Brevet FR2344780A1 — publié le 19771014

L'invention concerne un dispositif permettant un raccordement rapide et commode d'un appareil d'utilisation à une source de fluide ; par exemple un raccordement d'une bouteille de gaz combustible sous pression à un bruleur ou au collecteur d'admission d'un moteur a explosion. On connait des dispositifs qui évitent de traditionnelles opérations de vissage pour raccorder, bout d bout, des tuyaux ou tubulures et qui assurent un raccordement rapide d'une source de fluide à un appareil d'utilisation par exemple. En effet, de tels dispositifs comportent, essentiellement, deux parties tubulaires du type mâle et femelle, munies respectivement de filets et de contrefilets convenablement rompus sous la forme de secteurs et adaptées à leur accouplement par engagement axial et à leur assulettissement réciproque par rotation d'un quart de tour par exemple. Mais des normes de sécurité, dans le cas d'utilisation, notamment de fluides combustibles sous pression, ont conduit à équiper la partie à contrefilets d'une bague mobile axialement et présentant des butées de retenue des secteurs de filets de l'autre partie pour assurer le verrouillage du raccordement de ces deux parties. En outre, une tubulure d'alimentation équipée d'un joint frontal doit être associée à la partie à contrefilets par un système à came entrainant une poussée de ce joint sur une portée adboc de l'autre partie pour assurer l'étanchéité d'un tel raccordement. On conçoit que ces dispositifs connus sont relativement complexes et, par conséquent, onéreux d'autant plus qu'un grand nombre d'utilisations, notamment la car buration de moteurs à explosion, imposent de leur adjoindre des dispositifs auxiliaires destinés, par exemple, à limiter d'une façon connue en elle-meme, le débit non admissible de fluide qui se produit dans le cas d'une rupture de canalisa tison, L'invention se propose de remédier à ces inconvénients. Elle a pour but principal de procurer un raccordement rapide entre une source de fluide et un appareil d'utilisation en assurant une excellente sécurité d'emploi de ce fluide à l'encontre, notamment, d'un échappement inacceptable de fluide dans le cas d'une rupture de circuit d'utilisation ou d'une vidange de l'appareil lorsque la source est séparée de ce dernier et à l'encontre d'impuretés qu'un fluide peut transporter. Un autre but avantageux d'invention est de proposer un dispositif de raccordement de dimensions aussi réduites que possible, réalisable en série industrielle à partir d'éléments résultant d'opérations simples telles que des opérations de décolletage classique, en vue de procurer une économie de matière et de main d'oeuvre. Elle a pour objet un dispositif constitué essentiellement de deux parties tubulaires du type mâle et femelle, adaptées à leur accouplement par engagement axial et destinées à être assujetties, l'une à une source de fluide, l'autre à un circuit d'utilisation de ce fluide ; un tel dispositif comportant un système de joint assurant l'étanchéité d'un tel accouplement et un système de verrouillage de ce dernier. Selon l'invention, le dispositif est équipé d'un clapet anti-retour évitant un chappement du fluide du circuit d'utilisation, un dispositif pour limiter le débit de ce fluide à une valeur prédéterminée en cas de rupture de ce circuit et un filtre; le système de verrouillage comprend une collerette radiale solidaire de la partie mâle et susceptible d'être retenue, en position d'accouplement, par des moyens d'entrave axiale montés sur la partie femelle et escamotables radialement sous l'action de moyens de commande manuelle. Les trois dispositifs de sécurité mentionnés plus haut: le clapet anti-retour, le dispositif de limitation de débit et le filtre peuvent être de types connus en euxmêmes mais, de préférence, ils sont montés dans des logements prévus d'une façon convenable dans la partie femelle de sorte que la partie mâle se présente sous la forme d'un simple élément de#tube solidaire d'une collerette particulière. On conçoit que le mode de verrouillage mentionné plus haut, par entrave axiale d'une telle collerette, permet un raccordement par une simple opération d'engagement axial des deux parties du dispositif ce qui assure la commodité et la rapidité de ce raccordement. Dans une variante remarquable d'un dispositif conforme à l'invention et dans laquelle les dispositifs de sécurité et le système de verrouillage sont groupés dans la partie femelle d'accouplement, cette dernière est avantageusement constituée par quelques éléments adaptés à une réalisation par application de processus d'usinage en grande série, tels que le décolletage: encombrement réduit, simplification et abaissement du prix de revient en sont les conséquences principales. A partir de tels éléments, des opérations simples d'emboitement et de vissage permettent, alors, une fabrication industrielle de cette partie essentielle de cette variante, D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés lesquels, description et dessins ne sont donnés qu'à titre d'exemple non limitatif. Sur ces dessins, - la figure 1 représente, en perspective à une échelle relativement petite, un robinet de prise de gaz raccordé à un dispositif conforme à l'invention. - la figure 2 représente, en coupe axiale, le dispositif de raccordement de la figure 1. - les figures 3 et 4 représentent, en perspective et en partie arrachée, deux éléments d'équipement du dispositif de la figure 2. - la figure 5 représente, en perspective et en partie arrachée, un élément essentiel du dispositif de la figure 2. Sur la figure 1, on peut voir un robinet usuel dont le corps 1 comporte un embout axial d'entrée 2, conformé et fileté d'une façon classique et solidaire d'un élé- ment de tube cintré 2t, en vue d'une fixation sur une bouteille de gaz combustible sous pression. Ce corps 1 comporte, également, un embout de sortie 3 disposé radialement sous la'forme de la tige d'un T" et raccordé à un dispositif 4, comme il sera expliqué plus loin ; ce dispositif 4 présentant une tubulure de sortie 4s convenablement filetée pour etre montée, d'une façon usuelle sur un tuyau d'alimentation d'un appareil d'utilisation tel qu'un bruleur ou un moteur à explosion. Le dispositif 4, représenté en coupe sur la figure 2, comprend une partie rigide qui est constituée de deux éléments-tubulaires 5 et 6 assemblés coaxialement entre eux sous la forme d'un corps engagé, en partie et monté à l'intérieur d'un fourreau de section circulaire 7. L'élément 5 (figure 3) se présente sous la forme générale d'un élément de barre cylindrique et circulaire, solidaire dans sa partie médiane, d'une nervure radiale aménagée en forme d'un écrou usuel à six pans Se. La partie cylindrique et circulaire, située en arrière de cet écrou 5e (à droite sur la figure 2) présente deux méplats diamétralement opposés et son extrémité filetée constitue la tubulure de sortie 45 mentionnée plus haut. L'autre partie, située en avant de l'écrou Se, comporte un filetage d'assemblage à l'élément 6 et un logement interne de section circulaire qui s'étend, coaxialement, à l'axe de l'élément 5, de sa face avant jusqutà une cloison radiale 5c percée d'un trou axial. La partie arrière, correspondant à l'autre face de la cloison 5c, comporte un autre logement coaxial, de forme tronconique qui comporte un taraudage approprié. Un petit élément 8, se présentant sous la forme d'un cylindre droit de section circu laire appropriée à un coulissement libre dans le premier logement de section circulaire, est engagé dans ce dernier La face transversale arrière de cet élément 8 comporte une gorge axiale 89, en forme de couronne relativement profonde dans le sens axial et dans laquelle est engagée l'une des extrémités d'un ressort de compression 9 du type "ressort à boudin" dont l'autre extrémité prend appui sur la face avant de la cloison 5c L'autre face transversale de l'élément 8 présente une entaille diamétrale 8e dont la profondeur, dans le sens axial, est suffisamment grande pour déboucher dans la gorge 89 et établir ainsi deux voies de communication diamétralement opposées entre ces faces avant et arrière. Enfin, cet élément 8 comporte un trou axial 8t, similaire à un trou borgne dont le diamètre est de l'ordre de grandeur de celle de la largeur de l'entaille 8e et qui est prolongé, vers l'arrière, par un autre trou axial 8f de diamètre très petit et qui débouche sur la face arrière de l'élément 8. Cet élément 8 est maintenu en place, dans la partie du fond du logement circulaire, à ltencontre d'une faible poussée du ressort 9, par un anneau fendu 10 en acier à ressort ; cet anneau d'arrêt 10 étant engagé en partie, d'une façon classique, dans une rainure 5r prévue radialement sur la face latérale de ce logement de l'élément 5. On conçoit que l'entaille 8e et la gorge 89 permettent un écoulement de fluide, d'avant en arrière (flèche fl) pour une pression de fluide n'entrarnant pratiquement pas de compression du ressort 9 et on précisera que la résistance à la compression de ce ressort a été choisie telle qu'en cas de valeur "exagérée" de cette pression de fluide, l'élément 8 se trouve poussé, par l'action du fluide, au contact de la cloison 5c pour limiter le débit de fluide à celui que peut fournir le petit trou 8f dans ces conditions de pression. L'autre élément 6 se présente sous la forme générale d'une douille de section circulaire et solidaire, à sa partie arrière, d'une collerette radiale et externe 6e, conformée en écrou à six pans identique en dimensions radiales à l'écrou Se. La partie médiane et interne de cette douille 6 comporte une nervure radiale 6n qui ménage, vers l'avant, un logement coaxial et circulaire et, vers l'arrière, un autre logement également coaxial et présentant un taraudage approprié au filetage (mentionné plus haut) de l'élément 5 pour permettre un assemblage coaxial de ces deux éléments 5, 6. Un petit élément 11, se présentant sous la forme générale d'un corps de révolution1 comprend une colonne llc coaxialement solidaire de la face avant d'un fût cylindrique llm dont l'autre face, située en arrière, comporte une collerette radiale llr. Le diamètre du cylindre iim est adapté à un engagement à frottement doux dans l'orifice ménagé par la nervure 6n et le diamètre de la collerette llr est un peu plus petit que celui du taraudage précité de sorte que l'élément 11 peut être monté coaxialement, par engagement d'arrièreen avant, dans l'orifice de la nervure 6n en étant retenu par cette dernière grâce à sa collerette llr. La "hauteur", ou dimension dans le sens axial, du fût cylindrique 11m est sensiblement plus grande que celle de la nervure 6n et la partie de ce cylindre 11, située à l'intérieur du logement avant de l'élément 6, comporte une gorge radiale pour le montage usuel d1un joint souple 12 en forme de tore. Le diamètre de la colonne coaxiale lic est sensiblement plus petit que celui du fût llm et son extrémité libre présente un chanfrein formant une "pointe" en tronc de cone qui comporte quatre petits trous "T" à axes obliques par rapport à l'axe XX' commun aux éléments 5, 6 et angulairement espacés, d'une façon régulière, les uns par rapport aux autres. Ces quatre trous débouchent dans un conduit aménagé coaxialement dans l'élément il en étant évasé dans la partie arrière de ce dernier. Un petit disque 13 en matière poreuse, formant un filtre, est engagé dans un paulement" prévu coaxialement sur le bord arrière de cette partie évasée de conduit de l'élément 11. Une rondelle 14 de diamètre externe analogue à celui de la collerette 1 1r est appliquée sur la face arrière de l'élément il pour retenir ce filtre 13; le bord externe de la face arrière de cette rondelle présentant un redent annulaire, adapté à l'engagement du bord interne avant de l'extrémité tubulaire de l'élément 5. Enfin, les bords avant et arrière de l'orifice de la rondelle 14 présentent chacun un chanfrein ; le chanfrein arrière constituant un siège pour une bille 15 de diamètre adéquat ; cette bille 15 étant située dans la chambre ménagée entre le "dispositif" 8, 9 et la rondelle 14 pour constituer un clapet de retenue contre un retour de fluide dans la direction (flèche ~2) opposée à celle de la flèche fl. Par ailleurs, la partie extreme qui, dans la douille 6, correspond au logement avant présente une rainure 6f en forme d'arc de courbe plane ; cette rainure étant parallèle à une direction de plan incliné vers l'axe XX', d'arrière vers lavant Deux autres rainures identiques à cette rainure 6f sont aménagées, de meme dans cette douille, en étant espacée angulairement de 1200 l'une par rapport aux autres et trois petits éléments de tige rigide 16t de dimensions appropriées à un glissement libre dans ces rainures sont engagés dans ces dernières et se trouvent ainsi disposés suivant les directions des cotés d'un triangle équilatéral ; la longueur de chaque tige formant barrette étant plus grande que la plus grande "corde" ménagée par une rainure 6f dans la douille 6. Un anneau 16 présentant une section radiale rectangulaire et un diamètre interne un peu plus grand que le diamètre externe de la douille 6 est engagé sur cette dernière et les extrémités des barrettes 16t sont appliquées sur la face avant de cet anneau 16, grâce à l'action d'un ressort de compression 16r, d'un type "à boudin" dont les dimensions sont appropriées à son engagement sur la douille 6 et à une poussée convenable sur l'anneau 16 ; les extrémités de ce ressort prenant respectivement appui sur la face arrière de l'anneau 16 et la face de l'écrou 6e pour maintenir, par poussée vers l'avant, les barrettes 16t dans les fonds de leurs rainures. L'ensemble formé coaxialement par les éléments 5, 6 est engagé à l'intérieur de l'élément 7 précité, de section circulaire dont le diamètre interne est un peu plus grand que les dimensions radiales des écrous 5e, 6e ; sa dimension dans le sens axial étant de l'ordre de grandeur de l'écart ménagé entre l'écrou Se et l'extrémité avant de la douille 6 pour constituer un fourreau de protection de cet ensemble 5, 6. L'extrémité avant de ce fourreau 7 comporte une nervure 7b formant un bord rabattu d'équerre vers l'axe XX' et adapté à un coulissement libre sur la douille 6 ; ce bord 7b se trouvant emprisonné entre les extrémités des barrettes 16t et une bague fendue 6b convenablement engagée, d'une façon usuelle, dans une gorge prévue radialement sur la partie extreme avant de la douille 6. Enfin, l'embout de sortie 3 du robinet 1 comprend un conduit qui est adapté à un engagement étanche, coaxialement à l'axe XX' sur la colonne il c ; ce conduit présentant une petite rainure radiale qui est équipée d'un joint souple 3j en forme de tore. L'extrémité libre de l'embout se présente sous la forme d'une virole 3v dont le diamètre interne est approprié à un engagement étanche et coaxial sur l'extrémité libre du fut 1 lm, grâce au joint 12 équipant ce dernier. La partie médiane de la face externe de l'embout 3 est aménagée sous la forme d'une collerette radiale 3c dont le diamètre maximal est un peu plus petit que celui du logement avant de l'élément 6. Cette collerette comprend deux faces la térales conformées en troncs de cônes opposés et solidaires par leur grande base commune ; ta pente, par rapport à l'axe XX' de la face avant étant plus petite que celle de la face arrière. De plus, les dimensions de ces éléments d'embout et celles des parties correspondanses du logement avant de l'élément 6 sont appropriées à leurs positions rela- tives, permettant des opérations d'engagement étanche et de verrouillage qui se dégageront ci-après. Pour réaliser un "raccordement" à l'aide do dispositif décrit plus haut, il suffit de pousser manuellement, vers l'arrière, le fourreau 7 comprimant le ressort 16r ; les tiges 16t, guidées par leurs rainures constituant des cames, se trouvent entraînées vers l'extérieur, en dehors du logement avant de l'élément 6. d'engager l'embout 3 sur la colonne 11c et le fut iîm, constituant une "pri- se de gaz" usuelle0 de locher le fourreau 7 ; par poussée du ressort 16r sur l'anneau 16, les barrettes 16t se trouvent rappelées radialement dans le logement de l'élément 6 et en avant de la collerette 3c pour verrouiller l'embout 3 sur le dispositif 4 par un effet d'entrave axiale de cette collerette 3c0 Au cours de cet engagement de l'embout 3, dans le cas ou l'une des tiges 16t se trouverait coincée par une position en biais dans sa rainure, la face arrière de la collerette 3c loue alors le rôle d'une came repoussant cette tige dans sa rainure. Il est, alors, possible de manoeuvrer le robinet 1 pour alimenter l'appareil d'uti- libation ; l'étanchéité du raccordement ainsi réalisé commodément et rapidement étant assurée par les joints 3j et 12. Au cours de l'utilisation, d'éventuelles impuretés de nature solide, qu'un fluide peut transporter, se trouvent retenues par le filtre 13 et dans le cas d'une rupture intempestive du circuit d'utilisation, l'élément 8 peut limiter le débit de fluide à une valeur acceptable. Enfin, une simple manoeuvre du fourreau 7, similaire à celle mentionnée plus haut, permet de séparer le robinet 1 du dispositif 4 et le clapet de retenue 14, 15 évite alors une vidange du circuit d'utilisation0 Toutefois, avant que la bille 15 soit appliquée sur son siège 14 par le courant de retour de fluide, une petite quantité de ce dernier peut s'échapper par la colonne 11c pour assurer un décolmatage du filtre 13. Par ailleurs, on conçoit que l'embout 3, les éléments 5, 6, les dispositifs 8, il et l'anneau 16 peuvent être avantageusement réalisés, a partir de profilés adhoc, par des opérations de décolletage ; le fourreau 7 pouvant être obtenu par moulage -en série, d'un alliage léger d'aluminium ou d'une matière plastique résiliente. Enfin, la fabrication du dispositif 4 n'entrarne que des opérations simples et rapides de montage, notamment par engagement, emboitement et vissage ce qui procure un prix de revient avantageux. L'invention ayant maintenant été exposée et son intérêt justifié sur un exemple détaillé, la demanderesse s'en réserve l'exclusivité pendant toute la durée du brevet, sans limitation autre que celle des termes des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1. Dispositif de raccordement comportant devx parties tubulaires du type male et femelle, adaptées à leur accouple ment par engagement axial, . un système de joint assurant l'étanchéité de cet accouplement et . un système de verrouillage de ce dernier, caractérisé en ce qu'il est équipé de trois moyens de sécurité (un clapet anti retour, un dispositif de limitation de débit, un filtre) et que le système de verrouillage comprend une collerette radiale solidaire de la partie mâle et susceptible d'etre retenue, en position d'accouplement, par des moyens d'en trave axiale montés sur la partie femelle et escamotables radialement sous l'a c- tion de moyens de commande manuelle. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trois moyens de sécurité sont montés dans des logements prévus les uns à la suite des autres dans la partie femelle. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la partie mâle est constituée d'un élément de tube solidaire d'une colle rette radiale. 4. Dispositif selon les revendications 2 et 3 prises ensemble, caractérisé en ce que l'extrémité libre de la partie femelle comporte un logement axial adapté à l'engagement de la collerette radiale et que les moyens d'entrave comportent des barrettes disposées transversalement, suivant des cordes, dans des rainures prévues dans la paroi de ce logement et soumises à des moyens de poussée vers leurs positions d'entrave. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les rainures étant in clinées, les moyens de poussée des barrettes comportent un anneau soumis à l'action d'un moyen élastique tel qu'un ressort ; cet anneau et ce ressort étant engagés en coulissement sur l'extrémité libre de la partie femelle. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, dans lequel un fourreau de protection permet la commande manuelle des moyens d'entrave, ca ractérisé en ce que le fourreau comporte une nervure radiale, interne, suscep tible d'entrainer les barrettes en dehors de leur champ d'entrave à l'encontre des moyens de poussée de ces dernières. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, ca ractérisé en ce que la partie femelle comporte deux éléments tubulaires pré sentant, respectivement, une partie filetée et une partie taraudée, permet tant leur assemblage coaxial, 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'un des deux élé ments tubulaires comporte un logement axial, adapté au montage de trois mo yens de sécurité et que l'autre élément tubulaire présente à son extrémité li bre un logement pour la collerette de la partie malte. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que la paroi du logement pour la collerette de la partie mâle présente des rainures en forme de courbes planes et inclinées, par rapport à l'axe, pour le glissement des barrettes d'entrave. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caractérisé en ce que le système d'étanchéité comporte, au moins, un joint en forme de tore disposé transversalement et adapté à un engagement axial.