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BREVET D ' INVENTION Système de raccordement démontable à usages multiples pour tuyauteries
La présente invention corcerne un système de raccor- dement pour tuyauteries.. Ce système a pour but d'assurer une liaison mécanique entre deux éléments consécutifs d'une tuyau- terie. Haie! ce systèmo a surtout pour but de permettre la misa en place amovible sur la tuyauturio d'un appareil assurant une fonction déterminée et le remplacement rapide.. avec des opérations de démontage aussi réduites et simples que possible de cet appareil par un appareil d'un autre type, assurant une autre fonction.
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E. ",., cr. Le mot " aippareil " doit ttre pria 16i dans son sens le plus général comme on le verra par la suite, à l'exclusion
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toutefois des robine1.s à boule qui sont situés en dehors du champ de la présente invention.
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Il arrive fréquement sur les tuyauteries industriel- les qu'il soit nécessaire d'introduire des appareils tels que des obturateurs, ou de:? voyants indiquant le sens de circula- ,: tien du courant, ou des appareils do mesure. Il est fréquent aussi de désirer, de façon temporaire, filtrer le liquide
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o c. cu1 ant dans la tuyauterie.
A l'heure actuelle, la mise en
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placez de ces appareils eut assez compliquée et surtout le rem- .placement d'un appareil par un autre nécessite une adaptation
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f1:).J:: .La tuyauterie àe sorto que les opérations de montage et de démontage sont longues, fastidieuses et onéreuses.
Le système de raccordement visé par l'invention a
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$9il" Co systèntc de raccordement comprend deux brides en rc;gazei portées par les deux éléments de la tuyauterie et reliées entre elles par des tirants répartis autour do l'axe.
Suivant l'invention, ce système est caractérisé en ce '-.'qu'il comprend un raccord tubulaire inséré de manière amovible entre lofs deux brides.pressé entre collos-ci et prenant un ppui longitudinal sur deux tirants adjaccnts, l'ensemble des tirants étant réparti autour du raccord sans Io traverser, ce raccord faisant partie d'une collection de raccords intor-
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s dans les faces terminales desquels sort logés des joints d'étanchéité annulaires qui au repos font légèrement saillie par rapport à ces faces, les raccords d'une même
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ocl3action comportant des organes intérieurs différents et 'constituant ainsi des appareils différents, pouvant être
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indifféremment substitués lea uns aux autres par mise on place entre les brides et calage sur certains dos tirants roliant celles-ci.
Lo système de raccordement prévu par l'invention permet ainsi d3 mettre en place sur la tuyauterie, et d'échanger de façon très simple et très rapide, les divers raccords de la collection qui, de préférence, présentent des structures très varias.
L'invention pormot en outra la réalisation d'un système de raccordement transformable à volonté de façon très rapide et sans interrompre la continuité mécanique de la tuyautarie.
Do préférence, il est prévu que l'écar ement relatif do deux tirants opposés à ceux qui servent d'appui au raccord soit supérieur à la largour de ce dernier. On peut ainsi mettre en place ou retirer les différents raccords do la collection on desserrant les écrous de fixation des tirants, mais sans retirer ceux-ci.
Le collection des 'raccords comprend avantageusement au moins deux raccords présentant les structures différentes suivantes : .. Lo corps du raccord est divisé en deux chambres non- communicantes par una cloison obturatrice, ca qui permet une séparation absoius antrd los deux éléments de la tuyauterie.
- La corps est percé d'un conduit radial, permettant notamment le montage d'un instrument de mesure, tel que manomè- tre ou thermomètre, Salon un réalisation particulière, il
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oontient un diaphragme créant un étranglement sur la tuyauterie et il est percé de deux .conduits débouchant respectivement en amont et on aval du diaphragme, Ces conduits constituent des prises pour lu branchement d'un manomètre différentiel.
- Le corps contient une crépine de filtre amovible.
- Le corps est réalisé en une matière translucide ou transparente et sert de regard, Dans ce cas il peut conte- nir une bille attachée à un lien et qui permet de vérifier visuel- lement la circulation du fluide.
- Le corps contient un clapet de retenue permettant le passage du fluide dans un seul bons. En particulier le cla.. pet de retenue' comporte une soupape pourvue d'un joint et qui est portée par une tige montée à coulisse, ou'bien il comprend une bille déplaçable axialement entre un siôge et une butée.
Suivant une autre réalisation, le raccord comprend deux corps de structure interne différente et solidarisés par une tige de liaison transversale.
Suivant uno autre particulerité encore do l'invention, au moins l'un des tirants reliant entre elles les brides oppo- sées de la tuyauterie est muni d'un dispositif de serrage rapide à commande manuelle tel qu'une cerne à excentrique pourvue d'un levier de manoeuvre,
Aux desnins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs,
La Fig. 1 ect une vue en coupe transversale d'une tuyauterie pourvue d'un raccord conforme à l'invention, la coupe étant effectuée suivant 1-1 de la Fig. 2.
La Fig. 2 est une vue en coupe longitudinale sui- vant 11-Il de la Fig.j 1 du raccord et d'une partie de la tuyauterie,
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La Fig. 3 est une vue en coupe longitudinale du raccord, la tuyauterie n'étant pas coupée, les tirants anté- rieurs étant supposés retirés et la bride de gauche n'étant pas serrée.
La Fig. 4 est une vue analogue en coupe longitudi- nale d'une autre version du raccord.
La Fig. est ure vue similaire d'une nouvelle réali- sation du raccord.
La Fig. 6 montre un raccord tubulaira transparent isolée l'un des joints étant supposé retiré.
La Fige 7 est une vue en coupe longitudinale d'un raccord tubulaire transparent contenant un indicateur de circu- lation du fluide.
La Fige 6 est une vue similaire d'un raccord analogue comportant un autre type d'indicateur.
La Fig. 9 est la coupe axiale d'un raccord tubulaire avec clapet de retenue à soupape.
La Fig, 10 est la coupe suivant X-X de la Fgi. 9, à échelle réduite,
La Fig. 11 est la coupe axiale, à échelle différente, d'un raccord avec clapet de retenue à bille.
La Fig. 12 est la coupe axiale d'un raccord compor- tant deux corps interchangeablen de structures différentes.
La Fig. 13 et, à échelle réduite, la vue de face du raccord de l.a Fig. 12, monté entre les brides de fixation.
La Fig. 14 est, à échelle différente, la coupe axiale d'un raccord monté entre les brides de fixation et correspondant à une variante concernant à la fois le raccord et les tirants.
La Fig. 15 est une vue en élévation latérale avec
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coupes partielles d'un raccord tubulaire comportant un diapo- sitif de serrage rapide, le corps étant montré en position desserrée sur la moitié supérieure de la figure et en position serrée sur la moitié inférieure.
La Fig. 16 est une coupe partielle suivant XVI-XVI de la Fig. 15.
En se repartant aux Fig. 1 et 2 des dessins annexés, on voit en 1 les deux éléments d'une même tuyauterie entre les- quels est monté le système de raccordement prévu par l'invention.
Ce système comprend en premier lieu des brides 3 de fonte sensi- blement trapézoïdale dans \'exemple considérée fixées par des filetages 2 sur les éléments 1. Les brides 3 sont disposées en regard l'une de l'autre et sont réunies par des tirants longi- tudinaux comprenant dans l'exemple décrit une paire de tirants inférieurs 4a et une paire de tirants supérieurs 4b. Les ex- trémités filetées de ces tirants reçoivent des écrous 5. Entre les deux brides 3 en regard prend place, de manière amovible, un raccord 6 qui appartient au système de raccordemetn et fait partie d'une collection de raccords de dimensions compa- tibles mais de structure interne différente.
L'écartement intérieur d des tirants 4a est inférieur au diamètre 2R correspondant à la largeur maximale du corps 7 tandis que l'écartement relatif D des tirants 4b est supérieur à la grandour 2R.
Le dimensionnement des pièces est de plus tel qu'au repes, lorsque le corps tubulaire 7 du raccord 6 vient en appui' tangentiel sur les tirants 4a, le canal 8 du corps 7 soit en regard des éléments d tuyauterie 1.
Le corps 7, dans l'exemple particulier représenté, est percé d'un canal axial 8 dans lequel est fixée par
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soudage, collage ou tout autre moyen, une cloison 9 séparant le canal 8 en deux compartiments étanches, indépendants l'un de l'autre.
Le corps 7 présente sur ses faces terminales 11 des gorges annulaires 12 dans lesquelles sont logés des joints eou- ples et compressibles 13, d'un type annulaire à surface exté.. rieure bombée, Les dimensions respective? des gorges 12 et des joints 13 sont telles qu'au repos ces derniers font très légè- rement saillie relativeuent aux daces 11. Par exemple la exil- lie peut être de 1 à 2 millimètres au point de plus grands flèche rolativement à la face 11. Dans l'une des chambres telle que 10a débouche d'autre part un conduit radial 15 terminé par un orifice taraudé 16.
Dans cette version la cloison 9 est destinée à assurer une séparation absolue entre les deux éléments 1 de la tuyau- teri. Le conduit radial 15 et l'orifice taraudé 16 peuvent permettre le montage amovible d'un instrument de mesure tel que thermomètre ou manomètre ou encore d'une conduite en dérivation venant se brancher sur l'orifice 16 ou enfin on peut prévoir simplement la pose d'un bouchon fileté, vissé dans 3,Edit ori- fice et qui assure la fermeture étanche du corps 7.
On comprend qu'en raison de l'écartement D des ti- rants 4b, il soit possible une fois que les écrous 5 sont desserrés at qua les brides 3 sont légèrement écartées l'une de l'autre, comme le montre la Fig. 2 pour la bride do gauche, d'entrer ca de sortir à volonté le raccord 6. Si la conduite est horizontale comme dans le cas de l'exemple figuré, il n'et même pas nécessaire pour maintenir le raccord 6 que les brides 3 soient serrées l'une contre l'autre. Ce raccord est simplement posé sur les tirants 4! et prend directement
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appui sur eux.
La structure prévue permet ainsi de monter et de déposer très aisément le raccord. Les opérations peuvent être effectuées sans nécessite d'enlever aucun des tirants, Pour assurer l'étanchéité, il suffit de visser les écrous 5 de manière à rapprocher les brides 3 qui compriment les joints 13 jusqu'à ce que les brides viennent pratiquement en Appui contre les faces terminales 11 du corps 7.
La collection des raccords 6 est de préférence prévue pour couvrir les fonctions les plus variées, comme or. va le voir. Néanmoins ces raccords sont tous intarchangeables sans nécessiter de démonter les tirants ni les brides de la tuyauterie.
Dans la réalisation de la Fig. 3, le raccord 6A mis en place joue le rôle habituel d'organe tubulaire de liaison entre les deux éléments de la tuyauterie pour permettre la circulation du liquide, la cloison 9 étant ici supprimée. Par contre ce raccord porte dans l'orifice taraudé 16, la monture filetée 22 d3 l'instrument de mesure 21 dont on a schématisé en 23 l'aiguille indicatrice. L'instrument 21 peut être par exemple un thermomètre ou un manomètre ou tout autre appareil dé mesure en relation avec le fluide circulant dans la tuyauterie.
La collection comporta avantageusement un raccord tel que celui montré en 6B à la Fig. 4 et qui permet le montage d'un manomètre différentiel non figuré. Dans ce cas le coips 7 du raccord 63 comporte dans. son canal inté- rieur 8 un diaphragme 31 maintenu par une bague 32 qui porte un joint souple 33 en légère saillie relativement à la fae ter- minale 11 du corps, Le diaphragme 31 est percé d'un trou 34 de plus faible section que le canal 8. Dans le corps 7 sont
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pratiqués deux conduits radiaux 35, 36 ébouchant respective- ment en amont et en aval du diaphragme Peur permettre la communication du conduit 35 avec ce canal, la bague 32 est percée d'un orifice 37.
On peut monter dans les parties ter- minales taraudées des conduits 35, 36 des tubulures aboutissant respectivement aux entrées haute et basse pression du mano- mètre différentiel.
Un troisième type de raccord 60 (Fig. 5) est creusé suive une chambre intérieure 41 dans laquelle pénètre une crépine de filtre 42 montée de manière amovible dans le raccord 6C.
A cette fin elle présente sur son pourtour un rebord 43 qui , prend appui su r une collerette 44 du raccord 6C. Le rebord 43 porte un joint 45 en légère saillie relativement à la face terminale du raccord et assure, lorsqu'il est comprimé par la brido 3 située en regard, le maintien rigide de la crépine 42.
Entre les deux brides 3 de la tuyauterie, on peut encore placer des raccords de diverse nature.
Ur quatrième type de raccord 6D (Fig. 6) est réalisé en matière transparent:, par exemple en verre dénommé Pyrex.
La structure cylindrique de ce raccord est la même que précé- demment. En particulier, dans les gorges annulaires 12 pren- nent place des joints 46. Ces derniers sont bombés sur leur face externe et ils présentent sur leur face interne destinée ! à venir en appui sur le fond de la gorge 12 un ensemble de stries 47. Lorsque le joint est comprimé dans la gorge 12 sa ' face bombée est légèrement on saillie relativement à la face terminale 11 du raccord mais les stries 47 comprimées assu- rent une plus grande élasticité aux joints 46, éditant ainsi des pressions pouvant entraîner l'éclatement de la gorge 12.
Le raccord 6D permet de contrôler visuellement
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la circulation du liquide à l'intérieur du raccord ou l'aspect de ce liquide.
Dans le cas où le fluide contenu dans la tuyauterie est entièrement transparent ou bien lorsqu'il est constitué par un gaz ou une vapeur et qu'on désire néanmoins apprécier la circulation do ce liquide, on doit utiliser un raccord du genre représenta aux Fige 7 ou 8.
Dans la version de la Fige 7 le raccord 6E est en verre ou en une matière plastique transparenete, inattaquable par le fluide pouvant circuler dans la tuyauterie.
Pour contrôler l'existence d'un mouvement de fluide à l'intérieur de la tuyauterie,il est prévu de loger dans le raccord 6E une bille 49 par exemple en matièrs plastique traversée par un lien souple 50. Ces organes sont de préférence réalisés en une matière résistant aux acides par exemple en polytétrafluoréthylène. Le corps 7 du raccord présente une saillie 51 dans laquelle est pratiquée un taraudage 52. Au fond de ce dernier est logée une ronaelle 53 percée d'un trou qui permet le passage de deux brins du lien 50. Celui-ci est terminé par un noeud 54 et l'ensemble est coiffé par une vis
55 présentant à son intérieur un logement 55a pour le noeud
54. La vis 55 fait office de presse-étoupe avec la rondelle
53.
En l'absence de circulation de fluide, la bille 49 repose sur le canal 8. En cas de circulation, elle est déplacée dans le sens du courant,On peut ainsi contrôler aisément le mouvement du fluide, Bien entendu la densité de la bille 49 doit être adaptée à la nature, à la densité et à la vitesse du fJuide traversant le raccord :densité légèrement plus forte et diamètre plus faible pour un liquide que pour un gaz.
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Dans le cas où le sens de circulation du fluide est connu d'avance, le raccord 6E est avantageusement remplacé par le raccord 6F de la Fig, 8. Celui-ci comporte un canal intérieur présentant deux parties de diamètres légèrement différents 56, 57. Dans la partie de plus grand diamètre 57 est entrée à force une roue à rayons 58. La roue 58 présente une jante 59 qui est amenée en butée contre l'épaulèrent 60 ménagé entre les canaux 56 et 57. Le moyeu 51 de la roue sert à attacher un lien 62 qui à une extrémité est terminé par un noeud 63 et à l'autre par une bille 64, par exemple en polytétra- fluoréthylène.
Si un courant s'établit, la bille 64 se place en 64a au centre de la conduite.
La collection des raccords comporte-encore avantageu- sement une unité du genre 6G des Fig. 9 et 10 contenant un clapet de retenue à soupape. La soupape 70 comporte une tige 71 et un clapet 80 sur lequel est fixé un joint 81. La tige 71 coulisse dans un manchon 72 porté par trois pattes minces radiales 73 en appui sur un épaulement 77 du corps 7. Les branches 73 sont en appui sur le canal 76 du corps 7 et calées par une bague 78 enfilée dans le canal 76 et qui présente, à cet effet, du coté de l'épaulement 77, trois échancrures 79 dans lesquelles ont logées les extrémités des pattes 73.
Lorsque le raccord 6 est serré entre les brides des tuyauteries dans la position d'utilisation, la bague 78 et les pattes 73 sont bloquées dans leurs logements respec- tifs et le manchon 72 est maintenu en place.
Un ressort 83 prenant appui d'une part sur le manchon 72 et d'autre paru sur le clapet 80 tend à appliquer le joint 81 sur un siège annulaire en re ief 82 disposé autour
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d'un orifice 74 qui communique avec la tuyauterie 1 non figurée, une fois que le raccord 6Gest mis en place entre les brides 3.
Le raccord 6G d'un assemblage très facile, ne laisse passer le fluide que dans un seul sens.
Si on utilise un ressort 83 calibré, on peut réali- ser ainsi une soupape tarée. La facilité de démontage du raccord et de la soupape permet, si en le désire, d'échanger très aisé- ment le ressort pour mo lifier le tarage de la soupape.
Dans la variante de la Fig. Il, le clapet de retenue du raccord 6H comprend une bille 84, déplaçable axialement entre un siège annulaire 85, logé dann l'alésage 75 du corps 7 au voisinage de l'une de ses extrémités, et une butée 86. Le siège 85 est par exemple constitué par une bague en polytétra- fluoréthylène. Dans l'exemple décrit, la butée 86 est réalisée au moyen de doigts longitudinaux 87 découpés dans une bague 88 enfilée dans lialésage 75, Les doigts 87 sont recourbés vers l'intérieur du corps 7 à leurs extrémités libres de telle sorte que leurs pointes soient inscrites dans un cercla de diamètre notablement inférieur au diamètre de la billa. Le réglage des doigts 87 permet d'assurer le centrage de la bille sur son siège.
La rollection de raccorda comporte encore avantageu- sement des raccords doubles tels que 6J (Fig. 12 et 13). Ce raccord comporte deux corps distincts et interchangeables 7a et 7b, présentant des structures différentes et rendue soli- , daires par une tige de liaison 89. Dans l'exemple représenté, le corps 7a présente un canal 90 pour le passage du fluide et le corps 7b comporte un voile obturateur 91. On peut dune ainsi mettre à volonté l'un ou l'autre des corps 7a ou 7b en service entre les bridas 3 de la conduite, at, l'on peut reconnaître
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aisément la structure de la partie qui est en service puisque l'autre partie est visible au-delà des brides.
Bien entendu les structures intérieures des corps ?a et 7b peuvent être différentes de celles prévues ci-dessus, chacun de ces corps pouvant présenter l'une quelconque des structures précédentes,
Suivant un autre parfectionneemnt (Fig. 14), les tirants de serrage 4 du corps ? du raccord 6 présentent chacun ,une saillie 92: de longueur e1' légèrement supérieure à l'épais seur e2 du corps 7, et légèrement Inférieure à la distance E comprise entre les sommets des joints 13 du corps 7 lorsque ceux- ci sont au repos.
On voit aisément que lors du serrage des tirants 4, les saillies 92 placées a une distance convenable sur les ti- rants, forment butées dans le rapprochement des brides 3, limi- tant ainsi l'écrasement des joints d'étanchéité 13 ménagés entre le corps 7 et les brides 3.
Dans l'exemple représenté, le raccord 6K comporte un corps 7 de faible épaisseur et constJtue un simple joint entre les brides 3.
Suivant un autre perfectionnement, le corps 7 du raccord 6K est muni d'une tige de manipulation 93,dépassant le bord des brides, et dont 1'extrémité libre peut être aména- gée pour faciliter les manipulations, en constituant une poignée ou un crochet (non figurés au dessin).
Ce dispositif est avantageux dans le cas où les raccords sont de faible épaisseur et seraient difficiles à saieir,
Suivant un autre perfectionnement encore, le système de raccordement est agencé de telle sorte que du
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coté opposé aux filetages 97, les tirants 4 comportent un dis- positif de serrage rapide à commande manuelle, Ce dispositif comprend, dans l'exemple décrit, une came 94 présentant un . contour arrondi en appui sur la face en regard de la bride 3
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intéressée. (fit, x5i.
La came 94 présente une fente médiane 99 dans laquel- le est lo3ée l'extrémité aplatie 100 du tirant 4, la liaison entre les pièces 94 et 100 étant assurée par un axe 96 placé en position excentrique relativement*au bord arrondi 98 de la came 94. L'extrémité amincie 100 traverse la bride 3 au travers d'un trou 101 prévu à cet effet et permettant la mise en place ou l'enlèvement du tirant 4.
La came 94 est solidaire d'un levier coude 95 consti- tuant une poignée de manoeuvre. La came 94 et le levier coudé 95 sont disposés de façon que lorsque la poignée du levier 95 est parallèle à l'axe A-A, l'axe 96 est le plus éloigné du point de contact entre la came 94 et la bride 3 (position de serrage maximum montrée sur la partie inférieure de la Fig. 15).
Inversement, lorsque la poignée du 'Levier 95 est placée orthogonalement à l'axe A-A, la distanca entre l'axe 96 et le bord de l'excentrique 94 est la plus faible (position de desserrage montrée à la partie supérieure de la Fig. 15).
On comprend, dans ces conditions, qu'en relovant les , leviers 95, on desserre les brides 3 alors qu'en les abaissant, on maintient ces brides plaquées contre le corps 7. En appuyant plus ou moins sur les leviers 95, on peut régler la force de serrage. Lorsque les poignées sont parallèles à l'axo A-A, la force do serrage dos brides peut être considéra- ble, La manoeuvre d'échange standard d'un raccord pour le rem- placer par un raccord ayant une autre fonction est donc très rapide.
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Bien entendu, d'autres dispositifs de serrage rapide pourraient être prévus à l'extrémité des tirants 4 sans sortir du cadre de la présente addition,
Il est évident que l'invention n'est pas limitée aux réalisations particulières qui viennont d'être décrites et qu'on peut apporter au raccord divers aménagements intérieurs.
Ainsi dans les versions de ce raccord qui comportent un conduit radial, ou dernier peut servir au montage d'un robinet ou d'un dispositif de soutirage ou encore d'une tuyauterie desti- née à amener dans la conduite un autre fluide sous pression (liquide ou gaz) ce qui permet le cas échéant d'effectuer des injections ou des mélanges.
Dans tous les cas le remplacement d'un raccord par un raccord différent do la colloction est réalisé très aisément, sans nécessité de démonter les tirants de fixation.
De même sans sortir du cadre de l'invention, on pourrait prévoir sur les tirants des épaulements ou des bagues de longueur un peu plus faible que celle des raccords pour permettre un serrage des deux éléments de la tuyauterie même en cas de démontage du raccord,
On peut encore généraliser le montage des Fig. 12 et 13 et réaliser un raccord comportant par exemple trois corps différents, disposés en triangle et assurant des fonc- tions différentes.