Brevet FR2429957A1 — publié le 19800125

L'invention concerne un dispositif de jonction tanche de deux éléments cylindriques engagés téléscopiquement l'un dans l'autre moyennant le gonflage d'un joint souple interne sé entre ces deux éléments. Certains dispositifs de ce genre utilisent des joints gonflables toriques. Mais ces joints toriques ont tendance à rouler sur eux-mêmes lorsque les déments cylindriques sont soumis à des efforts axiaux de sorte qu'ils ne s'opoosent pas efficacement à ces efforts. D'autres dispositifs utilisent en tant que joint, un manchon tubulaire souple fixé à chaque extrémité sur cylindrique intérieur. Ce manchon peut être dilaté élastiquement par un fluide sous pression de façon à l'appliquer fortement contre la paroi cylindrique correspondante. Lorsque la pression est supprime le manchon revient élastiquement en position initiale et les deux éléments cylindriques peuvent être sépares axialement. Dans ces derniers dispositifs plus la pression de gonflage est élevée meilleures sont l'étanchéïté et la résistance au déplace- ment au déplacement axial relatif des éléments cylindriques enga ges l'un dans l'autre. Cependant, si la paroi du manchon est en tièrement en matière souple comme du caoutchouc, cette paroi est extensible et nepeut supporter des pressions élevées. Si la paroi du manchon est renforce par des renforts souples comme des tissus ou des cablés, elle est plus résistante à la pression mais elle devient, quoique souple, pratiquement inextensible.Le gon flage du manchon soumet alors ses encrages à des tensions élevées de sorte qu'il est généralement nécessaire qu'au moins l'un des ancrages des extrémités du manchon soit monté coulissant dans le sens axial pour autoriser le gonflage et la dilatation du man chon. En revanche ce coulissement complique le dispositif et introduit de nouvelles difficultés d'étanchéIté ainsi qu'un re tour aléatoire en position initiale. L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients en prévoyant que le manchon souple interposé entre les deux éléments cylindriques à assembler de façon tanche et fixé par ses extrémités à l'un de ces éléments, est renforcé par au moins deux nappes de renfort souples fixée chacune seulement à une ex trémie et stétendantvers l'autre extrémité du manchon en se recouvrant l'une l'autre dans la partie interm4diaire du m@@chon, ces nappes étant cependant séparés dans leur partie en recouvrement par une épaisseur de caoutchouc autorisant une extension de la paroi du manchon. Ce dispositif peut être utilisé notamment en tant que raccord à accouplement et désaccou#lement rapides entre deux tronçons de tuyauterie. Dans ce cas chaque élément du dispositif comporte à une extrémité des moyens nermettant de le raccorder à l'extrémité correspondante de la tuyauterie. Des exemples de réalisation de l'invention sont décrits ci-après en référence aux dessins ci-joints dans lesquels les figures 1 à 4 sont des vues en élévation demi-coupe axiale de ces dispositifs. Ces dispositifs comprennent de façon générale un élément cylindrique intérieur 10 pouvant être engagé co-axialement dans un élément cylindrique extérieur 11 et un manchon sou- ple 12 fixé par ses extrémités & l'un de ces deux éléments. La partie intermédiaire de ce manchon située entre ses deux extrémités fixes peut être déformée par l'envoi d'un fluide sous pression entre ledit manchon et son élément support de façon à anpliquer cette partie intermédiaire du manchon souple contre l'autre élément. La pression d'application du manchon sur cet autre élément assure à la fois l'étanchéité entre les deux éléments et leur assemblage dans le sens axial. Dans le cas des figures 1 et 2 le manchon souple 12 est fixé à un élément intérieur 10 en forme d'embout tubulaire. Cet embout présente à chaque extrémité des colerettes 13 et des nervures saillantes d'accrochage 14. Le manchon 12 est constitué d'une paroi cylindrique en caoutchouc ou matériau similaire renforcée intérieurement par deux paires de nappe de ciblés souples 15 et 16 noyées dans cette paroi. Chaque paire de nappe s'étend depuis une extrémité du manchon jusque une certaine distance de l'autre extrémité de sorte que les deux paires se recouvrent l'une l'autre dans la partie intermédiaire du manchon. Ainsi la paire de nappe 15 s'étend depuis une extrémité du manchon et longe la surface intérieure du manchon. Une ligature 17 entoure l'extrémitd de cette paire de nappe au droit des nervures d'acbrochage 14 et assure la fixation de cette extrémité du manchon sur l'élément 10. L'autre paire de nappe s'étend depuis l'autre extrémité du man- chon où une ligature semblable 18 assure la fixation de cette extrémité du manchon sur l'élément 10 et cette paire de naine longe la surface extérieure du manchon. Dans la partie intermédiaire du manchon où les nappes se recouvrent elles sont séparées l'une de l'autre par une épaisseur de caoutchouc 19. En plus de leur fixation par les ligatures 17-18 les extrémités du manchon 12 peuvent être collées à l'élément 10 mais la partie intermédiaire du manchon n'est pas fixée à cet élément. Un conduit 20 percé dans l'épaisseur de l'élément 10 débouche sous cette partie intermédiaire et permet d'y envoyer un fluide sous pression, afin de dilater le manchon. Lors de la dilatation du manchon (fig.2) il se produit un allongement de la partie centrale de sa paroi qui du fait de la fixation axiale des extrémités du manchon sur l'élément 10, est autorisé par la déformation en cisaillement de la couche de caoutchouc 19 interposée entre les nappes 15,16, cette déformation de la couche 19 étant elle-même permise par le fait que les extrémités des nappes opposées aux ligatures 17-18 sont libres, c'est à dire non ancrées axialement par rapport à l'élément support 10.Pour favoriser cette déformation de la paroi du manchon 12 les cablés des nappes 15-16 ont une orientation générale longi tudinie. Cependant pour offrir plus de résistance à la pression du fluide de gonflage on utilise de préférence au lieu de deux nappes 15-16 des paires de nappes supperposées dans lesquelles les cablés souples sont orientés obliquement en sens inverse les uns des autres suivant des angles faibles A inférieurs à l'angle d'équilibre pour la résistance à la pression (environ 5401 et compris par exemple entre 20 et 54o par rapport aux génératrices. Le dispositif ci-dessus peut être utilisé pour constituer un raccord d'assemblage étanche entre deux portions de tuyauteries à raccorder. A cette fin l'élément intérieur 10 est fixé d'un coté à la bride d'extrémité d'un tuyau et l'élément ex térieur il est fixé de l'autre coté à la bride d'extrémité d'un autre tuyau. Les deux parties étant engagées télescopiquement l'une dans l'autre on envoie alors un fluide sous pression, de préféren- ce un liquide, par le conduit 20 pour dilater la partie intermé- diaire du manchon et l'appliquer contre la surface intérieure de l'élément 11, ce qui assure à la fois l'étanchéité et le verrouillage axial des deux éléments. La figure 2 représente une forme d'exEcution d'un tel raccord d'assemblage. Dans ce cas l'élément tubulaire intérieur rigide 10 se termine en arrière par une bride en deux parties 22-23 entre lesquelles est serrée l'extrémité de la paire de nappes 16 du manchon 12 tandis que l'extrémité de l'autre paire de nappes 15 est fixée à l'extrémité avant de l'élément 10 par des colliers 24. L'élément tubulaire rigide extérieur 11 présente sur sa surface interne d'appui du manchon des crans circulaires 25 augmentant la résistance au glissement axial entre ces deux éléments. Le dispositif se prête particulièrement à la réali- sation de raccords à accouplement et désaccouplement rapides pour les tuyaux de gros diamètres tels que les tuyaux souples de draguage de 400 à 900 mm de diamètre pour lesquels la mise en place et les modifications des longueurs des ligues de tuyaux instal lées posent actuellement de grosses difficultés avec les raccords à assemblage mécanique. Avec les raccords selon l'invention les manchons souples ainsi renforcés peuvent être gonflés jusqu'à des pressions de 30 bars pour être dilaté de plus de 10% en diamètre. Les raccords assemblés peuvent résister à des efforts#axiaux de séparation des tuyaux allant jusqu'à plusieurs centaines de tonnes. Le dispositif constitué de l'élément 10 et de son manchon dilatable 12 peut aussi être utilisé à d'autres fins, par exemple comme bouchon d'étanchéSté permettant de fermer de façon étanche l'extrémité d'une conduite, d'un puit ou d'un trou cylindrique dans une pièce ou une paroi. Il peut aussi constituer une canne dilatable du genre de celles utilisées pour l'éclate- ment des roches à partir de forages dans lesquels on introduit ces cannes dilatables. Dans ces applications la paroi cylindrique du trou ou du forage constitue l'élément cylindrique extérieur du dispositif sur lequel s'appuie la partie dilatée du manchon. La figure 3 montre schématiquement une autre forme de ralisation de l'invention dans laquelle le manchon souple est supporté par l'élément rigide extérieur. Comme précédemment le manchon 12 est renforcé par des nappes se recouvrant dans la partie intermédiaire du manchon avec interposition d'une couche de caoutchouc 19. Les extrémités du manchon 12 et des nappes associées à ces extrémités sont par exemple retournées vers l'extérieur et serrées entre des brides et contre-brides 26-27. L'élément 11 comprend une admission 28 de fluide sus pression débouchant entre sa surface intérieure et la partie intermédiaire du manchon. Lors de l'envoi de ce fluide sous pression le manchon se contracte et s'applique contre la surface extérieure de l'élément tubulaire interne 10. REVENDICATIONS 10# Dispositif de jonction étanche entre deux éléments cylindriques co-axiaux comprenant un manchon tubulaire souple (12) fixé par ses extrémités à l'un des éléments (108 et susceptibles d'être gonflé pour être appliqué contre l'autre élément, dispositif caractérisé en ce que la paroi du manchon (125 est renforce par au moins deux nappes de renfort souples (is-î6) fixée chacune seulement & une extrémité et s'étendant vers l'autre extrémité du manchon en se recouvrant dans la partie intermédiaire du manchon avec, entre elles, une épaisseur de caoutchouc (19) autorisant l'extension de la paroi du manchon. 20) Dispositif selon 10 dans lequel la paroi du manchon est renforcée par deux paires de nappes de cabalés souples orientés obliquement en sens inverse dans chaque paire. 30) Dispositif selon 10 ou 20, dans lequel les cablés constituant les nappes souples sont orientés obliquement suivant des angles inférieurs à l'angle d'équilibre et compris entre 20 et 540 par rapport aux génératrices. 4o# Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 et dans lequel le manchon souple est supporté par l'élément interne et une admission de fluide sous pression est prévue entre cet élément et la partie intermédiaire du manchon pour dilater celle-ci contre l'élément externe. #o'. Dispositif selon l'une des revendications de 1 à 3, dans lequel le manchon souple est supporté par l'élément externe et une admission de fluide sous pression est prévue entre cet élément et la partie intermédiaire du manchon pour contracter celle-ci contre l'élément interne. 60) Dispositif selon l'une des revendications de 1 à 5 et dans lequel les deux éléments cylindriques sont tubulaires et ils comportent chacun à une extrémité des moyens de raccordement à un tuyau, le dispositif constituant un raccord de tuyau à accouplement et désaccouplement rapides. 7 ) Dispositif selon l'une des revendications eré- cédentes et dans lequel la surface de Itélément sur laquelle s'appuie la partie dilatée du manchon souple présente des crans d'accrochage de cette partie.