26 de la bague d'étanchéité 13, et d'une surface lisse C disposée entre les arêtes tranchantes augmente la résistance du raccord aux suppressions non répétitives du fluide contenu dans le tube et aux phénomènes transitoires, tels que "le coup de bélier"; - la présence d'une garniture d'étanchéité 29 disposée sur la partie avant 24 de la bague d'étanchéité 13 offre une étanchéité parfaitement hermétique; - la présence, sur la bague d'étanchéité 13, d'une surface de butée 31 annulaire coopérant avec la rondelle 30 permet d'arrêter l'opération de vissage de l'écrou 12 lorsque la bague d'étanchéité 13 est correctement bloquée entre l'attache 11 et l'écrou 12, sans avoir à utiliser une clé dynamométrique ou bien à ménager des lignes de référence sur l'attache 11 et The advantages offered by the sealing ring according to the invention compared to those of the conventional type are the following: - the presence of cutting edges 28 and 35, both in the front part 24 and in the rear part 26 of the ring sealing 13, and a smooth surface C disposed between the cutting edges increases the resistance of the fitting to non-repetitive suppressions of the fluid contained in the tube and to transient phenomena, such as "water hammer"; - The presence of a seal 29 disposed on the front part 24 of the seal ring 13 provides a perfectly hermetic seal; - The presence, on the sealing ring 13, of an annular abutment surface 31 cooperating with the washer 30 makes it possible to stop the screwing operation of the nut 12 when the sealing ring 13 is correctly locked between the fastener 11 and the nut 12, without having to use a torque wrench or to provide reference lines on the fastener 11 and
sur l'écrou 12.on the nut 12.
Claims (7)
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