Brevet FR2758603A3 — publié le 19980724

FR 2758603 A3 19980724 FR 9711057 A 19970905 La présente invention concerne de façon générale les raccords pour tubes à haute pression et, plus particulièrement, une bague d'étanchéité améliorée destinée à être utilisée dans de tels raccords. Les raccords du type précité sont connus sous différentes formes de réalisation et comprennent globalement une attache extérieure filetée et pourvue intérieurement d'un siège de logement pour une extrémité de tube, un écrou de blocage et une bague d'étanchéité qui entoure l'extrémité de tube et reste bloquée entre l'attache et l'écrou de blocage lorsque ce dernier est serré sur l'attache. La bague d'étanchéité a pour fonction d'assurer l'étanchéité hermétique du raccord et d'empêcher "l'enlèvement" ou expulsion du tube depuis le raccord, sous l'effet de la haute pression exercée par le fluide. Pour cette raison, cette bague d'étanchéité présente, dans sa partie avant, une ou plusieurs arêtes ou bords tranchants, qui sont forcés à entrer dans la surface extérieure de l'extrémité de tube durant le montage du raccord. Le but de la présente invention est de réaliser un raccord pour tubes à haute pression, dans lequel une bague d'étanchéité soit en mesure d'empêcher efficacement la sortie du fluide sous pression et de s'opposer efficacement à son action, ayant tendance à provoquer "l'enlèvement" ou expulsion du tube. Plus particulièrement, la présente invention a pour but de réaliser un raccord pour tubes comprenant une attache pourvue d'une partie extérieure filetée et d'une partie intérieure conique adaptée de façon à loger une extrémité de tube, un écrou fileté inséré sur l'extrémité de tube et destiné à être vissé sur la partie extérieure filetée de l'attache, une bague d'étanchéité présentant une partie avant pourvue d'une ou plusieurs arêtes tranchantes, une partie centrale sensiblement tubulaire et une partie arrière conique destinée à être bloquée entre l'attache et l'écrou fileté, de manière à servir d'élément d'étanchéité et de support du tube, caractérisé par le fait que la bague d'étanchéité présente, dans la partie arrière conique, au moins une arête tranchante réalisée en contre-dépouille, de manière à former, durant le montage du raccord et en combinaison avec l'arête ou les arêtes tranchantes de la partie avant, deux sections résistantes contiguës sur l'extrémité du tube qui résistent ensemble à la pression exercée par le fluide à haute pression se trouvant dans le tube. De manière appropriée, la bague d'étanchéité est pourvue d'une garniture d'étanchéité appliquée de manière amovible sur la partie avant. De façon appropriée, la garniture d'étanchéité incorpore une rondelle qui sert d'élément de support pour la garniture d'étanchéité. L'invention va être décrite plus en détail ci-après en se référant aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue partielle en coupe longitudinale du raccord selon l'invention, avant le montage; la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la bague d'étanchéité utilisée dans le raccord selon l'invention; la figure 3 est une vue, analogue à la figure 1, du raccord selon l'invention, après le montage; et la figure 4 illustre schématiquement la déformation de la bague d'étanchéité et son action sur la surface externe d'un tube de raccord après le montage du raccord. En se référant à la figure 1, cette dernière illustre le raccord pour tubes selon la présente invention, désignée dans l'ensemble par le numéro 10 et comprenant, de manière connue en soi, une attache 11, un écrou 12 et une bague d'étanchéité 13 métallique qui entoure l'extrémité 14 d'un tube T de façon à se raccorder à et à servir d'élément d'étanchéité et de support pour l'extrémité 14 du tube T. L'attache 11 du raccord 10 présente extérieurement un filetage 15 et intérieurement un trou axial 16 ayant un diamètre sensiblement identique au diamètre intérieur du tube T et un alésage cylindrique 17 de plus grand diamètre qui définit avec le trou 16 une butée annulaire radiale 18 pour l'extrémité 14 du tube T et permet de centrer l'extrémité 14 du tube T durant le montage du raccord 10. La largeur radiale de la butée annulaire 18 est légèrement supérieure à l'épaisseur de la paroi du tube T. L'alésage cylindrique 17 réalisé à l'intérieur de l'attache 11 se termine par une surface conique 19. L'écrou 12 présente intérieurement un trou axial 20 ayant un diamètre légèrement supérieur au diamètre extérieur du tube T et un alésage cylindrique 21 de plus grand diamètre qui forme un épaulement 22 sensiblement conique. Dans sa partie destinée à s'engager contre l'attache 11, l'alésage cylindrique 21 est pourvu d'un taraudage 23. La bague d'étanchéité 13 du raccord 10 qui constitue l'élément caractéristique de la présente invention, illustrée également sur la figure 2, présente trois parties: une partie avant 24, une partie intermédiaire 25 et une partie arrière 26. La partie avant 24 de la bague d'étanchéité 13 présente extérieurement une surface cylindrique 27 circulaire et intérieurement un bord ou arête tranchante 28 circulaire qui est destiné à être forcé à entrer dans la surface extérieure de l'extrémité 14 du tube T durant le vissage de l'écrou 12. Sur la partie avant 24 est montée de manière amovible une garniture d'étanchéité 29 annulaire, incorporant une rondelle métallique 30 qui sert d'élément de support pour la garniture d'étanchéité 29 et appuie au moins partiellement sur la surface cylindrique 27 circulaire de la paroi avant 24. De préférence, la garniture d'étanchéité 29 est réalisée en matériau élastomère et est vulcanisée avec la rondelle 30. La partie intermédiaire 25 de la bague d'étanchéité 13 est sensiblement cylindrique et présente un diamètre interne Di légèrement supérieur au diamètre externe du tube T, de façon à être relié et à présenter un diamètre extérieur De supérieur à celui de la partie avant 24, afin de former une surface de butée de forme annulaire 31 qui s'étend radialement vers l'extérieur de la bague d'étanchéité 13 et qui est destinée à coopérer avec le côté 32 faisant face de la rondelle 30, tandis que le côté 33 opposé de la rondelle 30 appuie sur l'attache 11. Enfin, la partie arrière 26 de la bague d'étanchéité 13 présente, extérieurement, une surface conique 34, complémentaire de l'épaulement conique 22 intérieur du l'écrou 12 et, intérieurement, un bord ou arête tranchante 35 circulaire, réalisé en contre-dépouille et destiné à être forcé à entrer dans la surface extérieure de l'extrémité 14 du tube T durant le vissage de l'écrou 12 sur l'attache. Le montage du raccord 10 s'effectue facilement en vissant l'écrou 12 sur le filetage externe 15 de l'attache 11. Plus particulièrement, cette opération consiste en deux phases. Lors de la première phase de montage, l'épaulement conique 22 agit sur la surface conique 34 de la bague d'étanchéité 13 et pousse la bague d'étanchéité 13 vers l'attache 11 en provoquant ainsi la séparation de la garniture d'étanchéité 29 depuis la rondelle 30 retenue par l'attache 11 et la compression de cette garniture d'étanchéité 29 dans l'espace S compris entre la surface conique 19 de l'attache 11 et la surface extérieure de l'extrémité 14 du tube T. Lorsqu'elle entre dans l'espace S, la partie avant 24 de la bague d'étanchéité 13 est déformée par la surface conique 19 de l'attache 11, de manière à forcer l'arête tranchante 28 à faire une entaille en la mordant, dans la surface extérieure de l'extrémité 14 du tube T. Lors de la deuxième phase de montage, le vissage supplémentaire de l'écrou 12 provoque la déformation également de la partie arrière 26 de la bague d'étanchéité 13 et la pénétration de l'arête tranchante 35 dans la surface extérieure de l'extrémité 14 du tube T. Simultanément, la surface de butée annulaire 31 vient au contact du côté 32 de la rondelle 30 et la pression exercée sur la rondelle 30 détermine une brusque augmentation du moment de torsion, indiquant à l'opérateur que l'opération de montage est achevée. La configuration résultante est illustrée sur la figure 3, tandis que la figure 4 représente schématiquement l'action de la bague d'étanchéité sur la surface extérieure de l'extrémité 14 du tube T. En particulier, on peut noter que la garniture d'étanchéité 29 est écrasée dans l'espace S en le remplissant complètement et en assurant une parfaite étanchéité contre toute perte de fluide sous pression. En outre, lorsque l'écrou 12 est vissé, les pressions de contact exercées sur la bague d'étanchéité 13 par la surface conique 19 de l'attache 11 et par l'épaulement conique 22 de l'écrou 12 sont suffisamment intenses pour produire une déformation de la bague d'étanchéité 13 comme représenté sur la figure 4. Sous l'effet d'une telle déformation, les arêtes tranchantes 28 et 35 pénètrent, en la mordant, dans la surface extérieure de la partie d'extrémité 28 du tube T et résistent à l'action du fluide sous pression ayant tendance à provoquer "l'enlèvement" du tube T depuis le raccord 10. Comme on peut l'observer sur la figure 4, les arêtes tranchantes 28 et 35 mordent la surface extérieure de l'extrémité 14 du tube T durant le montage du raccord 10 et définissent deux sections résistantes A et B qui s'opposent à "l'enlèvement" du tube T sous l'action du fluide sous pression, la première devant l'arête tranchante avant 28, la deuxième comprise entre cette dernière et l'arête tranchante arrière 35. La surface intérieure C sensiblement cylindrique de la bague d'étanchéité 13, comprise entre l'arête tranchante avant 28 et l'arête tranchante arrière 35, s'engage contre la surface extérieure de l'extrémité 14 du tube T de manière à faire prise sur cette dernière, tout en la supportant. Les avantages offerts par la bague d'étanchéité selon l'invention par rapport à celles du type classique sont les suivants: - la présence d'arêtes tranchantes 28 et 35, tant dans la partie avant 24 que dans la partie arrière 26 de la bague d'étanchéité 13, et d'une surface lisse C disposée entre les arêtes tranchantes augmente la résistance du raccord aux suppressions non répétitives du fluide contenu dans le tube et aux phénomènes transitoires, tels que "le coup de bélier"; - la présence d'une garniture d'étanchéité 29 disposée sur la partie avant 24 de la bague d'étanchéité 13 offre une étanchéité parfaitement hermétique; - la présence, sur la bague d'étanchéité 13, d'une surface de butée 31 annulaire coopérant avec la rondelle 30 permet d'arrêter l'opération de vissage de l'écrou 12 lorsque la bague d'étanchéité 13 est correctement bloquée entre l'attache 11 et l'écrou 12, sans avoir à utiliser une clé dynamométrique ou bien à ménager des lignes de référence sur l'attache 11 et sur l'écrou 12. R E V E N D I C A T I O N S 1. Raccord pour tubes à haute pression, comprenant une attache pourvue d'une partie extérieure filetée et d'une partie intérieure conique, adaptée de façon à loger une extrémité de tube, un écrou fileté inséré sur l'extrémité de tube et destiné à être vissé sur la partie extérieure filetée de l'attache, une bague d'étanchéité présentant une partie avant pourvue d'une ou plusieurs arêtes tranchantes, une partie centrale sensiblement tubulaire et une partie arrière conique destinée à être bloquée entre l'attache et l'écrou fileté, de manière à servir d'élément d'étanchéité et de support du tube, caractérisé le fait que la bague d'étanchéité présente, dans la partie arrière conique, au moins une arête tranchante (35) réalisée en contre- dépouille, de manière à former, durant le montage du raccord (10) et en combinaison avec l'arête ou les arêtes tranchantes de la partie avant, deux sections résistantes contiguës sur l'extrémité (14) du tube (T) qui résistent ensemble à la pression exercée par le fluide à haute pression se trouvant dans le tube (T). 2. Raccord selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la bague d'étanchéité (13) est pourvue d'une garniture d'étanchéité (29) appliquée de manière amovible sur la partie avant. 3. Raccord selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la garniture d'étanchéité (29) comporte une rondelle (30) qui sert d'élément de support pour ladite garniture d'étanchéité (29). 4. Raccord selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que la garniture d'étanchéité (29), durant la phase de montage du raccord (10), est susceptible de se séparer de la rondelle (30) qui la supporte, de manière que ladite garniture occupe complètement l'espace (S) compris entre la partie intérieure conique de l'attache (11), la surface extérieure de l'extrémité (14) de tube (T) et la partie avant de la bague d'étanchéité (13). 5. Raccord selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que la rondelle (30) est réalisée en un matériau métallique. 6. Raccord selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que la garniture d'étanchéité (29) est en matériau élastomère. 7. Raccord selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé par le fait que la garniture d'étanchéité (29) est vulcanisée sur la rondelle (30).