Brevet FR2028496A1 — publié le 19701009

Cette invention se rapporte aux conduits parcourus par un fluide à basse pression et concerne plus particulièrement les raccords à boule en tôle utilisables dans les conduits de ce genre pour permettre leur réglage par un mouvement angulaire et 5 par torsion. L'invention est spécialement applicable aux installations soumises à des températures élevées, partout où l'on désire réduire au minimum les fuites de fluide. Un raccord du type à boule pour conduits de fluide à basse pression communément employé à l'heure actuelle est for-10 mé de deux tubes comportant des éléments mâle et femelle à engagement mutuel. Oe type de raccord ne comporte pas de dispositif destiné à empêcher les fuites entre les surfaces de l'élément mâle en forme de boule et de l'élément femelle. Il est difficile dans ces conditions d'empêcher les fuites dans les raccords 15 de ce genre sans donner au contact métal contre métal assez d'intimité pour s'opposer à la flexion libre du raccord sans rayage du métal et grippage. Les raccords de ce genre ont, en effet, tendance à se desserrer après avoir été soumis à des conditions de température cycliques ou à des vibrations. Or, si 20 le raccord est utilisé dans des espaces confinés, une fuite excessive de gaz d'échappement ou d'autres vapeurs toxiques du même genre peut être fatals au personnel. Un autre type de raccord de ce genre utilise une boule ou rotule sphérique polie, un carter à paroi usinée, deux 25 joints d'étanchéité et une bride ou un. écrou de retenue. Mais ces organes sont coûteux et ne peuvent être utilisés que dans des équipements assez complexes tels que dans certaines installations à conduites de vapeur. Conformément à l'invention, le raccord comprend deux 30 éléments tubulaires pourvus de parties à engagement mutuel : une partie mâle rappelant la forme d'une boule ou rotule et une partie femelle ayant une forme partiellement sphérique. Un organe de retenue est prévu et comporte également une forme partiellement sphérique; il chevauche une partie de l'élément en 35 forme de boule. Cet organe de retenue et l'élément femelle comportent des brides orientées l'une vers l'autre entre lesquelles est disposé un joint d'étanchéité annulaire. Un organe de serrage annulaire chevauche les deux brides ainsi affrontées et les 69 44325 2 2028496 éléments sont conformés de telle sorte que quand cet organe de serrage est serré à bloc, les brides sont serrées ensemble contre le joint d'étanchéité, en le coinçant par un effort appliqué de haut en bas contre l'élément en forme de boule pour 5 s'opposer aux fuites. Les extrémités appareillées du joint d'étanchéité comportent une saignée pratiquée selon une double inclinaison, de telle sorte que le réglage du joint d'étanchéité destiné à empêcher la fuite puisse être effectué à la fois ra-dialement et circonférentiellement. D'autres types de joints 10 d'étanchéité tels que des bagues à profil torique et des anneaux en "ïïylon" peuvent également trouver leur emploi ici. Le raccord à boule prévu par la présente invention est de faible poids et de construction peu coûteuse; il présente une forme compacte tout en réduisant les fuites au minimum même aux 15 températures élevées. 0e raccord ne présente que très peu de contact métal contre métal, ce qui réduit au minimum l'usure par friction, et augmente la durée utile de l'appareil. Le dispositif de serrage permet d'ailleurs de resserrer le joint au fur et à mesure de son usure. Etant donné qu'il n'y a qu'un minimum 20 de contact métal contre métal, le raccord peut durer indéfiniment ou à peu près en ne nécessitant que le remplacement du joint de loin en loin. L'effort nécessaire pour ployer le raccord est au surplus inférieur à celui qui est nécessaire dans le type classique sus-indiqué de joint à boule métal contre 25 métal. De plus, comme les organes peuvent être démontés et les éléments mâle et femelle séparés l'un de l'autre, le raccord peut servir pour l'établissement d'une liaison quelconque entre deux tronçons de conduit, ce qui simplifie l'installation et la mise en service de ces conduits^ 30 Dans les dessins schématiques annexés :- La fig. 1 est une vue en perspective de ce raccord à boule en question. La fig» 2 en est une vue en élévation avec coupe partielle. 35 La fig. 3 est une vue en élévation latérale.du joint d'é- tanchéitéo . - v- La fig. 4- est-une vue en élévation d'extrémité de ce joint. - _ • 69 44325 3 2026496 La fig. 5 en est une vue" en perspective partielle. Le raccord est désigné dans son ensemble par 11 et comprend un élément mâle formant une "boule désigné par 12 et un élément femelle désigné par 13. L* élément mâle 12 comporte une 5 partie tabulaire 14 et une partie 15 partiellement sphérique, celle-ci ménageant un bombement vers l'extérieur par rapport à la partie "tabulaire, puis une courbure rejoignant une partie de plus faible diamètre. L'élément femelle 13 comprend une partie tubulaire 16 10 et une partie 17 partiellement sphérique dont la paroi interne mesure sensiblement le même rayon de courbure que la surface externe de la partie 15. Toutefois, cette partie 1? ne s'étend pas entièrement sur le diamètre maximum, mais présente au contraire une bride 18 débordant vers l'extérieur qui présente une 15 certaine inclinaison à l'écart de la partie 17. Un organe de retenue 19 est prévu; il s'agit d'une pièce annulaire relativement courte dont la surface interne a le même rayon de courbure que la surface externe de la partie 15 en forme de boule. Cet organe de retenue 19 s'appuie contre la par-20 tie 15 en forme de boule et comporte une bride 2L qui s'étend vers l'extérieur et présente une certaine inclinaison à l'écart de cet organe de retenue 19* Le bord externe 22 de cet organe de retenue 19 est légèrement replié à l'écart de la surface de la boule 15 pour s'opposer à une friction intempestive et faire 25 office de butée d'arrêt quand le raccord est ployé. Un joint d'étanchéité 23 est disposé entre les brides 18 et 21. Ce joint peut être constitué par n'importe quelle matière convenable telle que de l'amiante graphitée; il est plus large à sa base qu'au sommet comme le montrent les fig. 2 et 4. 30 Les extrémités aboutées 24 du joint d'étanchéité 23 comportent une saignée taillée selon une double obliquité comme représenté dans les fig. 3» ^ et 5. Un anneau de serrage désigné dans son ensemble par 25 entoure les brides 18 et 21; il comporte un gousset central 26, 35 deux parois latérales 27 et 28 et des brides 29 et 31 s'étendant vers 11 extérieur à partir des parois respectives 27 et 28. La partie centrale 32 de l'anneau 25 est aplatie (comme le montre la fig. 1) pour ménager une partie formant ressort qui tend à solliciter les deux moitiés de l'anneau 25 de s'écarter. Cet 69 44325 4 2020496 anneau 25 comporte deux pattes 33 et JA de réception de boulons verticaux: qui présentent des orifices servant de logement à un boulon 35 les traversant de part en part. Ce boulon 35 comporte un écroù. 36 qui, une fois serré, rapproche par traction les 5 pattes 33 et 34n Ceci provoque un phénomène de coincement des parois 27 et 28 contre les brides inclinées 18 et 21 en rapprochant ces brides plus étroitement du joint d'étanchéité 23 et en lui imposant une force dirigée radialement vers l'intérieur, ce qui tend à le serrer contre la partie 15 en forme de boule 10 de l'élément mâle du raccord, l'anneau de serrage 25 réunit ainsi les pièces 13, 19, 23 et 25 pour en faire un ensemble d'un seul tenant capable d'être infléchi ou ployé par rapport à 11 élément 12 en forme de boule par suite de la force latérale s'exerçant sur les éléments 12 et 13• Bien qu'un anneau de ser-15 rage du type représenté soit désirable, d'autres types de dispositifs de serrage tels qu'un anneau à boulon ou un anneau fileté assorti d'un écrou peuvent également trouver leur emploi ici. Au cours du fonctionnement, l'écoulement du fluide à tra-20 vers les éléments 12 et 13 du raccord ne se fait pas à travers le joint puisque toute fuite est empêchée par le joint d'étanchéité 23 pressé contre les brides 18 et 21 ainsi que contre la partie 15 en forme de boule. Ceci ne nuit pas au ploiement du raccord puisqu'il n'y a pratiquement pas de contact métal 25 contre métal. Au bout d'une certaine durée d'utilisation, si le joint d'étanchéité 23 vient à se trouver usé, il peut être serré plus étroitement contre la partie 15 en forme de boule en resserrant simplement 1'écrou 36. La limite de ploiement du raccord sera l'engagement de la partie tubulaire 14 de son élément 30 mâle 12 contre la bride 22 de l'organe de retenue 19. La saignée à double inclinaison du joint d'étanchéité 23 permet son réglage répété sans donner la possibilité à une fuite quelconque de se produire au delà des extrémités aboutées du joint. Si celui-ci se trouve usé, il suffit de desserrer 35 l"écrou 36 pour permettre aux pattes 33 et 34- de s'écarter, puis de faire coulisser l'anneau 25 pour qu'il cesse de gêner ou permeftk le dégagement de l'organe de retenue 19 afin que le joint 69 44325 5 2028496 d'étanchéité 23 puisse être enlevé et remplacé. De même, les organes peuvent être démontés, afin de permettre l'utilisation de l'appareil pour assurer un raccordement entre les deux parties d*un conduit parcouru par un fluide. 5 Les détails de réalisation peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domaine des équivalences techniques. 69 44325 6 2028496 REVENDICATIONS 1. Raccord à boule pour conduits de fluide caractérisé en ce qu'il comprend un élément mâle (12) en forme de "boule pourvu d'une partie tubulaire (14) et une partie partiellement sphérique bombée vers l'extérieur à partir de cette partie 5 tubulaire et présentant ensuite une courbure vers l'intérieur, un élément femelle (13) pourvu d'une partie tubulaire (16) et d'une partie partiellement sphérique en prise avec la partie en forme de boule à courbure interne quand les parties tubulai-res des deux éléments sont alignées, un organe de retenue (15) ]_0 à forme partiellement sphérique s*appuyant contre la partie en forme de boule à convexité externe quand les parties tubu-laires des éléments sont alignées, des brides (18,21) se faisant face et s'étendant vers l'extérieur solidaires de cet organe de retenue (19) et de la partie partiellement sphérique 15 du joint (23) une garniture d'étanchéité disposée entre ces brides, un anneau de serrage (25) entourant ces brides et un système réglable pour rapprocher étroitement cet anneau de serrage, les formes relatives de cet anneau de serrage et des brides étant étudiées de façon que le serrage de l'anneau agis-20 se de telle sorte que ce joint (23) soit pressé contre la partie en forme de boule partiellement sphérique en assurant ainsi l'étanchéité au fluide parcourant le conduit» 2. Raccord suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les brides (18, 21) sont inclinées l'une vers l'autre, l'an- 25 neau de serrage (25) comportant un gousset central (26) et deux parois inclinées (27, 28) complémentaires à ces brides et portant contre elles. 3« Raccord suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le système de rapprochement réglable de l'anneau de serrage 30 (25) comprend deux pattes (335 34) solidaires de cet anneau (25) et traversées par un boulon (35) garni d'un écrou (36). 40 Raccord suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le système de serrage comporte en outre une partie aplatie agissant à la manière d'un ressort placée à l'opposé des pattes 35 (33» 34-), cette partie écartant les deux moitiés de l'anneau de serrage (25). 5. Raccord suivant l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (23) est plus large à sa base que dans sa partie externe, ses extrémités aboutées présentant une saignée à iouble ihclinaison.