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Système de joint.glissant à dilatation à garnitures métalliques.
La présenta invention a pour objet un système da joint glissant à dilatation qui est applicable aux tuyauteries de vapeur, gaz ou de tout autre fluide et qui permet d'obtenir une étanchéité absolument parfaite sans avoir besoin d'avoir recours aux artifices générale- ment employas tels, par exemple , que les cols de cygne ou les joints glissants munis d'amiante ou tout autre
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matière plastique dans les tuyauteries de vapeur.
La description qui va suivre, en regard du dessin annexé premettra de bien se rendre compte de la manière dont ce joint glissant à dilatation est réalisé.
Les fig.l et 2 représentant, en coupe longitu- dinale, et en vue par bout, un système de joint glissant double applique à des tuyaux.
Les fig.3 et 4 représentent également, à titre d'exemple, un système de joint triple appliqué à des tuyaux.
La système de joint glissant à garniture métallique se compose essentiellement d'une cage annulaire en deux pièces formée d'une part, par une boîte A, munie d'une bride B et comportant un rebord 0, et par un plateau intermédiaire D muni également d'une bride E qui vient s'ap tiquer contre la bride B de la boîte; ces deux pièces sont fixées et réunies toutes les deux au moyen de boulons ou de prisonniers au raccordement de tuyaux, bâti de machine, chaudière ou réservoir sous pression quelconque auxquels lesystème de joint glissant à garniture doit être appliqué.
La botte A et le plateau D qui sont tous deux en acier ou en fonte entourent les tuyaux 35 dont on veut s'assurer le passage étanche et comportant chacun une portée sphérique intérieure F,F dont les centres el, C2 se trouvent sur l'axe de figure de tuyau.
Deux bagues ou joints sphériques H et E en acier ou en bronze ou toute autre matière convenable, présentant,un certain jeu de rotation s'appuient contre F.F de la Sotte par des portées sphériques les portées sphériques de marne centre, de manière à former ainsi deux joints métalliques. Contre chacune de ces bagues qui présente sur la face opposée à sa face
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sphérique une face plane, dont le plan est perpendiculaire à l'axe de figura, s'applique une cuvette J et K en méme matière., c'est-à-dire en fonte ou en acier, présen- tant également une surface plane convenablement élégie par une gorge a sur son pourtour extérieur.
Cette cuvette est évidée,intérieurement de manière à présenter et former ainsi une paroi cylindrique intérieure se raccor- dant à une paroi conique ou logement pour recevoir une série de bagues d'étanchéité, qui peuvent être fendues ou d'une seule pièce.
Lesdites bagues d'étanchéité se composent de quatre bagues de section triangulaire en métal anti- friction. La, première bagus b a deux faces coniques dont l'une porte contre la face conique de la cuvette et l'autre contre la bague voisine appelée bague guide et une face cylindrique munie d'une petite rainure circulaire c qui vient s'appliquer contre le pourtour du tuyau sur lequel elle est rodée convenablement.
Contre cette.première bague s'applique une seconde bague ou bague guide d, également en matière anti-friction présentant une faceconique s'appliquant contre la bague b, et une face cylindrique s'appliquant contre le fond cylindrique de la cuvette JK et une face plane contre laquelle vient porter la face plane d'une troisième bague e, également en métal anti-friction dénommée bague d'étanchéité ayant une section de forme triangulaire et ayant une position inverse de celle de la bague précédente, présentant une surface conique et une surface cylindrique munie d'une rainure circulaire c, cette dernière surface s'appliquant également contre le pourtour cylindrique du tuyau.
Contre cette bague s'appuie une autre bague-guide f de section triangulaire en bronze analogue à la bague d
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puis une autre bague anti-friction semblable à la bague ce groupe de bagues pouvant être en nombre quelconque et se terminant par une bague en bronze h de section trapézoïdale ayant un certain jeu par rapport au tuyau.
La bague trapézoïdale h a une face conique s'appuyant contre la dernière bague d'étachéité g et présentant une face plana opposée à cette face conique. Toutes ces bagnes sont enfilées à frottement doux dans le logement de la cuvette JK.
Contre cette dernière bague h s'applique une rondelle en acier 1 présentant un jeu assez grand par rapport au passage qui doit être étanche et également un petit jeu par rapport à la paroi cylindrique du logement annulaire de la boite A.
Les mêmes dispositions se trouvent répétées de l'autre côté dans les mêmes conditions, mais en sens opposé.
Cas deux groupes de bagnes d'étanchéité sont séparés par une rondelle en acier H dite bague à ressorts plus épaisse que les rondelles L.Cette bagne à ressorts M est percée de trous P dans lesquels sont logés les ressorte à boudin qui exercent leur pression da part et d'autre et en sens inverse sur les deux rondelles L symétriquement disposées de façon à appliquer les bagues d'étanchéité d'une façon très énergique dans leur logement ménagé dans les cuvettes J,J.
Les deux rondelles d'appui L sont percées également d'un certain nombre de trous 0 en nombre moindre que les trous P de la rondelle M servant à loger les ressorts, mais venant coïncider avec certains de ces trous de manière que des ressorts à boudin R qui y sont logés,
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viennent appuyer directement contre les faces planes des cuvettes JK, de façon à les appliquer énergiquement contre les faces planes des joints sphériques H,H.
Grâce à cette disposition de garnjture métal- lique l'on conçoit que, tout d'abord, à raison des joints sphériques les tuyaux pourront avoir une certaine mobilité, c'est-à-dire n'être pas complètement co-axiaux avec la boite A en permettant de légers déplacements angulaires.
On obtient une étanchéité parfaite par le fait que, d'une part, les bagues en métal anti-friction., rodées par suite des portées coniques viennent sous la pression des ressorts s'appliquer étroitement contre la surface polie et rodée des tuyaux et que, d'autre part, par suite de la poussée des ressorts R la cuvette JK est appliquée contre la bague sphérique H et cette dernière contre la portée sphérique F de la boîte A qui est également rodée.
En outre, la disposition symétrique des deux parties de garniture a pour effet que le déplacement axial d'un tuyau dans ,un sens dû par exemple à une dilata- tion, qui peut avoir pour effet de diminuer la pression du ressort sur l'un des groupes de garnitures, bagues, cuvettes et joint sphérique à, au contraire, pour consé- quence de renforcer l'action du ressort sur l'autre groupe, en sorte que, quel que soit le sens du déplacement du tuyau dû à des dilatations ou des contractions par suite d'échauffement ou de refroidissement, l'étanchéité soit bien assurée par cette compensation.
Dans la disposition du joint glissant à garniture représenté sur les fig.3 et 4, le dispositif comprend, en outre du joint à garniture double, qui vient d'être décrit, une troisième garniture disposée de la manière suivante:
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Le plateau, intermédiaire D à joint sphérique simple est remplacé par un plateau. semblable D1 à joint sthérique double contre lequel viennent s'appliquer les bagues Il,12 à portée sphérique.
L'on peut disposer alors contre la bague de droite une Buvette K1 avec sa garniture de bagues métalliques dont la dernière bagne trapézoïdale s'appuie contre une rondelle en acier ou. en bronze Q dans laquelle sont prévus des logements cylindriques pour recevoir les ressorts à boudin S parallèles à l'axe, s'appuyant d'une part contre le fond de ces logements et, d'autre part, contre la pertee plane du logement annulaire U méngaé dans le bâti de la machine. Ce bâti qui se pro- longe par une bride V sur laquelle vient se fixer tout le système de joint au moyen de boulons ou de prisonniers W qui traversent à la fois la bride de la botte A et le plateau intermédiaire D1.
L'on comprend, d'ailleurs, que l'on pourra multi- plier le nombre de garnitures métalliques de joints glis- sants autant qu'on le voudra suivant la nature de l'appli- cation prévue et suivant la pression des fluides.
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Sliding expansion joint system with metal fittings.
The present invention relates to a sliding expansion joint system which is applicable to pipes of steam, gas or any other fluid and which makes it possible to obtain an absolutely perfect seal without having to resort to the devices generally employed. such, for example, as swan necks or sliding joints fitted with asbestos or any other
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plastic in the steam pipes.
The description which follows, with reference to the appended drawing, will allow you to fully appreciate how this sliding expansion joint is produced.
Figures 1 and 2 showing, in longitudinal section, and in end view, a double sliding joint system applied to pipes.
Figs. 3 and 4 also show, by way of example, a triple seal system applied to pipes.
The sliding gasket system with metal lining consists essentially of an annular cage in two parts formed on the one hand by a box A, provided with a flange B and comprising a rim 0, and by an intermediate plate D also provided a flange E which comes to rest against the flange B of the box; these two parts are both fastened and joined together by means of bolts or captives at the connection of any pipe, machine frame, boiler or pressure vessel to which the slip-seal-to-packing system is to be applied.
The boot A and the plate D, both of which are made of steel or cast iron, surround the pipes 35, the passage of which is to be ensured tight and each comprising an internal spherical bearing surface F, F, the centers of which el, C2 are on the pipe figure axis.
Two rings or spherical joints H and E made of steel or bronze or any other suitable material, presenting a certain rotation play, rest against FF de la Sotte by spherical bearings the spherical bearings of marl center, so as to form two metal gaskets. Against each of these rings which presents on the face opposite to its face
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spherical a flat face, the plane of which is perpendicular to the axis of figura, applies a cup J and K in the same material., that is to say in cast iron or steel, also presenting a flat surface suitably elegant with a groove on its outer rim.
This cup is hollowed out internally so as to present and thus form an inner cylindrical wall connecting to a conical wall or housing to receive a series of sealing rings, which may be split or in one piece.
Said sealing rings consist of four rings of triangular section made of anti-friction metal. The first ring has two conical faces, one of which bears against the conical face of the cup and the other against the neighboring ring called the guide ring and a cylindrical face provided with a small circular groove c which comes to rest against the circumference of the pipe to which it is properly lapped.
Against this first ring is applied a second ring or guide ring d, also made of anti-friction material having a faceconic applied against the ring b, and a cylindrical face applying against the cylindrical bottom of the bowl JK and a flat face against which comes to bear the flat face of a third ring e, also made of anti-friction metal called a sealing ring having a triangular-shaped section and having a position opposite to that of the previous ring, having a conical surface and a cylindrical surface provided with a circular groove c, the latter surface also applying against the cylindrical periphery of the pipe.
Against this ring rests another guide ring f of triangular section in bronze similar to the ring d
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then another anti-friction ring similar to the ring, this group of rings being able to be of any number and ending in a bronze ring h of trapezoidal section having a certain clearance with respect to the pipe.
The trapezoidal ring h has a conical face pressing against the last sealing ring g and having a planar face opposite this conical face. All these convicts are threaded with gentle friction in the housing of the JK bowl.
Against this last ring h is applied a steel washer 1 having a fairly large clearance relative to the passage which must be tight and also a small clearance relative to the cylindrical wall of the annular housing of the box A.
The same provisions are repeated on the other side under the same conditions, but in the opposite direction.
Case two groups of sealing rings are separated by a steel washer H called a spring ring thicker than the washers L. This M spring prison is pierced with holes P in which are housed the coil springs which exert their pressure da on both sides and in the opposite direction on the two washers L symmetrically arranged so as to apply the sealing rings in a very energetic manner in their housing made in the cups J, J.
The two support washers L are also drilled with a certain number of holes 0 in a smaller number than the holes P of the washer M used to house the springs, but coming to coincide with some of these holes so that coil springs R who are housed there,
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come to press directly against the flat faces of the JK cups, so as to apply them energetically against the flat faces of the H, H spherical joints.
Thanks to this arrangement of metal packing, it can be seen that, first of all, due to the spherical joints, the pipes will be able to have a certain mobility, that is to say not to be completely coaxial with the pipe. box A by allowing slight angular displacements.
A perfect seal is obtained by the fact that, on the one hand, the anti-friction metal rings, lapped as a result of the conical seats come under the pressure of the springs to be pressed tightly against the polished and lapped surface of the pipes and that , on the other hand, following the thrust of the springs R the cup JK is applied against the spherical ring H and the latter against the spherical bearing surface F of the box A which is also lapped.
In addition, the symmetrical arrangement of the two packing parts has the effect that the axial displacement of a pipe in, for example, a direction due to expansion, which can have the effect of reducing the spring pressure on one groups of gaskets, rings, cups and ball joint, on the contrary, as a consequence of reinforcing the action of the spring on the other group, so that, whatever the direction of displacement of the pipe due to expansions or contractions as a result of heating or cooling, the seal is effectively ensured by this compensation.
In the arrangement of the sliding seal with seal shown in FIGS. 3 and 4, the device comprises, in addition to the seal with double seal, which has just been described, a third seal arranged as follows:
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The intermediate plate D with a simple ball joint is replaced by a plate. similar D1 with a double stheric seal against which the rings II, 12 with a spherical seat are applied.
We can then have against the ring on the right a Buvette K1 with its lining of metal rings, the last trapezoidal prison rests against a steel washer or. in bronze Q in which are provided cylindrical housings to receive the coil springs S parallel to the axis, resting on the one hand against the bottom of these housings and, on the other hand, against the flat loss of the annular housing U mengaé in the frame of the machine. This frame which is extended by a V flange to which the entire joint system is fixed by means of bolts or W prisoners which pass through both the flange of the boot A and the intermediate plate D1.
It is understood, moreover, that it is possible to multiply the number of metal linings of sliding joints as much as one wishes according to the nature of the intended application and according to the pressure of the fluids.
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