Brevet FR2521686A1 — publié le 19830819

La présente invention concerne des obturateurs ou joints d'étanchéité comprenant un manchon central de caoutchouc et deux cuvettes d'extrémités. La vérification des canalisations ou pipelines et en particulier de leur étanchéité est normalement effectuée en appliquant une pression élevée à une section de ceux-ci et en y détectant toute perte de charge indice d'une fuite On a également proposé de délimiter une longueur dans un temps donné par insertion d'un dispositif d'obturations pour isoler une dite section entre -10 deux joints étanches et y contr 8 ler la perte de charge possible. Ces obturations sont une caractéristique primordiale de tout dispo- sitif et on en a proposé beaucoup dans des textes de brevets Mais la plupart de ces dispositifs n'ont pas été utilisés pratiquement du fait qu'un simple bloc de caoutchouc>qui est soit expansé pour assurer le contact d'étanchéité sur la paroi de la canalisation, soit soumis à un effort de compression afin d'être expansé par effet de Poisson, est susceptible de défectuosités en fait, entre autres raisons, de celles indiquées ci-dessous - Les pressions très élevées qui sont obligatoirement appliquées tendent à transformer la matière du joint en une matière visqueuse fluant sous ces pressions. Il est également avantageux que ces dispositifs obturateurs puissent être déplacés sur des positions successives dans la canalisation et, à cette fin, de pouvoir relâcher la pres- sion pour ces déplacements Il est théoriquement possible d'achever chaque essai approximativement en une minute et ce bénéfice appré- ciable serait perdu si les caoutchoucs d'étanchéité ne réagissaient pas rapidement à la fois dans les réductions et augmentations de pression instantanément avant d'être actionnés à nouveau Il s'ensuit que le caoutchouc de base doit répondre rapidement aux variations de pression et avoir une faible hystérésis afin de ne pas se stabiliser aisément sous une forme donnée. On a proposé déjà de réaliser un segment de piston en caoutchouc ayant des couches de tissu absorbant y adhérant et recouvrant des parties de la surface extérieure, tel que dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 583 172, mais étant incorporé dans une gorge de piston, ce segment n'est pas susceptible de cycles de compressions multiples sous des pressions de 400 à 300 kg/cm le flua Se ne pouvant se produire du fait que les sur- faces d'extrémités sont délimitées par des segments rigides à sec- tion en L Ce segment proposé étant seul utilisé ne pourrait sup- porter les pressionsextrêmes et les conditions cycliques exercées sur les joints d'obturation considérés, tels que décrits dans le brevet de GrandeBretagne 2 056 091 et autres sous les pressions très élevées. La présente invention a donc pour objet un joint pouvant résister à un nombre élevé de cycles de hautes charges de compression avec des retours rapides de décompressions alternées. Le nouveau dispositif est caractérisé en ce que chaque cuvette est constituée par plusieurs couches de tissu noyées et complètement intégrées dans le caoutchouc du noyau ou manchon. Tel que décrit ci-dessus, le joint peut être réalisé en un élément cylindrique creux, résistant au fluage et ayant un corps en caoutchouc renforcé par lesdites cuvettes d'extrémités, le procédé étant caractérisé par les phases successives de formation d'un disque à couches multiples de tissu caoutchouté à noyau central creux avec des rainures agencées sur au moins une face du disque, lequel est conformé en cuvette dans deux matrices de moulage, d'in- sertion des armatures en cuvettes dans d'autres matrices de confor- mation, puis de fermeture des matrices et remplissage de l'espace restant par du caoutchouc achevant ainsi le joint. D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre d'un exemple préféré de réalisation et des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation d'un disque de tississtratifiésconstituant l'ébauche d'une cuvette d'antifluage de joint; la figure 2 est une coupe axiale d'une matrice femelle de cuvette pour la réalisation d'une cuvette a partir de l'ébauche de la figure 1; la figure 3 est une coupe analogue à la figure 2 de la partie mrle de la matrice de la figure 2; la figure 3 A est une coupe axiale d'une cuvette réalisée avec les éléments des figures précédentes; la figure 4 est une coupe axiale d'un joint ter- miné; les figures 5 et 6 sont des coupes axiales des deux parties complémentaires de matriçage servant à réaliser la cuvette de la figure 4; et la figure 7 est une coupe longitudinale de la partie mâle de matriçage du joint de la figure 4. La figure 4 représente un joint de l'invention com- prenant un noyau ou manchon cylindrique 10 en caoutchouc vulcanisé ayant une dureté de 60 à 65 et deux cuvettes 12 en stratifié de tissu, comme il apparaît des figures 3 A et 4, les cuvettes d'extré- mités étant concentriques du manchon. Le tissu employa est avantageusement une armure de Nylon dite " 427/62 " et chaque cuvette 12 comporte 6 à 12 couches de tissu caoutchouté, de manière plus générale ce tissu est en résine synthétique et les couches sont liées par du caoutchouc natu- rel de mimes caractéristiques que celles du noyau 10, ce qui est plus avantageux. Les cuvettes 12 sont formées à partir des disques 13 d'ébauches à trou central 14, à l'aide des deux éléments de matri- çage (figures 3, 4) en y plaçant les diverses couches de tissu pen- dant un temps suffisant sous l'action de la chaleur. Pour un joint destiné à des pipelines relativement petits, ayant un diamètre extérieur d'environ 93 cm, il sera fait appel à un disque 13 d'ébauche d'environ 130 cm de diamètre exté- rieur afin d'obtenir la périphérie 20 de cuvette Pour faciliter cette formation, on réalise des rainures d'amorçage (non représen- tées) sur une face du disque Avec un disque d'environ 8 cm d'épais- seur,ces rainures sont radiales et distantes du trou central 14 à intervalles d'environ 2,4 cm Mais, pour de plus grandes dimen- sions, la partie périphérique est normalement de proportions plus profondes avec des espacements supérieurs. Les deux éléments 21, 23 de matriçage de cuvettes sont en général classiques, mais il faut noter que,l'étirage des surfaces périphériques 22, 24 étant profond, l'angle est compris entre 5 et 10 '. Le joint terminé de la figure 4 comprend deux cuvettes antifluage 12 d'extrémités et le noyau central ou manchon 10 est en caoutchouc à haute résistance et faible hystérésis, cette matière devant prendre rapidement des formes alternées, dans un grand nombre de cycles, pour correspondre rapidement aux augmenta- tions et diminutions de pression appliquées et résister k l'abrasion. Les essais effectués indiquent une vie presque illimitée en comparai- son de celle des joints classiques On voit sur la figure 4 que les couches de tissu recouvrent à chaque extrémité une majeure partie de la surface du manchon 10 avec une partie mineure de sa longueur périphérique, de sorte que l'élément cylindrique creux a une surface cylindrique ainsi que des surfaces planes d'extrémités. Les coquilles convenant à la formation d'un joint complet sont représentées sur les autres figures et sont encore sensiblement classiques La matrice comprend des parties supérieure 26 et inférieure 28 et une partie intermédiaire 30 Le noyau cen- tral 30 est fixé à la partie supérieure par un boulon 34 Pour les éléments des figures 2 et 3, des angles notables d'étirage sont uti- lisés. Dans la conformation, les deux pièces sont réchauf- fées pour faciliter l'opération sur les cuvettes 12 et leur intégra- tion au manchon 10. Le moulage du manchon 10 est achevé en plaçant les cuvettes d'extrémités 20 et ensuite en réunissant les deux éléments de matriçage Ces éléments reçoivent alors une quantité préalablement déterminée de caoutchouc cru vulcanisé pendant une durée suffisante, avant de séparer les éléments et enlever le joint terminé. Ces joints peuvent être utilisés dans tous les appa- reils connus de détection de fuites, mais particulièrement avec ledit brevet 2 056 091 de Grande-Bretagne, et on a constaté qu'ils supportaient au moins 500 cycles haute pression-pression atmosphé- rique avec une réponse très rapide quasiment instantanée au relâche- ment de pression, ce qui est important parce que les essais effectués pour les détections de fentes ne durent que 60 S et que le dispositif doit être amené rapidement a l'emplacement suivant du pipeline vérifié; tout retard de remise en état du dispositif suspendant son déplacement. R E V E N D I C A T I O N S 1 Joint comprenant un manchon ou noyau central en caoutchouc et deux cuvettes d'extrémités, caractérisé en ce que chaque cuvette ( 20) est constituée en couches multiples de tissu, noyées et complètement intégrées dans ledit caoutchouc. 2 Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit noyau est en caoutchouc pouvant reprendre sa forme non chargée après de multipw cycles en haute compression. 3 Joint selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit noyau est en caoutchouc naturel. 4 Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit caoutchouc, imprégnant les couches de tissu, est identique à celui du noyau. Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le nombre de couches de tissu est de 6 à 12 dans la cuvette ( 20) à chaque extrémité du joint. 6 Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tissu est en Nylon ou autre résine synthétique en armure serrée. 7 Joint selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le caoutchouc naturel est vulca- nisé k une dureté de 60 à 65. 8 Procédé de fabrication d'un joint cylindrique creux ayant des propriétés antifluage et-ayant un noyau ou manchon en caoutchouc à renforcements d'extrémités en cuvette ( 20) et comportant des couches multiples de tissu noyées dans le caoutchouc, ce procédé étant caractérisé par les phases de formation d'un disque ( 13) en couches multiples de tissu caoutchouté, à trou cen- tral ( 14), ayant des rainures sur au moins une face de formation de ce disque en cuvette dans deux éléments de matriçage, d'insertion de ces cuvettes dans d'autres matrices ( 26, 28,30), de fermeture de ces matrices et de remplissage de l'espace libre par du caout- chouc pour obtenir le joint terminé. 9 Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les matrices ( 21, 23) et les matrices ( 26, 28, 30) de moulage servant à la formation du joint terminé sont réchauffées.