Brevet FR2395456A1 — publié le 19790119

La présente invention concerne des bagues d'étanchéité pour la jonction des extrémités d'éléments de canalisations, tuyaux ou analogues, confis tant chacun en un élément de canalisation revêtu sur la plus grande partie de sa longueur d'au moins une couche de matière en mousse thermo-isolante qui est à son tour enveloppée d'une chemise extérieure en une matière de protection imperméable au fluide, les extrémités de cet élément de canalisation se prolongeant au-dela des extrémités correspondantes de la couche ou des couches de matière thermo-isolante, et les extrémités de la chemise se prolongeant de mimez mais sur une plus courte distance, de sorte que des cavités annulaires sont formées aux extrémités de llélément de canalisation.Dans ce qui suit, de tels éléments de canalisation seront désignés comme l'éléments de canalisation du genre considéré'l. L'invention comprend aussi un élérrsent de canalisation thermo-isolé du genre considéré, ayant au moins une de ses extrémités scellée par une bague de jonction étanche conforme à l'invention, ainsi qu'un joint thermoisolé entre deux éléments de canalisation du genre considéré ayant leurs extrémités voisines scellées par des bagues de jonction étanche conformes à l'invention. Les canalisations constituant les éléments de canalisation du genre considéré peuvent être métalliques. La couche ou chaque couche de matière thermo-isolante peut être composée d'une matière de mousse microcellulaire, telle que polyol-isocyanate, polyuréthane, mousse phénolique ou mousse de stgrrolène, appliquée par injection ou par projection. La chemise extérieure peut être composée d'un élastomère thermoplastique, tel que polyéthylène, polychlorure de vinyle, une composition du genre caoutchouc, une composition de butyle ou styrolène; elle peut aussi consister en une composition bitumineuse renforcée de fibres de verre. Un premier objet de l'invention est un procédé perfectionné pour sceller les extrémités d'éléments de canalisation du genre considéré afin d'empêcher llhumidité venant de l'extérieur de pénétrer dans la couche ou les couches thermo-isolantes des éléments de canalisation, ce qui détruirait la matière isolante ou en réduirait l'efficacite, et aussi, quand les éldments de canalisation sont reliés les uns aux autres par des joints thermo-isolés, d'isoler ces éléments les uns des autres de façon que, dans le cas d'une détérioration d'un élément, une fuite dans llélément ou dans chaque élément contigu puisse être empêchée. La bague de joint perfectionnée suivant l'invention est, en section transversale, de forme générale en U et comprend une partie de base correspondant à la base- de 1'U, qui est disposée de façon essentiellement radiale, et des joues tubulaires intérieure et extérieure correspondant aux deux jambages latéraux de la section de 1'U, qui s'élèvent coaxialement sur les bords radialement intérieur et extérieur d'une surface principale de la partie de base, où l'épaisseur de la partie de base est moindre que l'épaisseur moyenne de la joue tubulaire intérieure, la joue tubulaire intérieure a une surface intérieure cylindrique, et une gorge annulaire à côté parallèle s'étend axialement de l'autre surface principale de la partie de base dans l'intérieur de la joue extérieure. Comme mentionné précédemment, ltinvention comprend aussi un élément de canalisation thermo-isolé du genre considéré ayant au moins une de ses extrémités scellée par une bague d'atanchéité conforme a l'invention. Dans cet élément de canalisation thermo-isolé, la su#rface intérieure de la joue tubulaire intérieure de la bague de joint est en contact étroit avec la surface extérieure de la partie prolongée correspondante, l'extrémité prolongée correspondante de la chemise pénètre dans la gorge annulaire de la bague de joint pratiquement jusqu'au fond de cette gorge annulaire, et la surface intérieure de la partie de la joue tubulaire extérieure hors de la gorge annulaire est en contact étroit avec la surface extérieure de l'extrémité prolongée correspondante de la chemise. Un joint étanche thermo-isolé selon l'invention comprend deux éléments de canalisation thermo -isolés conformes à l'invention montes de la manière déjà décrite avec des bagues de joint suivant l'invention, et reliés bout à bout par un joint soudé ou autre connexion entre les extrémités prolongées de ltélément des bouts scellés de deux éléments, cependant que les extrémités conjuguées des éléments sont entourées, au moins dans leurs régions voisines du joint, par une matière. de mousse thermo-isolante, et une chemise en matière imperméable au fluide recouvre la surface extérieure de la matière thermi-isolante, au moins en des parties des surfaces extérieures des joues extérieures des bagues de joint et des surfaces extérieures des parties des chemises d'éléments de canalisation voisines des bagues de joint. L'invention va maintenant être décrite à titre d'exemple avec référence au dessin ci-joint, sur lequel la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale montrant les détails de trois formes différentes d'un joint entre deux éléments de canalisation thermo -isolé s; la figure 2 est une vue partielle en coupe montrant une bague de joint formée d'une seule pièce avec une partie extérieure de manchon; la figure 3 est une vue partielle en coupe montrant les rapports de dimension entre une bague de joint et les parties extrêmes correspondantes des parties prolongées d'un élément et de la chemise d'un élément de canalisation, avant le montage de la bague de joint;; les figures 4 à 6 sont des vues partielles en coupe montrant respectivement trois moyens différents pour réaliser une fixation améliorée, étanche, de la joue extérieure d'une bague de joint sur l'extrémité prolongée de la chemise d'un élément de canalisation; la figure 7 est une vue partielle en coupe montrant des moyens utilisés pour réaliser une fixation étanche améliorée d'une chemise extérieure sur la joue extérieure d'une bague de joint. Dans les quatre formes du joint représenté à la figure 1, chacun des deux éléments de canalisation conjugués comprend un élément tubulaireîentou- ré sur la plus grande partie de sa longueur d'une couche 2 d'une matière de mousse thermo-isolante qui, à son tour est entourée d'une chemise extérieure protectrice 3 faite d'une matière thermoplastique imperméable. au fluide. Les extrémitéstEe chaque élément 1 se prolongent au-delà des extrémités correspondantes de la couche de mousse 2, et les extrémités 3' de la chemise 3 se prolongent de meme, mais sur une plus courte distance. Ainsi des cavités annulaires sont formées aux extrémités de chaque élément de canalisation, entre les extrémités prolongées 1' et 3' de l'élément 1 et de la chemise 3 respectivement. Les éléments de canalisation décrits ci-dessus sont fabriqués en usine, où sont faites aussi les bagues de joint 4, qui y sont montées aux extrémités de ces éléments. Chaque bague de joint 4 est en section transversale de forme générale en U; la partie 5 de cette bague, qui correspond à la base de 1'U est disposée radialement et relie les joues 6 et 7, qui correspondent aux jambages latéraux de 1'U; ces joues 6 et 7 s'étendent axialement à partir des borils radialement intérieure et extérieurs, respectivement, de la base 5. La joue tubulaire intérieure 6 de chaque bague de joint 4 est montée à frottement dur autour de I textrémité prolongée 14 correspondant de l'élément. Une gorge annulaire à côtés parallèles 10 whig. 3), qui s'étend axialement dans la joue tubulaire extérieure 7 à partir de la base de chaque bague de joint, est destinée à recevoir l'extrémité prolongée 3' correspondante de la chemise; la partie extérieure 7' de la joue 7 est montée à frottement dur autour de l'extrémité prolongée 3' respective de la chemise. Après que les éléments de canalisation équipés des bagues de joint ont été transportées sur le lieu d'installation et posés bout à bout, leurs extrémités 1' sont jointes les unes aux autres soit par soudure bout à bout comme en 8, soit par tout autre moyen ou procédé quelconque, par exemple par connexion à soufflet (non représentée). Les extrémités des éléments conjugués 1' sont entourées d'une ma trière de mousse thermo-isolante, par exemple par deux éléments semitubulaires préalablement moulés faits de cette matière et ensuite assemblés et fixés autour de ces extrémités de tuyaux. Ensuite, un manchon extérieur 11 est ajusté ou moulé de façon à envelopper étroitement les surface# extérieures de la matière de mousse 9, les bagues de joint 4 et les parties conjointes des deux chemises dtéléments 3. Le manchon extérieur peut, par exemple, être composé d'une matière thermo-rétrécissable qui sera amenée à se resserrer sur les dites surfaces extérieures par l'action de la chaleur. La fixation des extrémités des chemises 3 peut être améliorée par le montage sur ces extrémités d'anneaux de blocage 21, ou en enroulant des bandes 22 autour de ces extrémités et autour des parties de surface extérieure des chemises 3 d'éléments, ou par des soudures 23. Dans la première forme de joint représentée dans la partie en haut et à gauche de la figure 1, la base 5 de chaque bague de joint 4 présente une surface de base plane qui repose- contre une face d'extrémité plane de la couche de mousse 2 de l'élément correspondant, et la matière de mousse 9 non seulement remplit la cavité annulaire entre les joues 6 et 7 de chaque bague de joint, mais stétend aussi sur toute la surface extérieure de la joue extérieure 7 de chaque bague de joint. Dans une seconde forme de joint représentée en bas et à gauche de la figure 1, il y a un espace annulaire entre la base 5 de chaque bague de joint 4 et la face de bout correspondante 12 de la couche de mousse 2 de l'élément correspondant, -et il y a un autre espace annulaire 14 entre la base 5 de chaque bague de joint et la face d'extrémité voisine 15 de la masse de mousse 9. Ces espaces 13 et 14 permettent des mouvements de la base 5 de la bague de joint respective causés, par exemple, par la dilatation ou la contraction thermique des éléments de canalisation 1 et des chemises des éléments conjugués. Dans une troisième forme de joint représentée au côté droit de la figure 1, chaque bague de joint 4 est empechée de se déplacer dans la direction partant de la face extrême correspondante de la couche de mousse 2 de l'élément de canalisation respectif par le fait que ses joues intérieure et extérieure 6 et 7 sont en prise avec les parties de surface intérieure et ex térieure tronconiques 16 et 17 de la masse de mousse 9. Dans ce cas, la masse de mousse 9 ne s'étend que partiellement dans la cavité annulaire entre les joues intérieure et extérieure 6 et 7 des bagues de joint. Comme représenté à la figure 2, le manchon extérieur unique 11 de la figure I peut être remplacé par deux parties de manchon 24 qui sont formées d'une seule pièce avec les bagues de joint respectives 4 dans la région de chaque joint. Dans le joint fini, ces parties de manchon 24 sont liées l'une à l'autre par des pattes 25 à leurs extrémités > par quoi elles sont maintenues serrées étroitement l'une contre l'autre par des moyens mécaniques, ou par soudure, ou par un adhésif. Pour que, quand chaque bague de joint 4 est montée sur l'extrémité d'un élément, la joue tubulaire intérieure 6 de celui-ci soit en contact étroit avec la surface extérieure de l'extrémité prolongée 1' de l'élément concerné, et la partie extérieure 7' de la joue tubulaire 7 soit en contact étroit avec la surface extérieure de l'extrémité 3' de la chemise intéressée, les dimensions de chaque bague de joint avant d'être montée peuvent etre telles, comme le montre la figure 3, que le diamètre de la surface intérieure de sa joue intérieure 6 soit moindre que le diamètre de la surface extérieure de ltex- trémité 1' de l'élément correspondant et que le diamètre de la surface intérieure de la partie extérieure 7' de sa joue extérieure 7 soit moindre que celui de la surface extérieure de l'extrémité respective 3' de la chemise. Pour améliorer la fixation de la joue extérieure 7 de chaque bague de joint 4 à l'extrémité de chemise correspondante 3', une bague 27, de métal ou autre matière rigide, peut être placée comme représenté à la figure 4, de façon qu'elle comprime les parties intérieure et extérieure 7' et 7" de la joue extérieure de la bague de joint contre les surfaces extérieure et intérieure, respectivement, de la dite extrémité de chemise 3'. En variante, ou en supplément, la surface extérieure de l'extrémité de chemise 3' peut être munie de dentelures 28 qui pénètrent dans la surface intérieure de la partie extérieure 7' de la joue extérieure 7 de la bague de joint, ou bien l'extrémité de la chemise peut présenter une partie épaissie 29, comme représenté à la figure 6, qui se loge dans un élargissement correspondant de la partie de base de la gorge dans la bague de joint. Enfin, l'action de scellement et de serrement des extrémités du manchon extérieur 11 (fig. 1) relativement à la partie extérieure 7' des joues extérieures 7 des bagues de joint correspondantes peut etre améliorée, comme on le voit à la figure 7, par l'épaississement de l'extrémité libre de chacune de ces parties extérieures 7', de façon à y former un bourrelet extérieur 31, qui s'engage dans un évidement annulaire formé dans l'extrémité correspondante du manchon extérieur 1l en conséquence de son rétrécissement ou de son application serrée produite de quelque autre façon. REVENDICATIONS 1) Bague de joint étanche en matière élastomère pour la jonction d'ex trémités d'éléments de canalisation étanche et isolée thermiquement, cette bague de joint étant, en coupe transversale, de forme approximativement en U et comprenant une partie de base, correspondant à la partie de base de la section en U, qui est disposée de façon essentiellement radiale, et des joues tubulaires intérieures et extérieures qui se prolongent de façon coaxiale à partir des bords radialement intérieurs et extérieurs de la surface principale de la partie de base, caractérisée en ce que l'épaisseur de la base est moindre que Itépaisseur moyenne de la joue tubulaire intérieure, la joue tubulaire intérieure présente une surface intérieure cylindrique et une gorge annulaire à cotés parallèles stétend axialement à partir de l'autre surface principale de la base jusque dans l'intérieur de la joue tubulaire extérieure. 2) Bague de joint suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la joue tubulaire extérieure est formée d'une seule pièce avec une extrémité d'un manchon cylindrique muni à son autre extrémité d'une patte dirigée radialement vers l'extérieur. 3) Bague de joint suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrémité libre de la joue tubulaire extérieure est, sur le cté radialement extérieur de la gorge annulaire, épaissie de façon à former un rebord en saillie vers l'extérieur. 4) Elément de canalisation thermo-isolé, ayant au moins une extrémité scellée par une bague de joint suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la surface intérieure de la joue tubulaire intérieure de la bague de joint est engagée en étroit contact avec la surface extérieure de l'extrémité de l'élément de canalisation concerné, l1extrémité prolongée correspondante de la chemise pénètre dans la gorge annulaire de la bague de joint pratiquement jusqu'au fond de cette gorge, et la surface intérieure de la partie (7t) de la joue tubulaire-extérieure, en dehors de la gorge annulaire, est engagée en contact étroit avec la surface extérieure de l'extrémité prolongée correspondante de la chemise. 5) Elément de canalisation suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le contact à frottement dur entre la surface intérieure de la joue tubulaire intérieure de la bague de joint et la surface extérieure de I1extré- mité de l'élément correspondant, et entre la surface intérieure de la partie (7') de la joue tubulaire extérieure et la surface extérieure de l'extrémité de chemise respective est da au fait que la bague de joint, avant d'etre montée sur l'extrémité correspondante de l'élément de canalisation, a des dimen sions telles que chacune des dites surfaces intérieures a un diamètre plus petit que celui des dites surfaces extérieures. 6) élément de canalisation suivant l'une quelconque des revendications 4 ou 5, dan#s lequel la joue tubulaire extérieure de la bague de joint est en outre fixée et scellée relativement à l'extrémité de chemise prolongée correspondante, soit par une bague de serrage (27) comprimant les parties extérieure et intérieure de la joue tubulaire extérieure de la bague de joint contre les surfaces extérieure et intérieure de l'extrémité prolongée de la chemise, soit par le fait que la surface extérieure de l'extrémité de chemise prolongée présente des dentelures pénétrant dans la surface intérieure de la partie extérieure de cette joue tubulaire extésieure, soit par le fait que l'extrémité prolongée de la chemise présente à sa partie extreme un épaissis sement qui s'engage dans un agrandissement du fond de la gorge, dans la bague de joint. 7) Joint thermo-isolé scellé entre deux éléments de canalisation thermoisolée suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6 et reliés bout à bout par un joint soudé ou autre connexion entre les extrémités de canalisation prolongées des extrémités scellées des deux éléments de tuyau, caractérisé en ce que les extrémité conjuguées des éléments de canalisation sont entou rées, au moins dans leur région voisine du joint soudé ou autre connexion, d'une mousse de matière thermo-isolante et d'un manchon extérieur de matière imperméable au fluide recouvrant la surface extérieure de la mousse thermo-isolante, au moins une partie des surfaces extérieures des joues extérieures des bagues de joint et des parties de la surface extérieure des chemises des éliiments de canalisation avoisinant les bagues de joint. 8) Joint thermo-isolé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que des parties d'extrémité de la mousse thermo-isolante entourant les extré- mités de canalisation conjuguées des éléments de canalisation s'étendent longitudinalement sur les parties de la surface extérieure des joues tubulai res extérieures des bagues de joint. 9) Joint thermo-isolé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les parties d'extrémité de la masse de mousse thermo-isolante entourant les parties extrêmes conjuguées des éléments de canalisation pénètrent dans les espaces annulaires entre les joues tubulaires intérieures et extérieures des bagues de joint, chacune de ces parties dsextrémité de mousse présentant des surfaces radialement intérieure et extérieure entrant en contact respectivement avec les joues tubulaires intérieures et extérieures de la bague de joint correspondante, qui sont distantes de leur partie de base, de façon à limiter le mouvement des bagues de joint vers-le joint soudé ou autre connexion. 10) Joint thermo-isolé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la base de chaque bague de joint est en contact d'un côté avec la face de bout voisine de la couche ou des couches therîno-isolantes de l'élément de canalisation correspondant, et de l'autre cté avec la face de bout de la masse de mousse thermo-isolante entourant les extrémités de canalisation conjuguées de deux éléments de canalisation 11) Joint thermo-isolé suivant l'une quelconque des revendications 7 ou 8, czaractérisd en ce que la base de chaque bague de joint a une de ses surfaces principales espacée (13) de la face dgextrémité voisine de la couche ou des couches thermo-isolantes de l'élément correspondant et son autre surface principale espacée (14) de la face d'extrémité voisine de la masse de mousse thermo-isolante. 12) Joint thermo-isolé suivant l'une quelconque des revendications 7 à 11, caracterisé en ce que la masse de mousse thermo-isolante entourant les extrémités conjuguées de deux éléments est formée de deux éléments semi-tubulaires assemblés pour former un tube de matière en mousse autour des extrémités conjuguées de ces éléments de canalisation. 13) Joint thermo-isolé suivant l'une quelconque des revendications 7 à 12, caractérisé en ce que les extrémités du manchon extérieur sont solidement fixées aux chemises de l'élément par des anneaux de blocage en métal ou autre matière rigide serrés autour des extrémités du manchon extérieur ou par des bandes enroulées serrées autour du manchon extérieur et autour des parties de surface, axialement voisines, des chemises de l'élément de canalisation.