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" Procédé d'accouplement de tuyaux , corps tubulaires et élé- ments analogues , et moyens pour la réalisation de cet accou- plement ".
La présente invention est relative à des perfectionnements apportés à un procédé et à des moyens pour l'accouplement de tuyaux , corps tubulaires et éléments analogues ( appelés ci- après "tuyaux ou analogues" ), un des objets de la présente invention étant de fournir un procédé simple et efficace pour la réalisation d'un joint compression étanche aux fluides et un autre objet étant de procurer des moyens d'accouplement plus simples à manipuler que les dispositifs d'accouplement connus.
Conformément à un aspect de la présente invention , il est prévu un procédé d'accouplement de deux ou de plus de deux tuyaux ou analogues impliquant l'emploi d'un organe d'étanchéi- té ou déformablevirole/( désigné ci-après par le mot" virole dans lequel ladite virole est primitivement retenue dans un desdits tuyaux ou analogues ou dans un dispositif d'accouple- ment y associé , par exemple un écrou d'accouplement , par des
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moyens s'opposant à sa séparation dans le sens longitudinal et dans lequel lesdits moyens sont libérés automatiquement pen- dant une opération d'accouplement , ce qui facilite le démonta- ge ultérieur de l'accouplement.
Conformément à un autre aspect de la présente invention il est prévu un moyen pour l'accouplement de tuyaux ou analo- u gués qui comprend un écrou taradé dont l'alésage reçoit ou est propre à recevoir une virole d'étanchéité , ledit écrou et la- dite virole d'étanchéité ayant des surfaces propres à coopérer de façon à provoquer la compression radiale de ladite virole lorsque ledit écrou est amené à se déplacer le long de la virole , et des moyens propres normalement à s'opposer à la séparation dudit écrou et de ladite virole âprès qu'ils ont été amenés en relation coopérative, tout en permettant des mouvements ro- tatifs entre eux , mais à être rendus inactifs lorsqu'on chasse ledit écrou le long de ladite virole, par exemple par le vissa- ge dudit écrou sur un tuyau ou élément analogue à accoupler.
Suivant encore un autre aspect de la présente invention il est prévu un moyen pour accoupler deux tuyaux ou analogues comprenant un écrou propre à établir un engagement ou prise par filetsde vis avec un desdits tuyaux ou analogues et à rece- voir une virole qui est elle-même propre à recevoir l'extrémité de l'autre tuyau ou analogue et à être pressée en prise étanche aux fluides avec celle-ci par le vissage dudit écrou sur le tu- be ou analogue mentionné en premier lieu , dans lequel des moyens sont prévus pour s'opposer à la séparation dans le sens longitudinal de ladite virole d'avec ledit écrou ou d'avec le tuyau ou analogue après que ces pièces ont été mises en relation coopérative , tout en permettant des mouvements de rotation relative entre elles ,
et dans lequel lesdits moyens sont propres à être rendus inactifs par l'établissement de ladite prise ou engagement par filets de vis entre ledit écrou et ledit tuyau ou analogue.,
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Selon enoore un autre aspect de la présente invention, il est prévu un accouplement pour tuyaux ou analogues qui comprend un élément ou pièce d'accouplement présentant au moins deux bossages filetés extérieurement , des écrous de raccord propres à établir une prise par filets de vis avec lesdits bossages, des viroles propres à être placées dans lesdits écrous et à recevoir les extrémités respectives des tuyaux ou analogues à accoupler , et des moyens par lesquels la séparation en direction longitudinale desdites viroles soit d'avec lesdits bossages,
soit d'avec lesdits écrous est empêché ou contrarié après queles dites pièces ont été mises en relation coopérative , lesdits moyens étant pro- pres à être rendus inactifs par vissage desdits écrous sur lesdits bossages.
Les moyans destinés à retenir normalement une virole dans un écrou y associé ou dans un tuyau ou analogue y asso- cié peuvent comprendre une nervure, bourrelet , série de saillies ou un équivalent (désigné ci-après par l'expres- sion "nervure" ) prévu oirconférentiellement autour de ladite virole et coopérant avec une rainure , dépression , creux ou analogue complémentaire (désigné ci-après par l'expres- sion "oreux" ) ménagé dans ledit éorou ou dans ledit tuyau ou analogue suivant le cas.
La virole d'étanchéité susdite ouhacune des viroles susdites peut avoir en substance la forme d'un cône tron- qué simple ou double et la nervure susdite peut être prévue dans n'importe quelle partie de ces viroles ; une nervu- re peut, par exemple, être prévue à près de l'extré- mité intérieure ou près de l'extrémité extérieure de la vi- role ou approxamitévement à mi-chemin entre ces deux ex- trémités.
On peut eamples sur l'élasticité naturelle de la matière dont la virole est constituée est suffisante-pour permettre de faire sau- ter la nervure dans le creux avec lequel elle doit coopérer
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oû,comme varianteles dimensions de la virole peuvent être telles qu'on puisse la faire passer librement dans l'écrou 'mà&-xr P ou le tuyau récepteur suivant le cas et la partie importante de celle-ci peut être dilatée à l'aide de n'importe quel outil convenable de façon à amener ladite nervure à s'enga- ger dans ledit creux .
Les dimensions et la forme particulières de la virole d'étanchéité employée dans un cas particulier quelconque peuvent vasier dans une certaine mesure pour s'adter à l'emploi auquel le dispositif doit être affecté . Ainsi, par exemple, pour l'accouplement de tuyaux ayant des surfa- ces lisses , l'extrémité ou chacune des extrémités de la virole peuvent être alésées en cône jusqu'à former un bord très mince tandis que pour l'accouplement de tuyaux ayant une surface relativement rugueuse , l'extrémité où les ex- trémités de l'organe d'étanchéité peuvent utilement être ou émoussées arrondies/de manière qu'il y ait plus de matière pour rem- plir efficacement les irrégularités)de la surface desdits tuyaux.
La présente invention peut être appliquée avec avanta- ge à un grand nombre d'usages différents. Ainsi,par exemple, elle peut être mise en oeuvre pour accoupler deux tuyaux dont l'un est fileté tandis que l'autre doit être accouplé au moyen d'un joint à compression ou pour accoupler deux tuyaux qui doivent tous les deux être fixés à un élément d'accouplement au moyen d'un joint à compression ou pour accoupler un tuyau à une bonde ou à un robinet fileté ou à un organe analogue au moyen d'un joint à compression.
Les viroles d'étanchéité seront généralement constituées ou ductile d'une matière plus souple / que celles dont est faitµ l'écrou y associé de façon que pendant une opération d'accouplement les viroles soient déformées par l'écrou , quoique par le dimensionnement convenable desdites pièces , par exemple en faisant la paroi de l'écrou plus épaisse que la paroi de
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l'organe d'étanchéité , il puisse être possible d'employer la même matière pour les deux pièces ou même une matière plus dure pour la virole .
On a constaté, suivant l'invention, que dans certains cas il est désirable de prendre des dispositions pour @ assu- rer un mouvement de glissement appréciable entre la virole d'étanchéité et l'écrou . Ainsi, par exemple, dans les cas où l'on désire accoupler deux extrémités de tuyaux qui sont dans des positions fixes l'une par rapport à l'autre, il est désirable de faire en sorte que la virole d'étanohéité puisse glisser librement en direction longitudinale par rap- port à l'éorou qui y est associé,jusque dans une position dans laquelle l'extrémité extérieure de la virole soit dans le plan ou pratiquement dans le plan de la face d'extrémité correspondante dudit écrou et jusque dans une position dans laquelle ladite extrémité soit logée dans ledit écrou.
De cette manière on a l'assurance que les pièces d'un accou- plement qui doivent être assemblées bout à bout pour donner les meilleurs résultats , peuvent venir en contact l'une avec l'autre pendant une opération d'accouplement. Pour cet- te raison,dans les cas où des moyens sont prévus pour re- tenir normalement une virole dans l'écrou y associé , les dits moyens sont disposés de façon telle que de la latitude soit donnée pour le mouvement de glissement désiré.
Les surfaces intérieures des viroles employées dans la réalisation de la présente inventinn peuvent présenter des dentelures ou des entailles analogues , par exemple circonférentiellement, afin de faciliter la formation de joints étanches avec les tuyaux auxquels les viroles doi- vent être appliquées.
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Une virole conforme à la présente invention peut prézut senter une surface d'étanchéité relativement souplhàr la partie aveo laquelle on désire qu'un joint ±bouté/ soit éta- bli. Ainsi, par exemple une rondelle d'étanchéité en cuivre
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ou en une autre matière convenable peut être logée dans une partie évidée ou en gradin prévue à une extrémité de la virole et l'alésage de celle-ci peut être légèrement dilaté ou bien d'autres mesures peuvent être prises afin d'assujettir cette rondelle en position.
La rondelle d'étanchéité susdite peut, si on le désire avoir une partie en forme de bride inclinée vers l'avant, cette disposition étant avantageuse quand, par exemple, la surface contre laquelle l'organe d'étanchéité forme un joint abouté est rugueuse , usée ou déformée d'une autre manière.
Afin que la présente invention puisse être bien com- prise , quelques formes de réalisation vont en être décri- tes ci-après , à titre d'exemple seulement) en référence aux dessins ci-annexés , dans lesquels les fig. 1 à 7 sont des vues en coupe longitudinale de sept formes d'ac- couplement servant au raccordement de deux tuyaux au moyen de joints à compression et la fig. 6 représente un exemple de moyens d'accouplement , convenant particulièrement pour l'accouplement de deux extrémités ou boutsde tuyaux en positions fixes l'une par rapport à l'autre . Dans toutes les figures les écrous représentés dans la partie de gauche sont à un stade intermédiaire de l'opération d'établisse- ment d'un accouplement tandis que les écrous représentés du côté droit sont dans leurs positions serrées .
Dans l'exemple représenté à la fig. 1 les moyens d'ac- couplement comprennent un élément d'accouplement présentant deux bossages filetés extérieurement 1 et 2 alignés longi- tudinalement , la partie centrale de l'élément comprenant de préférence , comme représenté , une partie à côtés plats 3 propre à être reçue par une clef pendant l'établissement ou le démontage de l'accouplement. Pour chacun des bossages 1 et 2, il est prévu un écrou d'accouplement 4 dans lequel se trouve une virole d'étanchéité cylindrique 5 en métal duc-
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tile convenable , tel que le laiton ou le cuivre.
Les extré- mités des bossages 1 et 2, qui sont de préférence coniques vers l'intérieur comme représenté , servent de butées pour limiter le mouvement des viroles vers l'intérieur, et les extrémités en contact des viroles comprennent de préférence, comme représentée des rebords ou brides 6 tournés vers l'in- térieur qui s'adaptent contre les surfaces d'about adja- centes des bossages 1 et 2, l'alésage formé par le bord de chaque bride correspondant de préférence à l'alésage de l'élément d'accouplement.
L'extrémité extérieure de cha- que virole 5 est pourvue d'un bourrelet 8 ayant une surface extérieure arrondie 9 et un épaulement 10 s'étendant un peu au-dessus de la surface principale de la virole de façon à former une nervure aiguë 11 autour de celle-ci de la façon représenté du o8té gauche de la fig. 1.
Chaque éorou 4 présente à son extrémité extérieure un alésage oonique diver- gent la se terminant par un épaulement 13 de petite dimen- sion (comme cela se trouve représenté du côté droit de la fig. 1) s'étendant vers l'extérieur à partir de l'alésa- ge de l'écrou . L'extrémité à bourrelet de chacune des vi- roles 5 peut passer librement dans l'entrée de l'écrou 4 y associé , et en donnant à la virole une forte tappe on peut amener la nervure circonférentielle 11 à passer une partie de diamètre légèrement réduit pour arriver dans un creux 14 ( voir la partie de droite de la fig. 1) formé dans l'écrou 4 par l'alésage 12 et l'épaulement 13, et le bord à bourrelet repose alors dans le creux 14 ommme repré- senté à la partie de gauche de la fig. 1 et bute contre l'alésage conique 12 de l'écrou d'accouplement.
Les tuyaux 15 et 16 à accoupler sont ensuite introduits dans leurs viroles d'étanchéité respectives 5 et les extrémités de ces tuyaux sont amenées contre les brides tournées vers l'inté- rieur 6 qui sont prévues aux extrémités intérieures des vi- roles. Les écrous d'accouplement correspondants sont ensuite vissés sur les bossages filetés 1 et 2 de l'élément d'accou-
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plement.
Les écrous 4 sont ainsi amenés à se déplacer lon- gitudinalement le long de leur virole respective 5, et, à mesure que les parties coniques des extrémités extérieu- res des écrous progressent par rapport aux nervures 11 , celles-ci sont déprimées comme cela se trouve représenté du côté droit de la figure 1 et les pièces associées sont fortement comprimées sur les tuyaux , les tuyaux eux-mêmes subissant dans certains cas une déformation dépendant dans une certaine mesure de la pression appliquée aux écrous et de la matière dont les tuyaux sont faits. De cette ma- nière les viroles 5 sont entièrement libérées de toute pri- se ou contact avec les creux 14 des écrous d'accouplement.
On comprendra facilement que dans l'exemple représenté à la fig. 1 les viroles d'étanchéité 5 sont chassées dans les écrous 4 y associés , avant que les pièces soient em- ployées pour former un joint, d'où il résulte que chaque nt écrou 4 et la virole correspondante devienne/en fait un élément unique , ce qui réduit le nombre de pièces libres employées ordinairement pour la formation de joints à compression et supprime la possibilité que les viroles d'étanchéité tombent pendant le processus d'établissement d'un joint.
On appréciera en outre que par suite de la suppression de la connexion mécanique entre les creux des écrous 4 et les viroles correspondantes pendant le serrage des écrous d'accouplement, ces derniers peuvent être aisé- ment desserrés pour rompre le joint quand cela devient né- cessaire, alors que la virole elle-même enserrerait proba- blement le tuyau y associé très fortement et qu'en consé- quence la séparation des pièces serait très difficile si les viroles restaient en prise avec les creux des écrous.
Si on le désire, les bossages représentés à la fig. 1 peuvent être évidés , de façon à recevoir une partie de la portion cylindrique des viroles correspondantes , mais l'a- lignement des pièces est facilité par l'emploi de la dispo- sition représentée.
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Dans l'exemple représenté à la fig. 2, qui est une variante de celui représenté à la fig. 1, mais dans lequel plusieurs parties sont similaires et sont en conséquence désignées par les mêmes numéros de référence que dans la fig. 1, les côtés ou bords extérieurs des viroles 5 , au lieu d'être arrondis , émoussés ou pourvus de bour relets , comprennent des surfaces coniques 17 correspondant aux alésages coniques 12 des extrémités extérieures des écrous d'accouplement 4 .
Toutefois, dans les cas de ce genre, il peut y avoir une quantité réduite de métal disponible pour remplir toutes irrégularités dans la surface d'un tuyau insérédans la virole considérée et ces formes de réalisa- tion peuvent pour cette raison ne pas être aussi appropriées à l'emploi avec des tuyaux ayant une surface relativement rugueuse ou rainurée .
Dans l'exemple représenté à la fig. 3 , le dispositif est similaire à celui représenté à la fig. 2 avec ce chan- gement que chaque partie conique 12 de l'alésage de chaque
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écrou d'accouplement 4 s'étend jusqu'à l'extrémité inté- us rieure de la partie filetée 18 de /écrou , et le filet lui-même sert ainsi de butée au delà de laquelle la nervure formée par le bord 19 de l'extérieur conique de la virole 5 peut être chassée à force , comme cela se trouve repré- senté du côté gauche de la fig. 3 , mais qui empêchera le libre retrait de la virole jusqu'à ce que l'écrou d'ac- couplement ait été serré et qu'en conséquence le bord en question ait été réduit en diamètre comme cela se trouve représenté dans la partie de droite de la figure .
Dans l'exemple représenté à la fig. 4, les écrous d'accouplement comprennent des portions coniques 20 relativement longues et une rainure'circonférentielle 14 (comme cela se trouve représenté à la droite de la fig. 4) est formée à peu près au centre de chaque partie , ladite rainure étant propre à recevoir le bord d'un bourrelet 11 saillissant initialement
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de la virole 5. Quand ce bourrelet est déprimé comme repré- (;(/(6/L ( eV senté du côté .gauche- de la fig. 4 par serrage de l'écrou 4, il se forme une aire de contact relativement grande entre la virole et l'écrou et le tuyau qui y sont associés , ce qui est très avantageux pour certaines applications.
Dans l'exemple représenté à la fig. 5 l'extrémité exté- rieure de chaque virole 5 présente une nervure ou bride 11 en saillie vers l'extérieur/et de forme pratiquement carrée ou rectangulaire en section transversale et chaque creux de retenue 14 est formé par la jonction entre l'alésa- ge conique 12 de chacun des écrous et l'extrémité de la partie filetée 21 de ceux-ci.
Dans l'exemple représenté à la fig. 6 , chaque virole a la forme d'un double cône tronqué et la nervure circonfé- rentielle désirée est formée par un gradin 22 dans la sur- face conique extérieure tandis qu'un creux correspondant est formé dans la partie conique 12 de l'alésage de l'élé- ment d'accouplement . Chacun des bossages 1 et 2 comprend de préférence un alésage conique , comme représenté en 23, correspondant à la surface conique intérieure de la virole adjacente.
Dans les formes de réalisation décrites jusqu'à pré- sent, les viroles d'étanchéité sont retenues initialement dans les écrous d'accouplement mais les viroles peuvent, si on le désire, être normalement retenues dans une des pièces à accoupler. Aini, par exemple, les formes de réali- sation représentées à la fig. 7 sont une illustration de la manière dont les viroles peuvent être initialement retenues dans un élément d'accouplement de l'espèce- représentée dans te@ les figures précédentes.
Dans cet autre forme de réalisation les viroles d'étanchéité ont la forme de double cône tronqué similaire à ceux représentés à la fig. 6 , un gradin 24 étant prévu dans la partie de la surface conique de chaque virole qui est présentée à l'élément d'accouplement , un
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creux 0 + enfoncement 25 et destiné à coopérer avec e gra-
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din étant ménagé dans l'alésage 8 de l'élément d'accouple- ment. L'alésage 7 comprend une partie de forme conique correspondant à la partie y associée de la virole d'étanchéi- té de façon que la nervure 24 soit retenue dans le creux 25 et que le vissage de l'écrou 4 sur le bossage 1 ou 2 libère ladite nervure du creux 25.
Cette libération peut être effectuée en prévoyant des jeux appropriés entre la virole et le bossage y associés.pour que celle-ci puisse se mouvoir longitudinalement dans celui-ci et/ou par déforma- tion de l'extrémité associée du tuyau permettant à l'envelop- pe de la virole de se mouvoir intérieurement dans une direct tion radiale.
La fig. 8 représente un agencement convenable pour l'ac- couplement de deux corps fixes l'un par rapport à l'autre , telles que les extrémités de deux tuyaux fixes. Le moyen d'accouplement comprend un tuyau de raccordement à chacune des extrémités duquel un écrou d'accouplement 4 et une vi- role d'étanchéité 5 y associée sont appliqués à coulissement.
La virole 5 de gauche est représentée dans la position oc- oupée avant que l'écrou correspondant soit vissé sur le tuyau 31 et la virole de droite est représentée dans la po- sition et la forme assumées quand l'écrou est fortement appliqué.
Les viroles employées dans la forme de réalisation représentée sur la fig. 8 sont, en général, similaires à celles représentées sur la fig. 2 en ce sens qu'elles renferment des parties de corps cylindriques , des nervures 11, des parties coniques 17 et des brides 6 dirigées vers l'intérieur. Les creux pour les nervures 11 sont aussi for- més par des alésages coniques 12 rencontrant une partie médiane à épaulement dans les alésages des écrous mais le jeu ou distance entre les surfaces.12 et 17 est sensible- ment plus grande dans l'agencement représenté à la fig. 8 que dans l'agencement représenté à la fig. 2.
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Ce jeu est tel que la virole après avoir été introduite dans l'écrou de façon que la nervure 11 soit retenue ou en- fermée dans l'alésage de plus grande section de l'écrou puisse , néanmoins, glisser d'une position dans laquelle l'extrémité cylindrique est logée dans l'alésage de l'écrou et expose une partie filetée suffisante pour amorçer un rac- cordement par filets de vis dans la position représentée dans la partie de gauche de la f ig. 1 c'est-à-dire celle dans laquelle ladite extrémité cylindrique de la virole est dans le plan de l'extrémité postérieure de l'écrou.
Les viroles représentées à la figure 8 sont en outre modifiées en ce sens que leurs extrémités postérieures sont pourvues de rondelles 26 de cuivre eu d'un autre matériau convenable servant à aider à former un joint étanche aux fluides. Ces rondelles peuvent avoir des surfaces extérieu- res plates, comme il est réprésenté , ou elles peuvent avoir des surfaces inclinées, convexes ou concaves suivant ce que l'on peut désirer et elles peuvent être maintenues de toute manière convenable, par exemple, en étant insérées dans les creux représentés sur la figure 8 et retenues par serrage en dilatant les alésages des viroles.
Il est à comprendre que les rondelles d'étanchéité , semblables par exemple à peuvent celles qui sont représentées sur la figure 8, / si on le dé- sire, être appliquées aux viroles représentées sur les figu- res 1 à 7.
Les alésages de viroles représentées sur la figure 8 sont pourvuesde dentelures 27 qui peuvent, par exemple, s'étendre sur leur circonférence, ces dentelures servant à aider à former un joint étanche aux fluides avec le tuyau 33 si celui-ci est constitué d'une matière relativement sou- ple . De telles dentelures peuvent naturellement être prati- quées dans les viroles représentées sur les figures 1 à si on le désire.
Dans le cas où l'on désire connecter les extrémités
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filetées 28 et 29 à l'aide de l'accouplement représenté sur y la figure 8, un écrou 4 avec la virole/associée prise à l'intérieur est passé sur chaque bout du tuyau de connexion 30, la longueur de ce tuyau étant telle que lorsque les vi- roles sont appliquées de façon que leurs brides tournées vers l'intérieur soient aboutées contre les extrémités du dit tuyau 30, la longueur totale est juste égale à la distance entre les bouts de tuyau 28 et 29. Les écrous 4, du fait de leur possibilité de mouvement de libre glissement dans une zone limitée peuvent être mis de force dans des positions dans les- quelles ils ne surplombent pas les viroles 5 et ils sont par conséquent amenés dans la position représentée du côté gau- che de la figure 8.
L'assemblage consistant dans le tuyau 30, les deux écrous et leurs viroles peut ainsi être passé entre les extrémités de tuyau 28, 29)et en pressant les éorous vers l'extérieur tout en les faisant tourner la con- nexion filetée avec lesdits bouts de tuyau peut être aisément amorcée .
Pendant la première partie de l'opération de vis- sage les écrous glisseront simplement par rapport aux viro- les d'étanchéité mais la rotation continuée après que les surfaces 12 et 17 soient venues d'abord en contact aura pour résultat qu'une déformation se produira comme il a été dé- crit en se rapportant à quelques formes de réalisation précé- dentes, c'est-à-dire que la nervure 11 se déplacera de façon telle qu'elle cessera de coïncider avec le creux y associé de l'écrou, la virole étant chassée à force le long de l'a- lésage conique de l'écrou, le tube lui-même dans certaines cas étant aussi oomprimé vers l'intérieur, par exemple comme il est représenté de manière quelque peu exagérée du côté droit de la figure 8.
Dans une variante du dispositif représenté sur la figu- re 8' l'alésage conique 12 au lieu de s'étendre jusqu'à l'é- paulement définissant une position limite de la virole, peut s'étendre simplement jusqu'à une partie cylindrique de diamè-
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tre égal à celui de la nervure 11 et de largeur égale à la longueur du jeu longitudinal désiré de la virole dans l'é crou. En adoptant cette construction l'épaisseur de l'envelop- pe ou paroi de l'écrou n'a pas'besoin d'être réduite dans la mesure représentée sur la figure 8.
Bien que quelques exemples de moyen s d'accouplement suivant la présente invention aient été décrits ci-dessus, il faut comprendre que les détails particuliers peuvent être changés ou modifiés sans sortir de la portée de l'in- vention. Ainsi, par exemple, les assemblages à écrou et vi- role représentés sur les figures 1 à 6 peuvent être employés pour réaliser une connexion directe entre deux tuyaux,dont l'un est muni d'un filet de vis, dans lequel cas l'élément d'accouplement muni d'un filet de vis ne serait pas né- cessaire.
En outre, l'assemblage par accouplement à écrou et virole représenté sur la figure 8 peut être employé con- jointement avec des éléments d'accouplement tels que ceux représentés sur les figures 1 à 6 ou bien on peut prendre des mesures en vue d'obtenir un mouvement de glissement li- mité des différentes viroles de toute autre manière conve- nable . De plus, des moyens d'accouplement suivant la pré- sente invention peuvent être employés pour accoupler deux tuyaux qui ne sont pas nécessairement en alignement, ou pour accoupler le plus de deux tuyaux ou autres corps tubulaires.
Par exemple, au lieu d'un élément d'accouplement droit tel que représenté sur les figures 1 à 8, on peut utiliser un élément en forme de courbe ou de coude ou en forme de té ou de croix. Semblablement, au lieu du tuyau droit 33 , on peut employer un tuyau courbé, un té ou une autre forme de raccord.
REVELAI CATIONS.
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"Method of coupling pipes, tubular bodies and the like, and means for achieving this coupling".
The present invention relates to improvements made to a method and to means for coupling pipes, tubular bodies and the like (hereinafter referred to as "pipes or the like"), one of the objects of the present invention being to provide a simple and efficient method of making a fluid tight compression seal and another object being to provide coupling means which are simpler to handle than known coupling devices.
In accordance with one aspect of the present invention, there is provided a method of coupling two or more pipes or the like involving the use of a sealant or deformable virole / (hereinafter referred to as: word "ferrule in which said ferrule is originally retained in one of said pipes or the like or in an associated coupling device, for example a coupling nut, by means of
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means opposing its separation in the longitudinal direction and in which said means are released automatically during a coupling operation, which facilitates subsequent disassembly of the coupling.
In accordance with another aspect of the present invention there is provided a means for coupling pipes or the like which comprises a threaded nut whose bore receives or is suitable for receiving a sealing ring, said nut and the nut. - Said sealing ring having surfaces suitable for cooperating so as to cause the radial compression of said ring when said nut is caused to move along the ring, and means normally suitable for opposing the separation of said nut and said ferrule after they have been brought into a cooperative relationship, while allowing rotary movements between them, but to be rendered inactive when said nut is driven out along said ferrule, for example by screwing. of said nut on a pipe or similar element to be coupled.
According to yet another aspect of the present invention there is provided a means for coupling two pipes or the like comprising a nut suitable for establishing an engagement or engagement by threads of screws with one of said pipes or the like and for receiving a ferrule which is itself. even adapted to receive the end of the other pipe or the like and to be pressed into fluid-tight engagement therewith by screwing said nut onto the pipe or the like mentioned first, in which means are provided to oppose the separation in the longitudinal direction of said ferrule from said nut or from the pipe or the like after these parts have been brought into cooperative relation, while allowing relative rotational movements between them,
and wherein said means are adapted to be rendered inactive by establishing said engagement or engagement by screw threads between said nut and said pipe or the like.,
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According to yet another aspect of the present invention, there is provided a coupling for pipes or the like which comprises a coupling element or piece having at least two externally threaded bosses, coupling nuts suitable for establishing a screw thread engagement with said bosses, ferrules suitable for being placed in said nuts and for receiving the respective ends of the pipes or the like to be coupled, and means by which the separation in the longitudinal direction of said ferrules is from said bosses,
either with said nuts is prevented or thwarted after said parts have been brought into cooperative relation, said means being suitable for being rendered inactive by screwing said nuts onto said bosses.
The means for normally retaining a ferrule in an associated nut or in an associated pipe or the like may comprise a rib, bead, series of projections or the like (hereinafter referred to as "rib" ) provided oirconferentially around said ferrule and cooperating with a groove, depression, hollow or complementary analog (hereinafter designated by the expression "oreux") formed in said éorou or in said pipe or the like as appropriate.
The aforesaid sealing ferrule oreach of the aforesaid ferrules may have substantially the shape of a single or double truncated cone and the aforesaid rib may be provided in any part of these ferrules; a rib may, for example, be provided near the inner end or near the outer end of the screw or approximately midway between these two ends.
We can eamples on the natural elasticity of the material of which the ferrule is constituted is sufficient to allow the rib to jump into the hollow with which it must cooperate
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where, as a variant, the dimensions of the ferrule can be such that it can pass freely through the nut 'mà & -xr P or the receiving pipe as the case may be and the important part of this can be dilated using any suitable tool so as to cause said rib to engage in said recess.
The particular size and shape of the sealing ferrule employed in any particular instance may muddy to some extent to suit the use to which the device is to be assigned. Thus, for example, for the coupling of pipes having smooth surfaces, the end or each of the ends of the ferrule can be tapered reamed until a very thin edge is formed, while for the coupling of pipes having a relatively rough surface, the end where the ends of the sealing member can usefully be rounded or blunt (so that there is more material to effectively fill the irregularities) of the surface of said pipes .
The present invention can be applied with advantage to a large number of different uses. Thus, for example, it can be implemented to couple two pipes of which one is threaded while the other must be coupled by means of a compression joint or to couple two pipes which must both be fixed to a coupling element by means of a compression joint or for coupling a pipe to a plug or to a threaded valve or to the like by means of a compression joint.
The sealing rings will generally be made of a more flexible material or ductile than those of which the associated nut is made so that during a coupling operation the rings are deformed by the nut, albeit by the suitable dimensioning said parts, for example by making the wall of the nut thicker than the wall of
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the sealing member, it may be possible to use the same material for the two parts or even a harder material for the ferrule.
It has been found, in accordance with the invention, that in certain cases it is desirable to provide for an appreciable sliding movement between the sealing ring and the nut. Thus, for example, in cases where it is desired to couple two pipe ends which are in fixed positions with respect to each other, it is desirable to allow the etanoheity ferrule to slide freely. in the longitudinal direction with respect to the corresponding end face of said nut, up to a position in which the outer end of the ferrule is in the plane or substantially in the plane of the corresponding end face of said nut and up to in a position in which said end is received in said nut.
In this way, it is ensured that the parts of a coupling which must be assembled end to end to give the best results can come into contact with each other during a coupling operation. For this reason, in cases where means are provided for normally retaining a ferrule in the associated nut, said means are arranged such that latitude is given for the desired sliding movement.
The interior surfaces of the ferrules employed in carrying out the present invention may have serrations or the like notches, for example circumferentially, in order to facilitate the formation of tight joints with the pipes to which the ferrules are to be applied.
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A ferrule in accordance with the present invention may provide a relatively flexible sealing surface to the part with which it is desired that a butt joint be provided. So for example a copper sealing washer
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or other suitable material may be accommodated in a recessed or stepped portion provided at one end of the ferrule and the bore thereof may be slightly expanded or other measures may be taken to secure this washer in position.
The aforesaid sealing washer may, if desired, have a portion in the form of a flange inclined forward, this arrangement being advantageous when, for example, the surface against which the sealing member forms a butt joint is rough. , worn or otherwise deformed.
In order that the present invention may be fully understood, some embodiments thereof will be described hereinafter, by way of example only) with reference to the accompanying drawings, in which FIGS. 1 to 7 are longitudinal sectional views of seven forms of coupling serving for the connection of two pipes by means of compression joints and FIG. 6 shows an example of coupling means, particularly suitable for coupling two ends or ends of pipes in fixed positions with respect to one another. In all the figures the nuts shown on the left hand side are at an intermediate stage in the operation of establishing a coupling while the nuts shown on the right hand side are in their tightened positions.
In the example shown in FIG. 1 the coupling means comprise a coupling element having two externally threaded bosses 1 and 2 aligned longitudinally, the central part of the element preferably comprising, as shown, a flat-sided part 3 adapted to be received by a key while establishing or removing the coupling. For each of the bosses 1 and 2, a coupling nut 4 is provided in which there is a cylindrical sealing ring 5 made of metal.
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suitable tile, such as brass or copper.
The ends of the bosses 1 and 2, which are preferably inwardly tapered as shown, serve as stops to limit inward movement of the ferrules, and the contacting ends of the ferrules preferably include, as shown. inwardly facing flanges or flanges 6 which fit against the adjacent abutment surfaces of the bosses 1 and 2, the bore formed by the edge of each flange preferably corresponding to the bore of the coupling element.
The outer end of each ferrule 5 is provided with a bead 8 having a rounded outer surface 9 and a shoulder 10 extending slightly above the main surface of the ferrule so as to form a sharp rib 11. around it in the manner shown from the left o8té of FIG. 1.
Each eorou 4 has at its outer end a divertering oonic bore terminating in a shoulder 13 of small dimension (as shown on the right side of fig. 1) extending outwardly from of the nut bore. The beaded end of each of the screws 5 can pass freely into the entrance of the nut 4 associated with it, and by giving the collar a strong tap we can cause the circumferential rib 11 to pass a part of diameter slightly reduced to arrive in a recess 14 (see the right-hand part of fig. 1) formed in the nut 4 by the bore 12 and the shoulder 13, and the beaded edge then rests in the recess 14 as shown. felt at the left part of fig. 1 and abuts against the tapered bore 12 of the coupling nut.
The pipes 15 and 16 to be coupled are then introduced into their respective sealing rings 5 and the ends of these pipes are brought against the inwardly facing flanges 6 which are provided at the inner ends of the pipes. The corresponding coupling nuts are then screwed onto the threaded bosses 1 and 2 of the coupling element.
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plement.
The nuts 4 are thus caused to move longitudinally along their respective ferrule 5, and, as the tapered portions of the outer ends of the nuts advance relative to the ribs 11, the latter are depressed as they occur. is shown on the right side of Figure 1 and the associated parts are strongly compressed on the pipes, the pipes themselves in some cases undergoing deformation depending to some extent on the pressure applied to the nuts and the material from which the pipes are facts. In this way, the ferrules 5 are completely free from any engagement or contact with the recesses 14 of the coupling nuts.
It will easily be understood that in the example shown in FIG. 1 the sealing rings 5 are driven into the nuts 4 associated with them, before the parts are used to form a seal, from which it follows that each nt nut 4 and the corresponding ferrule becomes / in fact a single element , which reduces the number of free parts ordinarily employed in forming compression seals and eliminates the possibility of the sealing rings falling off during the sealing process.
It will further be appreciated that due to the removal of the mechanical connection between the recesses of the nuts 4 and the corresponding ferrules during the tightening of the coupling nuts, the latter can be easily loosened to break the seal when necessary. necessary, while the ferrule itself would probably grip the associated pipe very strongly and consequently the separation of the parts would be very difficult if the ferrules remained in engagement with the hollow of the nuts.
If desired, the bosses shown in FIG. 1 can be hollowed out, so as to receive a part of the cylindrical portion of the corresponding ferrules, but the alignment of the parts is facilitated by the use of the arrangement shown.
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In the example shown in FIG. 2, which is a variant of that shown in FIG. 1, but in which several parts are similar and are therefore designated by the same reference numerals as in FIG. 1, the outer sides or edges of the ferrules 5, instead of being rounded, blunt or provided with bolts, comprise tapered surfaces 17 corresponding to the tapered bores 12 of the outer ends of the coupling nuts 4.
However, in such cases there may be a reduced amount of metal available to fill any irregularities in the surface of a pipe inserted into the ferrule under consideration and these embodiments may therefore not be so suitable. for use with pipes having a relatively rough or grooved surface.
In the example shown in FIG. 3, the device is similar to that shown in FIG. 2 with this change that each conical part 12 of the bore of each
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coupling nut 4 extends to the inner end of the threaded part 18 of the nut, and the thread itself thus serves as a stop beyond which the rib formed by the edge 19 of the nut. The conical exterior of the ferrule 5 can be forced out, as shown on the left side of FIG. 3, but which will prevent the free withdrawal of the ferrule until the coupling nut has been tightened and as a consequence the edge in question has been reduced in diameter as shown in the part of right of the figure.
In the example shown in FIG. 4, the coupling nuts comprise relatively long tapered portions 20 and a circumferential groove 14 (as shown to the right of fig. 4) is formed approximately in the center of each part, said groove being clean. to receive the edge of a bead 11 initially projecting
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of the ferrule 5. When this bead is depressed as shown (; (/ (6 / L (eV felt on the left side of fig. 4 by tightening the nut 4, a relatively small contact area is formed). large between the ferrule and the nut and pipe associated with it, which is very advantageous for certain applications.
In the example shown in FIG. 5 the outer end of each ferrule 5 has a rib or flange 11 projecting outwardly and of substantially square or rectangular shape in cross section and each retaining recess 14 is formed by the junction between the bore. conical ge 12 of each of the nuts and the end of the threaded portion 21 thereof.
In the example shown in FIG. 6, each ferrule is in the form of a double truncated cone and the desired circumferential rib is formed by a step 22 in the outer conical surface while a corresponding recess is formed in the conical portion 12 of the bore. of the coupling element. Each of the bosses 1 and 2 preferably comprises a tapered bore, as shown at 23, corresponding to the inner tapered surface of the adjacent ferrule.
In the embodiments described so far, the sealing collars are initially retained in the coupling nuts but the collars can, if desired, be normally retained in one of the parts to be mated. Thus, for example, the embodiments shown in FIG. 7 are an illustration of how the ferrules may be initially retained in a coupling member of the species shown in the preceding figures.
In this other embodiment, the sealing rings have the shape of a double truncated cone similar to those shown in FIG. 6, a step 24 being provided in the part of the conical surface of each ferrule which is presented to the coupling element, a
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hollow 0 + depression 25 and intended to cooperate with e gra-
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din being provided in the bore 8 of the coupling element. The bore 7 comprises a conically shaped part corresponding to the associated part of the sealing ring so that the rib 24 is retained in the recess 25 and the screwing of the nut 4 on the boss 1 or 2 releases said rib from the hollow 25.
This release can be effected by providing suitable clearances between the ferrule and the associated boss so that the latter can move longitudinally therein and / or by deformation of the associated end of the pipe allowing the latter to move longitudinally therein. envelopes the shell to move internally in a radial direction.
Fig. 8 shows a suitable arrangement for coupling two bodies fixed relative to each other, such as the ends of two fixed pipes. The coupling means comprises a connecting pipe at each end of which a coupling nut 4 and an associated sealing screw 5 are slidably applied.
The left ferrule 5 is shown in the occluded position before the corresponding nut is screwed onto the pipe 31 and the right ferrule is shown in the position and shape assumed when the nut is strongly applied.
The ferrules employed in the embodiment shown in FIG. 8 are, in general, similar to those shown in FIG. 2 in that they contain parts of cylindrical bodies, ribs 11, conical parts 17 and flanges 6 directed inwardly. The recesses for the ribs 11 are also formed by tapered bores 12 meeting a stepped middle portion in the bores of the nuts but the clearance or distance between the surfaces 12 and 17 is substantially greater in the arrangement shown. in fig. 8 than in the arrangement shown in FIG. 2.
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This play is such that the ferrule, after having been introduced into the nut so that the rib 11 is retained or enclosed in the bore of larger section of the nut can, nevertheless, slide from a position in which the cylindrical end is seated in the bore of the nut and exposes a threaded portion sufficient to initiate a screw thread connection in the position shown in the left-hand portion of fig. 1 that is to say that in which said cylindrical end of the ferrule is in the plane of the rear end of the nut.
The ferrules shown in Fig. 8 are further modified in that their posterior ends are provided with washers 26 of copper or other suitable material to help form a fluid tight seal. These washers may have flat exterior surfaces, as shown, or they may have slanted, convex or concave surfaces as desired and they may be held in any convenient manner, for example by being inserted into the recesses shown in Figure 8 and retained by clamping by expanding the bores of the ferrules.
It should be understood that the sealing washers, similar for example to those shown in Figure 8, / if desired, be applied to the ferrules shown in Figures 1 to 7.
The ferrule bores shown in Fig. 8 are provided with serrations 27 which may, for example, extend around their circumference, these serrations serving to help form a fluid-tight seal with the pipe 33 if the latter consists of a relatively flexible material. Such serrations can of course be made in the ferrules shown in Figures 1 to if desired.
If you want to connect the ends
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threaded 28 and 29 with the aid of the coupling shown in figure 8, a nut 4 with the ferrule / associated taken inside is passed over each end of the connection pipe 30, the length of this pipe being such that when the screws are applied so that their inward facing flanges abut against the ends of said pipe 30, the total length is just equal to the distance between the pipe ends 28 and 29. The nuts 4, due to their possibility of free sliding movement in a limited area can be forced into positions in which they do not overhang the ferrules 5 and they are therefore brought into the position shown on the left side of the ring. figure 8.
The assembly consisting of the pipe 30, the two nuts and their ferrules can thus be passed between the ends of the pipe 28, 29) and by pressing the ears outwards while rotating them through the threaded connection with said ends. hose can be easily primed.
During the first part of the screwing operation the nuts will simply slide relative to the sealing rings but the continued rotation after the surfaces 12 and 17 have first come into contact will result in deformation. will perform as has been described with reference to a few previous embodiments, i.e., the rib 11 will move in such a way that it will cease to coincide with the associated recess of the 'nut, the ferrule being forcibly driven along the conical bore of the nut, the tube itself in some cases also being compressed inwards, for example as shown somewhat exaggerated on the right side of figure 8.
In a variant of the device shown in FIG. 8, the tapered bore 12, instead of extending to the shoulder defining a limit position of the ferrule, may simply extend up to a part. cylindrical in diameter
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be equal to that of the rib 11 and of width equal to the length of the desired longitudinal clearance of the ferrule in the nut. By adopting this construction the thickness of the shell or wall of the nut need not be reduced to the extent shown in Fig. 8.
While some examples of coupling means according to the present invention have been described above, it should be understood that particular details may be changed or modified without departing from the scope of the invention. Thus, for example, the nut and screw connections shown in Figures 1 to 6 can be employed to make a direct connection between two pipes, one of which is provided with a screw thread, in which case the coupling element fitted with a screw thread would not be necessary.
Further, the nut-and-ferrule coupling assembly shown in Fig. 8 may be employed in conjunction with coupling elements such as those shown in Figs. 1 to 6, or steps may be taken for obtain a limited sliding movement of the various ferrules in any other suitable manner. In addition, coupling means according to the present invention may be employed to couple two pipes which are not necessarily in alignment, or to couple the more than two pipes or other tubular bodies.
For example, instead of a straight coupling element as shown in Figures 1 to 8, a curved or elbow-shaped or tee-shaped or cross-shaped element can be used. Likewise, instead of straight pipe 33, a bent pipe, tee or other form of fitting can be employed.
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