Brevet FR2556066A1 — publié le 19850607

Dispositif de connexion mécanique La présente invention concerne un dispositif de connexion mécanique pour réaliser la jonction d'une ligne de traction sensiblement verticale avec un point d'ancrage de la ligne. L'invention s'applique particulièrement, quoique non limitativement, aux plates-formes marines flottantes dont l'ancrage est réalisé au moyen -de lignes de traction verticales fixées chacune au fond de la mer au moyen d'un dispositif de connexion L'invention a donc pour objet un dispositif de connexion mécanique pour réaliser la jonction d'une ligne de traction, sensiblement verticale, avec un point d'ancrage de la ligne, comprenant un connecteur mille et un connecteur femelle, ledit connecteur femelle étant solidaire dudit point -d'ancrage et ledit connecteur mâle étant lié à l'extrémité inférieure de ladite ligne, caractérisé en ce que le connecteur femelle comprend un réceptacle cylindrique de révolution, d'axe vertical dont la paroi intérieure porte au voisinage de son extrémité supérieure, un épaulement circulaire tel que le diamètre intérieur du réceptacle est plus grand au-dessous dudit épaulement qu'au-dessus, ledit connecteur mâle comprenant un corps cylindrique de révolution apte à pénétrer dans ledit réceptable, et comportant une série circulaire de n logements rayonnants munis chacun d'un verrou coulissant, chaque verrou compor- tant une lumière débouchant à la surface supérieure et inférieure du verrou, dans laquelle pénètre une tige de manoeuvre du verrou, la tige pouvant coulisser verticalement à l'intérieur dudit corps, les faces respectives de la tige et de la lumière coopérant de manière à ce qu'une translation verticale de la tige produise une translation horizontale radiale du verrou dans son logement, des moyens hydrauliques étant prévus pour commander la translation simultanée vers le bas des n tiges les tiges débouchant à leur extrémité inférieure dans une gorge annulaire pratiquée dans la face de l'extrémité inférieure dudit corps, ledit réceptacle femelle comportant un fond comportant une virole circulaire saillante apte à pénétrer dans ladite gorge au droit desdites tiges. Selon une réalisation de l'invention, ledit corps est réalisé en trois parties assemblées : une partie supérieure, une partie inférieure et une partie intermédiaire, lesdits logements desdits verrous étant pratiqués dans ladite partie inférieure, lesdits moyens hydrauliques de commande de translation des tiges comprenant une chambre annulaire pratiquée dans le fond de ladite partie supérieure, ladite chambre contenant un piston annulaire à la face inférieure duquel sont fixées lesdites n tiges, l'extrémité supérieure de la chambre étant percée d'un canal aboutissant à l'extrémité supérieure de ladite partie supérieure du corps, ce canal étant relié à une canalisation dlalimentation en fluide hydraulique. Selon une autre caractéristique de l'invention, la lumière de chaque verrou a une longueur dans le sens radial telle que, en position haute de la tige de manoeuvre, le verrou peut coulisser vers l'axe t du connecteur en position rétractée, appelée position arrière, le verrou étant poussé vers l'avant par un ressort prenant appui d'une part, contre la face avant de la lumière et d'autre part, contre un coulisseau situé dans ladite lumière entre cette face avant de la lumière et la tige, la face arrière dudit coulisseau coopérant avec la face avant de la tige de manière à ce que le coulissement vers le haut de la tige provoque l'avancée vers l'avant du coulisseau. Avantageu9ement, des moyens de déconnexion de secours sont prévus comportant une série de secteurs circulaires disposés contre la paroi interne dudit réceptacle sous ledit épaulement, lesdits secteurs étant solidaires en translation radiale de vis de poussée, se vissant dans la paroi du réeeptable à partir de sa paroi externe. L'invention sera bien comprise à la lumière de la deseription d'un exemple de réalisation de l'invention faite ci-après en regard du dessin annexé dans lequel La figure 1 montre un dispositif de connexion mécanique selon l'invention en demie vue, en coupe, en position déconnectée. La figure 2 montre le même dispositif de connexion, au cours de sa phase de connexion. La figure 3 montre le même dispositif de connexion dans sa position finale connectée et ligne tendue. La figure 4 montre une vue de dessus, en coupe, de la figure 3, en quatre secteurs d-istincts correspondant chacun à un plan de coupe particulier de la figure 3. Dans l'exemple décrit, il s'agit par exemple d'un connecteur automatique sous-marin pour réaliser la connexion des lignes d'ancrage tendues d'une plate-forme flottante. Un connecteur femelle comprenant un réceptacle 1, cylindrique de révolution, d'axe vertical est fixé solidement au fond de la mer. Il comprend un fond 2 comportant une virole annulaire 3 faisant saillie. La paroi interne du réceptacle comporte à sa partie supérieure un épaulement 4 de telle façon qu'au-dessus de cet épaulement, le diamètre de la paroi interne soit plus petit qu'au-dessous, formant ainsi un rebord 5 permettant l'accrochage de la partie mâle du dispositif de connexion. Cette partie mâle comporte un corps 6 constitué par l'assemblage de trois pièces : une partie supérieure 7, une partie inférieure 8 et une partie intermédiaire 9. L'assemblage est réalisé par des vis, non représentées mais dont la figure 4 montre en 10 la position de quelques unes. La partie inférieure 8 du corps 6 comporte une série annulaire de logements 11, huit dans l'exemple décrit. Ces logements sont disposés radialement, considérés relativement à leur plus- grande dimension et ils sont munis chacun d'un verrou coulissant 12. Chaque verrou 12 est percé d'une lumière 13 débouchant à la surface supérieure et à- la surface inférieure du verrou. Des tiges de manoeuvre 14 des verrous passent au travers des lumières 13 et peuvent coulisser verticalement dans le corps 6 au travers d'orifices 15 de la partie intermédiaire 9 du corps, 16 de la partie inférieure 8 du corps et dans une chambre annulaire 17 de la partie supérieure 7 du corps 6. Les orifices 16 de la partie inférieure 8 du oorps 6 débouchent à leur extrémité inférieure dans une gorge annulaire 18 pratiquée dans le fond de l'extrémité inférieure de la partie inférieure 8 du corps 6. A leur extrémité supérieure, les tiges de manoeuvre 14 des verrous sont liées à un piston annulaire 19. Le fond supérieur de la chambre annulaire 17 est percé d'un canal 20 débouchant à l'extrémité supérieure 21 du corps 6. Une conduite 22, d'alimentation en huile hydraulique' de commande du piston 19, est vissée à l'extrémité de ce canal 20. Cette conduite 22 remonte jusqu'à la surface par l'intérieur de la ligne de traction constituée par exemple par une succession de tubes tels que 23, dont le dernier est solidement fixé à la partie supérieure 7 du corps 6 du connecteur mâle. Dans la lumière 13 de chaque verrou est placé un coulisseau 24 disposé entre la face avant 25 de la lumière et la face avant 26 de la tige de manoeuvre. Un ressort 27, guidé par une tige 28 pénétrant dans un trou 29 du verrou 12, est placé entre le coulisseau et la face avant 25 de la lumière 13. La face arrière 30 de la lumière 13 est inclinée et coopère avec la face arrière 31 de la tige de manoeuvre 14 de telle sorte que lorsque la tige descend, le verrou recule vers l'axe et de même, la face avant 26 de la tige coopère avec la face arrière 32 du coulisseau 24 de telle sorte que la remontée vers le haut de la tige 14 pousse le coulisseau 24 vers l'avant. Dans cette position haute des tiges, comme on le voit sur la figure 2, et grâce à l'espace libre qui existe entre le coulisseau 24 et la face avant 25 de la lumière 13, le verrou 12 peut, s'il est soumis à une poussée d'avant vers l'arrière, se rétracter en direction de l'axez . Cependant, en l'absence de poussée, le ressort 27 maintient le verrou de telle sorte que la face arrière 30 de la lumière vienne au contact de la face arrière 31 de la tige. Des secteurs circulaires 22, liés à des vis 34, sont répartis tout autour de la surface intérieure du réceptacle 1 au-dessous- du rebord 5. Les secteurs peuvent ainsi être déplacés radialement en manoeuvrant ces vis 34. Les têtes des vis 34 servent de butée, de telle sorte qu'en position de butée, la surface intérieure des secteurs circulaires ait un diamètre inférieur à la surface intérieure du rebord 5 et supérieure au diamètre extérieur de la partie inférieure 8 du corps 6 dont le diamètre est un peu inférieur à celui de la partie intermédiaire 9. Un trou 35 est pratiqué à la base du réceptable 1 de manière à permettre à l'eau de s'échapper facilement lors de la pénétration du connecteur mâle. Le réceptacle comporte un cône d'entrée 36 et l'extrémité inférieure de la partie inférieure 8 du corps 6 comporte également un cône d'entrée 37. Enfin5 la partie avant des verrous 12 comporte un pan incliné 38. Le fonctionnement s'opère de la façon suivante La figure 1 représente le dispositif de connexion avant que la connexion ne soit réalisée. La ligne de traction 23 est descendue, le connecteur mâle 6 commence à pénétrer dans le réceptacle 1. Les cônes d'entrée 36, 37 facilitent cette opération. Le piston 19 est en position basse, donc les tiges et les verrous 12 sont en position arrière c'est-à-dire rétractée. La pression d'huile dans la conduite 22 est nulle. La ligne de traction continuant à descendre, par simple gravité, la virole 3 du réceptable 1 vient pousser les tiges de manoeuvre qui coulissent verticalement vers le haut dans le corps 6 poussant le coulisseau 24 vers l'avant et également le verrou 12 par l'interme- diaire du ressort 27. On se trouve alors dans la position représentée sur la figure 2 où les tiges de manoeuvre sont en position haute, les verrous sortis vers l'avant. Il ne reste plus qu'à exercer une traction ascendante sur la ligne de manière à ce que le corps 6 rèmonte jusqu'à ce que les verrous 12 prennent appui contre l'épaulement 4 du rebord 5 du réceptable 1. On est alors dans la position finale connectée telle que représentée sur la figure 3. Il est à remarquer qu'au cours de la descente du connecteur mâle 6, le piston 4 est normalement en position basse, les verrous étant rétractés. Cependant, ceci n'est pas nécessaire, en effet, si le piston est en position haute, ou pas en position complètement basse, les verrous étant alors au moins partiellement sortis, la coopération du oône d'entrée 17 avec les pans inclinés 38 des verrous et avec le ressort 27, compte tenu du poids de l'ensemble, est telle que les verrous reculent. Le déverrouillage s'opère de la façon suivante : on est au départ dans la position représentée figure 3. On commence par réduire la tension dans la ligne jusqu'à l'annuler de telle façon que les verrous 12 ne prennent plus appui contre l'épaulement 4, ce qui est contrôlable de la surface, compte tenu des paramètres connus tel que poids de la ligne, traction etc....On envoie alors la pression dthuile dans la conduite 22 ce qui a pour effet d'abaisser le piston 19 et donc les tiges de manoeuvre 14 et ainsi de rétracter les verrous 12. On remonte alors la ligne. La pression hydraulique est maintenue tout en remontant la ligne. Le débit d'huile nécessaire à cette opération de déverrouillage peut être contrôlé afin d'en déduire la position des verrous. En cas de non fonctionnement du dispositif, par exemple en cas de fuite d'huile ou autre incident, on utilise un engin sous-marin équipé d'une pince rotative extérieure et l'on vient avec cette pince actionner suceessivement toutes les vis 34 afin de provoquer la rétractation des verrous, ce qui est possible grâce au système à coulisseau 24 et ressort 27. Il s'agit ainsi d'un ultime dispositif de déverrouillage de secours. Si un tel système de secours n'est pas souhaité, on n'a alors plus besoin du ressort 27, ni du coulisseau 24 : la partie avant du verrou 12 est alors constituée en une seule partie pleine allant de la face repérée 32 jusqu'àl'extrémité avant du verrou. Il est alors nécessaire, dans ces conditions que lors de la phase de connexions le piston 19 soit en position basse afin que les verrous 12 soient en position rétractée. La figure 4 montre dans le secteur A une coupe selon Axa de la figure 3 ; dans le secteur B une coupe selon BB de la figure 3 ; dans le secteur C une coupe selon CC de la figure 3 et enfin dans le secteur D une coupe selon DD de cette même figure 3. REVENDICATIONS 1/ Dispositif de connexion mécanique pour réaliser la jonction d'une ligne de traction (23), sensiblement verticale, avec un point d'ancrage de la ligne, comprenant un connecteur mâle et un connecteur femelle, ledit connecteur femelle étant solidaire du point d'ancrage et ledit connecteur mâle étant lié à l'extrémité inférieure de ladite ligne, caractérisé en ce que le connecteur femelle comprend un réceptacle (1), cylindrique de révolution, d'axeBvertical dont la paroi intérieure porte au voisinage de son extrémité supérieure, un épaulement circulaire (4) tel que le diamètre intérieur du réceptacle est plus grand au-dessous dudit épaulement qu'au- dessus, ledit connecteur mâle comprenant un corps cylindrique de révolution (6) apte à pénétrer dans ledit réceptacle, et comportant une série circulaire de n logements rayonnants (11) munis chacun d'un verrou coulissant (12), chaque verrou comportant une lumière (13) débouchant à la surface supérieure et inférieure du verrou, dans laquelle pénètre une tige de manoeuvre (14) du verrou, la tige pouvant coulisser verticalement à l'intérieur dudit corps, les faces respectives de la tige et de la lumière coopérant de manière à ce qu'une translation verticale de la-tige produise une translation horizontale radiale du verrou dans son logement, des moyens hydrauliques (17, 19, 20, 22) étant prévus pour commander la translation simultanée vers le bas desn tiges, les tiges débouchant à leur extrémité inférieure dans une gorge annulaire (18) pratiquée dans la face de l'extrémité inférieure dudit corps, ledit réceptacle femelle comportant un fond (2) comportant une virole circulaire saillante (3) apte à pénétrer dans ladite gorge (18) au droit desdites tiges. 2/ Dispositif de connexion mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps est réalisé en trois parties assemblées : une partie supérieure (7), une partie inférieure (8) et une partie intermédiaire (9), lesdits -logements (11) desdits verrous (12) étant pratiqués dans ladite partie inférieure (8), lesdits moyens hydrauliques de commande de translation des tiges comprenant une chambre annulaire (17) pratiquée dans le fond de ladite partie supérieure, ladite chambre contenant un piston annulaire (19) à la face inférieure duquel sont liées lesdites n tiges, l'extrémité supérieure de la chambre étant percée d'un canal (20) aboutissant à l'extrémité supérieure (21) de ladite partie supérieure du corps, ce canal étant relié à une canalisation (22) d'alimentation en fluide hydraulique. 3/ Dispositif de connexion mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lumière de chaque verrou a une longueur dans le sens radial telle que, en position haute de la tige de manoeuvre, le verrou peut coulisser vers l'axe t du connecteur en position rétractée, appelée position arrière, le verrou étant poussé vers l'avant par un ressort (27) prenant appui d'une part, contre la face avant (25) de la lumière et d'autre part, contre un coulisseau (24) situé dans ladite lumière entre cette face avant de la lumière et- la tige, la face arrière (32) dudit coulisseau coopérant avec la face avant (26) de la tige de manière à ce que le coulissement vers le haut de la tige provoque l'avancée vers lavant du coulisseau. 4/ Dispositif de connexion mécanique selon la revendication 3, caractérisé en ce que des moyens de déconnexion de secours comportent une série de secteurs circulaires (33) disposés contre la paroi interne dudit réceptable sous ledit épaulement (in), lesdits secteurs étant solidaires en translation radiale de vis de poussée (34) se vissant dans la paroi du réceptacle à'partir de sa paroi externe. 5/ Dispositif de connexion mécanique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le réceptacle comporte un cône d'entrée (36) et en ce que la partie avant de chaque verrou comporte un pan incliné (38). 6/ Dispositif de connexion mécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réceptacle comporte un cône d'entrée (36) ainsi que ltextrémité inférieure dudit corps (6).