Brevet FR2503827A1 — publié le 19821015

La présente invention concerne un joint d'étanchéité pour l'assemblage de tubes de canalisations d'un fluide sous pression et destiné à être disposé entre un raccord mâle sensiblement du même diamètre que les tubes à assembler et un raccord femelle présentant un diamètre supérieur à celui des tubes. L'invention a pour objet de concevoir un joint d'étanchéité dudit type permettant un raccordement des tubes sans d'autres moyens de verrouillages et un demontage rapide des raccords sans outillage complexe Le joint d'étanchéité selon l'invention est constitué d'un joint annulaire à doubles lèvres délimitant entre une lèvre extérieure et une lèvre intérieure un espace annulaire communiquant avec l'intérieur de la canalisation en direction du raccord femelle, la paroi extérieure de la lèvre extérieure épousant la paroi interne du raccord femelle tandis que la paroi intérieure de la lèvre intérieure épouse sur une partie la paroi extérieure du raccord mâle et présente au voisinage de son extrémité libre au moins une nervure annulaire assurant sous l'action du fluide sous pression l'accrochage du joint sur le raccord mâle. Grâce à ce joint, le raccordement et le décrochage des tubes sont extr#me- ment faciles et rapides. Pour le montage, on met en place le joint selon l'invention dans le raccord femelle et ensuite le raccord mâle est engagé dans le joint par une simple poussée en direction axiale. Lorsque la canalisation est mise sous pression, le fluide sous pression véhiculé s'écoule dans l'espace annulaire entre la sèvre extérieure et la lèvre intérieure du joint et applique celles-ci étroi tement contre les parois correspondantes des deux raccords en assurant l'étanchéité et le verrouillage mécanique entre les raccords. Pour le démontage, en l'absence de toute pression, le raccord mâle peut être dégagé par une traction en directio axiale. Suivant un mode de réalisation préféré du joint d'étanchéité selon l'invention ladite Lièvre intérieure comporte au voisinage de son extrémité libre au moins deux nervures d'une configuration hélicoidale. Ceci permet un démontage du raccordmàlesc une faible pression résiduelle comme on la trouve dans les points bas d'une canalisation. On fait pivoter le raccord mâle d'environ 900 autour de son axe longitudinal , ce qui permet de le dévisser sans difficultés. De préférence, le joint d'étanchéité selon l'invention est réalisé en une matière flexible telle qu'un élastomère ou un polyuréthane. Suivant un mode de réalisation particulier, le joint d'étanchéité selon l'invention comporte une première partie en une matière flexible d'une configuration générale annulaire délimitant entre une lèvre extérieure et une lèvre intérieure ledit espace annulaire et une partie en une matière semi-rigide comprenant au moins une lèvre intérieure disposée à l'intérieur de la Ivre intérieure de la partie flexible et sur laquelle sont prévues la ou lesdites nervures. Pour positionner et retenir ladite partie flexible, ladite partie semi-rigide comprend a son extrémité située du côté du raccord mâle un épaulement annulaire extérieur servant de butée pour ladite partie flexible. De préférence, ladite partie semi-rigide comprend de plus une lèvre extérieure annulaire délimitant avec la lèvre intérieure un espace annulaire destiné à recevoir ladite partie flexible, les extrémités libres des lèvres de cette der nière s'étendant en direction axiale et radiale au-delà des extrémités libres des lèvres de ladite partie semi-rigide pour entrer en contact avec les raccords mâle et femelle respectivement. De plus, selon l'invention, au moins la lèvre intérieure de ladite partie semi-rigide comprend une série de fentes radiales s'étendant à partir de l'extré- mité libre de cette livre en direction dudit épaulement ou du fond dudit espace annulaire. Ceci facilite la déformation élastique du joint nécessaire pour sa mise en place dans le raccord femelle. Cette structure composite du joint d'étanchéité selon l'invention permet d'obtenir des résultats optimaux pour les deux fonctions du joint. La partie flexible assurant une parfaite étanchéité tandis que la partie semi-rigide sert a réaliser un bon verrouillage mécanique des raccords sans risques de déformations sous l'action des pressions en jeu. Les deux parties du joint sont d'une structure simple et peuvent être réalisées d'une manière économique par moulage dans des matières plastiques convenables. L'invention concerne également un dispositif pour le raccordement par emboftement des extrémités de tubes d'une canalisation d'un fluide sous pression comprenant un raccord mâle d'un diamètre sensiblement égal à celui des tubes, un raccord femelle d'un diamètre supérieur à celui des tubes et un joint d'étanchei- té disposé en les deuxdits raccords. Selon l'invention, ledit raccord femelle présente une partie tronc-sphérique destinée a recevoir ledit joint , ledit raccord mâle comprenant au voisinage de son extrémité libre au moins une rainure annulaire destinée à recevoir ladite nervure de la lèvre intérieure du joint d'étanchéité. De préférence, les nervures de la lèvre intérieure du joint d'étanchéité et les rainures du raccord mâle présentent une configuration hélicoidale et forment ainsi des filets de vis. Suivant un mode de réalisation particulier, le diamètre de l'ouverture de l'extrémité libre dudit raccord femelle est plus grand que le diamètre du raccord mâle et ce dernier présente au niveau de cette ouverture une gorge annulaire, le raccord femelle comprenant au niveau de l'extrémité libre du raccord mâle également une gorge annulaire. Grâce à cette structure, on peut faire pivoter les raccords l'un par rapport à l'autre tant dans un plan horizontal que dans un plan vertical pour réaliser des déviations dans une canalisation. L'angle de déviation peut dans ce cas être supé rieur 100. D'autres réalisations et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre et en se référant aux dessins annexés montrant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation du joint d'étanchéité selon l'invention et du raccord de tubes d'irrigation selon l'invention.Sur ces dessins - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un premier mode de réalisation du joint selon l'invention disposé entre un raccord mâle et un raccord femelle de deux tubes, - la figure 2 est une vue en coupe axiale d'un deuxième mode de réalisation du joint selon l'invention comprenant un élément écrou en une matière semi-rigide, - la figure 3 est une vue en élévation latérale de l'élément mâle du raccord de tubes selon l'invention, - la figure 4 est une vue en coupe axiale d'une partie du joint représenté à la figure 2 et d'un raccord mâle montrant la pénétration des crêtes du filet du joint dans les cannelures du raccord mâle, - la figure 5 est une vue en perspective de ltélément semi-rigide du joint représenté à la figure 2, - la figure 6 est une vue en coupe axiale d'un autre mode de réalisation du joint selon l'invention représenté à la figure 2, - la figure 7 est une vue en coupe axiale longitudinale d'un mode de réalisation particulier du raccord de tubes selon l'invention, et - les figures 8 à li sont des vues en coupe de détail montrant différentes variantes des cannelures de l'élément mâle du raccord selon l'invention et de la lèvre intérieure correspondante du joint selon l'invention. A la figure 1, on voit un tube 1 comprenant un raccord femelle 2 qui présen- te un diamètre supérieur à celui du tube 1 et est de préférence d'une configuration tronc-sphérique de sorte qu'il forme un logement pour un joint d'etanchéité 3 selon l'invention. Un tube 4 destiné à être raccordé au tube-1 présente un raccord mâle 5 dont le diamètre est voisin de celui du tube. Le joint 3 selon l'invention est un joint annulaire à doubles lèvres comprenant une levre extérieure 6 et une lèvre intérieure 7 réunies par une partie 8 disposée au niveau de l'extrémité libre du raccord femelle 2. Les lèvres 6 et 7 délimitent ainsi un espace annulaire 9 d'une section sensiblement en U et qui communique avec l'intérieur des tubes 1 et 4. La configuration de la face extérieure du joint 3 correspond sensiblement à celle de la paroi intérieure du raccord femelle 2. Celle de la face intérieure correspond au voisinage de la partie 8 à celle d'une partie cylindrique lisse 10 du raccord mâle 5 tandis qu'elle présente au voisinage de l'extrémité libre de la lèvre 7 deux nervures annulaires 11 et 12. Ces nervures 11, 12 sont destinées à être engagées lors du raccordement des tubes, dans des cannelures annulai res et parallèles 13, 14 prévues au voisinage de l'extrémité libre du raccord mâle 5. Le joint 3 selon l'invention est réalisé en une matière flexible telle qu'un élastomère convenable ou de préférence en un polyuréthane. Lors du raccordement des tubes 1 et 4, le joint est d'abord déformé et mis en place dans le raccord femelle 2. Ensuite, on engage le raccord mâle 5 dans l'ouverture centrale du joint 3 par simple poussée en direction axiale jusqu'à ce que les nervures 11, 12 soient enclenchées dans les cannelures 13, 14. En l'absence d'un liquide ou fluide sous pression à l'intérieur des tubes 1, 4, le raccordement est maintenu grâce à la force élastique exercée par les nervures 11, 12 de la lèvre intérieure 7 du joint 3 sur les parois de cannelures 13, 14 du raccord mâle. Sous pression, le fluide s'écoulant à travers les tubes 1, 4 et les raccords 2, 3 pénètre dans l'espace annulaire 9 du joint et exerce une pression sur les parois de celui-ci de sorte que la levre extérieure 6 est appliquée avec force contre la paroi intérieure du raccord femelle 2 et la livre intérieure 7 contre la paroi extérieure du raccord mâle 5. Les lèvres 6, 7 du joint 3 assurent ainsi l'étanchéité sur le raccord femelle 2 et le raccord mâle 5 respectivement. En même temps, le joint 3 assure un accrochage et verrouillage parfaits entre les deux raccords 3 et 5 grâce à la pénétration complète des nervures 11, 12 dans les cannelures 13, 14. Cet effet d'accrochage ne peut pas être vaincu par la poussée en direction axiale exercée par le fluide sous pression sur toute la section du raccord mâle 5. La séparation des deux raccords 2 et 5 peut dans ce cas uniquement être effectuée en l'absence de toute pression à l'intérieur des tubes 1, 4 et des raccords 2, 5. A cet effet, on exerce sur le raccord mâle 5 une traction en direc- tion axiale, ce qui permet de l'extraire du joint 3 et du raccord femelle 2 grâce à une déformation élastique de la lèvre intérieure 7 du joint A. Par contre, lorsque le raccord selon l'invention replésent à la figure 1 est installe dans un point bas d'une canalisation comprenant des sections verticales ou inclinées et dans laquelle est ainsi maintenue en permanence une faible pression due à la colonne de fluide restant dans les tubes, le démontage du raccord devient pratiquement impossible sans une vidange totale de la canalisation. Les figures 2 à 7 montrent des modes de réalisation du raccord selon l'invention permettant de remédier à cet inconvénient. A la figure+2 est représenté un joint selon l'invention constitué d'une partie extérieure 15 en une matière flexible et d'une partie annulaire 1t en une matière semi-rigide. La partie 15 présente de nouveau deux livres 17, 18 délimitant un espace annulaire 19 communiquant avec l'intérieur du raccord. La partie souple 15 est engagée par une partie cylindrique de la paroi intérieure de la lèvre 18 sur une partie correspondante de la paroi extérieure de la partie 16 et est retenue par un épaulement 20 prévu à l'extrémité située du côté du raccord mâle de la partie 16. L'extrémité libre de la lèvre 18 présente une partie 21 inclinée vers l'intérieur par rapport à l'axe du raccord et qui est destinée à venir en contact avec le raccord mâle 22 comme représenté à la figure 4. Sur la face intérieure de la partie semi-rigide 16 sont de nouveau prévues des nervures 23,24 destinées à coopérer avec des rainures 25,26 (figures 3 et 4) du raccord mâle 22. Mais, suivant ce mode de réalisation, les nervures 23,24 et les rainures 25,26 ne sont plus annulaires mais hélicoidales et se présentent ainsi sous forme de parties de filets de vis. Ceci facilite le démontage du raccord selon l'invention en présence d'une faible pression (par exemple de l'ordre de 1 2 à 2 kg/cm ) à l'intérieur du raccord. Dans le même but la partie 21 de l'élément souple 15 est suffisamment prolongée en direction radiale pour limiter par exemple en l'absence de pression et sous très faible pression de fluide véhiculé la pénétration P des nervures 23,24 du joint dans les rainures ou cannelures 25,26 du manchon mâle 22 comme représenté à la figure 4. De plus, selon l'invention l'élément semi-rigide 16 représenté en détail à la figure 5 présente des fentes radiales 27,28 au niveau de sa partie présentant les nervures 23, 24 et au niveau de son épaulement annulaire 20 destine à retenir la partie flexible 15. Ceci permet de déformer le joint 15, 16 pour sa mise en place dans un raccord femelle. Lors de l'utilisation du joint 15, 16 la partie 15 est d'abord mise en place sur la partie 16 et ensuite l'ensemble 15,16 est engagé par déformation élastique dans le raccord femelle dans lequel il est maintenu sous l'action de la force elastique exercée par la lèvre extérieure 17 de la partie flexible 15 sur la paroi intérieure du raccord femelle. Le raccord mâle 22 est ensuite engagé par une poussée en direction axiale dans le joint 15, 16 jusqu'à ce que les nervures 23, 24 du joint s'enclenchent dans les rainures du raccord mâle 22 et retiennent ainsi ce dernier par rapport au raccord femelle. Sous pression, le fluide s'écoule de nouveau dans l'espace annulaire 19 et applique ainsi les lèvres 17 et 18 de la partie flexible 15 contre les raccords mâle et femelle pour assurer l'étanchéité tandis que les nervures 23, 24 de la partie semi-rigide 16 pénètrent sous cette pression complètement dans les rainures 25, 26 du raccord mâle et assurent ainsi un verrouillage parfait de ce dernier. La séparation des raccords mâle et femelle s'effectue, en l'absence de toute pression, de la même manière que décrite ci-dessus pour le mode de réalisation re présenté à la figure 1. Par contre, grâce à la configuration hélicoidale des nervures 23, 24 et des rainures 25, 26, ce raccord peut également être démonté sans difficultés en présence d'une faible pression résiduelle de l'ordre de 1 à 2 kg/cm2. A cet effet, on fait pivoter 1e raccord mâle d'un angle de l'ordre de 450 à 900 par rapport à l'axe longitudinal du raccord, ce qui permet de le dévisser malgré ladite pression résiduelle. Ceci peut le plus souvent être effectué à la main sans utilisation d'un outil quelconque. On voit ainsi que la partie flexible 15 constitue le joint d'étanchéité proprement dit tandis que la partie semi-rigide 16 forme un écrou d'accrochage. Le joint 15 est de nouveau réalisé en un élastomère ou de préférence en un polyurethane. L'écrou 16 peut être réalisé en un métal ou en une matière plastique telle qu'un polyacêtal, un polyamide ou de préférence un polyéthylène semirigide convenable. A la figure 6, on voit une variante du joint représenté aux figures 2 à 5 qui comprend une partie de joint flexible 29 et une partie d'écrou semi-rigide 30. Dans ce cas, le joint 29 et l'écrou 30 présentent chacun deux lèvres 31, 32 et 33, 34 respectivement qui délimitent des espaces annulaires 35. Le joint 29 est engagé dans l'espace annulaire de l'écrou 30 et les extrémités libres de ces lèvres 31, 32 s'étendent en direction radiale et en direction longitudinale au-delà des extrémités libres des lèvres 33, 34 de l'écrou 30 pour entrer en contact avec les raccords mâle et femelle en vue d'assurer l'étanchéité entre ces éléments. Dans le mode de réalisation particulier représenté à la figure 7, un joint selon l'invention 36 est utilisé pour raccorder un raccord mâle 37 et un raccord femelle 38. Dans ce cas, le raccord femelle 38 présente une partie tronc-ephéri- que 39 d'un diamètre nettement plus important que celui du tube et du raccord m - le 37 afin de permettre un pivotement de ce dernier par rapport à l'axe 40 du raccord femelle 38, par exemple, d'un angle cc pour ainsi former une déviation dans la canalisation. Pour pouvoir augmenter cet angle de déviation ef le raccord mâle 37 présente au niveau de l'extrémité libre du raccord femelle une gorge annulaire 41.De même, le raccord femelle 38 présente au niveau de l'extrémité libre du raccord maie 37 une gorge ou rainure annulaire 42. Les fonds de cette gorge 41 et de la rainure 42 forment les surfaces de butée pour le raccord complémentaire respectif et permettent ainsi une augmentation sensible de l'angle de déviation ~ sans nuire à l'étanchéité et l'accrochage parfaits entre les deux raccords au moyen du joint 36 selon l'invention. Cette déviation peut être réa- lisée sur un plan vertical et/ou un plan horizontal et elle peut être sans difficuités d'un angle supérieur à 100 dans chaque plan. En vue de déterminer la pente des nervures du joint selon l'invention et des rainures du raccord mâle, on a effectué une série d'essais pratiques dont les re- sultats essentiels sont représentés très schématiquement aux figures 8 à 11. A la figure 8, on voit la lèvre intérieure 43 d'un joint selon l'invention et les rainures 44 prévues sur un raccord mâle. Dans ce cas, la pente de la partie frontale des rainures 44, c'est-à-dire celle dirigée en direction de la partie arrière du raccord mâle, est relativement raide tandis que la partie arrière des rainures présente une faible pente. Dans ce cas, l'accrochage des raccords est faible mais le décrochage très difficile. A la figure 9, la profondeur des rainures 46 du raccord mâle coopérant avec la lèvre intérieure 45 d'un joint est très faible, ce qui se traduit par un accrochage aléatoire inefficace et un décrochage facile. A la figure 11, la section des rainures 50 coopérant avec la lèvre intérieure 49 d'un raccord est sensiblement sinusoidal. Dans ce cas, l'accrochage est mauvais malgré l'angle de contact avantageux. Le décrochage par contre est facile. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 10, 1'anglet8 que forme la partie arrière des rainures 48 a d'un raccord mâle avec l'axe du raccord est de l'ordre de 45 , ce qui permet un bon accrochage de la lèvre intérieure 47 d'un joint tandis que le décrochage est réalisable. On a donc constaté que l'angle représenté à la figure 10 est, de préfé- rence, de l'ordre de 400 à 600 pour assurer un accrochage suffisamment solide tout en permettant un décrochage de préférence par traction et/ou dévissage du raccord mâle. Enfin, on notera que le raccord mâle et le raccord femelle du dispositif selon l'invention peuvent être réalisés avantageusement suivant le procédé de formage électro-magnétique tel que'décrit dans la demande de brevet NO 80 23500 du 4 Novembre 1980. Le joint et le dispositif de raccordement selon l'invention peuvent bien entendu être utilisés avantageusement dans toutes les canalisations nécessitant des opérations de démontage fréquentes et notamment dans des canalisations d'irrigation. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ici mais on peut y apporter de nombreuses modifications sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Joint d'étanchéité pour l'assemblage de tubes (1,4) de canalisations d'un fluide sous pression et destiné à être disposé entre un raccord mâle (5) sensiblement du même diamètre que les tubes à assembler et un raccord femelle (2) pre- sentant un diamètre supérieur à celui des tubes, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un joint annulaire à double lèvre délimitant entre une lèvre exte- rieure (6) et une lèvre intérieure (7) un espace annulaire f# communiquant avec l'intérieur de la canalisation en direction du raccord femelle (2), la paroi exterieure de la lèvre extérieure (6) épousant la paroi interne du raccord femelle (2) tandis que la paroi intérieure de la lèvre intérieure (7) épouse sur une partie la paroi extérieure du raccord mâle (5) et présente au voisinage de son extrémité libre au moins une nervure (11, 12) annulaire assurant sous l'action du fluide sous pression l'accrochage du joint sur le raccord mâle (5). 2. Joint suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite lèvre intérieure comporte au voisinage de son extrémité libre au moins une nervure d'une configuration hélicoldale. 3. Joint suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est réalisé en une matière flexible telle qu'un blastomère ou un polyuméthane. 4. Joint suivant l'une quelconque des revendications i ou 2,#caractérisé en ce qu'il comporte une première partie en une matière flexible d'une configuration générale annulaire délimitant entre une lèvre extérieure et une lèvre intérieure ledit espace annulaire, et une partie en une matière semi-rigide comprenant au moins une lèvre intérieure disposée à l'intérieur de la lèvre intérieure de la partie flexible et sur laquelle sont prévues la ou lesdites nervures. 5. Joint suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ladite partie semi-rigide comprend à son extrémité située du côte du raccord mâle un épaulement annulaire extérieur servant de butée pour ladite partie flexible. 6. Joint suivant la revendication 4, caractérisé en ce que ladite partie semi-rigide comprend de plus une lèvre extérieure annulaire délimitant avec la lèvre intérieure un espace annulaire destins a recevoir ladite partie flexible les extrémités libres des lèvres de cette dernière s'étendant en directions axiale et radiale au-delà des extrémités libres des lèvres de ladite partie semi-rigide pour entrer en contact avec les raccords mâle et femelle respectivement. 7. Joint d'étanchéité suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'au moins la lèvre intérieure de ladite partie semi-rigide comprend une série de fentes radiales s'étendant à partir de l'extrémité libre de cette levre en direction dudit épaulement ou du fond dudit espace annulaire. 8. Dispositif pour le raccordement par emboitement des extrémités de tubes d'une canalisation d'un fluide sous pression comprenant un raccord mâle d'un diamètre sensiblement égal à celui des tubes, un raccord femelle d'un diamètre supérieur à celui des tubes et un joint d'étanchéité disposé en les deuxdits raccords caractérisé en ce que ledit raccord femelle présente une partie tronc-sphérique destinée à recevoir ledit joint constitue par un joint suivant la revendication 1, ledit raccord mâle comprenant au voisinage de son extrémité libre au moins une rainure annulaire destinée à recevoir ladite nervure de la lèvre intérieure du joint d'étanchéité. 9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que ledit joint est constitué d'un joint suivant l'une quelconque des revendications 2 à 7, la ou lesdites nervures du raccord mâle -étant d'une configuration helicoîdale. 10. Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le diamètre de l'ouverture de l'extrémité libre dudit raccord femelle est plus grand que le diamètre du raccord mâle et ce dernier présente au niveau de cette ouverture une gorge annulaire, le raccord femelle comprenant au niveau de 1 'extrémité libre du raccord mâle également une gorge annulaire.