Brevet FR2011439A1 — publié le 19700227

La prisant* invention s* rapport* à un raeeord de tuyauterie peur liantes pressions, pour températures élevées et poar le vide. Les raceox&sde type usuel^ne satisfont pas toujours aux exi-fances qui leur sont imposées en cas de raccordement de tuyauteries 5 pour liquidas eu gaz, qui doivent présenter une sécurité absolue, et eela en particulier dans le cas eù les fluides s» trouvent sens des températœs et des pressions inkabituelleaent élevées ou bien, dans le cas *ù les températures et les pressions varient entre des valeurs maximales et minimales. Far ailleurs, en particulier lors 10 d* l'utilisation dans la construotion aéronautique, on n* paufc pas exelure des contraintes d* flexion auxquelles les raccord» doivent résister* Sans des raeeords peur des tuyauteries conduisant de 1'exygln* liquide, du sodium liquide, d* l'hydrogène et des proper-C*ls, par exemple dans des statoréaeteurs, il faut o*mpt*r avec Xg des températures allant de «195#C à +1100#C et ave a des pressions allant du vide jusqu'à plus d* 210 bars. - La présent* invention s* rapport* à un perfeeti*nn*m*nt d'un raeeord.: de tuyauterie supportant les contraintes mentionnées ei-dessus et basé que 1» principe d'un raooerd "tout métal*, e'est-20 à-dire que tous las éléments du raeeord, y compris l'élément d'é-tamekéité, sent métalliques» Il faut en particulier .ireiller à oe que 1» raeeord "tout métal" non élastique par lti-n$ma soit réa*> lisé de manière qu'il puisse son seulement supporter des tempéra** tures et des pressions extrtmement élevées, mais puisse en mime 25 temps ttre soumis à la flexion, sans risque de déformation qui conduirait à, des fuites* Par conséquent, la présente invention a pour objet un raccord de tuyauterie procurant une étanchéité absolue dans les conditions mentionnéas et présentant des dissions si réduites que oe raeeord puisse être utilisé également dans 30 l'aéronautique et dans l'astronautique» Suivant un mode de réalisation déjà connu de ces raeeords de tuyauterie pour hautes pressions, et températures él®vé®s8 les surfaces d'étancliéité des deux tubes à raccorder as présentent sous la forme de surfaces coniques orientées dans le même sens et re-33 çeivent entre elles un élément d'étaaeàéité métallique s© présaatast sous la forme d'un rassort coniqns &©at la pente à® base âiffèr® &® la pente des surfaces d'étanohéité des sxtréaités des tubas® La raccord de tuyauterie conforme à l*iav@aêi@a pems- pressiens et/au températures élevées, réalisé également ®eua la £©sae d'un 40 raccord entièrement métallique est caractérisé par 1© fait que 69 20840 2 2011439 10 15 20 25 30 35 l'organe d'étanohéité entr* l*s «xtrémités dos deux tubes à raccorder est une bague d'étanohéité d» type oonnu, à profil «a Z, dont les ailes comportent à leurs extrémités, sur la périphérie extérieure et intérieure, des nez poiatus» faisant saillie radial*~ ment vers l'extérieur et vers l'intérieur» La bague d'étanohéité conforme à l'invention est, de préférence, réalisée à partir d'un métal dur et élastique» Lors du serrage du raocèrd, la bague d'étanohéité à profil en Z se coince par les nez saillants qui sont ainsi enfoncés dans la paroi des tubes. L'extrémité de l'un des deux tubes à raccorder présente avantageusement une bride d'extrémité à profil en Z, tandis que l'extrémité de l'autre tabe présent* une bride cylindrique s* trouvant en retrait par rapport à la faee frontale du tube et oentre laquelle s'appuie le bord de la bague d'étanohéité» portant l'un des aexo 11 est possible d'engager sur les extrémités des deux tubes un manchon annulaire qui est main» tenu en position par des joncs d'arrtt et qui peut ttre facilement retiré aprèsl'enl&veaent de ces joncs» Le manchon annulaire peut également remplacer par un collier de serrage divisé, à profil en U, dent les ailes serrent entre elles les bides des tubes» Ce cellier de serrage peut également s* présenter sens la fora* d'an collier composé de trois eu plus de trois parties qui sont articulées les unes sur les autres et qui peuvent - ttre serrées à l'aide d'une vis». Sans ce cas également, le collier de serrage présente un profil en U et les efttés opposés des brides des tubes sent avantageusement inclinés l'un vers l'autre» D'autres caractéristiques d* raccord conforme à l'invention apparaîtront à la lecture du dessin annexé qui représente aohéma-tiqueaent plusieurs exemples de réalisation non liaitatifs de oe raccordj. sur ce dessin t la fig» 1 est une coupe axiale d'une première variante du raccord conforme à l'invention; la fig» 2 est une vue frontale du raccord de la fig» 1; la fig» 3 est une coupe axiale, à plus grande échelle, de l'élément d'étanohéité conforme à l'invention} la fig® 4 est use ooupe axiale d'une seconde variante du ■ raccord conforme à 1*inventis»; ■ la fig© 5 ast 3.&S Tue frontale, partiellement en coupe transversale , du raeeord selon la fig© 4| la fig» S est ma© coupe transversale d'une troisième j 69 20840 3 2011439 variante dm raeeord conforme à l'invention; la fig. 7 est une coupe axiale du raeeord de la fig* 6* Sans la variante selon les fig* 1 à 3» l'extrémité 2 du tube 1 d* gauche présente une bride 3 légèrement saillante à pro-5 fil en Z, contre laquelle s'appuie, par un nez extérieur saillant 4, une aile extérieure 5 d'un élément d'étanohéité 6 à profil en Z. L'élément d'étanohéité est avantageusement réalisé à partir de la mtme matière que les tubes à raccorder» Le nez extérieur 4 est formé à l'extrémité de l'aile extérieure 5 de l'élément d'étan-10 ehéité 6* Ce dernier comporte, à l'extrémité d'une aile intérieure 8, un nez 9 disposé d* la mtme manière et faisant saillie vers L'intérieur. La bride 3 à profil en Z de l'extrémité 2 du tube 1 fait saillie d'une valeur correspondant à peu près à la somme de la longueur de l'aile extérieure 5 et de l'épaisseur de l'tme 15 10 de l'élément d'étanohéité 6* Far conséquent, l'âme 10 d* l'élément d'étanohéité 6 s* trouve dans un même plan avec la paroi frontale de la bride 3» Le seeond tube 11 présente une bride cylindrique 12 qui se trouve en retrait, par rapport à .l'extrémité frontale dm tube, d'une valeur correspond à peu près à la somme 20 4e 1* longueur de l'aile extérieure 5, de l'épaisseur de l'âme 10 et de la longueur d* l'aile intérieure 8 de l'élément d'étanohéité 6. Les nez 4 et 9 des deux ailes présentent un profil triangulaire et la peinte des deux nez se trouve légèrement en retrait par rapport aux faces frontales des deux ailes. 25 Le diamètre intérieur du tube 2 est élargi par rapport à la surface frontale 13 de la bride 3 en Z d'une valeur correspondant à l'épaisseur de la paroi du tube 11* La position qui vient d'être décrite au sujet des différentes parties du raeeord correspond à la position de base, à l'état non serré du raccord* 30 Sans l'exemple selon les fig. 1 & 3» on a engagé sur la bride 3 on Z un manohon 15 comportant deux gorges 17, 18 dans sa surface latérale intérieure 16. Chacune de:.ces gorges 17, 18 est destinée à recevoir un jonc d'arrêt 19. L'écartement des deux gorges 17# 18 est choisi de manière que l'on puisse placer entre les deux joncs 35 d'arrêt 19, le* deux brides 3 et 12 des tubes ainsi qu'une bague de serrage 20 rapportée devant la bride 12, cette bague étant traversée par plusieurs vis 210 Pour l'établissement du raccord décrit ci-dessus, on introduit librement l'élément d'étanohéité 6 dans la bride 3 en Z de l'extrémité 2 du tube 1, de sorte que le nez 4 de l'aile extérieure ^ s'appuie contre l'aile en saillie de la bride 3* On engage en— 40 69 20840 4 2011439 suite l'autre tube 11 de manière que le nez intérieur 9 de l'élément d'étanohéité 6 s'applique contre la surface extérieure de l'extrémité 21a du tube 11» Dans cette position des deux tubes 2 et 11, on engage sur ces derniers le manchon 15 de aanière que les 5 brides 3 et 12 soient recouvertes et que les deux gorges 17 et 18 se trouvent à l'extérieur des deux brides 3 et 12» On engage ensuite dans le manchon 15, du cfité de la bride 12, la bague de serrage 20 et on introduit les deux joncs d'arrêt 19 dans les deux gorges 17 et 18°* Ensuite, on serre uniformément les vis 21, oe qui 10 fait que les deux tubes 2 et 11 sont attirés l'un contre l'autre dans la position selon la fig* 1. Far suite de ce serrage de vis 21f l'élément d'étanohéité 6 se «oince par ses nez 4 et 9, ce qui entraîne en aême temps une déformation de l'tae 10. Grâce à cette déformation élastique de l'élément d'étanohéité, 15 les pointes de3 nez 4 et 9 s'enfoncent, l'une dans la bride 3 et l'autre dans l'extrémité 21a du tube 11, ce qui assure une étan-chéité parfaite, aêae sous haute pression et sous vide poussé, satisfaisant à toutes les exigences imposées au raccord conforme à l'invention. Le raccord conforme à l'invention assure également 20 use étanchéité" parfaite en cas d'éventuelles contraintes de flexion. Dans la variante selon les fig. 4 et 5, les extrémités des deux tubes 22 et 23 présentent la môàe forme que les extréaités des tubes 2 et 11 selon les fig. 1 à 3« L'élément d'étanohéité 25 24 correspond également à l'élément d'étanohéité 6 selon les fig. 1 à 3» Le manchon,15 est reaplacé par un collier divisé 25 dont les deux parties sont assemblées à l'aide deux vis 26 et qui entourent les brides 27 et 28 des deux tubes 22 et 23* Le collier 25 présente un évidement intérieur par lequel il s'engage sur la 30 bride 27 et qui s'appuie contre la face extérieure de la bride 28. Sans le bord du collier 25» recouvrant la bride 28 sont en*» gagées les tiges filetées 30 de vis de serrage 29 réparties uniformément sur le pourtours. Ici également, le raccord est amené de sa position de base selon la fig. 4 à sa position d'étanohéité par 35 serrage des vis 29, ce qui entraîne un coincement de l'élément d'é-tanehéité 24o Les fig. 6 et 7 représentent une autre variante dans laquelle les extrémités des deux tubes 30a et 31 présentent essentiellement la même forme que dans les variantes des exemples déjà décrits 40 à cette différence près que les côtés opposés des brides 32 et 33 69 20840 5. 2011439 sont ooniques et sont dirigés l'un vers l'autre0 L'élément d'étanohéité 34 correspond à celui des variantes déjà:.décrites „ L'assemblage des deux tubes 30a et 31 s'effectue au moyen d'an collier de serrage 35 dont les ailes 36 ©t 37 faisant sailli® vsrs l'in 15 Le racoord de tuyauterie conforme à l'invention assure une étanchéité parfaite, même sous des pressions et des températures élevées et conserve cette étanchéité atae en cas d'éventuelles contraintes de flexion. Sans sortir du cadre de la présente invention, il est pos-20 sible d'apporter diverses modifications à la construction du rac™ cord conforme à l'invention» 69 20840 .6 2011439 REVENDICATIONS 1°) Raccord de tuyauterie pour hautes pressions et températures élevées, caractérisé par un élément d'étanchéité à profil en Z, qui est inséré entre les brides des extrémités des tubes à raccor-g der et dont les deuz ailes s*étendant en direction axiale des tubes portent à leurs extrémités, sur la surface latérale extérieure et intérieure, des nez faisant saillie dans le sens radial, cet élément d'étanohéité étant réalisé à partir de la même matière métallique élastique que les tubes à raccorder* 10 2°) Raccord de tuyauterie suivant la revendication 1, caracté risé par le fait que l'un des tubes comporte à l'extrémité de raccordement une bride à profil en Z dont l'extrémité saillante présents une longueur à peu pris égale à la longueur de l'aile extérieure de l'élément d'étanchéité et que l'extrémité de l'autre 15 tube comporte une bride se trouvant en retrait par rapport à l'ex** trémité frontale de ce mtme tube d'une valeur qui est à peu près égale à la somme de la longueur de 1'aile extérieure, de l'épaisseur de l'âme et de la longueur de l'aile istérieure de l'élément d'étanchéité. 20 3°) Raccord de tuyauterie suivant les revendications 1 et 29 caractérisé par le fait que les nés saillants se présentent seus la forme de triangles dont les pointes se trouvent en retrait par rapport aux surfaces frontales des ailes* 4°) Raccord de tuyauterie suivant les revendications 1 à 3, 25 caractérisé par le fait que sur les extrémités des deux tubes est engagé un manchon cylindrique présentant sur sa surface latérale intérieure deux gorges recelant chacune un jonc d'arrêt, les deux joncs d'arrêt entourant les deux brides des tubes et une bague de serrage rapportée dans laquelle sont engagées plusieurs vis à® 30 serrage axiales, réparties uniformément sur le pourtour* 5®) Raccord de tuyatterie suivant les revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le manchon cylindrique est remplacé par un, collier passant sur les surfaces frontales extérieures des brides des deux tubes. 35 6®) Rassort d® tuyauterie suivant les revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les surfaces frontale» epposées des .aeg-iabes desax brides? soat coniques et sont dirigées l'une vers l'autre et 1® collier comporte deux ailes annulaires dirigées vers l'intérieur dont la peut© correspond à celle des surfaces extérieures des 69 20840 7 2011439 brides, oe oollier se présentant sous la forme d'un oollier de serrage qui peut ttre amené en position de serrage avec les extrémités des tubes au moyen d'une Tis et qui se compose avantageusement de trois segments identiques, articulés les uns sur les 5 autres.