Brevet FR2763374A1 — publié le 19981120

RACCORDEMENT ETANCHE ENTRE DEUX EQUIPEMENTS TELS QUE DES TUYAUX DESCRIPTION L'invention a trait à un raccordement étanche entre deux équipements tels que des tuyaux terminés par des brides entre lesquelles un joint d'étanchéité est comprimé, ces brides étant unies et rapprochées par un collier de serrage. Elle trouvera emploi en particulier dans les installations nucléaires, o l'entretien impose des changements fréquents des joints d'étanchéités dans des cellules o on ne peut travailler que par l'intermédiaire de télémanipulateurs. Un but fondamental recherché ici est d'obtenir un raccordement qui soit facile à établir correctement et facilement par une télémanipulation. On connaît déjà, pour assurer le rapprochement et l'assemblage de deux tuyaux en prolongement entre lesquels un joint est comprimé, des raccordements par brides boulonnées et par des raccords rapides qui exploitent un encliquetage de pièces, mais les premiers ne se prêtent pas à la télémanipulation car ils exigent la présence simultanée de deux télémanipulateurs dont l'un maintient un des tuyaux contre l'autre et le second assure le boulonnage des brides, ce qui demande de la minutie et du temps ainsi qu'un outillage adapté et un assez grand espace de manoeuvre, alors que les seconds nécessitent aussi généralement deux télémanipulateurs dont le premier assure encore le maintien d'un des tuyaux alors que l'autre manipule la pièce de raccord. Ces raccords rapides génèrent des réactions d'efforts importantes sur les organes de tuyauteries comme sur les télémanipulateurs lors de l'encliquetage ou du découplage de leurs embouts. De plus, les joints utilisés dans les raccords rapides sont généralement inséparables de ces raccords par télémanipulation, ce qui oblige à remplacer tout le raccord et le tuyau attenant quand le joint doit être changé. Les raccordements à collier de serrage permettent, eux, de réaliser sans grande difficulté des raccordements étanches en intercalant entre les tuyaux un joint qu'il sera possible de changer seul. C'est pourquoi ces raccordements sont préférés dans ce secteur technique, mais ils imposent aussi, jusqu'à présent, la présence simultanée de deux télémanipulateurs dont l'un tient le collier sur le tuyau fixe et l'autre place le joint puis l'embout du tuyau mobile avant de serrer le collier. L'invention permet de se passer d'un des télémanipulateurs pour réaliser le raccordement. Elle permet également le remplacement au télémanipulateur du manchon porteur du joint d'étanchéité, ainsi que le remplacement du collier de serrage ou du porte-collier. Elle est originale en ce qu'est utilisé un manchon de centrage des tuyaux et un porte-collier comprenant un collier de support serré sur une portion d'un des tuyaux adjacente aux brides et un berceau de réception du collier de serrage comprenant des barrettes liées au collier de support et s'étendant autour des brides, sous elles et à côté d'elles, et terminées à l'opposé du collier de support par des taquets de retenue du collier de serrage contre des mouvements latéraux. Le collier de serrage est placé dans le berceau de réception, sans qu'il soit besoin de le tenir par un télémanipulateur, pendant que le tuyau mobile est approché du tuyau porteur du collier de support et que sa bride est centrée par le manchon puis glissée dans l'ouverture du collier de serrage. Le tuyau mobile peut ensuite être relâché, et le collier de serrage est refermé sur les brides de la façon habituelle. Un autre avantage du manchon précité est qu'il résout le problème, délicat jusqu'à présent, de réaliser un centrage correct du joint dans les brides: il suffit d'enfiler le joint autour du manchon pour qu'il soit retenu et ne puisse glisser ensuite. Ces caractéristiques de l'invention, ainsi que d'autres, vont maintenant être décrites de façon plus évocatrice au moyen de la figure annexée unique. Les tuyaux à joindre consistent en un tuyau fixe 1 et un tuyau mobile 2 dont chacun est terminé par une bride 3 ou 4 en forme de collerette présentant une face d'extrémité plane et une face arrière inclinée pour permettre, par glissement de cette surface inclinée sur le profil intérieur du collier de serrage 17, le rapprochement des deux brides 3 et 4. Les brides 3 et 4 sont situées au bout d'une embouchure évasée respective 5 et 6 des tuyaux 1 et 2, de plus grand diamètre que le reste des tuyaux, et l'embouchure 5 du tuyau fixe 1 comprend une surface extérieure 7 cylindrique terminée à l'arrière par un ergot 34. Cette surface extérieure 7 sert d'appui à un collier de support 8 solidaire de la pièce la plus originale de l'invention, le berceau 9. Le collier de support 8 est composé de deux moitiés semi-circulaires 10 et 11 articulées par une charnière 12 à une paire d'extrémités et reliées par un boulon 13 à leur paire d'extrémités opposées: il suffit de dévisser largement le boulon 13 pour pouvoir glisser le collier de support 8 par-dessus la bride 3, puis de resserrer ce boulon 13 pour serrer le collier 8 contre la surface extérieure 7. Le berceau 9 comprend d'abord une plaque en forme de fer à cheval 14 fixée à la moitié semi- circulaire 10 occupant une position inférieure, et dont l'ouverture est dirigée vers le haut. Le fer à cheval 14 passe donc sous la bride 3 au montage du collier de support 8 et s'étend derrière cette bride 3 quand le montage est réalisé. Il porte des barrettes 15, dirigées vers le tuyau mobile 2 et qui s'étendent alors à côté de la bride 3 et sous elle tout en délimitant un logement 16 ouvert vers le haut, dans lequel un collier de serrage 17 peut être introduit et posé. Certaines des barrettes 15 sont terminées par des taquets 18 qui retiennent le collier de serrage 17 de choir en basculant avant que le tuyau mobile 2 ne soit installé. Le collier de serrage 17 est d'un genre connu et comprend deux bras latéraux 19 et 20 articulés par leurs extrémités inférieures à une embase 21 constituant un chaînon intermédiaire. Dans la réalisation représentée, l'embase 21 possède une face inférieure horizontale qui repose parfaitement sur deux des barrettes 15, situées au même niveau. Les sommets des bras latéraux 19 et 20 sont reliés par une vis de serrage 22 comprenant deux portions filetées en sens opposés et dont chacune est engagée dans une douille 23 ou 24 articulée à un des bras latéraux 19 et 20 respectifs: en tournant la vis 22, des mouvements opposés de rapprochement ou d'éloignement sont produits sur les douilles 23 et 24, et par conséquent un rapprochement ou un éloignement des bras latéraux 19 et 20. Les bras 19 et 20 sont munis chacun d'une gorge interne 25 à flancs 26 inclinés et qui est toujours plus étroite vers le fond: quand le serrage du collier 17 est entrepris, les flancs 26 enserrent les brides 3 et 4, qui glissent sur eux et sont amenées à se rapprocher. On a toutefois disposé auparavant un manchon 27 dans les embouchures évasées 5 et 6 des tuyaux 1 et 2; cette opération est facilitée par des extrémités coniques 28 et 29 du manchon 27 qui permettent de l'introduire facilement, ainsi que par des méplats 30 et 31 qu'il porte sur des faces opposées et qui permettent de le bien saisir par un télémanipulateur unique. Le manchon 27 sert non seulement à faciliter le centrage des tuyaux 1 et 2, mais aussi celui du joint d'étanchéité 32, qui est porté par le manchon 27 et retenu fermement en étant engagé dans une gorge établie sur sa surface extérieure; avantageusement, le joint 32 est un joint torique solidaire d'un anneau rigide 33 établi autour de lui et plus mince. L'anneau rigide 33 est destiné à buter contre les brides 3 et 4 quand le raccordement est réalisé et sert donc à limiter la compression du joint 32 ainsi que son extrusion. Les étapes de réalisation du raccordement ont été déjà évoquées dans les lignes précédentes et sont d'ailleurs faciles à comprendre. Successivement, on enfile le collier de support 8, après l'avoir desserré, sur l'embouchure évasée 5 du tuyau fixe 1, on le serre contre la surface extérieure 7, on pose le collier de serrage 17 dans le berceau 16. Après avoir desserré le collier de serrage 17 au point que les bras latéraux 19 et 20 soient en butée sur les barrettes 15 du berceau 9, l'écrou 13 du collier de support 8 est légèrement desserré afin de permettre le glissement, sur l'embouchure 5 et jusqu'à l'ergot 34, de l'ensemble collier de support 8 et collier de serrage 17. L'écrou 13 du collier de support 8 est alors resserré. Ces opérations ont permis de positionner le collier de serrage 17 au niveau du plan de joint des brides 3 et 4 des tuyaux 1 et 2. Ensuite, on glisse le manchon 27 dans le tuyau fixe 1, puis le tuyau mobile 2 autour de la moitié restée libre du manchon 27, en faisant pénétrer la bride 4 entre les bras latéraux 19 et 20 du collier de serrage 17, et enfin le collier 17 est serré. Toutes ces opérations sont faites par un même télémanipulateur qui lâche chacune des pièces une fois qu'il l'a placée; les pièces du raccordement ne risquent pourtant pas de se déplacer avant que le serrage ne soit achevé, ce qui garantit la qualité de l'assemblage; en particulier, le joint 32 ne peut pas glisser entre les brides 3 et 4 et la rotation de la vis 22 ne produit aucun basculement du collier de serrage 17, que le fer à cheval 14, des barrettes 15 et les taquets 18 retiennent. Le raccordement est utilisable avec des tuyaux souples ou rigides et ayant une inclinaison quelconque. Comme le manchon 27 est logé dans des embouchures évasées des tuyaux, il ne réduit pas la section de passage du fluide mais permet de la maintenir constante d'un tuyau à l'autre. L'addition du collier de support 8, du berceau 9 et du manchon 27 n'est pas coûteuse et n'accroît guère le volume occupé par le raccordement; on conserve donc les avantages, traditionnels pour les raccordements à collier de serrage, de faible coût et d'encombrement réduit, ainsi que la modicité des efforts de serrage à appliquer. REVENDICATIONS 1. Raccordement étanche entre deux équipements tels que des tuyaux (1, 2) terminés par des brides (3, 4) entre lesquelles un joint (32) est comprimé et qui sont unies et rapprochées par un collier de serrage (17), caractérisé en ce qu'il comprend un porte- collier (8, 9) comprenant un collier de support (8) serré sur une portion (5) d'un des tuyaux (1) adjacente aux brides (3, 4) et un berceau (9) de réception du collier de serrage (17) comprenant des barrettes (15) liées au collier de support (8) et s'étendant autour des brides (3, 4), sous elles et à côté d'elles, et terminées par des taquets (18) de retenue du collier de serrage (17) contre des mouvements latéraux à l'opposé du collier de support (8). 2. Raccordement étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un manchon (27) glissant dans les tuyaux et permettant de les centrer et autour duquel le joint (32) est retenu. 3. Raccordement étanche selon la revendication 2, caractérisé en ce que le manchon est entaillé de méplats (30, 31) opposés sur la surface extérieure. 4. Raccordement étanche selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le manchon (27) est logé dans des embouchures évasées (5, 6) des tuyaux en maintenant une section de passage de fluide constante d'un tuyau à l'autre. 5. Raccordement étanche selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le joint (32) est entouré par un anneau (33) plus mince que lui et empêchant son extrusion lors du serrage dudit joint.