Brevet FR2684741A1 — publié le 19930611

i DISPOSITIF COMPENSATEUR DE DILATATION POUR CONDUITES TUBULAIRES La présente invention concerne un dispositif compensateur de dila- tation pour conduites tubulaires en matière synthétique, notamment en polypropylène. Dans les installations de chauffage central ou les installations d'alimentation en eau potable ou sanitaire comportant des conduites en acier, on utilise généralement des compensateurs de dilatation comportant deux tronçons de tubes emboîtés qui peuvent coulisser axiailement l'un par rapport à l'autre, et un manchon coaxial en acier inoxydable plissé en accordéon qui peut s' étirer ou se comprimer sur une longueur donnée correspondant à la dilatation des tubes auxquels les compensateurs sont raccordés L'étanchéité est assurée par le man- chon coaxial dont les extrémités sont respectivement soudées aux deux tronçons de tubes emboîtés L' emboîtement des tronçons de tubes permet d'assurer leur guidage et leur maintien dans une position sensiblement coaxiale. Ces compensateurs ne permettent de compenser que des dilatations relativement faibles, de l'ordre de 30 à 50 mm au maximum En outre, ils sont coûteux et ne peuvent être utilisés que sur des installations à conduites tubulaires en acier. Or, on utilise de plus en plus des conduites en matière synthétique et notamment des conduites en polypropylène à parois épaisses qui résistent à des pressions importantes et qui se soudent à chaud par polyfusion Etant donné que le coefficient de dilatation de cette matière est relativement élevé, de l'ordre de 07, la compensation de la dilatation est obtenue par la mise en place, à intervalle réguliers, de bras de dilatation qui sont en fait des boucles ouvertes en U dispo- sées horizontalement ou verticalement et qui permettent aux tronçons longitudinaux de s' étirer suite à des variations de température A titre d'exemple, l'extension longitudinale d'un tube de 20 m de longueur est de l'ordre de 14 cm pour une augmentation de tempéra- ture de 500 C Pour compenser cette dilatation, le constructeur préco- nise la mise en place d'un "bras de dilatation" composé d'un U dont les branches latérales ont une longueur de 1, 3 à 1, 5 m et dont la branche centrale a une longueur de 0,3 à 0,5 m En outre, ce bras de dilatation nécessite l'installation de quatre coudes à 90 ce qui implique huit soudures. On comprend aisément que de tels compensateurs sont encombrants, coûteux et engendrent des pertes de temps non négligeables pour l'installateur. La présente invention se propose de pallier ces inconvénients des systèmes connus et de réaliser un dispositif compensateur de dilatation qui est de réalisation simple, peu encombrant, de coût raisonnable et dont la mise en place est rapide grâce à l'utilisation d'un équipement traditionnel. Ce but est atteint par le dispositif compensateur selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte deux tronçons d'extrémité de ces conduites, emboîtés coaxialement l'un dans l'autre et dont l'un au moins de ces tronçons est équipé de moyens d'étanchéité agencés pour assurer une liaison étanche tout en permettant le déplacement axial de l'un de ces tronçons par rapport à l'autre. Selon un premier mode de réalisation, lesdits moyens d'étanchéité com- prennent deux surfaces usinées avec précision et polies, respecti- vement ménagées à la périphérie d'un des tronçons de conduite tubu- laire et à l'intérieur de l'autre tronçon, ces deux surfaces ayant le même diamètre avec une précision de l'ordre du micromètre. Selon un deuxième mode de réalisation, lesdits moyens d' étanchéité comportent deux chemises agencées pour s'emboîter, ces chemises étant respectivement montées sur deux tronçons d'extrémité des conduites tubulaires et l'une de ces chemises ayant un diamètre inté- rieur égal, avec une précision de l'ordre du micromètre, au diamètre extérieur de l'autre. De préférence, les chemises sont réalisées en un matériau choisi parmi les métaux, les alliages métalliques et la céramique. Dans des modes de réalisation particlièrement avantageux, les moyens d' étanchéité comprennent au moins un joint torique disposé entre les tronçons d'extrémité des deux conduites tubulaires engagés l'un à l'intérieur de l'autre et ledit joint torique peut être logé dans un évi- dement ménagé à la périphérie du tronçon d' extrémité de la conduite tubulaire engagé à l'intérieur de l'autre tronçon ou logé dans un évi- dement ménagé dans la paroi intérieure du tronçon d'extrémité de la conduite tubulaire disposé à l'extérieur par rapport à l'autre tronçon. Les moyens d'étanchéité peuvent comprendre au moins deux joints toriques disposés parallèlement l'un par rapport à l'autre. Dans ces modes de réalisation, ledit joint torique est disposé entre un tronçon d'extrémité de l'une desdites conduites tubulaires et un manchon dans lequel ledit tronçon d' extrémité est emboîté, l'autre tronçon d'extrémité de l'autre conduite tubulaire étant soudé audit manchon et, de préférence, ledit manchon est soudé à ladite conduite tubulaire par l'intermédiaire d'un raccord de réduction. La présente invention sera mieux comprise en référence à la description de plusieurs formes de réalisation et du dessin annexé dans lequel: la figure 1 représente une vue en coupe axiale d'une forme de réali- sation préférée du dispositif compensateur selon l'invention, la figure 2 représente une vue en coupe axiale d'une variante de la réalisation illustrée par la figure 1, la figure 3 représente une vue en coupe axiale d' une autre forme de réalisation du dispositif compensateur selon l'invention, la figure 4 illustre une variante de la construction représentée par la figure 3, et la figure 5 représente une vue en coupe axiale d'une autre forme de réalisation du dispositif compensateur selon l'invention. En référence à la figure 1, le compensateur de dilatation 10 représenté se compose essentiellement d'un manchon 11 pourvu à ses deux extré- mités de raccords de réduction 12 a et 12 b et d'au moins un joint torique 13 logé dans une gorge annulaire 14 ménagée dans la paroi intérieure du manchon 11 Dans l'exemple représenté, les gorges annulaires 14 et les joints toriques 13 correspondants sont au nombre de quatre Toutefois, on a constaté que l'étanchéité pouvait être assurée avec un seul joint torique Un deuxième joint est avantageux pour assurer le guidage d'une conduite tubulaire 15 engagée à l'intérieur du manchon 11 Les joints supplémentaires sont prévus à titre de sécurité complémentaire dans le cas o la pression à l'intérieur de l'installation est élevée. Dans cette réalisation, le dispositif compensateur est fixé sur un tronçon d'extrémité d'une conduite tubulaire 16, par l'intermédiaire du raccord de réduction 12 b auquel il est lié par une polyfusion obtenue par chauffage des deux pièces à assembler Ce raccord de réduction est par ailleurs soudé au manchon 11 Le raccord de réduction 12 a est également soudé au manchon 11 En revanche, la conduite 15 peut coulisser librement à travers ce raccord La conduite 15 est engagée librement à l'intérieur du manchon 11 La longueur de ce manchon est telle que l'extrémité 15 a de la conduite 15 peut coulisser sans venir en butée contre le raccord de réduction 12 b et sans se dégager des joints toriques 13. On constate que le dispositif est peu encombrant et occupe une posi- tion axiale dans le prolongement des conduites à coupler, contrai- rement aux bras de dilatation connus qui présentent un encombrement relativement important. La figure 2 représente une construction similaire à celle de la figure 1, mais dans laquelle les joints toriques 13 ' sont logés dans des gorges 14 ' ménagées à la périphérie de la conduite 15, la paroi inté- rieure du manchon 11 étant lisse Elle présente l'avantage que l'usinage des gorges pour autant qu'elles soient réalisées par usi- nage et non au moment du moulage est plus facile à réaliser sur la paroi extérieure de la conduite que dans sa paroi intérieure. Les figures 3 et 4 représentent deux formes de réalisation d'un dispo- sitif compensateur de dilatation, respectivement 20 et 30, dans lequel l'étanchéité entre deux conduites tubulaires à raccorder est obtenue par deux chemises usinées avec précision qui s'emboîtent coaxialement et qui coulissent l'une sur l'autre lorsque les conduites se dilatent ou se rétractent L'usinage doit avoir une précision de l'ordre de un micromètre, ce qui permet de supprimer les joints toriques décrits ci- dessus Les chemises sont de préférence métalliques, par exemple en acier inoxydable, en cuivre, en laiton ou en tout autre alliage approprié Un traitement de surface peut être prévu pour empêcher la corrosion et faciliter le coulissement. Dans l' exemple illustré par la figure 3, une conduite tubulaire 21 ou tube extérieur est alésé intérieurement sur un tronçon d'extrémité 22 pour permettre la mise en place d'une chemise 23 coaxiale à cette conduite Une conduite tubulaire 24 ou tube intérieur est alésée exté- rieurement sur un tronçon d' extrémité 25 pour permettre la mise en place d'une chemise 26 coaxiale à cette conduite La chemise 23 a un diamètre intérieur égal au diamètre extérieur de la chemise 26 avec une précision de l'ordre du micromètre Lorsque les deux chemises sont engagées l'une dans l'autre, l'étanchéité entre les deux conduites tubulaires est assurée, même pour des pressions élevées Lorsque ces conduites se dilatent ou se rétractent, les chemises coulissent l'une dans l'autre tout en préservant l'étanchéité des deux conduites. Dans l'exemple représenté par la figure 4, le dispositif compensateur de dilatation 30 est monté entre deux tronçons d'extrémité de deux conduites tubulaires 31 et 32 Il comprend essentiellement deux chemises cylindriques 33 et 34 réalisées en laiton, en cuivre, en acier inoxydable, en céramique ou en tout autre matériau approprié, usiné avec une précision de l'ordre du micromètre La chemise 33 est enga- gée sur l'extrémité de la conduite 31 et retenue par une bague d'arrêt soudée à cette conduite La chemise 34 est engagée dans un évi- dement ménagé à l'extrémité d'une bague 36 soudée à la conduite tubulaire 32 Un manchon 37 est disposé autour des deux bagues 35 et 36, la bague 36 étant soudée au manchon 37 et la bague 35 ayant un diamètre extérieur légèrement inférieur au diamètre intérieur du manchon 37, pour permettre le coulissement axial relatif de ces deux éléments Deux bagues d'arrêt coudées 38 et 39 sont soudées aux deux extrémités du manchon 37. La construction la plus simple est illustrée par la figure 5 Le chemi- sage des extrémités de conduites tubulaires est remplacé par un usi- nage très précis des extrémités de ces conduiets Le dispositif compensateur de dilatation 40 ainsi réalisé se compose de deux surfaces polies 41 et 42 respectivement formées par usinage des extrémités des deux conduites tubulaires 43 et 44 emboîtées l'une dans l'autre Lorsque l'usinage est suffisamment précis, de l'ordre du micromètre, l'étanchéité obtenue est parfaite, même pour des pressions élevées Etant donné que les déplacements relatifs des deux conduites tubulaires dus à la dilatation sont lents, l'usure des surfaces 41 et 42 par friction est quasi inexistante De ce fait, cette réalisation, quoique sommaire, se révèle efficace et fiable. La présente invention n' est pas limitée aux formes de réalisation décrites, mais s'étend à toutes les variantes et tous les dévelop- pements évidents pour l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 Dispositif compensateur de dilatation pour conduites tubulaires en matière synthétique, notamment en polypropylène, caractérisé en ce qu'il comporte deux tronçons d'extrémité de ces conduites ( 15, 16), emboîtés coaxialement l'un dans l'autre et dont l'un au moins de ces tronçons est équipé de moyens d'étanchéité agencés pour assurer une liaison étanche tout en permettant le déplacement axial de l'un de ces tronçons par rapport à l'autre. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d' étanchéité comprennent deux surfaces ( 41, 42) usinées avec précision et polies, respectivement ménagées à la périphérie d'un des tronçons ( 43) de conduite tubulaire et à l'intérieur de l'autre tronçon ( 44), ces deux surfaces ayant le même diamètre avec une précision de l'ordre du micromètre. 3 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'étanchéité comportent deux chemises ( 33, 34) agencées pour s'emboîter, ces chemises étant respectivement montées sur deux tronçons d'extrémité des conduites tubulaires ( 31, 32) et l'une de ces chemises ayant un diamètre intérieur égal, avec une précision de l'ordre du micromètre, au diamètre extérieur de l'autre. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les chemises ( 33, 34) sont réalisées en un matériau choisi parmi les métaux, les alliages métalliques et la céramique. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité comprennent au moins un joint torique ( 13, 13 ') disposé entre les tronçons d'extrémité des deux conduites tubulaires engagés l'un à l'intérieur de l'autre. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit joint torique ( 13 ') est logé dans un évidement ( 14 ') ménagé à la périphérie du tronçon d'extrémité ( 15 'a) de la conduite tubulaire ( 15 ') engagé à l'intérieur de l'autre tronçon. 7 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit joint torique ( 13) est logé dans un évidement ( 14) ménagé dans la paroi intérieure du tronçon d'extrémité de la conduite tubulaire ( 16) disposé à l'extérieur par rapport à l'autre tronçon ( 15 a). 8 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité comprennent au moins deux joints toriques ( 13, 13 ') disposés parallèlement l'un par rapport à l'autre. 9 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit joint torique ( 13, 13 ') est disposé entre un tronçon d'extrémité ( 15 a, 15 'a) de l'une desdites conduites tubulaires ( 15, 15 ') et un manchon ( 11, 11 ') dans lequel ledit tronçon d'extrémité est emboîté, l'autre tronçon d' extrémité de l'autre conduite tubulaire ( 16, 16 ') étant soudé audit manchon. 10 Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit manchon ( 11, 11 ') est soudé à ladite conduite tubulaire ( 16, 16 ') par l'intermédiaire d'un raccord de réduction ( 12 b, 12 'b).