Brevet FR2172119A1 — publié le 19730928

La présente invention concerne un dispositif pour absorber et compenser des variations angulaires de conduites tubulaires reliées par un soufflet métallique commun ou un moyen analogue, la liaison du soufflet métallique et des conduites tubulaires étant assurée par interposition d'organes corres pondant, tels que des extrémités à souder, ayant une forme de révolution ou une pièce analogue. Un tel dispositif est appelé compensateur articulé. On connaft déjè depuis longtemps des compensateurs pour absorber et compenser des variations de longueurs ou des variations angulaires, provoquées par des influences thermiques ou des variations de pression du milieu fluide à transporter ou du milieu gazeux. La présente invention a pour but de remédier à certains inconvénients des compensateurs articulés connus. Les compensateurs articulés connus, entratnent, en général, des complexités de construction non négligeables, qui se répercutent sur le produit final, en le rendant plus oné revus, sstil faut envisager un certain nombre d'usinage avec ou sans enlbvement de copeaux. En effet, dans chaque cas, il faut des installations très onéreuses et des outils, abstraction faite des machines d'usinage également nécessaire. Les compensateurs articulés connus sont, en gé néral, réalisés essentiellement suivant deux principes de bases Suivant l'un de ces principes généraux, on utilise une mise sous tension extérieure à l'aide de goujons, de clavettes, de tirants ou de barres de traction. L'autre principe, utilisant des organes analogues, prévoit une mise sous tension intérieure et dans certains cas d'application particuliers, il faut mOrne envisager des constructions particulières. Il est évident pour l'Homme de l'Art que les compensateurs articulés réalisés selon les principes indiqués ci-dessus, sont fragiles car ils se composent d'un grand nombre d'organes séparés, et notsmment d'organes soumis à l'usure. En tenant compte de ces remarques, ainsi que des remarques précédentes résultant des techniques de fabrication, la présente invention se propose de créer un compensateur articulé, rationnel, de construction et de fonctionnement simples, et pratiquement soumis à aucune usure, et dont la fabrication ne nécessite pratiquement aucun travail d'usinage avec ou sans enlèvement de copeaux.On prévoit le soufflet métallique et le travail de soudure, absolument nécessaires0 A cet effet, l'invention concerne un dispositif du type indiqué ci-dessus, caractérisé en ce que les variations angulaires sont absorbées et compensées par deux moyens, accrochés à la manière de maillons de chaste, qui sont situés axialement à l'intérieur du soufflet métallique, et qui se complètent en étant susceptibles de fléchir l'un par rapport à l'autre, ces moyens étant reliés solidairement è des nervures en forme d'en tretoisoefixées à l'intérieur des extrémités de soudure. Suivant une autre caractéristique extrêmement simple et avantageuse, ce dispositif est caractérisé en ce que les moyens qui se complètent en pouvant fléchir sont des étriers essentiellement en forme de U, ayant une section de révolution ou elliptique. Suivant d'autres modes de réalisation simples et fiables, on a, également mis en oeuvre les autres caractéristiques de l'invention. Ainsi, suivant une autre caractéristique, des nervures en forme d'entretoises sont prévues a la manière d'un croisillon à l'intérieur des extrémités à souder. On assure, de cette façon, une bonne répartition des forces. Ce mode de réalisation permet de prévoir, sur en tout huit arêtes, une liaison par soudure entre les nervures en forme d'entretoises et la surface intérieure symétrique en rotation de l'extrémité à souder, correspondante. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les nervures en forme d'entretoises sont coupées en biais en direction des étriers en forme de Uo Cela favorise, d'une part, la liaison entre les nervures en croisillon et l'étrier en forme de U correspondant, par soudure, et permet d'avoir, d'autre part, un angle de courbure relativement grand pour le compensateur0 Le dispositif selon l'invention, est arrondi et est complété suivant une autre caractéristique de l'invention, du fait que les étriers en forme de U sont fixés suivant un angle de 450 sur les nervures en forme d'entretoises de fanon que ces étriers -se complètent à la manière de maillons de ehat- nei Il est à la fois évident et incontestable que le compensateur articulé suivant l'invention, présente toute une série d'avantages considérables qui apparaissent notamment clairement si l'on compare ce dispositif au compensateur articulé connu : Le compensateur articulé selon l'invention, présente une construction extrêmement simple et bon marché, car les divers organes qui le composent ne nécessitent aucun usinage notable par enlèvement de copeaux et/ou sans enlèvement de copeaux. Les quelques organes nécessaires pour le compensateur articulé sont, en outre, pratiquement Bans usure. De plus, le compensateur articulé selon 1' inven- tion, est moins encombrant qutun compensateur articulé correspondant, à mise sous tension extérieure, ce qui réduit le volume nécessaire au montage du compensateur et permet aux utilisateurs de bénéficier des avantages d'une économie de place. Le compensateur articulé selon l'invention, ne présente pas seulement les avantages décrits ci-dessus. De plus, il présente des avantages du point de vue du fonctionnement par rapport su compensateur articulé connu s flans ce contexte, il faut notamment signaler que le transfert des forces dans le compensateur se fait de la façon la plus simple par l'intermédiaire de la mise sous contrainte intérieure, réalisée par une structure d'appui et par les étriera d'articulation en forme de U, prévus suivant l'axe du compensateur. En outre, la souplesse relativement grande du compensateur offre un avantage considérable, car il nty a qu'un seul point de rotation qui est, en meme temps, le centre géométrique du soufflet. Du fait de la structure en forme de nervure en entretoise, des moyens de mise sous contrainte intérieure, on conserve une sollicitation régulière des extrémités à souder pour absorber les efforts de réaction. Il en résulte finalement que l'ovalisation des tubes de raccordement reste dans des limites tolérables. Les étriers en forme de U, qui se complètent à la manière de maillons de chaise, sont uniquement sollicités en traction, en compression de surface et en cisaillement. Les forces de fléchissement, mOrne si elles existent, restent dans des limites extrdzement réduites. De la meme façon, les moyens de mise sous contrainte intérieure prévus dans les extrémités à souder, sont sollicités en traction ou en compression, mais non en flexion.La liaison en forme de croix des nervures, favorise la réception des forces de traction et de compression par les moyens de mise sous contrainte intérieure, car ces nervures s'appuient réciproquement.Le montage des nervures de façon symétrique en croix, ne réduit que très faiblement la section libre intérieure du tube, si bien que le fluide à transporter peut traverser la conduite tubulaire sans pratiquement entre gêné. La présente invention sera décrite plus en détails à l'aide d'un mode de réalisation représenté schématiquement dans les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue de côté, avec le soufflet métallique partiellement arraché, d'un compensateur d'articulation, - la figure 2 est une vue de face du compensateur d'articulation selon la figure 1. Le soufflet métallique ou analogue 1 est relié aux points la, aux extrémités à relier par soudure 2, 2a. A l'intérieur des extrémités à souder 2, 2a on a des nervures 3, 3a en forme d'entretoises, croisées. Ces nervures 3, 3a sont soudées et présentent des surfaces inclinées à l'intérieur du soufflet métallique 1. Ces surfaces inclinées favorisent la courbure du compensateur. La liaison des deux moitiés de compensateur, symétriques, se fait par l'intermédiaire des étriers 4, 4a, recourbés en forme de Ut et que l'on relie a la manière de maillons de chaine. Ces étriers 4, 4a sont soudés aux nervures 3 3a en étant décalés d'un angle de 450. Lorsque le compensateur articulé est branché dans une conduite tubulaire non représentée, il absorbe toute variation angulaire, par un mouvement- relatif des deux moitiés de compensateur, l'une par rapport à 11 autre, autour des étriers en forme de U, accrochés l'un dans l'autre à la manière de maillons de chaise. Ces étriers définissent, en mêma temps, le centre géométrique de l'ensemble du compensateur articulé. Bien entendu, ltinvention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour absorber et compenser des variations angulaires dans des conduites tubulaires, reliées l'- une à l'autre par un soufflet métallique commun, ou élément ana- logue, la liaison du soufflet métallique et de chaque extrémité de la conduite étant assurée par interposition d'organes correspondants, tels que des extrémités à souder à forme de révolution ou une pièce analogue, dispositif caractérisé en ce que les va nations angulaires sont absorbées et compensées par deux moyens (4, 4a), accrochés à la manière de maillons de chaine, qui sont situés axialement à l'intérieur du soufflet métallique (1), et qui se complètent en étant susceptibles de fléchir l'un par rapport à l'autre, ces moyens étant reliés solidairement à des nervures (3, 3a) en forme d'entretoises, fixées à l'intérieur des extrémités de soudure (2, 2a). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens qui se complètent en pouvant fléchir (4, 4a) sont des étriers essentiellement en forme de U, ayant une section de révolution ou elliptique. 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les nervures en forme d'entretoises (3, 3a) sont prévues à la manière d'un croisillon à l'intérieur des extrémités à souder (2, 2a). 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que les nervures en forme d'entretoises (3, 3a) sont coupées en biais en direction des étriers (4, 4a) en forme de U. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications i à 4, caractérisé en ce que les étriers en forme de U (4, 4a) sont fixés sur les nervures en forme d'entretoises (3, 3a) en faisant un angle de 450, de façon que ces étriers se complètent å la manière de maillons de channe.