Brevet FR3064335A1 — publié le 20180928

RACCORD FEMELLE MIXTE La présente invention a pour objet un raccord (ou port) femelle apte à recevoir des raccords (ou ports) mâles de conduites, dans lesquelles circulent un fluide, 5 pour constituer un connecteur ou établir une connexion. Le secteur technique de l'invention est celui de la fabrication de tels raccords sur lesquels on connecte des raccords mâles essentiellement par vissage, et un des domaines d'applications principales est celui des 10 circuits véhiculant de l'hydrogène en particulier à haute pression. On connaît ainsi différents types de connecteurs constitués de raccords adaptés à divers niveaux de pression du fluide, qui circule dans les tubes connectés 15 à ces raccords, et dont les moyens d'étanchéité (mis en oeuvre lors de l'assemblage des raccords entre eux, à savoir lorsque l'on connecte le raccord mâle avec le raccord femelle du connecteur) peuvent être différents suivant justement la pression d'utilisation, la qualité 20 de l'étanchéité voulue en fonction du fluide (en particulier pour l'hydrogène dont la molécule de très petite dimension peut s'infiltrer dans de très petits orifices, qui généreront ainsi une fuite, alors que d'autres gaz plus lourds ne pourront pas s'y infiltrer et 25 ne fuiront pas) et les fabricants eux-mêmes. On peut citer ainsi deux familles de raccords parmi les plus utilisés dans l'industrie, à savoir : les raccords les plus courants, suivant la norme SAE J1926 (ou ISO 11926-1) et que l'on appellera 30 SAE, qui sont plutôt adaptés et utilisés à de moyennes pressions (soit entre 150 et 500 bar en général) et dont 3064335 2 l'étanchéité, pouvant être qualifié d'externe, est assurée par un joint torique: le raccord (ou port) mâle est équipé alors d'un tel joint, qui est fermement enserré (lors de la connexion par vissage de ce raccord 5 mâle dans le raccord femelle du connecteur) entre une surface d'étanchéité angulaire ou d'appui de l'orifice externe du raccord (ou port) femelle, la gorge située à la base du filetage du raccord (ou port) mâle (soit à l'opposé de l'extrémité distale de ce filetage) et où est 10 placé le joint, et l'épaulement (avec ou sans rondelle de renforcement ou de retenue) situé de l'autre côté de la gorge par rapport au filetage du raccord mâle, - les raccords, dits MP, coniques et filetés (dont par exemple ceux de la série IPT commercialisés par la 15 société Swagelok : voir pages 902 et 903 de son catalogue 2016 référence MS-02-472) qui sont utilisés essentiellement dans le domaine des hautes pressions (soit au-delà de 500 bar et jusqu'à 4000 bar environ) et quand la température du fluide qui y circule est élevée 20 (telle que supérieure à 100°C), et dont l'étanchéité, pouvant être qualifiée d'interne, est assurée par contact et appui direct métallique cône sur cône: l'extrémité distale du raccord mâle (qui est en fait chez Swagelok celle du tube à raccorder qui traverse le raccord mâle 25 et est verrouillé dans celui-ci par diverses pièces intermédiaires) au-delà de son filetage est en effet conique et vient en contact direct avec un cône correspondant réalisé dans le fond du raccord femelle en deçà de son filetage (soit à l'opposé de l'extrémité de 30 ce filetage situé du côté de l'orifice d'entrée de ce raccord femelle) dans lequel vient se visser celui du raccord mâle. 3064335 3 Ainsi, dans tous les raccords vissés actuels comme ceux cités ci-dessus, garantissant l'étanchéité pour une gamme de pression donnée et suivant le gaz qui y circule, il faut disposer, au niveau non seulement du filetage (ce 5 qui ne pose pas cependant de problème, les fabricants utilisant les mêmes diamètres et pas de vis standards) mais aussi du dispositif d'étanchéité, d'un raccord femelle de même type que le raccord male que l'on veut y connecter par vissage de celui-ci, ce qui complique la 10 compatibilité d'un appareil ou composant comportant un type donné de raccord femelle, car on ne pourra alors y connecter qu'un raccord male donné, certes de même diamètre, mais aussi de même type d'étanchéité. Ceci est gênant quand un fournisseur veut alors 15 proposer un appareil (tel qu'un détendeur, un réservoir de stockage...) ou un composant (tel qu'un clapet antiretour, une vanne...) d'un circuit de gaz à divers clients qui utilisent des raccords de différents types, comme les deux principaux cités ci-dessus : en ce cas il 20 faut alors que ce fournisseur soit propose lui aussi son appareil ou composant en deux versions correspondant chacune à un type d'étanchéité et donc de raccord (ce qui complexifie la gestion de ces produits et augmente à la fois les coûts et le risque d'erreurs de livraison), soit 25 réalise sur le même appareil ou composant deux orifices de raccords femelles en parallèle, chacun correspondant à un type d'étanchéité et donc de raccord mâle (ce qui augmente d'autant plus le coût ainsi que l'encombrement de chaque produit), soit fournisse un adaptateur 30 spécifique pour l'orifice du raccord femelle du type d'étanchéité qu'il aura choisi afin qu'un client utilisant l'autre type d'étanchéité et donc de raccord 3064335 4 puisse s'y connecter (ce qui réclame un composant supplémentaire, augmente également le coût, l'encombrement et le risque de fuite !). Le problème posé est donc de permettre la compatibilité d'un deuxième type de raccord mâle à fixer sur le même raccord femelle qu'un premier type de raccord mâle, les deux types de raccords mâles ayant chacun un dispositif d'étanchéité différent de l'autre. Une solution au problème posé est certes un adaptateur comme à ce jour, mais suivant l'invention une meilleure solution est un raccord femelle, apte à recevoir et être connecté de manière étanche à un premier raccord mâle d'un type donné, et tel qu'il comporte: - une première partie d'un premier dispositif 15 d'étanchéité compatible avec une deuxième partie de ce premier dispositif d'étanchéité portée par le dit premier raccord mâle, et - au moins une autre première partie d'un autre deuxième dispositif d'étanchéité compatible avec une 20 autre deuxième partie de cet autre deuxième dispositif d'étanchéité portée par un deuxième raccord mâle d'un autre type donné et apte ainsi à être connecté également sur ce même raccord femelle. Dans un mode préférentiel de réalisation le 25 raccord femelle suivant l'invention est tel que qu'il comporte un filetage apte à recevoir l'un quelconque des filetages des au moins deux raccords mâles de type différent et ayant le même pas et diamètre de filetage compatible avec le même filetage du raccord femelle. 30 Dans un mode particulier de réalisation de ce mode préférentiel, la première partie d'un des dispositifs d'étanchéité est une surface d'appui contre laquelle 3064335 5 vient s'écraser, lors du vissage du premier raccord mâle dans le dit raccord femelle, un joint logé dans une gorge située à l'extrémité proximale du filetage de ce raccord mâle, et l'autre première partie de l'autre dispositif 5 d'étanchéité est un cône femelle réalisé au fond du filetage du raccord femelle et apte à recevoir un cône mâle situé à l'extrémité distale de l'autre deuxième raccord mâle, cette extrémité distale étant soit celle du raccord lui-même, soit celle du tube à raccorder qui 10 traverse et est verrouillé dans le raccord. Dans un autre mode particulier de réalisation, ce cône mâle fait partie d'une pièce d'ancrage du tube à l'extrémité distale du raccord mâle. Ainsi, avec le même raccord, ou port, femelle 15 réalisé sur un appareil ou un composant, il est possible de venir y connecter au moins deux types de raccords, ou ports, mâles (certes de même diamètre) sans que cela coute plus cher, ni soit plus encombrant, ni génère un risque de fuite supplémentaire, et tout en pouvant ainsi 20 satisfaire des clients voulant utiliser des raccords de types différents. Le résultat est un nouveau raccord femelle qui répond au problème posé et dont les avantages évoqués ci-dessus en prouvent l'intérêt. La description et les 25 figures ci-jointes en donnent un exemple de réalisation mais d'autres modes de réalisation sont possibles dans le cadre de la portée de la présente invention, en particulier avec des raccords femelles compatibles avec au moins deux autres raccords mâles de types différents 30 ayant chacun un autre dispositif d'étanchéité que l'un au moins des deux exemples, certes préférentiels, cités ci-dessus et décrits ci-après. 3064335 6 La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un exemple de réalisation d'un raccord femelle suivant l'invention dans lequel est vissé et connecté un raccord male d'un premier type dit SAE. 5 La figure 2 est la même vue en coupe axiale du raccord femelle de la figure 1 mais dans lequel est vissé un autre raccord mâle d'un deuxième type dit MP, schématisé sans le détail des pièces intermédiaires. Suivant la représentation de ces figures un 10 raccord (ou port) femelle 1 suivant l'invention est apte à recevoir de manière étanche, alternativement et/ou au choix: - soit, suivant la figure 1, un premier raccord (ou port) mâle 2 d'un premier type donné et le dit 15 raccord femelle 1 comportant pour cela une première partie 12 d'un dispositif d'étanchéité compatible avec une deuxième partie 8 de ce dispositif d'étanchéité portée par le dit raccord mâle 2, - soit, suivant la figure 2, un deuxième raccord 20 (ou port) mâle 3 d'un autre type donné et le dit raccord femelle comportant pour cela une autre première partie 6 d'un autre dispositif d'étanchéité compatible avec un autre deuxième partie 7 de cet autre dispositif d'étanchéité portée par ce deuxième raccord mâle 3 d'un 25 autre type donné. Ce raccord femelle 1 comporte un filetage 4 apte à recevoir l'un quelconque des filetages 52,53 des deux dits raccords mâles respectivement 2,3 et ayant le même pas et diamètre de filetage respectant l'une quelconque 30 des normes standards et reconnues en la matière, soit SAE, soit ISO, soit ASTM, soit DIN .... 3064335 7 La première partie 12 d'un des dispositifs d'étanchéité est une surface d'appui 12 (telle que conique) contre laquelle vient s'écraser, lors du vissage du premier raccord mâle 2, dit SAE, dans le dit raccord 5 femelle 1 suivant la figure 1, un joint torique 8 logé dans une gorge 9 située à l'extrémité proximale du filetage 52 de ce raccord ou port mâle 2 (c'est-à-dire située à la base de ce filetage 52 soit à l'opposé de l'extrémité distale de celui-ci et contre l'épaulement 10 132 de la tête 142 du raccord mâle 2) : en fait le dit joint torique 8 est ainsi fermement enserré entre d'une part la surface d'étanchéité d'appui 12 de l'orifice externe de la partie (ou port) femelle 1, d'autre part la gorge 9 où est placé le joint, et enfin l'épaulement 132 (avec ou sans rondelle de renforcement ou de retenue) situé de l'autre côté de la gorge 9 par rapport au filetage 52 du port mâle. Cependant une telle étanchéité que l'on peut qualifier d'« externe », si elle est suffisante pour des 20 moyennes pressions soit entre 150 et 500 bar, et avec de l'hydrogène circulant dans les passages internes 102,11 respectivement des deux raccords et ports mâle et femelle 2,1 vissés l'un dans l'autre, elle ne permet pas de garantir une bonne tenue d'une part aux hautes pressions 25 en particulier tel que jusqu'à 700 bar surtout avec de l'hydrogène et d'autre part à température élevée (supérieure à 100°C) L'autre première partie 6 de l'autre dispositif d'étanchéité est un cône femelle 6 réalisé au fond du 30 filetage 4 du raccord femelle 1, soit à l'opposé de son orifice, et apte à recevoir, selon la figure 2, un cône mâle 7 réalisé à l'extrémité distale, c'est-à-dire située 3064335 8 à l'opposé de la tête 143, de l'autre deuxième raccord mâle 3 ou du tube à raccorder qui traverse et est verrouillé dans ce deuxième raccord mâle, dit MP. Une telle étanchéité, que l'on peut qualifier 5 d'« interne », par contact direct métallique cône sur cône permet de garantir une bonne tenue non seulement en température mais aussi aux hautes pressions en particulier au-delà de 700 bar même avec de l'hydrogène circulant dans les passages internes 103,11 10 respectivement des deux raccords ou ports mâle et femelle 3,1 vissés l'un dans l'autre. Ainsi : - l'un des dispositifs d'étanchéité 12,8, tel que par joint torique décrit ci-dessus, assure l'étanchéité, 15 entre le dit raccord femelle 1 et un raccord mâle 2 d'un premier type donné, tel que de type SAE, apte à être connecté sur ce raccord femelle 1, jusqu'à une pression d'utilisation avec de l'hydrogène d'au plus 500 bar et - l'autre dispositif d'étanchéité 6,7, tel que 20 d'appui métal sur métal décrit ci-dessus, assure cette étanchéité, entre le dit raccord femelle 1 et un autre raccord mâle 3 d'un deuxième type donné, tel que de type MP, apte à être connecté sur ce même raccord femelle 1, que l'on peut alors qualifier de « mixte », au-delà d'une 25 pression d'utilisation de 500 bar jusqu'à au moins 1000 bar même avec de l'hydrogène. Les utilisateurs d'appareils ou composants équipés de tels raccords femelles mixtes suivant l'invention peuvent ainsi décider à tout moment d'y connecter le 30 raccord mâle de leur choix, correspondant à l'un des dispositifs d'étanchéité compatibles avec le raccord femelle selon l'invention sans avoir besoin d'adaptateur 3064335 9 ni avoir eu besoin de commander un appareil ou composant spécifique équipé de raccords femelles suivant un seul type de dispositif d'étanchéité correspondant à son choix (qu'il ne peut plus alors changer) comme cela se fait à 5 ce jour. REVENDICATIONS1- Raccord femelle (1) apte à recevoir de manière étanche un raccord mâle (2) d'un type donné et comportant 5 une première partie (12) d'un dispositif d'étanchéité compatible avec une deuxième partie (8) de ce dispositif d'étanchéité portée par le dit raccord mâle (2) caractérisé en ce qu'il comporte une autre première partie (6) d'un autre dispositif d'étanchéité compatible 10 avec un autre deuxième partie (7) de cet autre dispositif d'étanchéité portée par un deuxième raccord mâle (3) d'un autre type donné. 2- Raccord femelle (1) suivant la revendication 1 15 caractérisée en ce que l'un des dispositifs d'étanchéité (12,8) assure l'étanchéité, entre le dit raccord femelle (1) et un raccord mâle (2) d'un premier type donné apte à être connecté sur ce raccord femelle (1), jusqu'à une pression d'utilisation d'au plus 500 bar avec de 20 l'hydrogène, et l'autre dispositif d'étanchéité (6,7) assure cette étanchéité, entre le dit raccord femelle (1) et un autre raccord mâle (3) d'un deuxième type donné apte à être connecté sur ce même raccord femelle (1), jusqu'à une pression d'utilisation d'au moins 1000 bar 25 même avec de l'hydrogène. 3 - Raccord femelle (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce qu'il comporte un filetage (4) apte à recevoir l'un quelconque des 30 filetages (52,53) des deux dits raccords mâles (2,3) et ayant le même pas et diamètre de filetage. 3064335 11 4 - Raccord femelle (1) suivant la revendication 3 caractérisé en ce que la première partie (12) d'un des dispositifs d'étanchéité est une surface d'appui (12) contre laquelle vient s'écraser, lors du vissage d'un 5 premier raccord mâle (2) dans le dit raccord femelle (1), un joint (8) logé dans une gorge (9) située à l'extrémité proximale du filetage (4) de ce raccord mâle (2), et l'autre première partie (6) de l'autre dispositif d'étanchéité est un cône femelle (6) réalisé au fond du 10 filetage (4) du raccord femelle (1) et apte à recevoir un cône mâle (7) situé à l'extrémité distale de l'autre deuxième raccord mâle (3). Raccord femelle (1) suivant la 15 revendication 4, caractérisé en ce que le cône mâle (7) est réalisé à l'extrémité distale du tube qui traverse le raccord mâle (2) et est verrouillé dans celui-ci. 6 - Raccord femelle (1) selon la revendication 4, 20 caractérisé en ce que le cône mâle (7) fait partie d'une pièce d'ancrage du tube à l'extrémité distale du raccord mâle (3).