Brevet FR2028960A1 — publié le 19701016

Cette invention se rapporte aux joints de tuyaux du type à r soufflet convolutê et se propose de leur apporter des perfectionnements . Il est bien connu d'entourer un soufflet flexible convolutê 5 reliant entre elles les extrémités voisines de deux tuyaux ou autres éléments tubulaires par une gaine tressée formée de fils métalliques tissés, d'un ruban plan ou d'un cordon et fixés aux tuyaux à chaque extrémité du soufflet, la direction des fils métalliques ou liens équivalents étant normalement disposée héli-10 coïdalement selon un angle par rapport à l'axe longitudinal de la gaine tressée, afin de permettre la flexion du soufflet tout en assurant une protection contre les forces longitudinales causées par la pression du fluide contenu dans le tube ou tuyau. Bien que cette technique se soit révélée satisfaisante quand la 15 longueur du soufflet est considérable par comparaison avec son diamètre, la gaine tressée risque de nuire grandement à la flexibilité d'un soufflet ayant une longueur plus faible. Les recherches qui ont conduit à l'invention ont permis de constater à cet égard que la disposition est généralement satis-20 faisante quand la longueur du soufflet protégé par la tresse excède une spire hélicoïdale complète des fils tressés ou éléments analogues tandis que s'il s'agit d'un-soufflet ayant une longueur plus faible, la disposition connue se traduit par des contraintes longitudinales fâcheuses des fils métalliques du 25 ccté externe et par une tendance au gondolement des fils métalliques du côté interne d'un coude. Le but de la présente invention est de créer un joint de tuyau perfectionné du type à soufflet avec protection par tresse dans lequel les tendances précitées sont considérablement ré-30 duites. Conformément à L'invention, la tresse, en un point situé approximativement au milieu de la longueur du soufflet, est engagée contre la surface externe d'un anneau (de préférence en métal). appelé ci-après "anneau flottant" ayant un diamètre supé-35 rieur au diamètre enterne du soufflet et capable dans une certaine retire d^m nouvesnt radial libre- par rapport 1 lui. Ji un ^cifflet dont la tresse est équipée c/un pareil anneau fl -tant rleyé eu coude dans une certaine sirectlcr-t les fils métallicass sifcuîs du côté externe iu coude se r& lissent pour BAD ORIGINAL] 70 02220 O 2028960 franchir une distance accrue en exerçant un effort de poussée sur l'anneau vers l'axe du soufflet. Ceci agit de telle sorte que le côté opposé de l'anneau déplace plus avant son point de contact avec la tresse vers l'extérieur de l'axe, ce qui rattrape le jeu 5 qui se produirait autrement par suite du raccourcissement de la distance qui doit être franchie sur ce même côté. » La disposition telle que la prévoit l'invention peut d'ailleurs être combinée avec une disposition supplémentaire destinée â transmettre les forces de poussée entre les deux extrémités 10 ponctionnées des tuyaux et éviter par là même une compression indésirable du soufflet convolutê. Une réalisation possible de l'invention comportant ces deux modes de protection est décrite ci-après en détail en regard du dessin schématique annexé dans lequel 15 La fig. 1 représente assez schêmatiquement une réalisation de l'invention dans l'hypothèse de deux tuyaux reliés l'un à l'autre et placés d'alignement. La fig. 2 représente de même deux tuyaux faisant entre eux un certain angle de façon à ployer le soufflet assurant leur 20 jonction. La fig; 3 est une vue en élévation avec coupe axiale partielle montrant certains détails de ce joint de tuyau, le dispositif d'interception de la poussée étant supposé omis. La fig. 4 représente par une vue axiale semblable à la pré-25 cédente le joint de tuyau et le dispositif d'interception de la • poussée, le montage de la tresse n-'étant. représenté dans cette • figure que -schêmatiquement » _ Si l'on examine tout d'abord la fig. 1, on voit que les extrémités voisines de deux éléments tubulaires alignés 1 et 2 30 à section droite circulaire sont reliées entre elles par un soufflet convolutê 3 et sont .jonctionnëes de façon supplémentaire extérieurement, au squffl^t . 3., par line gaine ou enveloppe •' 4 constituée par une tresse formée de,fils métalliques tressés . - " - dont les. fils sont fixés .aux éléments tubulaires 1 et 2 de ' * " - * ' -■■ ' ■' - - . , i x a • 35 manière à sôustraire., le; soufflet 3 à une contrainte. Conformé- ±nenfc* S_ 1'.invention, cette gaine tressée interposée 4 épouse ! 'rêtreiStement :grâQe sa..forme, cylindrique le contour du soufflet ,f 4' et. est. tendue par-dessus un anneau flottant 5A dont le dia-mètre ..interne .esc suffisamment grand pour permettre un BAD ORIGINAL 02220 3 2028960 déplacement radial de cet anneau par rapport au soufflet 3. Grâ- r ce à cette disposition, la*tresse prend la forme d'un double tronc de cône. Dans la fig. 2 est représentée la même disposition mais en 5 supposant que les deux éléments 1 et 2 font un léger angle 1'un par rapport à 11autre. Comme on le conçoit aisément, cette déviation implique une courbure de l'axe du soufflet 3, ce qui se traduit par une compression ou un raccourcissement de la longueur du soufflet du côté interne, et par une dilatation ou un 10 allongement de la longueur du soufflet du côté externe de la courbe. Cette dernière dilatation augmente la distance entre les points de fixation 5 et 6 des brins de la tresse placés du côté externe du coude et réduit la distance entre les points de fixation 7 et 8 des brins de la tresse qui se trouvent du 15 côté interne du coude. L'augmentation de la distance 5, 6 se traduit par une réduction dé la hauteur du triangle formé par les brins entre les points 5 et 6, tandis que le raccourcissement de la distance 7, 8 implique une augmentation de la hauteur du triangle formé par les points de fixation 7 et 8. 20 Comme clairement représenté dans cette figure, ces deux modifications peuvent aisément avoir lieu en même temps en raison de la mobilité radiale de l'anneau flottant 5 qui se trouve simplement déplacé au cours de cette opération vers le centre de courbure du soufflet, de telle sorte que les brins de la tresse 25 demeurent capables de transmettre des forces longitudinales et que si, comme cela est usuel, ils s'étendent en hélice autour de l'axe du soufflet, ils transmettent.également des forces de torsion entre les éléments tubulaires 1 et 2 reliés l'un à l'autre sans nuire- à la flexibilité du-tuyau. 30 Dans la fig. 3 est représentée avec plus de. détails la struc ture que prévoit une réalisation de l'invention^ Le joint visible dans cette figure comprend deux embouts 11 et , 12 capables d'être soudés bout S bout respectivement aux extrémités voisines de deux éléments tubulaires'alignés tels que ceux désignés par 35 1 et 2 dans les fig. 1 et 2. Ces embouts sont, reliés entre eux "par un soufflet 3 qui est fixé à eux par des points de soudure désignés respectivement par 9 et . 10. Chacun des embouts II et 12 comporte une partie externe à surface conique 13 qui coopère avec la surface interne à conicité correspondante 70 Q222U 4 2028960 d'un collier conique 14 pour emprisonner la tresse 4 près dises extrémités, les bouts de la tresse étant rabattus et soudés entre le bord extorne du collier conique 14 et vin anneau de fixation ou d'enclavement 15 ' ue la r -mi ère e,écrite en détail 5 dans le brevet français i:î° 1.391.536 vpartennnt à la même société. A mi-distance r-ntrc les embouts 11 ît 1 !, la tresse est dilatée pour s'adapter par-dessus un anneau fiet tint 5A qui, dans cette réalisation, présente une sertion ircite en D s*adaptant par-dessus une plaque de guidage annulaire 16 qui repose 10 au fond d'une spire à ni-cistance entre les sc.ufflets 3; elle peut être rationnellement constituée par deux demi-anneaux réuni ': par soudage par leurs bords radiaux en butée, et l'anneau 5ftà profil en U peut être constitué par deux baguas plates 5a formant respectivement les côtés, et par une bigue d'espacement 15 5b qui peut être soudée aux bagues latérales 'a après que celles-ci ont été placées selon la position correcte par-dessus l'anneau de guidage 16. Il doit être entendu que si des forces tendant à rapprocher par traction les deux embouts 11 et 12 l'un de l'autre et 20 ainsi à comprimer le soufflet ont chance de se produire, une pareille compression peut être empêchée sans nuire â la flexibilité du joint grâce à l'interposition entre les embouts 11 et 12 d'un simple joint univexsel. Ainsi (comme représenté dans la fig. 4),une palette diamétrale 17, 18 peut être fixée à l'inté-25 rieur de chaque embout 11 et 12 respectivement à angle droit par rapport à chacun, chaque palette comportant une creusure centrale 19 engageant en vue d'assurer la mise en place correcte une creusure semblable de l'autre palette,chaque creusure. comportant des parois latérales taillées selon un angle propre 30 à permettre un mouvement de pivotement de chaque palette dans le plan de l'autre palette. Les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques . BAD ORIGINAL 70 G2220 5 2028960 REVENDICATIONS J? ... I. Joint de tuyau du type à soufflet convolutê, comprenant une gaine externe tressée fixée aux embouts respectifs du joint pour protéger le soufflet des forces de tension et caractérisé 5 en ce que cette tresse, en un point situé approximativement au milieu de la longueur du soufflet est engagée contre la surface externe d'un anneau flottant C5A) ayant un diamètre supérieur au dianètre externe du soufflet et capable dans une certaine mesure d'un libremouvement radial par rapport au soufflet. 10 2» Joint de tuyau du type à soufflet suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau flottant (5A) a en section droite une forme en U dont les branches s'adaptent par coulisse-ment par-dessus une plaque de guidage annulaire qui prend appui au fond d'une spire d'un soufflet à spires parallèles à mi-dis-15 tance entre les extrémités du soufflet. 3. Joint de tuyau du type à soufflet suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une disposition d'éléments propre à transmettre les forces de poussée agissant sur ce joint. 20 4. Joint de tuyau du type à soufflet suivant la revendication 3, caractérisé en ce que deux palettes perpendiculaires entre elles (17, 18) sont fixées respectivement à chaque embout (11, 12), chaque palette comportant une creusure centrale (19) enchevêtrée par rapport à celle de l'autre palette, les côtés de cha-25 que creusure faisant un angle permettant le mouvement de pivotement de chaque palette dans le. plan.de l'autre.