Brevet FR2917151A1 — publié le 20081212

La présente invention se rapporte à une structure de jonction sans boulon et à un procédé de fabrication de structure de jonction sans boulon. Lorsqu'une conduite métallique de fluide est reliée à un tuyau en polyéthylène, par serrage de brides respectivement formées dans la conduite de fluide et dans le tuyau en polyéthylène, une faiblesse apparaît dans la tuyauterie du fait que la flexibilité des brides est réduite. Par conséquent, une structure de jonction sans boulon reliant deux tuyaux sans utiliser de boulons est utilisée. De plus, POLITEC (association japonaise de système de tuyauterie et de technologie intégrée pour l'alimentation en eau) recommande une structure de jonction sans boulon qui n'utilise pas de brides. Les documents suivants décrivent une structure de jonction sans boulon. Premier document de brevet : publication de brevet japonais soumise à l'inspection publique n 2001-124278 (abrégé) Deuxième document de brevet : publication de brevet japonais soumise à l'inspection publique n 2005-61549 (abrégé) Troisième document de brevet : publication de brevet japonais soumise à l'inspection publique n 11-270763 (abrégé) Un exemple d'une structure de jonction sans boulon décrite ci-dessus est montré dans la figure 4. Dans la figure 4, un tuyau en polyéthylène 102 est relié à une première conduite métallique de fluide (FCD) 101 qui est en communication avec un carter de vanne 100. Dans cette structure conventionnelle de jonction sans boulon, la première conduite métallique de fluide 101 est reliée au tuyau en polyéthylène 102 d'une manière telle qu'une partie de filet interne 103 est formée dans une circonférence interne de la première conduite de fluide 101 alors qu'une partie de filet externe 104 est formée dans une circonférence externe du tuyau en polyéthylène 102, de sorte que la partie de filet externe 104 est montée par vissage sur la partie de filet interne 103. La référence 105 désigne un manchon interne. Toutefois, dans la structure de jonction sans boulon conventionnelle, deux tuyaux 101, 102 sont reliés l'un à l'autre en utilisant une structure de vis, et il est ainsi nécessaire de mouler un tuyau en polyéthylène spécial ayant la structure de vis. Un but principal de la présente invention est ainsi de procurer une structure de jonction sans boulon dans laquelle il n'est pas nécessaire de mouler un tuyau en polyéthylène spécial. Un autre but de la présente invention est de procurer un procédé de fabrication de la structure de jonction sans boulon. La présente invention prévoit une structure de jonction sans boulon d'une conduite de fluide dans laquelle une section d'ouverture d'insertion d'un tuyau en polyéthylène est insérée dans une section d'ouverture de réception d'une première conduite de fluide et la première conduite de fluide et le tuyau en polyéthylène sont reliés l'un à l'autre sans utiliser de boulons, la structure de jonction sans boulon comportant : une bague d'étanchéité qui est insérée entre la section d'ouverture de réception et la section d'ouverture d'insertion afin d'assurer l'étanchéité entre la section d'ouverture de réception et la section d'ouverture d'insertion ; des moyens d'engagement qui sont prévus à la circonférence interne de la section d'ouverture de réception, les moyens d'engagement empêchant le tuyau en polyéthylène de se désengager de la section d'ouverture de réception par engagement avec une surface circonférentielle externe du tuyau en polyéthylène ; et un manchon interne métallique tubulaire qui se monte dans une circonférence interne de la section d'ouverture d'insertion du tuyau en polyéthylène, le manchon interne étant déformé de manière plastique afin de comprendre une première partie de renflement, une forme en coupe de la première partie de renflement étant courbée afin de se renfler vers une direction radiale extérieure, une deuxième partie de renflement étant formée de telle sorte la section d'ouverture d'insertion du tuyau en polyéthylène est déformée de façon è se renfler vers la direction radiale extérieure le long de la première partie de renflement, la première partie de renflement du manchon interne comprenant une première partie évasée dont le diamètre augmente progressivement lorsque l'on progresse vers l'arrière de la section d'ouverture de réception, et le tuyau en polyéthylène étant empêché de se désengager de la première conduite de fluide par les moyens d'engagement qui engagent une partie d'une surface circonférentielle externe de la deuxième partie de renflement correspondant â la première partie évasée. Dans cet aspect, au contraire de la jonction conventionnelle utilisant une vis, le tuyau en polyéthylène et la première conduite de fluide sont reliés par les moyens d'engagement qui sont engagés avec la surface circonférentielle externe de la deuxième partie de renflement du tuyau en polyéthylène, et le tuyau en polyéthylène est ainsi empêché de se désengager. De plus, avec une forme de la deuxième partie de renflement du tuyau en polyéthylène qui est maintenue par la première partie de renflement dans laquelle le manchon interne est déformé de manière plastique, il y a une faible possibilité que la deuxième partie de renflement se déforme du fait de son vieillissement. Il y a ainsi une faible possibilité que la première conduite de fluide soit désengagée de manière inattendue du tuyau en polyéthylène. Il est simplement nécessaire que le tuyau en polyéthylène fabriqué en découpant simplement un tuyau droit soit inséré dans la section d'ouverture de réception. Par conséquent, il n'est pas nécessaire de mouler un tuyau en polyéthylène spécial utilisant une structure de vis. Et il faut moins de pièces puisque le boulon n'est pas nécessaire dans cet aspect. Avec le manchon interne qui est déformé de manière plastique par un outil, le tuyau en polyéthylène et la première conduite de fluide sont reliés l'un à l'autre. Il est ainsi facile de procéder au raccordement lors de la construction. Il n'est pas nécessaire d'utiliser un élément annulaire ou un joint. Le coût de fabrication peut ainsi être fortement réduit. Avec la forme en coupe de la première partie de renflement qui se courbe de façon à se renfler vers la direction radiale extérieure, la surface circonférentielle externe de la deuxième partie de renflement peut être courbée le long d'un côté intérieur de la première conduite de fluide. La flexibilité peut ainsi être améliorée. Plus précisément, la surface circonférentielle externe de la deuxième partie de renflement peut être courbée le long de la surface circonférentielle interne de la première conduite de fluide à la manière d'un palier lisse sphérique. Dans la présente invention, le terme en coupe du manchon interne signifie une section comprenant un axe du manchon interne tubulure. Dans la présente invention, la première partie de renflement du manchon interne comprend une première partie conique, un diamètre de la première partie conique est progressivement agrandi lorsque l'on progresse vers l'arrière de la section d'ouverture de réception, et les moyens d'engagement engagent une partie de la deuxième partie de renflement correspondant à la première partie conique. La partie de la deuxième partie de renflement correspondant à la première partie conique est réalisée avec une forme conique de telle sorte qu'un diamètre de la deuxième partie de renflement est agrandi lorsque l'on progresse vers l'arrière de la section d'ouverture de réception. Les moyens d'engagement sont engagés avec la partie de la partie conique de la deuxième partie de renflement, et le tuyau en polyéthylène est ainsi empêché définitivement de se désengager. Dans la présente invention, il est préférable qu'une deuxième partie évasée soit prévue à l'arrière de la première partie évasée dans la première partie de renflement du manchon interne et que le diamètre de la deuxième partie évasée diminue progressivement lorsque l'on progresse vers l'arrière de la section d'ouverture de réception. Dans ce cas, la deuxième partie de renflement du tuyau en polyéthylène correspondant à la première partie de renflement du manchon interne est réalisée en forme de tonneau le long de la première partie de renflement du manchon interne. Le tuyau en polyéthylène peut ainsi être engagé à la manière d'une rotule avec l'intérieur de la première conduite de fluide. La flexibilité peut par conséquent être améliorée. Dans la présente invention, il est préférable que la bague d'étanchéité soit positionnée à l'arrière de la position des moyens d'engagement dans la section d'ouverture de réception. Dans cet aspect, une partie dans laquelle la première conduite de fluide est reliée au tuyau en polyéthylène peut être formée de manière compacte. Dans la présente invention, il est préférable que les moyens d'engagement soient formés intégralement avec la première conduite de fluide. Dans cet aspect, le coût de fabrication peut encore être réduit. La présente invention prévoit également un procédé de fabrication de la structure de jonction sans boulon décrite ci-dessus, le procédé comportant : une première étape d'insertion destinée à insérer le manchon interne avant déformation plastique dans la circonférence interne de la section d'ouverture d'insertion du tuyau en polyéthylène avant déformation ; une deuxième étape d'insertion destinée à insérer le tuyau en polyéthylène avant déformation dans la section d'ouverture de réception ; et une étape d'augmentation de diamètre destinée à déformer de manière plastique le manchon interne selon une expansion en appliquant une force orientée de l'intérieur du manchon interne vers la direction radiale extérieure du manchon interne après la deuxième étape d'insertion. La figure 1 est une vue en coupe schématique montrant une structure de jonction sans boulon selon la première forme de réalisation de la présente invention. La figure 2A et la figure 2B sont des vues en coupe schématiques montrant chacune un procédé de fabrication de la structure de jonction sans boulon selon la première forme de réalisation de la présente invention. La figure 3A et la figure 3B sont des vues en coupe schématiques montrant chacune une structure de jonction sans boulon selon la deuxième forme de réalisation de la présente invention. La figure 4 est une vue en coupe schématique de la structure de jonction sans boulon conventionnelle. La présente invention sera plus facilement comprise grâce à la description suivante de formes de réalisation préférées faite en liaison avec les dessins annexés. Il est à noter cependant que les formes de réalisation et les dessins sont simplement à des fins d'illustration et ne doivent pas être considérés comme définissant la portée de la présente invention. Dans les dessins annexés, des références identiques désignent des éléments identiques sur l'ensemble des figures. Première forme de réalisation : Une forme de réalisation de la présente invention va maintenant être décrite en se référant à la figure 1 et à la figure 2. Structure de jonction sans boulon Comme cela est représenté dans la figure 1, une section d'ouverture d'insertion 2a d'un tuyau en polyéthylène 2 comportant une deuxième conduite de fluide est insérée dans une section d'ouverture de réception la d'une première conduite métallique de fluide 1 par exemple en fonte ductile. La partie d'ouverture de réception la de la première conduite de fluide 1 est, par exemple, une partie d'ouverture de réception de la première conduite de fluide 101 représentée dans la figure 4. Par exemple, une bague d'étanchéité 3 en caoutchouc mousse etc. est insérée entre la section d'ouverture de réception la et la section d'ouverture d'insertion 2a, et la bague d'étanchéité 3 assure ainsi l'étanchéité entre la section d'ouverture de réception la et la section d'ouverture d'insertion 2a. La bague d'étanchéité peut être prévue entre la première et la deuxième partie évasée, ou à la limite entre elles. Un manchon interne métallique tubulaire 4 est monté sur une circonférence interne 26 de la section d'ouverture d'insertion 2a du tuyau en polyéthylène 2. Le manchon interne 4 est déformé de manière plastique par exemple par un outil non représenté dans la figure 1. Une première partie de renflement 40 est ainsi formée dans le manchon interne 4, avec la forme en coupe de la première partie de renflement 40 qui se courbe de façon à se renfler vers une direction radiale extérieure de la première conduite de fluide 1. Une deuxième partie de renflement 20 est formée le long de la première partie de renflement 40 du manchon interne 4, avec la section d'ouverture d'insertion 2a du tuyau en polyéthylène 2 qui est déformée de façon à se renfler vers une direction radiale extérieure de la première conduite de fluide 1. C'est-à-dire qu'une surface circonférentielle externe 25 de la deuxième partie de renflement 20 est formée de manière sphérique. De même, des moyens d'engagement 11 sont formés dans une circonférence interne 16 de la section d'ouverture de réception la de la première conduite de fluide 1. Avec un engagement avec la surface circonférentielle externe 25, les moyens d'engagement 11 empêchent le tuyau en polyéthylène 2 de se désengager de la section d'ouverture de réception la de la première conduite de fluide 1. Les moyens d'engagement 11 sont formés en une pièce avec la première conduite de fluide 1, et sous la forme d'une nervure annulaire ou de plusieurs saillies. La nervure multiple 11 a un diamètre qui augmente lorsque l'on progresse dans la direction arrière X1 de la section d'ouverture de réception la. Ainsi, chaque nervure 11 engage une partie de la deuxième partie de renflement 20 (partie engagée 21) correspondant à une première partie évasée 41. La première partie évasée 41 a un diamètre qui EO augmente lorsque l'on progresse dans la direction arrière Xi de la section d'ouverture de réception la. Le diamètre interne de chaque nervure 11 est plus petit que le diamètre externe d'une partie de dimension plus grande (partie supérieure) de la deuxième partie de renflement 20 du tuyau 15 en polyéthylène 2. Dans le cas de l'utilisation de plusieurs saillies comme moyens d'engagement 11, on peut empêcher le tuyau en polyéthylène de tourner de manière circonférentielle. Première partie de renflement 40 : 20 La première partie évasée 41 est formée dans la première partie de renflement 40 du manchon interne 4. Les moyens d'engagement 11 coopèrent avec une partie de la partie engagée 21. Le tuyau en polyéthylène 2 est empêché de se 25 désengager par les moyens d'engagement 11 qui coopèrent avec la partie engagée 21. Lorsque l'intérieur du tuyau en polyéthylène 2 se trouve sous la pression de fluides une fois que la structure de jonction sans boulon de cette forme de 30 réalisation est réalisée, la pression de fluide amène le tuyau en polyéthylène 2 â se déplacer légèrement vers une direction de désengagement X2. Les moyens d'engagement 11 mordent ainsi dans la partie engagée 21, et le tuyau en polyéthylène 2 est alors empêché de se désengager de la première conduite de fluide 1. Par conséquent, lorsque la structure de jonction sans boulon de la présente invention est fabriquée, le diamètre de la première partie de renflement 40 est agrandi de telle sorte que les moyens d'engagement 11 viennent en contact avec ou mordent dans la partie engagée 21. Une deuxième partie évasée 42 est formée dans la première partie de renflement 40 du manchon interne 4. Le diamètre de la deuxième partie évasée 42 diminue progressivement lorsque l'on progresse dans la direction arrière X1 de la section d'ouverture de réception la de la première conduite de fluide 1 et la partie a un diamètre qui diminue progressivement lorsque l'on progresse dans la direction arrière X1. Bague d'étanchéité 3 : La bague d'étanchéité 3 est disposée sur la direction arrière Xl de la section d'ouverture de réception la à l'arrière de l'emplacement des moyens d'engagement 11 de la première conduite de fluide 1. Dans cette forme de réalisation, la bague d'étanchéité 3 est en contact avec la surface circonférentielle externe du tuyau en polyéthylène 2 au niveau du sommet 22. Outil 5 Par exemple, l'outil 5 représenté dans la figure 2A et la figure 2B est utilisé de façon à former la première partie de renflement 40 en déformant de manière plastique le manchon interne 4. Comme cela est représenté dans la figure 2A, l'outil 5 comprend une partie de pression 50, une partie de cylindre 51 et un élément coulissant 52. La partie de cylindre 51 est formée en s'étendant le long d'une direction d'axe de tube X de la première conduite de fluide 1 et du tuyau en polyéthylène 2. De plus, une première partie de bride 53 est formée au niveau d'une extrémité de la direction arrière Xl de la partie de cylindre 51, L'élément coulissant 52 est formé de façon à coulisser librement le long de la direction d'axe de tube X. Une deuxième partie de bride 54 est formée au niveau de l'extrémité de la direction arrière Xl de l'élément coulissant 52. La partie de pression 50 en caoutchouc uréthane est prévue de manière annulaire entre la première partie de bride 53 de la partie de cylindre 51 et la deuxième partie de bride 54 de l'élément coulissant 52. Il est préférable qu'une longueur axiale de la partie de pression 50 soit recouverte dans une zone dans laquelle le manchon interne 4 est déformé de manière plastique. Procédé de fabrication de la structure de jonction sans boulon : La première conduite de fluide 1 et le tuyau en polyéthylène 2 peuvent être expédiés après avoir été raccordés en usine ou peuvent être reliés l'un à l'autre sur le chantier. Première étape d'insertion : Tout d'abord, comme cela est représenté dans la figure 2A, le manchon interne avant déformation 4 ayant un diamètre externe uniforme est inséré dans la circonférence interne 26 de la section d'ouverture d'insertion 2a du tuyau en polyéthylène pré-déformation 2. Deuxième étape d'insertion : Après la première étape d'insertion, le tuyau en polyéthylène avant déformation 2 avec le manchon interne 4 est inséré dans la section d'ouverture de réception la de la première conduite de fluide 1. Comme cela est représenté dans la figure 4, la section d'ouverture de réception la peut être en communication avec l'intérieur d'une vanne 100 par exemple. Etape d'augmentation de diamètre : Après la deuxième étape d'insertion, comme cela est représenté dans la figure 2A, l'outil 5 est inséré dans le manchon interne 4. Avec la partie de cylindre 51 placée dans une position prédéterminée située sur le tuyau en polyéthylène 2, l'élément coulissant 52 est tiré. La deuxième partie de bride 54 représentée par un trait mixte dans la figure 2B est ainsi déplacée vers la direction de désengagement X2 représentée par un trait plein dans la figure 2B. Grâce â ce déplacement, la partie de pression 50 est poussée entre la deuxième bride 54 et la première bride 53 et est extrudée vers le manchon interne 4. La partie de pression 50 vient en contact avec l'intérieur 46 du manchon interne 4 et extrude le manchon interne 4, et une certaine force allant de l'intérieur 46 du manchon interne 4 vers une direction extérieure d'une direction diamétrale R est appliquée sur le manchon interne 4. Par conséquent, l'intérieur 45 (figure 1) est extrudé par le manchon interne 4 vers la direction extérieure de la direction diamétrale R, un diamètre du manchon interne 4 est ainsi augmenté et un phénomène d'écrouissage dans lequel le manchon interne 4 est déformé de manière plastique et ne revient jamais est généré. Dans le même temps, le diamètre du tuyau en polyéthylène 2 est agrandi par l'augmentation de diamètre du manchon interne 4, et la deuxième partie de renflement 20 est ainsi formée dans le tuyau en polyéthylène 2. Le diamètre de la deuxième partie de renflement 20 augmente jusqu'à ce que la partie engagée 21 soit en contact avec les différentes nervures 11 de la section d'ouverture de réception la. Avec la deuxième partie de renflement 20 qui est formée, la partie engagée 21 peut être engagée avec la nervure 11, le tuyau en polyéthylène 2 est ainsi empêché de se désengager et la bague d'étanchéité 3 subit la déformation de compression afin de venir en contact intime avec la surface circonférentielle externe 25 du tuyau en polyéthylène 2. Extraction de l'outil 5 : Après l'augmentation de diamètre, l'outil 5 est extrait du manchon interne 4 et du tuyau en polyéthylène 2 une fois que la déformation de la partie de pression 50 est récupérée en déplaçant l'élément coulissant 52 vers la direction arrière Xl. Le manchon interne 4 déformé de manière plastique peut conserver sa forme déformée grâce à l'écrouissage qui résulte de la déformation plastique même une fois que la partie de pression 50 est extraite. Le tuyau en polyéthylène 2 peut ainsi également conserver sa forme. Deuxième forme de réalisation : Comme cela est représenté dans la figure 3A, les moyens d'engagement 11B et la première conduite de fluide 1 sont prévus séparément. Une surface de contact 11A en contact avec les moyens d'engagement 11B de la première conduite de fluide 1 est réalisée avec une forme conique, de façon à avoir un diamètre qui augmente lorsque l'on progresse vers la direction arrière Xl des moyens d'engagement 11B. Ainsi, une fois que la structure de jonction sans boulon de cette forme de réalisation est construite, le diamètre du tuyau en polyéthylène 2 représenté dans la figure 3B est augmenté par exemple par la pression d'eau, et les moyens d'engagement 11B sont déplacés vers la direction de désengagement X2 le long de l'inclinaison de la surface de contact 11A. Les moyens d'engagement 11A mordent ainsi dans la partie engagée 21. Les autres structures sont similaires à celles de la première forme de réalisation pour laquelle des éléments identiques sont désignés par des références identiques et ne seront pas davantage décrites ci-dessous. Il n'est pas nécessaire que la première conduite de fluide 1 soit formée avec la vanne 100. On peut utiliser n'importe quel outil 5 s'il peut former la première partie de renflement 40 dans le manchon interne 4. De plus, bien que les première et deuxième parties de renflement 40, 20 soient en forme de tonneau dans chaque forme de réalisation représenté, le diamètre du manchon interne ou du tuyau en polyéthylène peut être augmenté avec une forme évasée, en particulier conique, lorsque le manchon interne ou le tuyau en polyéthylène progresse dans la direction arrière. Il n'est pas nécessaire que la forme du manchon interne soit un anneau complet. La forme du manchon interne peut être un anneau ayant une fente s'étendant dans la direction axiale, c'est-à-dire en forme de C. La présente invention peut être appliquée à la structure de jonction sans boulon reliant les deux tuyaux l'un à l'autre et au procédé de fabrication de la structure de jonction sans boulon. REVENDICATIONS 1. Structure de jonction sans boulon d'une conduite de fluide dans laquelle une section d'ouverture d'insertion (2a) d'un tuyau en polyéthylène (2) est insérée dans une section d'ouverture de réception (la) d'une première conduite de fluide (1) et la première conduite de fluide (1) et le tuyau en polyéthylène (2) sont reliés l'un è l'autre sans utiliser de boulons, la structure de jonction sans boulon étant caractérisée en ce qu'elle comporte : une bague d'étanchéité (3) qui est insérée entre la section d'ouverture de réception (la) et la section d'ouverture d'insertion (2a) afin d'assurer l'étanchéité entre la section d'ouverture de réception (la) et la section d'ouverture d'insertion (2a) ; des moyens d'engagement (11) prévus â la circonférence interne de la section d'ouverture de réception (la), les moyens d'engagement (11) empêchant le tuyau en polyéthylène (2) de se désengager de la section d'ouverture de réception (la) par engagement avec une surface circonférentielle externe du tuyau en polyéthylène (2) ; et un manchon interne métallique tubulaire (4) qui se monte dans une circonférence interne de la section d'ouverture d'insertion (2a) du tuyau en polyéthylène (2), le manchon interne (4) étant déformé de manière plastique afin de comprendre une première partie de renflement (40), une forme en coupe de la première partie de renflement (40) étant courbée afin de se renfler vers une direction radiale extérieure,une deuxième partie de renflement (20) étant formée de telle sorte la section d'ouverture d'insertion (2a) du tuyau en polyéthylène {2} est déformée de façon à se renfler vers la direction radiale extérieure le long de la première partie de renflement (40) du manchon interne (4), la première partie de renflement (40) du manchon interne (4) comprenant une première partie évasée (41), dont le diamètre augmente progressivement agrandi lorsque l'on progresse vers l'arrière de la section d'ouverture de réception (la), et le tuyau en polyéthylène (2) étant empêché de se désengager de la première conduite de fluide (1) par les moyens d'engagement (11) qui engagent une partie d'une surface circonférentielle externe (25} de la deuxième partie de renflement (20) correspondant à la première partie évasée (41). 2. Structure de jonction sans boulon selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une deuxième partie évasée (42) est prévue à l'arrière de la première partie évasée (41) dans la première partie de renflement (40) du manchon interne (4), le diamètre de la deuxième partie évasée (42) diminuant progressivement lorsque l'on progresse vers l'arrière de la section d'ouverture de réception (la). 3. Structure de jonction sans boulon selon la revendication 2, caractérisée en ce que la bague d'étanchéité (3) est positionnée à l'arrière de la position des moyens d'engagement (11) dans la section d'ouverture de réception (la). 4. Structure de jonction sans boulon selon la revendication 3, caractérisée en ce que la bague d'étanchéité (3) est prévue entre la première partie évasée (41) et la deuxième partie évasée (42) ou à la limite entre la première partie évasée (41) et la deuxième partie évasée (42). 5. Structure de jonction sans boulon selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'engagement (11) sont formés en une pièce avec la première conduite de fluide (1). 6. Procédé de fabrication de la structure de jonction sans boulon selon la revendication 1, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend : une première étape d'insertion destinée à insérer le manchon interne avant déformation plastique (4) dans la circonférence interne de la section d'ouverture d'insertion (2a) du tuyau en polyéthylène avant déformation (2) ; une deuxième étape d'insertion destinée à insérer le tuyau en polyéthylène avant déformation (2) dans la section d'ouverture de réception (la) ; et une étape d'augmentation de diamètre destinée à déformer de manière plastique le manchon interne (4) selon une expansion (4) en appliquant une force orientée de l'intérieur du manchon interne (4) vers la direction radiale extérieure du manchon interne (4) après la deuxième étape d'insertion.