Brevet FR2409445A1 — publié le 19790615

L'invention concerne la distribution de fluides divers à différentes pressions, notamment lorsqu'il est intéressant de ne pas perdre de fluide au moment de la connection Les raccords rapides ne sont généralement pas decouplables aisément sous haute pression du fait que les clapets d'obturation sont générale- ment soumis à l'action dynamique de la pression. De plus ils ne peuvent pas être utilisés pour les fluides dangereux du fait qu'il se produit généralement une perte de fluide au moment du couplage ou du découplage qui ne peut normalement s'opérer qu'après abaissement suffisant de la pression. Les raccords connus font très souvent appel à des pièces d'usinage complexe donc onéreux. Le raccord selon l'invention a pour objet de pallier ces inconvénients Un premier avantage du raccord selon l'invention est de permettre de distribuer tous les types de fluides sans perte au moment du couplage ou du découplage. Un second avantage réside dans le fait de permettre le decouplage même avec des pressions très élevées du fait que l'obturation des embouts est obtenue par cisaillement de la veine fluidique, car il est bien connu que les fluides n'offrent qu'une faible résistance au cisaillement. Un troisième avantage réside dans la simplicité de sa réalisation mécanique et de ses fonctions fluidiques. En effet, la fabrication des pièces constituantes toutes de révolution, est réalisable entièrement au tour. Un quatrième avantage réside dans le fait qu'il ne présente pas de sens préférentiel de circulation du fluide. Ces objets sont atteint selon l'invention au moyen de deux embouts dont l'un comporte un tiroir extérieur et l'autre un tiroir intérieur de façon à établir la circulation du fluide dans le sens radial entre les embouts de telle sorte qu'au moment du couplage ou du découplage l'obturation du conduit de passage du fluide soit effectuée par cisaillement et maintenue au moyen d'un tiroir sur chacun des embouts, lesdits tiroirs se déplaçant sous l'action d'un ressort de rappel. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux connus à la lecture de la description qui suit, faite en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples et dans lesquels - la figure 1 représente,en deux 1/2 coupes longitudinales, un exemple de raccord selon l'invention, la 1/2 coupe supérieure montrant le raccord couplé et la 1/2 coupe inférieure montrant la position en fin de découplage, - la figure 2 représente une variante également en deux 1/2 coupes d'un raccord rapide pour basses et moyennes pressions, le verrouillage dans la 1/2 coupe supérieure s'effectue au moyen de billes de coincement et dans la 1/2 coupe inférieure au moyen d'un écrou se vissant sur le corps, - la figure 3 représente une autre variante de raccord rapide également en deux 1/2 coupes. Tel qu'il est représenté sur la figure 1, le raccord, prévu pour des pressions moyennes, comporte le corps 1 dans lequel on a effectué un ler alésage épaulé dans lequel débouche un second alésage dont une partie peut constituer un centrage,la seconde partie 2 étant taraudée pour recevoir vissé un embout fixe 3 immobilise par un écrou 4. Cet embout 3 est aménagé pour recevoir une bague faisant office de tiroir extérieur 5 coulissant d'une part sur une première portée 6 de l'embout 3 et sur une seconde portée 7 d'un diamètre inférieur au moyen de son épaulement interne 8. La portée 6 comporte deux gorges 9,10 destinées à recevoir les joints d'étanchéité 11,12 lesquels sont fonction des pressions à distribuer.Entre les gorges annulaires 9,10 on a ménagé une gorge annulaire 13,aux arêtes très légèrement rayonnées pour faciliter le passage des joints, mise en communication avec le conduit interne 14 de l'embout fixe 3 par une série de trous 15 percés radialement. Le tiroir 5 comporte une collerette 16,préférablement de même diamètre que l'alésage du corps 1 et pouvant éventuellement comporter un joint pour éviter la pénétration de corps étrangers, Le tiroir 5 est rappelé élastiquement par un ressort de compression 18 en appui d'une part sur la collerette 16 et d'autre part sur le fond de l'alésage du corps 1.Lorsque l'épaulement 8 du tiroir 5 coulissant sur la portée 7 arrive en appui sur l'épaulement 19 , la face avant de l'embout 3 se trouve préférablement sur le même plan que la face avant ou face frontale du tiroir extérieur 5, le ressort 18 étant en décompression et la gorge annulaire 13 se trouvant obturée. L'embout mobile 20 est réalisé en trois pièces cylindriques concentriques, une pièce 21 servant à l'implantation sur les organes récepteurs ou distributeurs, vissée sur la douille cylindrique 22 laquelle comporte un alésage 23 terminé par un épaulement interne 24 définissant un alésage 25. L'extrémité opposée comporte une portée épaulée 26 centrant et maintenant la collerette 27 du distributeur 28 en appui sur-la face 29 de la pièce de raccordement 21 dont l'étanchéité est assurée par un joint 30. Le distributeur 28 est également centré à l'intérieur de la douille 23 par une collerette 31 comportant des fentes créneaux 32 assurant le passage du fluide en provenance d'un espace annulaire 33 en communication avec le conduit 34 au moyen de trous 35 percés radialement dans le distributeur. Le distributeur 28 comporte un ler alésage 36 de diamètre identique à l'alésage 25 et un second alésage 37 d'un diamètre supérieur. Le raccordement entre les deux alésages comporte un chanfrein rayonné 38. Le distributeur 28 et la pièce 21 peuvent être réalisés en une pièce unique comme représenté sur la demi-coupe inférieure de la figure 1. Dans la demi-coupe supérieure, on a représenté le tiroir interne 39dans le fond du distributeur 28, il est centré sur une partie épaulée 40 de la jupe 41 rendue élastiquement déformable par des dégagements 42 fraisés, de façon à pouvoir s'engager dans l'alésage 36 du distributeur 28, la portée extérieur du tiroir 39 est centrée dans l'alésage 36. Cette portée comporte deux gorges 43,44 recevant chacune un joint d'étanchéité. Un alésage borgne 45 reçoit un ressort helicoldal de compression 46 prenant appui d'une part dans le fond 47 du distributeur 28 et, d'autre part, dans le fond de l'alésage borgne 46 de telle sorte que ce tiroir se trouve en pression continue contre la face frontale 48 de l'embout fixe en position couplée. Lors du découplement et au fur et à mesure du recul de l'embout 20, le tiroir 39 se déplace poussé par le ressort 46, pour rester en appui sur la face 48 jusqu'à l'obturation complète de la gorge annulaire 49 en cisaillant au passage la veine fluidique. La course de ce tiroir se trouve limitée par le chanfrein 38 sur lequel viennent prendre appui les parties épaulées 40. Simultanément au déplacement de l'embout 20 et du tiroir 39, le tiroir annulaire extérieur 5 se déplace en restant, sous l'action de son ressort de rappel 18, en appui contre la face frontale 20a, jusqu'à l'obtûra- tion de la gorge annulaire 13. Dans cette position , on peut terminer d'extraire l'embout 20 sans la moindre perte de fluide. On peut éventuellement prévoir un taraudage sur la face borgne du tiroir 39, l'extraction du tiroir pour le changement des joints, s'effectue par le vissage d'une vis prenant appui sur le fond 47 du distributeur 28 jusqu'à effacement des parties élastiques 40 sur l'alésage 36. Le trou taraude est ensuite bouche de façon étanche par une capsule ou une vis. Les deux embouts 20,3 sont maintenus en position accouplée par des billes 51 maintenues en appui sur une portée cylindro-cOnique 52 par une bague métalli- que mince ouverte, élastiquement déformable 53, percée radialement de trous de retenue des billes les maintenant en appui contre le cone après extraction de l'embout 20. Le coincement est obtenu au moyen d'une rondelle 54 en matériau élastiquement déformable, élastomère par exemple. Le couplage s'effectue en introduisant l'embout amovible dans l'alésage du corps 1 jusqu'à ce que le glissement des tiroirs 5,39, découvre les arrivées annulaires de fluide 13,49. De même que la pièce de raccordement 21, l'embout 3 peut être réalisé de façon à s'implanter directement sur les organes recepteurs ou distributeurs. Le raccord rapide selon l'invention peut être réalisé dans des matériaux et dans des dimensions compatibles avec les diverses pressions et natures de fluides à distribuer, et notamment pour des fluides explosifs ou des ambiances explosives. Comme on peut le constater sur la figure 1, du fait de l'appui frontal entre les embouts et leur tiroir respectif, il ne reste aucun espace résiduel dans lequel pourrait s'introduire soit un gaz extérieur, soit un liquide en cas d'utilisation immergée, sous le mer par exemple. La variante de raccord representee sur la figure 2 montre une autre disposition de l'embout amovible 60. Il se présente sous la forme cylindrique, une extrémité comporte un taraudage 61 pour la connection sur les organes récepteurs ou distributeurs et un trou 62 de passage du fluide d'un diamètre identique à celui 14 de l'embout fixe. L'autre extrémité de cet embout comporte un premier alésage 63 de même diamètre que celui de la portée 6 de l'embout fixe 3 et de son tiroir interne 64, et un second alésage 65 servant de portée à l'épaulement 66 du tiroir 64 en se terminant par un épaulement de retenue 67, une première gorge annulaire 68 met en communication la gorge 13 de l'embout 3 avec la gorge annulaire 69 du tiroir interne 64 au moyen d'une gorge annulaire 70 mise en communication avec la gorge 68 par des rainures usinées dans le sens axial. La gorge 69 du tiroir 64 comporte une série de trous 71 percés radialement, permettant le passage du fluide en position de couplage obtenue lorsque la face frontale 72 de l'embout amovible a repoussé le tiroir externe 5 en appui sur le fond de l'alésage du corps 73, le ressort de rappel 74 étant comprimé cependant que le ressort 75 du tiroir 39 est détendu. Pour les hautes pressions la manoeuvre de couplage ou découplage est effectuée au moyen d'un écrou 76 suivant la 1/2 vue inférieure de la figure 2 L'embout 60 comporte un épaulement 77 de chaque coté duquel on a disposé une bague de frottement 78,79, ces bagues peuvent être remplacées par des butées à billes. Cet ensemble est maintenu au moyen d'un écrou 80 vissé contre un épaulement 81 de l'écrou 76 en laissant subsister un léger jeu de manoeuvre. L'autre partie 82 du taraudage se visse sur le filetage 83 du corps jusqu'à ce que le tiroir extérieur 5 se retrouve en butée sur le fond de l'alésage du corps 84. Sur cette 1/2 coupe, on a montré la position en fin de découplage des embouts. Sur la figure 3 on a représenté une autre variante de raccord dérivéede la figure 2 sur laquelle on a inversé la position de l'embout amovible et des tiroirs. La demi-vue supérieure représente les embouts couples et la demi-vue inférieure représente les embouts en fin de découplage. La partie active de l'embout 60 de la figure 2 est identique, mais on a représenté une partie extérieure 85 recevant une douille 86 avec des billes et un cône de coincement comme sur les#fig. 1 et 2, de façon à transformer cet embout en corps du raccord. Pour faciliter l'usinage des rainures 92 entre les gorges 68 et 70, la pièce 85 peut être réalisée en deux parties. Le second embout 87 est aménagé pour devenir l'embout amovible. A cet effet, la partie interne 88 est restée identique à celle des figures 1 et 2, mais elle comporte en plus un fourreau 89 engagé dans un usinage correspondant de l'embout fixe et sur lequel s'exerce la poussée des billes de coincement. Le tiroir externe 90 est identique au tiroir 5 des fig.1 et 2, mais on lui a ajouté une jupe et des rainures fraisées comme pour le tiroir interne, de façon à pouvoir l'introduire élastiquement sur la portée 91. On aurait pu également réaliser le couplage par un écrou comme sur la fiq.2. D'autres formes géométriques du raccord sont possibles sans sortir de l'invention qui porte essentiellement sur l'association des tiroirs et embouts prévus pour cisailler la veine de fluide sans aucune perte de celui-ci au moment du découplage ou du couplage. Les rapports de sections de passage de fluide sont prévus de telle sorte qu'ils évitent les perte de charge. L'invention est applicable pour la distribution de fluides divers hydrauliques, pneumatiques. De plus, le raccordement peut s'effectuer en milieu liquide tel que la mer par exemple ou tout autre fluide. L'invention s'applique également pour découpler ou coupler l'alimentation de fluides dangereux, nocifs, inflamables ou explosifs, ou pour les raccordements de tuyaux d'incendie. REVENDICATIONS 1 - Raccord rapide destiné au transfert de fluides à toutes les pressions, sans perte de fluide au couplage et au découplage, caractérisé en ce qu'il comporte deux embouts d'amenage du fluide, dont l'un est amovible et l'autre solidaire du corps de raccord muni de moyens de raccordement extérieur sur les organes à coupler, l'un des deux embouts comporte un tiroir cylindrique interne (39) obturant radialement, lors du découplage, l'orifice de passage du fluide, le second embout comporte un tiroir cylindrique coaxial externe (5) obturant radialement, pendant le découplage, l'orifice (13) de passage du fluide, lors du couplage, le tiroir interne, coaxial au premier embout, est repoussé par l'extrémité frontale (48) du second embout prévu pour pénétrer de façon étanche dans l'alésage (25) de la partie active du premier embout aménagée pour effectuer le sectionnement ou le passage de la veine fluidique en déplaçant le tiroir externe, la totalité de la surface frontale du premier embout est en appui sur la totalité de la surface frontale du tiroir externe, il en est de méme pour la surface frontale du second embout et celle du tiroir interne, de façon à ne laisser subsister aucun espace résiduel entre eux, l'étanchéité des tiroirs et embout est assurée par des joints d'étanchéité appropries aux pressions et nature des fluides à transférer:: 2 - Raccord selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sectionnement de la veine de fluide sous très haute pression est assuré, au découplage, par un écrou immobilisé tournant sur l'embout amovible et se vissait ou se dévissant manuellement sur le corps en déplaçant l'embout amovible pour l'introduction ou l'extraction, en coopération avec le ressort de rappel de chacun des tiroirs maintenant ceux-ci en appui par leur face frontale sur celle correspondante des embouts. 3 - Raccord selon la revendication 1, caractérisô en ce que l'introduction ou couplage de l'embout amovible est effectué, pour les basses et moyennes pressions, par une poussée manuelle jusqu'à ce que l'extrémité dudit embout arrive en contact avec le second embout et son tiroir, la poussée se poursuivant jusqu'à ce que la face arrière du tiroir externe soit en contact avec le fond de l'alésage du corps et le tiroir interne se trouve en contact avec le fond de l'embout amovible, les ressorts de rappel étant en compression, le verrouillage de l'embout dans cette position est effectué au moyen de billes associées à un cône de coincement solidaire du corps, une rondelle en matière élastiquement déformable en appui sur les billes, une bague annulaire en métal mince percée radialement de trous de retenue des billes en pression contre le cône et une bague d'éjection concentrique à l'embout mobile et coulissant sur celui-ci, aménagée pour pouvoir repousser les billes dans le sens du décoincement. 4 - Raccord selon les revendications 1,2 et 3, caractérise en ce que la partie interne de l'embout amovible est aménagéepour transférer le fluide par un conduit annulaire axial (33) se terminantduUcotearX second embout, par une gorge-annulaire radiale (49) coopérant avec la gorge annulaire (13) correspondante du second embout pour établir le passage du fluide, et d'autre part du côté extérieur, le conduit annulaire (33) est mis en communication avec l'orifice (34), l'embout comporte en outre un premier alésage (25) de part et d'autre de la gorge (49) de passage du fluide, se terminant par un chanfrein rayonné (38) limitant un second al#sage/#9C4"#iamètre plus important (37) 5 - Raccord selon les revendications 1 et 4, caractérisé en ce que,le tiroir interne (39) est aménagé pour coulisser de façon rendue étanche au moyen de joints d'étanchéité appropriés, d'une part dans le premier alésage (25) de l'embout mobile par sa portée principale, et d'autre part dans le second alésage (37) par une portée épaulée (40), en ce qu'il comporte un alésage borgne (45) servant de guidage à son ressort helicoldal de rappel (46), en ce que la partie arrière comporte une jupe(41) rendue élastiquement déformable par une série de dégagements fraisés pour son introduction dans l'alésage t25) de l'embout mobile , en ce que la portée épaulée (40) coopère avec le chanfrein (38) pour limiter la course du tiroir de telle sorte qu'en position de découplage sa face frontale se trouve sur le même plan que la face frontale (20a) de l'embout amovible. 6 - Raccord selon les revendications 1,2 et 3, caractérisé en ce que la partie interne de l'embout amovible (60) comporte un premier alésage (65) situe dans le prolongement de l'orifice (62), un second alésage (63) d'un diamètre plus faible que le premier et correspondant au diamètre extérieur du tiroir interne,ces deux alésages sont séparés par un épaulement chanfreine ((67) limitant la course du tiroir, en ce que l'alésage (63) comporte deux gorges annulaires (68,70 mises en communication entre elles par des rainures longitudinales, l'espace entre ces gorges est tel qu'en position de couplage #elles mettent en communication radialement le tiroir interne et la gorge annulaire (13) de }'embout fixe. 7 - Raccord selon les revendications 1 et 6, caractérisé en ce que le tiroir interne est constitué par un cylindre comportant un alésage borgne et une jupe rendue élastiquement déformable par des dégagements fraises, l'extrémité de cette jupe comporte un épaulement (66)de retenue, au voisinage de la partie borgne de l'alésage, on a percé une série de trous radiaux (71) débouchant dans une gorge externe (69), la portée entre cette gorge et la face frontale peut éventuellement recevoir au moins un joint d'étanchéité. 8 - Raccord selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le second embout (3) comporte une extrémité interne au raccord formant une portée cylindrique d'un diamètre prévu pour s'engager ,soit de façon étanche, soit avec des joints d'étanchéité appropriés, dans l'alésage (25) du premier embout par sa face frontale (48) mise en appui sur la face frontale correspondante du tiroir interne du premier-embout, ladite portée comporte une gorge annulaire (13) dans laquelle une série de trous percés radialement débouchent dans le conduit de passage du fluide (14), ladite portée se termine par un épaulement de retenue (19) du tiroir externe, prolongé par une portée (7) d'un diamètre plus faible dont la longueur définit la course du tiroir, l'extrémité de cet embout est soit partie intégrante du corps, soit fixée sur celui-ci et peut être aménagée selon toutes les formes usuelles d'implantation sur les organes récepteurs ou distributeurs. 9 - Raccord selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tiroir extérieur (5) est contitué par un manchon cylindrique alésé au diamètre de la portée (6) du second embout sur lequel il coulisse, cet alésage se termine par un épaulement interne (8) coulissant sur la portée (7) de l'embout, l'extérieur dudit tiroir comporte une collerette (16) servant d'appui au ressort de rappel (18), la partie épaulée du manchon peut recevoir une jupe rendue élastiquement déformable par des fentes radiales fraisées axialement, le diamètre extérieur de la collerette (16) est préféra- blement le même que celui de l'alésage du corps sur lequel elle coulisse 10 - Raccord selon les revendications 1 et 5, caractérisé en ce que le tiroir interne (39) est percé, perpendiculairement à sa face frontale d'un trou d'extraction taraudé, normalement fermé de façon étanche par un obturateur amovible.