Brevet FR3134161A1 — publié le 20231006

L’invention concerne une tête de connexion (1) destinée à être rapportée contre une bride de fixation (11) disposée autour d’une ouverture (12) d’un élément de tuyauterie (10) et comportant : - un actionneur (100) comprenant un corps creux (110) ainsi qu’un piston (120) mobile délimitant une chambre (111) destinée à être reliée à une source d’alimentation en fluide sous pression, - un support de montage (200) sur lequel est monté fixement ledit corps creux, - une plaque d’étanchéité cylindrique (300), couplée par l’une (310) de ses faces à la face externe dudit piston, et présentant une seconde face d’association (320) destinée à être rapportée de manière étanche contre ladite bride afin d’obturer ladite ouverture, et - des moyens de retenue (400) couplés audit support et aptes à maintenir ladite bride contre ladite plaque ; ledit piston et ladite plaque présentant des perçages axiaux traversant en communication fluidique avec ladite chambre. Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 3 Tête de connexion rapportable sur une ouverture d’un élément de tuyauterie à bride pour son contrôle sous pression La présente invention concerne une tête de connexion destinée à être rapportée de manière étanche sur une ouverture d’un élément de tuyauterie à bride tel qu’une vanne, un tuyau ou un raccord pour permettre de réaliser un contrôle sous pression de l’étanchéité de cet élément de tuyauterie. Des dispositifs de contrôle sont utilisés couramment pour vérifier sous pression hydrostatique ou pneumatique l’étanchéité de certains éléments de tuyauterie à bride tels que des vannes, des tuyaux ou des raccords avant leur mise en service. Un tel dispositif de contrôle comporte généralement une tête de connexion amont destinée à être rapportée de manière étanche sur une première bride de fixation disposée autour de l’ouverture amont de l’élément de tuyauterie, ainsi qu’une tête de connexion aval destinée à être rapportée de manière étanche sur une seconde bride de fixation disposée autour de l’ouverture aval de l’élément de canalisation. Chaque tête de connexion comprend classiquement une plaque rigide d’étanchéité présentant une face de couplage destinée à être rapportée de manière étanche (via au moins un joint) contre une bride correspondante de l’élément de tuyauterie afin d’obturer l’une de ses ouvertures. Une canalisation est en outre ménagée dans l’une des têtes de connexion, cette canalisation présentant une première extrémité destinée à être reliée à une alimentation extérieure en fluide sous pression et dont l’autre extrémité est prévue pour déboucher sur l’ouverture correspondante de l’élément de tuyauterie. Les opérations de mise en place et de retrait de ces têtes de connexion sont généralement réalisées par boulonnage. Ces opérations qui nécessitent la mobilisation d’un ou plusieurs opérateurs sont couteuses car particulièrement consommatrices en temps du fait du grand nombre de boulons à visser ou dévisser à chaque fois (souvent plus d’une dizaine par tête). Afin de réduire considérablement le temps de montage/démontage des têtes de connexion de ces dispositifs de contrôle sur les brides des éléments de tuyauterie, il est connu d’avoir recours à des têtes de connexion à actionneur pneumatique ou hydraulique. Une telle tête de connexion, décrite par exemple dans le document US 4,813,456 A, comporte classiquement : - un actionneur pneumatique ou hydraulique à simple effet comprenant un corps cylindrique creux ouvert à son extrémité avant, ainsi qu’un piston logé partiellement dans ledit corps creux et monté mobile axialement à coulissement de manière étanche vis-à-vis de ce dernier, la face d’extrémité arrière interne dudit piston et ledit corps creux délimitant une chambre en communication fluidique, via une première canalisation ménagée dans ledit corps creux, avec un connecteur externe destiné à être relié à une première source d’alimentation en fluide sous pression, - un support de montage sur lequel est monté fixement ledit corps creux de l’actionneur, - une plaque d’étanchéité cylindrique, couplée par l’une de ses faces à la face d’extrémité avant externe dudit piston, et présentant une seconde face d’association destinée à être rapportée de manière étanche contre ladite bride afin d’obturer l’ouverture correspondante, et - des moyens de retenue couplés audit support de montage et aptes à maintenir ladite bride contre ladite plaque d’étanchéité. La plaque d’étanchéité présente en outre une seconde canalisation interne présentant une première extrémité débouchant sur sa face d’association au niveau de ladite ouverture et dont la seconde extrémité débouchant sur sa tranche est destinée à être reliée à une seconde source d’alimentation en fluide sous pression afin de pressuriser ledit élément de tuyauterie. On comprend que l’activation de l’actionneur entraine l’application par la plaque d’étanchéité couplée au piston d’une force de pression contre la bride de l’élément de tuyauterie de sorte à assurer un couplage étanche de la tête de connexion sur cette bride. L’inconvénient majeur de ce type de tête de connexion est qu’il nécessite une seconde source d’alimentation en fluide sous pression pour assurer le fonctionnement de l’actionneur. La présente invention vise donc à améliorer la situation. Elle propose à cet effet une tête de connexion destinée à être rapportée de manière étanche contre une bride de fixation disposée autour d’une ouverture d’un élément de tuyauterie, ladite tête de connexion comportant : - un actionneur pneumatique ou hydraulique à simple effet comprenant un corps cylindrique creux ouvert à son extrémité avant, ainsi qu’un piston logé partiellement dans ledit corps creux et monté mobile axialement à coulissement de manière étanche vis-à-vis de ce dernier, la face d’extrémité arrière interne dudit piston et ledit corps creux délimitant une chambre en communication fluidique avec un connecteur externe destiné à être relié à une source d’alimentation en fluide sous pression, - un support de montage sur lequel est monté fixement ledit corps cylindrique de l’actionneur, - une plaque d’étanchéité cylindrique, couplée par l’une de ses faces à la face d’extrémité avant externe dudit piston, et présentant une seconde face d’association destinée à être rapportée de manière étanche contre ladite bride afin d’obturer ladite ouverture, et - des moyens de retenue couplés audit support de montage et aptes à maintenir ladite bride contre ladite plaque d’étanchéité ; caractérisée en ce que ledit piston présente un premier perçage axial traversant en communication fluidique avec ladite chambre, ladite plaque d’étanchéité présentant en outre un second perçage axial traversant débouchant sur sa face d’association au niveau de ladite ouverture et en communication fluidique avec ledit premier perçage et ladite chambre. La tête de connexion selon l’invention permet ainsi de ne nécessiter qu’une seule et unique source d’alimentation en fluide sous pression pour assurer à la fois la mise sous pression de l’élément de tuyauterie à contrôler mais également l’étanchéité entre la plaque d’étanchéité et la bride pendant la phase de contrôle sous pression de cet élément de tuyauterie. Selon des caractéristiques préférées de ladite tête de connexion selon l’invention : - ledit piston comporte plusieurs portions concentriques, à savoir une portion centrale dans laquelle est ménagé ledit premier perçage axial ainsi qu’une ou plusieurs portions annulaires mobiles axialement à coulissement de manière étanche vis-à-vis de ladite portion centrale, ladite plaque d’étanchéité étant fixée coaxialement de manière interchangeable contre la face d’extrémité avant externe dudit piston et présentant un diamètre correspondant à celui de ladite portion centrale ou à celui d’une dite portion annulaire ; - ledit piston comporte plusieurs portions concentriques, à savoir une portion centrale dans laquelle est ménagé ledit premier perçage axial ainsi qu’au moins une portion annulaire mobile axialement à coulissement de manière étanche vis-à-vis de ladite portion centrale, ladite plaque d’étanchéité étant fixée coaxialement de manière interchangeable contre la face d’extrémité avant externe dudit piston et présentant un diamètre correspondant à celui de ladite portion centrale ou à celui d’une dite portion annulaire ; - ledit piston comporte deux dites portions annulaires concentriques mobiles axialement à coulissement de manière étanche l’une par rapport à l’autre et vis-à-vis de ladite portion centrale ; - ladite tête comporte des premiers moyens de butée agencés au niveau de chaque interface entre deux portions adjacentes dudit piston de sorte à limiter les débattements axiaux de la dite portion centrale et de la ou des dites portions annulaires les unes vis-à-vis des autres ; - la portion annulaire de plus grand diamètre comprend des seconds moyens de butée aptes à coopérer avec des moyens complémentaires ménagés sur ledit corps creux pour limiter l’avancée dudit piston hors dudit corps creux ; - ladite tête comporte des troisièmes moyens de butée saillant du fond dudit corps creux et aptes à coopérer avec l’extrémité arrière interne de la partie centrale de sorte à maintenir ledit piston à l’écart de ce fond dudit corps creux ; - la portion centrale dudit piston est sollicitée axialement vers l’avant par des premiers moyens de rappel élastiques ; - la portion annulaire de plus grand diamètre est sollicitée axialement vers l’arrière par des seconds moyens de rappel élastiques ; - ledit actionneur comporte des moyens de détection de fuite comprenant des canaux d’évacuation radiaux reliés fluidiquement les uns aux autres et traversant la ou lesdites portions annulaires dudit piston ainsi que ledit corps creux ; et/ou - lesdits moyens de retenue comportent un berceau comprenant une paroi d’appui à section transversale hémicirculaire prévue pour recevoir la tranche de ladite bride, ainsi qu’une paroi annulaire avant de retenue s’étendant depuis le bord avant de ladite paroi d’appui et prévue pour coopérer en butée avec la face avant de la bride afin de bloquer son déplacement axial vers l’avant. L’exposé de l’invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée de plusieurs exemples de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : représente une vue en perspective de trois quart d’une tête de connexion selon l’invention rapportée de manière étanche sur une bride de fixation entourant une ouverture ménagée à une extrémité d’un élément de tuyauterie ; est une vue de coupe diamétrale en perspective de la tête de connexion de la sur laquelle la bride et les moyens de retenue de cette dernière sont absents ; représente une vue de coupe diamétrale de la tête de connexion de la rapportée sur la bride avant mise en pression ; est une vue similaire à la après la mise en pression ; représente une vue similaire à la illustrant l’utilisation d’une plaque d’étanchéité dont le diamètre correspond à celui de la portion annulaire intermédiaire du piston ; et représente une vue similaire aux figures 4 et 5 illustrant l’utilisation d’une plaque d’étanchéité dont le diamètre correspond à celui de la portion annulaire périphérique de plus grand diamètre du piston. Tête de connexion (1) destinée à être rapportée de manière étanche contre une bride de fixation (11 ; 11’ ; 11’’) disposée autour d’une ouverture (12 ; 12’ ; 12’’) d’un élément de tuyauterie (10 ; 10’ ; 10’’), ladite tête de connexion (1) comportant : - un actionneur pneumatique ou hydraulique à simple effet (100) comprenant un corps cylindrique creux (110) ouvert à son extrémité avant, ainsi qu’un piston (120) logé partiellement dans ledit corps creux (110) et monté mobile axialement à coulissement de manière étanche vis-à-vis de ce dernier, la face d’extrémité arrière interne dudit piston (120) et ledit corps creux (110) délimitant une chambre (111) en communication fluidique avec un connecteur externe destiné à être relié à une source d’alimentation en fluide sous pression, - un support de montage (200) sur lequel est monté fixement ledit corps creux (110) de l’actionneur, - une plaque d’étanchéité cylindrique (300 ; 300’ ; 300’’), couplée par l’une (310) de ses faces à la face d’extrémité avant externe dudit piston (120), et présentant une seconde face d’association (320) destinée à être rapportée de manière étanche contre ladite bride (11 ; 11’ ; 11’’) afin d’obturer ladite ouverture (12 ; 12’ ; 12’’), et - des moyens de retenue (400) couplés audit support de montage (200) et aptes à maintenir ladite bride (11 ; 11’ ; 11’’) contre ladite plaque d’étanchéité (300 ; 300’ ; 300’’) ; caractérisée en ce que ledit piston(120) présente un premier perçage axial traversant (131) en communication fluidique avec ladite chambre (111), ladite plaque d’étanchéité (300 ; 300’ ; 300’’) présentant en outre un second perçage axial traversant (330) débouchant sur sa face d’association (320) au niveau de ladite ouverture (12 ; 12’ ; 12’’) et en communication fluidique avec ledit premier perçage (131) et ladite chambre (111). Tête de connexion (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit piston (120) comporte plusieurs portions concentriques (130, 140, 150), à savoir une portion centrale (130) dans laquelle est ménagé ledit premier perçage axial (131) ainsi qu’au moins une portion annulaire (140, 150) mobile axialement à coulissement de manière étanche vis-à-vis de ladite portion centrale (130), ladite plaque d’étanchéité (300 ; 300’ ; 300’’) étant fixée coaxialement de manière interchangeable contre la face d’extrémité avant externe dudit piston (120) et présentant un diamètre (D 1 , D 2 , D 3 ) correspondant à celui de ladite portion centrale (130) ou à celui d’une dite portion annulaire (140, 150). Tête de connexion (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit piston (120) comporte deux dites portions annulaires concentriques (140, 150) mobiles axialement à coulissement de manière étanche l’une par rapport à l’autre et vis-à-vis de ladite portion centrale (130). Tête de connexion (1) selon l’une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce qu’elle comporte des premiers moyens de butée (132, 141 ; 142, 151) agencés au niveau de chaque interface entre deux portions adjacentes (130, 140 ; 140, 150) dudit piston (120) de sorte à limiter les débattements axiaux de la dite portion centrale (130) et de la ou des dites portions annulaires (140, 150) les unes vis-à-vis des autres. Tête de connexion (1) selon l’une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que la portion annulaire de plus grand diamètre (150) comprend des seconds moyens de butée (152) aptes à coopérer avec des moyens complémentaires (114) ménagés sur ledit corps creux (110) pour limiter l’avancée dudit piston (120) hors dudit corps creux (110). Tête de connexion (1) selon l’une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce qu’elle comporte des troisièmes moyens de butée (113) saillant du fond dudit corps creux (110) et aptes à coopérer avec l’extrémité arrière interne de la partie centrale (130) de sorte à maintenir ledit piston (120) à l’écart de ce fond dudit corps creux (110). Tête de connexion (1) selon l’une des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que la portion centrale (130) dudit piston (120) est sollicitée axialement vers l’avant par des premiers moyens de rappel élastiques (116). Tête de connexion (1) selon l’une des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que la portion annulaire de plus grand diamètre (150) est sollicitée axialement vers l’arrière par des seconds moyens de rappel élastiques (117). Tête de connexion (1) selon l’une des revendications 2 à 8, caractérisée en ce que ledit actionneur (100) comporte des moyens de détection de fuite comprenant des canaux d’évacuation radiaux (145, 155, 115) reliés fluidiquement les uns aux autres et traversant la ou lesdites portions annulaires (140, 150) dudit piston (120) ainsi que ledit corps creux (110). Tête de connexion (1) selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que lesdits moyens de retenue comportent un berceau (400) comprenant une paroi d’appui à section transversale hémicirculaire (410) prévue pour recevoir la tranche de ladite bride (11 ; 11’ ; 11’’), ainsi qu’une paroi annulaire avant de retenue (420) s’étendant depuis le bord avant de ladite paroi d’appui (410) et prévue pour coopérer en butée avec la face avant de la bride (11 ; 11’ ; 11’’) afin de bloquer son déplacement axial vers l’avant.