Brevet FR2538498A1 — publié le 19840629

* _ I _ Connecteur hydraulique automatique, notamment pour appareil immergé La présente invention concerne un connecteur hydraulique capable d'être connecté et/ou déconnecté automatiquement sans qu'un opérateur ait à intervenir à l'emplacement du connecteur. Un tel connecteur est particulièrement utile pour envoyer un fluide comprimé dans un appareil immergé et, plus particulièrement encore, pour envoyer un fluide comprimé dans un obturateur gonflable lors d'une réparation à effectuer sur une conduite immergée. Dans ce dernier cas, il peut, en outre, être utile d'avoir le moyen de dégonfler l'obturateur. La présente invention se propose de fournir un connecteur hydraulique à connexion et déconnexion automatiques et aussi de doter c e connecteur de moyens supplémentaires le rendant apte à permettre le retrait d'un fluide comprimé d'un appareil aussi bien que l'introduction d'un fluide comprimé dans cet appareil. Selon un objet de l'invention, un connecteur hydraulique destiné à relier un appareil à un conduit hydraulique et comprenant une première partie fixe munie de moyens de fixation pour la fixer sur l'appareil et d'un premier passage interne qui traverse cette première partie et une deuxième partie rétractable munie d'un système de verrouillage pour la v errouillef sur la première partie et d'un deuxième passage interne qui est relié, à une première extrémité de cette deuxième partie, à un moyen de connexion apte à être connecté au conduit hydraulique et qui est apte, à une deuxième extrémité de cette deuxième partie, à venir se placer en communication avec ledit premier passage interne, se caractérise en ce que ladite première partie est un réceptacle cylindrique femelle dont le fond porte une tubulure axiale dirigée vers l'intérieur de ce réceptacle et appartenant audit premier passage interne, en ce que ladite deuxième partie est un corps creux cylindrique mâle apte à être introduit dans -2ledit réceptacle cylindrique et contenant un coulisseau cylindrique qui coulisse axialement et qui est sollicité axialement par un organe élas- tique principal en directionde ladite deuxième extrémité de ladite deuxième partie vers une-position de verrouillage dans laquelle il verrouille ledit système de verrouillage, et en ce que ledit deuxième passage interne est partiellement formé par un noyau cylindrique mobile, creux et axial dont une première extrémité axiale est associée à une chambre de manoeuvre susceptible de recevoir un fluide de manoeuvre pour déplacer ledit noyau cylindrique mobile dans le sens, dit de déconnexion, allant de ladite deuxième extrémité vers ladite première extrémité de ladite deuxième partie et dont la deuxième extrémité axiale comporte des moyens d'engagement étanche pour s'engager avec ladite tubulure axiale et des moyens d'entraînement pour entraîner ledit coulisseau cylindrique lors d'un déplacement dudit noyau cylindrique mobile dans ledit sens de déconnexion, de manière que ce dernier déplacement puisse provoquer la sortie du coulisseau cylindrique hors de sa position dite de verrouillage. Ainsi, une introduction de fluide de manoeuvre dans ladite cham- bre de manoeuvre provoque à la fois la déconnexion du noyau cylindrique d'avec la tubulure axiale et le déverrouillage du corps creux cylindri- que mâle d'avec le réceptacle cylindrique femelle et permet de retirer le corps creux cylindrique mâle. Selon un autre objet de l'invention, ledit noyau cylindrique mobile est sollicité axialement par un organe élastique auxiliaire dans le sens inverse audit sens de déconnexion vers une position avancée dans laquelle lesdits moyens d'entraînement sont séparés dudit coulisseau cylindrique tandis que celui-ci venu, alors dans ladite position de verrouillage est retenu dans ledit sens inverse par une butée Ainsi, on rend indépendantes l'une de l'autre la connexion hydraulique et le verrouillage mécanique du connecteur et, en envoyant dans ladite chambre de manoeuvre d'abord un fluide de manoeuvre sous pression réduite, on peut, dans un premier temps, provoquer la simple déconnexion du noyau cylindrique d'avec la tubulure axiale et effectuer éventuellement certaines vérifications avant de procéder, dans un deuxième temps, au -3- déverrouillage du corps creux cylindrique mâle d'avec le réceptacle cylindrique femelle, par l'envoi dans ladite chambre de manoeuvre d'un fluide de manoeuvre sous pression plus élevée. Un objet de l'invention consiste aussi à installer dans ledit premier passage interne du réceptacle cylindrique femelle au moins un clapet de retenue associé à une pièce mobile intermédiaire disposée de manière à 9 tre déplacée par la deuxième extrémité axiale du noyau cylindrique mobile lors de l'engagement de celle-ci avec ladite tubulure axiale et à déplacer, à son tour, le clapet de retenue, pour l'amener en position d'ouverture Ainsi, l'appareil peut 9 tre l'objet d'un retrait de fluide comprimé, le clapet de retenue restant ouvert tant que-le noyau cylindrique mobile est engagé-avec la tubulure axiale. D'autres particularités et avantages de l'invention'ressortiront de la description d'un exemple de réalisation qui va âtre donnée, à titre non limitatif, en se référant à la figure jointe Celle-ci repré- sente u= connecteur hydraulique en coupe axiale. Ce connecteur hydraulique comprend un réceptacle cylindrique femelle I et un corps creux cylindrique mâle 2. Le réceptacle cylindrique I comporte une portion tubulaire centrale 3 ouverte à une première extrémité axiale et fermée à une deuxième extrémité axiale par un fond 4 A la première extrémité axiale, elle est prolongée par un guide tubulaire 5 et elle porte une bride 6 permettant une fixation sur un appareil 7, dont on n'a représenté qu'une très petite partie de l'enveloppe, au moyen par exemple de vis 8, une bague d'étanchéité 9 étant interposée entre bride 6 et enveloppe d'appareil 7 Un épaulement interne 10 de la portion tubulaire 3 à la première extrémité de celle-ci permet de retenir sur le réceptacle cylindrique I un système de verrouillage du corps creux cylindrique 2, ainsi qu'on le verra plus loin. -4- Le fond 4 est prolongé par un nez Il vissé sur ce fond avec interposition d'une bague d'étanchéité 12 A l'intérieur de l'ensemble de ce fond 4 et du nez Il on a ménagé un premier passage interne axial 13 qui se termine à l'intérieur du réceptacle I par une tubulure interne 14 Cette tubulure 14 est pourvue d'un filetage extérieur et l'extrémité libre du nez 11 est pourvue d'un filetage interne afin de pouvoir bran- cher des bouchons de protection Le passage 13 a reçu deux clapets de retenue 15 et 16 montés en série et assurant une sécurité redondante au maintien dans l'appareil 7 d'un fluide comprimé, introduit par le pas- sage 13. Ces clapets de retenue 15 et 16 comprennent chacun un siège, respectivement 17 et 18, une bille de fermeture, respectivement 19 et , et un ressort, respectivement 21 et 22, d'application de la bille sur son siège -En outre, une pièce intermédiaire mobile creuse 23 en forme d'entonnoir peut coulisser dans le passage 13 en s'appuyant sur la paroi de celui-ci par une bague 24 et maintenir la bille 19 écartée de son siège 17 lorsque le corps creux cylindrique mâle 2 est en état de connexion Une autre pièce intermédiaire mobile et creuse 25 estdis- posée entre les billes 19 et 20 pour écarter la bille 20 de sonsiège 18 lorsque la bille 19 est elle-mime écartée de son siège 17 Les billes 19 et 20 sont tenues dans des guides mobiles 26 et 27 respectivement,-sur lesquels agissent les ressorts 21 et 22 respectivement Le ressort 21 peut s'appuyer sur le nez Il tandis que le ressort 22 s'appuie sur une bague de retenue 28 par l'intermédiaire d'une rondelle. La moitié gauche de la figure représente une position non con- nectée et non verrouillée du corps creux cylindrique mâle 2 tandis -que là moitié droite de la figure représente une position connectée et verrouillée du corps 2 On voit que ces deux positions du corps 2 correspondent respectivement à une position fermée des clapets de retenue 15 et 16 et à une position ouverte de ceux-ci sous l'action des pièces mobiles intermédiaires 23 et 25, la pièce 23 étant alors poussée par une extrémité axiale 29, dite précédemment deuxième, d'un noyau cylindrique mobile, creux et axial 30 porté par le corps creux cylin- drique mâle 2. Ce corps creux cylindrique mâle 2 comprend une enveloppe tubu- laire 31 ouverte à une première extrémité axiale 32 et fermée à sa deuxième extrémité axiale par un couvercle cylindrique épais 33 qui se termine par une tête sphérique 34 sur laquelle on a monté un cous- sinet 35 pour former une rotule Ce coussinet 35 est fixé sur une bride 36 attachée à un organe de manutention, non représenté ici. Le couvercle 33 est radialement en saillie sur l'enveloppe tubu- laire 31 et il vient s'appliquer contre la bride 6 pour déterminer la position axiale du corps creux cylindrique 2 dans le réceptacle cylin- drique 1 Le centrage de ce corps 2 dans le réceptacle I est assuré par l'engagement du couvercle 33 dans le guide tubulaire 5. Le couvercle 33, formé de deux parties réunies par des vis 37, comprend un moyen de connexion 38 connecté à un conduit hydraulique, non représenté ici, porté par l'organe de manutention et devant être hydrau- liquement relié au premier passage interne 13 du réceptacle cylindrique. Ce moyen de connexion 38 communique par un conduit radial 39 avec un conduit axial 40 ménagé dans un noyau cylindrique fixe 41 Autour du noyau cylindrique fixe 41 est ménagé un espace annulaire cylindrique 42 dans lequel peut coulisser un piston annulaire 43, l'étanchéité étant assurée par des joints annulaires 44, 45 et 46 La surface de la section transversale du noyau cylindrique fixe 41 est sensiblement égale à la surface de la section transversale du noyau cylindrique mobile 30 à sa deuxième extrémité 29 Le piston 43 divise l'espace 42 en une chambre passive 47 en communication avec un évent 48 et en une chambre active de manoeuvre 49 susceptible de recevoir un fluide de manoeuvre par une entrée 50 connectée à un tuyau, non représenté, porté par l'organe de manutention Le piston-43 est mécaniquement lié par un tronçon tubulaire à une première extrémité axiale du noyau cylindrique mobile 30 dans lequel est ménagé un conduit central 51 formant avec le conduit axial 40 un deuxième passage interne situé dans le corps creux cylindrique mâle 2 et devant être relié au premier passage interne 13 situé dans le récep- tacle cylindrique femelle 1. 6 - Une ouverture longitudinale 52 ménagée dans le guide tubulaire 5 permet le passage des tuyaux connectés au moyen de connexion 38 et à l'entrée 50, lors de l'introduction du corps creux cylindrique 2 dans le réceptacle cylindrique 1. L'enveloppe tubulaire 31 est munie de trous 53 dans lesquels sont insérées des billes 54, à un emplacement tel que, lorsque le corps creux cylindrique 2 est en place dans le réceptacle cylindrique 1 i ces billes se trouvent en face de la portion tubulaire centrale 3 juste après l'épaulement 10 Un coulisseau cylindrique 55 coulissant à l'inté- rieur de l'enveloppe tubulaire 31 repousse les billes 54 radialement vers l'extérieur en position de verrouillage lorsqu'il est dans sa position de verrouillage en butée sur une bague de retenue 56 portée par l'enveloppe 31 Cette position de verrouillage est la position naturelle prise par le coulisseau cylindrique 55 sous l'action d'un ressort de 1.5 compression principal 57 s'appuyant d'une part sur le couvercle 33 et, d'autre part sur une portion annulaire 58 du coulisseau cylindrique 55. La deuxième extrémité axiale 29 du noyau cylindrique mobile 30 est aménagée pour pouvoir pénétrer dans la tubulure interne 14 du récep- tacle cylindrique 1 et s'y engager de manière étanche grâce à un joint annulaire d'étanchéité 59 La première extrémité axiale du noyau cylin- drique mobile 30 coulisse extérieurement le long du noyau cylindrique fixes 41 tandis que la deuxième extrémité axiale 29 de ce noyau cylin- drique mobile 30 peut s'engager intérieurement dans la tubulure 14. Vers cette deuxième extrémité axiale 29, le noyau cylindrique 30 est également muni d'une bague 60 vissée et prolongée par un capot 61 de protection de cette deuxième extrémité axiale 29 Un ressort de compres- sion auxiliaire 62 s'appuie d'une part sur le couvercle 33 et d'autre part sur la bague 60 La course de la bague 60, définie par le déplace- ment du piston 43 entre les extrémités axiales de l'espace annulaire cylindrique 42 est supérieure à la course du coulisseau cylindrique 55 limitée par la bague de retenue 56 La bague 60 forme un épaulement 63 qui se sépare de la portion annulaire 58 du coulisseau cylindrique 55 lorsque celui-ci est en butée sur la bague de retenue 56 et que la _ 7 _ deuxième extrémité 29 du noyau cylindrique mobile 30 est engagée avec la tubulure interne 14 Si l'on retire le noyau cylindrique mobile 30 en envoyant un fluide de manoeuvre dans l'entrée 50, l'épaulement 63 vient s'appliquer contre la portion annulaire 58 et le noyau cylindrique mobile 30 entraîne le coulisseau cylindrique 55 Celui-ci est muni d'un évidement circulaire 64 qui permet aux billes 54 de s'effacer alors radialement du fait qu'il vient se placer en face d'elles. Le fonctionnement découle immédiatement de là description pré- cédente Pour introduire le corps creux cylindrique 2 dans le réceptacle cylindrique 1, on envoie un fluide de manoeuvre dans l'entrée 50, ce qui provoque l'effacement des billes 54 Quand le corps 2 est en place dans le réceptacle cylindrique 1, on supprime le fluide de manoeuvre, et les ressorts de compression 57 et 62 "déplacent le coulisseau cylindrique 55 pour l'amener en position de verrouillage et la bague 60 pour amener la deuxième extrémité 29 du noyau cylindrique creux 30 en engagement avec la tubulure interne 14 Ou remarquera qu'une défaillance de l'alimenfa- tion en fluide de manoeuvre peut empêcher l'accouplement des deux parties du connecteur mais que cet accouplement, une fois réalisé, ne dépend plus du fluide de manoeuvre. Le désaccouplement peut s'effectuer en deux temps: dans un premier temps, on envoie à l'entrée 50 un fluide de manoeuvre à une pression relativement faible qui suffit pour comprimer le ressort 62 et, par suite, désengager la première extrémité 29 du noyau cylindrique mo- bile 30 d'avec la tubulure 14 et refermer les clapets de retenue 15 et 16, mais est insuffisante pour comprimer ensuite aussi le ressort 57 après ce premier temps on peut vérifier l'étanchéité des clapets de retenue 15 et 16; puis, dans un deuxième temps, l'envoi à l'entrée 50 d'un fluide de manoeuvre à pression plus élevée comprime à la fois les ressorts 57 et 62 et déverrouille les billes 54. On remarquera que la valeur de la pression du fluide admis par le moyen de connexion 38 ne modifie pas le comportement du noyau cylin- drique mobile 30 engagé dans la tubulure 14 car ce noyau présente à ses deux extrémités une même surface transversale à l'action, en sens -8 - inverse, de la pression de ce fluide et qu'il y a ainsi compensation. On peut évidemment apporter de nombreuses variantes à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit C'est ainsi que le ressort 62 pourrait être remplacé par un ressort installé entre le coulisseau cylindrique 55 et la bague 60, ressort qui devrait alors être d'une force nettement inférieure à celle de ressort 57 Si l'on ne désire pas effectuer de retrait de fluide par les passages internes 13, 51, 40, c'est-à-dire, dans le cas o l'appareil 7 est un obturateur, si l'on ne désire pas -dégonfler celui-ci, il n'est pas nécessaire de prévoir des pièces mobiles intermédiaires 23 et 25 et la vérification de l'étanché- ité des clapets de retenue 15 et 16 ne nécessite pas l'installation d'un ressort 62 agissant sur la bague 60, celle-ci pouvant constamment rester appliquée contre la portion annulaire 58 du coulisseau cylindrique ou même être solidaire de ce coulisseau Dans cette même hypothèse, les clapets de retenue I 1 et 16 peuvent être remplacés par des clapets de retenue disposés sur l'appareil 7 lui-même Bien entendu, un seul clapet de retenue peut être jugé suffisant dans certaines applications. Les engagements du noyau cylindrique mobile 30 avec respectivement le noyau cylindrique fixe-41 et la tubulure 14 peuvent être du type -mâle ou femelle suivant les réalisations De préférence,-la surface'de la section transversale du noyau cylindrique mobile 30 engagée est la même à ses deux extrémités. Ces quelques indications illustrent une partie seulement des modifications que l'on peut apporter à la réalisation du connecteur hydraulique tout en restant dans le cadre de l'invention. 9 - Revendications Connecteur hydraulique destiné à relier un appareil à un conduit hydraulique et comprenant une première partie fixe ( 1) munie de moyens de fixation ( 8) pour la fixer sur l'appareil ( 7) et d'un premier passage interne ( 13) qui traverse cette première partie ( 1) et une deuxième partie rétractable ( 2) munie d'un système de verrouil'. lage ( 54) pour la verrouiller sur la première partie ( 1) et d'un deuxième passage interne ( 40, 51) qui est relié ( 39), à une première extrémité de cette deuxième partie ( 2), à un moyen de connexion ( 38) apte à être connecté au conduit hydraulique et qui est apte, à une deuxième extrémité de cette deuxième partie ( 2), à se placer en communication avec ledit premier passage interne ( 13), caractérisé en ce que ladite première partie ( 1) est un réceptacle cylindrique femelle dont le fond ( 4) porte une tubulure axiale ( 14) dirigée vers l'intérieur de ce réceptacle et appartenant audit premier passage interne ( 13), en ce que ladite deuxième partie ( 2) est un corps creux cylindrique mâle apte à être introduit dans ledit réceptacle cylindrique ( 1) et contenant un coulisseau cylindrique ( 55) qui coulisse axialement et qui est sollicité axialement par un organe élastique principal ( 57) en direction de ladite deuxième extrémité ( 32) de ladite deuxième partie ( 2) vers une position dite de ver- rouillage dans laquelle il verrouille ledit système de verrouillage ( 54) et en ce que ledit deuxième passage interne ( 40, 51) est partiel- lement formé par un noyau cylindrique mobile ( 30) creux et axial dont une première extrémité axiale est associée à une chambre de manoeuvre ( 49) susceptible de recevoir ( 50) un fluide de manoeuvre pour déplacer ledit noyau cylindrique mobile ( 30) dans le sens, dit de-déconnexion, allant de ladite deuxième extrémité ( 32) vers ladite première extrémité ( 33) de ladite deuxième partie ( 2) et dont la deuxième extrémité axiale ( 29) comporte des moyens d'engagement étanche ( 24) pour s'engager avec ladite tubulure axiale ( 14) et des moyens d'entraînement ( 60) pour entraîner ledit coulisseau cylindri- que ( 55) lors d'un déplacement dudit noyau cylindrique mobile ( 30) dans ledit sens de déconnexion, de manière que ce dernier déplacement puisse provoquer le déplacement du coulisseau cylindrique ( 55) hors _ de sa position dite de verrouillage -10- 2 Connecteur hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un organe élastique auxiliaire ( 62) sollicitant axialement ledit noyau cylindrique mobile ( 30) dans le sens inverse audit sens de déconnexion vers une position avancée dans laquelle lesdits moyens d'entraînement ( 60) sont séparés dudit coulisseau cylindrique ( 55) tandis que celui-ci, venu dans ladite position de verrouillageest retenu, par une butée ( 56) dans ledit sens inverse. 3 Connecteur hydraulique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un premier clapet de retenue ( 15) installé dans ledit premier passage interne ( 13) du réceptacle cylindrique femelle ( 1) et associé à une première pièce mobile intermédiaire ( 23) disposée de manière à être déplacée par ladite deuxième extrémité axiale ( 29) du noyau cylindrique mobile ( 30) lors de l'engagement de celle-ci avec ladite tubulure axiale ( 14) et à déplacer, à son tour, ledit premier clapet de retenue( 15) pour l'amener-en position d'ouverture. 4 Connecteur hydraulique selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième clapet de retenue ( 16) installé aussi dans ledit premier passage interne ( 13) du réceptacle cylindrique femelle ( 1), monté hydrauliquement en série avec ledit premier clapet de retenue ( 15) et solidarisé, à l'ouverture, avec celui-ci au moyen d'une deuxième pièce mobile intermédiaire ( 25). Connecteur hydraulique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps creux cylindrique mâle ( 2) porte un noyau cylindrique fixe ( 41), disposé axialement et muni d'un conduit axial interne ( 40) appartenant audit deuxième passage interne, avec lequel le noyau cylindrique mobile ( 30) s'engage à coulissement étanche à sa première extrémité axiale. 6 Connecteur hydraulique selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface de la section transversale du noyau cylindrique mobile ( 30) engagée avec ledit noyau cylindrique fixe ( 41) est sensiblement I 1 égale à la surface de la section transversale du noyau cylindrique mobile ( 30) engagée avec ladite tubulure axiale ( 14). 7 Connecteur hydraulique selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits organes élastiques principal et auxiliaire sont _ constitués par des ressorts hélicoïdaux de compression ( 57, 62) disposés concentriquement en s'appuyant d'une part tous deux sur un couvercle ( 33) disposé à ladite première extrémité dudit corps creux cylindrique mâle ( 2) et d'autre part l'un sur une portion annulaire ( 58) dudit coulisseau cylindrique ( 55), l'autre sur une bague ( 60) portée par ledit noyau cylindrique mobile ( 30). 8 Connecteur hydraulique selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite bague ( 60) se prolonge par un capot de protection ( 61) entourant ladite deuxième extrémité axiale ( 29) dudit noyau cylin- drique mobile ( 30).