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"ACCOUPLEMENT POUR TUYAUX ET APPLICATIONS ANALOGUES"
La présente invention concerne les accouplements de tuyaux dans lesquels un ou des organes annulaires d'assem- blage, accouplement ou serrage, est ou sont destinés à ap- pliquer de la pression surnune garniture interposée et, en même temps, à maintenir les éléments ou longueurs de tuyaux respectifs, en assurant ainsi un ou des joints étanches, le ou les éléments de tuyaux étant fermement maintenus sous la pression produite par des boulons ou autres organes pou- vant être utilisés pour maintenir l'accouplement dans la po- sition fermée.
L'invention vise, notamment, à éviter la séparation des éléments ou tronçons de tuyaux lors d'une dilatation ou d'une contraction des organes de montage des tuyaux sous des condi- tions variables de température, pour assurer un assemblage ou une séparation facile des éléments selon les nécessités, sans qu'il soit nécessaire de procéder à,une préparation spé- ciale des éléments ou tronçons de tuyaux.
Conformément à l'invention, des anneaux de métal con- tractibles sont placés sur les organes d'accouplement ou de serrage devant être rapprochés pour être soumis à la pres- sion, afin de serrer les extrémités des éléments ou tronçons de tuyaux respectifs devant être accouplas et d'appliquer une pression pour produire la compression de la garniture in- terposée sur ou entre les éléments de tuyaux, les organes d' accouplement ou de serrage étant fixés les uns aux autres par des boulons ou autres organes équivalents, destinés à appli- quer de la pression sur les extrémités respectives des élé- ments de tuyaux pour serrer ces extrémitéset pour former des joints garnis d'une manière étanche à la pression sur les ba- gues de joints interposés.
En outre, selon l'invention, afin que les anneaux métal- liques soient contractibles, ils présentent une forme ondulée avec des fentes radiales disposées transversalement en série alternant les unes avec les autres, les fentes alternées dis- posées transversalement étant respectivement fermées et ou- vertes sur les côtés opposés.
Ainsi, des fentes alternées d'une série sont fermées sur une face latérale de l'anneau et sont ouvertes sur la face latérale opposée, tandis que les fentes de la seconde série sont ouvertes sur la face latérale où les fentes adjacentes sont fermées, et fermées sur la face latérale où les fentes adjacentes sont ouvertes, de sorte que les périphérie externe et interne des anneaux métalliques ont ainsi une forme en zigzag, d@ fait que des fentes adjacentes sont ouvertes sur les côtés opposés de l'anneau, ce qui con- fère une caractéristique élastique à celui-ci.
Par une telle préparation des anneaux métalliques, ils sont appropriés à subir une réduction de diamètre sous la
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pression raoicale qui leur est imposée, telle que celle qui est appliquée par les bagues de serrage lors de la fermeture des fentes radiales respectives. L'élasticité ainsi conférée aux anneaux métalliques par les fentes est telle,,que les ba- gues de serrage ont pour effet d'amener les animaux métalli- ques à comprimer efficacement la garniture avant que ces an- neaux métalliques soient eux-mêmes comprimés autour des élé- ments de tuyaux ou autres pièces devant être accouplées.
La face latérale de chaque anneau métallique peut être rendue apte à être appliquée sur la garniture et peut être détalonnée ou inclinée dans le sens voulu pour augmenter la pression exercée sur la garniture. De façon analogue, la for- me des anneaux métalliques peut être telle par rapport à une forme de section triangulaire ou autre avantageuse de la ba- gue de joint adjacente qu'il soit formé un joint efficace avec les extrémités des éléments de tuyaux ou autres pièces, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un manchon de butée intermédiaire.
L'invention s'étend aux variantes de construction décri- tes ci-après.
Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples, sur les dessins annexés.
La fig.l est une coupe longitudinale partielle d'un ac- couplement de tuyaux du type boulonné.
La fig.2 est une coupe longitudinale partielle d'un ac- couplement de tuyaux du type à raccorda
La fige 3 est une coupe longitudinale partielle d'un ac- couplement de tuyaux destiné à l'assemblage d'un tuyau de cui- vre à 1'extrémité d'une pièce filetée de montage de tuyaux.
Lasfig. 4 et 5 sont respectivement une élévation d'ex- trémité et une coupe longitudinale partielle d'un accouplement de tuyaux destiné à maintenir un joint étanche entre les ex- trémités des éléments de tuyaux assemblés et à serrer ferme- ment ces éléments de tuyaux.
Les fige 6 et 7 sont respectivement une coupe transver- sale schématique et une élévation de l'anneau métallique con- tractible, puis la fige 7a montre cet anneau en plan partiel dans le sens indiqué par la flèche B de la fig. 7.
Les fig. 8 à 13 représentent une variante d'anneau métal- lique contrEctible.
La fige 8 est une coupe-élévation de l'anneau métallique contrac';ible.
La fige 9 est une élévation partielle de l'anneau vu dans la direction de la flèche A de la fige 8.
La fig.10 est une élévation partmelle de l'anneau vu dans la direction de la flèche B de la fig. 8.
La fige 11 est une élévation partielle de la bague de garniture destinée à être appliquée contre l'anneau métallique contractible de la fig. 8.
La fig.12 est une coupe-élévation de la bague de garhi- ture représentée à la fige 11.
La fig.13 est une coupesélévationpartielle montrant la bague de garniture montée sur l'anneau métallique contractible
Dans la mise en oeuvre de l'invention telle qu'illustrée à la fige 1, les anneaux contractibles respectifs a sont avan- tageusement en acier; ils comportent des faces latérales /a 1, a 1 et une surface cyliodrique interne s'ajustant à frottement sur les extrémités des éléments de tuyaux respectifs c, c de- vant être assemblés, sur lesquelles ils sont posés. La sur- face circonférencielle interne des anneaux métalliques parallèles
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contractibles a est ajustée à frottement sur les extrémités des éléments de tuyaux respectifs à assembler et peut avanta- geusement présenter des dents ou rugosités pour serrer les surfaces périphériques extérieures des éléments de tuyaux à accoupler.
Les surfaces périphériques extérieures des anneaux métal- liques contractibles a sont respectivement établies sous une forme conique, par quoi les extrémités plus profondes de ces anneaux sont disposées en sens contraire.
Chaque face latérale des anneaux métalliques contracti- bles a, représentés en détail aux fig. 6 et 7, est fendue ra- dialement, à des intervalles égaux, circonférenciellement de- puis les faces latérales opposées et les fentes A 2, a3 (fig.
7a), ainsi formées, sont pratiquées sur toute l'épaisseur de l'anneaux métallique alternativement depuis les faces latéra- les opposées sur une distance d'environ les trois quarts de la largeur de l'anneau métallique a, de telle façon que les fentes alternées a 2, a 3 sont ouvertes sur une face latérale et sont fermées sur la face latérale opposée, ce qui fait que les fentes sont avantageusement formées en nombre tel que l' épaisseur du métal entre ces fentes ouvertes sur les faces la- térales opposées respectives soit approximativement égale à un quart de l'épaisseur ou largeur de l'anneau métallique, de manière que l'épaisseur du métal s'étendant en zigzag sur tou- te l'étendue de l'anneau soit approximativement uniforme.
Les organes d'accouplement ou de serrage b ont à leurs extrémités intérieures, comme le montrent par exemple les fig. l, 3, une largeur supérieure à celle des anneaux contractibles correspondants a et comportent une face conique interne dont la position correspond à la face extérieure conique des an- neaux métalliques correspondants a.
La partie extérieure des organes de serrage respectifs b est percée parallèlement à l'axe, pour former un certain nom- bre de trous espacés pour les boulons b 1; ou bien, à titre de variante, les organes de serrage b peuvent être formés avec deux ou plusieurs pattes, qui sont percées de trous à boulons.
Un manchon de butée intermédiaire e, de forme ordinaire, est avantageusement dispoàé entre les anneaux contractibles a (figol) des deux organes d'accouplement ou de serrage b, avec interposition de bague de garniture d, en caoutchouc ou autre matière de garniture étanche, ayant de préférence une section triangulaire ou circulaire. Le manchon de butée e présente des faces de contact d'extrémité opposées inclinées 'en sens con- traires, ou présentant une conicité vers l'intérieur à partir de la face périphérique extérieure vers la face périphérique intérieure, puis sa face intérieure est, de préférence, de forme concave ou à conioité de sens inverse, de façon que les éléments de tuyau c, c à accoupler n'aient pas nécessaire- ment à être tout à-fait à l'alignement.
A moitié de la lon- gueur du manchon de butée e, on peut prévoir une bride e 2, di- rigée vers l'intérieur st faisant corps avec ce manchon',' cette bride pouvant être interposée entre les extrémités des élé- ments de tuyau a et déterminer ainsi la disposition du manchon e par rapport aux longueurs de tuyaux adjacents à accoupler.
- Lorsqu'on utilise l'accouplement représenté à la fig. 1, les pièces de serrage b et les anneaux métalliques contracti- bles a sont d'abord passés sur les extrémités des éléments de tuyaux correspondants c, c. Une bague de joint d est également passée sur chaque élément de tuyau entre l'anneau métallique contractible a et le manchon de but3e eo Ce dernier est ensuite placé sur l'extrémité d'un des éléments de tuyau et l'autre
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élément de tuyau est mis en place de façon que son extrémité puisse entrer dans le manchon de butée e et buter contre la bride e 2.
Les anneaux métalliques contractibles a sont ensuite amenés à proximité des extrémités respectives du manchon de butée e, de façon à emprisonner les bagues de joint d, puis les organes de serrage b sont ensuite montés sur les anneaux métalliques a et reliés par les boulons de serrage b 1. Lors du serrage des boulons b 1, les organes de serrage basent tirés l'un vers l'autre et, lorsqu'ils se rapprochent, ils entraînent avec eux les anneaux métalliques respectifs a, de sorte que de la pression est ainsi exercée sur les anneaux de joint d pour les amener en contact étroit avec les faces d'extrémité Inclinées du manchon de butée e.
Etant donné que les organes de serrage b continuentà se déplacer vers l'intérieur, lorsque les boulons b 1, sont serrées, les organes de serrage b, b glissent sur les anneaux métalliques respectifs a et les compriment pour fermer les nombreuses fentes transversales formées dans ces anneaux métalliques a et réduire leur diamètre jusqu'à ce que ces anneaux serrent fermement la surface extérieure des éléments de tuyaux c, c près des extrémités.
Il-est évident que l'on peut supprimer le manchon butée e si la garniture d est établie d'une forme convenable, comme, par exemple, sous celle d'une bague de joint à section triangulaire, qui peut être comprimée entre les faces latérales inclinées de façon correspondante des anneaux métalliques a.
Dans la mise en oeuvre de l'invention comme représenté à la fig.2, les organes d'accouplement ou de serrage b, b sont sensiblenent les mêmes que ceux représentés à la fig. I, sauf que' les organes d'accouplement ou de serrage b, b (fig.1) sont établis sous forme de manchons filetés extérieurement et comportant respectivement un filetage à droite et un filetage à gauche, pour venir en prise avec un manchon b 3, les entourant au-milieu du joint et comportant des extrémités taraudées ayant respectivement des filets à droite et des filets à gauche, de façon correspondant aux filetages à droite et à gauche des manchons b, b.
Les manchons filetés b, b (fig.2) comportent à leurs extrémités extérieures respectives une bride b 7, faisant corps avec eux, qui est de largeur telle que la périphérie extérieure des brides b 7 peut être conformée avec des faces extérieures hexa- gonales7 ce qui permet d'attaquer les manchons filetés b, b à l'aide d'un outil, pour les régler dans les positions nécessaires pour appliquer de la pression sur les bagues de joint interposées d, de section triangulaire ou autre, puis comprimer et déformer les anneaux métalliquesrespectifs a, en ménageant une cavité médiane intérieure b 5, dans laquelle sont logées les extrémités intérieures desmanchons filetés b 7 quand ils se déplacent vers l'intérieur,
pour appliquer une pression appropriée à déformer les anneaux métalliques a et à assurer un joint étanche au fluide sous pression.
Dans la mise en oeuvre de l'invention, telle qu'illustrée par la fig. 3, l'anneau métallique contractile a est utilisée pour l'assemblage d'un tube k, par exemple en cuivre léger, directement avec l'extrémité d'un tuyau ho A cette fin, l'extrémité élargi.e h 1 d'un tronçon de tuyau h est filetée pour recevoir l'extrémité taraudée d'un manchon de serrage !,dont une extrémité présente une forme conique allant en rétrécissant vers l'avant, la face du cône se trouvant sur l'extrémité anté rieure s'adaptant à l'angle formé sur la surface extérieure de l'anneau métallique a, comme décrit dans ce qui précède à l'aide
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des fig. 6 et 7; l'anneau métallique a (gig.3) est;
dentelé ou rendu rugueux sur sa surface intérieure, pour serrer effica- cement l'extrémité du tube en cuivre k, et une bague de joint 1 est interposée entre la face inclinée de l'extrémité élar- gie du tuyau h et l'extrémité de l'anneau métallique a, puis la bague de j6int 1 est supportée à l'extrémité du tube de cuivre k. La partie postérieure du manchon de serrage i pré- sente avantageusement une forme extérieure hexagonale,-ce qui permet de manoeuvrer commodément ce manchon, De cette façon, le manchon de serrage i peut être Tourné commodément pour ap- pliquer de la pression sur la bague de joint j et mer l'anneau métallique a et serrer l'extrémité du tube k.
Dans la mise en oeuvre de l'invention comme représenté dans .la construction des fig. @ et 5, les organes d'accouple- ment ou de serrage b,b sont assemblés de distance en distance par des boulons b l, comme dans la construction de la fige le
Les organes d'accouplement ou de serrage b, b comportent respectivement des segments b4, b5, b4, b5 faisant corps avec eux, les segments alternés étant formés Pane seule pièce en paires disposées en face l'une de l'autre avec les organes d'accouplement ou de serrage respectifs b, b.
Les faces de dessous des organes d'accouplement ou de serrage respectifs b sont inclinées vers l'extérieur, de chaque coté en b 8, pour venir en contact respectivement avec le dessus des anneaux métalliques contractibles a, dont les faces extérieures s'inclient vers l'intérieur près de leurs extrémités extérieures, ce qui fait que, lorsque les organes d'accouplement ou de serrage b, b sont tirés l'un vers l'au- tre, en faisant tourner les écrous b 11, les anneaux métal- liques contractibles 1 se rapprochent les uns des autres et viennent en contact avec les bagues de joint f, présentant une tête à section en forme de flèche aux extrémités extérieu- res des tubes c, c, pour être reliés, par quoi les faces in- ternes coniques respectives k 1,
viennent en contaot avec les faces externes inclinées des-bagues de joint f et les extré- mités des tronçons de tuyaux c, c sont serrées, les extrémi- tés des tronçons de tuyaux serapprochant les unes des au- tres, par quoi la bague de joint f est comprimée lorsque les faces intérieures inclinées k 1 se déplacent vers l'intérieur, un joint étanche étant ainsi établi et les extrémités des tronçons de tuyaux o étant fermement serrées en place.
Dans la fig. 5; les anneaux métalliques sont placés dans leur position partiellement fermée et, lorsqu'ils terminent leur mouvement vers l'intérieur,leurs faces antérieures k 1 viennent en contact étroit avec les faces inclinées extérieu- res de la garniture f et établissent un joint étanche à la pression. La continuation du mouvement vers l'intérieur de la pièce b comprime les anneaux contractibled a et produit un serrage sur les extrémités c des tuyaux.
Comme le montrent les fig. 8 à 13, l'anneau métallique a comporte, en a 3, une périphérie conique extérieure, faisant morps avec la partie a 2, ayant une périphérie cylindrique, et une face antérieure a 5, inclinée vers l'intérieur. L'an- neau métallique a (fig.8) présente une série de fentes a 6, ouvertes sur la face extérieure a 1 de la section de l'anneau, les fentes a 6 s'étendant jusque tout près de la face inclinée opposée a 5, tandis qu'une série de fentes radiales a 7 s'é- tend du côté intérieur jusque tout près du côté extérieur a 1 sur l'anneau. La face périphérique interne de l'anneau a 8 est rendue rugueuse ou dentelée pour serrer efficacement la face circonférencielle des tronçons de tuyaux.
Une bague de joint d 1, avantageusement faite en caoutchouc, ou comportant
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