Brevet FR2756904A1 — publié le 19980612

l RACCORD POUR TUYAUTERIE DE DERIVATION POUR FLUIDE SOUS HAUTE PRESSION La présente invention se rapporte à un raccord de dérivation pour un fluide sous haute pression (par exemple, un fluide sous une haute pression supérieure à 1000 bars) pouvant être utilisé dans un dispositif de découpe ou de nettoyage utilisant de l'eau sous haute pression, une machine-outil hydraulique ou un dispositif hydraulique sous haute pression. Dans un raccord de ce type de raccord pour tuyauterie de dérivation de la technique antérieure, tel que montré aux figures 7 et 8, un corps de raccord 11 présentant un conduit 11-1 interne suivant son axe est équipé d'un bossage 11-4 qui comporte un orifice de dérivation 11-2 sur la ligne d'axe du i0 conduit 11-1. Cet orifice de dérivation 11-2 présente une circonférence en communication avec le conduit 11-1 et débouche vers l'extérieur pour former un siège (ou face) d'appui 11-3. Une face (ou siège) d'application 12-3, telle que formée sur une tête de liaison 12-2 d'une tuyauterie de dérivation 12, est assemblée en butée sur le siège d'appui 11-3 du corps de raccord 11, de sorte que la tuyauterie de dérivation 12 est raccordée sur le corps de raccord 11 par le serrage d'un écrou à épaulement 13 sur le bossage 11-4 par l'intermédiaire d'une rondelle de retenue 14 vissée sur l'extrémité avant de la tuyauterie de dérivation 12. Le corps de raccord 11 comporte, sur chacune de ses deux extrémités, un siège d'appui 11-5 qui est formé sur l'ouverture du conduit 11- 1, comme pour la structure de liaison de la tuyauterie de dérivation. Ce siège d'appui 11-5 est formé sur la circonférence du conduit 11-1 et débouche vers l'extérieur. Une face d'application 15-3, telle que formée sur la tête de liaison -2 d'une tuyauterie principale 15 est assemblée en butée sur le siège d'appui 11-5 du corps de raccord 1 1, de sorte que la tuyauterie principale 15 est raccordée avec le corps de raccord 11 par le serrage d'un écrou à épaulement 16 sur le corps de raccord 1 1 par l'intermédiaire d'une rondelle de retenue 17 vissée sur l'extrémité avant de la tuyauterie 15. La référence numérique 12-1 désigne un conduit de la tuyauterie de dérivation, et la o10 référence numérique 1 5-1 désigne le conduit de la tuyauterie principale 1 5. Cependant, dans le raccord pour tuyauterie de dérivation pour fluide sous haute pression de la technique antérieure dans lequel l'orifice de dérivation 11- 2 présentant une section circulaire est formé dans le corps de raccord 1 1 dans l'alignement du conduit 11-1 du corps de raccord 11, les contraintes les plus élevées s'établissent sur l'extrémité P du conduit 12-1 de la tuyauterie de dérivation 12 débouchant sur le conduit de corps de raccord 11-1, lorsque la pression interne agit sur le corps de raccord 11, de sorte qu'une fissure est susceptible de démarrer à partir de l'extrémité débouchante P, conduisant ainsi à l'apparition d'une fuite du liquide. L'invention a été conçue compte tenu des problèmes mentionnés précédemment liés au raccord pour tuyauterie de dérivation pour fluide sous haute pression de la technique antérieure et a pour objectif de réaliser un raccord pour tuyauterie de dérivation pour un fluide sous haute pression qui permet d'améliorer la résistance à la fatigue due à la pression interne en réduisant les contraintes maximales s'établissant sur l'extrémité débouchante du conduit de l'orifice de dérivation du corps de raccord. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, il est réalisé un raccord pour tuyauterie de dérivation pour fluide sous haute pression, comprenant: un corps de raccord présentant un conduit interne suivant son axe et un orifice de dérivation formé dans sa paroi circonférentielle et présentant un siège d'appui formé sur sa face circonférentielle et débouchant vers l'extérieur; une tuyauterie de dérivation présentant un conduit destiné à communiquer avec le conduit du corps de raccord et comprenant une tête de liaison formée sur son extrémité et constituant une face d'application en sorte que la tuyauterie de dérivation est assemblée sur le corps de raccord en amenant sa face d'application en butée contre le siège d'appui du corps de raccord; une partie de liaison formant une seule pièce avec le corps de raccord ou étant distincte de ce dernier; et un écrou assemblé au préalable sur la tuyauterie de dérivation et fixé sur la partie de liaison en appui sur la tête de liaison pour raccorder, par ce moyen, la tuyauterie de dérivation sur le corps de raccord, dans lequel l'orifice de dérivation sur le corps de raccord se présente comme un orifice elliptique dont le grand diamètre est situé dans la direction radiale du corps de raccord et est aligné avec l'axe du conduit du corps de raccord. Selon un second mode de réalisation de l'invention, il est réalisé, en outre, un raccord pour tuyauterie de dérivation pour fluide sous haute pression, comprenant: un corps de raccord présentant un conduit interne suivant son axe et un orifice de dérivation formé dans sa paroi circonférentielle et présentant un siège d'appui formé sur sa face circonférentielle et débouchant vers l'extérieur; une tuyauterie de dérivation présentant un conduit destiné à communiquer avec le conduit du corps de raccord et comprenant une tête de liaison formée sur son extrémité et constituant une face d'application en sorte que la tuyauterie de dérivation est assemblée sur le corps de raccord en amenant sa face d'application en butée contre le siège d'appui du corps de raccord; une partie de liaison formant une seule pièce avec le corps de raccord ou étant distincte de ce dernier; et un écrou assemblé au préalable sur la tuyauterie de dérivation et fixé sur la partie de liaison en appui sur la tête de liaison pour raccorder, par ce moyen, la tuyauterie de dérivation sur le corps de raccord, dans lequel l'orifice de dérivation sur le corps de raccord se présente comme un orifice elliptique dont le grand diamètre est situé dans la direction radiale du corps de raccord et est désaxé dans la direction radiale du conduit du corps de raccord. Selon l'invention, compte tenu du résultat de nombreuses expérimentations, I'orifice de dérivation formé dans le corps de raccord se présente comme un orifice elliptique dont le grand diamètre est situé dans la direction radiale du corps de raccord, et l'orifice elliptique est décalé dans la direction radiale du conduit du corps de raccord. Plus précisément, dans le but de réduire la valeur maximale des contraintes s'établissant sur l'extrémité débouchante de l'orifice de dérivation, tel qu'il débouche dans le conduit du corps de raccord, on a examiné les parties individuelles à concentration de contraintes et les contraintes maximales lorsque la pression interne est appliquée sur les tuyauterie individuelles en utilisant les tuyauteries présentant une section circulaire utilisées pour le corps de raccord du raccord pour tuyauterie de dérivation pour fluide sous haute pression actuel, en formant des orifices de dérivation de forme circulaire et elliptique, et en orientant le grand diamètre des orifices elliptiques dans la direction radiale et dans la direction axiale du corps de raccord. Ces examens ont montré que des contraintes élevées se sont établies sur les deux extrémités axiales de l'ouverture de l'orifice de dérivation présentant la section réellement circulaire, comme cela a été décrit précédemment, lorsque l'orifice de dérivation était aligné avec l'axe du conduit de la tuyauterie présentant une section circulaire. Par contre, lorsque l'orifice de dérivation d'une forme elliptique, dont le grand diamètre est situé dans la direction radiale de la tuyauterie d'une section circulaire, était aligné avec l'axe du conduit de la tuyauterie, la valeur des contraintes aux deux extrémités axiales de l'ouverture de l'orifice elliptique sur la circonférence interne de la tuyauterie s'est avérée être bien plus faible que dans le cas mentionné précédemment de l'orifice de dérivation réellement circulaire. Il a aussi été montré que même l'orifice elliptique subit, s'il est orienté (suivant le grand diamètre) dans la direction axiale de la tuyauterie présentant la section circulaire, des contraintes bien supérieures à celles du cas de lI'orifice de dérivation de forme réellement circulaire à l'extrémité débouchante de l'orifice de dérivation sur la circonférence interne de la tuyauterie, en sorte qu'il ne peut, en aucun cas, être adopté. On a examiné la zone de concentration de contraintes et les contraintes maximales dans le cas o l'orifice de dérivation elliptique dont le grand diamètre est situé dans la direction radiale de la tuyauterie présentant une section circulaire était désaxé dans la direction radiale du conduit du corps de s raccord. On a constaté à l'extrémité de l'orifice de dérivation elliptique débouchant sur la circonférence interne de la tuyauterie, que les contraintes établies étaient aussi élevées que dans le cas o l'orifice de dérivation elliptique était placé sur l'axe central de la tuyauterie. Il a aussi été montré que cette structure était particulièrement efficace pour réduire les contraintes, comme dans le cas précédent, de sorte que les contraintes sur l'orifice de dérivation, lorsque la pression interne agit sur le corps de raccord, peuvent être fortement réduites. Selon l'invention, comme cela a été décrit précédemment, I'orifice de dérivation qui doit être formé sur le corps de raccord présentant une forme circulaire est réalisé suivant un orifice elliptique dont le grand diamètre est dans la direction radiale du conduit du corps de raccord et est désaxé dans la direction radiale du conduit du corps de raccord, en sorte que l'établissement des contraintes sur l'orifice de dérivation peut être efficacement supprimé, améliorant sensiblement la résistance à la fatigue sous l'effet de la pression interne dans chaque partie de montage de tuyauterie de dérivation. Ici, I'ellipse selon l'invention pourrait présenter une forme oblongue. La figure 1 est une vue en élévation de côté en coupe longitudinale montrant une partie d'une structure de liaison d'une tuyauterie de dérivation dans un raccord pour tuyauterie de dérivation pour un fluide sous haute pression selon un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue en élévation de face en coupe longitudinale suivant la ligne 11-11 de la figure 1; la figure 3 est une vue en plan de dessus montrant une partie d'orifice de dérivation d'un corps de raccord de la même structure de liaison de la tuyauterie de dérivation; la figure 4 est une vue similaire à la figure 2 mais montre un second mode de réalisation de l'invention; la figure 5 est une vue en plan de dessus montrant un orifice de dérivation d'un corps de raccord selon la structure de liaison de la tuyauterie de dérivation de la figure 4; La figure 6 est une vue en élévation de côté en coupe longitudinale montrant un autre exemple de la structure de liaison d'une tuyauterie de dérivation dans le raccord pour tuyauterie de dérivation pour fluide sous haute pression de l'invention; la figure 7 est une vue en élévation de face en coupe partielle montrant la partie de raccord pour tuyauterie de dérivation du raccord pour tuyauterie de o0 dérivation pour fluide sous haute pression de la technique antérieure; et la figure 8 est une vue en élévation de face en coupe longitudinale suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7. L'invention va être décrite en se référant aux figures 1 à 6. La référence numérique 1 désigne un corps de raccord représentant un raccord pour tuyauterie de dérivation pour un fluide sous haute pression; la référence numérique 2 désigne une tuyauterie de dérivation; les références numériques 3 et 6 désignent des écrous à épaulement; les références numériques 4 et 7 désignent des rondelles de retenue; et la référence numérique 5 désigne une tuyauterie principale. Le corps de raccord 1 représentant le raccord pour tuyauterie de dérivation pour fluide sous haute pression comporte, à l'intérieur, un conduit 1-1 suivant son axe et est équipé d'un bossage 1-4, représentant une partie de liaison, présentant un orifice de dérivation 1-2 dans le sens axial de sa paroi circonférentielle. Cet orifice de dérivation 1-2 est un orifice elliptique communiquant avec le conduit 1-1 et présentant une face circonférentielle débouchant à l'extérieur et formé en un siège d'appui 1-3. L'orifice de dérivation est conformé, comme cela est montré à la figure 3, suivant un orifice elliptique qui présente un grand diamètre dans la direction radiale du corps de raccord 1, et chaque siège d'appui 1-3 est constitué par une face sensiblement conique pour assurer la liaison avec une face d'application présentant une face sensiblement conique, comme cela va être décrit ciaprès. Dans le mode de réalisation de la structure de liaison de la tuyauterie de dérivation montrée aux figures 1, 2 et 3, comme dans la technique antérieure, la tuyauterie de dérivation 2 comporte à l'intérieur un conduit 2-1 afin de communiquer avec le conduit 1-1 et à sa partie d'extrémité une face d'application 2-3 qui est formée par une tête de liaison 2-2 présentant une forme de cône. Dans cette structure de liaison, la face d'application 2-3, telle que formée sur la tête de liaison 2-2 de la tuyauterie de dérivation 2, est assemblée en butée sur le siège d'appui 1-3 du corps de raccord 1 en sorte que la tuyauterie de dérivation 2 est raccordée au corps de raccord 1 par serrage de l'écrou à épaulement 3 sur le bossage 1-4 par l'intermédiaire de la rondelle de retenue 4 vissée sur l'extrémité avant de la tuyauterie de dérivation 2. Sur chacune des deux extrémités du corps de raccord 1, pour la structure de liaison de la tuyauterie de dérivation, le conduit 1-1 comporte sur son ouverture une circonférence débouchant vers l'extérieur et formée en un siège d'appui 1-5. Une face d'application 5-3, telle que formée sur une tête de joint -2 de la tuyauterie principale 5, est assemblée en butée sur le siège d'appui 1-5 du corps de raccord 1 en sorte que la tuyauterie principale 5 est raccordée sur le corps de raccord 1 par serrage de l'écrou à épaulement 6 sur le corps de raccord 1 par l'intermédiaire de la rondelle de retenue 7 vissée sur l'extrémité avant de la tuyauterie principale 5. La référence numérique 5-1 désigne un conduit de la tuyauterie principale 5. Ici, la taille des orifices de dérivation 1-2, pour un orifice elliptique, est déterminée de manière appropriée en fonction de la pression du fluide, du débit, des pertes de charge, du diamètre et de l'épaisseur du corps de raccord 1, etc.. Dans la structure de liaison de la tuyauterie de dérivation dans un raccord pour tuyauterie de dérivation pour un fluide sous haute pression selon un second mode de réalisation de l'invention, tel que montré aux figures 4 et 5, le bossage 1-4 comporte un orifice de dérivation 1-2 qui est réalisé suivant un orifice elliptique similaire à celui qui a été mentionné précédemment et communique avec le conduit 1-1 du corps de raccord 1 avec une excentration AI par rapport à l'axe du corps de raccord 1. L'orifice de dérivation 1-2 présente une face circonférentielle débouchant vers l'extérieur et forme un siège d'appui 1-3. De même, dans cette structure de liaison, I'orifice de dérivation 1-2 est conformé, comme cela est montré à la figure 5, suivant un orifice elliptique qui présente un grand diamètre dans la direction radiale du corps de raccord 1, et le siège d'appui 1-3 présente une face globalement conique destinée à assurer le raccordement avec la face d'application présentant une face sensiblement conique similaire à celle qui a été mentionnée précédemment. En outre, dans ce raccord pour tuyauterie de dérivation pour fluide sous I0 haute pression, la taille de l'orifice de dérivation 1-2 présentant la forme elliptique est déterminée de manière appropriée en fonction de la pression du fluide, du débit, des pertes de charge, du diamètre et de l'épaisseur du corps de raccord 1, etc. De plus, I'excentration AI de chaque orifice de dérivation n'est pas particulièrement limitée, mais elle est de préférence déterminée de manière à réduire les contraintes P qui s'établissent sur l'extrémité débouchante de l'orifice de dérivation 1-2 sur le conduit 1-1 de manière que la tangente de la paroi interne du conduit 1-1 du corps de raccord 1 soit sensiblement alignée avec celle de la face interne de l'orifice de dérivation 1-2 comme cela est montré à la figure 5. Dans la structure de liaison de la tuyauterie de dérivation dans un raccord pour tuyauterie de dérivation pour un fluide sous haute pression telle que montrée à la figure 6, une partie de liaison 8 est réalisée par application de la face d'extrémité d'un manchon de raccordement 8a distinct du corps de raccord 1 en contact avec la circonférence externe du corps de raccord 1 pour le brasage du premier sur le dernier et par interposition d'une rondelle fourreau 4a entre la rondelle de retenue 4 et la face interne de l'écrou à épaulement 3. Comme cela a été décrit précédemment, le raccord pour tuyauterie de dérivation pour fluide sous haute pression de l'invention est réalisé de manière que l'orifice de dérivation formé dans le corps de raccord dont la section est circulaire se présente comme un orifice elliptique dont le grand diamètre est situé dans la direction radiale du corps de raccord, et de manière que l'orifice de dérivation elliptique soit décalé dans la direction radiale du conduit du corps de raccord. En conséquence, les contraintes qui s'établissent sur l'extrémité débouchante, telle que débouchant dans le corps de raccord, du conduit du corps de raccord peuvent être réduites. Il est possible d'obtenir un fonctionnement fiable et stable grâce à la résistance élevée à la fatigue sous la pression interne au niveau de l'orifice de dérivation, à l'excellente longévité et à l'absence de fuite de fluide due aux fissures, réalisant ainsi un raccord pour tuyauterie de dérivation pour fluide sous haute pression remarquablement o10 fonctionnel. REVENDICATIONS 1. Raccord pour tuyauterie de dérivation pour fluide sous haute pression, comprenant: un corps de raccord (1) présentant un conduit interne (1-1) suivant son axe et un orifice de dérivation (1-2) formé dans sa paroi circonférentielle et présentant un siège d'appui (1-3) formé sur sa face circonférentielle et débouchant vers l'extérieur; une tuyauterie de dérivation (2) présentant un conduit (2-1) destiné à communiquer avec le conduit dudit corps de raccord et comprenant une tête de liaison (2-2) formée sur son extrémité et constituant une face d'application (2-3) en sorte que ladite tuyauterie de dérivation est assemblée sur ledit corps de raccord en amenant sa face d'application en butée contre le siège d'appui dudit corps de raccord; une partie de liaison formant une seule pièce (1-4) avec ledit corps de raccord ou étant distincte (8a) de ce dernier; et un écrou (3) assemblé au préalable sur ladite tuyauterie de dérivation et fixé sur ladite partie de liaison en appui sur ladite tête de liaison pour raccorder, par ce moyen, ladite tuyauterie de dérivation sur ledit corps de raccord, dans lequel ledit orifice (1-2) de dérivation sur ledit corps de raccord se présente comme un orifice elliptique dont le grand diamètre est situé dans la direction radiale dudit corps de raccord (1) et est aligné avec l'axe du conduit de ce dernier. 2. Raccord pour tuyauterie de dérivation pour un fluide sous haute pression, selon la revendication 1, dans lequel ladite partie de liaison formant une seule pièce avec ledit corps de raccord est constituée par un bossage (1- 4). 3. Raccord pour tuyauterie de dérivation pour un fluide sous haute pression, selon la revendication 1, dans lequel ladite partie de liaison distincte dudit corps de raccord est constituée par un manchon de raccordement (8a) ou par un raccord de liaison en forme de bague. l 4. Raccord pour tuyauterie de dérivation pour fluide sous haute pression, comprenant: un corps de raccord (1) présentant un conduit interne (1-1) suivant son axe et un orifice de dérivation (1-2) formé dans sa paroi circonférentielle et présentant un siège d'appui (1-3) formé sur sa face circonférentielle et débouchant vers l'extérieur; une tuyauterie de dérivation (2) présentant un conduit (2-1) destiné à communiquer avec le conduit dudit corps de raccord et comprenant une tête de liaison (2-2) formée sur son extrémité et constituant une face d'application (2-3) en sorte que ladite tuyauterie de dérivation est assemblée sur ledit corps de raccord en amenant sa face d'application en butée contre le siège d'appui dudit corps de raccord; une partie de liaison formant une seule pièce (1-4) avec ledit corps de raccord ou étant distincte (8a) de ce dernier; et un écrou (3) assemblé au préalable sur ladite tuyauterie de dérivation et fixé sur ladite partie de liaison en appui sur ladite tête de liaison pour raccorder, par ce moyen, ladite tuyauterie de dérivation sur ledit corps de raccord, dans lequel ledit orifice (1-2) de dérivation sur ledit corps de raccord se présente comme un orifice elliptique dont le grand diamètre est situé dans la direction radiale dudit corps de raccord (1) et est désaxé dans la direction radiale du conduit de ce dernier. 5. Raccord pour tuyauterie de dérivation pour un fluide sous haute pression, selon la revendication 4, dans lequel l'excentration dudit orifice de dérivation est déterminée de manière que la tangente à la paroi interne du conduit dudit corps de raccord soit sensiblement alignée avec celle à la paroi interne dudit orifice de dérivation. 6. Raccord pour tuyauterie de dérivation pour un fluide sous haute pression, selon la revendication 4, dans lequel ladite partie de liaison formant une seule pièce avec ledit corps de raccord est constituée par un bossage (1- 4). 7. Raccord pour tuyauterie de dérivation pour un fluide sous haute pression, selon la revendication 4, dans lequel ladite partie de liaison distincte dudit corps de raccord est constituée par un manchon de raccordement (8a) ou par un raccord de liaison en forme de bague.