Brevet FR2641360A1 — publié le 19900706

COMPENSATEUR DE DILATATION MONTE ENTRE DEUX TUYAUTERIES. DESCRIPTION L'invention a trait à un compensateur de dilatation monté entre deux tuyauteries. Il est souvent nécessaire de prévoir des montages souples entre tuyauteries consécutives d'un même circuit hydraulique pour tenir compte des dilatations dues notamment à l'échauffement du fluide de ces tuyaux. Dans la conception cécrite par le brevet français 2 538 156, lestuyauteries sont séparées par un jeu et leurs extrémités jointes par un soufflet pour maintenir l'étanchéité; un tube externe entoure par ailleurs les tuyauteries et le soufflet et s'étend jusqu'aux rése-voi-s reLiés par les deux tuyauteries. Le tube externe est soudé aux réservoirs et supporte donc les efforts mécaniques transmis entre les réser- vDers, errê:sanaq: sa rig té. des déplacements excessifs, alors que le soufflet ne subit que l'effort de pression du fluide qu'iL véhicule. Cette conception présente l'inconvénient d'utiliser un tube externe de grande longueur et n'est par ailleurs utilisable que pour des circuits hydrau- liques ne comprenant que deux tuyauteries. L'invention concerne donc un compensateur de dilatation dépourvu de ces inconvénients tout en conservant les avantages de simplicité et de robustesse de la solution antérieure. Dans sa réalisation préfé- rée, ce compensateur de dilatation comprend une enceinte de protection autour du soufflet, qui évite les écoulements de fluide vers l'extérieur au cas o le soufflet crève, mais qui, avec l'invention, est de petit volume et éventuellement démontable, ce qui n'est pas le cas quand cette enceinte est cons- tituée par le tuce externe. L'invention a donc trait précisément à un comDensateur de dilatation monté entre deux tuyauteries et comprenant une enveloppe fLexibLe interne entre Les deux tuyauteries et délimitant avec eLles un con- duit de fluide étanche, ainsi qu'une structure défor- mabLe assujettie aux deux tuyauteries et disposée autour de l'enveloppe flexible interne, caractérisé en ce que la structure déformable comprend deux lames souples coplanaires et de part et d'autre des tuyau- teries, des aoouis de réception auxquels les extrémités des lames sont assujetties, et deux manchons entourant une tuyauterie respective à lacuelle ils sont assu- jettis par une extrémité, les appuis de réception d'une extrémité de chacune des lames étant assujettis IS à l'autre extrémité de chacun des man-nons. Les manchons sont éventuellement conformés avec une extrémité en rebord sensiblement cylindrique, de périmétre semDlarle à celui de La tuyauterie à laquelle ils sont soudés, une extrémité du rebord étant soudée à ladite tuyauterie, un bord de l'enve- loppe flexiole interne étant assujetti à l'autre extré- mité du rebord. Le compensateur peut également comprendre deux brides assujetties chacune à un manchon respectif et une enveloppe flexible externe liée aux brides par l'intermédiaire de deux couronnes. Brides et cou- ronnes sont alors avantageusement munies d'une nervure plane, les nervures venant en contact par paires pour se superposer avec un contour d'extrémité commun lors du vissage des couronnes et de leurs brides associées; une des paires de nervures s'étend vers l'extérieur et l'autre paire vers l'intérieur, ce qui permet de déplacer axialement, en vue d'un démontage, l'enveloppe flexible externe et les couronnes après le dévissage. On va maintenant décri e l'invention plus en détail à l'aide des figures suivantes illustrant une réalisation oréférée, annexées a titre illustratif et non limitatif: - La figure 1 représente une vue générale de l'invention; et - Les figures 2 et 3 représentent deux agran- dissements. La figure 1 représente deux tuyauteries 1 et 1' en crolongement avec un espacement; un soufflet interne 2 joint les deux tuyauteries 1 et 1' et délimite donc avec elles un volume étanche o le fluice peut circuler sans fuites. Les tuyauteries 1 et 1' sont également reliées par deux lames 3 et 3' identiqpes, soules, à section rectangulaire et coolanaires pour permettre des débattements angulaires des tuyauteries 1 et 1' suivant les déplacements peroeraocuLates au p.an ae La figure 1 par flexion des lames 3 et 3'. 2C Cnacune des lames 3 et 3' est reliée à cha- cune des tuyauteries I et 1'. Plus précisément, une extrémité 4 de la première lame 3 et une extrémité de la seconde lame 3' sont soudées à un appui de réception respectif 6 et 7 constitué d'une plaque soudée par deux côtés opposés à deux anneaux parallèles 8 et 9 eux-mêmes soudés à une extrémité d'un manchon qui entoure la première tuyauterie 1 près de son extrémité. Le manchon 10 comprend à son extrémité oppo- sée un rebord cylindrique intérieur 12 de diamètre légèrement inférieur à celui du manchon 10 proprement dit, et de périmètre semblable à celui ae la tuyauterie 1, qui lui est relié par un raccordement conique 13 aboutissant au milieu environ de la paroi externe du rebord cylindrique 12. L'extrémité du rebord cylin- drique 12 orientée en direction des anneaux 8 et 9 est soudée à l'extrémité 11 de la première tuyauterie 1, alors que son autre extrémité 15 est orientée vers l'autre tuyauterie 1' et, dans la réalisation représen- tée, un bord du soufflet interne 2 lui est soudé. Une bride 16 a été prévue d'une pièce avec le manchon 10 et se situe entre les anneaux 8 et 9 d'une part, le rebord cylindrique 12 d'autre part; la bride 16 est coudée et peut se décomposer sucessive- ment en une première partie radiale 17 s'étendant du manchon 10 vers l'extérieur, une partie axiaLe 18 s'étendant vers l'autre tuyauterie 1' et une seconde partie radiale 19 s'étendant de nouveau vers l'exté- r-eur et comprenant des trous pour goujons 20. Le compensateur de dilatation est pratique- ment symétrique, et la description que l'on vient de lire peut s'appliquer pour l'essentiel aux compo- sants situés du côté de l'autre canalisation 1'; on trouve ainsi des composants 4' à 15' semblables par symétrie aux composants 4 à 15 respectivement. 2C Le second manchon 10' porte également une bride située à peu près au même endroit que la première bride 16, mais cette seconde bride 21 est de constitution diffé- rente et comprend simplement une partie en saillie radiale munie de taraudages borgnes pour des vis 22. Les vis 22 peuvent permettre d'assujettir à la seconde bride 21 une plaque annulaire 23 munie de trous pour des goujons 24 disposés suivant une circonférence extérieure à celle des vis 22. Les brides 16 et 21 servent à maintenir des couronnes respectives 25 et 26 (figures 2 et 3) à l'aide des goujons 20 et 24; un soufflet externe 27 est disposé entre les couronne- 25 et 26, autour du premier soufflet Z quand les goujons 20 et 24 sont vissés; il est utilis' à la fois pour protéger le scufflet interne 2 et pour créer une enceinte étanche de sécurité au cas o le soufflet 2 viendrait à crever. La partie axiale 18 de la première bride 16 comporte à cet effet une partie en prolongement axial 28 qui dépasse de la seconde partie radiale 19 en direction de l'autre tuyauterie 1', et qui est munie à son extré- mité d'une nervure annulaire 29 faisant saillie radia- lement vers l'extérieur. De son côté, la première couronne 25 possède à L'extrémité d'une partie axiale 31 d'extrémité dirigée vers la première bride 16 une nervure de forme semblable 30, en saillie radiale. La premiè-e bride 16 et la première couronne 25 sont tout d'aborc assemblées par une portée cylindrique de centrage 32 puis rapprochées par un mouvement axial iuscu'à mettre Les ceux nervures 29 et 30 en contact, après quoi une soudure d'étanchéité 33 est établie à l'extrémité commune de ces dernières. On élimine ainsi tot- iei ce Ce côté; La s,:zure 33 n'est soumise à aucun effort. Une disposition équivalente est retenue sur l'autre tuyauterie 1'; toutefois, les nervures 34 et 35 établies respectivement sur la seconde bride 21 et sur la seconde couronne 26 à L'intérieur d'un renfoncement annulaire 36 délimité par ces pièces sont dirigées vers la plaque 23 qui, au montage, vient se plaquer sur l'ouverture du renfoncement annulaire 36. Les nervures 34 et 35 sont coniques afin de faciliter la réalisation de la soudure d'étanchéité 37 et font saillie radialement vers l'intérieur; elles sont unies à leur contour commun par une soudure 37 qui joue le même rôle que la précédente. L'espace 38 compris entre les soufflets 2 et 27, les couronnes et 26, les brides 16 et 21 et les manchons 10 et 10' est donc étanche; il peut être rempli de gaz 2 6 4 1 3 60 neutre. Comme Les souffLets 2 et 27 sont facilement accessibles et assez minces, iL est facilement possible de vérifier Leur état et le contenu de L'espace étanche 38 (par exempLe par radiographie et bougies de détection) pour savoir si une fuite a lieu ou non. Pour démonter L'ensembLe formé par Les cou- ronnes et Le soufflet externe, il suffit de meuler Les soudures 33 et 37 et de dévisser les goujons 20 et 24. La largeur des nervures est suffisante pour permettre de souder de nouveau. Les concentrations de contraintes produites par la déformation des lames 3 et 3' au voisinage ce Leurs extrémités 4, 4', 5 et 5' s'égalisent progres- sivement sur le pourtour des manchons 10 et 10' vers les recz'os cylindriques 12 et 12', si bien que les contraintes supportées par les tuyauteries 1 et 1' sont à peu près uniformes, ce aui est un grand avan- tage. L'invention peut être envisagée pour de nombreuses applications, mais la réalisation représen- tée a été conçue d'abord pour les circuits de centrales nucléaires à neutrons rapides véhiculant du sodium fondu sous pression. Les tuyauteries I et 1' sont alors en acier inoxydable, de même que le soufflet interne 2 et les parties des manchons 10 et 10' en contact avec Le sodium ou susceptibles de le devenir par suite d'un envahissement de l'espace 38. C'est pourquoi les manchons 10 et 10' sont faits de deux pièces assemblées par soudage suivant des cordons circulaires 39 et 39' établis à proximité de la bride respective 16 ou 21 du côté opposé aux soufflets 2 et 27. Les parties des manchons 10 et 10' comprenant les brides 16 et 21 sont donc également en acier inoxy- dable, alors que les parties du côté des anneaux 8 et 9 ainsi que les lames 3 et 3' sont en acier ordi- naire. Les lames 3 et 3' sont généralement constituées 264 1360 d'une seuLe plaque mais peuvent être constituées d'un emDilement ce plusieurs plaqes ce DPLus faible épaisseur. REVENDICATIONS 1. Compensateur de dilatation monté entre deux tuyauteries (1, 1') et ccorenant une enveloppe flexible interne (2) entre les deux tuyauteries et délimitant avec elles un conduit de fluide étanche, ainsi qu'une structure déformable (3, 3' 1, 1, 10') assujettie aux deux tuyauteries et autour de l'enve- loppe flexible interne, caractérisé en ce que la struc- ture déformable comprend deux. lames souples (3, 3') coplanaires et de part et d'autre des tuyauteries (1, 1'), des appuis de réception (6, 7, 8, 9, 6', 7', 8', 9') auxquels les extrémités des lames sont assujetties, et deux manchons (10, 10') entourant une tuyauterie respective à laquelle ils sont assujettis par une extrémité (12, 12'), les appuis de réception d'une extrémité de chacune des lames étant assujettis à l'autre extrérité de chacun des manchons. 2. ComDensateur de dilatation selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que les appuis de récep- tion sont annulaires, au nombre de deux et assujettis à un manchon respectif, une extrémité de chacune des lames étant assujettie à chaque appui de réception. 3. Compensateur de dilatation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les manchons sont soudés à l'extrémité (11, 11') de la tuyauterie (1, 1') à laquelle ils sont assujettis. 4. Compensateur de dilatation selon la reven- dication 3, caractérisé en ce que les manchons sont conformés avec une extrémité en rebord (12, 12') sensi- blement cylindrique, de périmètre semblable à celui de la tuyauterie à laquelle ils sont soudés, une extré- mité du rebord étant soudée à ladite tuyauterie, un bord de l'enveloppe flexible interne étant assujetti à l'autre extrémité (15, 15') du rebord. 5. Compensateur de dilatation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend deux brides (16, 21) assujetties chacune à un manchon respectif (10, 10'), une enveloppe flexible externe (27) entourant l'enveloppe flexible interne (2), deux couronnes (25, 26) assujetties à deux bords opposés de l'enveloppe flexible externe, chaque couronne étant vissée à une bride associée. 6. Comoensateur de dilatation selon la reven- dication 5, caractérisé en ce que chaque couronne et chaque bride est munie d'une nervure (29, 30, 34, ), Les nervures de chaque couronne et de la bride associée venant se superposer avec un contour d'extrémité commun au vissage de la couronne et de la ride, Les nervures s'étendant vers l'extérieur (29, 30) pour une des couronnes et la bride associée, vers l'intérieur (34, 35) pour l'autre couronne et sa bride associée.