Brevet FR2640530A1 — publié le 19900622

L'invention concerne un racleur bidirectionnel pour conduite de distribution de liquides & section de passage constante, par exemple de distribution d'huiles, de produits pétroliers, de produits alimentaires ou peintures... Lorsqu'une même conduite est utilisée pour la distribution successive de plusieurs liquides, il est connu, lorsqu'on veut changer de liquide, après avoir arrêté en amont de cette conduite l'alimentation du premier liquide, et avant d'ouvrir, également en amont de cette conduite, l'alimentation du liquide suivant, de faire circuler dans cette conduite, d'amont en aval et réci- proquement, un racleur "captif" bidirectionnel adapté à balayer la paroi intérieure de cette conduite et à refouler vers l'aval les résidus du premier liquide. Ce racleur établit en outre une séparation fiable entre liquides successifs dont on évite ainsi des contaminations les uns par les autres. Ceci est notamment décrit dans le document FR-2.222.587 ou encore dans le document DE-3.032.532. Les racleurs connus à ce jour, qu'ils soient sphériques, à garniture ou à cylindre, sont en matière élastique pour absorber les variations de diamètre intérieur de la conduite, notamment du fait des tolérances de fabrication, et pour absorber les chocs en fin de course. Or les zones de ces racleurs qui viennent en contact, avec un faible jeu, avec la paroi intérieure des conduites pour en détacher les résidus mouillants qui y adhèrent, sont soumis à une usure importante qui nécessite des remplacements fréquents de ces racleurs, avec mise au rebut de la totalité de ceux-ci après usage. L'invention a pour objet de pallier cet inconvénient en permettant de réutiliser les parties non usées des racleurs. En outre les racleurs connus sont dépourvus de tout moyen de guidage adapté à les guider lors du franchis- sement des coudes; d'autre part lors de la venue en butée de deux racleurs l'un contre l'autre, la zone d'appui entre leurs extrémités arrondies est très petite, ce qui peut provoquer des usures très localisées et/ou empêcher un positionnement relatif précis entre deux tels racleurs en appui l'un contre l'autre. Selon un autre aspect, l'invention propose de pallier ces inconvénients. Elle propose à cet effet un racleur bidirec- tionnel pour conduite de distribution de liquide, compor- tant un corps allongé avec deux portions terminales et muni de deux segments d'usure de part et d'autre d'une portion médiane étranglée de surface externe concave, caractérisé en ce que le corps allongé est formé de deux pièces complémentaires assujetties l'une à l'autre par un élément formant écrou solidaire de l'une des pièces et un élément formant vis engagé dans l'autre des pièces, les segments d'usure étant montés de façon amovible autour d'une portion centrale de ce corps, axialement entre deux portions terminales de ce corps. Selon des dispositions préférées de l'inven- tion, éventuellement combinées: - les segments d'usure sont annulaires, maintenus séparés l'un de l'autre par un manchon distinct engagé autour de la portion centrale; - les segments d'usure sont solidaires d'un manchon, engagé autour de la portion centrale; - les segments d'usure présentent axialement en regard des portions terminales une nervure de centrage; - les segments d'usure amovibles ont une surface radiale- ment externe lisse; - les segments d'usure amovibles présentent en saillie radialement externe, un bourrelet bordé par deux chan- freins; - les segments d'usure présentent une gorge annulaire ouverte radialement vers l'extérieur; - la gorge sépare deux bourrelets formant lèvres de raclage; - les segments présentent des fentes cylindriques débouchant axialement l'une vers l'autre; - les portions terminales sont de forme tronconique (ce qui est original en soi); - le demi-angle au sommet a de ces portions tronconiques est compris entre 20 et 25 ; - la longueur Le des portions tronconiques vaut entre 35% et 45% du diamètre D des segments d'usure; - la distance Lm entre ces portions tronconiques est sensiblement comprise entre 0,75 et 0,85 fois le diamètre D des segments d'usure; - la longueur L de ce racleur est sensiblement comprise entre 1,55 et 1,65 fois le diamètre D des segments d'usure; - la portion médiane étranglée a un rayon de courbure r compris entre 0,40 et 0,50 fois le diamètre D des segments d'usure; - la vis et l'écrou sont isolés de façon étanche vis à vis de l'extérieur dudit racleur; - il comporte, sensiblement à mi-longueur, un anneau à aimantation radiale permanente avantageusement amovible. L'invention vise également une utilisation du racleur pour le raclage d'une conduite comportant au moins un coude dont le rayon de courbure moyen (R1) vaut approximativement une fois le diamètre externe des segments d'usure. Des objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1, est une vue en coupe d'un racleur conforme à l'invention; la figure 2, en est une variante de réalisation; - la figure 3, est une vue en coupe axiale du manchon du racleur de la figure 2 - la figure 4, est une variante simplifiée du manchon de la figure 3; - la figure 5, est une vue partielle d'une autre variante du manchon de la figure 3; - la figure 6, est une vue partielle d'une autre variante du manchon de la figure 3; - la figure 7 est une vue partielle d'encore une autre variante du manchon de la figure 3; et - la figure 8, est une vue en coupe d'un coude de conduite en train d'être franchi par le racleur de la figure 1; La figure 1 représente un racleur 1 sensible- ment rigide de forme massive allongée le long d'un axe X-X de symétrie. Ce racleur 1 comporte deux segments annulaires d'usure 2 et 3 montés de façon amovible sur un corps allongé 4 comportant une portion centrale 4B sur laquelle sont engagés les segments d'usure 2 et 3, et deux portions extrêmes 4A et 4C de même forme. Ce corps est formé de deux pièces complémen- taires 5 et 6 fixées l'une à l'autre par un écrou 7 prisonnier dans l'une 5 des pièces et une vis 8 engagée dans l'autre pièce 6. La pièce 5 est surmoulée sur l'écrou 7 tandis qu'un canal d'accès 9 y est ménagé pour la pénétration de la vis 8 jusqu'à l'écrou. La pièce 6 est traversée axialement, en regard du canal d'accès, par un canal 10 en deux tronçons de diamètres différents raccordés par un épaulement 11 destiné à servir d'appui pour la tête 8A de la vis. Un bouchon 12 est engagé à force dans le tronçon de plus grand diamètre pour isoler la vis de façon étanche vis à vis de l'extérieur. Les pièces 5 et 6 constituent chacune l'une des portions extrêmes 4A ou 4C, et forment conjointement la portion centrale 4B. Un anneau 13 à aimantation radiale permanente est engagé dans une gorge annulaire 14 ménagée axialement dans la pièce 6 à partir de la surface d'affrontement des deux pièces: il est donc ici amovible. Cet aimant est ici sensiblement situé à mi-longueur du racleur. Un manchon 15 est engagé autour de la portion centrale 4B, axialement entre les segments d'usure 2 et 3. Les portions extrêmes 4A et 4C sont tronconi- ques et comportent des faces extrêmes sensiblement planes, tandis que le manchon 15, conformé en diabolo, présente une surface interne cylindrique et une surface externe concave. Les bagues d'usure sont en saillie radiale vis à vis des portions 4A, 4B et 4C et le manchon 15 constitue entre ces bagues, avec la portion centrale 4B, une portion médiane étranglée. Dans les variantes des figures 2 à 6, les segments d'usure sont solidaires du manchon engagé sur la portion centrale. Ainsi, aux figures 2 et 3, qui représentent un racleur 1' similaire à celui de la figure 1, avec des signes de référence identiques à ceux de la figure 1 mais affectés de l'indice "prime", les segments d'usure, désignés par 2' et 3', font partie du manchon 15' dont ils bordent axialement la surface externe concave. Ce manchon ' comporte en outre, axialement en saillie sur chacun de ses flancs transversaux bordant les segments d'usures 2' et 3', une nervure 20 destinée à pénétrer dans les portions extrêmes 4'A et 4'C. Dans cet exemple des figures 2 et 3; une gorge 21 est ménagée radialement en creux dans les segments d'usure 2' et 3'. L'aimant 13' est uniquement positionné radialement par sa paroi externe, et définit intérieurement un vide. Un manchon 18 forme entretoise entre l'écrou et la tête de la vis. Dans la version simplifiée de la figure 4 à rapprocher de la figure 1, cette gorge est supprimée et les segments d'usure 2A et 3A sont lisses (les signes de références sont les mêmes qu'à la figure 3, avec remplace- ment de l'indice "prime" par l'indice A). Dans la variante de la figure 5 (à rapprocher de celle de la figure 4 avec addition d'un indice "prime"), les segments d'usure 2A' et 3A' comportent en saillie radiale un bourrelet 19 bordé par deux chanfreins dont l'un 22, du côté des portions extrêmes, est tronconique tandis que l'autre 23 est arrondi, constitué par un rayon de courbure constant tout au long de la circonférence du segment. Dans la variante de la figure 6 (à rapprocher de la figure 3 avec remplacement de l'indice "prime" par l'indice "seconde"), chaque segment d'usure 2" présente en saillie radiale deux bourrelets annulaires 24 et 25 formant lèvres de raclage séparés par une gorge 26. Dans la variante de la figure 7, à rapprocher de la figure 3 avec remplacement de l'indice "prime" par l'indice B, les segments d'usure 2B et 3B présentent des fentes cylindriques 30 et 31 débouchant axialement l'une vers l'autre, en sorte de former des lèvres cylindriques de raclage bordées par des chanfreins. La figure 8 présente divers racleurs du type de celui de la figure I en divers points d'une canalisation de diamètre intérieur d constant, partiellement représentée. Dans cette canalisation est disposée une vanne 3-voies 40 (du type décrit dans une demande de brevet du même jour) et un coude 50 dont le rayon moyen de courbure Rl est approximativement égal à d (c'est la plus petite valeur du rayon de courbure que l'on rencontre en pratique dans les canalisations). En pratique le diamètre des segments d'usure au repos est légèrement supérieur à d de manière a ce que l'introduction du racleur dans la canalisation se traduise par une compression radiale de quelques % (entre 0 et 5%, le plus souvent à peu près 2-3%) propre à assurer en translation un raclage approprié par frottement de la paroi interne de la canalisation. Si Le est la longueur des parties terminales tronconiques du racleur et a leur demi angle au sommet, ces grandeurs sont choisies en sorte que, dans le coude 50, l'arête 60 bordant la tranche plane de l'une des parties terminales tronconiques affleure l'intérieur du coude en sorte de guider en basculement le racleur. D'autre part cette longueur Le est avantageusement égale à la moitié de la dimension longitudinale H de l'ouverture 43 par laquelle le tronçon principal 41 de la vanne 40 communique avec son tronçon de dérivation 42. L'angle a est par ailleurs avantageusement choisi en sorte d'assurer une déflexion efficace d'un liquide circulant depuis le tronçon de dérivation 42 vers la canalisation 100 (en supposant enlevé le racleur situé à gauche dans la vanne 40), sans pour autant gêner cet écoulement. La longueur Lm séparant les deux parties terminales est avantageusement choisie en sorte que dans le coude 50, les segments restent comprimés en sorte de pouvoir effectuer un raclage satisfaisant. D'autre part le rayon de courbure r de la zone médiane étranglée est inférieur au rayon minimal r1 du coude 50, et donc à d/2, pour éviter un coincement dans le coude. Cela amène à préférer les plages dimensionnel- les suivantes, qui sont avantageusement satisfaites toutes à la fois si l'on souhaite aboutir à l'optimum précité (en prenant D égal au diamètre des segments à l'état non comprimé: on a donc D/d compris entre 1,02 et 1, 05 environ le plus souvent): - a approximativement égal à r/8 (compris entre et 25'); de préférence cet angle est au moins égal à ; - Le/D approximativement compris entre 0,35 et 0,45; - Lm/D approximativement compris entre 0,75 et 0,85; -la distance entre les segments vaut ap- proximativement r; - L/D approximativement compris entre 1,55 et 1,65; - r/D approximativement compris entre 0,40 et 0,50; - le secteur angulaire e sur lequel s'étend cet étranglement est compris entre 50 et 70', de préférence voisin de w/3. A titre d'exemple, pour un diamètre d de 102 mm (c'est-à-dire environ 4 "pouces"), on choisit: L = 170 mm Le = 45 mm L = 80 mm a= 23' r = 50 mm e, épaisseur des segments, égale à 15 mm. La figure 2 donne un exemple de valeur de a bien plus importante (45'). Les segments d'usure (et le manchon inter- médiaire 15 ou 15') sont avantageusement en polyuréthane avec une dureté SHORE A comprise entre 60 et 90, tandis que le corps lui-même est par exemple en polyuréthane avec une dureté SHORE A comprise entre 65 et 80, c'est-à-dire, selon les cas, inférieure ou supérieure à celle des segments. A titre préféré les segments 2A, 3A, 2A', 3A' des figures 4 et 5 sont particulièrement bien adaptés à des canalisations dont les tolérances sur le diamètre interne sont larges ( 3mm) et leur dureté SHORE A est choisie égale entre 60 (pour la figure 4) et 65 (figure 5): la qualité du raclage est moyenne tandis que la durée de vie des segments de raclage est faible. Pour les tolérances moyennes ( 2mm) on préfère les segments 2', 3', 2", 3" des figures 3 et 6 avec une dureté SHORE A choisie autour de 80: la qualité du raclage est bonne tandis que la durée de vie des segments est moyenne. Enfin pour des tolérances serrées ( lmm) sur le diamètre interne de la canalisation considérée, on préfère les segments 2B, 3B de la figure 7 avec une dureté SHORE A de 90 environ: le raclage obtenu est excellent et les segments ont une longue durée de vie. Il va de soi que la forme des segments des figures 2 à 7 peut également être utilisée dans le racleur de la figure 1 à segments séparés par un manchon distinct. On appréciera que ces diverses formes cor- respondent à des compromis différents entre les exigences contradictoires de résistance à l'usure et de déformabilité radiale: les figures 4 et 5 correspondent à une défor- mabilité par compression, les figures 3 et 6 proposent deux étages de compression (dans un premier temps seules les nervures se compriment radialement en s'étalant latérale- ment) et la figure 7 correspond à une déformabilité par flexion radiale des lèvres. On appréciera que les faces planes transver- sales limitant ces portions extrêmes assurent une grande surface de contact en cas de butée d'un racleur l'un contre l'autre, ce qui en réduit les risques d'usure en cas de chocs lors de leur venue en butée. L'aimant 13 permet un repérage en position du racleur dans la conduite. Il va de soi que la description qui précède n'a été proposée qu'à titre d'exeiiple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être proposées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Racleur bidirectionnel pour conduite de distribution de liquide, comportant un corps allongé (4, 4') et deux segments d'usure de part et d'autre d'une portion médiane étranglée de surface externe concave, caractérisé en ce que le corps allongé est formé de deux pièces complémentaires (5, 6; 5', 6') assujetties l'une à l'autre par un écrou (7, 7') solidaire de l'une des pièces et une vis (8, 8') engagée dans l'autre des pièces, les segments d'usure étant montés de façon amovible autour d'une portion centrale (4B) de ce corps, axialement entre deux portions terminales. 2. Racleur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les segments d'usure (2, 3) sont annu- laires, maintenus séparés l'un de l'autre par un manchon distinct (15) engagé autour de la portion centrale. 3. Racleur selon la revendication 2, carac- térisé en ce que les segments d'usure (2', 3'; 2A, 3A; 2A', 3A'; 2"; 2B, 3B) sont solidaires d'un manchon (15', 15A, 15A', 15B), engagé autour de la portion centrale. 4. Racleur selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que ces segments d'usure présentent axialement en regard des portions terminales une nervure de centrage (20). 5. Racleur selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que les segments d'usure amovibles (2, 3; 2A, 3A) ont une surface radialement externe lisse. 6. Racleur selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que les segments d'usure amovibles (2A', 3A') présentent en saillie radialement externe, un bourrelet (19) bordé par deux chanfreins (22, 23). 7. Racleur selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que les segments d'usure (2', 3'; 2") présentent une gorge (21, 26) annulaire il ouverte radialement vers l'extérieur. 8. Racleur selon la revendication 7, carac- térisé en ce que la gorge sépare deux bourrelets (24, 25) formant lèvres de raclage. 9. Racleur selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits segments (2B, 3B) présentent des fentes cylindriques (30, 31) débouchant axialement l'une vers l'autre. 10. Racleur selon l'une quelconque des reven- dications i à 9, caractérisé en ce que les portions terminales (4A, 4C; 4'A, 4'C) sont de forme tronconique. 11. Racleur selon la revendication 10, carac- térisé en ce que le demi-angle au sommet (a) de ces portions tronconiques est compris entre 20 et 25 . 12. Racleur selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la longueur Le des portions tron- coniques vaut entre 35% et 45% du diamètre D des segments d 'usure. 13. Racleur selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que la distance Lm entre ces portions tronconiques est sensiblement comprise entre 0,75 et 0,85 fois le diamètre D des segments d'usure. 14. Racleur selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que la longueur L de ce racleur est sensiblement comprise entre 1,55 et 1,65 fois le diamètre D des segments d'usure. 15. Racleur selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que la portion médiane étranglée a un rayon de courbure r compris entre 0,40 et 0,50 fois le diamètre D des segments d'usure. 16. Racleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que la vis et l'écrou sont isolés de façon étanche vis à vis de l'ex- térieur dudit racleur. 17. Racleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'il comporte, sensiblement à mi-longueur, un anneau (13) a aimantation radiale permanente. 18. Racleur selon la revendication 17, caractérisé en ce que cet anneau (13) est monté de façon amovible dans l'une (6) des pièces complémentaires. 19. Utilisation du racleur selon l'une quelconque des revendications 1 à 18 pour le raclage d'une conduite comportant au moins un coude dont le rayon de courbure moyen (R1) vaut approximativement une fois le diamètre externe D des segments d'usure.