FR2680222A1

FR2680222A1 - Seal for a pressurised pipeline, and assembly between pipeline elements incorporating such a seal

Info

Publication number: FR2680222A1
Application number: FR9110005A
Authority: FR
Inventors: Cyril X Latty
Original assignee: Latty International SA
Current assignee: Latty International SA
Priority date: 1991-08-06
Filing date: 1991-08-06
Publication date: 1993-02-12
Anticipated expiration: 2011-08-06
Also published as: FR2680222B1; DE9210548U1

Abstract

The core (2) of this seal bears an annular projection (19, 20) on each face, the projection being intended to come to face a more or less conjugate annular surface (26, 27), particularly a cylindrical one, which externally borders the plane surfaces (24, 25) to be connected. Application to the sealing of pipelines conveying hazardous pressurised fluids.

Description

La présente invention est relative à l'étanchéité des tuyauteries sous pression, et plus particulièrement à un joint d'étanchéité pour tuyauterie sous pression du type comprenant une âme de forme générale plane qui présente au moins un logement dans lequel est reçu une garniture d'étanchéité et qui est destinée à être interposée entre deux surfaces planes à raccorder. The present invention relates to the sealing of pressurized pipes, and more particularly to a seal for pressurized pipes of the type comprising a generally planar core which has at least one housing in which is received a gasket. sealing and which is intended to be interposed between two flat surfaces to be connected.

L'invention concerne notamment l'étanchéité des tuyauteries qui véhiculent des fluides sous pression pouvant présenter un danger en cas de fuite, par exemple des tuyauteries d'eau primaire des centrales nucléaires. The invention relates in particular to the sealing of pipes which convey pressurized fluids which may present a danger in the event of a leak, for example the primary water pipes of nuclear power plants.

L'invention a pour but de fournir un joint d'étanchéité capable d'assurer une sécurité accrue tant au montage que lorsque la tuyauterie est en service. The object of the invention is to provide a seal capable of ensuring increased safety both during assembly and when the piping is in service.

A cet effet, l'invention a pour objet un joint d'étanchéité du type précité, caractérisé en ce que l'âme porte sur chaque face une saillie annulaire destinée à venir en regard d'une surface annulaire à peu près conjuguée, notamment cylindrique, qui borde extérieurement lesdites surfaces planes. To this end, the subject of the invention is a seal of the aforementioned type, characterized in that the core carries on each face an annular projection intended to come opposite an approximately conjugate annular surface, in particular cylindrical , which externally borders said flat surfaces.

Suivant d'autres caractéristiques
- les saillies annulaires sont prévues le long de la périphérie extérieure de l'âme, conférant à celle-ci une section en T;
- ledit logement est délimité radialement vers l'extérieur par une partie métallique de l'âme et radialement vers l'intérieur par une partie d'épaisseur légèrement plus faible de l'âme;
- ladite partie métallique est venue de matière avec lesdites saillies;
- le logement traverse l'âme de part en part. de sorte que l'âme est constituee de deux pièces séparées;
- la pièce radialement intérieure est constituée au moins en surface d'un matériau différent de la pièce radialement extérieure, adapté pour résister à l'attaque du fluide véhiculé par la tuyauterie;
- la garniture est en graphite expansé, sa forme au repos étant choisie de manière à emplir à peu près exactement le logement lorsque le joint est en place
L'invention a également pour objet un assemblage entre éléments de tuyauterie, comprenant deux éléments de tuyauterie qui se terminent chacun par une surfacè plane bordée extérieurement par une surface annulaire non plane, notamment cylindrique, et un joint d'étanchéité tel que défini ci-dessus, l'âme du joint étant directement au contact des deux surfaces planes et lesdites saillies entourant lesdites surfaces annulaires avec un léger jeu.According to other characteristics
- The annular projections are provided along the outer periphery of the core, giving it a T-shaped section;
- Said housing is delimited radially outwards by a metal part of the core and radially inwards by a part of slightly smaller thickness of the core;
- Said metal part has come in one piece with said projections;
- the housing goes right through the soul. so that the core is made up of two separate parts;
- The radially inner part consists at least on the surface of a material different from the radially outer part, adapted to resist attack by the fluid conveyed by the piping;
- the packing is made of expanded graphite, its shape at rest being chosen so as to fill the housing more or less exactly when the seal is in place
The subject of the invention is also an assembly between piping elements, comprising two piping elements which each terminate in a flat surface bordered externally by a non-planar annular surface, in particular cylindrical, and a seal as defined above. above, the core of the seal being directly in contact with the two flat surfaces and said projections surrounding said annular surfaces with slight play.

Suivant un mode de réalisation, l'âme est au contact desdites surfaces planes entre la garniture et lesdites saillies. According to one embodiment, the core is in contact with said flat surfaces between the lining and said projections.

Des exemples de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits en regard du dessin an nexè, sur lequel
- la Figure 1 est une vue en élévation, la moitié gauche étant en coupe méridienne, d'un joint d'étanchéité conforme à l'invention, avant son montage;
- la Figure 2 représente à plus grande échelle la demi-section méridienne de ce joint; et
- la Figure 3 représente à plus petite échelle, en coupe longitudinale, un assemblage entre éléments de tuyauterie incorporant un tel joint. Examples of embodiment of the invention will now be described with reference to the accompanying drawing, in which
- Figure 1 is an elevational view, the left half being in meridian section, of a seal according to the invention, before assembly;
- Figure 2 shows on a larger scale the meridian half-section of this joint; and
- Figure 3 shows on a smaller scale, in longitudinal section, an assembly between pipe elements incorporating such a seal.

On a représenté aux Figures 1 et 2, au repos. un joint d'étanchéité 1 constitué d'une âme 2 en deux pièces séparées 3, 4 et d'une garniture d'éétanchéité 5. Ce joint est destiné à assurer l'étanchérit entre deux élements 6, 7 (Figure 3) d'une tuyauterie 8 véhiculant un fluide sous pression éventuellement dangereux par sa température et/ou ses propriétés physiques et/ou chimiques, par exemple de
I eau primaire d'un réacteur nucléaire à eau pressurisée
La pièce radialement intérieure 3 de l'âme du joint est constituée d'un anneau délimité par deux faces d'extrémité planes 9, 10 et par deux faces cylindriques 11, 12. La face cylindrique extérieure 11 présente à mi-épaisseur une gorge 13 circulaire à section en V très ouvert. Le matériau constituant l'anneau 3 est choisi, au moins en surface, pour sa capacité à résister à l'attaque physique et/ou chimique du fluide véhiculé par la tuyauterie 8. Il peut s'agir notamment de polytétrafluoroéthylène (PTFE).There is shown in Figures 1 and 2, at rest. a seal 1 consisting of a core 2 in two separate parts 3, 4 and of a seal 5. This seal is intended to ensure the seal between two elements 6, 7 (Figure 3) of a pipe 8 conveying a pressurized fluid which is possibly dangerous by its temperature and / or its physical and / or chemical properties, for example of
I primary water from a pressurized water nuclear reactor
The radially inner part 3 of the joint core consists of a ring delimited by two flat end faces 9, 10 and by two cylindrical faces 11, 12. The outer cylindrical face 11 has a groove 13 at mid-thickness circular with very open V-section. The material constituting the ring 3 is chosen, at least at the surface, for its capacity to withstand the physical and / or chemical attack of the fluid conveyed by the piping 8. It may in particular be polytetrafluoroethylene (PTFE).

La pièce radialement extérieure 4 de l'âme du joint est une pièce métallique présentant une demisection méridienne en T La hampe 14 du T est délimitée par deux surfaces d'extrémité planes 15, 16 dont
I espacement est légèrement supérieur à celui des surfaces 9 et 10 décrites plus haut. La face cylindrique intérieure 17 de la hampe 14 présente à mi-épaisseur une gorge circulaire 18 en V très ouvert, analogue à la gorge 13. Chaque branche 19, 20 du T forme le long de la périphérie extérieure de la hampe 14 une saillie annulaire délimitée par deux surfaces cylindriqes, les deux branches délimitant ensemble une surface péripherique exterieure cylindrique 21 du joint
La garniture 5 est un anneau en graphite expansé moulé, réalisé à partir d'un ruban de graphite expansé enroulé en spirale, qui est délimité par des surfaces périphériques intérieure et extérieure à section en V complémentaire de celles des gorges 13 et 18 en regard. Ces surfaces périphériques sont reliées par des surfaces d'extrémité planes 22, 23. L'écartement de ces deux surfaces d'extrémité est nettement supérieur à celui des surfaces 15 et 16, et ce dans ne mesure telle que. en section méridienne, l'aire de la garniture qui dépasse des surfaces 9, 10, 15, 16 soit sensiblement égale à la somme de celles des vides de forme triangulaire subsistant entre les surfaces 11 et 17 dune part, et la garniture d'autre part.The radially outer part 4 of the core of the joint is a metal part having a T-meridian half-section. The shaft 14 of the T is delimited by two flat end surfaces 15, 16 of which
I spacing is slightly greater than that of surfaces 9 and 10 described above. The inner cylindrical face 17 of the pole 14 has at mid-thickness a circular groove 18 in a very open V, similar to the groove 13. Each branch 19, 20 of the T forms along the outer periphery of the pole 14 an annular projection delimited by two cylindrical surfaces, the two branches together delimiting a cylindrical outer peripheral surface 21 of the joint
The lining 5 is a ring of molded expanded graphite, produced from a ribbon of expanded graphite wound in a spiral, which is delimited by inner and outer peripheral surfaces with a V section complementary to those of the grooves 13 and 18 opposite. These peripheral surfaces are connected by planar end surfaces 22, 23. The spacing of these two end surfaces is significantly greater than that of the surfaces 15 and 16, and only to the extent that. in meridian section, the area of the lining which exceeds surfaces 9, 10, 15, 16 is substantially equal to the sum of those of the triangular voids remaining between surfaces 11 and 17 on the one hand, and the lining on the other go.

Comme on le voit sur la Figure 3, chaque élément de tuyauterie 6, 7 se termine par une surface d'extrémité plane 24, 25 bordée extérieurement d'une surface cylindrique 26, 27 dont la hauteur est supérieure à celle des saillies 19 et 20. Le diamètre des surfaces 26, 27 est légèrement inférieur au diametre intérieur de ces saillies. As seen in Figure 3, each pipe element 6, 7 ends with a flat end surface 24, 25 bordered externally by a cylindrical surface 26, 27 whose height is greater than that of the projections 19 and 20 The diameter of the surfaces 26, 27 is slightly less than the inside diameter of these projections.

Pour assurer l'étanchéité entre les éléments 6 et 7, on dispose le joint 1 sur l'une des surfaces 24, 25 et l'on approche l'autre de ces surfaces. Le joint se centre de lui-même sur les deux éléments de tuyauterie par la coopération des saillies 19. 20 et des surfaces 26, 27, et la garniture 5 est écrasée dans une mesure prédéterminée par le contact métal/métal entre les surfaces 24, 25 d'une part, 15, 16 d'autre part. Le serrage est réalisé au moyen de deux brides d'extrémité 28 des éléments 6 et 7 et de boulons de serrage 29. Le graphite de la garniture emplit alors exactement l'espace délimité entre les surfaces 11, 17, 24 et 25, et ne flue par vers l'axe de l assemblage ni en direction opposée
En service, l'étanchéité est assurée par la coopération de la garniture 5 et des surfaces 24 et 25. Les contacts métal/métal précités limitent avec précision ltécrasement de cette garniture, et la partie intérieure 3 du joint sert a empêcher le fluage de la garniture mais ne participe pas à l'étanchéité.To ensure the seal between the elements 6 and 7, the seal 1 is placed on one of the surfaces 24, 25 and the other of these surfaces is approached. The seal centers itself on the two pipe elements by the cooperation of the projections 19. 20 and the surfaces 26, 27, and the lining 5 is crushed to a predetermined extent by the metal / metal contact between the surfaces 24, 25 on the one hand, 15, 16 on the other hand. The tightening is carried out by means of two end flanges 28 of the elements 6 and 7 and of tightening bolts 29. The graphite of the packing then fills exactly the space delimited between the surfaces 11, 17, 24 and 25, and does not flow towards the axis of the assembly nor in the opposite direction
In service, the seal is ensured by the cooperation of the lining 5 and of the surfaces 24 and 25. The aforementioned metal / metal contacts precisely limit the crushing of this lining, and the interior part 3 of the seal serves to prevent the creep of the gasket but does not participate in sealing.

Si la garniture 5 se détériore accidentellement le jet de fluide sous pression s'échappant du joint heurte les saillies 19, 20, qui le diffusent et protègent ainsi l'environnement humain et matériel. If the lining 5 accidentally deteriorates the jet of pressurized fluid escaping from the seal strikes the projections 19, 20, which diffuse it and thus protect the human and material environment.

En variante, l'âme 2 peut être d'une seule pièce, avec une gorge annulaire ménagée dans chaque face et une garniture d'étanchéité, par exemple réalisée à partir de feuilles de graphite expansé superposuées reçue dans chacune de ces gorges. Alternatively, the core 2 can be in one piece, with an annular groove formed in each face and a seal, for example made from superimposed expanded graphite sheets received in each of these grooves.

Bien entendu, le joint peut également comporter plusieurs garnitures d'étanchéité concentriques Of course, the seal may also include several concentric seals

Claims

1 - Seal for pressurized piping, of the type comprising a generally planar core (2) which has at least one housing in which is received a seal (5) and which is intended to be interposed between two surfaces planes (24, 25) to be connected, characterized in that the core (2) carries on each face an annular projection (19, 20) intended to come opposite an approximately conjugate annular surface (26, 27) , in particular cylindrical, which borders said planar surfaces (24, 25)

2 - A seal according to claim 1, characterized in that the annular projections (19, 20) are provided along the outer periphery of the core (2), giving it a T-section.

3 - Joint according to claim 1 or 2, characterized in that said housing is delimited radially outward by a metal part (4) of the core (2) and radially inward by a part (3) d slightly smaller thickness of 1 - core.

4 - Joint according to claim 3, characterized in that said metal part (4) came integrally with said projections (19, 20).

5 - Joint according to any one of claims l to 4, characterized in that the housing passes through the core (2) right through, so that the core (2) consists of two separate parts (3, 4)

6 - Joint according to claim 5, characterized in that the radially inner part (3) consists at least on the surface of a material different from the radially outer part, adapted to resist attack by the fluid conveyed by the piping (8).

7 - sealing joint according to any one of claims l to 6, characterized in that the lining (5) is made of expanded graphite, its shape at rest being chosen so as to fill the housing more or less exactly when the joint (1) is in place

8 - Assembly between pipe elements would be comprising two pipe elements (6, 7) which each terminate in a flat surface (24, 25) bordered externally by a non-annular annular surface (26, 27), notably cylindrical, and a seal (1) according to any one of claims 1 to 7, the core (2) of the seal being directly in contact with the two planar surfaces (24, 25) and said projections (19, 20) surrounding said annular surfaces (26, 27) with slight play.

9 - An assembly according to claim 8, characterized in that the core (2) is in contact with said flat surfaces (24, 25) between the lining (5) and said projections (19, 20)