Brevet FR2476793A1 — publié le 19810828

La présente invention concerne un joint étanche pour le raccordement de tubes de canalisation de fluides sous pression variable. Le joint considéré est en particulier capable d'assurer l'étanchéité aux fuites tant dans le cas o le fluide circu- lant dans les tubes précités est sous pression très élevée, par exemple supérieure à 5 MPa, que dans le cas oû ce flui- de est sous pression relativement faible, par exemple de kPa. En général, quand des tubes de même type sont desti- nés à canaliser des fluides différents circulant sous des pressions très différentes, on choisit les joints étanches à utiliser quand besoin est en fonction de la nature du fluide et de la pression relative. On trouve dans le commerce des joints des deux types qui assurent parfaitement ce résultat. Le seul inconvénient introduit par la différenciation des joints en fonction de la nature et de la pression rela- tive du fluide réside dans la nécessité d'avoir en stock des joints de deux types conçus, l'un, pour des pressions faibles et, l'autre, pour des pressions moyennes ou élevées. La présente invention a pour but de supprimer cet in- convénient en proposant un joint qu'on puisse utiliser avec succès, en toute sécurité, avec des pressions variant large- ment, par exemple entre les valeurs-limites sus-indiquées. Les caractéristiques essentielles de l'invention sont résumées et définies dans les revendications; les buts et avantages de l'invention ressortiront aussi de la description donnée ci-dessous à titre d'exemple en se référant particu- lièrement au dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une vue partiellement latérale et par- tiellement en coupe radiale d'un joint étanche selon l'in- vention; la figure 2 est une demi-vue en coupe radiale de la zone de raccordement entre deux tubes, comportant le joint selon l'invention. En considérant les figures, on voit en 10 le bout mâle d'un premier tube, à insérer dans le. bout femelle 20, de plus grand diamètre, d'un second tube contigu au premier. Il va de soi que chaque tube d'une série présente un bout de type 10 et un bout de type 20, de façon qu'on puisse rac- corder bout à bout des tubes en nombre voulu pour consti- tuer une conduite de longueur quelconque. Le bout femelle 20 de chaque tube présente une gorge annulaire 21 ménagée par façonnage approprié de la paroi de tube. La section radiale, représentée-sur la figure 2, de la gorge en question est sensiblement définie par un quart de cercle 22 rejoignant la paroi de tube soit par un segment IO' rectiligne 23, soit par un arrondi à rayon de courbure très supérieur à celui de l'arc de cercle 22. Le premier segment 22 du profil de la gorge 21 est di- rigé vers l'intérieur du bout 20. Le volute annulaire défini par la gorge 21 constitue, de manière connue en soi, le siège d'un joint annulaire 30. Selon l'invention-, la section radiale du joint présen- te un profil extérieur arrière qui épouse, sur partie au moins de sa longueur, le profil de la section radiale de la gorge 21; ce profil comprend donc un premier segment 31 en forme d'arc de cercle et un second segment 32 rectiligne ou en forme d'arc à grand rayon de courbure. Toutefois, le premier segment 31 du profil arrière de la section radiale du joint 30 ne couvre pas un arc de 900, comme c'est le cas pour la gorge 21, mais seulement un arc plus faible. Par conséquent, le point 40 o s'amorce ce segment circulaire 31 du profil de la section du joint est situé plus haut que le point 41 auquel s'amorce le profil de la section radiale de la gorge 21. Ainsi, au-dessous du segment initial du joint et à l'intérieur de la gorge 21, une chambre annulaire 42 se trou- ve définie à une fin que l'on exposera. Le profil arrière de la section radiale du joint 30-se termine en outre par un nez 33, sensiblement parallèle à l'axe commun 34 des tubes et du joint. Le profil intérieur de la section radiale du joint 30 présente un bec 50 en forme de lèvre pointant vers l'inté- rieur, ainsi qu'une série d'ondulations 51. Pour monter le joint 30 entre les bouts 10 et 20 des tubes considérés, on commence par l'insérer dans la gorge 21, puis on introduit le bout 10 du tube complémentaire dans le bout femelle ainsi préparé. Ensuite, la lèvre 50 est pressée élastiquement contre la face extérieure du-bout de tube 10 et, d'une manière similaire, les crêtes des on- dulations 51 sont en appui contre la face extérieure du bout de tube 10. Tant la lèvre 50 que les crêtes 51 des ondulations agissent en éléments d'étanchéité. Toutefois, leurs modes d'action sont complètement différents et c'est cette diffé- rence de comportement qui fait que le joint assure toujours une bonne étanchéité aux fuites, que le fluide traversant les tubes soit sous pression relativement élevée ou sous pression relativement faible. La lèvre d'étanchéité 50 s'engage dans la chambre 42, ménagée grâce au décalage radial entre les points 40 et 41, en vue d'assurer efficacement l'étanchéité quand le fluide traversant les tubes est sous pression relativement élevée: dans ce cas, le fluide comprimé s'infiltre dans l'intersti- ce annulaire 60 ménagé entre les faces intérieure du tube et extérieure du tube 10 et atteint la chambre 42 préci- tée. Ensuite, le joint est comprimé contre la gorge 21 et sa lèvre est elle-même comprimée contre la face extérieure du tube 10. Dans ce cas, l'étanchéité entre les éléments 31 et 50, d'une part, et les faces intérieure de la gorge 21 et exté- rieure du tube 10, d'autre part, est assurée par la pression régnant dans les tubes ainsi que par la déformation élasti- que de la lèvre 50.. Quand la pression régnant dans lestubes est faible, l'étanchéité est assurée par la déformation élastique de la seule lèvre 50 et, bien sûr, par les ondulations 51 du bas de la section radiale du joint, lorsqu'une faible pression de fluide règne dans les tubes, car la seule déformation élastique de la lèvre 50 serait insuffisante, tandis que la déformation élastique simultanée des crêtes des ondulations 51, bien qu'inférieure à celle de'la lèvre 50, assure une bonne étanchéité. Dans le cas o des pressions faibles règnent dans les tubes, la lèvre 50 et les crêtes des ondu- lations 51 constituent un joint à labyrinthe, de sorte que la différence de pression, déjà faible, entre l'intérieur et l'extérieur des tubes est encore réduit trois ou quatre fois, selon le nombre d'ondulations 51, ce qui permet de ramener à volonté à des niveaux négligeables le débit de franchissement du joint. En effet, les pertes sont représentées par le débit auquel du fluide franchit le joint et ce débit est en rela- tion directe avec chacune des réductions de pression préci- tées. De manière générale, les dispositions décrites se prê- tent à diverses modifications sans sortir, pour autant, du cadre de l'invention. Par exemple, le profil arrière de la section radiale du joint n'est pas nécessairement défini par un arc de cercle et un segment rectiligne: le même effet peut être obtenu au moyen de toute ligne courbe comportant un premier segment 31 à courbure relativement accusée et un second segment 32 à courbure plus faible.. De manière similaire, on peut prévoir deux ou plusieurs ondulations 51 et donner à la chambre 42 une section concave de forme autre que celle sensiblement triangulaire représen- tée sur la figure 2. Toutefois, ces variantes et modifications devront ren- trer dans le cadre défini par les revendications ci-dessous. REVENDICATIONS 1. Joint étanche pour le raccordement de tubes de ca- nalisation de fluides sous des pressions différentes, du genre présentant une section radiale dont le profil inté- rieur (50, 51) est destiné à porter contre la face extérieu- re du tube intérieur (10) et dont le profil extérieur ou arrière (31, 32), sensiblement curviligne, est destiné à porter contre une gorge (21) préalablement ménagée dans la face intérieure du tube extérieur (20), caractérisé en ce qu'il présente, sur ledit profil intérieur une lèvre (50) présentant un tronçon pointu et saillant vers l'axe commun (34) des tubes (10, 20) en direction de l'extrémité du tube intérieur (10), ainsi qu'une série d'ondulations (51) diri- gées vers l'axe commun des tubes et qui s'étendent du côté de l'extrémité du tube extérieur (20). 2. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profil arrière de la section radiale du joint épouse sensiblement le profil de la section radiale de la gorge annulaire (21) du tube extérieur (20) dans laquelle le joint est logé et en ce que le profil arrière de la section du joint s'amorce, du côté présentant ladite lèvre d'étanchéité (50) en un point (40) décalé angulairement vers l'extérieur par rapport au point (41) o s'amorce le profil (22, 23) de la section radiale'de ladite gorge (21), de manière à ména- ger une chambre annulaire (42) au-dessus de ladite lèvre d'étanchéité. 3. Joint selon les revendications précédentes, caracté- risé en ce que le profil de la section radiale de ladite gorge (21) comprend, comme c'est le cas pour le joint (30), un premier segment (22) situé du côté de l'extrémité-du tube intérieur (10), à courbure relativement accusée, et un second segment (23), situé du côté de l'extrémité du tube. extérieur (20), à courbure plus faible, qui ramène graduel- lement l'épaisseur radiale du joint à une valeur nulle. 4. Joint selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit premier segment (22) du profil radial de ladite gorge (21) et ledit profil arrière (31) du joint sont sensiblement en forme d'arc de cercle, tandis que le second segment de gorge (23) et de joint(32)est sensiblementrectinn.