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La détermination des dimensions et des formes des assemblages à brides dans Les tuyauteries et sur les récipients fait l'objet jusqu'aux époques les plus récentes de discussions approfondies des hommes de l'art, de la science et de l'industrie. L'une des raisons en est que les formes qu'on leur a données jusqu'à présent entraînent des dépenses qui ont une importance essentielle dans la réalisation d'un raccordement de tuyauterie ou d'appareils et d'accessoires. C'est ainsi, par exemple, qu'il n'est pas rare que pour le simple assemblage de deux éléments d'une construction il faille, avec la forme actuelle, un assemblage par brides dont le poids représente, suivant la pression et la température, jusqu'à 60% des organes de la construction.
La présente invention part du fait que les grandes dimensions de l'assemblage par brides usuel jusqu'à présent sont dues en premier lieu à ce que les brides doivent absorber un moment de flexion important.
Ce moment de flexion résulte de la force de serrage exercée par les bou- lons, force qui s'exerce, dans les assemblages connus jusqu'ici, avec un bras de levier égal à la distance qui sépare le centre du cercle des boulons du milieu de la surface de joint. Ce moment de flexion détermine alors non seulement les dimensions et le poids des brides, mais conduit également à une forme de bride qui est coûteuse, étant donné qu'il exige des congés de raccordement arrondis avec soin, à l'endroit où la bride se raccorde à la paroi du tuyau.
La présente invention est relative à un assemblage par brides pour tuyauteries et récipients avec un joint et boulons qui passent à travers des trous percés dans les brides, et elle consiste essentiellement en ce que les brides s'appliquent étroitement l'une contre l'autre de telle sorte que sur le bord extérieur des brides, il s'exerce un moment qui agit comme un moment contraire pour la contrainte de flexion qui se produit à l'endroit du raccordement de la bride avec le tuyau ou le récipient, que le diamètre du cercle diviseur des boulons ou des trous destinés à recevoir les boulons se trouve tout contre la paroi du tube , et que l'épaisseur et la hauteur de la bride ont été réduites, par rapport à celles des assemblages à brides en usage .jusqu'à. présent,
en fonction de la pression appelée à se produire dans la tuyauterie ou le récipient et du diamètre de la tuyauterie ou du récipient, par utilisation des possibilités données par la technique de la résistance. Il en résulte, suivant la pression et la température, une réduction d'environ 50% du poids de l'assemblage à brides. Les raccords entre tube et bride sont exécutés avec avantage, selon la présente invention, sans renforcement et on peut, selon la présente invention, utiliser, dans les assemblages à brides fixes, d'une manière avantageuse, une bride plate fixée par soudage, comme cela sera décrit en détail plus loin en regard des dessins joints.
Dans tous les cas, il est avantageux de placer les trous qui, dans les brides, reçoivent les boulons, à une distance si réduite de la paroi du tube qu'il ne subsiste entre l'écrou et la paroi du tube qui juste la place nécessaire à une clé pour la manoeuvre des écrous.
La présente invention peut être réalisée non seulement dans les assemblages dans lesquels les brides sont disposées de façon fixe aux extrémités des tubes ou sur le récipient, mais aussi, et avec un grand avantage, dans les assemblages dans lesquels des brides mobiles prennent appui contre des collets qui ont été obtenus soit par refoulement à l'extré- mité du tube et qui sont ainsi venus d'une seule pièce avec ce dernier, soit par fixation par soudage à l'extrémité du tube. Dans les assemblages de ce genre à brides mobiles, on réalise avec avantage la présente invention de telle sorte que les brides mobiles prennent appui l'une contre l' autre au-dessus ou en dehors des collets disposés aux extrémités des tubes.
Dans ce cas, on peut donner aux brides par exemple une forme dans le genre d'un étrier annulaire et les faire appliquer l'une contre l'autre par les branches extérieures de l'étrier.
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D'autres détails avantageux de linvention ressortent des dessins joints dans lesquels l'invention est représentée par quelques exemples d'exécution placés en regard des assemblages à brides connus jusque ici.
La figure I représente un assemblage de tubes du type connu jusqu'ici, à brides fixes.
La figure 2 représente un assemblage à brides selon l'invention.
La figure 3 représente une exécution connue d'un assemblage à brides mobiles.
La figure 4 représente un assemblage équivalent selon l'invention.
La figure 5 représente un autre assemblage connu à brides mobiles.
La figure 6 représente un assemblage à brides correspondant, exécuté selon l'invention.
Les figures 7 et 8 représentent la comparaison de l'agencement et des dimensions d'un assemblage connu jusqu'ici, à brides fixées par soudage, et d'un assemblage à brides selon l'invention.
Dans la figure 1 est représenté un assemblage à brides fixes selon l'exécution en usage jusqu'à présent. Le dessin permet de reconnaïtre non seulement Inexécution lourde des brides 1, mais aussi les raccordements coniques 2, d'une exécution difficile, entre bride et paroi du tube 3. Comme les brides 1 prennent appui l'une contre l'autre par l'intermédiaire de la languette 4, du joint 6 et de la rainure 5, il s'exerce sur elles par les boulons un moment de flexion qui correspond au bras de levier réalisé entre les surfaces d'appui et le point d'attaque des boulons.
Dans la représentation selon la figure 2, les brides, qui ont reçu une forme selon la présente invention, s'appliquent l'une contre l' autre par êtes surfaces continues de telle sorte que sur le bord extérieur des brides 1 il s'exerce, lorsqu'on serre les boulons qui assemblent les brides, un moment qui exerce son action dans le sens d'un moment contraire aux contraintes de flexion qui se produisent à l'endroit du raccordement des brides 1 à la tuyauterie 3. Les brides 1 ont, dans un assemblage de tubes de ce genre selon l'invention, des dimensions en hauteur et en largeur qui ont été réduites, par utilisation des possibilités résultant de la suppression de cette contrainte par flexion, sur la base du calcul effectué en tenant compte du diamètre de la tuyauterie 3 et de la pression qui doit s'y produire.
L'emploi de raccordements spéciaux entre la paroi 3 du tube et les brides 1, comme il en a été représenté en 2 dans la figure 1 peut également être supprimé dans la présente invention. Dans l'exemple d'exécution selon la figure 2, les brides 1 sont exécutées sous la forme de brides plates qui sont reliées à titre de sécurité supplémentaire à la paroi 3 du tube par des cordons intérieurs 7 de soudage et éventuellement des cordons-extérieurs 8. Leurs talons intérieurs 9 peuvent présenter un évidement 10 dans lequel peut être logé un joint 11.
La figure 3 représente un assemblage à brides avec collet et brides mobiles d'un type connu. Les brides mobiles 1 ne prennent appui en l'espèce que par leur arête inférieure entre les collets 12 des tubes 3 et sont, par conséquent, exposées à une grande contrainte par flexion.
Dans la-figure 4 est représenté un assemblage à brides selon l'invention. Dans ce cas, les brides 1 passent autour des collets 12 des tubes 3 par des talons annulaires 13 qui s'appliquent l'un contre autre par toute leur surface en bout. Par rapport aux assemblages connus de ce genre pour les tubes, comme celui qui est représenté dans la figure 3, on obtient avec la forme d'exécution selon l'invention représentée dans la figure 4, une réduction de poids des deux tiers environ.
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La figure 5 représente un assemblage à brides mobiles et col- lets pour des pressions faibles et moyennes. Dans cet assemblage connu, les brides 1 prennent appui par leur surface inférieure contre des collets
14 fixés par soudage et qui à leur tour s'engagent l'un dans l'autre par une languette 4 et une rainure 6, avec intercalation d'un joint élastique
5. Il résulte dans ce cas, pour les collets et les brides, des dimensions considérables. Un assemblage de ce genre peut être réalisé suivant le prin- cipe de la présente invention comme le montre la figure 6. Dans ce cas, les brides 1 ont la forme d'étriers annulaires et prennent appui l'un con- tre l'autre directement à l'extérieur par leurs branches 15.
Le joint 16 qui est un joint en caoutchouc en forme de coin est disposé dans une gor- ge intérieure ménagée dans les collets 14 fixés par soudage. L'économie de poids et de matière obtenue par la disposition selon la figure 6 par rapport à cella de la figure 5 est évidente. De plus, un assemblage à bri- des de ce genre comme le montre la figure 6 est particulièrement avanta- geux également par le fait qu'il est très peu encombrant. Cela présente une importance technique considérable de même que dans l'exploitation, par exemple pour les conduites d'air comprimé des mines ou encore par exem- ple dans la construction des ponts tubulaires comprenant un grand nombre de canalisations tubulaires, par exemple dans les raffineries.
Dans les figures 7 et 8 sont placés en regard deux exemples précis d'exécution d'un assemblage à brides du type connu, d'une part, et d'un assemblage selon l'invention exécuté d'une manière correspondante, ces exemples étant représentées à l'échelle sous la forme d'une coupe d'une demi-tuyauterie. Les deux assemblages pour tubes sont calculés pour un diamètre de tube de 400 m/m. en chiffre rond et une pression effective de 100 atmosphères à l'intérieur de la tuyauterie. Pour un assemblage de ce genre pour les tuyauteries, il faut, d'après les normes industrielles allemandes, faire usage de ce qu'on appelle une bride soudée ayant la for- me et les dimensions représentées dans la figure 7. Cette bride soudée a un diamètre intérieur de 367 m/m., comme le montre le dessin.
Si on se base dans le calcul sur une fatigue admissible, d'après les données actuel- les, de 12 kg/mm2, il faut aléser cette bride à 389 m/m. Les frais correspondants doivent etre ajoutés à ceux qui proviennent de l'excédent de poids et à ceux qui sont dûs à la difficulté de fabrication du raccordement coni- que 2.
Dans les assemblages pour tuyauteries représentés dans la figu- re 8, et destinés à la même pression intérieure et ayant les mêmes dimen- sions pour les tubes à assembler, on;, utilise aux extrémités 1 des tubes une bride plate 1 exactement calculée en ce qui concerne sa hauteur et son épaisseur et telle qu'elle est également représentée dans la figure 2. Cet- te bride 1 a un poids qui n'est que le tiers du poids de la bride soudée selon la figure 7 et des dimensions qui sont également le tiers de celles de cette dernière bride, et sa forme est simple et facile à obtenir. Les écrous et les têtes 16 des boulons sont rapprochés de la tuyauterie 3 dans toute la mesure qui permet encore le passage de la clé autour de ces écrous.