Brevet FR2886370A1 — publié le 20061201

Dispositif de raccordement de deux éléments tels qu'un conduit d'alimentation en carburant et un injecteur La présente invention concerne un dispositif de raccordement de 5 deux éléments tels qu'un conduit d'alimentation en carburant et un injecteur, en particulier pour une chambre de combustion d'une turbomachine. Les dispositifs connus de raccordement d'un conduit d'alimentation en carburant à un injecteur d'une chambre de combustion d'une turbomachine comprennent en général un écrou de fixation d'une extrémité du conduit sur un embout fileté de l'injecteur et des premiers moyens d'étanchéité à coopération de formes prévus aux extrémités du conduit et de l'embout de l'injecteur et qui assurent une étanchéité du raccordement lorsque l'écrou porté par le conduit est serré sur l'embout de l'injecteur. Comme il existe un risque de desserrage de l'écrou et aussi de détérioration par frottement des surfaces en contact des moyens à coopération de formes, à cause des efforts exercés sur le conduit et l'injecteur en fonctionnement de la turbomachine, on a également prévu des seconds moyens d'étanchéité entre des parties complémentaires du conduit et de l'embout de l'injecteur. Dans une réalisation connue, ces seconds moyens comprennent un joint torique porté par l'embout de l'injecteur et engagé dans l'extrémité cylindrique du conduit, ce qui oblige à reculer axialement l'injecteur par rapport au conduit sur une distance importante, par exemple de 10mm, pour le démontage du dispositif et n'est pas toujours possible ou impose d'utiliser un conduit souple coudé en U qui est cher et qui a une faible tenue thermique, pour autoriser ce recul axial. Dans une autre réalisation connue, des joints toriques sont montés autour de l'extrémité du conduit et de l'embout de l'injecteur et coopèrent avec une douille cylindrique entourant l'extrémité du conduit et l'embout de l'injecteur et fixée sur l'injecteur par l'intermédiaire de l'écrou. Toutefois, 2886370 2 cette douille est encombrante et augmente le poids du dispositif et la partie du conduit raccordée à l'embout de l'injecteur doit être droite pour permettre le déplacement axial de la douille le long de cette partie afin d'avoir accès au raccordement pour une opération de maintenance. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ces problèmes. Elle a pour objet un dispositif de raccordement du type décrit ci-dessus, qui soit facile à monter et à démonter, qui assure une bonne étanchéité même en cas d'usure des moyens à coopération de formes ou de desserrage de l'écrou de fixation, et qui nécessite un recul axial faible de l'injecteur ou du conduit pour le démontage du dispositif. Elle propose à cet effet un dispositif de raccordement de deux éléments tels qu'un conduit d'alimentation en carburant et un injecteur, ce dispositif comprenant un écrou monté sur un premier des éléments et vissable sur un embout fileté d'un second des éléments, des premiers moyens d'étanchéité à coopération de formes, formés sur le premier et le second des éléments et coopérant à étanchéité au serrage de l'écrou sur le second élément, et des seconds moyens d'étanchéité entre les deux éléments, caractérisé en ce que les seconds moyens d'étanchéité comprennent au moins un joint torique monté entre l'écrou et le premier élément et au moins un joint torique monté entre l'écrou et le second élément. Ce dispositif de raccordement n'a pas les inconvénients des réalisations antérieures car il ne comprend pas de douille cylindrique extérieure et ne nécessite qu'un recul axial faible de l'injecteur, de 2 à 3mm environ par exemple, pour l'ouverture du dispositif au démontage. Avantageusement, les joints toriques sont montés entre des surfaces cylindriques coaxiales de l'écrou et du premier et du second élément, respectivement, et de part et d'autre des premiers moyens d'étanchéité par rapport à un axe longitudinal du dispositif. Dans ce mode de réalisation de l'invention, les joints toriques sont de préférence montés dans des gorges des surfaces cylindriques externes du premier et du second élément. Les joints toriques ont avantageusement des diamètres différents et inférieurs au diamètre interne du filetage de l'écrou afin de pouvoir amener 5 l'écrou autour des deux éléments sans risque de détérioration des joints par frottement sur le filetage de l'écrou. Les joints toriques coopèrent alors avec des surfaces cylindriques internes de l'écrou ayant des diamètres différents. Le filetage de l'embout du second élément peut se trouver entre les premiers moyens d'étanchéité et un joint torique porté par ce second élément par rapport à un axe longitudinal du dispositif, ou en variante le joint torique porté par le second élément peut se trouver entre les premiers moyens d'étanchéité et le filetage de l'embout du second élément. Les moyens d'étanchéité à coopération de formes comprennent de façon typique une partie mâle à surface extérieure tronconique ou en segment de sphère formée à l'extrémité d'un des éléments et engagée dans une partie femelle de forme complémentaire de l'autre des éléments. Des moyens de blocage en rotation de l'écrou en position serrée sur l'embout fileté peuvent en outre être prévus et comprennent par exemple un fil frein engagé dans des trous de l'écrou et de l'un des éléments. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un système d'alimentation en carburant d'une chambre de combustion d'une turbomachine, vu de l'aval; - la figure 2 est une vue schématique en coupe axiale d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention; - les figures 3 et 4 sont des vues schématiques en coupe axiale de variantes de réalisation du dispositif selon l'invention. On a représenté en figure 1 un système 10 d'alimentation en carburant d'une chambre annulaire de combustion d'une turbomachine, qui est porté par un carter cylindrique externe 12 de la chambre de combustion, ce carter 12 comportant à ses extrémités amont et aval des brides annulaires 14 de fixation sur des carters correspondants d'un compresseur et d'une turbine de la turbomachine, respectivement. Le système 10 comprend une rampe annulaire 16 d'amenée de carburant qui s'étend autour du carter 12, à distance de celui-ci, et qui est reliée à une source de carburant, et une pluralité d'injecteurs 18 qui sont fixés sur la surface externe du carter 12. Chaque injecteur 18 comprend un conduit 20 qui s'étend radialement à l'intérieur du carter 12 à travers un orifice 22 de celui-ci et qui comporte une extrémité radialement interne 24 orientée vers l'aval dans la chambre de combustion. Les injecteurs 18 sont portés par des collerettes 26 qui obturent les orifices 22 et qui sont fixées au carter par des vis 28. La rampe 18 est supportée par des moyens 30 appropriés fixés sur ces collerettes par les vis 28. Les injecteurs 18 sont reliés à la rampe 16 par des conduits rigides 32 d'alimentation en carburant qui sont coudés en U et qui sont raccordés par une extrémité à la rampe 16, perpendiculairement à celle-ci, leur autre extrémité étant engagée dans un embout d'un injecteur 18 et fixée à celui-ci par l'intermédiaire d'un dispositif de raccordement dont divers modes de réalisation selon l'invention sont représentés aux figures 2 à 4. Le dispositif de raccordement selon l'invention représenté en figure 2 comprend un écrou 34 de fixation de l'extrémité d'un conduit 32 sur un embout fileté 36 monté à l'entrée de l'injecteur 18, l'écrou entourant la partie d'extrémité cylindrique 38 du conduit 32 et comportant à son extrémité arrière un rebord annulaire interne 40 destiné à venir en appui axial sur un rebord annulaire externe 42 de l'extrémité du conduit. L'écrou 34 comprend à son extrémité avant un filetage interne 44 pour vissage sur un filetage externe 46 de l'embout cylindrique 36 de l'injecteur. Lorsque l'écrou 34 est vissé sur l'embout 36, le rebord annulaire arrière 40 de l'écrou vient en appui sur le rebord annulaire 42 du conduit et pousse axialement celui-ci vers l'injecteur 18 jusqu'à ce que les extrémités axiales en regard du conduit et de l'embout de l'injecteur soient en appui l'une sur l'autre. L'extrémité avant du conduit 32 en regard de l'injecteur est une partie mâle 47 qui comprend une surface extérieure 48 convexe en segment de sphère et qui est destinée à être engagée dans une partie femelle 49 de l'extrémité arrière de l'embout 36 de l'injecteur, cette partie femelle 49 étant par exemple à surface interne tronconique 50. Lorsque l'écrou 34 est serré sur l'embout 36, les surfaces 48 et 50 sont appliquées et serrées axialement l'une contre l'autre et assurent une étanchéité primaire du raccordement. La partie mâle 47 de l'extrémité du conduit est engagée dans la partie femelle 49 de l'embout de l'injecteur sur une distance D, le long de l'axe A du dispositif, qui est de quelques millimètres, et par exemple de 2 à 3mm. Cette distance est suffisante assurer l'étanchéité au serrage de l'écrou et suffisamment faible pour permettre la séparation axiale du conduit et de l'embout de l'injecteur pour une opération de maintenance. L'écrou 34 est de forme tubulaire allongée et présente, entre son rebord arrière 40 et son filetage 44, une surface cylindrique interne 52 qui entoure des surfaces cylindriques externes 54 de l'extrémité du conduit et 56 de l'embout de l'injecteur qui s'étendent respectivement entre la partie mâle 47 et le rebord annulaire 42 du conduit et entre la partie femelle 49 et le filetage externe 46 de l'embout de l'injecteur. Une gorge annulaire 58 est formée dans chacune de ces surfaces cylindriques et reçoit un joint d'étanchéité torique 60 en caoutchouc ou en élastomère. Les joints toriques 60 sont serrés radialement entre le fond des gorges 58 et la surface cylindrique interne 52 de l'écrou et constituent des moyens d'étanchéité secondaire. Les deux gorges 58 ont le même diamètre et le diamètre externe des joints est inférieur au diamètre interne du filetage 44 de l'écrou pour éviter de les détériorer lors de l'engagement de l'écrou sur l'extrémité du conduit et sur l'embout de l'injecteur. Dans la variante de réalisation de la figure 3, l'écrou 34 comprend deux surfaces cylindriques internes 62, 64 de diamètres différents qui sont coaxiales et reliées entre elles par une surface tronconique interne 66. La surface cylindrique interne 62 de petit diamètre est à l'arrière et entoure la parie d'extrémité 38 du conduit, en coopérant avec un joint torique 60, identique à ceux du dispositif de la figure 2, qui est monté dans une gorge annulaire 58 de la surface cylindrique externe 54 de l'extrémité 38 du conduit. La surface cylindrique externe 68 de l'embout 36 a un diamètre supérieur à celui de l'extrémité 38 du conduit et légèrement inférieur au 15 diamètre de la surface interne 64 de l'écrou. Le joint torique 70 porté par l'embout coopère avec la surface cylindrique interne 64 de l'écrou et a un diamètre plus important que celui du joint torique 60. Le diamètre du joint torique 70 est inférieur au diamètre interne du filetage 44 de l'écrou. Dans cet exemple de réalisation, la partie mâle 47 de l'extrémité 36 du conduit comprend une surface tronconique extérieure 72 qui coopère à étanchéité avec une surface interne tronconique 50 de la partie femelle 49 de l'embout 36 de l'injecteur au serrage de l'écrou. Dans le mode de réalisation de la figure 4, le filetage externe 74 de l'embout 36 de l'injecteur se trouve entre son extrémité arrière et le joint torique qu'il porte et l'écrou 34 comprend deux surfaces cylindriques internes arrière 76 et avant 78 coaxiales et de diamètres différents entre lesquelles se trouve le filetage interne 80 de l'écrou. Le joint torique 82 de l'embout de l'injecteur a ici un diamètre 30 supérieur à celui du joint torique 70 du dispositif de la figure 3 et au diamètre interne du filetage 80 de l'écrou. Ce joint torique 82 est logé dans une gorge annulaire 84 de la surface cylindrique externe 86 de l'embout et est serré radialement entre le fond de cette gorge 84 et la surface cylindrique interne avant 78 de grand diamètre de l'écrou. La surface cylindrique interne arrière 76 de plus petit diamètre de l'écrou coopère avec le joint torique 60 de l'extrémité du conduit dont la partie mâle 48 en segment de sphère coopère avec une surface interne tronconique 50 de la partie femelle 49 de l'embout de l'injecteur. Le dispositif de raccordement de la figure 4 comprend en outre des moyens de blocage en rotation de l'écrou 34 en position serrée sur l'embout 36, qui comprennent un fil frein 88 engagé dans un trou 90 de l'extrémité avant de l'écrou entourant l'embout et dans un trou 92 d'un élément 94 formé en saillie sur l'embout au voisinage de l'écrou dans sa position serrée. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été décrits dans ce qui précède et représentés dans les dessins annexés. Par exemple, l'extrémité 38 du conduit peut comprendre une partie femelle à l'intérieur de laquelle vient s'engager une partie mâle de l'embout 36 de l'injecteur. D'autre part, l'extrémité 38 du conduit et l'embout 36 de l'injecteur 20 peuvent porter chacun plus d'un joint torique. L'embout de l'injecteur peut par exemple porter deux joints toriques disposés de part et d'autre de son filetage par rapport à l'axe longitudinal du dispositif. La disposition relative du conduit 32 et de l'injecteur 18 pourrait être inversée, l'écrou étant alors porté par l'embout 34 de l'injecteur et étant 25 vissable sur une extrémité filetée du conduit. REVENDICATIONS 1. Dispositif de raccordement de deux éléments tels qu'un conduit (32) d'alimentation en carburant et un injecteur (18), ce dispositif comprenant un écrou (34) monté sur un premier des éléments et vissable sur un embout fileté (36) d'un second des éléments, des premiers moyens d'étanchéité à coopération de formes, formés sur le premier et le second des éléments et coopérant à étanchéité au serrage de l'écrou (34) sur le second élément, et des seconds moyens d'étanchéité entre les deux éléments, caractérisé en ce que les seconds moyens d'étanchéité comprennent au moins un joint torique (60) monté entre l'écrou (34) et le premier élément et au moins un joint torique (60) monté entre l'écrou (34) et le second élément. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les joints toriques (60) sont montés entre des surfaces cylindriques coaxiales (52, 54, 56) de l'écrou (34) et du premier et du second élément, respectivement. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les joints toriques (60) sont montés de part et d'autre des premiers moyens d'étanchéité par rapport à un axe longitudinal (A) du dispositif. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les joints toriques (60) sont montés dans des gorges (58) de surfaces cylindriques externes (54, 56) du premier et du second élément. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les joints toriques (60, 70) ont des diamètres différents et inférieurs au diamètre interne du filetage (44) de l'écrou. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'écrou (34) comprend à une extrémité un rebord annulaire interne (40) destiné à venir en butée contre un rebord annulaire externe (42) du premier élément, et à son autre extrémité un filetage interne (44) de vissage sur un filetage externe (46) de l'embout du second élément. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le filetage (80) de l'embout du second élément se trouve entre les premiers moyens d'étanchéité et un joint torique (82) porté par ce second élément, par rapport à un axe longitudinal (A) du dispositif. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un joint torique (60, 70) porté par le second élément se trouve entre les premiers moyens d'étanchéité et le filetage (46) de l'embout du second élément. 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité à coopération de formes comprennent une partie mâle (47) à surface extérieure tronconique (72) ou en segment de sphère (48) formée à l'extrémité d'un des éléments et engagée dans une partie femelle (49) de forme complémentaire de l'autre des éléments. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de blocage en rotation de l'écrou (34) en position serrée sur l'embout fileté (36), ces moyens étant tels par exemple qu'un fil frein (88) engagé dans des trous (90, 92) de l'écrou (34) et de l'un des éléments.