Brevet FR2546603A1 — publié le 19841130

La présente invention concerne les canalisations de fluide, et plus particulièrement des canalisations du type dans lequel une enveloppe métallique est garnie d'u- ne matière non métallique choisie parmi les élastomères et les plastomères. Les canalisations chemisées du type ci-dessus qui sont utilisées de nos jours sont généralement fabriquées à partir d'acier de qualité 40 (Schedule 40) ou de qualité (Schedule 80), et sont chemisées avec diverses matié- res plastiques résistant aux agents chimiques ayant des épaisseurs nominales de paroi généralement comprises en- tre environ 1,37 mm ( 0,054 pouce) pour un tuyau de 12,7 mm ( 1/2 pouce) et environ 4,70 mm ( 0,185 pouce) pour un tuyau de 305 mm ( 12 pouces) en ce qui concerne la résine de té- trafluoréthylêne et avec une épaisseur supérieure pour d'autres résines telles que le polypropylène pour gros tra- vaux On a utilisé occasionnellement de l'acier de qualité (Schedule 10) Généralement, les raccordements entre des sections de ces tuyaux sont effectués à l'aide de joints bridés, auquel cas le chemisage ressort du tuyau et est é- vasé sur la face de la bride à la fois pour protéger le métal des fluides acheminés et pour tenir lieu de joint. Les brides sont principalement du type à boulons, et il a été à un moment considéré comme souhaitable d'inclure une rondelle fibreuse de renforcement autour de la garniture entre la face de la bride métallique et l'évasement en ma- tière plastique qui la recouvre pour compenser le fluage à froid de la matière plastique. Cette canalisation connue est relativement lour- de, et les brides à boulons conventionnelles nécessitent de très nombreuses heures de main d'oeuvre pour réaliser une installation type Cependant, des raccords autres que les brides à boulons ont été généralement mal accueillis sur le marché Il existe néanmoins une demande, en parti- culier au vu de l'augmentation des coûts d'investissement, pour une canalisation chemisée de matière plastique qui soit plus légère et d'un assemblage plus rapide. Une tentative dans cette direction est illustrée par la canalisation décrite dans le brevet U S N 04 313 625 publiée le 2 Février 1982 L'abrégé de ce brevet mentionne une canalisation à chemisage dans laquelle le tuyau et son chemisage sont déformés pour définir une bride évasée vers l'extérieur, une bague conique montée lâche est disposée sur le tuyau à proximité de la bride et le tuyau est rac- cordé à un tuyau similaire ou à un raccord moulé au moyen d'un collier fendu en "V" Cependant, les bagues lâches sont la terreur des ouvriers Si elles sont montées suffi- samment serrées pour entraver leur déplacement le long du tuyau, il existe le risque qu'elles s'accrochent sur le tuyau lorsque le raccord est assemblé, pour empêcher la réalisation d'un raccord à étanchéité uniforme Ainsi, un certain jeu est nécessaire et un autre problème apparait pour maintenir les bagues en place jusqu'au montage du col- lier en "V". Il existe d'autres inconvénients à la structure décrite dans ce brevet, et ceux-ci seront mentionnés plus loin lors de la description de la présente invention. Au vu des inconvénients mentionnés ci-dessus, la présente invention a pour objet de proposer un raccord de canalisation qui soit plus fiable et d'une adaptation plus souple pour des canalisations légères à chemisage, qui soit plus facile à assembler, et qui ne comporte pas de bagues montées lâches. A cet effet, la-présente invention concerne un as- semblage de canalisations à chemisage, caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison, un élément de canalisation métallique légère comportant une partie-de raccordement évasée radialement vers l'extérieur à moins de 900 pour former une bride tronconique; une bague d'étanchéité de charge présentant un -diamètre intérieur correspondant sen- siblement à celui de la partie de raccordement, dont une surface tronconique est en contact avec la face concave extérieure de la bride, et dont une face radiale est si- tuée du côté opposé à la face tronconique; un chemisage tubulaire de matière plastique ressortant de la partie de raccordement à travers la bague de charge, endroit au niveau duquel il est évasé -radialement vers l'extérieur par dessus ladite face radiale de la bague pour former un élément de joint et ainsi emprisonner ladite bague de charge; et un collier en V destiné à encercler la bride tronconique et à s'engager sur la face convexe de celle-ci située derrière ladite face concave pour comprimer l'élé- ment de joint contre une surface associée d'un autre élé- ment. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée suivante, d'une forme -de réali- sation préférée donnée à titre d'exemple, faite en réfé- rence aux dessins annexés, sur lesquels des numéros de ré- férence identiques sont utilisés pour désigner des élé- ments identiques ou similaires, et sur lesquels: la Fig 1 est une vue en coupe longitudinale d'un assemblage de canalisations illustrant un raccord se- lon la présente invention, la Fig 2 est une vue en coupe transversale se- lon la ligne II-II de la figure 1, la Fig 3 est une vue partielle, en coupe quart de plan, de l'extrémité d'une section de tuyau comportant une bride d'extrémité destinée à recevoir l'assemblage de la figure 1, la Fig 4 est une vue en plan de la face radia- le d'une bague d'étanchéité de charge telle qu'utilisée dans l'assemblage de la figure 1, montrant les rainures annulaires concentriques ménagées dans celle-ci la Fig 5 est une vue en coupe partielle agran- die, prise selon la ligne 5-5 de la figure 4, illustrant une configuration préférée des rainures de la bague d'é- tanchéité de charge, ainsi que d'autres détails de celle-ci; et, la Fig 6 est une vue en plan de dessus de l'é- lément de serrage en V représenté en coupe et en éléva- tion sur les figures 1 et 2. En référence aux dessins, un assemblage de cana- li-sations à garniture conçu selon la présente invention est représenté sur la figure 1 Bien qu'il soit clair que l'invention peut s'appliquer à tout joint démontable pré- vu dans un réseau de canalisations, elle est plus parti- culièrement décrite en référence au raccordement de deux extrémités de tuyaux. Le raccord ou assemblage est globalement désigné par le numéro de référence 10, et agit pour raccorder un élément Il de canalisation métallique légère à un autre élément 12 Les éléments de canalisation 11 et 12 consis- tent respectivement en des sections de tubes métalliques légers 13 et 14 comportant des parties d'extrémité ou de raccordement 15 et 16 évasés radialement vers l'extérieur à moins de 90 pour former une bride tronconique Dans le cas présent, il est préférable de faire appel à un angle d'évasement d'environ 700 pour les brides 15 et 16 Des détails de l'extrémité du tuyau 11 sont mieux représentés sur la figure 3, par ailleurs, il est clair que l'extré- mité 12 est identique, bien que tournée dans la direction opposée sur la figure 1. Chaque extrémité de tuyau est pourvue d'une ba- gue d'étanchéité de charge 17 et 18 Les bagues 17 et 18 sont identiques et sont représentées en détail sur les figures 4 et 5 Elles présentent un diamètre intérieur 19 qui correspond sensiblement au diamètre intérieur des ex- trémités ou parties de raccordement 13 et 14 des tuyaux, une face tronconique 20 en contact avec la face extérieure concave de la bride 15 bu 16, et une face radiale 21 du côté opposé à la face tronconique 20 L'angle de conicité de la face 20 devra être sensiblement égal à celui des brides 15 et 16, à savoir de 70 . Une chemise en matière plastique 22 et 23 res- sort respectivement de la partie de raccordement 13 et 14 à travers la bague de charge 17 et 18 correspondante et, à cet endroit, la matière plastique est évasée radia- lement vers l'extérieur en 24 et 25 par-dessus la face ra- diale 21 de la bague respective 17 et 18 pour former un élément de joint et ainsi emprisonner la bague de charge respective 17 et 18. Un collier en V 26, constitué de moitiés sépa- rées 27 et 28, encercle les brides tronconiques 15 et 16 en s'engageant sur le côté convexe de chaque bride situé derrière la face concave pour comprimer l'élément de joint en matière plastique 24 contre la surface associée d'un autre élément, dans le cas présent l 'autre élément de - joint 25. Dans les raccords à bride utilisée dans les cana- lisations à chemisage de matière plastique, un problème fréquent est le fluage à froid de la matière plastique si-' tuée dans la région du joint du fait de fuites éventuel- les Pour résoudre ce problème, les bagues d'étanchéité de charge 17 et 18 sont de préférence pourvues de plusieurs rainures concentriques 29 sur leur face radiale, dont les détails sont mieux représentés sur la figure 5 Lorsque l'assemblage est serré en serrant le collier en V, la ma- tière plastique des éléments de joint 24 et 25 est amenée à force dans les rainures 29 Ceci empêche la matière plastique de s'étirer vers l'intérieur à partir de la ré- gion située entre les bagues 17 et 18 La possibilité de prévoir les rainures 29 est un avantage qui ne peut pas être obtenu avec la forme de réalisation décrite dans le brevet de la technique antérieure mentionné plus haut, du fait q ue, dans l'assemblage de ce brevet, la matière plastique est en contact direct avec l'extrémité bridée du tuyau plutôt qu'avec une bague séparée. En référence à la figure 5, on observera que les bagues d'étanchéité de charge 17 et 18 présentent -une sur- face recourbée 30 reliant la face radiale 21 à la surfa- ce cylindrique 19 Cette surface 30 procure un renforce- ment lisse pour la garniture évasée, afin d'assurer qu'au- cun bord saillant ne coupe la garniture. Le côté opposé de la bague 17 ou 18 comporte un léger chanfrein 31 menant à la surface 19, lequel chan- frein sert à guider la bague sur la garniture en matière plastique au cours de l'opération d'assemblage et avant que l'extrémité en saillie de la garniture soit évasée. 1 O Le collier en V présente une structure conven- tionnelle et comporte des extrémités de pattes ou oreilles 32 et 33 à travers lesquelles des boulons 34 et 35 sont insérés pour réunir les moitiés du collier Des étapes appropriées devront être respectées lors de l'assemblage du collier, afin de serrer les boulons uniformément pour que le collier assure une action de coinçage uniforme au- tour de toute la circonférence du raccord. Dans le cas présent, il est préférable d'utiliser des éléments de canalisation en métal de qualité 10 (Sche- dule 10), pour lesquels le chemisage en matière plastique, pour un tuyau de 50,8 mm ( 2 pouces) lorsqu'il est consti- tué de résine de tétrafluoréthylène, est d'environ 1,57 mm ( 0,062 pouce) d'épaisseur et, lorsqu'il est constitué de résine de polypropylèneéthylène fluoré, est d'environ 2,03 mm ( 0,080 pouce) d'épaisseur. Bien qu'une forme de réalisation préférée de l'in- vention ait été décrite, il est clair pour le spécialiste que diverses modifications-pourront être apportées sans sortir du cadre de l'invention On notera également que les parties de raccordement bridées qui sont réunies ne sont pas nécessairement situées aux extrémités de longueurs de tuyaux, mais peuvent être prévues aux extrémités d'un tronçon d'un élément de canalisation par exemple unitaire avec divers raccords, vannes, récipients ou analogues La bride métallique peut être formée sans crainte d'endommager la garniture en matière plastique, qui est rajoutée-de fa- çon optimale après que le métal ait été évasé La ba- gue de charge est alors mise en place et la matière plas- tique est ensuite évasée pour former l'élément de joint et emprisonner la bague de charge. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 Assemblage de canalisations à chemisage, ca- ractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison, un élément de canalisation métallique légère ( 11) comportant une par- tie de raccordement ( 15) évasée radialement vers l'exté- rieur à moins de 900 pour former une bride tronconique, une bague d'étanchéité de charge ( 17) présentant un dia- mètre intérieur ( 19) correspondant sensiblement à celui de la partie de raccordement, dont une surface tronconique ( 20) est en contact avec la face concave extérieure de la bride ( 15), et dont une face radiale ( 21) est située du côté opposé à la face tronconique; un chemisage tubulaire de matière plastique ( 22) ressortant de la partie de rac- cordement ( 15) à travers la bague de charge ( 17), endroit au niveau duquel il est évasé radialement vers l'extérieur par-dessus ladite face radiale ( 21) de la bague pour for- mer un élément de joint ( 24) et ainsi emprisonner ladite bague de charge ( 17); et un collier en V ( 27, 28) destiné à encercler la bride tronconique et à s'engager sur la fa- ce convexe de celle-ci située derrière ladite face conca- ve pour comprimer l'élément de joint contre une surface as- sociée d'un autre élément. 2 Assemblage selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la face radiale ( 21) de la bague de char- ge ( 17), est pourvue de rainures annulaires ( 29) dans les- quelles la matière plastique de l'élément de joint ( 24) est amenée à force lorsque le collier en V est serré, afin de bloquer ledit élément de joint ( 24) à l'encontre de tout fluage à froid. 3 Assemblage selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ledit autre élément comprend une autre partie de raccordement ( 16)-d'une canalisation métallique légère à chemisage de matière plastique ( 1 ?), pourvue d'une bride tronconique évasée radialement vers l'exté- rieur, une bague de charge ( 18) comportant des faces tron- coniques ( 20) et radiale ( 21), et un chemisage de matière plastique ( 23) en saillie à partir de ladite autre par- tie de raccordement ( 16) à travers ladite autre bague de charge ( 18), endroit auquel il est évasé radialement vers l'extérieur par-dessus la face radiale ( 21) de la bague de charge ( 18) pour emprisonner ladite bague de charge et former un autre élément de joint ( 25), le col- lier en V ( 26, 27) s'engageant également sur le côté con- vexe de l'autre bride tronconique ( 16) situé derrière sa face extérieure concave pour comprimer ensemble les élé- ments de joint ( 24, 25) des chemisages de matière plas- tique respectives ( 22, 23) pour former un raccord dans lequel les bagues de charge ( 17, 18) sont prises en sand- wich entre les brides tronconiques ( 15, 16) et les élé- ments de joints ( 24, 25) respectifs. 4 Assemblage selon la revendication 3, carac- térisé en ce que la face radiale ( 21) de chaque bague de charge ( 17, 18) est pourvue de rainures annulaires ( 29) dans lesquelles la matière plastique de l'élément de joint ( 24, 25) associé est amené à force lorsque le col- lier en V ( 26, 27) est serré, afin de bloquer lesdits élé- ments de joints ( 24, 25) à l'encontre de tout fluage à froid. Assemblage selon la revendication 1, carac- térisé en ce que l'angle de conicité de la face tronconi- que ( 20) de ladite bague de charge ( 17), est d'environ 700. 6 Assemblage selon la revendication 3, carac- térisé en ce que l'angle de conicité de chacune des ba- gues de charge ( 17, 18) est d'environ 70 . 7 Assemblage selon la revendication 6, carac- térisé en ce que la face radiate de chaque bague de char- ge ( 17, 18) est pourvue de rainures annulaires ( 29) dans lesquelles la matièr-e plastique de l'élément de joint ( 24, 25) associé est amenée à force lorsque le collier en V ( 26, 27) est serré, afin de bloquer lesdits éléments de joints ( 24, 25) à l'encontre de tout fluage à froid.