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"Perfectionnmenets aux joints de tuyaux".
La présente invention se rapporte aux joints de tuyaux. Le principal objet, de l'invention est un joint de tuyau, simple et éconcomique que l'on peut assembler et fermer complètement avec un minimum de manipulation.
Conformément à l'invention, on utilise du caoutchouc comme garniture permanente et l'on
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forme un joint qui dispense d'utiliser toute autre matière pour l'étanchéité.
D'autres buts et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante qui se rapporte, à titre d'exemple, à des modes d'exécu- tion préférés de l'invention.
Sur le dessin annexé, la figure 1 est une coupe longitudinale d'un joint de tuyau exécuté con- formément à l'invention;
La figure 2 est une coupe longitudinale montrant, avant leur assemblage, la position relative des éléments d'un joint qui viennent en prise;
La figures 3, 4, 5 et 6 montrent diffé- rentes sections de garnitures;
La figure 7, enfin, est une vue latérale avec coupe partielle d'un. tuyau présentant un manchon ou organe femelle et un organe mâle, tels que ceux qui sont représentés sur la figure 1.
Dans la recherche pour réduire les frais de construction des joints de tuyaux et ceux de l'ins- tasllation de tuyauterie, on a, pendant longtemps, dési- ré obtenir un joint de tuyau que l'on puisse achever en juxtaposant les éléments de joints de deux tuyaux que l'on unit. Tous les produits, ou presque tous les produits construits à cet effet ont conduit à des échecs et on a constaté fréquemmet que pour rendre les joints sûrs un travail supplémentaire ou un finissage imprévu étaient nécessaires. D'une façon générale, les efforts faits jusqu'à présent n'ont pas reçu d'application, par suite de raisons qui xoe ont donné lieu à des dépenses imprévues ou par suite de l'utilité limitée des produits proposés.
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Le joint, objet de l'invention. ne com- porte qu'une seule garniture d'étanchéité et sauf pour la formation proprement dite des éléments de joint, le montage préliminaire de la garniture d'étanchéité et l'assemblage des organes que l'on désire unir, il ne reste rien à faire pour achever le joint. L'organe mâle et l'organe femelle sont pourvus de moyens qui permettent de comprimer la garniture d'étanchéité lorsque les deux organes sont rapprochés et assemblés et les mêmes organes emprisonnent complètement la gar- niture d'étanchéité autant qu'il est possible dans des conditions d'exécution pratiques.
Lorsque le caout- chouc est maintenu à l'état comprimé, il constitue une garniture excellente empêchant le passage de fluide et l'organe mâle, ainsi que le manchon. objet de l'invention permettent d'utiliser le caoutchouc com- me joint permanent en emprisonnant ainsi le caoutchouc à l'intérieur du joint, de manière à réduire sensible- ment les facteurs que l'on considère comme des obstacles à l'utilisation du caoutchouc à cet effet. Des agents d'étanchéité supplémentaires ne sont pas nécessaires et il se produit une économie considérable due à ce fait seul. En outre, sans sacrifice de solidité, le joint objet de l'invention permet une économie appré- ciable de main d'oeuvre pour la fabrication des tuyaux en particulier en béton.
Sur la figure 1 on montré en coupe longi- tudinale un joint établi conformément à l'intention.
D'une façon générale, le joint comporte un organe mâle 10 et un organe femelle ou manchon 11 comportant un élément mâle 12 et un élément femelle 13 respectivement.
Comme le montre la figure 7, chaque tron- çon de tuyau est pourvu d'une extrémité métallique à
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métallique élément mâle et dune extrémité/à élément femelle.
L'organe mâle 12 et l'organe femelle 13 sont montés aux extrémités opposées d'un tube métallique 14.
Sur le tube métallique 14 sont fixés l'organe métal- lique mâle et l'organe métallique femelle, de façon à fornier un tube métallique de la longueur complète du tronçon de tuyau. Bien que l'invention soit ap- plicable à des tuyaux métalliques, elle est particu- lièremnt appropriée à la réduction des frais de fa- brication des tuyaux en béton ou en une autre matière qui est plastique à l'origine, mais qui durcit ensuite.
Sur les figures 1 et 7 on a montré: l'ap- plication de l'invention à un tuyau en béton pourvu d'une armature métallique. Pour des raisons qui appa- raîtront plus clairement dans ce qui suit, il suffit que l'organe mâle 12 soit fixé sur le tube d'une façon suffisamment sûre pour maintenir ledit organe mâle dans sa position sur le tuyan. A cet effet, il n'est pas nécessaire de souder l'élément mâle sur le tuyau sur toute sa circonférence et le mode d'exécu- tion le moins coûteux, consistant µ. espacer les points de soudure, peut être. utilisé. Une série de points de soudure comme ceux qui sont désignés par 15 suffi- sent pour maintenir l'organe mâle en position sur le tube et l'anneau 26 sur l'extrémité externe du tube peut être maintenu en place de la même façon.
L'es- pace compris entre l'organe mâle 12 et l'anneau 26 est destiné à recevoir une garniture élastique et en raison du fait que .la garniture élastique appuie directement sur le tube, il est nécessaire d'établir des joints étanches à l'eau entre le tube et les deux anneaux 12 et 26.
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Pour les tuyaux en béton de grandes dimensions, il est préférable d'utiliser une armature métallique supplémentaire, pour renforcer les tuyaux; et les anneaux associés auxdits tuyaux; à cet effet on peut utiliser des tiges ou rubans de renforcement.
Une telle armature supplémentaire de renforcement est représentée à titre d'exemple sous forme de tiges de renforcement longitudinales 16 et de tiges de renforce-
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me1iJ:.t, oirconférentiellesl? pour le corps principal du tuyau, ainsi que de% tiges de renforcement longitudi- nales 18 et des tiges de renforcement circonféren- tielles 19 pour le manchon.
Lorsque le joint est fermé aucune partie du tube n'est soumise aux agents exté- rieurs, sauf le tuyau lui-même parce que le côté de l'organe mâle 12 le plus éloigné de l'extrémité du tuyau est noyé dans du béton et que la. surface portante 22 vient en contact avec la. surface portante 23 du machon, D'autre part, l'épaisseur de l'organe mâle assure une protection efficace au tube et contribue à augmenter la rigidité et la. solidité dudit organe.
Le diamètre de la surface extérieure 22 de l'organe mâle 12 et le diamètre de la surface in- terne 23 du manchon 13 ont des dimensions qui permet- tent aux deux organes de s'emboîter exactement et de former un joint aussi étroit que possible dans des conditions pratiques. L'emboîtement ne doit pas être si précis qu'il implique des difficultés inutiles lorsqu'on unit l'organe mâle et le, manchon, mais il doit être tel qu'il protège la garniture contre les agents extérieurs et qu'il permette le centrage de l'organe femelle sur l'organe mâle de façon uniforme sur tout l'espace occupé par la garniture 25.
la gar- niture est en une matière élastique et en maintenant uniforme l'espace dans lequel elle est confinée, on
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l'amène à exercer une pression uniforme.ayant pour effet l'étanchéité sur toute la circonférence du joint.
A l'extrémité mâle du tube cylindrique 14 est fixé un anneau 26 qui se trouve à une distance telle de l'organe mâle 12 qu'il permette de loger la garnitu- re 25. Comme dans le cas de l'organe mâle 12, l'anneau 26 ne doit être soudé sur le tube qu'à certains intervalles le long de sa circonférence. Ceci réulte du fait que seule l'étanchéité du joint produite par la garniture élastique 25 est nécessaire. L'étanchéité s'effectue'complètement au niveau de la garniture entre le tube. 14, la garniture 25 et le manchon 13.
L'extrémité libre du manchon 13 est pourvue d'une garniture évasée 27 dirigée vers l'ex- térieur, à partir de la surface cylindrique 23. Cette partie évasée sert à comprimer la garniture 25 pour l'amener dans la rainure circonférentielle, entre l'organe mâle 12 et l'anneau 26, lorsque l'élément mâle et le manchon sont assemblée.
Sur la figure 2 on montre la position relative de l'organe mâle 1. et du manchon, avant que le joint ne soit fermé. L'organe mâle et le manchon sont représentés fixés sur leurs tubes respectifs.
Le béton et les tiges de renforcement représentés sur la figure 1 ont été supprimés sur la figure 2 et il est clair que l'invention peut être appliquée à d'autres types de tuyaux tels que ceux qui sont entiè- rement en acier ou en fonte par exemple. le joint devient hermétique automatique- ment lorsque le manchon est mis en place sur l'ergane mâle, ou lorsque.. l'organe mâle est mis en place dans le manchon et on peut utiliser pour la garniture toute matière présentant les propriétés d'élasticité et d'é-
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tanchéité du caoutchouc. Toutefois, on préfère uti- liser le caoutchouc et une des qualités du joint est qu'il réalise une protection pour la garniture contre l'influence des agents atmosphériques, grâce à quoi on peut utiliser ce corps pour des garnitures permanentes.
On remarquera que l'on peut tirer avantage de la. possibilité de l'utilisation du caout- chouc comme garniture permanente pour les tuyaux en béton coulé dépourvus de tubes en acier et d'anneaux en acier dans l'organe mâle et dans le manchon.
La garniture peut être faite à pied d'oeuvre en coupant une bande de caoutchouc d'une longueur telle que lorsque les extrémités sont assem- blées l'anneau formé soit étiré quand on l'applique sur l'élément mâle. Les extrémités de la bande de caoutchouc peuvent être collées ou assemblées par des moyens mécaniques, par exemple par une lacage en fil métallique et l'anneau ainsi formé peut être glissé ensuite au-dessus de l'extrémité de l'élément mâle ou anneau 26, ledit anneau de caoutchouc étant introduit dans la rainure circonférentielle prévue à cet effet. Un anneau fermé en caoutchouc moulé et de dimensions voulues répondrait également au but.
L'anneau 26 maintient l'anneau de caoutchouc à l'in- térieur de la rainure précitée pendant que les tuyaux sont placés en position immédiatement avant leur assemblage.
Afin de réaliser une étanchéité efficace, il est nécessaire que la formé et la section de l'an- neau élastique soient telles qu'elles aient pour conséquence qu'une force d'expansion soit exercée sur les surfaces opposées du manchon et de l'organe mâle lorsque le joint est fermé. Une force d'expansion
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suffisante peut être obtenue en prenant pour l'anneau une matière dont la section est plus grande que celle de l'espace annulaire formé par la rainure circonférentielle précitée et par la surface de fer- meture 23 du manchon ou en donnant à la matière une section elle qu'elle exige une déformation avant qu'on puisse l'emprisonner dans l'espace annulaire en question.
On a obtenu de bons résultats en utie lisant du. caoutchouc ayant une section rectangulaire égale à la section rectangulaire de l'espace annuè laire. précitée sauf qu'on utilise une quantité de caoutchouc légèrement plus grande que celle qu'il serait nécessaire pour remplir ledit espace annulaire sans compression. Le léger excès de caoutchouc est comprimé et refoulé à l'extérieur de l'espace annulaire le long de la surface 23 du manchon.
Grâce à ses proportions par rapport à l'espace annulaire, la garniture remplit ledit espace et réalise une étanchéité efficace qui empêche toute sous l'action de fuite, sous l'action de qui s'exerce par expansion sur les parois qui emprisonnent la garniture.
Lorsque ce joint est assemble, la. gar- niture de caoutchouc résiste au rapprochement du manchon et de l'organe mâle. La surface évasée 27 à l'extrémité ouverte du manchon sert à com- primer la garniture à l'intérieur de son espace annulaire, lorsque le manchon et l'organe mâle sont rapprochés. L'inclinaison de la surface évasée est telle que la résistance engendrée par la gar- niture soit vainçue graduellement à mesure que les deux tronçons de tuyaux sont assemblés et il n'y a
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aucune tendance à séparer la garniture de son loge- ment ou à endommager laditegarniture.
On a obtenu : aussi de bons résultats en utilisant une garniture dont la section est circulaire, comme celle que re- présente la figure 3. La. section de cette garniture peut être approximativement égale ou inférieure à la section de l'espace annulaire. Le rapport entre la section circulaire de la garniture et la section rec- tangulaire de l'espace annulaire peut être évalué en examinant la figure 2. La section la plus petite pour une garniture à section circulaire est limitée par l'effet d'étanchéité que l'on peut obtenir. La déformation de la forme circulaire, lors- que l'on assemble le manchon et l'organe mâle, provo- que elle-même par expansion une force telle sur les parois de retenue de l'espace précité que l'effet d'étanchéité désiré est obtenu.
Pour démontrer l'effet de la section et de la forme de la garniture, on a représenté d'autres formes de section sur les figures 4, 5 et 6.
Sur la figure 4, la garniture présente une partie inférieure rectangulaire et une partie supérieure convexe. Là largeur de la. section devrait, dans ce cas, être inférieure à la largeur de l'espace annulaire pour permettre le logement (dans la rainure) de la matière contenue dans la partie, convexe supérieure, lorsque ladite partie supérieure est aplatie par la surface cylindrique du manchon.
Sur la figure 5 on a représenté une autre forme de section pour la garniture, forme dans laquelle le périmètre extérieur entoure une surface plus grande que celle de la sedion repré- sentée sur la figure 4. Le volume de matière con-
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tenue dans les garnitures présentant les sections représentées sur les figures 4 et 5 peut toutefois être sensiblement le même par suite de la présence d'un trou ou espace vide dans la garniture dont la section présente le périmètre le plus long. La même façon de compenser les différentes section et les différentes formes de garniture peut être ap- pliquée à des garnitures d'autres former. On a. représenté sur la figure 6 une garniture à section circulaire dont la section est plus grande que la section circulaire représentée sur la figure 3.
Mais les surfaces pleines dans les deux formes d'exécution sont sensiblement les mêmes par suite du trou ou espace vide qui se trouve à l'intérieur de la surface présentant le plus grand périmètre.
Comme on le voit sur la figure 1, le joint permet une protection complète pour la. garniture à partir de l'extérieur dudit joint et il réalisa aussi des. conditions qui rendent recommandable l'utilisation du caoutchouc pour les garniture. Le degré d'ajustement entre la surface externe de l'organe mâle et la surface interne du manchon est tel qu'il intercepte la communication de l'espace annulaire, renfermant le caoutchouc, avec l'extérieur.
La garniture¯est protégée contre les éléments extérieurs et l'occasion d'une détério- ration est sensiblement écartée, en raison du fait que le caoutchouç peut être/Terme ainsi complètement et protégé contre la détérioration et en raison du fait qu'il constitue par lui-même un joint gerné- tique aucune .autre garniture d'étanchéité n'est nécessaire.
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" onf 1.e.. p.onf e,cti.on est achevée du joint est achevée lorsque les deux tronçons.du tuyau sont rapprochés avec la garniture mise en place. On remarquera sur la figure 7 que le fait d'établir le tube 14 et le manchon 13 en une seule pièce permet de réa- ,- dans un un tube . liser/un tuyau en béton un t en acier continu d'un bout du tronçon de tuyau à son autre bout... Les conduits en acier des tronçons reliés les uns aux autres se recouvrent aux extrémités ou ils forment joint, à la façon représentée sur la figure 1 et ceci a pour résultat un conduit qui est assuré contre les fuites, indépendamment des masses de béton qui forment l'intérieur et l'extérieur de chaque tronçon de tuyau.
Il s'ensuit que tandis que les revêtements de béton à l'intérieur et à l'extérieur sont sensible- nient sans solution de continuité dans une tuyauterie, il ne peut pas se produire de fuite par suite de défaut dans le béton, ou par suite d'une avarie au dit béton.
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