Brevet FR2035035A1 — publié le 19701218

La présent* invention se rapporte à un système de tuyaux à isolement thermique tel qu'un système de tuyaux de chauffage pour distribution souterraine de chaleur dans les installations urbaines ou autres comprenant un certain nombre de tuyaux reliés entre eux et 5 isolés du type comprenant un ou plusieurs tubes conducteurs interne^ un tube d'enveloppement protecteur externe en matière synthétique et une matière thermo-isolante interposée entre eux, ces tubes conducteurs étant exposés à proximité des extrémités de chaque élément de tuyau et reliés sur place par soudage ou autrement alors qu'au-des-10 sus de chaque joint est montée une gaine tubulaire formant pont par-dessus oe joint et chevauchant les extrémités voisines des tubes protecteurs en assurant une liaison étroite avec eux. les systèmes de ce genre, constitués par des tuyaux isolés pré-» fabriqués sont utilisés sur une vaste échelle du fait qu'ils sont 15 faciles à monter et parce que les tubes conducteurs sont normalement protégés contre la corrosion résultant de l'intrusion d'humidité de la part de l'environnement mieux que dans les systèmes de ce genre oti la matière isolante est placée autour des tubes après leur montage. Normalement, ces tuyaux préfabriqués sont munis d'un tube 20 d'enveloppement externe relativement robuste constitué par exemple par du polyéthylène et une matière isolante (mousse de polyuréthane) afin d'avoir une grande résistance contre les attaques mécaniques et chimiques ainsi que contre l'intrusion d'humidité qui risquerait d'endommager l'isolement et de créer un risque de corrosion des tu— 25 bes conducteurs. Toutefois, surtout en ce qui concerne l'intrusion possible d'humidité, les systèmes de ce genre présentent des points faibles, en particulier aux jonctions. Les enveloppes des tubes formant ponts sur les jonctions afin d'assurer l'étanchéité extérieure sont cons-30 titués normalement par des éléments tubulaires en matière plastique qui, après la réunion par soudage des extrémités des tubes conducteurs et après la torsion par pression de ces joints sont déplacés à partir d'une position de retrait sur l'une des extrémités jonction-nées du tube jusqu'à une position dans laquelle ils forment ponts 35 sur la jonction. Des organes d'étanchéité convenables tels que des anneaux d'é-tanchéité ou des substances d'étanchéisation peuvent être employés pour assurer l'étanchéité contre les surfaces des tubes d'enveloppement des deux côtés de la jonction. Etant donné que les tuyaux BAD OFUGmM- 7009401 2035035 existent depuis un certain nombre d'années dans les environnement» humides, les joints en question doivent être dotés d'une extrême étanchéité mais il n'est pas facile d'obtenir une parfaite sécurité pour assurer une jonction parfaite et permanente quand on veut per-5 mettre un certain degré de mobilité axiale des parties externes des tuyaux à proximité des jonctions afin de permettre des mouvements thermiques des tubes protecteurs par rapport aux tubes conducteurs. Il est d© pratique usuelle à cet égard de remplir l'espace intérieur de l'enveloppe du tube à l'aide d'une matière isolante mais cette 10 façon de procéder n'est même pas suffisante pour donner la pleine sécurité qu'on désire contre l'introduction d'humidité qui est cause de corrosion* De plus, avec l'emploi de tubes déplaçables même du type à retrait» le travail de jonctionnement est rendu très difficile s'il faut satisfaire aux exigences imposées par l'obtention 15 d'une parfaite étanchéité. Le but de l'invention est de créer un système de tuyaux dans lequel le travail de j onctionnement est aisé à effectuer avec un degré de sécurité élevé en vue de réaliser une jonction parfaitement étanche et durable des joints. 20 Conformément à l'invention, les gaines ou gouttières des tubes forment des enveloppes tubulaires semi-cylindriques constituées par une matière rigide telle que du fer ou de l'acier, ces enveloppes étant serrées assez fortement autour des extrémités des tubes plastiques protecteurs pour que ces extrémités soient comprimées selon 25 un diamètre réduit. Il devient possible de la sorte de ménager une forte pression d'étanchéisation entre les surfaces des tubes plastiques et les enveloppes assemblées en montant ces dernières directement dans leurs positions d'utilisation. Les enveloppes sont faciles à serrer à bloc les unes par rapport aux autres étant donné 30 que la force de serrage peut être exercée directement dans un plan normal aux tubes. L'invention est une application nouvelle du principe selon lequel il n'est pas nécessaire en fait de prévoir une mobilité axiale relative des parties voisines des jonctions, de sorte qu'il est pos-35 sible de conduire les travaux avec une liaison absolument rigide entre les extrémités voisines des tubes plastiques. Les enveloppes tubulaires peuvent être réunies par serrage opéré de diverses manières, par exemple au moyen d'une bande de serrage circulaire mais si les enveloppes sont suffisamment rigides, il BAD OFHGINAL 7009401 3 2035035 est préférable d'utiliser des enveloppes pourvues de brides faisant saillie vers l'extérieur à partir de leurs bords latéraux, tandis que ces brides sont utilisées directement comme brides servant à la fois atterrage et à l'étanchéité qu'on réunit au moyen de boulons 5 ou d'organes analogues. L'invention englobe également la constitution de ces gaines ou gouttières d'enveloppement sous la forme d'éléments séparés ou de raccords utilisables dans le système de tuyaux en question* a Conformément à l'invention considérée à cet égard, ces gaines 10 comprennent deux enveloppes semi-cylindriques en tôle d'acier ou en Matière rigide correspondante et des organes pour les serrer étroitement autour des extrémités des tubes plastiques* Ces enveloppes peuvent avoir une forme coudée ou la forme de pièces en T afin que le système puisse être établi suivant n'importe quel dessin dé-15 siré par utilisation d'un, petit nombre d'éléments de jonctionnement différents. Sans les systèmes connus, dans lesquels des enveloppes : déplaçables de ce genre sont utilisées, il est de pratique courante d'utiliser des coudes isolés préfabriqués et des pièces ou raccords «a S qui ont l'inconvénient d'être difficiles à fabriquer, notam-20 ment à cause des joints obliques que doivent avoir les tubes plastiques* Au contraire, dans le système tel que le prévoit l'invention, et grâce à l'utilisation de ces raccords d'enveloppes, 11 n'est pas nécessaire d'utiliser ces sections de tuyaux spéciales, les raccords englobés dans le système sur lesquels porte l'inven-25 tion remplaçant automatiquement les tubes protecteurs externes dans les coudes ou à l'endroit des branchements. Cette particularité représente un avantage important que permet d'obtenir 11invention* La suite de cette description se rapporte à un mode de réali-30 sation intéressant qui est représenté, simplement à titre d'exemple illustratif d'ailleurs, par le dessin schématique annexé dans lequel ï— La fig* 1 est une vue en perspective avec coupe partielle montrant la façon dont une gaine tubulaire telle que la prévoit l'in-35 vention est montée à l'endroit d'une jonction dans tin système de tubes* La fig* 2 est une vue en élévation latérale avec coupe partielle d* la jonction. Les fig. 3 à 7 sont des vues en perspective montrant d'autres 7009401 4 2035035 réalisations possibles de la gaine tubulaire telle que la prévoit l'invention» Dans les fig. 1 et 2 est représentée une jonction entre deux tuyaux isolés 2 dont chacun comprend un tube conducteur interne 5 4 parcouru par de l'eau chaude et un tube d'enveloppement protecteur externe 6 établi de préférence en polyéthylène. Une matière isolante 8 telle que de la mousse de polyuréthane remplit l'espace annulaire compris entre les deux tubes 4 et 6, Les tubes 4 font saillie par les deux extrémités de chaque tronçon de tuyau 2 10 dans des conditions telles qu'entre deux tuyaux consécutifs subsiste tin espace suffisant pour le jonctionnement par soudage des extrémités des tubes 4. Après cette réunion par soudage des extrémités de ces tubes, une gouttière en tôle semi-cylindrique 12 présentait des brides 14 faisant saillie à l'extérieur est engagée 15 au sommet de la jonction dans des conditions telles qu'à ses extrémités opposées elle prenne appui contre le côté supérieur des extrémités des tubes plastiques 6. Une gouttière correspondante 16 est placée selon une position correspondante au-dessous de la gouttière 12. Aux deux gouttières ont été placées à l'avance des 20 bandes 18 d'un composé d'étanchéisation et d'adhérence tel que le composé Qomm. sous la marque "Eabstik" comme représenté en traits interrompus dans la fig. 1. Les bandes 18 constituées par ce composé sont appliquées de façon telle qu'elles assurent l'étanchéité partiellement entre les brides 14 et partiellement entre les pair-25 ties terminales semi-cylindriques des gouttières et la surface des extrémités voisines des tubes plastiques 6. Les gouttières sont ensuite réunies par serrage au moyenvde boulons 17 passant à travers des trous 15 des brides 14. Comme clairement représenté dans la fig. 2, la longueur des 30 gouttières 12 et 16 est calculée de façon que l'enveloppe de tube formée par elles chevauche les extrémités des tubes plastiques voisines dans une mesure suffisante pour assurer une liaison ferme entre ces éléments. On voit également par cette figure que, quand les gouttières se trouvent en position serrée, elles compriment lé-35 gèrement les extrémités des tubes 6, le rayon géométrique des côtés intérieurs des gouttières étant un peu inférieur au rayon géométrique de la paroi extérieure des tubes. 6. La compression effective des extrémités des tube® 6 représente de préférence 0,5 à 9mm mesuré sur le diamètre du tube. SAD OF&GINA 7009401 5 2035035 Du côté supérieur de la gouttière supérieur# 13 est pratiqué un trou 20 à travers lequel un composé isolant tel qu'un liquide à base de mousse de polyuréthane peut être versé pour remplir l'espace entourant les extrémités 4 des tubes exposés. L'utilisation 5 de cette mousse qui est capable de se dilater contribue à assurer l'étanchéité de la jonction* En outre» son expansion sous une pression élevée permet de se rendre compte des fuites s'il vient à s'en produire à travers la paroi externe des parties de tuyaux jonction-nées. Quand la jonction a été ainsi remplie par la matière isolante» 10 le trou 20 peut être fermé au moyen d'un bouchon 22. Afin d'éviter la corrosion des gouttières d'enveloppement 12 et 16, toutes leurs parties surfaciales sont manies d'un revêtement de protection contre la corrosion tel qu'une couche de polyuréthane fondu. En outre, une protection cathodique des enveloppes 15 peut être prévue suivant les principes bien connus dans cette technique* Les deux gouttières d'enveloppement 12 et 16 peuvent avoir une forme identique, de telle sorte que le trou 20 pratiqué darw la gouttière inférieure 16 soit ferme en permanence au moyen d'un 20 bouchon 24* La forme des gouttières d'enveloppement peut être différente d'une forme semi-eylindrique rectiligne. Comme le montrent les fig® 3 et 4, ces gouttières peuvent en réalité avoir la forme de coudes ou de parties rabattues représentant n'importe quel angle désiré, 25 de préférence un angle faible. Les moitiés des gouttières coudées peuvent être produites de façon simple par sectionnement et soudage de tôles correspondant aux gouttières rectilignes» de même que leur montage correspond à celui de ces dernières* Il est possible bien entendu d'établir des gouttières d'en-30 veloppement ayant la forme de T comme indiqué par les traits interrompus dans la fig. 3 an vue de leur montage direct sur un raccord en I de tuyaux 2* Des branchements partant de deux tuyaux dans un système de tuyauterie pour le chauffage urbain sont normalement établis de manière à s'étendre selon une certaine inclinaison vers le 35 haut, puis horizontalement à travers un coude de tube afin que le branchement puisse franchir la canalisation principale de la paire de tubes comme le montre la fig. 6* Il serait possible également d'établir un élément de jonction suivant l'invention dans des condi-tiona telles que les deux pièces d'enveloppement suffisantes BAD ORIGINAL 7009401 2035035 pour recouvrir la région de branchement et de coudage combiné. Mais ceci exigerait un placement et une réunion par soudage très précis des pièces tubulaires afin de soustraire la jonction aux contraintes. D'après l'invention, il est préférable d'utiliser deux élé-5 ments de jonction différents, à savoir une pièce en T et un coude, de telle sorte qu'une extrémité du coude soit étroitement reliée au branchement de la pièce en S, de préférence en entourant ce branchement plutôt que ce soit le branchement qui l'entoure. Afin de simplifier la disposition en question, le bouton de 10 branchement 28 (Fig.5) de la pièce en T n'est pas pourvu de brides de bordure faisant saillie vers l'extérieur mais de brides 26 faisant saillie vers l'intérieur de façon que la surface extérieure du branchement assemblé 28 soit cylindrique et circulaire sans interruption. Ainsi, le bouton de branchement 23 peut être 15 entouré par l'extrémité dfun autre élément de jonction tel que le prévoit l'invention, de telle sorte que les brides 26 poissent supporter une forte pression comme celle qui est exercée par l'extrémité de l'élément environnait en question. Gomme le montre la fig. 5, le branchement 28 peut avoir un diamètre réduit pour re-20 couvrir un tube de branchement de diamètre lui aussi réduit par rapport au tube principal. Quand 1* autre élément de jonction est serré autour du branchement 28, celui-ci n'est pas en lui-même compressible, de sorte que le diamètre externe de la région où se -trouvent les parties de branchement assemblées sera un peu plus 25 faible que le diamètre externe du tuyau isolé qui forme de branchement à partir du tuyau principal, de telle sorte qu'un élément de jonction standard popr la dimension de tuyaux réduite particulière peut trouver son emploi directement entre le bouton 28 efrT et l'extrémité du tube protecteur extérieur du tuyau de branchement* 30 Dans la fig. 6 est représenté un système comportant un double branchement comme décrit dans ce qui précède. On remarquera en premier lieu qu'il est prévu une gouttière ou gaine en forme de T du type représenté dans la fig. 5 sur les tuyaux principaux 2, après quoi, le bouton de branchement 28 est relié au tuyau de branche— 35 ment 30 au moyen de gaines 32 qui, en position assemblée, constituent un coude dans un plan vertical* Après le montage des diverses gaines, la cavité ménagée entre elles est remplie d'une matière isolante qu'on introduit par l'orifice 20 pratiqué dans la gaine dans l'enveloppe supérieure du coude 32. Le tube de branchement bad original 7009401 7 2035035 30 n'a pas nécessairement besoin d1occuper une position dans un plan perpendiculaire au tuyau principal 2. Si le tuyau 30 est tourné par exemple jusqu'à 15° d'un côté de ce plan, il sera encore possible d'utiliser la même gaine coudée . 32 quand elle est mon-5 tée en position de rabattement correspondant, c'est-à-dire que dans une certaine limite le tuyau 30 peut être monté selon line position oblique désirée comme le met en évidence la fig. 7. Comme représenté en traits interrompus dans la fig. 5» si un tuyau isolé est fonctionné à un tuyau de plus petit diamètre, il 10 sera possible d'utiliser un anneau de réduction fendu 3 serré en- 9 tre l'extrémité de la gouttière ou gaine et le tube plastique extérieur du tuyau le plus petit de telle sorte qu'en vue de ce résultat, il ne doit pas nécessaire d'utiliser des gaines qui soient elles-mêmes prévues selon des diamètres différents à leurs extré-15 mités opposées. Le système tel que le prévoit l'invention permet taxe fixation aisée de n'importe quelle jonction à l'environnement. Comme représenté par les traits interrompus dans la fig. 4» une des parties de l'enveloppe de la jonction peut être munie de parties faisant 20 saillie vers l'extérieur telles que des pièces de fer planes 13 noyées dans les brides de bordures 14 afin que leur surface supérieure soit arasée par rapport à la surface de ces brides 14 et s'étendent vers l'intérieur à partir de chaque côté jusqu'à un point où. il soit possible de la relier par soudage au tube conduc-25 teur 4. On conçoit qu'en procédant de cette manière, non seulement les enveloppes des gaines ou gouttières d'enveloppement mais également les tubes conducteurs peuvent être fixées à l'environnement par ancrage des extrémités saillantes des pièces transversales 13* 30 Des enveloppes du type représenté dans la fig. 1 peuvent éga lement être utilisées pour fixer les tuyaux à l'endroit où. ils traversent le mur d'un bâtiment. A cet effet, les enveloppes peuvent être serrées autour de la partie tubulaire s'étendant à travers un trou préparé dans le mur et spécialement si les enveloppes sont mu-35 nies de parties faisant saillie vers l'extérieur telles que les brides terminales 11, les enveloppes et par conséquent, la partie transversale sont amarrées au mur quand le trou en question est rempli de béton ou d'une autre matière s'adaptant étroitement autour des enveloppes. 40 Les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans s1 écar ter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. 7009401 8 2035035 REVENDICATIONS 1•- Système de tuyaux à isolement thermique tel que système de tuyaux de chauffage dans les installations urbaines comprenant un certain nombre d*éléments de tuyaux isolés jonctionnés du type com-5 prenant un ou plusieurs tubes conducteurs intérieurs, un tube d'enveloppement protecteur extérieur en matière synthétique et une matière thermo-isolante interposée entre eux, ces tubes conducteurs étant exposés à proximité des extrémités de chaque élément tubu-laire et ponctionnés sur place par soudure ou autrement, tandis 10 qu'au-dessus de chaque joint est montée une gaine ou gouttière formant pont sur la jonction et chevauchant les extrémités voisines des tubes protecteurs de façon, à assurer une liaison intime avec eux, caractérisé en ce que les gaines ou gouttières des tubes forment des enveloppes semi-cylindriques en tu» matière rigide qui 15 sont réunies par serrage «mes fort .autour des extrémités des tubes protecteurs pour que lesdites extrémités soient comprimées selon un diamètre réduit. 2*- Système de tuyaux suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les enveloppes semi-cylindriques ont un rayon interne lé— 20 gèrement inférieur au rayon externe des tubes protecteurs* 3*- Système de tuyaux suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les enveloppes sont munies de brides longitudinales faisant saillie vers l'extérieur assurant le serrage et l'étanchéité le long de leurs bords de jonction. 25 4.— Système de tuyaux suivant l'une quelconque des revendica tions 1 à 3, caractérisé en ce qu'entre les enveloppes et les tubes protecteurs est placé un composé combiné d'adhérence et d'étan— chéité tel que celui connu sous la marque "Substik", tandis qu'un composé d'étanchéité est interposé entre les bordures jonctionnées 30 des enveloppes* 5*— Gaine de tube utilisable dans un système de tuyaux suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est constituée par deux enveloppes semi-cylindriques en tôle d'acier ou en matière rigide équivalente ainsi que par des 35 organes de réunion intime de ces enveloppes autour des extrémités des tubes protecteurs* 6*- Gaine de tube suivant la revendication 5, caractérisée en ce que les enveloppes sont conformées de manière à. présenter wtm* partie coudée, de façon qu'à ïétat simple elles forment un coude 40 cL« tube* bad original 7009401 9 2035035 7.- Gaina da tuba suivant la revendication 5» caractérisée an ce que les enveloppes sont munies de branchements semi-cylindriques da façon telle qu'à l'état assemblé elles forment uns pièce en S* 8.- Gaine de tube suivant la revendication 7» caractérisée an 5 ce que les branchements voisins da leur bord contiga sont munis de brides faisant saillie vers l'intérieur tandis que leur surface externe représente un cylindre non interrompu à section droite se-mi-circulaire. 9*- Gaina da tuba suivant la revendication 8, caractérisée an 10 ce que le rayon externe des branchements est approximativement égal au rayon interne des extrémités d'autres gaines da tabès utilisées dans le système» 10»- Gaine da tuba suivant l'une quelconque dus revendications 5 à 9» caractérisée an ce qu'elle comprend,an outre,un anneau da 15 réduction fendu destiné à être serré dans l'espace entra la gain® et un tuba protecteur de diamètre réduit» 11.- Gaine da tuba suivant l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisée an ce que l'une au moins des enveloppas est munie da parties d'ancrage en saillie vers l*±at bad original