Brevet FR2296806A1 — publié le 19760730

La présente invention concerne un dispositif permettant indifféremment un raccordement étanche,du type montage entre brides, entre deux conduits tubulaires disposés bout è bout, ou bien le montage d'un appareil tel qu'un. vanne entre lesdits conduits. Ce dispositif s 'applique de façon particulièrement avantageuse aux vannes-papillons b montage entre brides, dans lesquelles le corps est recouvert à l'intérieur et au moins sur une partie de ses flancs par un siège annulaire en matière souple, dont la section peut avoir une forme en U ou dérivée, servant d'une part i isoler ledit corps du fluide véhiculé, et d'autre part à assurer l'étanchéité amont/avai, le long des brides et aux pas- sages d'axes de la vanne. Dans un tel type de vanne, 1' étanchéité le long des brides s'obtient en général par compression des portions de siège qui recouvrent les flancs de la vanne et qui sont partiellement logés dans des évidements annulaires du corps. En conséquence au repos ces portions de siège présentent mufle forte externe, dé- bordant légèrement des susdits flancs, par exemple arrondie. On notera que, dans ce cas, en raison de l'effet de fond sur la vanne, l'effort de poussée est repris par le corps. Eh outre la portion de siège qui assure l'étanchéité le long des brides est soumise à un serrage constant du fait qu'elle se trouve logée dans un volume de dimensions définies. Cette propriété particulièrement avantageuse ne se retrouve pas dans le cas du montage d'une vanne dépourvue de bague souple débordant sur ses flancs, ou mSme d'un raccordement classique entre brides de deux tuyauteries. En effet dans ce cas le montage s'effectue à l'aide de brides plates ou à collerettes ou bien à l'aide de brides tournantes coopérant avec des collets soudés ou des collets battus. Selon ces types de montage, l'étanchéité est assurée par un joint plat serré entre les brides et le serrage du joint est variable en fonction des poussées sur la bride qui résultent principalement des efforts exercés sur les boulons d'assemblage et de leur serrage. Parmi ces derniers types de raccordement, le montage par brides tournantes présente l'avantage de résoudre simplement le problème délicat de l'indexation angulaire des brides, du fait que celles-ci peuvent tourner librement par rapport au manchon porte-collet solidaire de la conduite. En outre ce montage offre la possibilité d'orienter à convenance, lors du montage, les organes interposés sur ladite conduite. L'invention a donc plus particulièrement pour objet un dispositif de raccordement entre brides spéciales qui permette de conserver tous les avantages du montage à brides tournantes, ainsi que celles procurées,par exemple par les vannes-papillons comprenant un siège débordant sur ses flancs, tout en assurant la continuité de la tuyauterie, propriété essentielle dans le cas de liquides corrosifs ou alimentaire. Cette continuité est assurée par un manchon en même matière que la tuyauterie qui peut agir soit, dans le cas d'un raccordement de deux conduits bout à bout sur un joint plat,ou bien sur la portion de siège débor- dant sur les flancs du corps d'une vanne-papillon ou analogue, de manière à éviter toute zone a'accumulation de fluides qui pourraient constituer par exemple des nids à bactéries. En conséquence le dispositif de raccordement tournant selon l'invention se compose essentiellement d'an moins trois pièces à savoir, un manchon qui assure la continuité de la canalisation, réalisé de préférence en le m8ae matériau noble que la canalisation, une bride tournante qui peut être en un matériau moins no ble q~ i manchon (par exemple en matière plastique) et qui a pour seul but de reporter l'effort de poussé de la tuyauterie d'un conduit sur l'autre, soit directement, dans le cas du raccordement de deux conduits bout à bout, soit par l'intermédiaire du corps de l'organe qui est interposé, par exemple de la vanne, et enfin une contre bride en deux pièces restant montable et démontable après soudure de l'embout sur la tuyauterie.Ainsi la seule fonction de la contre bride en deux pièces est de reporter l'effort de traction du manchon aux vis ou aux tirants de liaison associés aux brides. L'étanchéité le long des brides est assurée par l'action de la tranche du manchon contre le flanc du joint d'étanchéité ou de la portion de siège débordant sur les flancs du corps de la vanne. Selon une caractéristique de l'invention le susdit manchon comprend un épaulement d'alésage ou un collet, situé en retrait par rapport à l'extrémité dudit manchon et qui vient s'insérer partiellement entre la bride et la contre bride. Des modes de réalisation de l'invention seront décrits ciaprès, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels s La figure 1 représente, en perspective avec coupes partielles un dispositif de raccordement adapté à une vanne de forme rec angulaire La figure 2 est une coupe axiale longitudinale de l'ensemble représenté figure 1 La figure 3 est une coupe partielle longitudinale mettant en évidence les détails de l'embout du manchon utilisé figures 1 et 2 La figure 4 est une coupe partielle à plus grande échelle représentant l'assemblage de la bride, de la contre bride et du manchon du dispositif de raccordement représenté figures 1 et 2 Les figures 5 et 6 sont deux vues permettant de bien mettre en évidence l'assetblage des deux pièces contitutives de la contre bride utilisée dans le dispositif de raccordement repr- senté figures 1 et 2 La figure 7 représente partiellement en coupe transversale et en vue de bout, une vanne de forme ovale La figure 8 est une coupe longitudinale de la vanne représentée figure 7 La figure 9 est une coupe longitudinale d'un dispositif de raccordement selon l'invention pouvant étre utilisé par exemple pour la vanne représentée figures 7 et 8 6 et enfin La figure 10 est une coupe partielle longitudinale montrant la conformation que peut présenter la portion de siège débordant sur les flancs du corps d'une vanne-papillon pour permettre son adaptation au dispositif de raccordement selon l'invention. Avec référence aux figures 1 et 2, la vanne-papillon 1 comprend un corps 2 de forme extérieure rectangulaire, dans lequel est monté pivotant un papillon 3. La surface interne 4 du corps 2, ainsi qu'une partie de ses flancs 5 est recouverte par un siège annulaire 6 ou une bague, en matière souple, par exemple en élastomère, destiné à isoler le corps 2 du fluide véhiculé et à assurer l'étanchéité amont/aval, le long des brides et aux passages d'axes de la vanne. Dans l'exemple représenté les portions latérales 7 du siège viennent se loger dans un alésage latéral 8 du corps 2 terminé par une rainure annulaire 9, de sorte qu'une fois comprimées par le susdit dispositif de raccordement, leurs faces externes 10 puissent se disposer dans le même plan que les flancs 5 de la vanne 1. Le dispositif de raccordement 12 comprend tout d'abord un manchon tubulaire 13 soudé sur un conduit 14. Ce manchon 13 réalisé en même matière que le conduit 14 porte un collet embouti 15, emmanché puis soudé0 Ce collet 15 est disposé (figures 3 et 4) de manière à ce que sa collerette 16 soit disposée en retrait par rapport à l'extrémité du manchon 13, tandis que son corps cylindrique 17 se termine dans le plan de coupe 18 de l'embout du manchon 13. Il importe de noter à ce sujet que la tranche du manchon 13 et du collet 15, au niveau du susdit plan de coupe, a une importance essentielle puisque c'est elle qui assure l'étanchéité du raccordement, par son action sur la portion de siège 7 débordant sur le flanc 5 de la vanne 1. Le raccordement du manchon 13 à la vanne 1 s'obtint à l'aide d'un ensemble constitué par une bride 19 assemblée à une contre-bride 20 réalisée en deux pièces pour permettre son démontage. La bride 19, de forme extérieure rectangulaire et reproduisant la forme de la vanne 1 comprend un perçage central 22 alésé au diamètre de la surface externe du corps cylindrique 17 du collet 15 de maniére à pouvoir s'engager sur celui-ci. Cette bride comprend, une surface latérale plane 23 qui vient stappliquer contre le flanc 5 correspondant du corps de la vanne 1, et une surface latérale arrière en palier comprenant essentiellement:: - une première surface 24 venant au contact avec le flanc interne de la collerette 16, avec un léger chanfrein 25 au niveau de la courbure de celle-ci - une deuxième surface 26 venant en recouvrement de la tranche de la collerette 16 - éventuellement une troisième surface 27 coplanaire avec le flanc externe de la collerette 16, et enfin - une quatrième surface 28 faisant un angle légèrement obtu avec ladite troisième surface 27. La contre bride 20, réalisée en deux pièces, également de forme rectangulaire, présente une surface périphérique externe 29 chanfreinée de forme complémentaire à celle de la susdite quatrième surface 28. Cette contre bride 20 comprend un perçage central 30 au diamètre du manchon 13 et vient s'engager sur ce dernier jusqu'à ce que sa face latérale interne 31 qui est plane, vienne en butée sur la collerette 16 du collet 15. Bien entendu la bride 19 et la contre bride 20 comprennent des perçages latéraux 33 pour le passage des vis 34' ou des tirants de serrage. Telle que représentée figures 5 et 6, la contre bride 20 réalisée de meme que la bride 19 en matière moins noble que la tuyauterie est constituée par deux pièces 34 et 35 de forme triangulaire comprenant un évidement circulaire centré sur ly' pothémuse, ainsi que deux redans 36, 37 respectivement inversée l'un rentrant, l'autre en saillie, situés au niveau des deux angles aigus. Les perçages latéraux 33 sont disposés à l'intériear des angles droits 38 et des redans 36, 37.Les redans 36, 37 des deux pièces 34, 35 sont deux à deux de forme complémentai- re, de manière i permettre l'assemblage de la contre bride 20 an juxtaposant les deux hypothémuses. On remarquera que la coupure 39 entre les deux pièces est placée au droit des boulon 34' ou des tirants de façon à donner à l'ensemble une fois monté la résistance mécanique maximale. Il est donc clair que ce dispositif de raccordement de type tournant, est entièrement démontable. Apuré. avoir 8té les boulons 34' ou les brides de serrage, on peut ôter la contre bride 20- dont les deux pièces 34, 35 se séparent facilement. Cette particularité constitue une a#éliora- tion importante par rapport aux solutions classiques dans les- quelles la contre bride tournante se trouve, après soudure du manchon 13 sur la tuyauterie 14, prisonnière derrière le collet 15. En outre, ce montage permet d'effectuer la soudure du manchon 13 sur la tuyauterie 14 sans avoir placé au préalable la contre bride 20. De même, après avoir retiré la vanne 1, on peut facilement enlever la bride 19 qui n'est, en aucun cas retenue par le collet 15. La vanne représentée sur les figures 1 et 2 est particuliè- rement destinée à l'industrie alimentaire, par exemple à l'indus- trie laitière. En conséquence les éléments en contact avec le fluide sont réalisés à partir de matériaux noble. Ainsi le papillon 3 de la vanne 1, les manchons 13 du dispositif de raccordement 12 sont en acier inoxydable, tandis que le siège 6 est réalisé en caoutchouc et présente une forme qui, après compression des portions latérales 7 évite tout possibilité de nids de bactéries0 Par contre, les autres éléments peuvent être réalisés en matériau moins noble Le corps 2 de la vanne 1 peut Stre en polyesther renforcé de fibres de verre, tandis que les brides 19 et les contre brides 20 peuvent être réalisées en matière plastique thermi durcissable. Cette dernière caractéristique permet une importante économie puisque pour assurer la mSme continuité en acier inoxydable, dans le cas d'un dispositif de raccordement classique, la totalité de la bride plate devrait être en acier inoxydable. Au contraire, l'invention permet de prévoir un manchon 13 de dimensions suffisamment réduites,facilement r4alisable, et de ce fait d'un ooat minimum. Dans le mode de réalisation représenté figures 1 et 2, la forme générale du dispositif de raccordement est rectangulaire, toutefois il convient de préciser que cette forme pourrait être différente et adaptée à l'appareil auquel est associé ledit dispositif, aux normes de perçages, ou à l'esthétique de l'ensemble. De même le manchon tubulaire 13 pourrait comprendre, au lieu du collet soudé 15, un épaulement d'alésage qui lui fait corps. A titre d'exemple de ces possibilités de variantes, les figures 7, 8 représentent une vanne 40 de forme ovale avec, et la figure 9 le dispositif de raccordement 41 qui lui est associé. Avec référence à la figure 9 le manchon tubulaire comprend un épaulement circulaire 42 à plusieurs niveaux d'alésage, pouvant être obtenu par usinage. L'assemblage de la bride 43 et de la contre bride 44 peut s'effectuer d'une façon identique au précédent. La figure 10 est une coupe longitudinale partielle d'une vanne-papillon permettant de mettre en relief la forme du siège 45, notamment de sa surface latérale externe 46 et d'une fraction de sa surface interne 47, en position de repos, en comparaison de la forme d'un siège classique de vanne représenté en traits interrompus 48. On notera que cette partie de vanne peut venir se raccorder à la partie du dispositif de raccordement représenté figure 40 Avec référence à la figure 10, le siège 45 ne remplit pas complètement la gorge annulaire 50 du corps 51Q Sa face latérale externe 46 sensiblement rectiligne déborde légèrement hors plan du flanc 52 de la vanne et est légèrement incliné vers le centre de la vanne. De mOme la surface interne 47 du siège 45 est légèrement inclinée et remonte vers l'extérieur do la vanne. Cette conformation du siège 45 permet, lorsque ce dernier est comprimé par l'embout du manchon et par la bride, lorsque la vanne est raccordée à un conduit, par exemple colle représenté figures 1 et 2, une continuité de la ferme cylindrique da conduit (la surface interne dia siège 45 ayant alors pris une forme cylin drique au diamètre du conduit). folle évite toute possibilité de zone d'accumulation des fluides qui pourrait constituer des nids i bactéries. Ainsi la portion de siège débordant sur les flancs de la vanne est logée dans un volume de dimensions définies (la gorge 50 étant complètement reaplie par fluage), et la pression exercée par l'embout du manchon, qui assure l'étanchéité, demeure constante. REVENDICATIONS lo Dispositif de montage entre brides spéciales pour le raccordement de deux conduits tubulaires ou pour leur raccordement à un appareil tel qu'une vanne-papillon dont le corps est recouvert à l'intérieur et au moins sur une partie de ses flancs par un siège annulaire en matière souple, caractérisé en ce qu'il se compose d'au moins trois pièces, à savoir, un manchon pouvant être soudé sur l'un desdits conduits, qui assure la continuité de la canalisation, une bride tournante qui a pour seul but de reporter 1'ef- fort de poussée de la tuyauterie d'un conduit sur l'autre, soit directement, dans le cas du raccordement de deux conduits bout â bout, soit par l'intermédiaire du corps de l'appareil qui est interposé, par exemple la vanne-papillon, et enfin une contre bride ayant pour fonction de reporter l'effet de traction du manchon aux vis ou aux tirants de liaison associés à la bride et à la contre bride, en ce que le susdit manchon comprend un épaulement d'alésage ou un collet, situé en retrait par rapport à l'extrémité dudit manchon et qui vient s'insérer entre la bride et la contrebride, et enfin en ce que l'étanchéité le long des brides est assurée par l'action de la tranche du manchon contre le flanc d'un joint d'étanchéité ou contre la portion de siège débordant sur les flancs du corps de la vanne. 2.- Dispositif de montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le susdit manchon est réalisé en même matériau noble que la canalisation tandis que la bride et la contre bride peuvent être réalisées en matériau moins noble que ladite canalisation. 3o Dispositif de montage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la contre bride est réalisée en deux pièces restant montables et démontables après soudure du manchon sur le conduit correspondant, de manière à ce que l'ensemble bride et contre bride en deux pièces, qui comporte tous les avantages mécaniques de la bride tournante traditionnelle, est au surplus entièrement démontable en dépit de la présence du collet, 4.- Dispositif de montage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le susdit collet comprend un corps cylindrique et une collerette, ce collet étant emmanché puis soudé sur le susdit manchon de manière à ce que la collerette soit disposée en retrait par rapport à l'extrémité du manchon, et que son corps cylindrique se termine dans le plan de coupe du manchon, la tranche du manchon et du collet au niveau dudit plan de coupe assurant alors l'étanchéité entre brides du raccordement, 5.- Dispositif de montage selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le susdit épaulement du manchon comprend plusieurs niveaux d'alésage. 6.- Dispositif de montage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bride comprend une surface avant plane qui vient s'appliquer contre le flancs du corps de la vanne ou de l'appareil, et une surface latérale arrière en palier ccn#e- nant une surface venant en contact avec le flanc interne de la collerette du collet ou de l'épaulement d'alésage, une deuxième surface venant en recouvrement de la tranche de la collerette ou dudit épaulement et au moins une troisième surface venant en contact avec la contre bride. 7.- Dispositif de montage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la contre bride est en deux pièces comportant, au droit de la coupure, des redans rentrants et des redans en saillie, de forme respectivement complémentaire pour permettre leur assemblage, ces redans comprenant chacun un évidement pour le passage des vis ou des tirants de liaison situés au droit de ladite coupure de façon à donner à l'ensemble une fois monté la résistance mécanique maximale. 8.- Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il peut présenter une pluralité de formes, de préférence une forme adaptée à celle de la vanne ou de l'appareil auquel il est associé. 9.- Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que sa forme est rectangulaire ou ovale.