Brevet FR2461185A1 — publié le 19810130

L'invention a pour objet un joint élastique annulaire présentant une extrémité tubulaire destinée à être logée dans un logement annulaire d'un raccord de canalisation et présentant une fente de communication avec l'espace intérieur du raccord et c-à-d de la canalisation, les deux lèvres de la fente étant alors appliquées en écartement mutuel contre la paroi du logement. Elle s'applique également aux capteurs manométriques On connais de tels joint, dont un mode de réalisation a été décrit dans le brevet français publié NQ 2 237 110, constitués par une bague annulaire moulée en résine synthétique.Le montage de ces joints nécessite plusieurs pièces de raccord de formes compliquées pour assurer la liaison axiale entre les extrémités de deux canalisations â raccorder. Lorsque la canalisation doit subir de très hautes pressions, il ne suffit plus, en effet, d'obtenir une bonne étanchéité, si simultanément on ne sait pas prémunir le joint contre les arrachements axiaux, dont les conséquences accidentelles peuvent etre très graves. Le but de l'invention est de proposer un nouveau joint annulaire résistant aux plus fortes pressions, qui puisse être appliqué à des raccords pour canalisations haute pression, gracie à un assemblage axial de très grande rigidité des pièces du raccord et qui puisse être appliqué à des capteurs manométriques, capables de supporter de très grandes pressions comme on peut en rencontrer, par exemple dans les trous de sondages souterrains. Les buts de l'invention sont obtenus, par un joint du type décrit au début, grâce au fait que son autre extrémité comporte pareillement une fente de communication avec l'espace intérieur du raccord, et c-a'#de la canalisation, et le joint présente un anneau tubulaire central entre ses deux extrémités. Ainsi qu'on le verra plus loin, cette mesure très simple permet de réaliser un très bon assemblage résistant aux plus fortes tractions axiales entre les pièces d'extrémité du raccord dans lequel on utilise le joint de l'invention. Selon un mode de réalisation très avantageux les extrémités du joint présentant une fente de communication sont conformables et/ou conformées par repliage annulaire vers l'intérieur. De cette façon le joint constitue une gaine facile à fretter entre les bouts de canalisation ou autres objets a' raccorder, et les lèvres du joint sont. appliquées par élasticité de sa matière avant même qu'on crée une pression interne. I1 est encore mieux que les extrémités soient conformables et/ou conformées par retroussage vers l'intérieur. n est conforme a' l'invention, qu'avant retroussage, les extrémités du joint élastique comportent chacune deux zones de diamètres différents, la zone terminale à retrousser étant de plus petit diamètre que la zone jouxtant l'anneau central et que les deux zones successives de diamètres différents soient raccordées par une zone présentant, en section radiale, un profil à inflexion, de préférence de plus faible rayon du c8té de la zone jouxtant l'anneau central que du c8té de la zone terminale. Les buts de l'invention sont atteints dans un raccord pour canalisation à haute pression, dans lequel deux pièces d'extrénités rigides sont réunies de façon étanche avec interposition d'un joint de l'invention, par le fait que les deux pièces d'extrémité présentent chacune une gorge annulaire frontale s'ouvrant vis-à-vis pour recevoir, chacune, une extrémité du joint, le raccord comprend un manchon rigide entourant au moins l'anneau tubulaire central et comprend des moyens externes de liaison rigide des deux pièces d'extrémité et du manchon. On voit immédiatement que les moyens de l'invention sont d'une grande simplicité de montage et d'une parfaite rigidité en tous sens. Les buts de 11 invention sont également atteints dans un capteur manométrique utilisant comme élément sensible un joint selon l'invention, par le fait qu'il comprend deux anneaux axialement alignés présentant chacun dans leur épaisseur une gorge annulaire frontale, les deux anneaux sont maintenus écartés à une distance telle que les extrémités du joint sont logées respectivement dans les gorges annulaires, disposées vis-à-vis, l'écartement étant maintenu rigidement par une tåge traversant l'intérieur du joint, et l'un des deux anneaux comporte un moyen d'obturation. Il est également conforme à l'invention que la tige occupe substantiellement toute la section interne des anneaux et du joint non soumis à pression interne et comporte, du côté opposé à l'anneau obturé, un canal de communication entre son extrémité libre et l'anneau tubulaire central, que la tige soit filetée à ses deux extrémités et reçoive, à chaque extrémité, une vis de serrage s'appuyant sur les anneaux à gorges annulaires. Il est avantageux que chaque vis de serrage s'appuie sur l'anneau correspondant à gorge annulaire par l'intermédiaire d'un joint annulaire d'étanchéité entre tige et anneau, et que la tige filetée dépasse, du côté du canal de communication, pour raccordement à une conduite manométrique. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui sera donnée ci-après, uniquement à titre d'exemples, de modes de réalisation de l'invention. On se reportera, à cet effet, aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente une coupe axiale d'un raccord de canalisation selon l'invention avec un joint élastique selon l'invention, - la figure 2 est une variante d'un raccord de canalisation selon l'invention vu en coupe axiale, toujours avec le joint élastique de l'invention, - la figure 3 représente une coupe axiale d'un capteur manométrique selon l'invention utilisant une variante du joint selon l'invention, - la figure 4 représente, à plus grande échelle la demi section radiale d'une moitié du joint de l'invention. Le raccord dés figures 1 et 2 est destiné à raccorder deux canalisations métalliques I et 2. A l'extrémité de chacune de ces canalisations, on a soudé deux pièces d'extrémité 3 ou 13 annulaires ayant chacune, au droit des soudures 10, la même section 1 que l'ex trémité de canalisation, respectivement 1 et 2. Les pièces 3 ou 13 se prolongent par une bride, respectivement 4 ou 14, dont la face annulaire, opposée aux extrémités à souder par la soudure 10, présente une gorge annulaire frontale 5. Les gorges annulaires frontales 5 sont identiques en largeur de Saignée et en profondeur. Elles sont disposées vis-à-vis, comme montré sur les figures. Le joint élastique 20 comporte une partie centrale annulaire 21, de section interne 22 sensiblement égale à celle des canalisations 1 et 2. Il se prolonge symétriquement, de part et d'autre de sa partie centrale annulaire 21, par des parties d'extrémités 23 recourbées annulairement vers l'intérieur et présentant une fente annulaire 24, dont les lèvres sont respectivement une branche 25 proche de la partie annulaire 21 et une partie 26 d'extrémité annulaire libre. Le joint 20 est d'une pièce moulée ou usinée en polyuréthane, polyamide, polypropylène ou autre matière élastique. On exposera plus loin le mode de réalisation préféré de ce joint 20. A la figure 1, un raccord Il est constitué par le fait que les brides 4 des pièces 3 sont réunies par un manchon 6, comportant à une extrémité un collet intérieur 7 de butée contre l'une des brides 4 et emmanché sur la pièce 3, de droite sur la figure, avant sa soudure à la canalisation 2, de telle sorte que ce manchon 6 puisse envelopper à la fois les deux brides 4, entre lesquelles est interposé le joint 20, et déborder la bride 4, de gauche sur la figure, par une partie 8 intérieurement filetée, dans laquelle vient se visser un anneau de butée 9 extérieurement fileté en concordance, enfilé sur la pièce 3, de gauche sur la figure, avant sa soudure à la canalisation 1. On voit que le manchon 6 assure rigidement à la fois le maintien du joint 20 ##qu'il protège contre toute expansion nuisible et le maintien axial des brides 4 contre toute action de traction en écartement due à la pression interne régnant dans le joint, c'est-à-dire, dans les canalisations raccordées. A la figure 2, un raccord 12 est constitué par le fait que les brides 14 sont percées de trous 15 parallè les à l'axe et régulièrement distribués pour assemblage par boulons 16 et écrous 17. Entre les deux brides 14 on pose, avant leur assemblage par boulons, un manchon 18 venant encer cler exactement le joint 20 et prenant également appui sur deux épaulements annulaires 19 des brides 14 prévus pour l'appui circulaire en concordance de forme du joint 20 en dehors de sa partie centrale 21. On voit que ce montage est d'une très grande simplicité et qu'il garantit contre toute expan sion nuisible du joint et contre tout effort axial intempestif. On décrira maintenant un mode préféré de réalisation du joint 20 en regard de la figure 4, qui repré sente la moitié droite d'un joint de l'invention, la moitié gauche étant exactement symétrique. On a déjà vu que ce joint comprend une partie annulaire centrale 21 prolongée par deux parties annulaires d'extrémités 23, dont les lèvres sont respectivement une branche 25 proche de la partie annulaire 21 et une partie 26 d'extrémité annulaire libre.Avant montage, la pièce se présente comme représenté en trait plein à la figure 4 c'est à dire que la branche 25 et la partie d'extrémité libre 26 ont des diamètres différents, la partie libre 26 étant de plus petit diamètre que la branche 25 jouxtant l'anneau central 210 Beys lux parties 25 et 26 sont raccordées, en section radia- le, par une zone présentant, pour la fibre moyenne, un point d'inflexion 27 de part et d'autre de deux parties courbes pré- sentant, l'une, du côté de la branche 25, un rayon de courbure r de fibre moyenne plus petit que le rayon de courbure R de fibre moyenne de l'autre partie courbe du c8té de la partie d'extrémité libre 26, de telle sorte que la circonférence développée de la partie libre 26 lorsqu'elle est retroussée comme en 26' soit plus grande que la circonférence développée de la partie libre 26 en position non retroussée. Avant montage dans le raccord, les extrémités libres 26 sont retroussées annulairement vers l'intérieur, comme représenté en 26', pour constituer la lèvre interne de la fente 24 de communication avec l'espace intérieur du joint,c'est-à-dire du raccord, c'est-è-dire des canalisations raccordées. Par cette conformation originale du joint, on obtient une application élastique parfaite de ses lèvres introduites à force dans les gorges annulaires des pièces d'extrémités, respectivement 3 et 13. La figure 3 représente un capteur manométrique 30 de forme tubulaire destiné à mesurer les pressions de terrains dans un trou de sonde. Le joint 20 a une partie centrale tubulaire 21 de longueur cinq à six fois égale à son diamètre interne. A cette différence près, toutes les autres caractéristiques du joint 20 sont identiques à ce qui a précédemment été décrit. Ce joint 20 va servir d'élément sensible au capteur 30 représenté dans un trou de sonde 31 d'un terrain 32. Il est monté à chacune de ses extrémités dans la gorge frontale annulaire 5 d'un anneau, respectivement 33 anneau supérieur et 34 anneau inférieur, les deux anneaux ayant sensiblement le même diamètre extérieur que le joint 20. Les deux anneaux 33 et 34 sont maintenus alignés et à distance fixe au moyen d'une tige droite 35 qui les traverse tous deux en même temps qu'elle traverse 1' espace annulaire intérieur de la partie centrale annulaire 21 du joint 20. s cet effet, la tige 35 est filetée à ses deux extrémités 36 et 37 pour recevoir à chacune un anneau fileté intérieurement de mise en tension, respectivement 38 et 39.Une rondelle d'étanchéité 40 à joint élastique 41 est interposée à chaque extrémité entre les anneaux filetés 38 et 39 et respectivement les anneaux 33 et 34. Ce mode de montage obture de façon complètement étanche la partie interne de la sonde du côté inférieur. Du côté supérieur, la tige 35 comporte un canal 42 axial de communication avec un embout 43 raccordable à un train de tiges et à une canalisation associée. Ce canal axial 42 débouche sur un canal radial 45 débouchant dans l'espace annulaire intérieur du joint 20 à proximité des lèvres 25 et 26 de la partie supérieure du joint 20. La tige 35 est emmanchée ajustée serrée dans les anneaux 33 et 34 et, au droit de la partie tubulaire 21 du joint 20, remplit pratiquement sans jeu tout l'espace central de cette partie 21 en l'absence de pression interne et externe. Pour mesurer une pression locale de terrains au droit du trou de sonde avec le capteur de l'in- vention, on le "gonfle" progressivement en pression hydraulique, après l'avoir mis en place, jusqu'à ce qu'on observe une faible chute de pression dont la valeur avant cette chute est représentative de la pression locale des terrains. REVENDICATIONS 1) Joint élastique annulaire présentant une extrémité tubulaire destinée à être logée dans un logement annulaire d'un raccord de canalisation et présentant une fente de communication avec l'espace intérieur du raccord et c-à-d de la canalisation, les deux lèvres de la fente étant alors appliquées en écartement mutuel contre la paroi du logement, caractérisé en ce que son autre extrémité comporte pareillement une fente de communication (24) avec l'espace intérieur du raccord (11, 12), et c-à-d de la canalisation (1, 2) et le joint (20) présente un anneau tubulaire central (21) entre ses deux extrémités (23). 2) Joint selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que les extrémités (23) présentant une fente de communication (24) sont conformables et/ou conformées par repliage annulaire vers l'intérieur. 3) Joint selon la revendication 2, caractérisé en ce que les extrémités (2#3) sont conformables et/ou conformées par retroussage vers l'intérieur. 4) Joint selon la revendication a, caractérisé en ce qu'avant retroussage, les extrémités (23) du joint élastique (20) comportent chacune deux zones (25, 26) de dia mètres différents, la zone terminale (26) à retrousser étant de plus petit diamètre que la zone (25) jouxtant l'anneau cen tral (21). 5) Joint selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux zones successives (25, 26) de diamètres différents sont raccordées par une zone présentant, en section radiale, un profil à inflexion (27). 6) Joint selon la revendication 5, caractérisé en ce que la courbure du profil à inflexion (27) est de plus faible rayon (r) du côté de la zone (25) jouxtant l'anneau central (21) que (R) du côté de la zone terminale (26). 7) Raccord pour canalisation à haute pression dans lequel deux pièces d'extrémités rigides sont réunies de façon étanche avec interposition d'un joint selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les deux pièces d'extrémité (3, 13) présentent chacune une gorge annulaire frontale (5) s'ouvrant vis-à-vis pour recevoir, chacune, une extrémité (23) du joint (20), le raccord (11, 12) comprend un manchon rigide (6, 18) entourant au moins l'anneau tubulaire central (21) et comprend des moyens externes de liaison rigide (6, 9 ; 16, 17) des deux pièces d'extrémité (3, 13) et du manchon (6, 18). 8) Capteur manométrique utilisant comme élément sensible un joint selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé -en ce qu'il comprend deux anneaux (33, 34) axialement alignés présentant chacun dans leur épaisseur une gorge annulaire frontale (5), les deux anneaux (33, 34) sont maintenus écartés à une distance telle que les extrémités (23) du joint (20) sont logées respectivement dans les gorges annulaires5iisposées vis-à-vis, l'écartement étant main- tenu rigidement par une tige (35) traversant l'intérieur du joint (20), et l'un des deux anneaux (34) comporte un moyen d'obturation (37, 39, 40 41). 9) Capteur manométrique selon la revendication 8, caractérisé en ce que la tige (35) occupe substantiellement toute la section interne des anneaux (33, 34) et du joint (20) non soumis à pression interne et comporte, du côté opposé à l'anneau obturé (34), un canal de communication (42, 45) entre son extrémité libre (36) et l'anneau tubulaire central (20). 1D) Capteur manométrique selon la revendication 9, caractérisé en ce que la tige (35) est filetée à ses deux extrémités (36, 37) et reçoit, à chaque extrémité, une vis de serrage (38, 39) s'appuyant sur les anneaux (33, 34) à gorges annulaires (5). 11) Capteur manométrique selon la revendication 10, caractérisé en ce que chaque vis de serrage (38, 39) s'appuie sur l'anneau (36, 37) correspondant à gorge annulaire par I'intermédiaSre d'un joint annulaire (40, 41) d'étanchéité entre tige et anneau. 12) Capteur manométrique selon la revendication 10, caractérisé en ce que la tige filetée (35) dépasse, du coté du canal de communication (42), pour raccordement à une conduite manométrique.