Brevet FR3084131A1 — publié le 20200124

Connecteur fluidique aisément manoeuvrable L'invention concerne un connecteur fluidique aisément manoeuvrable. Les réseaux de fluide sous pression sont présents dans de nombreux domaines. Les fluides transportés par ces réseaux peuvent être des gaz, des liquides et même des fluides diphasiques. Les réseaux 5 nécessitent des connexions entre différents canaux. Un connecteur fluidique permet de mettre en communication deux canaux ou de réaliser une dérivation dans un canal. Il est possible de réaliser une connexion de façon définitive en collant ou en soudant deux canaux entre eux. Cependant, il peut être nécessaire de permettre le démontage de la connexion par exemple 10 pour raccorder une source de fluide au réseau et permettre le changement de cette source. Plus simplement, pour assurer l'entretien du réseau, le montage et le démontage d'une connexion peuvent être nécessaires. Le montage et le démontage d'une connexion peut être réalisé par un opérateur. Cependant, dans certains environnements, l'accès peut être 15 impossible, notamment à cause de l'accessibilité, du fait de la présence de nombreuses tuyauteries enchevêtrées ou à cause d'un environnement dangereux pour l'opérateur, notamment dans le domaine chimique ou nucléaire. Il est possible de prévoir des connecteurs opérables à distance 20 (télé opérables). On connait par exemple des raccords à baïonnette ou à verrouillage développés par la société Stàubli dont le siège social est situé en Suisse : Poststrasse 5, 8808 Pfàffikon SZ. Les raccords de type RBE TM sont par exemple prévus pour l'environnement nucléaire et un outillage adapté permet de les manipuler à distance. Ce type de raccord n'existe que 25 pour des petits diamètres de canalisation, typiquement inférieurs à 20mm. Pour raccorder des canalisations de plus gros diamètres, il est possible de mettre en oeuvre des brides pressant un joint d'étanchéité et maintenues en pression au moyen de plusieurs vis entourant le joint. Il existe également des brides à collier avec un serrage réalisé au moyen d'une 30 chaine entourant les brides. Ce type montage à bride nécessite nécessitent un espace disponible important autour des brides pour le montage et le démontage de celles-ci. De plus, dans le cas où une télé opération est nécessaire, la mise en place d'outils de maintenance peut être compliquée. 2 L'invention vise à pallier tout ou partie des problèmes cités plus haut en proposant un connecteur fluidique aisément connectable et déconnectable A cet effet, l'invention a pour objet un connecteur fluidique comprenant deux parties configurées pour être accouplées, chacune des parties comprenant un canal, les deux canaux étant destinés à communiquer, lorsque les deux parties sont accouplées. Une première des deux parties comprend une surface tronconique mâle, une seconde des deux parties comprend une surface tronconique femelle, les deux surfaces tronconiques étant complémentaires, un emmanchement des deux surfaces tronconiques permettant le positionnement des deux parties l'une par rapport à l'autre pour assurer la mise en communication des deux canaux. La seconde partie comprend un mécanisme de traction selon l'axe de la surface tronconique femelle configuré pour tirer sur la première partie afin d'assurer le maintien en position des deux parties entre elles lorsque les deux parties sont accouplées. Selon un exemple de réalisation du connecteur fluidique, le mécanisme de traction comprend une vis s'étendant selon l'axe de la surface tronconique femelle. La vis s'appuie sur la seconde partie et coopère avec un taraudage réalisé dans la première partie. Avantageusement, les deux surfaces tronconiques possèdent un angle au sommet défini pour assurer une auto adhérence des deux surfaces tronconiques une fois emmanchées et la seconde partie comprend un extracteur pouvant exercer un effort opposé à la traction permettant le désaccouplement des deux parties. Avantageusement, l'extracteur peut exercer un effort sur la vis par rapport à seconde partie, l'effort étant orienté de façon à découpler les deux surfaces tronconiques. 3 Avantageusement, la vis prend appui sur la seconde partie par l'intermédiaire d'un élément élastique tendant à éloigner la vis de son appui, après dévissage de la vis du taraudage de la première partie. 5 Le connecteur fluidique peut comprendre un ou plusieurs joints d'étanchéité disposés entre les deux parties. Avantageusement, les moyens de traction sont aptes à mettre en pression le ou les joints d'étanchéité. Les deux surfaces tronconiques sont avantageusement de 10 révolution chacune autour d'un axe, les axes des deux surfaces tronconiques étant confondus une fois les deux parties du connecteur accouplées. Le connecteur fluidique comprend un ensemble de butées angulaires configuré pour définir au moins une orientation des deux parties autour des axes confondus. 15 L'ensemble de butées angulaires peut être configuré pour définir plusieurs orientations angulaires des deux parties autour des axes confondus, une des orientations permettant de mettre en communication les deux canaux, une autre des orientations permettant d'interrompre la zo communication des deux canaux. 25 L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée de modes de réalisation donnés à titre d'exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel : les figures la et 1b représentent respectivement et à distance deux parties d'un exemple de connecteur fluidique selon l'invention ; 30 la figure 2 représente, accouplées, les deux parties représentées sur les figures I a et 1 b ; la figure 3 représente en perspective coupée partiellement le connecteur fluidique dans la position accouplée de la figure 2 ; la figure 4 représente une autre vue en perspective du connecteur 35 fluidique dans la position accouplée de la figure 2 ; 4 les figures 5 et 6 représentent deux variantes d'un connecteur fluidique selon l'invention ; la figure 7 représente un connecteur fluidique avec un outil permettant une télé opération de l'accouplement et du désaccouplement du 5 connecteur. Par souci de clarté, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures. 10 L'invention se rapporte à un connecteur fluidique 10 comprenant deux parties 12 et 14 pouvant être accouplées. La figure 1 a représente la partie 14 et la figure 1 b représente la partie 12. Les figures 1 a et 1 b représentent les deux parties à distance l'une de l'autre, c'est-à-dire connecteur désaccouplé. La première partie 12 comprend un canal 16 et la 15 seconde partie 14 comprend un canal 18. Lorsque les deux parties 12 et 14 du connecteur 10 sont accouplées, les deux canaux 16 et 18 communiquent à l'intérieur du connecteur 10. Le connecteur fluidique 10 peut être utilisé pour conduire tout type de fluide, gazeux, liquide ou diphasique. Le positionnement des deux parties 14 et 16 est réalisé au moyen 20 de surfaces tronconiques. Plus précisément, la partie 14 parties comprend une surface tronconique mâle 20 de révolution autour d'un axe 22 et la partie 16 comprend une surface tronconique femelle 24 de révolution autour d'un axe 26. Les deux surfaces tronconiques 20 et 24 sont complémentaires. Lorsque les deux surfaces tronconiques 20 et 24 sont emmanchées l'une 25 dans l'autre, les axes 22 et 26 sont confondus. Les mêmes paramètres géométriques définissent les deux surfaces tronconiques 20 et 22, elles possèdent notamment le même angle au sommet et s'étendent toutes deux sur une distance commune le long de leur axe respectif par rapport à leur sommet qui sont donc confondus une fois emmanchées. 30 Lorsque les deux surfaces tronconiques 20 et 24 sont emmanchées l'une dans l'autre les canaux 16 et 18 communiquent dans le connecteur 10. La partie 14 comprend un mécanisme de traction selon l'axe 26 de la surface tronconique femelle configuré pour tirer sur la partie 12 afin 5 d'assurer le maintien en position des deux parties 12 et 14 entre elles lorsque les deux parties sont accouplées. Dans l'exemple représenté, le mécanisme de traction comprend une vis 30 s'étendant selon l'axe 26 de la surface tronconique femelle 24. La 5 vis 30 comprend une tête 32 s'appuyant sur un le fond d'un lamage 34 de la seconde partiel4. Par ailleurs, un taraudage 36 est réalisé dans la partie 12. Le taraudage 36 s'étend le long de l'axe 22. Le taraudage 36 est réalisé dans une extrémité axiale 38 de la partie 12 formant la section de plus petit diamètre de la surface tronconique 20. Le taraudage 36 est complémentaire 10 du filetage de la vis 30. Après emmanchement des deux surfaces tronconiques 20 et 24, le serrage de la vis 30 dans le taraudage 36 permet de tirer sur la partie 12 pour verrouiller l'emmanchement des deux surfaces tronconiques 20 et 24 l'une dans l'autre. D'autres mécanismes de traction alternatifs au système vis-écrou 15 présenté peuvent être envisagés. Il est par exemple possible de prolonger la partie 12 par une tige filetée s'étendant selon l'axe 22. Un écrou prenant appui sur la partie 14 peut coopérer avec la tige filetée pour exercer l'effort attendu. Alternativement encore, un système de grenouillère prenant appui sur la partie 14 peut également exercer une traction sur la partie 12. 20 La figure 2 représente les deux parties 12 et 14 accouplées. Dans cette position, la vis 30 exerce une traction sur la partie 12 orientée pour maintenir le connecteur 10 accouplé et les deux surfaces tronconiques 20 et 22 sont emmanchées l'une dans l'autre. 25 La figure 3 représente en perspective coupée partiellement le connecteur 10 dans la position accouplée de la figure 2 et la figure 4 représente une autre vue en perspective du connecteur fluidique toujours dans la position accouplée de la figure 2. Dans le mode de réalisation représenté, les deux surfaces tronconiques 20 et 24 sont de révolution 30 chacune autour de leur axe respectif 22 et 26. Afin de maitriser l'orientation relative des deux parties 12 et 14 autour des axes 22 et 26 une fois confondus, le connecteur 10 comprend un ensemble de butées angulaires. Par exemple la partie 14 comprend une ou plusieurs excroissances 42 et 44 sur lesquelles viennent prendre appui des méplats 46 et 48 réalisés dans la 6 partie 12. Toute autre forme de butées est bien entendu possible dans le cadre de l'invention. Il est possible de se passer de l'ensemble de butées, par exemple en réalisant des surfaces tronconiques ne s'appuyant pas sur des cercles. 5 Par exemple une surface tronconique comprenant au moins une surface plane inclinée par rapport à leur axe respectif permet de maitriser l'orientation relative des parties 12 et 14 autour des axes 22 et 26 lors de l'accouplement du connecteur 10. De façon plus générale, toute surface tronconique formée d'une portion de cône dont la génératrice s'appuie sur 10 une courbe non circulaire permet de maitriser l'orientation des parties 12 et 14 entre elles. La mise en oeuvre de surfaces tronconiques de révolution présente cependant un avantage due à la symétrie de l'emmanchement autour de l'axe 26. Cette symétrie permet de conserver l'effort exercé par les 15 moyens de traction parfaitement selon l'axe 26, évitant ainsi tout risque de déformation lorsque l'effort est exercé. De plus, la réalisation de surfaces tronconiques de révolution est beaucoup plus aisée, notamment par usinage que la réalisation de surfaces tronconiques qui ne seraient pas de révolution. Parmi les surfaces tronconiques de révolution est possible de 20 mettre en oeuvre, des surfaces appelées cc cônes morses » dont la conicité est voisine de 5% en fonction de ses dimensions. On rappelle que la conicité est la tangente du demi-angle au sommet du cône. Les cônes morses sont principalement utilisés dans les machines-outils pour assurer l'emmanchement d'outils sur la broche de la machine-outil. Les cônes 25 morses assurent un très bon centrage et présentent une adhérence importante. Plus précisément, même si l'effort exercé par la vis 30 est relâché, l'emmanchement assure le maintien en position des deux parties 12 et 14 accouplées. Il est bien sur possible de mettre en oeuvre d'autres types de 30 cônes. Le cône dit « métrique » est, quant à lui, défini par une conicité égale à 5%. Son adhérence est également très importante. Le cône standard américain présente une conicité de 1/24, soit 29,16%. Le centrage est moins précis et l'adhérence très faible contrairement aux cônes morses ou métriques. En mettant en oeuvre le cône standard américain, le maintien de l'effort exercé par la partie 14 sur la partie 12 est nécessaire tant que le 7 connecteur 10 est accouplé. Avec une conicité de l'ordre de 5%, l'effort est utile pour réaliser l'accouplement. Ensuite l'effort peut être relâché. Pour réaliser l'étanchéité de du connecteur 10 et plus précisément 5 de la jonction entre les deux canaux 16 et 18, le connecteur 10 comprend avantageusement un ou plusieurs joints d'étanchéité disposés entre les deux parties 12 et 14. Le ou les joints sont avantageusement mis en pression par les moyens de traction permettant l'emmanchement des deux surfaces tronconiques 20 et 24. L'effort généré par les moyens de traction étant 10 orienté selon l'axe 26, le ou les joints sont alors de préférence des joints toriques disposés autour de l'axe 26. Ainsi l'effort exercé par les moyen de traction est réparti de façon uniforme sur toute la longueur du ou des joints. Dans l'exemple représenté, une gorge circulaire 50 centrée autour de l'axe 26 est réalisée dans la partie 14 et plus précisément, dans une face 15 plane 52 formant l'extrémité axiale de plus petit diamètre de la surface tronconique femelle 24. Un joint torique 54 est placé dans la gorge 50. Un jeu fonctionnel est prévu entre la face 38 de la partie 12 et la face 52 de la partie 14 lors de l'emmanchement des deux surfaces tronconiques 20 et 24. Le joint 54 est dimensionné pour être pressé entre les deux faces 38 et 52 20 lorsque l'emmanchement et réalisé. Le joint 54 est disposé d'un côté du canal 18. De l'autre côté du canal 18 un second joint 56 est également disposé dans une gorge 58 réalisée dans une autre face plane 60 de la partie 14. Comme pour la face 52, la face 60 est perpendiculaire à l'axe 26. La partie 12 comprend, quant à 25 elle, une face 62 perpendiculaire à l'axe 22 et destinée à venir en regard de la face 60. Comme précédemment, un jeu fonctionnel est prévu entre les faces 60 et 62 lorsque l'emmanchement et réalisé afin de permettre la compression du joint 56 lors de l'emmanchement. Les joints 54 et 56 sont par exemple des joints élastomères ou des joints formés d'un ressort 30 hélicoïdal à spires jointives enfermé dans une enveloppe déformable. Ce type de joint à ressort est notamment connu sous la marque : a Helicoflex développée par la société Technetics dont le siège social est situé à Columbia, en Caroline du Sud (États-Unis d'Amérique). 8 La figure 5 représente une variante d'un connecteur fluidique 70 comprenant, comme précédemment deux parties. Le connecteur fluidique 70 comprend la partie 12 décrite plus haut et une partie 14a qui est identique à la partie 14 hormis la présence de deux canaux 18a et 18b. Lorsque le 5 connecteur fluidique 70 est accouplé, les deux canaux 18a et 18b de la partie 14a communiquent avec le canal 16 de la partie 12. Il est bien entendu possible de disposer autant de canaux que nécessaire dans la partie 14a. La figure 6 représente une autre variante de connecteur fluidique 10 qui porte le repère 80. Le connecteur 80 est représenté en coupe et dans le plan de coupe aucun canal n'apparait dans la partie 14. Dans cette variante, la partie 14 comprend bien un canal 18 qui s'étend radialement dans un autre plan que le plan de coupe, par exemple à 90° du plan de coupe. L'ensemble de butées permet, dans cette variante plusieurs positions 15 angulaires de la partie 12 par rapport à la partie 14. Une première position angulaire emmanchée de la partie 12 par rapport à la partie 14 autour de l'axe 26 permet la mise en communication des canaux 16 est telle que représentée sur la figure 2 et une seconde position angulaire emmanchée permet d'interrompre la communication entre les deux canaux 16 et 18 20 comme représenté sur la figure 6. Ces positions angulaires dites ouverte et fermée peuvent également être mise en oeuvre dans la variante de la figure 5 où la partie 14a comprend plusieurs canaux. Il est également possible de prévoir une ou plusieurs positions angulaires intermédiaires où la mise en communication 25 des canaux 16 et 18 est partielle. Le connecteur fait alors office de restriction dans la circulation du fluide dans les canaux mis en communication dans le connecteur. Lorsque les deux surfaces tronconiques sont définies pour être 30 adhérentes lorsqu'elles sont emmanchées, une opération particulière est nécessaire pour désaccoupler le connecteur. Plus précisément, il est nécessaire d'exercer sur la partie 12 un effort opposé à celui obtenu par la vis 30 lors de son serrage. Un simple desserrage de la vis 30 ne suffit pas pour permettre le désaccouplement du connecteur du fait de l'adhérence. 35 Cet effort opposé peut être exercé par un outil extérieur. Mais 9 avantageusement, la seconde partie 14 comprend un extracteur 90 pouvant exercer l'effort opposé. Dans les différentes variantes représentées l'extracteur est formé d'une bague filetée coopérant avec un taraudage 92 réalisé dans le lamage 34 permettant d'accueillir la vis 30. Pour exercer 5 l'effort opposé sur la partie 12, on desserre la vis 30 puis on serre l'extracteur qui pousse sur la tête de la vis 30. Cette poussée permet de désemmancher les deux surfaces tronconiques 20 et 24. Pour faciliter la manoeuvre de la vis, la bague formant l'extracteur 90 est percée selon l'axe 26. Au travers du perçage, il est possible 10 d'introduire un outil permettant de manoeuvrer la vis 30. Plus précisément, la tête de la vis 30 comprend une empreinte 92 par exemple hexagonale. Un outil de forme complémentaire à l'empreinte 92 peut alors traverser l'extracteur 90 pour accéder à l'empreinte 92. La manoeuvre de la vis 30 permet à la fois son serrage pour immobiliser l'emmanchement des deux 15 surfaces tronconiques 20 et 24 et son desserrage avant manoeuvre de l'extracteur 90. Il est possible d'améliorer la sécurité de fonctionnement de la vis 30. A cet effet, on peut placer entre la tête de la vis 30 et le fond du lamage 34 un élément élastique, comme par exemple un ressort hélicoïdal 94. Ainsi 20 lors du desserrage de la vis 30, la tête de celle-ci tend à s'éloigner de son appui contre le fond du lamage 34. Le ressort 94 présente également un avantage lors du serrage de la vis 30. Dès le début du serrage, le ressort 94 permet à la vis 30 d'exercer un effort de traction sur la partie 12 tendant à maintenir les deux surfaces tronconiques 20 et 24 emmanchées et donc le 25 connecteur accouplé. Pour manoeuvrer l'extracteur 90, celui-ci peut comprendre une empreinte 96 réalisé dans son perçage. Un outil adapté à cette empreinte permettra de faire tourner l'extracteur 90 dans son taraudage et donc de le faire avancer pour prendre appui sur la vis 30 ou de le faire reculer selon 30 l'axe 26. L'empreinte 96 possède des dimensions plus importantes que celles de l'empreinte 92 de la vis 30 afin de permettre à l'outil manoeuvrant la vis 30 de tourner librement dans le perçage de l'extracteur 90 sans l'entrainer. 10 La figure 7 représente le connecteur fluidique 10 avec un outil 100 permettant l'accouplement et le désaccouplement du connecteur 10. Cet outil est intéressant pour des télé opérations. Plus précisément, l'outil 100 permet la manoeuvre de la vis 30 et de l'extracteur 90. L'outil 100 est mobile en 5 translation le long d'un rail 102 parallèle à l'axe 26. L'outil 100 peut ainsi être éloigné du connecteur 10 ou rapproché pour permettre de manoeuvrer la vis 30 et/ou l'extracteur 90. L'outil 100 prend appui sur la partie 12 qui peut avoir une surface extérieure 104 cannelée afin de permettre à des doigts 106 d'immobiliser 10 l'outil 100 en rotation par rapport à la partie 14. Alternativement, tout autre moyen d'immobilisation en rotation autour de l'axe 26 entre l'outil 100 et la partie 14 peut bien entendu être mis en oeuvre. L'outil possède deux empreintes 108 et 110. L'empreinte 108 est complémentaire de l'empreinte 92 de la vis 30. L'empreinte 110 est 15 complémentaire de l'empreinte 94 de l'extracteur 90. La manoeuvre des deux empreintes 108 et 110 est indépendante. L'empreinte 110 est creuse et est traversée par l'empreinte 108. Les deux empreintes 108 et 110 peuvent tourner indépendamment l'une de l'autre. L'empreinte 108 peut se déplacer en translation par rapport à l'empreinte 110 pour atteindre la vis 30 quel que 20 soit sa position serrée ou desserrée. De plus, une rétractation de l'empreinte 108 permet à l'outil 100 de manoeuvrer l'extracteur 90 sans action sur la vis 30. L'outil 100 permet de motoriser séparément en rotation les deux empreintes 108 et 110. L'outil 100 permet de motoriser en translation le long de l'axe 26 au moins l'empreinte 108. Le déplacement en translation de 25 l'empreinte 110 peut être assuré par une motorisation interne à l'outil 100 ou par le déplacement de l'outil REVENDICATIONS1. Connecteur fluidique comprenant deux parties (12, 14) configurées pour être accouplées, chacune des parties (12, 14) comprenant un canal (16, 18), les deux canaux (16, 18) étant destinés à communiquer, lorsque les deux parties (12, 14) sont accouplées, caractérisé en ce qu'une 5 première (12) des deux parties comprend une surface tronconique mâle (20), en ce qu'une seconde (14) des deux parties comprend une surface tronconique femelle (24), les deux surfaces tronconiques (20, 24) étant complémentaires, un emmanchement des deux surfaces tronconiques (20, 24) permettant le positionnement des deux parties (12, 14) l'une par rapport 10 à l'autre pour assurer la mise en communication des deux canaux (16, 18), en ce que la seconde partie (14) comprend un mécanisme de traction (30) selon l'axe (26) de la surface tronconique femelle (24) configuré pour tirer sur la première partie (14) afin d'assurer le maintien en position des deux parties (12, 14) entre elles lorsque les deux parties (12, 14) sont accouplées. 15 2. Connecteur fluidique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de traction comprend une vis (30) s'étendant selon l'axe (26) de la surface tronconique femelle (24), s'appuyant sur la seconde partie (14) et coopérant avec un taraudage (36) réalisé dans la première partie 20 (12). 3. Connecteur fluidique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux surfaces tronconiques (20, 24) possèdent un angle au sommet défini pour assurer une auto adhérence des 25 deux surfaces tronconiques (20, 24) une fois emmanchées et en ce que la seconde partie (14) comprend un extracteur (90) pouvant exercer un effort opposé à la traction permettant le désaccouplement des deux parties (12, 14). 30 4. Connecteur fluidique selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'extracteur (90) peut exercer un effort sur la vis (30) par rapport à seconde partie (14), l'effort étant orienté de façon à découpler les deux surfaces tronconiques (20, 24). 12 5. Connecteur fluidique selon la revendication 4, caractérisé en ce que la vis (30) prend appui sur la seconde partie (14) par l'intermédiaire d'un élément élastique (94) tendant à éloigner la vis (30) de son appui, après 5 dévissage de la vis (30) du taraudage de la première partie (12). 6. Connecteur fluidique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un ou plusieurs joints d'étanchéité (50, 56) disposés entre les deux parties (12, 14) et en ce que les 10 moyens de traction (30) sont aptes à mettre en pression le ou les joints d'étanchéité (50, 56). 7. Connecteur fluidique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux surfaces tronconiques (20, 24) 15 sont de révolution chacune autour d'un axe (22, 26), les axes des deux surfaces tronconiques étant confondus une fois les deux parties (12, 14) du connecteur (10) accouplées et en ce que le connecteur fluidique (10) comprend un ensemble de butées angulaires (42, 44, 46, 48) configuré pour définir au moins une orientation des deux parties (12, 14) autour des axes 20 confondus (22, 26). 8. Connecteur fluidique selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'ensemble de butées angulaires (42, 44, 46, 48) est configuré pour définir plusieurs orientations angulaires des deux parties (12, 14) autour des 25 axes confondus (22, 26), une des orientations permettant de mettre en communication les deux canaux (16, 18), une autre des orientations permettant d'interrompre la communication des deux canaux (16, 18).