Brevet FR2659719A1 — publié le 19910920

DISPOSITIF DE RACCORDEMENT ET D'ETANCHEITE POUR DEUX TUYAUX MONTES BOUT A BOUT L'invention se rapporte à un dispositif de raccordement et d'étanchéité pour deux tuyaux montés bout à bout et concerne plus particulièrement un dispositif de réparation destiné à être adapté à la jonction de raccordement de tels tuyaux pour éliminer une fuite. Le domaine privilégié de l'invention est celui de la distribution de l'eau. Dans le domaine de la distribution de fluides, comme par exemple un réseau de distribution d'eau, une conduite est constituée de l'assemblage étanche, bout à bout, de tronçons de tuyaux rigides en fonte ou en acier. On distingue essentiellement deux types de tels tuyaux correspondant à deux techniques d'assemblage bout à bout. Les tuyaux dits " bouts unis" ont des extrémités de même diamètre réunies par une bague externe de raccordement au plomb. Les tuyaux dits nà emboîtement' comportent des extrémités de diamètres différents, permettant de les emboîter bout à bout, l'extrémité de petit diamètre s'engageant dans l'embout de plus grand diamètre du tuyau voisin. Après un certain temps de service, certaines jonctions perdent leur étanchéité. Des fuites plus ou moins importantes peuvent se déclarer. Il est donc nécessaire de surveiller l'état des jonctions des tuyaux sur tout le réseau et de réparer celles qui sont défectueuses. On connaît des dispositifs permettant d'entourer la jonction défectueuse pour colmater la fuite.Ces dispositifs sont coateux et de mise en oeuvre difficile. En particulier, il est nécessaire, pour les mettre en place, d'arrêter la distribution d'eau pendant une période de temps relativement longue. A titre d'exemple, pour la mise en place d'un tel dispositif classique autour de la jonction de deux tuyaux à bouts unis par une bague au plomb, il est nécessaire d'enlever ladite bague au plomb et de nettoyer les extrémités des tuyaux avant de mettre en place le dispositif d'étanchéité. Ceci nécessite l'interruption de la distribution d'eau pendant au moins une demi-journée. En cas de fuite entre deux tuyaux à emboîtement, le dispositif est de structure plus complexe et donc plus coûteuse, et sa mise en place nécessite aussi l'interruption de la distribution. Le document US 1.940.721 décrit un dispositif de raccordement et d'étanchéité entre deux tuyaux rigides. L'un des buts de l'invention est de proposer un nouveau dispositif de raccordement de ce genre, qui soit de conception simple et peu coûteuse. Un autre but de l'invention est que ce dispositif soit facile à mettre en place, sans intervention notable sur la jonction défectueuse elle-même et, la plupart du temps, sans qu'il soit nécessaire d'interrompre la distribution du liquide circulant dans le réseau. Dans cet esprit, l'invention concerne un dispositif de raccordement et d'étanchéité pour deux tuyaux montés bout à bout, du type comprenant - une bague d'enveloppement ayant une forme et des dimensions adaptées pour recouvrir les extrémités voisines de ces tuyaux, ladite bague d'enveloppement étant constituée d'au moins deux coquilles se raccordant de façon étanche par des bords d'assemblage s'étendant au moins approximativement parallèlement à l'axe des tuyaux raccordés; - deux joints d'extrémité, chacun de forme et dimensions adaptées pour venir s'appliquer contre la surface externe d'un tuyau et contre une extrémité circulaire de ladite bague d'enveloppement;; - deux anneaux de compression desdits joints, respectivement, de forme et dimensions choisies pour assurer une compression radiale dudit joint contre la surface externe d'un tuyau, chaque anneau étant constitué d'au moins deux éléments assemblés; - des moyens pour solliciter axialement chaque anneau de compression en direction d'une extrémité voisine de la bague d'enveloppement, le joint d'extrémité correspondant étant intercalé entre ladite extrémité de la bague d'enveloppement et ledit anneau de compression, caractérisé en ce que les moyens pour solliciter axialement chaque anneau de compression en direction d'une extrémité voisine de la bague d'enveloppement, avec interposition du joint d'extrémité correspondant, comprennent un anneau d'ancrage en au moins deux parties, monté serré radialement sur un tuyau précité en un emplacement tel que l'anneau de compression soit intercalé axialement entre ladite extrémité de la bague d'enveloppement et ledit anneau d'ancrage, et une pluralité de vérins répartis circulairement entre ledit anneau d'ancrage et ledit anneau de compression pour repousser ce dernier vers ladite extrémité de la bague d'enveloppement. La structure envisagée dans le cadre de l'inventionpermet d'éviter toute déformation de l'anneau de compression qui porte le joint d'extrémité. Les vérins sont avantageusement matérialisés par des vis engagées dans des trous taraudés de chaque anneau d'ancrage, orientées parallèlement à l'axe de celui-ci, les extrémités de ces vis venant prendre appui sur un anneau de compression adjacent. Ainsi, l'anneau de compression est uniformément poussé axialement sous l'action de ces vis régulièrement réparties circonférentiellement. Il comporte un embrèvement qui abrite le joint d'extrémité correspondant. Cet embrèvement comprend avantageusement une face cylindrique et une face tronconique; en conséquence, le déplacement de l'anneau se traduit à la fois par une compression axiale du joint contre le chant d'extrémité voisin de la bague d'enveloppement et par une compression radiale de ce même joint contre la surface externe du tuyau. Il est à noter enfin que les vérins précités peuvent être répartis le long d'un cercle sensiblement de même diamètre que celui du joint d'extrémité, ce qui réduit les couples de torsion sur les anneaux, principale cause de leurs déformations. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de deux modes de réalisation conformes à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente un dispositif conforme à l'invention pour deux tuyaux à bouts unis, le dispositif étant représenté en partie en coupe longitudinale et en partie en vue extérieure; - la figure 2 est une vue de détail montrant la jonction des deux éléments d'un anneau de compression de la figure 1 - la figure 3 est une vue de détail d'un anneau d'ancrage montrant une charnière; - la figure 4 est une autre vue de détail de l'anneau d'ancrage au niveau de sa fermeture; et - la figure 5 est une vue en perspective d'une variante de la bague d'enveloppement convenant plus particulièrement pour deux tuyaux à emboîtement. En se reportant plus particulièrement aux figures 1 à 4, on a représenté un dispositif de raccordement et d'étanchéité 111 pour deux tuyaux 113a, 113b dits à "bouts unis". Le dispositif comporte une bague d'enveloppement 115, ici globalement cylindrique, destinée à recouvrir les deux extrémités des deux tuyaux 113a, 113b, deux joints d'extrémité 117a, 117b, annulaires à section carrée ou rectangulaire, deux anneaux de compression 118a, 118b desdits joints, respectivement et des moyens 116 pour solliciter axialement chaque anneau de compression en direction d'un chant d'extrémité circulaire 119a, 119b, respectivement, de la bague d'enveloppement 115. Le joint d'extrémité 117 correspondant est intercalé entre ledit chant d'extrémité et l'anneau de compression.La bague d'enveloppement se compose ici de deux coquilles 120a, 120b, globalement semi-cylindriques se raccordant longitudinalement de façon étanche par des bords d'assemblage 121a, 121b. Chaque anneau de compression 118a, 118b est constitué de deux parties globalement semi-circulaires raccordées par leurs extrémités en regard au moyen d'éléments de montage articulés. Plus précisément chaque élément de montage 122 a la forme d'une attache de maillon de chaîne. Deux éléments de ce genre (Figure 2) sont prévus de part et d'autre des extrémités en regard des deux parties de l'anneau 118 et raccordés à celles-ci par des tourillons transversaux. Chaque anneau de compression 118a ou 118b comporte un embrèvement circulaire 124 dans lequel vient se loger le joint d'extrémité 117a, 117b correspondant.Cet embrèvement comporte une face cylindrique 124a et une face tronconique 124b, de sorte que le simple déplacement axial de l'anneau de compression provoque simultanément la compression axiale et radiale du joint d'extrémité 117. L'anneau de compression lui-même n'est pas serré sur le tuyau. Les moyens 116 pour solliciter axialement chaque anneau de compression 118a, 118b en direction d'une extrémité voisine de la bague d'enveloppement 115 avec interposition du joint 117 correspondant comprennent un anneau d'ancrage 123a, 123b, respectivement, défini en au moins deux parties de façon à pouvoir être serré radialement sur un tuyau 113 précité en un emplacement tel que l'anneau de compression 118 correspondant soit intercalé axialement entre l'extrémité adjacente de la bague d'enveloppement 115 et ledit anneau d'ancrage, comme cela apparaît clairement sur la figure 1. Chaque anneau d'ancrage 123a, 123b a une section carrée ou rectangulaire. En outre, une pluralité de vérins 126 sont répartis circulairement entre ledit anneau d'ancrage 123 et ledit anneau de compression 118 pour repousser ce dernier vers l'extrémité de la bague d'enveloppement.Ces vérins sont ici simplement matérialisés par des vis engagées dans des trous taraudés 127 de chaque anneau d'ancrage 123a, 123b et orientées parallèlement à l'axe de celui-ci. Les extrémités de ces vis prennent appui sur l'anneau de compression adjacent 118a, 118b, respectivement. Avantageusement, pour les raisons indiquées ci-dessus, les trous taraudés 127 sont répartis le long d'un cercle ayant un diamètre sensiblement égal au diamètre moyen d'un joint d'extrémité 117. Les vis constituant les vérins agissent donc sur l'anneau de compression dans les meilleures conditions possibles et notamment avec un minimum de torsion sur les anneaux. Dans l'exemple, chaque anneau d'ancrage porte vingt quatre vérins, régulièrement répartis circonférentiellement. Chaque bord d'assemblage 121a, 121b comprend une pièce de montage 128, ici rectiligne. L'une d'elles comporte une rainure longitudinale 129, à section carrée ou rectangulaire, conformée pour recevoir un joint d'étanchéité longitudinal 130, cylindrique, non représenté. Celui-ci est comprimé dans sa rainure entre un bord d'assemblage muni de ladite rainure et le bord d'assemblage lui faisant face, n'en comportant pas. Chaque pièce de montage 128 comporte aussi une bride longitudinale 131, ici rectiligne, percée de trous 132 susceptibles de recevoir des boulons 133. Ces derniers sont montés entre les brides longitudinales adjacentes de deux coquilles 120a, 120b. Le joint longitudinal est comprimé lors du serrage des boulons 133. De plus, chaque anneau d'ancrage 123a, 123b est muni d'une pluralité de chapes 134 ou moyens d'attache analogues auxquels sont raccordés des éléments de stabilisation 135 s'étendant entre les deux anneaux d'ancrage tout autour de la bague d'enveloppement 115. Dans l'exemple représenté, on a prévu six éléments de stabilisation régulièrement répartis circonférentiellement autour de la bague d'enveloppement. Leur rôle est d'éviter le recul de l'un ou l'autre des anneaux d'ancrage au serrage des vérins,126. Un tel élément de stabilisation a ici la forme d'une biellette articulée à chacune de ses extrémités à l'une des chapes 134 de l'un des anneaux 123a, 123b, respectivement.Chaque élément de chape est soudé sur deux faces de l'anneau d'ancrage correspondant, la face cylindrique externe et la face latérale la plus proche de l'anneau de compression. Une découpe à angle droit est prévue à cet effet à la partie de raccordement dudit élément de chape. Ce montage augmente la résistance de l'anneau d'ancrage aux couples de torsion pouvant prendre naissance au serrage des joints d'extrémité. En effet, le prolongement radial 135 (figure 1) de chaque élément de chape s'oppose à la torsion de l'anneau 123. Chaque anneau d'ancrage 123a, 123b est constitué de deux éléments globalement semi-circulaires 132a, 132b de dimensions telles (notamment leur longueur) qu'ils puissent être assemblés serrés sur l'un des tuyaux. Pour faciliter le montage, deux extrémités en regard de ces éléments sont articulées entre elles par une charnière 136. Une telle charnière (figure 3) est ici simplement constituée d'une double chape centrale 137 articulée à deux "oreilles" 138a, 138b respectivement soudées sur les extrémités des deux éléments 122a, 122b. L'une des chapes 134 est soudée à un élément de cette charnière, plus précisément à ladite double chape 137 de la charnière 136. Les deux autres extrémités en regard de ces éléments 132a, 132b sont pourvues de prolongements latéraux 140a, 140b (figure 4) munis de trous 141 et donc susceptibles d'être assemblés par des boulons 143. C'est le serrage de ces boulons qui assure le montage serré de l'anneau d'ancrage sur la surface externe du tuyau.Pour ce faire, les éléments 132a, 132b sont dimensionnés pour qu'un jeu notable J subsiste en toutes circonstances entre leurs extrémités en regard au voisinage des prolongements latéraux 140a, 140b. Ces derniers sont d'ailleurs conformés et mis à profit pour définir une chape d'articulation d'un élément de stabilisation 135 (figure 4), l'un des boulons 143 lui servant d'axe d'articulation. Ainsi, des éléments de stabilisation 135 sont avantageusement agencés au voisinage des extrémités assemblées des deux éléments constitutifs de chaque anneau d'ancrage. Il ressort de ce qui précède que les deux anneaux d'ancrage et l'ensemble des éléments de stabilisation (sauf celui qui est monté entre les prolongements latéraux 140a, 140b) peuvent être pré-assemblés en atelier, ce qui facilite la mise en oeuvre sur le site. La figure 5 représente une variante de la bague d'enveloppement, notamment pour le raccordement étanche de deux tuyaux à emboîtement (non représentés). Les autres éléments constitutifs du dispositif, à savoir les anneaux de compression, les joints d'extrémités, les anneaux d'ancrage, sont les mêmes que ceux décrits en référence aux figures 1 à 4. La bague d'enveloppement 115a est élargie en son milieu pour abriter soit l'embout d'extrémité élargi de l'un des tuyaux, soit, dans le cas de raccordement de tuyaux à bouts unis, la bague externe avec joint au plomb laissée en l'état.Plus précisément, chaque coquille 145a, 145b comporte une partie médiane élargie et est constituée d'une demi-virole cylindrique 146, centrale, de grand diamètre, raccordée à deux demi-viroles cylindriques 147, extrêmes, de plus petit diamètre, par des demi-viroles tronconiques 148. Les bords d'assemblage 151a, 151b des coquilles ont la même structure que les bords 121a, 121b du mode de réalisation précédent, mais leur forme épouse le contour longitudinal de la bague d'enveloppement 115a. Ils assurent la compression des joints longitudinaux. En outre, des chapes 155 sont solidaires (soudées) des demi-viroles cylindriques 147 des deux coquilles, et situées au voisinage des extrémités de la bague d'enveloppement 115a, pour le raccordement des éléments de stabilisation. Ces chapes ou moyens d'attache analogues sont régulièrement réparties circonférentiellement et leur nombre est égal à celui des chapes portées par les anneaux d'ancrage. Ainsi, chaque anneau d'ancrage est relié par six éléments de stabilisation 135 à des chapes portées par la partie d'extrémité cylindrique correspondante de la bague d'enveloppement. Au voisinage des joints longitudinaux entre les coquilles, les deux éléments d'une chape sont respectivement portés par les deux coquilles. Dans les deux modes de réalisation décrits ci-dessus, la bague d'enveloppement 115 ou 115a est munie de deux embouts obturables 142 opposés, pour désinfection et remplissage de l'espace défini entre les deux tuyaux, la bague d'enveloppement et les deux joints d'extrémité. REVENDICATIONS 1. Dispositif de raccordement et d'étanchéité pour deux tuyaux montés bout à bout, du type comprenant - une bague d'enveloppement ayant une forme et des dimensions adaptées pour recouvrir les extrémités voisines de ces tuyaux, ladite bague d'enveloppement étant constituée d'au moins deux coquilles, se raccordant de façon étanche par des bords d'assemblage s'étendant au moins approximativement parallèlement à l'axe des tuyaux raccordés, - deux joints d'extrémité, chacun de forme et dimensions adaptées pour venir s'appliquer contre la surface externe d'un tuyau et contre une extrémité circulaire de ladite bague d'enveloppement, - deux anneaux de compression desdits joints, respectivement, de forme et dimensions choisies pour assurer une compression radiale dudit joint contre la surface externe d'un tuyau, chaque anneau étant constitué d'au moins deux éléments assemblés, - des moyens pour solliciter axialement chaque anneau de compression en direction d'une extrémité voisine de la bague d'enveloppement, le joint d'extrémité correspondant étant intercalé entre ladite extrémité de la bague d'enveloppement et ledit anneau de compression, caractérisé en ce que les moyens pour solliciter axialement chaque anneau de compression en direction d'une extrémité voisine de la bague d'enveloppement, avec interposition du joint d'extrémité correspondant comprennent un anneau d'ancrage (123a, 123b) en au moins deux parties, monté serré radialement sur un tuyau précité en un emplacement tel que l'anneau de compression soit intercalé axialement entre ladite extrémité de la bague d'enveloppement et ledit anneau d'ancrage, et une pluralité de vérins (126) répartis circulairement entre ledit anneau d'ancrage et ledit anneau de compression pour repousser ce dernier vers ladite extrémité de la bague d'enveloppement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits vérins (126)sont matérialisés par des vis engagées dans des trous taraudés (126) de chaque anneau d'ancrage, orientées parallèlement à l'axe de celui-ci, les extrémités de ces vis venant prendre appui sur un anneau de compression adjacent. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits trous taraudés (127) sont répartis le long d'un cercle ayant un diamètre sensiblement égal au diamètre moyen dudit joint d'extrémité. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, ladite bague d'enveloppement étant constituée de deux coquilles (120a, 120b) globalement semi-cylindriques pour le raccordement étanche de deux tuyaux à bouts unis, chaque anneau d'ancrage est muni d'une pluralité de chapes (132)ou moyens d'attache analogues, auxquels sont raccordés des éléments de stabilisation (135) s'étendant entre les deux anneaux d'ancrage, tout autour de ladite bague d'enveloppement 5.Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite bague d'enveloppement étant constituée de deux coquilles (145a, 145b) comportant chacune une partie médiane élargie, notamment pour le raccordement de deux tuyaux à emboîtement, elle comporte, au voisinage de chacune de ses extrémités, une pluralité de chapes (155)ou moyens d'attache analogues, en ce que chaque anneau d'ancrage est muni d'une pluralité de chapes ou moyens d'attache analogues correspondants et en ce que des éléments de stabilisation (135) sont raccordés entre les chapes de chaque anneau d'ancrage et celles de l'extrémité voisine de la bague d'enveloppement. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que lesdits éléments de stabilisation (135) sont en forme de biellettes articulées par leurs extrémités à des chapes précitées. 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que chaque anneau d'ancrage est constitué de deux éléments (132a, 132b) globalement semi-circulaires, dont deux extrémités en regard sont articulées entre elles par une charnière (136) et en ce que l'une des chapes précitées est fixée à un élément de cette charnière. 8. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que chaque anneau d'ancrage est constitué de deux éléments (132a, 132b) globalement semi-circulaires dont deux extrémités voisines sont pourvues de prolongements latéraux ( 140a, 140b)munis de trous (141) et susceptibles d'être assemblés par des boulons, ces deux extrémités voisines restant éloignées (J) l'une de l'autre après montage sur le tuyau, pour un montage serré dudit anneau d'ancrage sur le tuyau. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits prolongements latéraux sont conformés pour définir une chape d'articulation de l'un des éléments de stabilisation (135) précités. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque anneau de compression est en deux parties globalement semi-circulaires raccordées par leurs extrémités en regard au moyen d'éléments de montage (122) articulés. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'un tel élément de montage a la forme d'une attache de maillon de chaîne. 12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque anneau de compression comporte un embrèvement circulaire (124) dans lequel vient se loger le joint d'extrémité (119) correspondant, cet embrèvement comprenant une face cylindrique (124a) et une face tronconique (124b). 13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque coquille de la bague d'enveloppement comporte une pièce de montage (128)le long de chacun de ses bords longitudinaux et que l'une de ces pièces est munie d'une rainure longitudinale (129) conformée pour recevoir un joint d'étanchéité cylindrique. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite pièce de montage comporte une bride longitudinale (131) percée de trous susceptibles de recevoir des boulons ou moyens de fixation analogues, en ce que de tels boulons sont montés entre des brides longitudinales adjacentes de deux coquilles correspondantes, la compression dudit joint étant assurée lors du serrage desdits boulons. 15. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en.ce que la bague d'enveloppement est munie de deux embouts (142) obturables pour désinfection et remplissage.