Brevet FR2468058A1 — publié le 19810430

La présente invention concerne un joint d'étanchéité destiné notamment aux raccords à brides de tuyauteries sous vide. Il s'agit d'un joint comportant au moins une bague d'étanchéité à déformation plastique, montée sur un élément annulaire porteur. On connaît de nombreuses réalisations de joints du genre précité dans lesquels on a utilisé en particulier des bagues d'étanchéité à déformation plastique comme bagues métalliques, spécialement pour des joints ayant à subir des températures élevées, tels que les joints pour systèmes à ultra-vide devant subir un dégazage à chaud. Mais on sait que ces bagues.d'étanchéité présentent l'inconvénient de ne pouvoir être utilisées qu'une seule fois. En effet, elles se trouvent ensuite tellement déformées qu'elles ne peuvent plus assurer une étanchéité satisfaisante si on les utilise à nouveau. Or la possibilité de réutilisation des bagues présente un intérêt d'ordre économique, en particulier dans les installations à ultra-vide o l'on emploie souvent des bagues d'étanchéité en fils d'or. D'après le brevet allemand No. 1 959 561, on connaît un procédé permettant de réutiliser plusieurs fois un élément d'étanchéité comportant une bague d'étanchéité confectionnée en une matière plastiquement déformable, ce procédé consistant à retourner la bague chaque fois de 180 degrés avant de la remonter dans sa gorge de réception. Dans un mode de réalisation simple, ce procédé connu nécessite des brides de profils différents (asymétriques), ce qui est très gênant en pratique. Ce brevet connu propose bien une bague de centrage spéciale, présentant en regard du plan de joint une face latérale d'appui oblique, pour pouvoir réaliser le profil asymétrique voulu de la gorge o se monte la bague d'étanchéité, tout en utilisant des brides de raccordement symétriques par rapport à leur plan de joint. Mais, même en ce cas, il subsiste encore l'inconvé- nient que les faces d'appui des brides ne peuvent pas être planes, mais doivent au contraire présenter chacune une gorge appropriée. Une autre difficulté rencontrée avec les bagues d'étanchéité à déformation plastique, en particulier dans les 2 2468058 systèmes à ultra-vide est que même si on ne les utilise qu'une fois, ces bagues d'étanchéité risquent de voir leur efficacité compromise lorsqu'on chauffe le circuit pour le dégazer, car si l'étanchéité subsiste pendant l'élévation de température, elle est ensuite souvent détruite au refroidis- sement subséquent. Ce défaut peut s'expliquer par l'effet de dilatation des brides de serrage du joint, entraînant une pression d'appui élevée qui déforme la bague d'étanchéité plastique, dont la déformation subsiste lors du retrait de la bride refroidie. Ceci peut provoquer dans les joints des interstices, permettant des fuites de gaz à l'endroit des faces d'appui des brides de raccordement. Le but de l'invention est d'éviter les inconvénients que l'on vient d'exposer, pour réaliser un joint, en particulier pour des raccords à brides de tuyauteries sous vide, dans lequel on puisse utiliser des bagues d'étanchéité à déformation plastique, à même de supporter un échauffement de la tuyauterie pour le dégazage de celle-ci, sans que l'étanchéité disparaisse ensuite au refroidissement. Dans un mode de réalisation particu- lier, le joint conforme à l'invention est en outre réalisé de telle manière que ses bagues métalliques d'étanchéité supportent plusieurs utilisations, tout en permettant de donner aux brides de raccordement des profils symétriques et plans. Selon l'invention, le joint d'étanchéité, notamment pour raccord à brides de tuyauteries sous vide, comportant au moins une bague d'étanchéité à déformation plastique montée sur un élément annulaire porteur, est caractérisé en ce que l'élément porteur présente, pour maintenir chaque bague d'étan- chéité à déformation plastique, une partie de retenue à mobilité élastique. Cette déformation élastique de l'élément annulaire porteur servant de monture à chaque bague d'étanchéité assure le maintien de la pression d'appui de la bague d'étanchéité contre la face d'étanchéité de la bride associée, même pendant le refroidissement du système, empêchant l'apparition de tout défaut d'étanchéité. Si l'on réalise l'élément annulaire por- teur de sorte qu'il présente deux parties de retenue symétrique, pour assurer le maintien de deux bagues d'étanchéité, coopérant respectivement avec les surfaces d'appui des deux brides de 3 2468058 raccordement, il est en outre possible, par une simple per- mutation des deux bagues après utilisation, ou retournement de 180 degrés, de continuer alors à les utiliser, en les sou- mettant à nouveau à une transformation plastique dans ce nouveau mode de montage. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description de quelques modes de réalisation présentés ci-après à titre d'exemples non limita- tifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: Les figures 1 et 2 représentent des modes de réalisa- tion préférés du joint conforme à l'invention, éprouvés par des essais prolongés, à savoir: Figures la à ld, joint conforme à l'invention, à cen- trage interne; Figures 2a à 2d, joint à centrage externe; et Les figures 3 à 6 représentent, en coupe transversale d'autres profils possibles pour l'élément annulaire porteur du joint conforme à l'invention. On voit, sur les figures la à lc les deux brides de raccordement 1 et 2, qui peuvent être serrées l'une contre l'autre au moyen d'un certain nombre de boulons 3 disposés en périphérie de chaque bride. L'élément annulaire porteur 4 prév pour être monté entre ces deux brides est représenté séparément dans son ensemble sur la figure id. Sur la figure la, on voit les bagues d'étanchéité 5 encore libres de tout effet d'écrasement de la part des brides de serrage, alors que sur la figure lb les bagues d'étanchéité ont subi une déformation plastique sous l'effet de cet écrase- ment. Et sur la figure lc, les bagues d'étanchéité 5 sont reprÉ sentées déformées comme sur la figure lb, mais après permutatic entre les gorges 7, 8, qui assurent leur retenue sur l'élément annulaire porteur 4, par retournement de 180 degrés de cet élé- ment. Elles peuvent alors subir à nouveau une déformation plas- tique sous l'effet du serrage des brides, afin d'assurer entre celles-ci un raccordement étanche. On voit que l'élément annu- laire porteur 4 présente du côté interne des saillies annulaire de centrage 6 qui coopèrent avec la bordure interne de chacune des brides 1 et 2, pour assurer le centrage de chaque bague 4 2468058 d'étanchéité 5 en position de service. L'élément annulaire porteur 4 présente en coupe trans- versale un profil tel que les parois latérales des gorges 7 et 8 qui constituent les parties retenant les deux bagues d'étan- chéité 5, 6, offrent une élasticité suffisante pour pouvoir jouer élastiquement dans le sens latéral lorsque chaque bague d'étanchéité se trouve comprimée pendant le chauffage. Ce faisant, le profil de chaque gorge, par exemple triangulaire, tend à s'ouvrir en ciseaux, et la bague d'étanchéité à déforma- tion plastique se trouve alors enfoncée par compression dans le profil ouvert en ciseaux. Par contre, au moment du refroi- dissement, l'effet de compression de la bride se relâche dans le sens axial, et l'angle d'ouverture des deux parois élastiques de la gorge se referme, ce qui permet de maintenir la bague d'étanchéité fermement appliquée contre la surface correspon- dante d'appui étanche. On évite ainsi l'apparition déjà men- tionnée d'un défaut d'étanchéité qui risque de se produire en pareil cas avec les joints connus confectionnés en une matière à déformation plastique. Dans la variante représentée sur les figures 2a à 2d, la différence par rapport au mode de réalisation des figures la à id tient au fait que les saillies de centrage de cette variante sont disposées extérieurement sur l'élément annulaire porteur, de sorte qu'elles constituent des couronnes de centrage, par l'extérieur. On voit en outre que sur les figures 2a à 2d le serrage des brides à raccorder n'est pas assuré par des boulons, mais par des pinces à vis. Ceci cependant n'intervient pas directement sur l'objet de l'invention et, par ailleurs, le fonctionnement du dispositif d'étanchéité est le même que dans le cas de la figure 1. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation que l'on vient de décrire à titre d'exemples et l'on peut y apporter diverses variantes sans sortir du domaine de celle-ci. On a ainsi représenté sur les figures 3 à 6 d'autres variantes de réalisation de l'élément annulaire porteur dans les parties de retenue qui servent de monture élastique aux bagues d'étanchéité. Chacun de ces divers éléments annulaires 2468058 présente un profil ayant une partie médiane 11 qui porte de part et d'autre deux parties annulaires élastiques 12 et 13, assurant le maintien des bagues d'étanchéité 14 et 15. On voit en outre sur les figures 3, 5 et 6 que ces parties annulaires 12 et 13 jouent le rôle de couronnes de centrage externe, alors que le mode de réalisation de la figure 4 comporte des saillies de centrage disposées vers l'intérieur. Sur la figure 5, on voit en outre un élément annulaire élastique 17 monté entre les parties 12 et 13 avec un profil approprié pour exercer sur celles-ci un effort d'appui dans le sens axial. Dans le mode de réalisation de la figure 6, c'est la partie médiane 11 du profil de l'élément annulaire porteur qui est réalisée pour pouvoir jouer elle-même ce rôle d'élément spécial d'appui élastique. 6 2468058 REVENDICATIONS 1. Joint d'étanchéité, notamment pour des raccords à brides de tuyauteries sous vide, comportant au moins une bague d'étanchéité à déformation plastique et montée sur un élément annulaire porteur, caractérisé en ce que l'élément annulaire porteur présente, pour maintenir chaque bague d'étan- chéité à déformation plastique, une partie de retenue à mobilité élastique. 2. Joint d'étanchéité selon la revendication 1, compor- tant deux bagues d'étanchéité à déformation plastique, caracté- risé en ce que l'élément annulaire porteur présente deux parties de retenue à mobilité élastique, pour maintenir chaque bague d'étanchéité, respectivement. 3. Joint d'étanchéité selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément annulaire porteur est en outre solidaire de moyens de centrage tels que des couronnes annu- laires. 4. Joint d'étanchéité selon l'une quelconque des re- vendications 1 à 3, caractérisé en ce que deux parties de re- tenue de l'élément annulaire porteur servant à maintenir chacune une bague d'étanchéité à déformation plastique comportent chacune une gorge présentant en coupe transversale un profil triangulaire. 5. Joint d'étanchéité selon l'une quelconque des re- vendicatCions 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte un organe complémentaire à rappel élastique pour agir sur lesdites parties de retenue et augmenter leur mobilité élastique.