Brevet FR2582773A1 — publié le 19861205

La prés ente invention concerne des soufflets de dilatation pourvus d'ondes de dilatationl pour canalisations de fluide ou tuyauteries de tous diamètres et de toutes sortes, y compris les corps de vanne, quton utilise dans des applications industrielles et domestiques multiples et variées, comme par exemple la sidérurgie, la pétrochimie, l'énergie nucléaire ou encore les installations thermiques. Les soufflets de dilatation classiques ne peuvent supporter qu'une pression de service, intérieure et/ou extérieure, limitée. On a déJà proposé, pour augmenter cette pression de service maximale, soit d'augmenter l'épaisseur de la paroi des soufflets, soit d'augmenter le nombre des parois fines constitutives des soufflets. Dans le premier cas, c'est la durée de vie des soufflets qui en limite l'épaisseur, inversement proportionnelle i cette durée de vie. Dans le second cas, ce sont les phénomènes de glissement entre parois qui limitent le nombre des parois fines pouvant store associées. On a par ailleurs déJk proposé, en ce qui concerne la seule pression intérieure limite, de renforcer les ondes des soufflets par des renforts extérieurs. Ceux-ci peuvent être constitués par deux pièces annu- laites disposées, après fabrication, entre deux ondes et réunies mécaniquement entre elles. Mais, de préférence, quand il s'agit de soufflets fabriqués par hydroformage, ce sont les moules de fabrication eux-mêmes qui, maintenus en place après la fabrication, servent de moyens de renforcement extérieurs monoblocs. On a également dóJA proposé, en ce qui concerne la seule pression extérieure limite, de renforcer les ondes des soufflets par des renforts intérieurs introduits après la formation des ondes. Ces renforts intérieurs comportent, pour chaque onde de dilatation des soufflets, un assemblage de portions annulaires de renforcement, par ailleurs bloquées par des moyens appropriés, par exemple une bague Lorsque la pression de service extérieure est très forte, la paroi de chaque onde de dilatation des soufflets se plaque sur les portions intérieures de renforcement associées, par son sommet externe et la plus grande partie de l'onde s'étendant de part et d'autre de son sommet externe; une feis plaquée, il ne reste de libre de l'onde, pour travailler en flexion, que deux petites portions internes, de part et d'autre des portions de renforcement. En d'autres termes, seules les pertions internes des soufflets réunissant les ondes deux à deux, portions les plus proches de l'axe des soufflets, assurent la fonction de dilatation. En raison de cette limitation, la rupture des soufflets peut intervenir rapidement. La présente invention vise à pallier cet imconvémiont. A cet effet, la présente invention concerne un souf- flet de dilatation, pourvu d'ondes de dilatation, carac- térisé par le fait qu'il comporte des parties d'zende internes fixées à deux renforts annulaires intermédiaires adjacents. Bien entendu, et pour résoudre précisément le pro blême à l'origine duquel se trouve l'invention, il est préférable que les renforts intermédiaires auxquels sent fixées les parties d'ende soit sient une dimension, dans le sens radialtdu soufflet, relativement faible par rapport leur leur dimension axiale, soit possèdent une dimension axiale externe au moins aussi grande que leur dimension axiale interne. Dans le plus défavorable de l'un ou l'autre de ces cas, sous l'action d'une forte pression extérieure, une portion semi-annulaire, de chaque partie d'ende interne, développée, en coupe, au moins le long d'une demi- circonférence, reste libre pour la dilatation. Une telle portion effectivement active est de toutes façons plus grande que celle des soufflets à renforts intérieurs qui étaient connus. Mais, si la demanderesse ne veut pas limiter la portée de sa demande à la seule solution au problème posé, c'est que l'invention de ces renforts intermédiaires pr*- sente un autre avantage. En effet, ces renforts intermédiaires, sous l'action dune pression extérieure, supportent pratiquement seuls toute la pression extérieure, au profit des portions d'onde de dilatation qui peuvent donc parfaitement jouer leur ralle, d'une part, et ils peuvent également servir de renforts en cas d'application d'une pression intérieure, d'autre part. En d'autres termes, ces renforts annulaires inter médiaires sont agencés pour renforcer les ondes de dilatation sous l'action d'une pression intérieure et/ou extérieure0 L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de plusieurs formes de réalisation du soufflet de l'invention, en référence aux dessins annexés, sur lesquels Les figures 1A, 1B, 1C représentent une première forme de réalisation du soufflet de l'invention dans trois états de dilatation distincts, la figure lA illustrant l'état de repos Les figures 2A, 2B, 2C représentent une deuxième forme de réalisation du soufflet de l'invention dans trois états de dilatation distincts, la figure 2A illustrant l'état de repos, et Les figures 3A, 3B, 3C représentent une troisième forme de réalisation du soufflet de l'invention dans trois états de dilatation distincts, la figure 3A illustrant l'état de repos Le soufflet, ou joint ou compensateur, de dilatation de 1 t invention qui va être décrit, dans plusieurs de ses formes de réalisation, a été formé à partir d'un soufflet classique comportant des ondes de dilatation radiales, annulaires identiques, de diamètres interne et externe déterminés. Les ondes ont été obtenues, par exemple, par hydroformage, procédé suffisamment connu des hommes de métier pour qu'il soit inutile de le décrire ici.Au départ, le soufflet possède donc des portions d'onde semi- annulaires internes prolongées, chacune, par deux flancs radiaux, sensiblement orthogonaux à l'axe du soufflet, deux flancs adjacents on regard l'un de l'antre, associés à deux portions semi-annulaires internes djacentes, étant réunis par une portion d'onde nemi-annulaire externe. Du soufflet ainsi décrit, on a enlevé toutes les portions d'ende extermes semi-annulaires par découpe suivant une surface cylindrique de diamètre compris entre le diamètre interne et le diamètre externe des ondes de départ et de même axe, peur récupérer des parties d'onde isolées, formées d'une portion interne nemi-annulaire de sommet 1, prolongée de part et d'autre par deux flancs radiaux 2, 3. Les parties de soufflet représentées sur les dessins comportent, chacune, deux parties d'onde, mais il ne s'agit pas ici d'un nombre limitatif de l'invention. Les flancs 2, 3, prolongeant respectivement deux portions de sommet 1 adjacentes, on regard l'un l'autre, sont fixés au moins à la base extérieure dun-renfort annulaire intermédiaire 4. Ces renferts intermédiaires sont en une seule pièce ou formés de plusieurs parties. Dans la forme de réalisation des figures 1A-1C, les renforts annulaires 4 sont constitués par des anneaux plats, à flancs radiaux; plans et à section rectangulaire, dont la longueur est radiale. Leurs largeurs axiales externe 7 et interne 8 sont donc les mêmes. Iles sont en l'espèce d'une seule pièce. Ils comportent deux bourrelets annulaires extérieurs latéraux 5, 6, sur lesquels gale- ment sont fixés les flancs 2, 3 des parties d'onde, pour assurer de façon satisfaisante la tenue mécanique du souf- flet sous très fortes pressions.Les parties d'onde, par leurs flancs 2, 3, sont, dans l'exemple considéré, fixées par soudage sur les flancs et les bourrelets des renforts intermédiaires 4. Comme e on le voit bien sur les figures, les portions seui-annulaires internes 1, développées en coupe, le long d'une demi-circonférence, restent libre pour la dilatation0 Le soufflet des figures 2A-2C a un diamètre sensi blement plus petit que le soufflet des figures 1A-1C. Dans la forme de réalisation des figures 2A-2C, les renforts annulaires 4' sont constitués par des anneaux à section sensibleient triangulaire, à base externe 7t rectiligne et à deux côtés 9', 10 curvilignes se rejoi- gnant en une portion de sommet interne 8' également cur viligne. Les renforts 4' sont aussi dune seule pièce. Leur dimension axiale externe, donc celle de la base 7', est plus grande que leur dimension axiale interne, celle de la portion de sammet 8'. Les renferts 4' compertent également deux bourrelets annulaires extérieurs latéraux 5, 61. Les parties d'onde sont soudées sur les flancs curvilignes 92, 10' et les bourrelets 51, 61 des renforts 41 mais par une portion seulement de leurs flancs 2', 3'. Comme on le voit bien sur les figures, des parties d'onde, comprenant, chacune, une portion semi-annulaire interne 11 et une portion des flancs 2', 32 adjacents, développées, en coupe, sensiblement le long d'un tiers de circonférence, restent libres pour la dilatation. Le soufflet des figures 3A-3C a un diamètre encore sensiblement plus petit que le soufflet des figures 2A-2C. Dans la forme de réalisation des figures 3A-3C, les renforts annulaires sont constitués par des anneaux plats, à flancs radiaux plans, et à section rectangulaire, dont la longueur est axiale. Leurs longueurs axiales externes 7" et interne 8" sont donc aussi les mêmes, et leur largeur ou épaisseur 11" est relativement petite par rapport à leur longueur. Ils sont encore d'une seule pièce et comportent deux boursèlets annulaires extérieurs 5", 6". Les parties d'ende sent soudées sur les bourrelets 5", 6" et les flancs 11" des renforts 4". Comme on le voit bien sur les figures, les portions semi-annulaires 1" prolongées par les flancs 2", 3", pour former des portions pratiquement annulaires dévelop- péon, en coupe, pratiquement le long dune circonférence, restent libres peur la dilatation. On a décrits en référence aux figures représentées, des moyens de renforcement usinés ou emboutis. Il est clair que, et toujours conformment à l'invention, on pourrait également prévoir des renforts du type feuillard embouti ou chaudronné. REVENDICATIONS 1 - Soufflet de dilatation pourvu d'ondes de dilatation (1, 2, 3; 1', 2t, 32g ln, 211, 311), caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens (4; 4'; 4n) agencés pour renforcer les ondes de dilatation sous l'action d'une pression intérieure et/ou extérieure. 2 - Soufflet de dilatation selon la revendication 1, dans lequel des parties d'onde internes (1, 2, 3t 1', 2', 3'; 1", 2", 3") sont fixées à des renforts annulaires intermédiaires (4; 41r 4"). 3 - Soufflet do dilatation selon la revendication 2, dans lequel les renforts (4") ont une dimension radiale (11") relativement faible par rapport à leur dimension axiale (711, 8"). 4 - Soufflet de dilatation selon la revendication 2, dans lequel les renforts (4 4') ont une dimension axiale externe (7; 7t) au moins aussi grande que leur dimension axiale interne (8; 8'). 5 - Soufflet de dilatation selon la revendication 4, dans lequel les renforts (4) ont une section rectangulaire. 6 - Soufflet de dilatation selon la revendication 4, dans lequel les renforts (4') ont une section sensiblement triangulaire.