Brevet FR2586078A1 — publié le 19870213

La présente inventioll coiicerne les dispositifs d' alimen- tation cn fluide par exemple en fluide refrigérant, et tout particulièrement les dispositifs de raccordement capables d'assurer le transfert du fluide tout en maintenant une bonne étanchéité dans une gamme de pression élevée. Des dispositifs de raccordement ont déjà été décrits dans la technique antérieure. Par exemple dans la demande 79 19 164 de la demanderesse, un tel dispositif visait à être inséré sur une plateforme tournante. Le dispositif de raccordement de l'invention est un dispositif statique désaccouplble et surtout ~isolé électriquement dans une gamme d'utilisation très large ainsi qu'il apparaîtra dans la description. Les fluides habituellement utilisés sont essentiellement de type cryogénique comme l'air sec, l'azote, l'argon, etc... Le dispositif de raccordement de l'invention s'adapte à une circulation de gaz dans l'un ou l'autre sens ; il permet une circulation entre deux tuyaux. Les conditions d'utilisation en pression sont extrêmement élevées(de l'ordre de 1500 bars)et les diverses variantes de l'invention assurent, dans une bonne gamme de température d'utilisation, de très bonnes caractéristiques électriques et mécaniques. Le dispositif de raccordement de l'invention est essentiellement formé d'un premier embout (3, 300, 310) enserrant un premier tuyau 9 et d'un second embout (8, 800, 900) enserrant un second tuyau 10, ledit premier embout étant maintenu en pression au moyen d'un écrou (2, 200, 210) et ledit second embout au moyen d'un corps (1, 100), ledit écrou (2, 200, 210) s'engageant dans une paroi dudit corps (1, 100). On dispose en particulier des moyens isolants (4,5 ; 32,5 bis ; 400 ; 410 ; 500 ; 600) entre lesdits embouts, lesdits moyens isolants présentant des caractéristiques mécaniques satisfaisantes. Selon une première caractéristique, ledit premier embout 3 présente une collerette 31 dans l'espace compris entre l'écrou 2 et le corps 1, ladite collerette 31 étant appliquée en pression vers l'embout 8 grâce à l'écrou 2, ladite collerette 31 étant isolée de l'écrou 2 au moyen d'une rondelle 4 isolante et de l'embout 8 au moyen d'une rondel le 5 isolante. Selon ulule seconde carnetéristique, ledit premier embout 3 présente unE collerette 31 dans l'espace compris entre l'écrou 2 et le corps 1, ladite collerette 31 étant appliquée en pression vers l'embout 8 grâce à l'écrou 2, ladite collerette 31 étant isolée grâce à un revêtement 32 effectué au moyen d'une peinture isolante sur la périphérie de l'embout comprenant au moins la collerette 31. Fn outre, dans une cavité centrale de l'embout 8, est disposée une entretoise 6 solante maintenant un joif ~ tori- que 7 lui-m8me isolant contre ledit embout 3. Selon une autre variante, dans cette cavité centrale de l'embout 8, est placée une entretoise haute 6 bis assurant l'isolement électrique avec l'embout 3 et, dans une cannelure de cet cri bout 8, est placé un joint torique 7 bis autour de cette entretoise 6 bis, ledit joint 7 bis faisant alors simplement office de joint d'étanchéité. Selon une autre réalisatiosl, entre ledit premier embout 300 et ledit second embout 800 est disposée une bille 400, en céramique par exemple, pourvue d'un conduit central 401, placé dans l'alignement desdits tuyaux 9 et 10, les surfaces desdits embouts 300 et 800 en contact avec ladite bille 400 étant alors choisies coniques. Selon une autre réalisation, l'embout 310 dudit tuyau 9 est soudé dans le conduit 412 central d'une bille isolante 410, ladite bille étant appliquée au moyen de l'écrou 210 en pression vers l'embout 800, les surfaces internes, en contact avec ladite bille 410 de l'écrou 210 et de l'en- bout 800, étant alors choisies coniques. Selon une autre caractériFitique, l'écrou 210 est métallique et on interpose, entre l'écrou 210 et l'embout 310, une rondelle 50G isolante. Selon une autre variante, l'embout 310 dudit tuyau 9 est soudé dans le conduit 602 d'une structure 600 isolante en tronc de cône, ladite structure 600 étant appliquée e r pres- sion vers l'embout 900 au moyen d'un écrou 210 dont la pe- roi interne, en contact avec ladite structure 600, est conique, la base de ladite structure 600, en contact avec ledit embout 900 étant plane. Selon une autre cractéristique, le corps (1 . 100) est réalisé en liroaze. Selon une autre caractéristique, l'écrou (2, 200, 210) est réalisé en acier inox. Selon une autre caractéristique, l'écrou (200, 210) est réalisé en polyamide imide. Selon une autre caractéristique, l'embout (8, 800, 900) est réalisé en acier inox, de meme que l'embout (39 301, 310). D'autres avantages et caractéristioues apparaîtront à la lecture de la description suivante illustrée par des dessins. La figure 1 représente un schéma d'un dispositif de raccordement selon l'invention à isolement à collerette, selon une coupe passant par l'axe des deux tuyaux. La figure 1 bis est une variante de la figure 1. La figure 2 est une variante de la figure 1. La figure 2 bis est une variante de la figure 2. La figure 3 représente un schéma d'un dispositif de raccordement selon l'invention à isolement en bille, également selon une coupe passant par l'axe des deux tuyaux. La figure 4 représente une variante de la figure 3. La figure 5 représente une autre variante de dispositif de raccordement selon l'invention s' inspirant des versions des figures 1 et 3. En se référant à la figure 1, le dispositif de raccordement comprend essentiellement un corps 1 pourvu d'une cavité 12 centrale terminée par un conduit 11. A l'intérieur de la cavité 12, est placé un embout 8 qui s ' étend dans le conduit 11 jusqu'à l'extérieur du corps 1. Cet embout 8 présente lui-même un conduit central 81 dans lequel le tuyau 10 14 1 arrivée ou de sortie de fluide refrigérant peut s ' engager. Ce tuyau 10 est soudé par exemple sur l'embout 8. Cet embout 8 présente également une cavité 82 ans laquelle l'em- bout 3 de l'autre tuyau 9 vient se loger, comme précédemment, le tuyau 10 est soudé sur l'embout 8. Du coté du tuyau 9, le corps 1 se présente sous la forme d'un cylindre dont la paroi interne par exemple est filetée, comme représenté sur la figure 1. L'écrou 2 vient s'engager au centre de cette extra mité cylindrique du corps 1 en s'engrenant dans ce filet. L'écrou 2 pourrait de la même façon être externe au corps 1. Cet écrou 2 sert à maintenir l'em- - bout 3 cn position au centre de !c capité 82. Cet embout 3 présente ure structure en collcr Le dispositif de raccordement ainsi obtenu présente des caractéristiques électriques extrêmement intéressantes car il procure un isolement supérieur à 100 Mb sous 500 volts CC et présente une capacité plus faible que 100 pF Ses caractéristiques mécaniques sont également très satisfaisantes car il assure ure parfile étanchéité inférieure à 10 ECm3/h pour une pression de 1500 bars pour des températures comprises entre -460C à +71 C. La figure 1 bis représente une légère variante de la figure 1. Seuls sont changés l'entretoise 6 bis qui occupe la totalité de la hauteur de la cavité 82 et vient de ce fait s'appuyEr directement sur la rondelle 5. Le joint torique 7 bis entoure alors cette entretoise 6 bis dans une échancrure disposée sur le bord de la cavité 82. il est alors possible de réaliser, dans cette variante, le joint torique 7 bis en téflon. La figure 2 représente une variante de la figure 1 pour laquelle le corpsl, l'écrou 2, les embouts 3 et 8 pré sentellt la mêmc structure quc sur la figure 1. Au lieu des deux rondelles 4 et 5 placées de part et d'autre de la collerette 31 de l'embout 3, l'isolation électrique du système de 1 'invention est Essorée par un revêtement 32 appliqué sur toute la périphérie de l'embout 3. L'écrou 4 main tient en position serrée embout 3 contre le corps 1 ainsi que l'embout 8 placé ds la cavité 12 grâce à une cale frein 5 bis.Le joint torique 7 ainsi que l'entretoise 6 sont inchangés par rapport à la variante de la figure 1. La figure 2 bis représente précisément une variante de la figure 2 pour laquelle, comme pour la figure 1 bis, le joint torique 7 bis est extérieur à l'entretoise 6 bis. Cette entretoise 6 bis occupe alors toute la hauteur de la cavité 82 et vient s'appuyer directement sur la collerette 31 de l'embout 3. Le joint torique 7 bis est logé dans une cannelure de la cavité 82 autour de l'entretoise 6 bi et assure une très bonne étanchéité. Ce joint torique 7 bis permet également d'employer une autre qualité de matière de joint comme du polyéthylène, du polypropylène , si le silicone ne convenait pas. La réalisation des figures 1, 1 bis, 2, 2 bis s'adapte tout particulièrement par exemple à des raccords droits et alors le corps 1 est pourvu de deux plats 13 pour clé comme représenté sur la partie gauche des figures 1, 1 bis et 2.Elle s'adapte encore à des traversées de cloison comme représenté sur la partie droite des figures 1, 1 bis, 2 et 2 bis ; dans ce cas, on dispose une gorge 14 à joint. Les matériaux des divers éléments de la figure 2 sont choisis dans les mêmes matériaux que ceux de la figure 1. Seul l'embout 3 se distingue par son revê- tement 32 sur la figure, 2. Ce revêtement est par exemple contenant des rssines polyepoxyde une peinture isolante.'/telle que l'Epoxy ou un polypropylène sulfoné (PUS) comme par exemple celui commercialisé sous la marque Ryton. La figure 3 représente une autre réalisation selon l'invention de dispositif de raccordement. il comprend essentiellement un corps 100 pourvu d'un conduit 101 et d'une cavité 102, dans laquelle l'embout 800 vient se loger. Cet embout entoure le tube 10 d'arrivée ou de sortie de fluide jusqu'à l'extérieur du conduit 101. Cet embout 800 compor te donc également un conduit 801 dans lequel le tube 10 est fixé par exemple par brasure. La partie supérieure du corps 100 a également un(^ structure quasi cylindrique et est filetée afiji de recevoir l'écrou 200. Cet écrou 200 maintient en position l'embout 300 dans lequel est fixé le tuyau 9 réciproque du premier.L'originalité essentielle de cette réalisation consiste à réaliser l'isolation électrique non plus au moyen de rondelles ou de revêtements mais au moyen d'une bille 400, par exemple en céramique. Cette bille est interposée dans l'espace intérieur entre l'embout 300 et l'emb-ut 800. A cet effet, les surfaces internes de ces deux embouts sont choisies coniques afin d'assurer une bonne répartition des efforts mécaniques des trois éléments et en .même temps afin d'assurer une bonne étanchéité au fluide circulant dans les conduits 301 et 801 des embouts 300 et 800. il est évident que la bille 400 est également pourvue d'un conduit 401 permettant la circulation du fluide d'un embout vers l'autre. On remarquera que le corps 100 peut avantageusement être pourvu d'un orifice 103 d'évacuation assurant au dispositif de l'invention une sécurité en cas de surpression.Cet orifice 103 est représenté de chaque côté de la figure 3 car, de même que pour les réalisations des figures 1 et 2 sur la partie gauche de la figure 3, est représentée une version de dispositif de raccord droit, ce corps étant alors pourvu d'un plat 104 pour clé tandis que sur la partie droite une gorge 105 à joint s'applique à une version traversée de cloison. Les matériaux des divers éléments de cette réalisation sont, pour le corps 1 du bronze, pour les embouts 800 et 300 un acier inox. L'écrou 200 est choisi isolant, par exemple dans un polyamide imide, tel que par exemple celui commercialisé sous le marque Torlon, tandis que la bille 400 est choisie en céramique, comme par exemple en Alumine frittée Selon une variante de l'invention, l'embout 300 peut etre encore revêtu d'une peinture isolante telle que l'Epoxy ou le Ryton. Ceci permet alors de réaliser l'écrou 200 en acier inox. Les# caractéristiques électriques d'un tel dispositif de raccordement sont alors un isolement supérieur à 100 5L sous 500 volts CC et une capacité plus faible que 100 pF. Les caractéristiques mécaniques sont également excellentes car, pour une pression d'épreuve de 1500 bars, l'étanchéité est de 10 Ncm3/h pour un fonctionnement dans une gamme de température de -500C à +800C. La figure 4 est une variante de la figure 3. Le corps 100 et l'embout 800 sont absolument identiques à ceux de la figure 3. Dans cette variante, la bille 410 est également pourvue d'un conduit 411 mais qui présente-un diamètre un peu plus grand du coté de l'écrou 210, suivant une certaine profondeur. par exemple#jusque vers son centre. En effet, cette cavité 412 permet de recevoir l'embout 310 maintenant le tuyau 9. Cet embout 310 est par exemple soudé dans la cavité 412 de cette bille 410 en céramique. Et c'est l'écrou 210 qui vient s'appuyer directement sur la bille 410.A cet effet, la surface interne de l'écrou 210 est alors choisie conique afin d'optimiser les efforts mécaniques et l'étanchéité apportée par ce dispositif. Entre l'embout 310 et l'écrou 210, on dispose avantageusement une bague 500 isolante, par exemple en Téflon , qui#enserre cet embout 310. Les matériaux choisis sont, pour l'écrou 210 le bronze, pour le corps l'acier inox. L'embout 310 est réalisé en ferroni ckel comme par exemple en Dilver. L'embout 800 peut être réalisé en cupronickel comme par exemple celui commercialisé sous la marque Arcap. L'isolation électrique est essentiellement assurée dans cette variante par la bille en céramique et par la rondelle 500. Les caractéristiques électriques et mécaniques sont les memes que pour la version de la figure 3. De même que pour la figure 3, des trous de fuite 103 sont prévus sur le corps 100 pour permettre l'évacuation éventuelle de fluide en cas de fuite ou de surpression. De même que pour les figures 1 et 2, les figures 3 et 4 représentent sur la partie gauche du corps 100 une version en raccord droit avec plat 104 pour clé et sur la partie droite une version traversée de cloison avec gorge 105 à joint. La figure 5 représente une variante de la figure 4. Le corps 100 est quasiment identique à celui de la figure 4. D#ns sa cavité 102 est disposé un embout 990 qui s'étend dans le conduit 101 jusque hors du corps 1. Dans cette partic 901 de l'embout 900 est fixé un tuyau 10 d'arrivée ou d'évacuation de fluide. L'embout 900 occupe la quasi tota lité de la cavité 102, en étalit pourvu du conduit central 901. La tartie supérieure du corps 100 est un cylindre dont la paroi interne par exemple est filetée. Un écrou 210 'engage à l'intérieur de ce cylindre. il a essentiellement pour fonction de venir maintenir en position une structure 600 isolante dont la principale caractéristique est la forme.Cette structure 600 est un tronc de cane dont la base inférieure est plane et vient s'appuyer sur la surface supérieure de l'embout 900. Les bords coniques de cet embout 600 sont guidés par la paroi interne de l'écrou 210 qui est également conique et présente même pente. De la sorte, tout effort exercé vers le bas par 11 écrou 210 est uniformément réparti sur toute la surface conique de la structure 600. Entre l'embout 900 et cette structure 600, on dispose un joint torique 700, dans une rainure 902 circulaire par exemple, prévue dans cet embout 900. La structure 600 présente, en son centre, un conduit 601 dans l'alignement des tuyaux 9 et 10 et du caté du tuyau sur une certaine longueur, une cavité 602 permettant de recevoir 11 embout 310 du tuyau 9. Cet embout 310 est soudé dans la cavité 602 de cette structure 600 de la même façon que pour la réalisation de la figure 4. Cette structure 600 peut être réalisée en céramique tandis que l'écrou 210 et l'embout 900 sont réalisés en acier inox et que le corps 100 est réalisé en bronze. Le joint torique 700 peut être réalisé en silicone. De la même façon que pour les réalisations précédentes, la version raccord droit est représentée sur la partie gauche de la figure 5 avec un plat 104 pour clé tandis qu'un trou de fuite 103 permet l'évacuation éventuelle de fluide au niveau de la jonction entre la structure 600 et de l'embout 900. Sur la partie droite de la figure 5, est représentée la version traversée de cloison et une gorge à joint 105 complète le corps 100. Un plat 106 pour clé complète ce corps 100 de part et d'autre de cette gorge 105. Un trou de fuite 103 permet également l'évacuation de fluide au niveau de la jonction du corps 100 et de l'écrou 210. Cette réalisation présente les mêmes très bonnes caractéristiques électriques et mécaniques que les réalisations des figures précédentes. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de raccordement de deux tuyaux 9 et 10, chaque tuyau étant respectivement enserré au moyen d'un premier embout (3, 300, 310) et d'un second embout (8, 800, 900), ledit premier embout étant maintenu en pression au moyen d'un écrou (2, 200, 210) et ledit second embout au moyen d'un corps (1, 100) ledit écrou (2, 200, 210) s'engageant dans une paroi dudit corps (1, 100)S dispositif cacaractérisé par le lait qu'on dispose des moyens isolants (4, 5 ; 32, 5 bis ; 400 ; 410 , 500 ; 600) entre lesdits embouts, lesdits moyens isolants présentant des caractéris- tiques mécaniques satisfaisantes. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ledit premier embout 3 présente une collerette 31 dans l'espace compris entre l'écrou 2 et le corps 1, ladite collerette 31 'tant appliquée en pression vers l'embout 8 grâce à 11 écrou 2, ladite collerette 31 étant isolée de l'écrou 2 au moyen d'une rondelle 4 isolante et de l'embout 8 au moyen d'une rondelle 5 isolante 3 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ledit premier embout 3 présente une collerette 31 dans l'espace compris entre l'écrou 2 et le corps 1, ladite collerette 31 étant appliquée en pression vers l'embout 8 grâce à l'écrou 2, ladite collerette 31 étant isolée grâce à un revêtement 32 effectué au moyen d'une peinture isolante sur la périphérie de l'embout 3 comprenant au moins la collerette 31. 4 - Dispositif selon la revendication 2 ou 3 caractérisé par le fait que, dans une cavité centrale de l'embout 8, est disposée une entretoise 6 isolante maintenant un joint torique 7, lui-même isolant, contre ledit embout 3. 5 - Dispositif selon l'une des revendications 2, 3 caractérisé par le fait que, dans la cavité centrale de l'embout 8, est placée une entretoise haute 6 bis assurant l'isolement électrique avec l'embout 3 et, dans une cannelure de cet embout 8, est placé un joint torique 7 bis autour de cette entretoise 6 bis, ledit joint 7 bis faisant alors office simplement de joint d'étanchéité. 6 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que, entre ledit premier embout 300 et ledit second embout 800, est disposée une bille 400, en céramique par exemple, pourvue d'un conduit central 401 placé dans l'alignement desdits tuyaux 9 et 10, les surfaces desdits embouts 300 et 800 en contact avec ladite bille. 400 étant alors choisies coniques. 7 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'embout 31C dudit tuyau 9 est soudé dans le conduit 412 central d'une bille isolante 410, ladite bille étant appliquée au moyen de l'écrou 210 en pression vers l'embout 800, les surfaces internes, en contact avec ladite bille 410 de l'écrou 210 et de l'embout 800, étant alors choisies coniques. 8 - Dispositif selon la revendication 7 caractérisé par le fait que l'écrou 210 ést métallique et qu'on interpose, entre l'écrou 210 et l'embout 310, une rondelle 500 isolante. 9 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'embout 310 dudit tuyau 9 est soudé dans le conduit 602 d'une structure 600 isolante en tronc de cane, ladite structure 600 étant appliquée en pression vers l'embout 900 au moyen d'un écrou 210 dont la paroi interne, en contact avec ladite structure 600, est conique, la base de ladite structure 600 en contact avec ledit embout 900 étant plane. 10 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8 caractérisé par le fait que le corps (1, ioo) est en bronze. 11 - Dispositif selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10 caractérisé par le fait que l'écrou est en acier inox. 12 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11 caractérisé par le fait que l'embout (8, 800,#900) est en acier inox. 13 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12 caractérisé par le fait que l'embout (3, 301, 310) est en acier inox. 14 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, 12, 13 caractérisé par le fait que l'écrou (200, 210) est réalisé en polyamide imide.