Brevet FR2732442A1 — publié le 19961004

La présente invention concerne un collier en plusieurs parties servant à raccorder des tubes entre deux de diamètres égaux ou inegaux et de différents épaisseurs, de différentes nuances (matières) par simple montage vissé sans opération de soudage. Elle concerne tous les types de tubes vendus dans le commerce ainsi que des tubes non normalisés construits en chaudronnerie aussi bien en acier. en inox, en plastique, en cuivre, en laiton etc... de toute nature dans tous les diamètres, dans toutes les épaisseurs. Si elle permet de raccorder des tubes de même diamètre et de même nuance, elle permet aussi de raccorder des tubes de different diamètre et de différente nuance par exemple (acier acier), (inox inox), (plastique plastique), (inox plastique), (acier inox), (acier plastique), (cuivre plastique) etc... Les différentes pièces constituant ce collier sont: 1- Un manchon cylindrique (bobine de centrage) 2- Deux olives annulaires servant à comprimer des joints toriques 3- Deux joints toriques 4- Quatre demi-coquilles 5- Quatre vis de serrage 6- Deux tubes Si cette invention permet le raccordement de deux tubes entre eux, elle permet aussi bien le raccordement d'un tube avec une pompe, ou avec un manchon, ou avec un té, ou un coude, ou une réduction, ou une sortie de cuve, ou d'un échangeur etc... Ces différents raccordements peuvent être toujours effectués dans des diamètres différents, dans des épaisseurs différentes et dans des matières de différentes natures ou de différentes nuances. La multiplicité de ces différents montages est rendue possible par le fait que notre collier est en plusieurs parties et que chacune de ces parties peuvent etre conçues dans une matière différente et aussi par le fait que les demi-coquilles de serrage sont équipées de mâchoires filetées, on peut utiliser tous les différents filetages existants selon la pression souhaitée due aux types de matières que l'on utilise. Les dispositifs de ce genre existants actuellement sont des raccords trois pièces avec des bagues soudées en bout des tubes ou raccords à olive pour tubes de moindre diamètre. Ces raccords sont moulés souvent avec des aniages divers ne garantissant des pressions élees que dans des utilisations bien précises. Niais ces dispositifs présentent certains inconvénients pour que l'assemblage puisse se faire, il faut fabriquer mécaniquement des bagues de liaison que l'on rapporte par soudage en bout des tubes avec le risque d'une soudure défaillante ou poreuse soit au montage, soit dans le temps à la suite d'une mauvaise performance du soudeur ou un disfonctionnement du poste de soudure. Les déformations dues à l'opération de soudage ne sont pas négligeables et altèrent éventuellement l'étanchéité de l'assemblage (perte, fuite. suintement...) lls ne sont faits que de deux demi-coquilles, ce qui limitent la pression de serrage. La présente invention concerne un collier de serrage dans lequel on vise à supprimer ces inconvénients et elle permet d'obtenir les résultats suivants: Les deux tubes de même diamètre, de même épaisseur ou de diamètre différent ou d'épaisseur différente ou de matière différente, sont assemblés sans soudure par des pièces intermédiaires dont le serrage permet en même temps de maintenir les tubes et d'écraser un joint torique donnant l'étanchéité. Elle concerne également un collier tout acier (matières non restrictives avec deux joints d'étanchéité, deus bagues de raccordement servant au bon alignement des tubes quatre demi-coquilles à emboitement conique possédant des mâchoires filetées en pas de vis pour le serrage des tubes et exerçant une poussée sur des olives qui compriment les joints toriques et apporte une étanchéité parfaite (épreuve hydraulique à titre d'essai non limitatif réalisé à 50 bars en atelier). 11 est à noter que ce principe de mâchoires filetées accepte une ovalisation non négligeable des tubes à assembler. Les mâchoires sur ce protoipe ont été faites avec un filetage de norme iso mais tous les types de filetage existants à l'heure actuelle peuvent être utilisés afin de varier des tubes de différente nature. La figure 1 montre une vue en coupe du dispositif monte sur un tuyau et sur lequel on peut voir ressemble des pièces et des tubes montés. La figure 2 représente les éléments successifs constituant le collier en une vue éclatée reprenant les différentes pièces une par une. A titre non limitatif le prototype est assemblé par deux tubes 6 de meme diamètre extérieur et de même épaisseur, nous les avons équipés d'une olive de centrage 2 et d'un joint torique 3 et nous avons inséré les deus tubes ainsi équipés à chacune de leur extrémité dans la bague centrale de liaison 1, le tout soigneusement graissé, ensuite nous avons présenté les demi-coquilles de serrage 4 qui sont venues recouvrir la bague centrale de liaison 1 et envelopper les tubes puis les vis de serrage 5 dans les trous prévus de chaque côté à cet effet, puis nous avons bloqué.Le blocage des vis a pour effet de serrer les mâchoires des demi-coquilles qui emprisonnent les tubes et évitent leur déboîtement tout en poussant les olives de centrage qui compriment les joints toriques entre les tubes et la bague de centrage lui permettant ainsi une étanchéité parfaite. Cette opération est simple et ne demande aucune formation professionnene ni d'équipements spéciaux du type (poste à souder, bouteille de chalumeau, compresseur ou groupe électrogène, générateur d'électricité) surtout dans le cas de montage en chantier (intervention sur site en milieu anti-déflagrant ou lors de réalisation d'un pipline (manque d'énergie proche exemple : électricité) Pour essai à titre non limitatif, nous avons ensuite bouché les tubes à leurs extrémités par des plaques soudées avec deux entrées, l'une pour une pompe à épreuve hydraulique, l'autre avec un manchon fileté pour purger l'air. Nous avons rempli d'eau et nous avons fait une épreuve à 50 bars pendant une durée de 72 heures. Les avantages de la présente invention sont: - Le passage intégral du fluide (pas perte de charge, pas de rétention de produit) -La fiabilité - La simplicité d'utilisation - La mise en oeuvre sans outillage complexe - Le faible encombrement (très important pour les ensembles de tubes calorifuges) - La possibilité d'extension de ce système au raccordement de Té, coude, réduction, vanne manchon de dilatation et manchon antivibratif - Un prix de revient faible puisqu'il est utilisable en plusieurs diamètres de tube (égaux ou inégaux) - et enfin la possibilité d'interchangement quand à la nature de la matière de son joint torique nitrique ou viton permettant des utilisations diverses pour des fluides aussi différents que l'eau, la vapeur, les acides. De plus ce dispositif peul etre utilisé aussi bien pour des tubes en aciers carbones que pour des tubes en acier inoxydable ou toutes autres alliages spéciaux ou encre des hémoplastiques et le fait d'utiliser pour le serrage quatre demies coquilles augmentent d'autant la pression de serrage surtout si on adapte des rainures filetées adequates au tqpe de matières utilisées pour la confection du collier. Le dispositif destiné à assembler de façon étanche au moins une extrémité de tube est caractérisé par le fait qu'il comporte: Une pièce 1 intermédiaire en forme de manchon cylindrique destinée à recevoir la dite extrémité du tube et comporte à l'intérieur deux épaulements: FUn épaulement 8 servant au centrage du tube *Un épaulement 7 servant de point d'appui pour un joint torique destiné à être écrasé par une olive annulaire 2 placée autour du tube et coulissant dans l'espace existant entre le tube et la face 9 de la pièce 1, I'ensemble étant inséré à l'interieur de deux demi-coquilles 4 d'une largueur suffisante pour permettre un parfait emboîtement de ces bords annulaires 11 dans les gorges 12 des deus demicoquilles 4. Cette pièce 1 a sur son diamètre extérieur en son milieu une gorge cylindrique. Les rebords annulaires sont aussi sur le diamètre extérieur biseautés d'un cône du même angle, ce qui permet aux demi-coquilles d'avoir une parfaite liaison avec la pièce intermédiaire 1 et les tubes. L'angle des deux rebords extérieurs de la pièce 1 et la gorge intérieure des quatre demi-coquilles 4 doivent être exactement du même angle environ 5 à 10 c Deus bagues de serrage cylindriques 2 de la même épaisseur que les joints toriques avec un coté biseauté, la longueur de ces bagues étant légèrement supérieure à l'empilage des côtés du joint et de la longueur de la cavité formée entre le tube et la pièce 1 et les demi-coquilles 4 pour qu'à l'opération de serrage l'ensemble des cones applique une pression sur l'olive et l'oblige à comprimer le joint torique. Deux joints toriques 3 du même diamètre que l'épaisseur des olives annulaires et que l'espace existant entre le tube et la pièce 1. Pour la réalisation et les essais de notre prototype. nous avons utilisé des joints caoutchoucs mais la matière du joint n'est pas restrictive, d'autres matières peuvent être utilisées voir même conseillées selon la nature et la pression du fluide circulant dans les tubes. Quatre demi-coquilles cylindriques percées et filtrées de chaque côté pour recevoir des vis qui serviront au serrage des 4 demies coquilles sur le manchon cylindrique et sur les tubes. Ces quatre demi-coquilles comportent une gorge centrale conique épousant parfaitement la gorge centrale et les flans coniques de la pièce 1 et un chanfrein intérieur conique avec la même pente que l'olive annulaire 2 avant de couper les coquilles en deux, nous avons effectué sur le plus petit diamètre un pas de vis assez important qui joue le rôle de mâchoire, ceci étant la base même de cette nouvelle technique car le fait d'avoir des mâchoires en pas de vis au lieu de stries rectilignes augmentent d'autant la force de pénétration et de serrage sur les tubes 6. Dans l'avenir nous prévoirons d'adjoindre soit des mâchoires de différentes matières pour des tubes ayant des résistances moindres, laiton, tube hémoplastique etc...Soit des mâchoires équipés de différents types de filetage selon la pression à appliquer au différentes matières utilisées. Soit des mâchoires en acier trempé pour les tubes de forte épaisseur et de très gros diamètres, ces mâchoires seront vissées sur l'intérieur des demi-coquilles et prisonnières dans une gorge. Les vis d'un diamètre et d'une longueur suffisante supportent la pression de senage nécessaire afin d'insérer le tube 6 dans les mâchoires pas de vis 10 et permettre une poussée suffisante sur les olives annulaires 2, de ce fait le joint torique 3 sera uniformément comprimé et assurera ainsi une étanchéité parfaite. Toutes les vis connues et commercialisées de quelque nature que ce soit peuvent être utilisée dans la mesure ou leur diamètre et leur longueur sont suffisantes pour assurer la force de serrage que l'on désire obtenir par rapport à la matière du collier ou du tube utilisé. REVENDICATI01N-S i - Dispositif destiné à assembler de façon étanche au moins une extrémité de tube caractérisé en ce qutbomporte une piècel intermédiaire en forme de manchon cylindrique destinée à recevoir la dite extrémité d'un tube, pièce qui comporte un épaulement 8 servant au centrage de ce tube, un épaulement 7 servant de point d'appui pour un joint torique 3 destiné à être écrasé par une olive annulaire 2, placée autour du tube et coulissant dans l'espace existant entre le tube et la face 9 de la pièce l, l'ensemble étant inséré à l'intérieur de deux demi coquilles 4. 2-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pièce 1 a sur son diamètre extérieur arrière 14 un rebord annulaire 16 dont les deux faces avant et arrière 11 sont biseautées en pan conique sensiblement du même angle ce qui permet un centrage par appui des deux biseaux d'une gorge centrale conique 12 dans chaque demi-coquilles A. 3-Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'olive annulaire 2 a la même épaisseur que le joint torique avec un côté biseauté 13. La longueur de cette olive annulaire 2 étant légèrement supérieure à l'empilage des cotes du joint torique 3 et de la longueur de la cavité 9 formée entre le tube 6, la pièce l et un pan conique intérieur de la demi coquille (rétréci 15) pour qu'à l'opération de serrage, l'ensemble des cones applique sur l'olive annulaire 2 une pression axiale l'obligeant à comprimer le joint torique 3 selon cette même direction axiale. 4- Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que la pan conique (rétréci 15) possède une face biseauté destinée à entrer en contact avec la face arrière biseauté 13 de l'orbe annulaire 2 pour la forcer axialement vers l'avant en direction du joint torique 3. 5- Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la pièce 1 -métnque par rapport à un axe XY comporte deux seconds épaulements 7 et 8 et un second rebord annulaire 17 biseauté d'un cône sensiblement du même angle 11 de façon à pouvoir assembler deux extrémités de tube ou d'un tube et d'une pompe. ou d'un tube et d'un Té ect... 6- Dispositif selon rune des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque demi-coquille cylindrique 4 est percée et filetée de chaque côté pour recevoir une vis 5 qui servira au serrage des deux demi-coquilles 4 sur le manchon cylindrique 1 et sur le tube 6. 7- Dispositif selon rune des revendications précédentes caractérisé en ce que chaque demi-coquie comporte une gorge centrale conique 12 épousant parfaitement le rebord annulaire 16 et 17 et les flans coniques 1 1 de la pièce 1 et le rétréci conique avec la même pente que l'olize 2. 8- Dispositif selon rune des revendications précédentes caractérisé en ce que sur le plus petit diamètre de la coquille est filetée un pas de sis 10 assez important qui joue le rôle de mâchoire sur le tube, ceci étant la base même de cette nouvelle technique car le fait d'avoir des mâchoires en pas de vis au lieu de stries rectilignes augmentent d'autant la force de pénétration et de serrage sur les tubes 6. Dans l'avenir nous prévoirons d'adjoindre soit des mâchoires de différentes matières pour des tubes ayant des résistances moindres, laiton, tube hemoplastique etc...soit des mâchoires équipées de différents types de filetage selon la pression à appliquer au différentes matieres utilisées. Soit des mâchoires en acier trempé pour les tube de forte épaisseur et de très gros diamètre. ces mâchoires seront vissées sur rintérieur des demi coquilles et prisonnières dans une gorge. 9- Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la pièce 5 une is d'un diamètre et d'une longueur suffisante supportent la pression de serrage nécessaire afin d'insérer le tube 6 dans les mâchoires pas de sis 10 et permettre une poussée suffisante sur les olives annulaires 2. de ce fait le joint torique 3 sera unrièrmément comprimé et assurera ainsi une étanchéité parfaite.