Brevet FR2269021A1 — publié le 19751121

La présente invention concerne un raccord électriquement isolant de deux tuyaux métalliques disposés axialement l'un à la suite de l'autre, constitué par un tuyau intermédiaire en matière synthétique ou similaire. De semblables raccords sont prévus avant tout dans les grandes génératrices à refroidissement par eau et sont utilisés aux endroits de la machine oii l'on veut éviter qu'un raccordement hydraulique entre certains éléments de la machine entraine aussi une connexion électrique entre ces éléments, puisque les tuyaux à eau sont toujours fabriqués en métal. On connait évidemment le procédé consistant à raccorder deux extrémités de tuyaux au moyen d'un flexible de matière synthétique interposé qui est muni d'un collier de serrage à chacune de ses extrémités. Un semblable raccord de tuyaux est suffisant lorsque la pression da liquide est faible, par exemple inférieure à 1 bar. On connait par ailleurs le procédé consistant à utiliser une gaine du coté extérieur du flexible, mais sans que cela accroisse notablement la capacité du raccord de tuyaux à supporter une haute pression. Un raccord de tuyaux selon l'invention est prévu pour pouvoir être utilisé avec une pression du liquide de plusieurs centaines de bars. Lorsqu'une sécurité très élevée contre les défauts d'étanchéité est exigée, par exemple dans le cas de génératrices à refroidissement par eau, il est déjà parfaitement justifié d'employer un raccord de tuyaux selon l'invention lorsque la pression du liquide dépasse 20 bars. Dans de semblables machines, on applique ordinairement une pression de l'eau de refroidissement de l'ordre de 100 bars et l'effort du à la force centrifuge peut être 5000 fois plus élevé que I'accéléra- tion de la gravitation. L'invention concerne donc un raccord de tuyaux électriquement isolant, comprenant deux tuyaux métalliques disposés à la suite l'un de l'autre en direction axiale et un tuyau intercalé en matière synthétique ou d'une matière similaire, chaque tuyau métallique ayant une partie terminale élargie qui est raccordée au tuyau de matière synthétique et qui est réalisée avec une fente cylindrique creuse étanche à la pression, fente dont la dimension axiale est supérieure au tiers du diamètre intérieur du tuyau métallique, caractérisé en ce que les parois qui délimitent extérieurement et intérieurement chaque fente sont réalisées avec des épaisseurs qui sont partout nettement supérieures à l'épaisseur de paroi de l'un des tuyaux métalli- ques, tandis que le tuyau de matière synthétique est enfoncé par son extrémité dans ladite fente. La ligne O-O#tracée sur la figure 1 représente l'axe du raccord de tuyaux selon l'invention. La partie gauche de la figure 1 est une vue à angle droit par rapport à la ligne O-O et la partie droite est une coupe axiale partielle d'un raccord de tuyaux selon l'invention. La figure 2 représente à échelle agrandie un détail de la figure I. Sur les dessins, 1 et 2 désignent deux tuyaux d'acier inoxydable qui sont raccordés l'un à~l'autre au moyen d'un tuyau de matière synthétique 3 interposé. Chacun des tuyaux d'acier 1 et 2 est muni d'une partie terminale élargie où l'épaisseur totale de paroi, respectivement désignée par tl et t2, est au moins triple de l'épaisseur minimale de paroi t3 du tuyau. Chacune des parties terminales élargie t ou t2 présente une fente 4, 5 en forme de cylindre creux qui est délimitée entre deux parois cylindriques dont l'épaisseur minimale est nettement plus grande que l'épaisseur t3 des tuyaux. Les fentes cylindriques creuses sont entièrement remplies, puisqu'elles logent chacune une extrémité du tuyau de matière synthétique 3.Les parois cylindriques de délimitation des fentes 4, 5 présentent chacune plusieurs rainures d'étanchéité annulaires 6. Celles-ci ont une largeur de moins de 2 mm et sont emplies, au moins à 75 %, d'une matière synthétique qui fait également partie du tuyau de matière synthétique 3. La largeur des rainures est désignée par b fleur profondeur par d. Dans un raccord de tuyaux selon l'invention, la possi bilité de supporter une haute pression du liquide sans que des fuites se produisent est déterminée dans une large mesure par le fait que les fentes cylindriques creuses 4 et 5 sont étanches. I1 ne faut surtout pas qu'il se produise des fuites dans les régions du fond de ces fentes.En effet, si cela se produisait, l'aptitude du raccord de tuyaux à supporter une haute pression du liquide ne serait determinée que par l'effet d'étan= chéification que l'on peut obtenir dans la couche entre le côté intérieur du tuyau de plastique 3 et les surfaces radiale ment internes de délimitation des fentes cylindriques creuses -précitées Par contre, si la fente annulaire est parfaitement étanche, la surface radialement externe de délimitation de la fente sert elle aussi de surface d'étanChéité, ce qui se traduit par un effet d'auto-étanchéité extrêmement marqué avec le côté extérieur du tuyau de matière synthétique, effet qui est déclenché lorsque du liquide pénètre entre le côté interne du tuyau de matière synthétique et la surface cylindrique du tuyau métallique adjacente à ce côté. Le liquide qui pénètre est sous la même haute pression que le reste du liquide, d'od il résulte que le tuyau de matière synthétique 3 est appliqué contre les surfaces externes de délimitation des fentes cylindriques creuses avec une pression qui ne s'écarte guère de la pression du liquide dans les tuyaux Cela suppose que le tuyau de matière synthétique 3 soit en une matière présentant une certaine souplesse, par exemple en Teflon ou en polypropylène. Dans certains cas, il peut être suffisant de ne former le raccord de tuyaux selon l'invention qu'au moyen des deux tuyaux métalliques 1, 2 et du tuyau de matière synthétique interposé 3. Si un renfort complémentaire est nécessaire, on peut enrouler autour de la'zone'de raccordement plusieurs couches de ruban de verre imprégné de matière plastique isolante à moulage par compression, ou encapsuler d'une autre manière le raccord de tuyaux dans un corps de matière synthétique armée. Sur la figure 1, un semblable corps de matière synthétique a été désigné par 7 En vue de pouvoir absorber les efforts axiaux en cas de pression très elevee du liquide, on a muni le raccord de tuyaux d'une gaine 8 d'acier inoxydable, selon un autre mode de realisation de l'invention. La gaine est munie d'une surface d'arrêt conique 9 à l'une de ses extrémités et d'un filetage 10 à son autre extrémité et elle est fixée par vissage au tuyau métallique 2. Dans le cadre d'un procédé pour la confection d'un raccord de tuyaux selon l'invention, chacun des deux tuyaux métalliques 1 et 2, qui sont en acier inoxydable, est muni d'une bride il, 12 à une distance de l'extrémité du tuyau qui correspond au moins au quart du diamètre intérieur des tuyaux 1 et 2, Sur chacune des brides sont formées une surface d'étanchéité 13 qui est destinée à coopérer avec l'une des surfaces d'extrémité du tuyau de matière synthétique 3, et une surface d'étan chéité 14 qui coopérera avec une surface d'extrémité de la douille 15 d'acier inoxydable. Chaque douille 15 est soudée à une surface d'étanchéité correspondante, de préférence au moyen d'un soudage par bombardement d'électrons, avec un cordon de soudure annulaire et parfaitement étanche.Puis chaque extrémité du tuyau de matière synthétique 3 est glissée entre une douille et soumise à une déformation plastique sous la forme d'une compression à l'aide de fortes mâchoires de serrage qui exercent sur le côté extérieur de la douille une pression agissant radialement vers l'intérieur. Cette pression est transmise par le tuyau de matière synthétique 3 au tuyau métallique qui se trouve à l'intérieur et elle est suffisamment forte pour qu'une déformation élastique notable, d'au moins 30 % et, de preférence, de plus de 50 % de la déformation maximale admissible, pLisse se manifester à l'une des extrémités 16 du tuyau métallique 1 ou 2 ; les mâchoires de serrage sont ensuite retirées et la pression extérieure cesse. Un tuyau métallique et la douille 15 qui est coaxiale avec lui se trouveront alors toujours à l'état pré-tendu, même s'il se produisait une réduction de l'effet du tuyau de matière synthétique 3 en tant qu'élément d'écartement, par exemple au cas où des rainures annulaires d'étanchéité 6 dans les surfaces métalliques voisines logeraient avec le temps davantage de matière synthétique faisant partie du tuyau de matière synthé- tique 3, enfoncoedans ces rainures, Afin d'éviter un semblable enfoncement de matière qui réduit la pré-tension, la compression mentionnée ci-dessus ne doit pas être appliquée sous la forme d'un choc rapide : la pression extérieure agissant sur la douille 15 doit plutôt être maintenue au voisinage de sa valeur maximale pendant au moins 10 secondes et, de préférence, plus de 100 secondes.On peut alors parvenir, avec une largeur relativement petite des rainures annulaires d'étanchéité dirigées vers le tuyau de matière synthétique, à un degré de remplissage de ces r#ainures qui est nettement plus important qu'avec un temps de pression de 5 secondes par exemple. I1 va de soi que, même avec un temps de pressage très bref, on peut obtenir un remplissage à près de 100 % des rainures si l'on donne une largeur suffisante à celles-ci. Toutefois, une grande largeur des rainures est quelque chose que l'on veut éviter, car on obtient, avec un grand nombre de rainures étroi tes, une étanchéité nettement meilleure qu'avec un petit nombre de rainures plus larges. Avec le matériau de plastique et de caoutchouc que l'on utilise le plus souvent à cet égard, les rainures annulaires d'étanchéité ne doivent pas être plus larges que 0,8 mm au maximum. On peut aussi obtenir un raccord de tuyaux selon l'invention par un procédé qui diffère de celui qui a été décrit ci-dessus Par exemple, on peut fixer par collage le tuyau de matière synthétique dans l'espace cylindrique creux à l'aide d'une résine durcissable et l'on peut façonner simplement par tournage l'espace cylindrique creux- en particulier lorsqu'on utilise une semblable résine durcissable. REVENDICATIONS 1.- Raccord de tuyau électriquement isolant, comprenant deux tuyaux métalliques 1, 2 disposés à la suite l'un de l'autre en direction axiale et un tuyau intercalé 3 en matière synthétique ou d'une matière similaire, chaque tuyau métallique 1, 2 ayant une partie terminale élargie qui est raccordée au tuyau de matière synthétique et qui est réalisée avec une fente cylindrique creuse 4, 5 étanche à la pression, fente dont la dimension axiale est supérieure au tiers du diamètre intérieur du tuyau métallique, caractérisé en ce que les parois qui délimitent extérieurement et intérieurement chaque fente sont réalisées avec des épaisseurs qui sont partout nettement supérieures à l'epaisseur de paroi de l'un des tuyaux métalliques, tandis que le tuyau de matière synthétique 3 est enfoncé, par son extrémité, dans ladite fente. 2.- Raccord de tuyaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces cylindriques de délimitation, tant interne qu'externe, de chaque fente cylindrique creuse 4 ou 5 présentent plusieurs rainures annulaires 6, et en ce que chaque rainure 6 est remplie, au moins à 75 %, de matière qui fait en même temps partie dudit tuyau de matière synthétique 3. 3.- Raccord de tuyaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de ladite partie terminale d'un tuyau métallique 1, 2, qui se trouve radialement à l'extérieur du tuyau de matière 'synthétique est constitué par un cylindre métallique creux 15 qui est par ailleurs fixé par soudure au tuyau métallique, de préférence par soudage par bombardement électronique, avec un joint soudé annulaire, parfaitement étanche. 4.- Raccord de tuyaux selon la revendication 1, carac térisé en ce qu + e tuyau de matière synthétique et les parties élargies tl, t2 des tuyaux métalliques 1, 2 sont entourés par une chemise commune 7 en matière plastique isolante moulée par compression armée. 5.- Raccord de tuyaux selon la revendication 4, caractérisé en ce que la chemise 7 est logée dans une gaine cylindrique de métal 8 qui est munie, à l'une de ses extrémités, d'une butée 9 agissant en direction axiale pour la capsule et, å son autre extrémité, de filets intérieurs 10 par lesquels la gaine est raccordée mécaniquement l'une desdites parties élargies des tuyaux métalliques.