Brevet FR2505017A1 — publié le 19821105

La présente invention a trait à un dispositif de raccordement rapide pour conduites hydrauliques et les lignes hydrauliques et élec- triques de service y associées. On conna t déjà des dispositifs d'accouplement ou de raccorde- ment rapide pour conduites hydrauliques, dans lesquels des moyens de serrage et d'actionnement rapides assurent, lorsque cela est nécessaire, le serrage réciproque frontal et bout-à-bout de deux parties traversées par des conduites correspondantes pouvant être alignées entre elles Un dis- positif de ce genre est décrit et représenté, par exemple, dans le brevet italien no 844 387 au nom du Demandeur de la présente demande de brevet d'invention. De tels dispositifs sont utilisés en particulier pour le trans- bordement de produits pétrolifères fluides entre un tanker et la terre- ferme ou inversement, dans des ports maritimes ou même en haute-mer, à proximité de plate-formes de forage on peut en outre les maintenir soit hors de l'eau, soit sur le fond marin, et dans ce dernier cas il faut prévoir bien' entendu des enveloppes ou gaines hermétiques spéciales qui entourent et renferment la zone d'accouplement. En dehors du problème de l'accouplement rapide de la conduite principale, il existe souvent celui de la connexion des différentes li- gnes de service (hydrauliques et/ou électriques) qui accompagnent la conduite principale et sont actuellement assujetties à des connexions de type conventionnel, indépendantes du système de raccordement rapide. En revanche, le but de la présente invention est de réaliser un dispositif de raccordement qui assure non seulement l'accouplement (ou le désaccouplement) rapide de la conduite principale, mais aussi la connexion (ou la déconnexion) automatique d'une ou plusieurs lignes auxiliaires ou de service du type hydraulique et/ou électrique. Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce à un dis- positif de raccordement rapide, lequel comprend une première partie et une seconde partie pouvant être accouplées et désaccouplées entre elles lorsqu'elles sont placées en regard et alignées entre elles, ainsi que des moyens de serrage à commande rapide, solidaires d'une de ces parties et pouvant 4 tre accrochés de façon amovible à l'autre partie pour en assu- rer le serrage ou le blocage dans ladite position d'alignement récipro- que, chacune desdites parties étant traversée par une conduite principale munie d'une vanne de commande et qui présente, à l'endroit de la face d'ac- couplement de ces deux parties, une extrémité libre pouvant se raccorder de façon à constituer le prolongement direct de la conduite principale de 250501 7 -2- l'autre partie, par suite du serrage de ces deux parties dans ladite posi- tion bout-à-bout, ce dispositif étant caractérisé en ce que chacune des- dites parties est également traversée par au moins une ligne hydraulique ou électrique de service laquelle, au moins à l'endroit de ladite face d'accouplement, est parallèle à ladite conduite principale et en mesure d'être accouplée en tant que prolongement direct de la ligne de service correspondante de l'autre partie lorsque ces deux parties sont serrées dans ladite position alignée et bout-à-bout, cette ligne de service étant pourvue de moyens propres à réaliser et interrompre automatiquement l'é- coulement du fluide ou courant qui la traverse lorsque ces parties sont respectivement placées dans ladite position bout-à-bout ou éloignées de celle-ci. Avec le dispositif suivant l'invention il est donc possible d'ob- tenir en une seule opération soit le raccordement rapide de la conduite principale, soit la connexion, aussi rapide, de la ou des lignes de ser- vice qui l'accompagnent, tandis que le désaccouplement et la déconnexion s'obtiennent avec la même rapidité. A cet effet, il convient de souligner l'importance particulière que revêt le fait que la ou les lignes de service ou auxiliaires, qu'elles soient hydrauliques ou électriques, sont pourvues de moyens conçus pour permettre et interdire automatiquement l'écoulement du fluide ou du cou- rant qui les traverse En fait, il s'agit là d'une caractéristique essen- tielle qui permet d'effectuer aussi l'accouplement ou la séparation de la ou des lignes de service ou auxiliaires par une seule manoeuvre générale- ment prévue seulement pour le raccordement ou la séparation de la conduite principale Sans cette caractéristique, il serait nécessaire d'effectuer des interventions ultérieures qui diminueraient sensiblement l'utilité du dispositif suivant l'invention. Les caractéristiques de la présente invention ressortiront da- vantage au cours de la description détaillée qui suit, relative à deux modes possibles de réalisation pratique de l'invention, donnés uniquement à titre d'exemples non-limitatifs en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: La FIGURE 1 montre un premier exemple de réalisation du disposi- tif suivant l'invention, vu en coupe axiale faite selon la ligne I-I de la Figure 2; La FIGURE 2 représente le même dispositif vu de la gauche de la Figure 1; La FIGURE 3 montre un détail du dispositif, vu en coupe faite 25050 1 7 -3- suivant la ligne III-III de la Figure 2; La FIGURE 4 montre le même détail mais vu en coupe suivant la ligne IV-IV de la Figure 3; La FIGURE 5 montre le même détail vu en coupe suivant la ligne V-V de la Figure 3; La FIGURE 6 montre le même détail vu en coupe suivant la ligne VI-VI de la Figure 3; La FIGURE 7 montre encore le même détail mais à une échelle a- grandie, en coupe axiale, de l'accouplement réalisé dans une ligne hydrau- lique de service du dispositif de la Figure 1, et La FIGURE 8 montre en coupe axiale un second exemple de réalisa- tion possible du dispositif suivant l'invention. Le dispositif représenté Figures t à 7 est réalisé en vue d'as- surer le raccordement rapide d'une conduite hydraulique principale et de plusieurs lignes hydrauliques auxiliaires ou de service y associées. Ce dispositif est constitué par deux parties 1 A et 1 B lesquelles, à l'intérieur de deux parties de carcasse étanche 33 A et 33 B, peuvent être accouplées de façon amovible entre elles dans une position alignée et bout-à-bout (Figure 1) grdce à un dispositif de serrage et d'actionnement rapide 2, du type décrit dans le brevet italien no 844 387 cité plus haut. Le dispositif 2 comprend à cet effet plusieurs mâchoires de serrage 3 pou- vant pivoter en 4 sur la partie 1 A de manière à pouvoir tourner dans dif- férents plans radiaux entre une position d'ouverture et la position de fermeture que montre la Figure 1, dans laquelle elles sont accrochées à une btide terminale 5 solidaire de la partie 1 B afin de serrer cette der- nière contre la face terminale de la partie 1 A; ce dispositif comprend en outre une bague tournante 6 également portée par la partie 1 A et plusieurs tiges élastiques 7 pourvues d'articulations d'extrémité 8 et 9, qui servent à relier individuellement les diverses mâchoires 3 à la bague tournante 6, et dont l'ouverture et la fermeture sont par conséquent déterminées par la rotation, opportunément commandée, de la bague 6. Chacune des deux parties 1 A et 1 B est traversée par une conduite principale correspondante 10 A, 10 B munie d'une vanne de commande de type sensiblement sphérique 11 A, 11 B et d'un siège mobile d'étanchéité 13 A, 13 B (Figure 1) Une extrémité de cette conduite est située à l'endroit d'une bride terminale 12 A, 12 B qui occupe une position centrale (Figure 2) et permet l'accouplement ou le raccordement de la conduite proprement dite à une des deux conduites que le dispositif de la Figure 1 a pour r 8 le de raccorder, tandis que l'autre extrémité, lorsque les deux parties 1 A et 1 B 25050 1 7 -4 - sont alignées bout-à-bout et serrées l'une contre l'autre comme le montre la Figure 1, est alignée et communique librement avec l'extrémité corres- pondante de la conduite principale de l'autre partie du dispositif Cha- cune de ces parties 1 A, 1 B est traversée en outre par plusieurs lignes hydrauliques de service outeuxiliaires 14 A, 14 B qui à leur tour sont reliées automatiquement entre elles lorsque les deux parties 1 A et 1 B sont ali- gnées bout-à-bout et serrées l'une contre l'autre comme le montre la Fi- guie 1 Ces lignes hydrauliques de service s'étendent essentiellement dans des directions parallèles à la conduite principale 10 A, 10 B autour de la- quelle elles sont réparties à des intervalles circonférentiels égaux, à partir de l'extrémité d'accouplement, pourvue d'un dispositif à valve ou soupape de fermeture 15 A, 15 B que l'on décrira par la suite en se référant à la Figure 7, pour se déplacer ensuite latéralement à l'intérieur d'une plaque à section sensiblement elliptique 16 A, 16 B qui s'étend parallèlement à la bride terminale centrale 12 A, 12 B pour finalement sortir de ladite plaque par des trous 21 A, 21 B regroupés et décalés latéralement comme le montre la Figure 2 Grâce à ces trous de sortie 21 A, 21 B, les lignes de service 14 A, 14 B peuvent être reliées à des lignes de divers types asso- ciées aux deux postes à relier Le parcours suivi par ces lignes de servi- ce est clairement visible sur les Figures 3 à 6: il comporte en particu- lier une courte section axiale 17 A, 17 B, une section transversale plus longue 19 A, 19 B, et enfin une autre section axiale 20 A, 20 B éloignée de la conduite principale 10 A, 10 B, qui aboutit au trou de sortie correspon- dant 21 A, 21 B (Figure 3). Ainsi qu'il a été indiqué plus haut, les extrémités accouplées des lignes de service 14 A, 14 B, c'est-à-dire celles opposées aux trous de sortie 21 A, 21 B, sont pourvues de dispositifs correspondants à valves A, 15 B Un jeu de deux dispositifs 15 A, 15 B de ce type, qui coopèrent entre eux, est représenté en détail sur la Figure 7 et comprend, par rap- port au dispositif à valve 15 A, un corps extérieur 22 A logé de façon à pouvoir coulisser axialement dans un siège fixe 23 A o il est sollicité par un ressort 24, ainsi qu'un corps intérieur 25 A logé à son tour de fa- çon à pouvoir coulisser axialement dans le corps extérieur 22 A et traversé par un passage interne 26 A qui peut faire communiquer la ligne de service correspondante 14 A avec une chambre interne élargie 27 A du corps extérieur 22 A, laquelle peut être fermée par une tête d'extrémité 28 A, munie d'un téton saillant 29 A, du corps intérieur 25 A Le dispositif à valve 15 B est sensiblement identique (les mêmes chiffres de référence suivis de la lettre B désignent sur la Figure 7 les éléments correspondants à ceux du disposi- -5- tif à valve 15 A), sauf qu'il ne comporte pas de ressort de sollicitation, alors qu'en revanche il est prévu un petit clapet de retenue 30 taré, lo- gé à coulissement dans un prolongement extrême 31 du passage interne 26 B du corps intérieur 25 B dans le but de détendre d'éventuelles surpressions dans la ligne de service 14 B (prévue pour 9 tre la partie à relier à une partie hydraulique sous pression). La composition des dispositifs à valves 15 A, 15 B est telle que, lorsque les deux parties 1 A et 1 B sont alignées et serrées l'une contre l'autre comme le montre la Figure 1, le ressort 24 sollicite le corps ex- térieur 22 A contre le corps extérieur 22 B; par conséquent, le corps in- térieur 25 A est sollicité par l'intermédiaire d'un joint torique 32 A con- tre le corps intérieur 25 B retenu à son tour par un joint torique 32 B. Les deux corps intérieurs 25 A, 25 B sont ainsi retenus dans une position en retrait, qui permet aux deux cnambres 27 A, 27 B de communiquer entre elles et de faire communiquer par conséquent les lignes de service respec- tives 14 A, 14 B. Par ailleurs, en cas de dégagement et dtéloignement réciproque des deux parties 1 A et 1 B, le même fluide sous pression fait avancer les deux corps extérieurs 25 A et 25 B qui, n'étant plus solidaires entre eux, assurent la fermeture des deux chambres d'extrémité 26 A, 26 B Les deux lignes 14 A, 14 B restent par conséquent fermées et aucune perte de produit ne peut avoir lieu. Par contre, pendant la phase de réaccouplement, le même enga- gement bout-à-bout entre les deux parties 14 A et 14 B, réalisé grâce au dispositif de raccordement rapide, contraint les deux corps intérieurs A, 25 B à reculer pour rétablir la communication, et par conséquent l'é- coulement du fluide, entre les deux lignes 14 A et 14 B. Il est donc possible, par une seule manoeuvre, de réaliser non seulement l'accouplement ou la séparation de la conduite principale 10 A, 10 B (contrôlée par la vanne sphérique respective 11 A, 11 B) non seulement l'accouplement ou la séparation des lignes de service 14 A, 14 B mais aussi la libération ou l'interception du flux de fluide entre l'une et l'autre de ces lignes. La conception du dispositif représenté Figure 8 est analogue à celle du dispositif que l'on vient de décrire, dont elle ne diffère que par le fait qu'au lieu des différentes lignes hydrauliques de service 14 A, 14 B qui aboutissent aux plaques de forme sensiblement elliptique 16 A, 16 B il est prévu dans chaque partie 1 A, 1 B une seule ligne électrique de service 34 A, 34 B capable d'assurer automatiquement sa connexion ou sa 250501 7 -6- séparation par rapport à la ligne correspondante de l'autre partie du dispositif à l'occasion de chaque accouplement ou désaccouplement, respec- tivement, de ces deux parties 1 A et 1 B. En effet, la ligne 34 A est constituée par une gaine tubulaire 35 A insérée dans un passage tubulaire 36 A pourvu d'une bride d'extrémité 37 A et d'une tête de connexion 38 A comportant d'une part des prises femelles 39 A et 40 A pour fils électriques (non représentés) que l'on fait courir à l'intérieur de la gaine 35 A, et d'autre part des goujons 41 et 42 pou- vant s'engager dans des prises correspondantes 43 et 44 de la tête de connexion 38 B de la ligne 34 B (par ailleurs identique à la précédente et portant par conséquent les mêmes chiffres de référence, sauf que la lettre n A' est remplacée par la lettre 'B"). Dans ce cas également, lorsqu'on effectue le raccordement ou la séparation des deux parties 1 A et 1 B, on obtient automatiquement la con- nexion ou respectivement la déconnexion des deux lignes 34 A et 34 B avec le m 9 me établissement ou la m 8 me interception du flux de courant électri- que entre une et l'autre de ces lignes. 250501 7 -7 _ - REVENDICATIONS 1 Dispositif de raccordement rapide pour conduites hydrauliques et les lignes hydrauliques et électriques de service y associées, du type comprenant une première partie (l A) et une seconde partie ( 1 B) pouvant être raccordées et serrées en position d'alignement frontal réciproque, ainsi que des moyens de serrage et d'actionnement rapide ( 2) solidaires d'une desdites parties et pouvant accrocher de manière amovible l'autre partie pour en assurer le serrage dans ladite position d'alignement réciproque, chacune desdites parties ( 1 A, 1 B) étant traversée par une conduite prin- cipale ( 10 A, 10 B) pourvue d'une vanne de commande ( 11 A, 11 B) et, à l'en- droit de la face de raccordement de ces parties ( 1 A, 1 B), une extrémité libre qui peut 9 tre raccordée en prolongement direct avec l'extrémité cor- respondante de la conduite principale de l'autre partie, par suite du serrage desdites parties dans ladite position d'alignement réciproque, ce dispositif étant en outre caractérisé en ce que chacune desdites parties ( 1 A, 1 B) est traversée par au moins une 'ligne hydraulique ou électrique de service ( 14 A, 14 B) laquelle, au moins à l'endroit de ladite face de raccordement, est parallèle à ladite conduite principale ( 10 A, 10 B) et en mesure d'8 tre raccordée en prolongement direct avec la ligne de service correspondante de l'autre partie lorsque les parties ( 1 A, 1 B) sont serrées réciproquement dans ladite position d'alignement réciproque, ladite ligne. de service ( 14 A, 14 B) étant pourvue de moyens ( 15 A, 15 B) propres à réa- liser et interrompre automatiquement le flux de fluide ou, respectivement, de courant qui la traverse, lorsque ces parties ( 1 A, 1 B) sont soit placées cans ladite position d'alignement réciproque, soit, au contraire, éloi- gnées de cette position. 2 Dispositif selon la Revendication 1, caractérisé en ce que chacune desdites parties ( 1 A, 1 B) est traversée par plusieurs lignes hy- drauliques de service ( 14 A, 14 B) réparties circonférentiellement autour de la conduite principale au moins à l'endroit de ladite face de rac- cordement et à une certaine distance de celle-ci, ces lignes étant ensuite déplacées latéralement jusqu'à prendre une disposition regroupée et décalée latéralement par rapport à la conduite principale ( 1 A, 1 B). 3 Dispositif selon la Revendication 2, caractérisé en ce que lesdites lignes ( 14 A, 14 B) se terminent, dans leur disposition regroupée ( 20 A, 20 B) par des trous de sortie correspondants ( 21 A, 21 B) qui débou- chent dans une face d'une plaque ( 16 A, 16 B) qui se prolonge latéralement par rapport à la conduite principale ( 1 A, 1 B). 4 Dispositif selon la Revendication 2, caractérisé en ce que 25050 1 7 8- lesdites lignes de service ( 14 A, 14 B; 17 A, 17 B; 19 A, 19 B; 20 A, 20 B) se terminent, à l'endroit de ladite face de raccordement, par des trous ( 21 A, 21 B) munis de dispositifs à vannes ( 15 A, 15 B) permettant d'ouvrir et de fermer automatiquement ces trous ( 21 A, 21 B) par suite soit du rac- cordement effectué entre les deux parties ( 1 A, l B), soit du désaccouplement desdites parties ( 1 A, l B). Dispositif selon la Revendication 1, caractérisé en ce que chacune desdites parties ( 1 A, 1 B) est traversée par au moins une ligne électrique de service ( 34 A, 34 B) pourvue de moyens terminaux à fiche ou prise de courant ( 41, 42) pour assurer la connexion avec des moyens ter- minaux correspondants à prise ou fiche ( 43, 44) de la ligne électrique de l'autre partie.