Brevet FR2135548A1 — publié le 19721222

.1 - ■ 2135543 La présente invention porte sur un raccord pourtujaux flexibles ou rigides comportant des canaux dTécoulement concentriques conduisant le fluide d'écoulement d'une des parties du raccord à l'autre, ainsi que des corps de soupape sollicités par ressort, se 5 fermant automatiquement lors du désaccouplement du raccord, qui, lorsqu'on accouple le raccord,.sont amenés en position ouverte au moyen de butées prévues dans l'autre partie,du raccord. Un tel raccord est par exemple décrit dans le- Br^evet américain 2 471 798 ; selon ce brevet, les deux corps de soupape sollicités 10 par ressort d'une partie de raccord sont mobiles en translation en direction axiale sur une cloison de séparation cylindrique entre les deux canaux d'écoulement concentriques. Ces cloisons de séparation des deux parties du raccord forment chacune une butée pour un corps de soupape prévu dans l'autre partie du raccord et il est 15 prévu d'autres butées rigides pour les autres corps de soupape, qui doivent être rendus étanches en partie sur la face frontale et sur la périphérie extérieure. Non seulement la fabrication d'un tel raccord est très compliquée, mais ce mode de réalisation ne permet pas d'obtenir une forme de dispositif compacte dans la direction 20 radiale. Le brevet allemand 1 228 471 a de plus décrit un raccord à soupape pour conduites doubles servant à la circulation de fluides de pression dont les demi-raccords possèdent deux canaux d'écoulement concentriques avec une cloison de séparation cylindrique sur la-25 quelle se déplacent axialement des corps de soupape. Les corps de soupape qui se ferment automatiquement sous l'action d'un ressort quand on désaccouple le raccord sont en forme de vanné coulissante et glissent dans la direction axiale le long des surfaces de limitation cylindriques des canaux de circulation concentriques. Pour 30 créer une liaison hermétique aussi bien quand les parties du raccord sont séparées que lorsqu'elles sont assemblées l'une avec l'autre, l'étanehéité des soupapes à fermeture automatique en forme de vanne coulissante est assurée par des anneaux d'étancliéité qui prennent part au déplacement axial des corps de soupape en glissant le long 35 des parois de limitation cylindriques des canaux d'écoulement, ou bien qui sont montées à poste fixe le long des parois de limitation et, dans ce cas, ce sont les soupapes à fermeture automatique en forme de vanne coulissante qui glissent le long de ces joints d'é-tanchéité. La pression d'application des joints contre les surfaces 40 d'étanchéité agissant en liaison avec eux, qui est nécessaire pour 72 13522 2 2135548 -obtenir l'effet d'étanchéité voulu, donne naissance à un frottement qui lorsqu'on assemble le raccord, doit être surmonté par la force - manuelle à mettre en oeuvre et, quand on le; dé.saccouple,, doit être surmontée par les ressorts de charge sollicitant les corps de sou-5 pape en forme de vanne coulissante. Les ressorts de, charge doivent donc exercer une. force élastique suffisamment grande qui s'ajoute à celle du frottement d'étanchéité qui doit être surmontée à la main quand on accouple le raccord. On doit donc déployer une force relativement grande pour accoupler le raccord. Il est de plus assez 10 difficile de fabriquer-et de monter les anneaux d'étanchéité avec la-précision de mesures rendue nécessaire par le mode de construction concentrique du raccord. En cas de gonflement, ou s'il y a des imprécisions de mesure donnant nai-ssance à une augmentation de la pression d'appui des joints contre les surfaces antagonistes 15 opérant en liaison avec eux, il peut arriver que la force de frot- tement exercée sur des soupapes à fermeture automatique en forme de vanne coulissante et s'opposant à leur mouvement, soit plus grande que la force des ressorts qui les sollicitent de sorte que, lorsqu'on sépare les deux parties du raccord, le déplacement en posi-20 tion de fermeture sous l'action du ressort ne se produit pas. Outre ces difficultés concernant l'étanchéité, ce type de construction connu ne permet ni une;fabrication plus simple ni une configuration plus compacte dans la direction radiale que le type de dispositif précédemment décrit. 25 Un but de l'invention est de perfectionner un raccord pour tu yaux flexibles ou rigides du type décrit au début, dont la fabrication soit simple, qui présente une structure compacte surtout dans la direction axiale, dont l'étanchéité soit améliorée et dont les forces de frottement qui prennent naissance lors de l'opération 30 d'accouplement du raccord soient diminuées. Ce résultat est essentiellement obtenu par l'invention grâce au fait qu'un corps de soupape de l'une des parties du raccord se présente sous la forme d'une cloison décélération cylindrique entre les canaux d'écoulement concentriques, mobiles en direction 35 axiale, et est muni sur sa périphérie intérieure d'un siège, de soupape pour un corpsde soupape situé à l'intérieur,qui peut coulisser par rapport au corps de soupape extérieur. Avec une telle configuration, il n'y a plus de. cloison de séparation disposée rigidement entre les canaux d'écoulement concentri-40 ■ ques", qui complique la. construction. Il est donc possible de donner 72 13522 3 2135548 au raccord des dimensions plus petites en direction radiale. En outre il est possible de réaliser les corps de soupape sous des formes qui diminuent les surfaces de frottement et améliorent la disposition des éléments d'étanchéité. 5 Selon un développement particulièrement avantageux de l'inven tion, le corps de soupape cylindrique formant la cloison de séparation peut être monté libre en déplacement en direction axiale et, lorsque le raccord est désaccouplé, est soumis à une force élastique par l'intermédiaire du corps de soupape situé à l'intérieur, 10 sollicité par ressort. Il en résulte la suppression d'un ressort de fermeture séparé pour le corps de soupape extérieur radial. Selonun autre mode de réalisation de l'invention, le corps de soupape situé radialement à l'intérieur prend appui contre le corps de soupape situé radialement à l'extérieur en pouvant se déplacer 15 par rapport à ce dernier, les deux corps de soupape étant sollicités chacun par un ressort. Dans ce cas les deux corps de soupape forment une seule pièce de construction qui peut être montée dans le corps de l'une des deux moitiés de raccord. Selon un mode de réalisation particulièrement judicieux, le 20 corps de soupape cylindrique est guidé dans la direction axiale sur la périphérie intérieure du canal d'écoulement extérieur et, sur cette surface de guidage, il est muni de passages pour le fluide d'écoulement qui peuvent, par exemple, être formés par des nervures sur la circonférence extérieure du corps de soupape et contribuent 25 donc aussi à diminuer le frottement. Afin de disposer de façon favorable les sièges de soupape, le corps de soupape extérieur comporte un segment dont les diamètres extérieur et intérieur sont plus grands et qui se raccorde à un segment antérieur à diamètre plus petit, un siège de soupape étant 30 formé entre ces deux segments aussi bien sur la face extérieure que sur la face intérieure et à l'extrémité avant du corps de soupape. Sur les surfaces de transition entre le segment à petit diamètre et le segment à grand diamètre du corps de soupape, peuvent être prévus des anneaux d'étanchéité qui ne glissent pas le long des surfa-35 ces pendant l'accouplement et le désaccouplement du raccord. Le brevet allemand 1 228 471 a également enseigné, grâce à un -collet en forme de manchon sur le côté arrière d'un corps de soupape sollicité par ressort, à libérer au moment du désaccouplement un parcours de jonction entre les canaux d'écoulement concentriques 40 d'une moitié de raccord, ce parcours de jonction étant formé par /2 21~5bbkU des trous dirigés sensiblement radialement dans la cloison de séparation disposée à poste fixe et étant fermé par ledit corps de soupape lorsque le raccord est accouplé. Avec le type de construction selon l'invention dans lequel la cloison de séparation entre 5 les canaux d'écoulement concentriques est formée par tin corps de soupape mobile en direction axiale, un développement avantageux consiste en ce que le corps de soupape extérieur formant la cloison de séparation est muni à son extrémité arrière d'un autre siège de soupape et est réalisé sous une forme telle que, lorsque les 10 moitiés de raccord sont séparées, il existe de façon connue en soi un itinéraire de jonction radial entre les canaux d'écoulement concentriques qui est fermé lors de l'accouplement. L'avantage de ce mode de réalisation consiste dans le fait que, grâce au déplacement relatif entre la cloison de séparation et le corps de la partie de 15 raccord correspondante, on peut établir de façon extrêmement simple une liaison radiale entre les canaux d'écoulement, sans dépense supplémentaire. L'itinéraire de liaison radial entre les canaux d'écoulement concentriques d'au moins une des parties du raccord peut être formé lorsque le raccord est désaccouplé par une chambre 20 annulaire qui se forme par suite du déplacement en direction axiale du corps de soupape extérieur entre ce corps et une partie du corps de raccord. Pour former un parcours de liaison radial avec section d'écoulement prédéterminée, il peut être prévu, de façon connue en soi, dans la partie du corps de raccord ou dans le corps 25 de soupape extérieur, des trous dirigés radialement. Le dispositif proposé par l'invention permet également d'utiliser comme butées pour les corps de soupape d'une des moitiés du raccord des corps de soupape correspondants disposés dans l'autre moitié de raccord de sorte qu'il n'y a pas de butées fixes. La con-30 figuration d'ensemble du raccord en est simplifiée d'autant. Les caractéristiques et avantages de la présente invention res-sortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel : la figure 1 représente en coupe longitudinale partielle un rac-35 cord pour tuyaux flexibles ou rigides selon l'invention ; la figure 2 montre suivant une représentation analogue un autre mode de réalisation de l'invention. On a désigné par 1 à la figure 1 une moitié de raccord en deux parties, sur le segment avant 2 de laquelle, qui forme le manchon 40 de raccord, est disposée mobile en direction axiale une douille de 72 13522 5 2135548 verrouillage connue en soi, sollicitée par ressort dans la position d'accouplement représentée ; cette douille maintient des billes de verrouillage, qui sont disposées dans des trous radiaux du manchon 2, engagées dans une rainure périphérique sur l'élément enfichable 5 4 de l'autre moitié de raccord 5 qui, de même que la moitié de raccord 1, est en deux parties pour simplifier la fabrication et le montage. La douille de verrouillage est bloquée dans la position de verrouillage par une bille 5 sollicitée par un ressorten direction radiale et, par l'intermédiaire de goupilles qui passent dans des 10 trous axiaux ménagés à la périphérie de la moitié de raccord 1, elle est reliée à un anneau de poignée 6 qui, pour faire coulisser la douille de verrouillage, est déplacé par rapport à un deuxième anneau de poignée 7 qui s'appuyé sur la moitié de raccord 1. La moitié de raccord 3 avec l'élément enfichable 4 est fixée au moyen 15 de vis dans une paroi du dispositif. Les moitiés de raccord 1, 3 sont munies de deux raccordements de conduite. A l'intérieur, les moitiés de raccord sont disposées de façon à former deux canaux d'écoulement séparés l'un de l'autre. A cet effet, dans la moitié de raccord 1, est disposé un corps de 20 soupape 8 en forme de cylindre creux, coulissant en direction axiale, qui agit en liaison avec un corps de soupape 9 de forme analogue dans la moitié de soupape 3. Ces deux corps de soupape 8 et 9 présentent chacun un segment avant dont le diamètre intérieur et extérieur est plus petit que celui du segment arrière. Dans ce mode 25 de réalisation, l'extrémité avant du corps de soupape 8 est en forme de manchon et, dans la position d'accouplement représentée, elle s'engage avec l'extrémité avant du corps de soupape 9 qui forme élément enfichable. Pour assurer l'étanchéité, un anneau d'étanchéité est monté sur la circonférence intérieure de l'extrémité avant 30 du corps de soupape 6. Ge corps de soupape 22, prévu aux extrémités avant des corps de soupape 9 qui s'engagent l'une dans l'autre, peut également être formé par des surfaces frontales chanfréinëes des extrémités avant, de sorte que, lors de l'opération d'accouplement, une bague d'étan-35 chéité disposée dessus ne glisse pas sur la surface de siège de soupape correspondante comme c'est le cas avec la disposition des autres bagues d'étanchéité sur les corps de soupap'e. La transition entre le segment avant et le segment arrière des deux corps de soupape 8 et 9 est formée par un élément' partiel en 40 forme de tronc de cône qui joue le rôle de siège'de"soupape sur la 72 13522 6 2135548 périphérie extérieure et intérieure. Sur le segment arrière de chacun des deux corps de soupape 8 et 9, est enfilée une bague de guidage 10 qui, dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 1, s'appuie sur une bague d'ap-5 pui par 1 intermédiaire d'un ressort de pression,- cette bague d'appui étant fixée au corps de soupape intéressé au moyen d'un anneau-ressort. La bague de guidage 10, qui forme par son extrémité avant une surface de limitation d'une rainure de section sensiblement trapézoïdale destinée à recevoir un anneau en û sur le siège de soupa-10 pe, êst donc fixée de façon amovible mais calée en translation sur la périphérie extérieure du corps de soupape 8, 9 correspondant. Cette bague de guidage 10 s'applique par sa circonférence extérieure contre le manchon 2 ou l'élément enfichable 4 qui lui est associé, et assure donc pour l'essentiel le guidage du corps de soupa-15 pe 8, 9 mobile en direction axiale. Afin de former des passages pour le fluide d'écoulement, sont formées sur la circonférence extérieure des bagues dé guidage 10 des rainures ou échancrures dirigées axialement, à section d'écoulement appropriée, qui sont indiqués dans la figure par des traits interrompus. 20 Par une partie marginale arrière en saillie 11 qui, dans l'e xemple de réalisation représenté à la figure 1, est munie sur le corps de soupape 8 de trous radiaux 12, les corps de soupape en position d'accouplement s'engagent dans un évidement correspondant de la moitié de raccord intéressée, en s'y appliquant de façon é-25 tanche de sorte qu'ils forment une cloison de séparation entre des canaux d'écoulement concentriques 13 et 14. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1, lorsque le raccord est accouplé, les segments marginaux 11 des corps de soupape 8 et 9 s'appliquent du côté frontal contre un disque 15 mu-30 ni de passages pour la circulation du fluide d'écoulement, au milieu duquel est disposé un autre corps de soupape l6 coulissant en direction axiale et soutenu par l'intermédiaire d'un ressort de pression 17- Ces corps de soupape 16 placés à l'intérieur dans le sens radial sont disposés dans la partie arrière élargie des corps 35 de soupape extérieurs et ils sont munis de tiges-poussoirs 18 ayant une section sensiblement en forme d'étoile au moyen desquelles ils s'appliquent l'un contre l'autre lors de l'accouplement du raccord et, contre la force des ressorts de pression 17, sont soulevés de leur siège de soupape sur la circonférence intérieure de la partie 40 en tronc de cône des corps de soupape extérieurs 8 et 9. 72 13522 7 2135548 Lorsque le raccord représenté à la figure 1 est desserré, en tirant sur la bague de poignée 6 et en prenant appui sur la bague de poignée 7, et que la douille de verrouillage a été ramenée en arrière pour libérer les billes de verrouillage, lorsqu'on écarte 5 l'une de l'autre en tirant les deux moitiés de raccord 1, 3, les corps de soupape intérieurs lo sollicités par ressort sont appliqués sous pression contre le siège de soupape sur la circonférence intérieure des corps de soupape extérieurs 8, 9, qui, de ce fait, sont également poussés en avant et sont appliqués sous pression 10 contre un siège de soupape correspondant 19 prévu dans le manchon 2 et l'élément enfichable 4. Par conséquent les corps de soupape éxtérieurs 8 et 9 ne sont sollicités par ressort que lorsque le raccord est désaccouplé. Par suite du déplacement axial des corps de soupape 8, 9, 15 jouant le rôle de cloison de séparation, sous l'effet des ressorts de pression 17 lors du désaccouplement des deux moitiés de raccord 1, 3, le segment marginal 11 du corps de soupape 9 est tiré hors de l'évidement aménagé dans la moitié de raccord 3 de sorte qu'il se forme entre ce segment marginal 11 et la surface intérieure 20 correspondante de la moitié de raccord 3 une chambre annulaire qui établit un itinéraire de liaison radial entre les deux canaux d'écoulement concentriques 13, 14. Au moment du désaccouplement, le segment marginal 11 du corps de soupape 8 est tiré hors de l'évidement prévu dans la moitié de raccord 1 suffisamment pour que les 25 trous radiaux 12 soient libérés et qu'il se forme dans cette moitié de raccord également une jonction entre les deux canaux d'écoulement. En choisissant de façon appropriée le nombre de ces trous 12, il est possible de déterminer d'avance par rapport à la chambre annulaire dans la moitié de raccord 3 la différence de pression 30 qui se forme lorsque les moitiés de raccord sont séparées dans le circuit à l'intérieur de la moitié de raccord 1 entre les canaux d'écoulement 13 et 14» La disposition des bagues d'étanchéité entre l'élément enfichable 2 et le manchon 4 des moitiés de raccord et celle des corps de 35 soupape 8 et 9 ainsi que les rapports dimensionnels entre les surfaces d'engagement de l'élément enfichable et du manchon et la longueur des tiges-poussoirs 18 sont choisis tels que, lorsqu'on sépare l'un de l'autre les deux demi-raccords, l'étanchéité ne cesse d'agir que lorsque les corps de soupape intéressés sont au contact 40 contre leurs sièges de soupape. 2135548 Au moment de l'accouplement les deux tiges-poussoirs 18 des corps de soupape intérieurs 16 et les parois avant des corps de soupape extérieurs 8 et 9 viennent s'appliquer l'une contre l'autre de sorte qu'elles sont déplacées et prennent la position repré-5 sentée à la figure 1. Avec ce mode de réalisation, le disque 15 qui guide le corps de soupape intérieur lo peut être monté fou dans la moitié de raccord correspondante car il subit en permanence la pression du ressort de pression 17* Entre le segment marginal 11 et le disque de guidage 15, peut être disposée une bague 10 d'étanchéité comme il est montré à la figure 2 pour la partie de raccord 2. De même que dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, les corps de soupape 16 avec les disques 15 peuvent être identiques dans les deux moitiés de raccord. Dans la variante de réalisation représentée à la figure 2, les 15 parties de construction correspondant à celles de la figure 1 sont désignées par les mêmes numéros d'indice. Ce mode de réalisation se différencie de celui qui vient d'être décrit avant tout par le fait que les corps de soupape l6 placés à l'intérieur prennent appui au moyen du disque de guidage 15 directement dans le corps 20 de soupape extérieur 8, 9 et sont mobiles en translation par rapport à ce dernier. Par suite de cette disposition où les deux corps de soupape de chaque moitié de raccord peuvent être montés en tant qu'élément de construction unique, le corps de soupape extérieur est également sollicité en permanence par un ressort de pression 25 20. Ce ressort de pression 20 s'appuie d'un côté sur la bague de guidage 10 et, dans la moitié de raccord 2, sur une saillie annulaire 21 dans laquelle sont ménagés les trous radiaux 12 qui sont fermés et libérés par le segment marginal arrière 11 du corps de soupape 8. Avec la configuration concentrique des raccordements de 30 conduite de la moitié de raccord 2 prévue pour le mode de réalisa-sation selon la figure 2, le corps de soupape extérieur 8 forme un prolongement de la cloison de séparation entre les deux canaux d'écoulement 13 et 14. Grâce au fait que les corps de soupape intérieurs 16 sont fi-35 xés dans le corps de soupape extérieur 8 ou 9, on peut avoir une forme de dispositif plus ramassée en direction radiale. Comme le montre la moitié de raccord 1 du mode de réalisation représenté à la figure 2 les avantages offerts par la forme selon l'invention d'un raccord à canaux d'écoulement concentriques exis- 40 tent également lorsque, les moitiés de raccord étant séparées, il % 72 13522 2135548 n'y a pas de liaison établie entre ces canaux d'écoulement. Dans la figure 2, le segment marginal arrière 11 du corps de soupape 9 est suffisamment long pour que, également lorsque le corps de soupape V est appliqué contre le siège de soupape 10, ce corps de soupape forme une cloison de séparation entre les deux canaux d'écoulement. Dans le mode de réalisation, représ enté à .la figure 1, on peut à cet effet se passer des trous 12. Grâce à l'invention, il est possible de donner une forme très simple au corps des deux moitiés de raccord, en particulier de réduire ses dimensions dans la direction radiale, par suite de la disparition d'une cloison de séparation particulière et- de la disposition favorable des éléments d'étanchéité dans la zone des corps de soupape coulissants. De plus, d'une façon extrêmement simple, il est possible d'établir une liaison entre les canaux d'écoulement concentriques d'une moitié de raccord quand le raccord est désaccouplé grâce au fait que le corps de soupape extérieur se soulève, par sa face arrière, d'un siège de soupape qui peut présenter la forme représentée ou une autre forme. 72 13522 10 2135548 REVENDICATIQHS 1. Raccord pour tuyaux flexibles ou rigides comportant des canaux d'écoulement concentriques conduisant le fluide d'écoulement d'une des moitiés du raccord à l'autre moitié, ainsi que des 5 corps de soupape sollicités par ressort se fermant automatiquement lors du désaccouplement du raccord qui,au moment de l'accouplement du raccord, sont amenés en position d'ouverture par des butées prévues dans l'autre moitié de raccord, caractérisé en ce qu'un corps de soupape d'une moitié de raccord se présente sous la forme d'une 10 cloison de séparation sensiblement cylindrique entre les canaux d'écoulement concentriques, mobile eh direction axiale, et qu'il est muni sur sa périphérie intérieure d'un siège de soupape pour un corps de soupape placé à l'intérieur qui peut coulisser par rapport au corps de soupape extérieur. 15 2. Haccord pour tuyaux selon la revendication 1,caractérisé en ce que le corps de soupape cylindrique formant cloison de séparation est disposé libre en déplacement en direction axiale et, lorsque le raccord est désaccouplé, est soumis à une force élastique par l'intermédiaire du corps de soupape intérieur sollicité 20 par un ressort. 3. Raccord pour tuyaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de soupape radialement situé à l'intérieur prend appui sur le corps de soupape radialement situé à l'extérieur en pouvant se déplacer par rapport à ce corps de soupape extérieur, 25 les deux corps de soupape étant sollicités chacun par un ressort. 4* Raccord pour tuyaux selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps de soupape extérieur est guidé en direction axiale sur la périphérie intérieure du canal d'écoulement extérieur et est muni sur la surface de guidage de 30 passages pour le fluide d'écoulement. 5. Raccord pour tuyaux selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le corps de soupape extérieur comporte un segment à grand diamètre extérieur et intérieur qui se raccorde à un seguient avant à diamètre plus petit, un siège de soupa- 35 pe étant formé dans la zone de transition entre ces deux segments aussi bien sur le côté extérieur que sur le côté intérieur et à l'extrémité avant du corps de soupape. 6. Raccord de tuyaux selon une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le corps de soupape extérieur qui 40 forme cloison de séparation est muni à son extrémité arrière d'un 72 13522 il 2135548 deuxième siège de soupape et se présente sous une forme telle que, de façon connue en soi, quand les deux moitiés de raccord sont séparées, il existe un itinéraire de liaison radial entre les canaux dTécoulement concentriques qui est fermé par ce corps de soupape 5 quand le raccord est accouplé. 7* Raccord pour tuyaux selon la revendication 6, caractérisé en ce que le parcours de liaison radial entre les canaux dtécoule-ment concentriques d*au moins une des moitiés de raccord est formé, en position désaccouplée, par une chambre annulaire ou, de façon 10 connue en soi, par des trous radiaux qui sont ménagés dans le corps de soupape extérieur ou dans une saillie annulaire. b. Raccord pour tuyaux selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on utilise comme butées pour les corps de soupape dtune des moitiés de raccord des corps de soupape cor-15 respondants dans l'autre moitié de raccord.