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COLLIER DE SERRAGE.
L'invention concerne un collier de serrage servant à assembler deux pièces ou parties de pièces, par exemple les tuyaux à brides, et convenant particulièrement à l'assemblage de tuyaux à brides de grand diamètre, dans lesquels circulent des liquides sous pression. Il est généralement nécessaire dans ce cas d'assembler les brides par des boulons, car on ne peut pas compter sur les colliers de serrage connus pour exercer une pression de serrage suf- fisante pour empêcher les fuites dans le joint. D'autre part les opérations d'assemblage et de démontage des joints boulonnés prennent beaucoup de temps.
Par exemple lorsqu'il peut être nécessaire, dans le cas de tuyaux dans les- quels passent des liquides inflammables, tels que ceux qui servent à charger et à décharger les bateaux citernes à huile, en cas d'urgence, de démonter le joint très rapidement, le temps nécessaire au démontage d'un joint boulon- né est un grave inconvénient s'opposant à l'emploi des joints de cette nature.
L'invention a pour objet un collier de serrage au moyen duquel on peut obtenir un joint étanche au passage des liquides sous pression et qui peut être rapidement démonté. Le'collier de serrage suivant-l'invention comporte un levier oscillant sur une des pièces à assembler et portant un élément de serrage dont la surface. coopère, lorsqu'on actionne le levier, avec la surface d'un élément porté par l'autre pièce à assembler, de façon à serrer ces pièces ensemble, et un dispositif de blocage qui peut être des- serré et fonctïonne automatiquement lorsque le levier vient en position de serrage, de façon à le maintenir sensiblement dans n'importe quelle position, à l'encontre de la réaction exercée entre les deux éléments, jusqu'à ce qu'on débloque le dispositif de-blocage.
Pour rendre la force de serrage aussi facile que possible à ap- pliquer en exerçant une pression de serrage maximum, la forme des éléments précités peut être choisie de façon à établir entre eux un contact sensible- ment ponctuel ou linéaire, tandis que la distance entre le point de contact
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et l'axe d'oscillation du levier augmente le long du lieu du point de con- tact dans une direction s'éloignant du point initial de ce lieu, c'est-à-dire du point de contact des deux éléments aa commencement du mouvement de serra- ge du levier. Les deux éléments coopèrent ainsi à la manière d'un c-)in pous- sant les pièces l'une contre l'autre, de sorte que le collier exerce ainsi en fonctionnant une action mécanique avantageuse.
Le dispositif de blocage précité, qui peut être débloqué, compor- te de préférence, un élément de déclenchement porté par le levierou par l'é- lément sur lequel il oscille, qui, lorsque le levier vient en position de serrage, monte sur une rampe fixée sur cet élément ou sur le levier, et dont la forme est choisie par rapport à celle del'élément de déclenchement de fa- çon à maintenir par la réaction entre eux le levier à l'encontre de la réac- tion entre,les deux pièces à assembler, et à permettre l'actionnement facile de l'élément de déclenchement pour effectuer le déblocage avant d'actionner le levier.
Suivant une forme de réalisation avantageuse du dispositif de blo- cage, l'élément de déclenchement oscille sur le levier ou l'élément précité et a tendance à tourner sous l'action d'une force, par exemple celle d'un ressort dans un sens donné par rapport à lui et la rampe a la forme d'une came, qui est disposée par rapport à l'élément de déclenchement de façon que, lorsque le levier vient dans sa position de serrage, l'axe d'oscillation de l'élément de déclenchement s'éloigne de la surface de came, et l'élément de déclenchement comporte une surface coopérant avec la came et d'une forme choisie de façon que; lorsque la distance entre cet axe et la surface de ca- me augmente, la surface de l'élément de déclenchement que l'effort de comman- de fait tourner dans le sens;,récité reste en contact constant avec la surfa- ce de came.
Il résulte de cette forme de construction qu'on réalise avec cer- titude une action de blocage automatique efficace en même temps qu'une ac- tion de déblocage facile et rapide lorsqu'on fait tourner l'élément de dé- clenchement, par exemple par un coup de marteau frappé dans le sens opposé à l'action exercée par l'effort de commande.
Une forme de réalisation choisie de préférence de l'invention .convenant à l'assemblage d'un tuyau de bateau citerne à un court tuyau de quai est décrite ci-après à titre d'exemple avec le dessin ci-joint à l'ap- pui, sur lequel: - la figure 1 est une élévation latérale avec coupe partielle des tuyaux à assembler au moyen d'un collier de serrage suivant l'invention; - la figure 2 est une vue en plan des tuyaux et du collier; - la figure 3 est une vue en bout suivant la ligne III-III de la figure 1, et - la figure 4 est une coupe transversale partielle du côté gau- che de la figure 1.
Le collier de serrage représenté sert à assembler un court tuyau de quai 1 à un court tuyau 2 boulonné en permanence au moyen a'une bride 3 sur la bride correspondante du tuyau du bateau citerne, ce tuyau et les bou- lons de fixation n'étant pas représentés. Le collierde serrage èomporte un levier 4 qui oscille sur un axe 5 disposé entre deux branches 6 fixées sur la bride 7 du tuyau 2.
Deux bras 9 oscillant sur un axe 8 du levier 4 sont réunis par une entretoise 10 et portent un galet 11 qui peut tourner fou sur un axe 15 monté entre les bras 9. Ce galet vient en contact avec une surface de came 12 formée sur une couronne de pression 13, articulée sur un 'axe 26, qui per- met de l'ouvrir et de la poser-autour du tuyau 1 derrière la bride 14 de ce tuyau. La pression exercée en dedans par le galet 11 et par les galets des autres leviers de serrage mentionnés plus loin, maintiennent la couronne 13 en place. Le galet 11 est maintenu en contact avec la surface de came 12
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par une vis de réglage 16 qui s'applique contre l'entretoise 10.
L'extrémité du levier 4 du côté de l'axe 5 éloigné du galet 11 est en forme de chape dont les branches .17 portent un axe 18 sur lequel est monté un bras de déclenchement 18 qui peut ainsi tourner fou par rapport au levier 4. La surface inférieure 20 du bras ae déclenchement coopère avec une.surfa- ce de came 22 formée sur la partie supérieure d'une rampe 21.
Le brans de dé- clenchement tend à tourner en sans inverse des aiguilles d'une montre, figure 1, sous l'action d'une force de commande, exercée par un ressort de tension 23 attaché à une extrémité sur le bras 19 et à l'autre sur le levier 4. Le levier 4 lui-même tend à tourner dans le sens des aiguilles d'une montre sous l'action d'une force de rappel exercée par un ressort de tension 24 attaché à une extrémité sur le levier 4 et à l'autre sur¯ une patte 25 solidaire de la branche 6.
Il est facile de voir que les ressorts 23 ou 24 pourraient être remplacés par d'autres'éléments exerçant un effort de commande ou de rappel, par exemple suivant une solution appropriée, le levier 4 et le bras 19 pour- raient être chargés par des poids appropriés et par suite auraient tendance à tourner par leur propre poids dans le sens et en sens inverse des aiguilles d'une montre respectivement.
Il est également nécessaire de disposer, plusieurs leviers de ser- rage autour de la périphérie du joint à brides, pour rendre le joint étanche au passage du liquide. La forme de réalisation représentée à titre d'exemple sur laquelle les tuyaux ont un diamètre de 254 mm, comporte trois leviers de serrage, figure 4, dont les trois paires de branches 6 sont réparties sur la périphérie du tuyau 2. Les autres éléments des leviers ne sont pas représen- tés sur cette figure.
Le fonctionnement des leviers de serrage est le suivant. On amène d'abord avec un treuil le court tuyau 1 en face du tuyau du bateau citerne 2 et on le fait reposer sur un élément27 en saillie sur la partie inférieure de la bride 7. Puis on fait tourner le levier4 en sens inverse des aiguilles d'une montre, figure 1, de façon à amener le galet 11 en contact avec le bord supérieur de la surface de came 12.Cette position est à peu près celle de la figure 1 et le p oint de contact 30 visible dans la coupe de la figure 1 entre le galet 11 et la surface de came 12 et qui est un des points de la li- gne de contact entre ces deux éléments, est celui qui, dans cette position des éléments, a été désigné plus haut sous le nom de point de contact "initial".
Lorsqu'on continue à abaisser le levier 4, ce point de contact décrit-le lieu de la figure 1 dont la forme par rapport à la circonférence 29 décri- te avec l'axe d'oscillation du levier 4 comme centre et passant par le point de contact 30 est choisie de façon à faire coopérer le galet 11 et la sur- face de came 12 à la manière d'un coin rapprochant les brides 7 et 14 l'une de l'autre. Ce résultat est obtenu en donnant à la surface 12 une forme telle que le rayon de courbure du lieu soit en tous points plus grand ou de signe opposé à celui de la circonférence 29.
Suivant la forme de réalisation représentée à titre d'exemple, le rayon de courbure du lieu varie entre une valeur à peu près égale à l'infini au point initial 30 et une valeur finie de signe opposé à celui du rayon de courbure de la circonférence 29 dans la partie inférieure de la surface de came 12.
La pression de serrage finale peut être exercée au moyen d'une barre de prolongement non représentée, montée sur l'extrémité 28 du levier 4. Une vis de réglage 16 permet de tenir compte des épaisseurs différentes de la bride 14 et peutaussi servir à rattraper l'usure éventuelle du galet 11 ou de la surface de came 12.
La couronne de pression 13 sert à répartir la pression sur toute la périphérie des brides. De plus si la bride 14 comporte des trous de bou- lons, la couronne 13 sert aussi à recouvrir ces trous.
Si on considère maintenant le dispositif de blocage desserrable, on voit en comparant la forme de la surface 20 avec la circonférence 31 tra-
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cée autour de l'axe d'oscillation du bras 19 comme centre, que l'extrémité 20a de la surface 20 est plus près de cet axe que l'extrémité 20b. Par suite, lorsque le levier 4 tourne en sens inverse des aiguilles d'une montre à par- tir de la position de la figure 1, en faisant ainsi augmenter la distance entre l'axe 18 et la surface de came 22, le ressort 23 fait tourner en per- manence le bras 19 en sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport au levier 4 et maintient ainsi une partie de la surface 20 en contact per- manent avec la surface 22.
En bref le ressort 23 fait passer la surface 20 sur la surface de came 22, de sorte que dans toutes les positions de serrage du levier 4, la réaction entre les surfaces 20 et 22 a pour effet de amain- tenir le levier à l'encontre de la réaction entre le galet 11 et la surface de came 12 de façon à exercer une action de blocage positive.
La partie inférieure 33 de la surface de la rampe 21 sert à im- primer un mouvement de rotation initial dans le sens des aiguilles d'une mon- tre au bras 19, de-façon à tendre le ressort 23, pendant que le levier 4 re- çoit son mouvement initial avant que le galet 11 vienne en contact avec la surface de came 12. '
Pour desserrer le collier on frappe sur l'extrémité supérieure 32 du bras 19 par exemple au moyen d'un marteau, dans le sens des aiguilles d'une montre.
Le levier 4 peut ainsi tourner dans le sens des aiguilles d'une montre sous l'action du ressort 24, en faisant cesser la pression entre le galet 11 et la surface de came 12 et entre les surfaces 20 et 22, d'où il résulte à la fois que le levier 4 vient presque instantanément dans une po- sition dans laquelle le ressort 24 est comprimé et que la bride 14 se déta- che complètement de la bride 7..
Alors que le dispositif de blocage desserrable représenté a la forme d'un élément oscillant sur le levier et coopérant avec unecame, il peut être remplacé par d'autres.dispositifs, parmi lesquels on peut citer à titre d'exemple un dispositif fonctionnant d'après le principe d'un cliquet et d'une roue à rochet, le cliquet étant alors considéré comme étant l'élé- ment de déclenchement et la roue à rochet comme étant la rampe sur laquelle monte cet élément. Bien entendu dans ce dernier cas le levier n'est pas main- tenu d'une manière continue dans toutes les positions de serrage, puisque l'action de blocage est intermittente, mais cette action peut être considé- rée et est considérée comme maintenant effectivement le levier à peu près dans toutes ses positions de serrage.
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TIGHTENING COLLAR.
The invention relates to a hose clamp for joining two parts or parts of parts, for example flanged pipes, and particularly suitable for the assembly of flanged pipes of large diameter, in which circulating liquids under pressure. It is generally necessary in this case to assemble the flanges by bolts, since known hose clamps cannot be relied upon to exert sufficient clamping pressure to prevent leaks in the joint. On the other hand, the operations of assembly and disassembly of the bolted joints take a lot of time.
For example when it may be necessary, in the case of pipes through which flammable liquids pass, such as those used for loading and unloading oil tankers, in an emergency, to disassemble the seal very quickly, the time required to disassemble a bolted joint is a serious drawback to the use of joints of this nature.
The subject of the invention is a clamping collar by means of which a seal can be obtained which is tight to the passage of liquids under pressure and which can be quickly removed. Le'collier according to the invention comprises an oscillating lever on one of the parts to be assembled and carrying a clamping element whose surface. cooperates, when the lever is actuated, with the surface of an element carried by the other part to be assembled, so as to clamp these parts together, and a locking device which can be released and operates automatically when the lever comes into the clamping position, so as to maintain it substantially in any position, against the reaction exerted between the two elements, until the de-locking device is released.
In order to make the clamping force as easy as possible to apply by exerting a maximum clamping pressure, the shape of the aforementioned elements can be chosen so as to establish a substantially point or linear contact between them, while the distance between the point of contact
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and the axis of oscillation of the lever increases along the locus of the point of contact in a direction away from the initial point of this locus, i.e. from the point of contact of the two elements at the beginning of the lever clamping movement. The two elements thus cooperate in the manner of a c-) in pushing the parts against each other, so that the collar thus exerts an advantageous mechanical action while operating.
The aforementioned locking device, which can be released, preferably comprises a trigger element carried by the lever or by the element on which it oscillates, which, when the lever comes into the clamping position, mounts on a ramp fixed to this element or to the lever, and the shape of which is chosen with respect to that of the triggering element so as to maintain by the reaction between them the lever against the reaction between, the two parts to assemble, and to allow easy actuation of the trigger element to perform the release before operating the lever.
According to an advantageous embodiment of the locking device, the trigger element oscillates on the lever or the aforementioned element and has a tendency to rotate under the action of a force, for example that of a spring in a direction given relative to it and the ramp has the form of a cam, which is arranged relative to the trigger element so that when the lever comes into its clamping position, the axis of oscillation of the the trigger element moves away from the cam surface, and the trigger element has a surface cooperating with the cam and of a shape chosen such that; as the distance between this axis and the cam surface increases, the surface of the trigger element which the control force rotates in the direction;, recited remains in constant contact with the cam surface .
As a result of this form of construction, an effective automatic locking action is realized with certainty together with an easy and quick release action when rotating the release element, for example. by a hammer blow struck in the opposite direction to the action exerted by the control force.
A preferably selected embodiment of the invention suitable for the assembly of a tanker pipe to a short dock pipe is described below by way of example with the accompanying drawing in the app. - pui, in which: - Figure 1 is a side elevation with partial section of the pipes to be assembled by means of a clamp according to the invention; - Figure 2 is a plan view of the pipes and the collar; - figure 3 is an end view taken along the line III-III of figure 1, and - figure 4 is a partial cross section of the left side of figure 1.
The clamp shown is used to assemble a short shore pipe 1 to a short pipe 2 permanently bolted by means of a flange 3 on the corresponding flange of the tanker's pipe, this pipe and the fixing bolts n ' being not shown. The clamp includes a lever 4 which oscillates on an axis 5 arranged between two branches 6 fixed on the flange 7 of the pipe 2.
Two arms 9 oscillating on an axis 8 of the lever 4 are joined by a spacer 10 and carry a roller 11 which can turn idle on an axis 15 mounted between the arms 9. This roller comes into contact with a cam surface 12 formed on a pressure ring 13, articulated on an axis 26, which allows it to be opened and placed around the pipe 1 behind the flange 14 of this pipe. The pressure exerted inside by the roller 11 and by the rollers of the other clamping levers mentioned later, hold the crown 13 in place. The roller 11 is kept in contact with the cam surface 12
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by an adjusting screw 16 which is applied against the spacer 10.
The end of the lever 4 on the side of the axis 5 remote from the roller 11 is in the form of a yoke, the branches of which .17 carry an axis 18 on which is mounted a trigger arm 18 which can thus turn idle with respect to the lever 4 The lower surface 20 of the trigger arm cooperates with a cam surface 22 formed on the upper part of a ramp 21.
The trigger arm tends to rotate counterclockwise, Figure 1, under the action of a control force, exerted by a tension spring 23 attached at one end to the arm 19 and to the other on lever 4. The lever 4 itself tends to rotate clockwise under the action of a return force exerted by a tension spring 24 attached at one end to the lever. 4 and to the other on a tab 25 integral with the branch 6.
It is easy to see that the springs 23 or 24 could be replaced by other elements exerting a control or return force, for example according to a suitable solution, the lever 4 and the arm 19 could be loaded by appropriate weights and hence would tend to rotate by their own weight clockwise and counterclockwise respectively.
It is also necessary to have several clamping levers around the periphery of the flanged joint, in order to make the joint sealed against the passage of liquid. The embodiment shown by way of example in which the pipes have a diameter of 254 mm, comprises three clamping levers, FIG. 4, the three pairs of branches 6 of which are distributed over the periphery of the pipe 2. The other elements of the levers are not shown in this figure.
The operation of the clamping levers is as follows. The short pipe 1 is first brought with a winch in front of the pipe of the tanker 2 and it is made to rest on a projecting element 27 on the lower part of the flange 7. Then the lever 4 is rotated counterclockwise. of a watch, Figure 1, so as to bring the roller 11 into contact with the upper edge of the cam surface 12. This position is approximately that of Figure 1 and the contact point 30 visible in the section of FIG. 1 between the roller 11 and the cam surface 12 and which is one of the points of the contact line between these two elements, is that which, in this position of the elements, has been designated above under the name "initial" point of contact.
When the lever 4 is continued to be lowered, this point of contact describes the place of FIG. 1, the shape of which in relation to the circumference 29 describes with the axis of oscillation of the lever 4 as the center and passing through the point of contact 30 is chosen so as to cause the roller 11 and the cam surface 12 to cooperate in the manner of a wedge bringing the flanges 7 and 14 together. This result is obtained by giving the surface 12 a shape such that the radius of curvature of the locus is at all points greater or of opposite sign to that of the circumference 29.
According to the embodiment shown by way of example, the radius of curvature of the locus varies between a value approximately equal to infinity at the initial point 30 and a finite value of sign opposite to that of the radius of curvature of the circumference 29 in the lower part of the cam surface 12.
The final tightening pressure can be exerted by means of an extension bar (not shown), mounted on the end 28 of the lever 4. An adjusting screw 16 makes it possible to take into account the different thicknesses of the flange 14 and can also be used to compensate. possible wear of the roller 11 or of the cam surface 12.
The pressure ring 13 serves to distribute the pressure over the entire periphery of the flanges. In addition, if the flange 14 has bolt holes, the crown 13 also serves to cover these holes.
If we now consider the releasable locking device, we see by comparing the shape of the surface 20 with the circumference 31 through-
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cée around the axis of oscillation of the arm 19 as the center, that the end 20a of the surface 20 is closer to this axis than the end 20b. As a result, when the lever 4 rotates counterclockwise from the position of Fig. 1, thereby increasing the distance between the pin 18 and the cam surface 22, the spring 23 continuously rotates the arm 19 counterclockwise with respect to the lever 4 and thus maintains part of the surface 20 in permanent contact with the surface 22.
Briefly, the spring 23 causes the surface 20 to pass over the cam surface 22, so that in all clamping positions of the lever 4, the reaction between the surfaces 20 and 22 has the effect of bringing the lever to the against the reaction between the roller 11 and the cam surface 12 so as to exert a positive locking action.
The lower part 33 of the surface of the ramp 21 serves to impart an initial clockwise rotational movement to the arm 19, so as to tension the spring 23, while the lever 4 receives its initial movement before the roller 11 comes into contact with the cam surface 12. '
To loosen the collar, we strike on the upper end 32 of the arm 19, for example by means of a hammer, in the direction of clockwise.
The lever 4 can thus rotate clockwise under the action of the spring 24, releasing the pressure between the roller 11 and the cam surface 12 and between the surfaces 20 and 22, from where it The result is both that the lever 4 comes almost instantaneously into a position in which the spring 24 is compressed and the flange 14 comes completely loose from the flange 7.
While the releasable locking device shown has the form of an element oscillating on the lever and cooperating with a cam, it can be replaced by other devices, among which may be mentioned by way of example a device operating from after the principle of a pawl and a ratchet wheel, the pawl then being considered as being the trigger element and the ratchet wheel as being the ramp on which this element rises. Of course in the latter case the lever is not held continuously in all clamping positions, since the locking action is intermittent, but this action can be considered and is now considered to be effectively the lever in almost all of its tightening positions.