Brevet FR2334045A1 — publié le 19770701

La présente invention se rapporte aux brides fixées à l'extré- mité des tuyaux pour les raccorder à d'autres tuyaux ou les ancrer à des brides montées sur des vannes ou d'autres appareils d'aspiration ou de refoulement. l'invention concerne plus particulièrement des brides pour tuyaux à double usage, conçus pour pouvoir travailler aussi bien sous dépression que sous surpression, et que lion appelle habituellement des tuyaux pour aspiration et refoulement. En ce qui concerne les tuyaux destinés à transporter des fluides abrasifs ou corrosifs, on a adopté dans la technique trois types de solutions différentes pour protéger les brides d'extrémité des effets néfastes des fluides. Dans un premier cas, on utilise des brides métalliques résistant à la corrosion, par exemple en acier inoxydable, notamment pour le transport des acides. Ces brides sont cof- teuses, particulièrement lorsqu'elles doivent être fabriquées en petite série, et elles ne sont d'aucune utilité pour les fluides abrasifs. Dans un deuxième cas, on utilise des brides en acier revêtu de caoutchouc. Ces brides sont très efficaces pour le transport des fluides corrosifs et abrasifs mais elles sont coûteuses à fabriquer. Normalement, la bride est incorporée au tuyau, l'armature du tuyau traversant la bride et étant retournée contre la face de la couronne de la bride. En variante, on peut utiliser une petite presse à vulcaniser pour lier la bride à la surface externe du tuyau,ce qui permet d'opérer sur le chantier. Cette bride est également coûteuse et sa confection exige l'intervention d'un personnel spécialisé. Dans une troisième forme de construction, il a été proposé d'utiliser, en remplacement d'une bride classique incorporée à l'extrémité d'un tuyau, une pièce rapportée dans la paroi du tuyau, atltextrémite de ce dernier, pour pouvoir coincer une couronne de bride amovible sur cette extrémité renforcée. Cette dernière solution est communément adoptée par certains fabricants. Elle présente en effet les avantages suivants : les fluides n'entrant pas en contact avec la bride, la couronne est réutilisable, ce qui contribue à améliorer l'économie; la partie souple du tuyau débute immédiatement derrière la bride puisque cette bride ne comporte pas de partie tubulaire rigide le long de l'extrémité du tuyau, de sorte qu'on peut-réduire au maximum la longueur du tuyau et, finalement, on peut faire tourner le tuyau dans la couronne de la bride, pour éviter de concentrer l'usure en un point donné d'un coude. Bien que ces trois solutions donnent des résultats satisfaisants, elles sont toutes Coûteuses en ce sens que les tuyaux doivent être fabriqués à une longueur particulière et que la bride doit être d'une construction spéciale. Ceci exige une grande habileté de la part du constructeur ou confectionneur pour que la bride soit exactement ajustée. les rebuts ne sont pas rares par suite de la fabrication de tuyaux de longueur inexacte et en raison de l'imperfection de la construction des brides. On a déjà tenté à plusieurs reprises de fabriquer un tuyau d'aspiration qui puisse être coupé à longueur et équipé de brides appropriées pour le transport des matières abrasives ou corrosives, mais aucune de ces constructions ne s'est révélée satisfaisante. le principal problème qui se pose dans ce mode d'adaptation d'un type de tuyau classique consiste dans la présence du renforcement héli cotidal en fil métallique ou autre fil ou élément rigide. Ce renforcement est nécessaire pour donner au tuyau une bonne capacité de résistance à la dépression et, même lorsqu'on utilise un fil de matié- re plastique tel qu'un fil de gros diamètre de nylon ou de polypropylène, le problème reste entier. lorsqu'un tuyau est équipé d'un enroulement hélicoïdal de ce type, on a constaté qu'il était impossible de former un joint serré étanche aux fluides sur le tuyau uniquement par des moyens mécaniques. Un but de l'invention est de réaliser une bride pour tuyau souple comprenant une couronne de bride qui puisse être serrée par compression. l'invention a encore pour buts de réaliser une telle bride pour la pose de laquelle la paroi de l'extrémité du tuyau puisse ê- tre épanouie radialement sur le chantier pour pouvoir coopérer avec une couronne de bride séparable; de réaliser une bride pouvant être posée sur un tuyau déjà vulcanisé; de fournir un dispositif pour préparer l'extrémité d'un tuyau en vue de la réception d'une couronne séparable; et d'apporter un procédé permettant de fixer une bride à l'extrémité d'un tuyau d'une façon séparable. l'invention a pour objet une bride d'extrémité destinée à être utilisée avec un tuyau souple muni d'un renfort qui lui donne une ré sistance à l'aplatissement sous vide et qui comprend un ensemble stratifié comportant au moins une couche de fil ou de tissu à haut module de compression, une couche d'élastomère fixée à cette couche, et au moins une autre couche de fil ou de tissu à haut module de com pression fixée à l'autre face de ladite couche d'élastomère. Cette bride comprend une virole présentant en coupe radiale la forme d'un coin, dont la pointe est dirigée axialement vers l'extrémité opposée du tuyau et qui est enfoncée dans la couche d'élastomère, entre les couches de fil ou de tissu à haut module de compression.De cette fa çon, la surface externe de l'extrémité du tuyau est repoussée vers l'extérieur et une couronne, présentant une ouverture convergente d'une dimension appropriée pour s'appliquer sur la surface de l'ex- trémité du tuyau qui est repoussée vers l'extérieur, est mise en place sur cette extrémité de manière à s'appuyer sur cette surface. Ici, l'expression "tissu" est utilisée pour désigner aussi un tissu sans trame, c'est-à-dire non tissé, dans lequel le haut module qui donne au tuyau sa résistance à l'écrasement est principalement dû à la chaîne, ou un tissu, tissé ou non, qui présente un haut module, ctest-à-dire une grande rigidité, au moins en partie en raison d'une imprégnation de résine. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparat- tront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, - les -Fig. 1 à 4 sont des coupes longitudinales schématiques de petits tronçons de tuyau; - la Fig. 5 est une coupe longitudinale schématique d'une extrémité d'un tuyau muni d'une bride suivant l'invention; - la Fig. 6 est une coupe longitudinale représentant un dispositif destiné à préparer un tuyau pour la réception d'une bride telle que celle représentée sur la Fig. 5; - les Pig. 7 et 8 sont des coupes partielles représentant la bride de la Fig. 5 équipée de différentes garnitures d'étanchéité. - la Fig. 9 est une coupe longitudinale d'une autre forme de réalisation du dispositif représenté sur la Fig. 6. Un ensemble stratifié; comprenant deux couches de tissu possé- dant un module relativement élevé et une couche élastomère interposée entre ces deux couches de tissu et fixée ou collée à elles peut être incorporé dans un tuyau suivant l'invention d'une grande diversité de façons, comme représenté par exemple sur les Fig. 1 à 4. La Fig. 1 représente un tuyau souple 1 possédant un corps principal la fait d'une matière élastomère pour tuyaux, dans la masse duquel sont incorporées deux couches annulaires, une couche intérieure 2 et une couche extérieure 3 faites de fils à haut module ou d'un tissu de câblés à haut module et entre lesquelles est interposée et fixée une couche annulaire 4 de matière elastomère. Chacune des couches 2 et 3 peut présenter sa charnue, qui lui donne son module élevé, inclinée d'un angle quelconque, par exemple compris entre 45 et 552, sur l'axe longitudinal du tuyau, les fils des deux couches étant respectivement inclinés dans les deux sens opposés. La Fig. 2 montre un tuyau dans lequel sont incorporées quatre couches de fils ou de tissu, ces couches étant présentées sous la forme de deux couches doubles collées respectivement sur les deux faces de la couche élastomère 4. les couches 5 et 6 remplacent la couche 2 de la Fig. 1 tandis que les couches 7 et 8 remplacent la couche 3 de la Fig. 1. les couches 5 et 6 sont adjacentes et contigus à la surface interne de la couche 4 et elles sont disposées en biais et en sens inverse l'une de l'autre. les couches 7 et 8 sont de même adjacentes et contigUes à la surface externe de la couche 4 et elles sont de même disposées en biais, en sens inverse l'une de l'autre, Dans une variante possible, on peut omettre l'une de ces quatre couches. La Pig. 3 représente deux bandes telles que la bande 9 qui sont enroulées en hélice. comme indiqué par les lignes en traits mixtes pour former un ensemble stratifié qui comporte des couches faites d'un tissu à haut module qui sont collées à une couche intermédiaire 4 faite d'une matière élastomère et disposées respectivement sur la face interne et la face externe de cette couche 4. Ces bandes peuvent être enroulées avec des intervalles 9a ou sans intervalles. Si l'enroulement présente des intervalles 9a, ces intervalles sont de préférence de largeur inférieure à celle des bandes adjacentes. la Pig. 4 montre montre un tuyau dans lequel l'une (ou, dans une variante chacune) des couches de discontinuité de l'ensemble stratifié est composée d'une matière filamentaire à haut module enroulée sur le tuyau avec une inclinaison de par exemple 45Q à 55Q sur l'axe, de manière à couvrir à peu près entièrement la surface comme représenté en 10. Sur cet enroulement est enroulée une bande de matière élastomère 11, inclinée dans le sens opposé du même angle d'environ 45 à 550, et cette bande 11 est à son tour surmontée d'une bande 12 faite d'un tissu de fil à haut modulej et enroulée en hélice en laissant des intervalles 12a entre les spires dans la forme de réalisation représentée. les matériaux appropriés pour le fil à haut module comprennent les fils de polyester, par exemple un fil fait de monofilaments d'un titre de 100 à 1500 deniers, par exemple et d'une ténacité de 6 g/ denier ou plus, un fil de polyamide de mêmes spécifications, un câ- blé de fils d'acier à faible torsion, le verre, l'aluminium, ou un fil de coton imprégné de résine phénolformaldéhyde. Il va de soi que le fil en question peut être prétraité, par exemple par dépôt d'un revêtement d'une matière résineuse ou élastomère qui facilite la liaison entre le fil et la matière la du tuyau et/ou la couche intercalaire de matière élastomère de l'ensemble stratifié. Ces traitements préalables sont bien connus dans la technique, et ils peuvent également être utilisés pour former une feuille ou bande cohérente dans le cas d'un tissu sans trame. Suivant l'invention, au lieu de prévoir une structure en coin incorporée dans l'extrémité d'une longueur de tuyau prédéterminé comme dans la technique connue, on peut munir un tel tuyau d'une bride d t extrémité qui comprend elle-même une virole possédant en section radiale la forme d'un coin dont la pointe est dirigée axialement pour s'enfoncer dans la matière élastomère située entre les couches de fil ou de tissu à haut module de compression, et pour repousser la surface externe de îtextrémité du tuyau vers l'extérieur, et une couronne de bride percée d'un trou dans lequel on peut enfiler l'extrémité du tuyau et qui forme un cone intérieur pour serrer la surface externe du tuyau.Cette virole à profil en coin peut présenter sur sa circonférence extérieure un filetage ou équivalent destiné à améliorer son accrochage dans la matière du tuyau. La Fig. 5 représente une telle forme de réalisation d'une bride d'extrémité comprenant une virole 13 à profil en coin enfoncée dans un tuyau préalablement vulcanisé et qui comprend un ensemble stratifié composé d'une couche intérieure 2, d'une couche extérieure 3 et d'une couche élastomère intercalaire 4, cette virole comportant de préférence une surface interne cylindrique et une surface externe conique. Cette virole est enfoncée dans la couche 4.L'effet de l'enfoncement de cette virole est de provoquer l'épanouissement-de la partie radialement extérieure 14 de l'extrémité du tuyau, de manière que cette extrémité coopère avec la surface interne conique 15 d'une collerette ou couronne de bride 16, de sorte que le tuyau peut être raccordé comme s'il était équipé d'une bride d'extrémité classique, Il n'est pas impossible de renforcer l'étanchéité de l'extrémi- té du tuyau au moyen d'une garniture d'étanchéité. Cette garniture peut être annulaire, appuyée à plat contre l'extrémité du tuyau, et sa position peut être fixée, par exemple, par une languette engagée dans la face libre de la virole 13, ou encore par une collerette engagée dans la lumière du tuyau. La Pig. 7 représente une garniture d'étanchéité 24 qui couvre la face terminale de la virole en coin 13 et qui présente en section la forme d'un T dont la tige centrale courte est engagée dans une gorge annulaire correspondante 25 ménagée dans la virole 13. la Pig. 8 montre une garniture d'étanchéité 26 qui couvre la face terminale plane du tuyau et de la virole 13 mais, dans ce cas, la garniture d'étanchéité comporte une collerette 27 qui-est engagée dans la lumière du tuyau. Dans ce dernier cas, la saillie que la collerette forme sur la trajectoire de l'écoulement ne présente pas d1inconvé- nient dans la grande majorité des cas et, lorsque la matière à transporter est une matière abrasive telle que du sable ou du gravier, cette collerette sera rapidement éliminée par abrasion après avoir rempli sa fonction. Pour former une entaille appropriée pour recevoir la virole en coin 13, on peut utiliser un outil coupant comprenant un mandrin cylindrique dans lequel est ménagé un trou axial taraudé et que l'on peut bloquer par serrage dans la région de l'extrémité du tuyau à entailler, un arbre fileté qui se visse dans le trou taraudé du mandrin, un bras calé sur l'arbre et portant un couteau excentré par rapport à cet arbre, et une poignée a l'aide de laquelle on peut faire tourner cet arbre.En général, il sera commode de prévoir un dispositif séparé pour chaque dimension de tuyau bien que, en variante, le couteau puisse être monté en position réglable sur le bras de ma nière à pouvoir être placé à différentes distances de l'ase et que l'on puisse prévoir des mandrins de diamètre extérieur variable pour correspondre aux différentes tailles de tuyaux. le mandrin cylindrique est de préférence d'une longueur axiale suffisante pour pouvoir être placé à peu près à l'affleurement de l'extrémité du tuyau et être serré à l'extérieur du tuyau en un point situé à une certaine distance de cette extrémité afin d'éviter de gêner la pénétration du couteau. A cet effet, et pour éviter d'obtenir un mandrin d'un poids trop élevé, ce mandrin peut être contre-alésé.En variante, le mandrin peut être placé à l'intérieur du tuyau et complété par un collier ou bague qui stemboite dans l'extrémité libre du tuyau et fournit un appui radial à ce dernier. Naturellement, le mandrin et le collier peuvent être assemblés par soudage ou autre moyen pour donner le même effet qu'un mandrin contre-alésé. La Fig. 6 représente un dispositif comprenant un mandrin cylindrique 17 taraudé intérieurement et fixé par un collier 18 à une certaine distance en retrait par rapport à l'extrémité du tuyau 1. Un collier ou bague d'appui 19 est emmanché dans l'extrémité libre restante du tuyau, en laissant sans appui la surface externe du tuyau qui est à l'opposé de la face appuyée sur cette bague. Un arbre fileté 20 se visse dans le mandrin 17 et peut être mis en rotation par une poignée 21 placée en un point excentrique. Un bras radial 22 porte un couteau 23 de telle manière que, lorsque on visse l'arbre 20 dans le mandrin 17, la pointe coupante du couteau 23 attaque la couche 4 du tuyau et pénètre progressivement dans cette dernière.Le couteau 23 peut être muni de repères appropriés quelconques au moyen desquels on peut assurer la profondeur de pénétration. En variante, la Fig. 9 représente un dispositif comprenant un mandrin cylindrique 17 dans lequel est ménagé un trou taraudé et qui est fixé par un collier à vis 32 à une certaine distance en retrait de 11 extrémité du tuyau 1. Un arbre 20, qui se visse dans le mandrin 17, porte une tête rotative 30 qui porte elle-même un bras réglable 31 à l'extrémité libre duquel est monté un couteau 23. Le dispositif est agencé de telle manière que, lorsqu'on fait tourner le couteau autour de l'arbre 20, au moyen d'un bouton 28 prévu sur le couteau , on engage la lame du couteau dans la couche centrale 4 du tuyau 1 et on la fait pénétrer Progressivement dans cette couche. le couteau 23 porte des repères appropriés au moyen desquels on peut mesurer la profondeur de pénétration. - REVENDICATIONS 1 - Bride d'extrémité destinée à être utilisée avec un tuyau souple muni d'un renfort qui lui donne une résistance à l'aplatissement sous dépression et qui comprend un ensemble stratifié comportant au moins une couche de renforcement textile à haut module de compression, une couche de matière élastomère fixée à cette couche, et au moins une autre couche de fil ou de tissu à haut module de compression fixée à l'autre face de la couche d'élastomère, cette bride étant caractérisée en ce qu'elle comprend une virole possédant en section radiale la forme générale d'un coin dont la pointe est dirigée axialement vers l'autre extrémité du tuyau et qui est disposée dans la couche d'élastomère entre les couches de renforcement textiles à haut module de compression, la surface externe du tuyau étant évasée vers l'extérieur et une couronne présentant une lumière con #vergente qui s'appuie sur l'extrémité évasée du tuyau et en épouse la forme pour constituer un moyen permettant de fixer cette extrémité du tuyau à un autre élément. 2 - Bride suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la virole à profil en coin possède une surface interne cylindrique et une surface externe conique. 3 - Bride suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est munie d'une garniture d'étanchéité annulaire qui recouvre la surface terminale du tuyau le long de la circonférence de la virole à profil en coin. 4 - Bride suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la garniture d'étanchéité est fixée à la virole par une languette. 5 - Bride suivant la revendication ), caractérisée en ce que la garniture d'étanchéité présente une collerette qui s'engage à l'in térieur de l'extrémité du tuyau. 6 - Procédé pour fixer une bride à une longueur de tuyau souple, caracterise en ce qu'on entaille le tuyau a une profondeur voulue pour former une entaille annulaire axiale dans l'extrémité du tuyau, on enfonce dans cette entaille une virole à profil en coin dont la pointe est dirigée axialement vers l'autre extrémité du tuyau afin de repousser la surface externe de l'extrémité considérée du tuyau pour qu'elle s'évase vers l'extérieur, puis l'on place une couronne présentant une lumière convergente sur la partie évasée de la surface externe du tuyau de manière qu'elle s'appuie sur cette surface externe pour former un moyen permettant de fixer le tuyau a un autre élément,