Brevet FR2631098A1 — publié le 19891110

DISPOSITIF DE RACCORD A COLLECTEUR ET/OU DETECTEUR DE FUITE INCORPORE. La présente invention a pour objet un dispositif de raccord à collecteur et/ou détecteur de fuite incorporé, apte à assurer une connexion étanche entre deux éléments tubulaires de transport de fluide disposés bout à bout. Elle concerne, plus particulièrement, un dispositif de raccord du type comprenant un élément de raccord tubulaire chevauchant la zone de jonction entre les deux éléments tubulaires, et conçu de manière à assurer un serrage axial des extrémités en regard de ces éléments tubulaires contre des premiers moyens d'étanchéité prévus au niveau de ladite jonction. Elle s'applique notamment, mais non- exclusivement, à la détection et/ou l'évacuation des fuites de gaz dans un dispositif de raccordement faisant coopérer, de façon classique - un élément de raccord en forme d'écrou, monté rotatif autour de l'une des extrémités de l'un des éléments tubu laires, tout en étant axialement retenu sur celui-ci en direction de ladite jonction ; - un filetage axialement retenu sur l'extrémité de l'autre élément, sur lequel peut venir se visser ledit écrou en vue d'effectuer le susdit serrage ; et - des moyens d'étanchéité placés entre lesdites extrémités. On sait que les dispositifs de raccordement de ce genre sont couramment utilisés pour de nombreux usages, tels que la liaison étanche entre deux tronçons de canalisation ou même le raccordement d'une canalisation à un récipient, par exemple une bouteille de gaz, équipé d'une tête de raccordement. Les moyens d'étanchéité utilisés peuvent alors être de types différents et faire, par exemple, intervenir - un joint circulaire plat, par exemple en élastomère ou en fibres, disposé entre deux faces radiales (par exemple deux collets) formées respectivement sur les deux extrémi tés en regard des deux éléments tubulaires, ou - une olive creuse coopérant avec des portées coniques formées sur lesdites extrémités. Bien entendu, ces dispositifs de raccordement sont conçus de manière à assurer une étanchéité efficace dans des conditions d'utilisation bien définies, de sorte qu'en respectant les normes d'utilisation du constructeur, les risques de fuite sont en principe négligeables. Il s'avère, en pratique, que ce risque de fuite ne doit pas être écarté, notamment pour les raisons suivantes - un usage de moyens d'étanchéité défectueux (joints ou portées d'étanchéité) ~ - un montage incorrect du dispositif de raccordement, par exemple un défaut de serrage (insuffisance ou excès entraînant une détérioration ou une rupture des moyens d'étanchéité) ; - une dégradation des moyens d'étanchéité par le fluide véhiculé (pa#r exemple dans le cas de fluides corrosifs ou agressifs) ; - une modification imprévue des conditions d'emploi (éléva tion de pression ou variation de température engendrant des phénomènes de dilatation ou de retrait) ; - une usure des moyens d'étanchéité, par exemple par suite de montages et de démontages répétés du dispositif de raccordement. Or, ce risque devient intolérable, notamment lorsque le fluide véhiculé est toxique, radioactif ou inflammable. Il est clair qu'une fuite de gaz non décelée peut conduire, à la longue, même dans le cas où elle est minime, à une accumulation locale pouvant engendrer, selon le cas, une contamination, une intoxication, un incendie, voire même une explosion. L'invention a donc plus particulièrement pour but d'éliminer ces risques. Elle propose à cet effet un dispositif de raccord du type susdit, plus particulièrement caractérisé en ce qu'il fait intervenir - des seconds-moyens d'étanchéité aptes à assurer une étan chéité relative entre le susdit élément de raccord et les deux éléments tubulaires, de part et d'autre de la susdite jonction ; - une cavité collectrice de fuite située au niveau de la susdite jonction et délimitée par la surface interne de l'élément de raccord, par les extrémités en regard desdits éléments tubulaires et/ou par les susdits premiers moyens d'étanchéité ; et - au moins un canal collecteur de fuite débouchant dans ladite cavité et réalisé dans l'un au moins des éléments tubulaires et/ou dans l'élément de raccord. Bien entendu, le susdit canal collecteur pourra comprendre des moyens permettant sa connexion à un conduit collecteur éventuellement souple permettant l'évacuation dans un endroit approprié du fluide s'échappant au niveau de la susdite jonction, après passage éventuel par un dispositif apte à détecter la présence dudit fluide. Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ciaprès, à titre d'exemples non limitatifs, avec référencé aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une coupe axiale d'un premier exemple de réalisation d'un dispositif de raccord selon l'invention dans le cas d'une connexion entre une conduite de transport de gaz et la tête de raccorde ment d'un récipient de gaz La figure 2 est une coupe axiale d'un deuxième exemple de réalisation d'un dispositif de raccord selon. l'invention utilisant un élément de raccord tubulaire à détecteur de fuite incorporé La figure 3 montre un exemple de réalisation d'un dispositif de raccord selon l'invention pour la connexion de deux conduites munies dc collets. Il convient de noter tout d'abord que dans les exemples représentés sur les figures 1 et 2, seule la tête de raccordement 1 du récipient de gaz a été représentée, étant entendu que le récipient, en lui-même, peut consister en une bouteille de gaz de type classique pouvant notamment servir à contenir des gaz (ou des compositions gazeuses) éventuellement liquéfiés utilisés dans la fabrication de composants semi-conducteurs. Il est clair que ces récipients pourraient tout aussi bien consister en des bouteilles de gaz d'hydrocarbure à usage domestique ou industriel. Cette tête de raccordement 1 comprend un tronçon cylindrique 2 dont la surface externe porte un filetage 3 et dont la cavité interne cylindrique 4 est reliée au volume interne du récipient par l'intermédiaire d'un conduit 5 et, habituellement, d'un robinet (non représenté). Ce tronçon cylindrique 2 est terminé par une face radiale coronale 6 servant de surface d'étanchéité. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, l'extrémité du tube 7 que l'on veut connecter à la tête de raccordement 1 est entourée par un manchon cylindrique 8 coaxial, de diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre extérieur dudit tube 7, et dont le profil externe, étagé, comprend trois parties successives, à savoir - une partie antérieure 9 sur laquelle le bord extrême du tube 7 est soudé, cette partie présentant un diamètre extérieur sensiblement égal au diamètre de la cavité interne 4 de la tête de raccordement 1 ; - un collet 10 de diamètre extérieur supérieur à celui de la partie antérieure 9, ce collet 10 présentant un flanc radial antérieur 11 servant de surface d'étanchéité et un flanc radial postérieur 12 destiné à jouer un rôle de surface de butée ; et - une partie postérieure 13 de diamètre extérieur supérieur à celui de la partie antérieure 9, mais inférieur à celui du collet 10. Le manchon cylindrique 8 comprend en outre, dans son épaisseur, deux canaux axiaux 14, 15 qui s'étendent respectivement en deux emplacements diamétralement opposés, depuis son extrémité 16 jusque dans une zone située en regard du collet 10. Deux tronçons de canaux axiaux 17, 18 prévus dans cette zone permettent à ces deux canaux 14, 15 de déboucher par deux orifices respectifs au niveau de la surface cylindrique du collet 10. Dans cet exemple, l'élément de raccord tubulaire 20 se présente sous la forme d'un écrou apte à venir se visser sur le filetage 3 du tronçon cylindrique 2 de la tête dè raccordement 1, cet écrou présentant, d'un côté, un fond radial 21, muni d'un perçage cylindrique coaxial 22 sensiblement au diamètre de la partie postérieure 13 du tronçon cylindrique 8. Ainsi, pour effectuer la connexion du tube 7 sur la tête de raccordement 1 - on engage l'élément de raccord 20 sur le manchon cylindri que 8 en faisant passer la partie postérieure 13 dans le perçage 22, le filetage 3' de cet élément 20 étant orienté vers la partie antérieure 9 - on dispose un joint d'étanchéité annulaire 23 autour de la partie antérieure 9, puis on engage cette partie antérieu re 9 dans la cavité cylindrique 4 du tronçon cylindrique 2 de la tête de raccordement 1 ; l'élément de raccord 20 se trouve alors disposé coaxialement au tronçon cylindrique 2, tandis que les faces radiales 6 et 11 s'étendent paral lèlement l'une à l'autre de part et d'autre du joint d'étanchéité 23. On procède alors au vissage de l'élément de raccord 20 sur le tronçon cylindrique 2. Au cours de ce vissage, la face interne coronale du fond 21 de l'élément de raccord 20, qui vient en appui sur la face radiale postérieure du collet 10, engendre un déplacement axial du manchon cylindrique 8 et une action de serrage du joint 23 entre les faces radiales 6 et 11 jusqu'a4 ce que l'on atteigne la pression d'étanchéité requise. Dans cet exemple, la collecte des fuites pouvant se produire au niveau du joint d'étanchéité 23, lorsque l'élément de raccord 20 est vissé sur le tronçon cylindrique 2, est obtenue grâce à une cavité collectrice 24 réalisée par un alésage de la surface interne de l'élément de raccord 20 qui s'étend en regard de la surface cylindrique du collet 10 et de la surface cylindrique extérieure du joint 23. L'étanchéité de cette cavité 24, dans laquelle débouchent les canaux 14 et 15, est alors assurée, d'un côté, grâce à l'interaction des filetages 3, 3' (lesquels peuvent être revêtus d'une couche par exemple de fluorure de carbone de type "Téflon") et, de l'autre côté, grâce à un joint torique 25, partiellement logé dans une gorge annulaire 26 formée dans la surface cylindrique du perçage 22 du fond 21. Ce joint 25 vient en appui sur la surface externe de la partie postérieure 13 du manchon cylindrique 8. Bien entendu, cette étanchéité peut être complétée, côté filetages 3, 3', par un joint annulaire 27 disposé autour du tronçon cylindrique 2 de manière à être comprimé, en fin de serrage, entre la face radial antérieure de l'élément de raccord 20 et une surface d'étanchéité coronale prévue sur la tête de raccordement 1 à la base du tronçon cylindrique 2. Il ressort clairement de la structure précédemment décrite que, lorsqu'il se produit une fuite au niveau du joint d'étanchéité 23, le gaz s'écoulant par cette fuite est collecté par la cavité collectrice 24 et peut être évacué par les canaux 14, 15. A cet effet, il est possible de faire circuler en continu, dans le circuit constitué par les canaux 14, 15, 17, 18 et la cavité collectrice 24, un courant de gaz neutre qui pourra ensuite être évacué en un endroit approprié. Ainsi, par exemple, le canal 14 peut être relié, grâce à un tube 28 éventuellement souple, à une source de gaz neutre, tandis que le canal 15 peut alors être connecté, grâce à un tube 29, à un circuit d'aspiration incorporant éventuellement un détecteur sensible au gaz véhiculé par le tube 7. Cette solution présente l'avantage de pouvoir créer en permanence, à l'intérieur de la cavité collectrice 24, une dépression relative qui évite d'avoir à utiliser, au niveau des filetages 3, 3', des moyens supplémentaires d'étanchéité. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, l'extrémité du tube 31 venant se raccorder à la tête de raccordement 1 présente une conformation identique à celle du manchon cylindrique 8, et joue un même rôle que ce dernier du point de vue mécanique et de l'étanchéité. D'une façon analogue, l'étanchéité de la jonction est également assurée au moyen d'un joint annulaire 32 identique au joint 23. Toutefois, dans ce cas, cette extrémité du tube 31 ne comprend pas de canaux axiaux comme c'était le cas dans le manchon cylindrique 8 précédemment décrit. D'une façon analogue, l'élément de raccord 33 se présente sous la forme d'un écrou comprenant un fond radial 34 muni d'un perçage cylindrique 35 par lequel passe la partie postérieure du tube 31, et une cavité collectrice 36 constituée par un alésage qui s'étend en regard du collet 37 et du joint 32. Il présente en outre un joint torique 38 logé dans une gorge annulaire formée dans la surface cylindrique du perçage 35 du fond 34. Toutefois, dans cet exemple, la surface extérieure de cet élément de raccord 33 présente une conformation différente et comprend, au niveau du fond, une tête 39, par exemple à pans hexagonaux (pour permettre le vissage ou le dévissage à l'aide d'une clef) et une partie cylindrique 40 munie, dans sa région médiane, d'une gorge annulaire 41, connectée à la cavité collectrice 36 par des canaux radiaux 42. Cette gorge annulaire 41 sert de réceptacle à un dispositif de détection sensible au gaz véhiculé par le tube 31, qui peut simplement consister en un enroulement de papier réactif 46 changeant de couleur au contact dudit gaz. Cette gorge annulaire 41 est refermée par un manchon tubulaire 43 en matière transparente disposé de manière à venir recouvrir la partie cylindrique 40. Avantageusement, ce manchon tubulaire 43 pourra comprendre un (ou plusieurs) orifice, muni d'un embout de raccordement 44 sur lequel peut venir se connecter un tube d'évacuation 45 par exemple en matière plastique souple. Il est clair que lorsqu'il se produit# une fuite, le gaz recueilli par la cavité collectrice 36 passe dans la gorge 41 en provoquant le virage du papier sensible 46 avant de s'échapper par le tube 45. La fuite pourra donc être détectée en observant, au travers du manchon 43, le changement de couleur du papier. Il est clair qu'un même principe peut être utilisé dans le cas d'un raccordement entre deux conduites. Ainsi, la figure 3 montre un exemple d'exécution d'un raccordement de type à collet entre deux tubes 50, 51. On saint que dans ce type de raccordement, les extrémités en regard des deux tubes 50, 51 sont munies de collets radiaux 52, 53 (par exemple des collets battus ou des collets rapportés) entre lesquels un joint d'étanchéité 54 se trouve comprimé. Ce type de raccordement fait, par ailleurs, intervenir un élément mâle 55 se présentant sous la forme d'une vis munie d'un perçage coaxial 56 sensiblement au diamètre du tube 51, et un élément femelle 57 qui consiste en un écrou dont le fond est muni d'un perçage coaxial de diamètre sensiblement égal au diamètre du tube 50. Le mode de montage d'un tel dispositif de raccordement est bien connu et ne sera donc pas décrit en détail. Dans ce type de raccordement, l'invention propose d'utiliser, en tant qu'élément femelle, un élément de raccordement 57 du genre de celui (33) précédemment décrit en regard de la figure 3, et d'adjoindre à l'élément mâle 55 un joint 58 assurant une étanchéité évitant tout passage de gaz le long du tube 51. Revendications 1. Dispositif de raccord à collecteur et/ou détecteur de fuite incorporé, apte à assurer une connexion étanche entre deux éléments tubulaires de transport de fluide disposés bout à bout, ce dispositif faisant intervenir un élément de raccord tubulaire chevauchant la zone de jonction entre les deux éléments tubulaires et conçu de manière à assurer un serrage axial des extrémités en regard de ces éléments tubulaires contre des premiers moyens d'étanchéité prévus au niveau de ladite jonction, caractérisé en ce qu'il comprend - des seconds moyens d'étanchéité (25, 3, 3') aptes à assu rer une étanchéitérelative entre ledit élément de raccord (20) et les deux éléments tubulaires (2, 7, 8), de part et d'autre de ladite jonction ;; - une cavité collectrice de fuite (24) située au niveau de la susdite jonction et délimitée par la surface interne de l'élément de raccord (20), par les extrémités en regard desdits éléments tubulaires (2, 8) et/ou par les susdits premiers moyens d'étanchéité (23) ; et - au moins un canal collecteur de fuite (14, 15), réalisé dans l'un au moins des éléments tubulaires (8) et/ou dans l'élément de raccord, ce canal collecteur débouchant dans ladite cavité (24). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le susdit canal collecteur (14, 15) comprend des moyens permettant sa connexion à un circuit collecteur (28, 29). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le susdit circuit collecteur (28, 29) comprend des moyens aptes à détecter la présence du susdit fluide. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend deux canaux collecteurs (14, 15) connectés à un circuit (28, 29) apte à engendrer en continu un courant -de fluide neutre à l'intérieur de la susdite cavité (24). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le susdit circuit (28, 29) engendre une dépression à l'intérieur de la susdite cavité (24). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend - un élément de raccord (20) en forme d'écrou, monté rotatif autour de l'extrémité de l'un des deux éléments tubulaires (7, 8), tout en étant axialement retenu sur celui-ci en direction de ladite jonction - un filetage (3) axialement retenu sur l'extrémité de l'autre élément tubulaire (2) et sur lequel peut venir se visser ledit écrou (20) en vue d'effectuer le susdit serrage - des moyens d'étanchéité (23) placés entre les susdites extrémités. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'un des susdits éléments tubulaires consiste en un tronçon cylindrique (2) de la tête de raccordement d'un récipient de gaz, sur lequel est réalisé le susdit filetage (3). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'extrémité de l'élément tubulaire (7) à raccorder à la susdite tête est solidarisée à un manchon cylindrique (8) muni d'un collet (10) dont un premier flanc radial sert de butée axiale à l'élément de raccord (20), tandis que le second flanc radial sert à comprimer les susdits moyens d'étanchéité (23) contre une face radiale (6) du susdit tronçon cylindrique (2), et en ce que ledit manchon cylindrique (8) comprend au moins un canal collecteur (14, 15) axial débouchant d'un côté dans la susdite cavité collectrice (24) au niveau de la surface cylindrique du collet (10), grâce à un tronçon de canal radial (17, 18). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le susdit manchon cylindrique (8) comprend deux canaux collecteurs axiaux (14, 15). 10. Dispos#itif selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que le susdit élément tubulaire (7) passe à l'intérieur du susdit manchon cylindrique (8) et est soudé par son extrémité, à l'extrémité antérieure dudit manchon (8). 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le susdit élément de raccord (20) se présente sous la forme d'un écrou comprenant un fond radial (21) muni d'un perçage cylindrique (22) par lequel passe l'un des éléments tubulaires (7, 8), une cavité collectrice (24) constituée par un alésage réalisé au niveau de la surface intérieure dudit écrou, et un joint d'étanchéité (25) monté dans une gorge annulaire (26) formée dans la surface cylindrique dudit perçage (22). 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, 10 et 11, caractérisé en ce que le susdit élément de raccord (33) comprend une cavité supplémentaire (41) refermée d'un côté par une paroi extérieure transparente (43) et connectée à la cavité collectrice (36) par au moins un canal (42), cette cavité supplémentaire servant de réceptacle à un dispositif de détection (46) sensible au fluide véhiculé par les susdits éléments tubulaires. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le susdit dispositif de détection (46) consiste en une matière sensible qui change de couleur au contact du susdit gaz. 14. Dispositif selon l'une des revendications 12 et 13, caractérisé en ce que la paroi extérieure transparente (43) est amovible de manière à permettre le remplacement de la matière sensible. 15. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé en ce que la susdite paroi transparente (43) comprend un orifice d'échappement muni d'un embout de raccordement (44) d'un tube d'évacuation (45).