Brevet FR2680558A1 — publié le 19930226

-1- Dispositif de connexion de tubes aboutés et lanceur à gaz équipé de tels dispositifs. La présente invention se rapporte à un dispositif de connexion de deux tubes bout à bout, au moins l'un des tubes étant translatable longitudinalement pour venir en liaison avec l'autre, et comprenant un écrou fileté reliant les deux tubes. Plus précisément l'invention est destiné à la connexion de tubes devant être remplis de gaz ou autre produit sous pression et peut être agencée sur des tubes dont le déplacement n'est pas aisé tel que des tubes de grandes dimensions. De tels dispositifs sont de manière générale de mise en oeuvre complexe et longue. Le dispositif conforme à l'invention est de connexion particulièrement rapide Il permet une liaison étanche des extrémités de tube grâce à un serrage particulièrement efficace. Sa mise en oeuvre ne nécessite qu'une translation longitudinale d'un des tubes. De plus, ce dispositif de connexion peut aisément être automatisé. Pour ce faire le premier tube comporte à son extrémité un filetage extérieur de diamètre dl et de pas pl, le second tube comporte à son extrémité un filetage intérieur de diamètre d 2 supérieur au diamètre dl et de pas p 2 différent de celui pl du premier tube, l'un des filetages étant continu et l'autre interrompu selon des plages longitudinales d'angle au centre égal à celui des plages longitudinales filetées, l'écrou comporte un premier filetage, intérieur, de mêmes caractéristiques que celui du premier élément et un second filetage, extérieur, de mêmes caractéristiques que celui du second élément, le dispositif comportant également des moyens de blocage en rotation de tubes et des moyens d'actionnement en rotation de l'écrou.35 Afin d'obtenir une connexion particulièrement étanche, de préférence, l'extrémité frontale du premier tube est en butée -2- contre la paroi du second tube. Le serrage est réalisé grâce aux caractéristiques différentes des filetages et de préférence, le pas pl du filetage extérieur du premier tube est inférieur au pas p 2 du filetage intérieur du5 second tube. Selon un agencement préféré, le moyen de blocage en rotation du second tube est constitué d'un châssis support translatable et dans ce cas, le moyen de blocage en rotation du premier tube peut être constitué d'une bague enserrant ce tube et comportant un10 organe d'emboîtement coopérant avec le châssis support du second tube en position aboutée. Selon un mode de réalisation préféré, les moyens d'actionnement en rotation de l'écrou sont solidaires du second tube.15 Dans ce cas, ces moyens peuvent comprendre un collier monté libre en rotation à l'extrémité du second tube et venant en prise par emboltement avec l'écrou en position aboutée et le collier peut être actionné en rotation par au moins un vérin, solidaire du second tube. Un tel dispositif peut être utilisé pour la connexion de tubes ou conteneurs cylindriques contenant un gaz sous pression, par exemple pour la fermeture d'autoclaves. Une application préférentielle concerne l'agencement de lanceurs à gaz afin de faciliter les opérations de chargement et de déchargement de tels lanceurs. Un lanceur à gaz comprend au moins un ensemble de compression avec une chambre de combustion et une chambre de haute pression et un ensemble de lancement Il peut être utilisé pour des essais de maquettes.30 Un tel lanceur est en général constitué de tronçons de tubes solidarisés de façon fixe. Le tube de l'ensemble de compression est rempli d'un gaz, tel que l'hydrogène, qui est comprimé par mise à feu de la poudre et déplacement d'un piston disposé dans la chambre de combustion Dans35 la chambre de haute pression sont disposés une membrane de rupture -3- et un c 8 ne d'arrêt du piston. L'enlèvement du piston, bloqué dans le c 8 ne d'arrêt nécessite son déplacement vers l'amont du lanceur jusqu'à la chambre de combustion, la distance séparant les chambres de combustion et de haute pression pouvant être de l'ordre de 30 mètres. Grâce à l'invention, ces deux chambres sont déconnectables des ensembles de tubes de compression et de lancement et ainsi le chargement du piston dans la première chambre et son déchargement de la seconde chambre peuvent être aisément réalisés.10 Plus précisément, les chambres de combustion et de haute pression sont déconnectables, l'ensemble de compression étant translatable longitudinalement, la connexion des chambres de combustion et de haute pression étant réalisée grâce à des dispositifs tels que précédemment décrits.15 L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide de dessins représentant seulement un mode de réalisation. La figure 1 est une vue de c 8 té d'un dispositif de connexion conforme à l'invention. La figure 2 est une vue frontale de ce dispositif. Les figures 3 et 4 sont des vues partielles en coupe de variantes de réalisation du dispositif de connexion. La figure 5 est une vue de c 8 té d'un lanceur à gaz conforme à l'invention. La figure 6 est une vue de dessus de ce lanceur à gaz. Le dispositif de connexion conforme à l'invention est décrit tout d'abord en référence aux figures 1 et 2. Le premier tube 1 est pourvu à son extrémité d'un filetage extérieur de diamètre dl et de pas pl. Le second tube 2, à connecter au premier, est pourvu à son extrémité d'un filetage intérieur de diamètre d 2 et de pas p 2. Ce filetage est réalisé sur un épaulement du second tube 2 est d 2 est supérieur à dl. Un écrou 3 est interposé entre les extrémités des deux tubes 1 et 2. Il s'agit d'un écrou de diamètre interne égal à dl et de -4- diamètre externe égal à d 2 Il comporte un premier filetage, intérieur, coopérant avec le filetage du premier tube 1, et un second filetage, extérieur, coopérant avec le filetage du second tube 2. 5 Le second tube 2 est solidaire, par l'intermédiaire d'une pièce 11 encastrée dans le tube 2 d'un châssis support 6 translatable dans le sens longitudinal des tubes 1 et 2. Une bague 7 fendue enserre le premier tube 1 et une fois bloquée sur celui-ci par boulonnage, elle peut être bloquée en rotation sur le châssis 6 grâce à un organe d'emboîtement 8 coopérant avec une encoche du châssis 6, lorsque les deux tubes 1, 2 sont aboutés. Ainsi sont bloqués en rotation les tubes 1 et 2. L'extrémité du second tube 2 porte également un collier 9 monté libre en rotation mais maintenu en translation sur le tube 2 grâce à une demi-coquille 12 en bronze ou équivalent. L'écrou 3 comporte une bride frontale 13 solidaire, qui vient s'emboîter en 14 dans le collier 9 lorsque les tubes 1 et 2 sont aboutés. Deux vérins 10 sont montés fixes sur le châssis 6 et leur tige est reliée à des oreilles 15 du collier 9 Ainsi par actionnement des vérins 10 est entraînée en rotation le collier 9 qui lui-même actionne en rotation l'écrou 3. La connexion des tubes 1 et 2 est réalisée par translation longitudinale du tube 2 vers le tube 1. Pour ce faire, l'écrou 3 reste monté sur le tube 1. Le filetage externe du tube 1 et le premier filetage, intérieur, de l'écrou 3 sont de caractéristiques identiques, de pas pl et sont continus.30 Le filetage interne du tube 2 et le second filetage, extérieur, de l'écrou 3 sont de caractéristiques identiques, de pas p 2 et sont discontinus Plus précisément ils sont interrompus selon des plages longitudinales d'angle au centre égal à celui des plages longitudinales filetées De préférence, ces filetages sont -5- interrompus selon des angles i de 450 régulièrement répartis. Ainsi par translation longitudinale, les filetages discontinus peuvent être emboîtés, pour ne venir en prise que par rotation de l'écrou 3. 5 Les pas pl et p 2 des filetages intérieur et extérieur de l'écrou 3 sont différents, p 2 étant supérieur à pl dans un rapport par exemple de deux. Grâce à ce système de filetages différenciels, est réalisé un serrage efficace des tubes aboutés. Ce serrage se réalise par butée de surfaces frontales 4, 5 des tubes. Selon la figure 1, ces surfaces 4, 5 sont réalisées par usinage d'épaulement radiaux sur le premier tube 1 et le second tube 2. En pratique, les filets des filetages interrompus se recouvrent par une rotation d'environ 300 et le serrage est réalisé sur une plage inférieure à 150. Les figures 3 et 4 représentent deux autres variantes de réalisation de surface de butées 4 et 5. Selon la figure 3, ces surfaces 4, 5 sont tronconiques. Selon la figure 4, un jeu 16 est prévu entre ces deux surfaces radiales, un organe pouvant être bloqué entre les deux tubes aboutés 1 et 2. Grâce au dispositif décrit ci-dessus, peut être réalisé un lanceur à gaz à chambres déconnectables. Les figures 3 et 4 représentent un tel lanceur. Il se compose d'au moins un ensemble de compression 100, d'un ensemble de lancement 103 et d'un ensemble de détente 104. Une chambre de combustion 101 est disposé en amont de l'ensemble de compression 100 et une chambre de haute pression 102 en aval de celui- ci L'ensemble de lancement 103 peut être déplacé latéralement par translation sur coussins d'air. Dans un tel lanceur, l'ensemble de compression 100 peut être long d'environ 30 mètres et l'ensemble de lancement 103 d'environ 20 mètres. -6- L'ensemble de compression 100 peut être translaté longitudinalement, les châssis support 6 installé aux extrémités des chambres 101, 102 étant mobiles sur des rails 105 et les tubes guidés dans des lunettes 106. 5 Les chambres 101, 102 sont équipés de dispositifs de connexion tels que précédemment décrits B, C, D L'extrémité amont de l'ensemble de compression 100 est fermée par un dispositif A connu en soi. L'accès aux chambres 101, 102 est réalisé par déconnexion du dispositif D, translation de l'ensemble de compression 100 puis déconnexion des dispositifs A, B et C Ainsi sont facilités le déchargement du piston de la chambre de haute pression 102 après lancement et le chargement du piston dans la chambre de combustion 101 avant lancement. La figure 1 est une vue partielle d'une telle chambre de combustion 101 équipée du dispositif B Le piston 107 est disposé en aval de la chambre, de la poudre est disposée dans un espace 108 plus en amont et le volume du tube d'allumage 109 est réglé grâce à des blocs de remplissage 110.20 Par mise à feu, le piston 107 comprime l'hydrogène remplissant le tube de l'ensemble de compression 100. Le dispositif C est représenté partiellement sur la figure 3 et le dispositif D sur la figure 4. Sur cette dernière est représenté partiellement le disque de rupture 111 disposé en aval de la chambre de haute pression 102. Il est constitué d'une membrane qui se rompt à une pression d'environ 10 000 bars et qui est retenu par le dispositif de connexion D. La compression de l'hydrogène peut atteindre environ 15 000 bars et des joints d'étanchéité classiques sont disposés aux connexions. Le piston 107 se bloque dans un c 8 ne d'arrêt dans la chambre de haute pression 102, o il est aisé de le récupérer grâce à l'invention. 35 Les opérations peuvent être automatisées par alimentation -7- hydraulique des vérins 10 et déplacement automatique grâce à des vérins horizontaux. -8- REVENDICATIONS 1) Dispositif de connexion de deux tubes bout à bout, au moins l'un des tubes étant translatable longitudinalement pour venir en liaison avec l'autre, dispositif comprenant un écrou fileté reliant 5 les deux tubes et caractérisé en ce que: le premier tube ( 1) comporte à son extrémité un filetage extérieur de diamètre dl et de pas pl, le second tube ( 2) comporte à son extrémité un filetage intérieur de diamètre d 2 supérieur au diamètre dl et de pas p 2 différent de celui pl du premier tube, l'un des filetages étant continu et l'autre interrompu selon des plages longitudinales d'angle au centre égal à celui des plages longitudinales filetées, l'écrou ( 3) comporte un premier filetage, intérieur, de mêmes caractéristiques que celui du premier élément ( 1) et un second filetage, extérieur, de mêmes caractéristiques que celui du second élément ( 2), le dispositif comportant également des moyens de blocage en rotation de tubes ( 1, 2) et des moyens d'actionnement en rotation de l'écrou ( 3). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité frontale ( 4) du premier tube ( 1) est en butée contre la paroi ( 5) du second tube ( 2). 3) Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le pas pl du filetage extérieur du premier tube ( 1) est inférieur au pas p 2 du filetage intérieur du second tube ( 2). 4) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de blocage en rotation du second tube ( 2) est constitué d'un châssis support translatable.30 5) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen de blocage en rotation du premier tube ( 1) est constitué d'une bague ( 7) enserrant ce tube ( 1) et comportant un organe d'emboîtement ( 8) coopérant avec le châssis support ( 6) du second tube ( 2) en position aboutée.35 6) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les 4 1 -9- moyens d'actionnement en rotation de l'écrou ( 3) sont solidaires du second tube ( 2). 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ces moyens comprennent un collier ( 9) monté libre en rotation à l'extrémité du second tube ( 2) et venant en prise par emboîtement avec l'écrou ( 3) en position aboutée. 8) Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que le collier ( 9) est actionné en rotation par au moins un vérin ( 10), solidaire du second tube ( 2).10 9) Lanceur à gaz comprenant au moins un ensemble de compression ( 100) avec une chambre de combustion ( 101) et une chambre de haute pression ( 102) et un ensemble de lancement ( 103), caractérisé en ce que les chambres de combustion ( 101) et de haute pression ( 102) sont déconnectables, l'ensemble de compression ( 100) étant15 translatable longitudinalement, la connexion des chambres de combustion ( 101) et de haute pression ( 102) étant réalisée grâce à des dispositifs conformes à l'une quelconque des revendications précédentes.