Brevet FR2418405A1 — publié le 19790921

L'invention concerne des joints d'articulation pour tubes et elle a plus particulièrement trait à des joints de ce type pour tubes de transport de produits dangereux. Les joints d'articulation pour tubes sont généralement utilisés dans l'industrie pour raccorder entre elles des longueurs de tube métallique et former un conduit de circulation articulé entre deux emplacements. L'une des utilisations les plus récentes de ces joints se trouve dans la réalisation d'un conduit de circulation entre une partie d'une installation où sont fabriqués et stockés des produits dangereux, tels que du phosphore liquide, et une autre partie de la même installation où ce phosphore est traité ou emmagasiné. On utilise également des conduits de chargement articulés avec le même type de joint d'articulation pour le transfert de phosphore liquide entre des conteneurs de stockage et des wagons-citernes pour le transport de ce phosphore par chemin de fer.Il est de la plus grande importance qu'aucune fuite ne se produise dans l'atmosphère, car les produits transportés sont dangereux pour la santé et I' environnement-. Pour obtenir une bonne étanchéité, on a donné à certains joints d'articulation antérieurs une structure coaxiale , mais de tels joints sont de fabrication coûteuse, assez encombrants et peu commodes à utiliser. Il est donc souhaitable de concevoir un joint d'articu-lation pour tubas qui soit peu cher à construire, moins encombrant que les joints connus, et qui comporte des moyens interdisant toute fjite des matériaux fluides dangereux passant par ce joint. L'invention a essentiellement pour but de résoudre les problèmes et pallier les inconvénients qui viennent d'être évoqués. A ces fins, le joint de l'invention SE caractérise en re qu'il comporte - un élément annulaire intérieur dans lequel est pratiqué le passage de circulation des produits dangereux, - un élément annulaire extérieur entourant l'élément extrieur, - une chambre annulaire de voie de roulement limitée par la surface intérieure de l'élément extérieur et la surface extérieure de l'élément intérieur, - plusieurs roulements montés dans la chambre de voie de roulement pour faciliter l'entraînement en rotation de l'élément extérieur par rapport à l'élément intérieur, - des moyens pour fermer la chambre de voie de roulement de manière étanche, à chaque extrémité, - une enceinte annulaire de fluide formée entre la cham vlre de voie de roulement et le passage de circulation des produits dangereux, et - des moyens pour introduire du flui-de sous pression dans l'enceinte de fluide. Si une fuite se produit au niveau des garnitures d'étanchéité, la pression de l'eau ou de tout autre fluide introduit [ s) e3ns l'enceinte précitée peut etre réglée pour s'adapter à la pression du produit transporté dans le conduit à point d'articulation, ce qui arrête la fuite. Le joint d'articulation comporte un élément annulaire intérieur et un élément annulaire extérieur entourant l'élément intérieur, ainsi qu'un système à palier monté dans une chambre à chemin de roulement annulaire, laquelle est formée à la surface extérieure de l'élément intérieur et la surface intérieure de l'élément extérieur. Des garnitures d'étanchéité sont prévues à chaque extrémité de la chambre à chemin de roulement.L'enceinte à fluide est formée entre la chambre à chemin de roulement et ls garnitures d'étanchéité placées à une extrémité du joint d'articulation. Une autre garniture d'étanchéité interdit que l'eau ou le fluide sous pression, circulant dans l'enceinte précitée, pénètre dans la chambre à voie de roulement. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, dans laquelle on se réfère aux dessins annexés sur lesquels - la figure I est une vue isométrique d'un conduit de chargement de fluide monté avec des joints d'articulation conformes 5 l'invention, - la figure 2 est une vue agrandie d'une partie du con d it de la figure 1, illustrant deux des joints d'articulation perfcctionnés conformes à l'invention, et - la figure 3 est une vue agrandie, partiellement en coupe, d'un joint d'articulation de la figure 2. Le conduit ou bras de chargement articulé 10, représenté aux figures 1 et 2, comporte plusieurs longueurs de tube Il raccordées entre elles par des coudes 14 et des joints d'articulation I conformes à l'invention. Une extrémité du bras de chargement 10 relut être raccordée è une source de matériau fluide dangereux (non représentée) et I' tre extrémité peut être raccordée à une citerne fanon représentée1 # ut le stockage ou le transport de ce matériau. Conformément à l'invention, chacun des joints 15 se compose (figure 3) d'un élément annulaire intérieur ou élément mâle 18. d'un élément annulaire extérieur ou élément femelle 19, lequel entoure l'élément intérieur, et d'un système à palier, par exemple de roulements à billes 22 qui raccordent les éléments 15 et 19 de manière qu'ils puissent tourner l'un par rapport à l'autre. Les roulements à billes 22 sont montés l'un en dessous de l'autre dans des chemins de roulement annulaire 23a, 23b formés à la surface extérieure 1Bb de l'élément intérieur 18 et la surface intérieur 19b de l'élément extérieur 19. L'élément extérieur 19 comporte deux parties 20a, 20b fermement raccordées l'une à l'autre par un certain nombre de vis à tête 21 ou par tout autre moyen de raccord approprié. La partie 20a présente, au niveau de la partie supérieure du joint d'articulation 15, une collerette radiale intérieure 1Sa, laquelle se prolonge jusqu'au niveau de l'extrémité supérieure ISa de l'élément intérieur 18. Un organe d'étanchéité annulaire, intérieur et fonctionnel, en matériau élastique, 26, est monté entre l'extrémité supérieure 18a de l'élément intérieur et la collerette 19a de l ' élément extérieur, le rôle de cet organe d'étanchéité étant de maintenir le produit liquide dans le passage de circulation 27 du joint d'articulation.Un organe d'étanchéité annulaire, extérieur et fonctionnel, en matériau élastique, 30. est monté entre la surface intérieure 19b de l'élément extérieur et la surface extérieure 18b de l'élément intérieur, le rôle de cet organe d'étanchéité étant d'interdire l'entrée de poussières et d'autres produits de contamination dans le système à palier, depuis l'ex extérieur. Pour éviter que le produit fluide s'échappe dans l'atmosphère par fuite au travers des organes d'étanchéité intérieur et extérieur 26 et UO, le joint d'articulation est pourvu d'un système de circulation' d'eau au travers d'une enceinte annulaire qui porte la référence généra le 31 et qui est située entre l 'orgar e d'étanchéité intérieur 25 et les roulements a billes 22. Ce système se compose d'un passage axial 34 pratiqué dans l'élément in térieur et d'un passage axial correspondant 35 pratiqué dans l'é- lément extérieur 19, ces passages communiquant avec l'enceinte annulaire 31, de telle sorte que l'eau, ou tout autre fluide approprié, peut y circuler en empruntant des orifices d'entrée et de sortie 35 et 39.L'eau, o le fluide considéré, est maintenu(e ] Jans les passages 34 et 35 et dans l'enceinte 31 grâce à deux organes d'étanchéité annulaires, l'un intérieur 42, l'autre extrieur 43, fonctionnels et en matériau élastique , un organe d'étanchéité annulaire 46, également en matériau élastique, a pour fonction auxiliaire de coopérer avec un passage radial 47, pour l'évacuation de l'eau qui pourrait éventuellement passer au travers de l'organe ('étanchéité 43, cette disposition proté réant la zone du joint où se trouent les roulements à billes. Les organes d'étanchéité 30 et 43 limitent les parties supérieure et inférieure d'une chambre de voie de rou#lement 44 -qui contient les roulements 22 et les chemins de roulement 23a, 23b. En #onctionnement, la pression de l'eau est égale à, ou plus grande que, celle du fluide qui circule dans le passage 27 du joint, cette eau sous pression circulant dans l'enceinte 31 en empruntant les orifices d'entrée et de sortie 38 et 39. L'eau sous pression interdit toute fuite du fluide circulant dans le passage 27 au travers des organes d'étanchéité 26 et 42, vers l'extérieur du joint 15. Comme on le voit figures 1 et 2, dans un bras de chargement, ou dans tout autre ensemble de tubes articulés, utilisant plus d'un joint conforme à l'invention, des conduits en métal, ou en tout autre matériau approprié, 50 sont utilisés pour raccorder, selon un montage série, les entrées et les sorties 38 et 39 des joints, de sorte que l'eau, introduite en 51 (figure 1), traverse les enceintes 31 de tous les joints et se dirige vers une ortie 54. L'invention fournit donc un joint d'articulation perfec lionne comportant plusieurs garnitures d'étanchéité élastiques entre les éléments intérieur et extérieur du joint, ainsi qu'un système d'arrêt de fuite supplémentaire sous la forme d'une enceinte annulaire remplie d'eau, ou de tout autre fluide approprié. Dus pression. En réglant la pression de l'eau, on peut arrêter toute fuite au travers des garnitures d'étanchéité élastiques, pour éviter que s'échappent, à l'extérieur du joint, les matériaux iluijes dangereux transportés. Comme li v desoi, et comme il résulte d'ailleurs déjà e De qui précède, l'in!ention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui ont été plus spécia lement envisagés , elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Joint d'articulation comportant des moyens pour interdire toute fuite de produits dangereux, depuis le passage de ce joint où circulent ces produits vers l'extérieur du joint, caractérisé en ce qu'il comprend - un élément annulaire intérieur dans lequel est pratiqué le passage de circulation des produits dangereux, - un élément annulaire extérieur entourant l'élément in térieur, - une chambre annulaire de voie de roulement limitée par la surface intérieure de l'élément extérieur et la surface extérieure de l'élément intérieur - plusieurs roulements montés dans la chambre de voie de roulement pour faciliter l'entraînement en rotation de l'élé- ment extérieur par rapport à l'élément intérieur, - des moyens pour fermer la chambre de voie de roulement de manière étanche, à chaque extrémité, - une enceinte annulaire de fluide formée entre la chambre de voie de roulement et le passage de circulation des produits dangereux, et - des moyens pour introduire du fluide sous pression dans l'enceinte de fluide. 2. Joint d'articulation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un organe d'étanchéité annulaire entre le passage de circulation des produits dangereux et l'enceinte de fluide. 3. Joint d'articulation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un organe d'étanchéité annulaire entre l'enceinte de fluide et la chambre de voie de roulement. 4. Joint d'articulation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'entrée pour introduire du fluide sous pression au niveau d'une extrémité de l'enceinte de fluide, et des moyens de sortie de ce fluide sous pression au niveau de l'autre extrémité de cette enceinte. S. Joint d'articulation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un organe d'étanchéité annulaire entre l'enceinte de fluide et la chambre de voie de roulement, ainsi qu'un passage radial dont une extrémité est adjacente à l'organe d'étanchéité précité pour l'évacuation du fluide ayant éventuellement fui au travers de cet organe d'étanchéité. 5. Joint d'articulation comportant des moyens pour interdire toute fuite de produits dangereux, depuis le passage de ce joint où circulent ces produits vers l'extérieur du joint, caractérisé en ce qu'il comporte - un élément annulaire intérieur pourvu d'une gorge an nulaire sur sa surface extérieure, - un élément annulaire extérieur pourvu d'une gorge annulaire sur sa surface intérieure, lequel élément extérieur n n porte une collerette radiale intérieure au niveau d'une de ses extrémités et entoure l'élément intérieur, - plusieurs roulements montés entre l'élément intérieur et l'élément extérieur, dans une chambre de voie de roulement dé finie par les gorges formées sur la surface extérieure de 1' élé- ment intérieur et la surface intérieure de l'élément extérieur, - un premier organe d'étanchéité annulaire monté entre la collerette de l'élément extérieur et l'extrémité adjacente de l'élément intérieur, - une enceinte de fluide annulaire entre la chambre de voie de roulement et ce premier organe d'étanchéité annulaire, et - un deuxième organe d'étanchéité annulaire monté entre l'enceinte de fluide et la chambre de voie de roulement. 7. Joint d'articulation selon la revendication 6, caractérisé en e qu'il comporte des moyens pour introduire du fluide sous pression dans l'enceinte de fluide. 8. Joint d'articulation selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'étanchéité annulaires à chaque extrémité de la chambre de voie de roulement. 9. Joint d'articulation selon la revendication 8. caractérisé en ce qu'il comporte un orifice d'entrée accouplé à une etrémité de l'enceinte de fluide et un orifice de sortie accouplé a l'autre extrémité de cette enceinte.