FR2476794A1 - Connecteur pour conduites sous pression - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIF DE CONNEXION ENTRE EXTREMITES DE CONDUITES. SUR CES EXTREMITES DE CONDUITES SONT FIXES D'UNE PART UN EMBOUT MALE 2 COMPORTANT SUR SON CONTOUR EXTERIEUR UNE PLURALITE DE STRIES ANNULAIRES 4 ET D'AUTRE PART UN EMBOUT FEMELLE 3 COMPORTANT SUCCESSIVEMENT A PARTIR DE SON OUVERTURE UNE PARTIE ANNULAIRE CYLINDRIQUE 5, UNE PARTIE TRONCONIQUE CONVERGENTE 6 ET ENSUITE UNE PARTIE TRONCONIQUE DIVERGENTE 7, RACCORDEE A UNE PARTIE CYLINDRIQUE. UNE BAGUE SPHERIQUE 10 COULISSANT LE LONG DE L'EMBOUT MALE 2, PREND APPUI SUR LES PARTIES CYLINDRIQUES 5 ET TRONCONIQUE CONVERGENTE 6 DE L'EMBOUT FEMELLE 3 ET, SOUMISE A UN EFFORT LONGITUDINAL, SE FIXE SUR L'EMBOUT MALE 2 PAR DEFORMATION PLASTIQUE. DISPOSITIF APPROPRIE A LA CONNEXION DES CONDUITES DE GRAND DIAMETRE SOUS FORTES PRESSIONS.
Description
La présente invention concerne un dispositif de
connexion entre les extrémités de deux conduites.
On connaît des raccords entre une première et une seconde conduite, dans lesquels une bague annulaire, portant sur son contour interne cylindrique une pluralité de stries circulaires, est apte à être sertie sur la portion terminale mâle d'un tube préalablement marquée d'une pluralité de
stries circulaires dont le profil et l'espacement sontiden-
tiques au profil et à l'espacement des stries internes de
la bague. La bague annulaire prend appui par une partie tron-
conique sur une partie tronconique interne d'un embout fixé solidairement sur le second conduit dit embout femelle et par une partie tronconique, opposée à la première, sur une partie tronconique interne orientée vers l'embout femelle et tracée sur le fond annulaire d'un écrou se vissant sur un pas de vis
tracé sur le contour extérieur de l'embout femelle.
Les stries tracées sur le contour interne de la bague annulaire et sur le contour extérieur de l'embout mâle
étant de même section et d'espacements égaux, ce raccord auto-
rise un ajustement longitudinal des conduites à raccorder, par contre il ne permet pas de débattement angulaire et les variations d'angle de la conduite doivent être obtenues grâce à la flexibilité et à l'élasticité des conduites, or pour les conduites lourdes de diamètre important ces possibilités sont
très réduites.
Avec une bague annulaire faite d'un métal suffisam-
ment ductile, il n'est pas nécessaire que le contour interne
de la bague soit muni de stries, ce contour peut être cylin-
drique de section circulaire et au cours du serrage ce contour interne se moulera et s'ancrera sur le contour externe de l'embout mâle. L'ajustement longitudinal préalable au serrage
est possible, l'ajustement angulaire ne l'est pas.
Un dispositif selon l'invention permet de pallier-
cette difficulté en donnant à la bague annulaire(10) un contour externe sphérique et en créant dans le passage interne de l'embout femelle un espace à contour tronconique Q7)permettant
un certain débattement angulaire, de l'embout mâle.
Dans un dispositif, selon l'invention, de connexion entre les extrémités de deux conduites, sur les extrémités de
ces conduites sont fixés d'une part un embout mâle) compor-
tant sur son contour extérieur une pluralité de stries(4) annulaires et d'autre part un embout femelle(3)comportant successivement à partir de son ouverture une partie annulaire cylindrique(5), une partie tronconique convergente (6-et ensuite une partie tronconique divergençe(7), raccordée à une partie cylindrique(9). Une bague sphérique(10)coulissant le long de l'embout mâle(2), prend appui sur les parties cylindrique (5)i? et tronconique convergente(6)de l'embout femelle (3)et, soumise à un effort longitudinal, se fixe sur l'embout mâle(2)
par déformation plastique.
Suivant un mode préférentiel de réalisation, un dispositif selon l'invention pour connecter l'extrémité d'une première conduite avec l'extrémité d'une seconde conduite, comprend: - un embout mâle(2)fixé sur l'extrémité de la première conduite et comportant sur son contour externe une pluralité de stries(4)annulaires, - un embout femelle(3)fixé sur l'extrémité de la seconde
conduite et comportant à partir de son orifice, successive-
ment, une partie annulaire cylindrique (5), une partie annu-
laire tronconique convergente (6)et une partie annulaire tronconique divergente (7) dont l'extrémité est raccordée à une partie cylindrique(9) de même-diamètre que la seconde conduite, la partie annulaire cylindrique(5)ayant une longueur (x) peu inférieure au rayon (R) du cylindre
multiplié par la tangente du demi angle < entre une généra-
trice du cone de la partie tronconique (6) et l'axe de cette partie tronconique (6), - une bague (10) à contour externe sphérique dont le diamètre externe est à peine inférieur au diamètre interne de la partie cylindrique de l'embout femelle (3) et dont le contour interne cylindrique (26) est muni de moyens de fixation par déformation plastique sur le contour externe de l'embout mâle (2), le contour externe sphérique (11) comportant une gorge annulaire étroite (21) centrée sur le plan de raccordement (22) entre les parties annulaires cylindrique (5) et tronconique (6) internes de l'embout femelle (3) et une pluralité de rainures longitudinales radiales (23) s'étendant entre la gorge annulaire (21) et l'extrémité de la bague orientée vers l'embout mâle (2), la gorge annulaire (21) et les rainures longitudinales (23) ayant pour fond des éléments d'une même surface cylindrique coaxiale du conduit interne (26) de la bague (10), - et un moyen d'exercer sur la bague un effort longitudinal parallèle à l'axe dans le sens allant de l'embout mâle vers
l'embout femelle.
Dans de nombreuses réalisations, le moyen d'exercer sur la bague sphérique un effort longitudinal est un moyen mécanique. Selon un premier mode de réalisation, le moyen mécanique est constitué par une association vis-écrou, la vis étant représentée par un filetage hélicoïdal (17') tracé sur le contour extérieur de l'extrémité de l'embout femelle (3) et l'écrou (16) étant représenté par une pièce annulaire munie d'un filetage interne (17) homologue du filetage (17') de la vis, cette pièce annulaire prenant appui sur la bague sphérique (10) par l'intermédiaire d'une pièce annulaire (12) à contour interne constitué par une calotte sphérique (12') de même rayon que le contour externe de la bague sphérique (10) et faite d'une matière facilitant le glissement en même
temps que la transmission de l'effort.
Dans cette réalisation, l'écrou comporte générale-
ment sur son contour extérieur des ailes radiales qui, bien que d'extension peu importante, sont aptes à recevoir la percussion d'une masse, percussion conduisant au blocage, qui
est une procédure de mise en oeuvre usuelle.
Selon un second mode de réalisation, le moyen méca-
nique est constitué par un assemblage de deux colliers, un premier collier fixe (29) sur l'extrémité de l'embout femelle (3) et un second collier mobile (12) prenant appui sur la bague sphérique (10) par une surface annulaire (12') à contour interne sphérique de même rayon que le contour externe de la bague sphérique, les -deux colliers étant percés d'orifices(27)
se correspondant pour une pluralité de goujons (30) réguliè-
rement espacés, chaque goujon (30) étant muni dé deux écrous
(31)et(32) à chaque extrémité.
Dans cette réalisation, il est possible de parfaire le serrage des écrous à l'aide d'une clé à choc d'un modèle
connu, ce qui autorise un blocage efficace.
Les deux modes de réalisation d'exercer un effort longitudinal par un moyen mécanique conduisent à employer pour le blocage final soit la masse soit la clé à choc, outils
utilisables à l'air ou sur une épaisseur d'eau peu importante.
Selon un mode de réalisation élaboré en vue de l'emploi sous une épaisseur d'eau considérable, le moyen d'exercer sur la bague sphérique un effort longitudinal est hydraulique. Selon une telle réalisation, le moyen 'hydraulique d'exercer sur la bague sphérique (10) un effort longitudinal est constitué par l'association d'un anneau (12) prenant appui sur la bague sphérique (10) par une partie annulaire sphérique interne (12') et d'une jupe (41) cylindrique munie vers l'embout mâle (2) d'un fond annulaire (40) percé d'un orifice de diamètre supérieur au diamètre extérieur de
l'embout mâle (2).
Cette jupe (41) prend appui sur une partie tronco-
nique (73) tracée sur le contour extérieur de l'embout
femelle (3) et orientée vers la seconde conduite, par l'inter-
médiaire d'une pluralité de coins (45) prenant appui d'une part sur ladite partie tronconique (73) tracée sur le contour externe de l'embout femelle (3) et d'autre part sur une surface tronconique (42') interne de la jupe (41). L'angle au sommet de ladite surface tronconique (73) est supérieur à l'angle au sommet de ladite surface tronconique interne
(42') de la jupe (41).
Ledit anneau (12) coulisse à l'intérieur de la jupe (41) à laquelle il est relié par au moins trois vérins hydrauliques, chacun de ces vérins comportant une tige (39) fixée d'une extrémité au fond annulaire (40) de la jupe cylindrique et de l'autre extrémité à un piston (38) mobile en translation dans un cylindre (37) découpé dans la masse de
l'anneau (12).
Le contour interne cylindrique de la bague à contour externe sphérique (10) est généralement lisse. Toutefois, dans les réalisations o la fixation doit être particulièrement assurée, on utilise des bagues pour lesquelles une partie (76) du contour interne (26) cylindrique comporte des stries circulaires (77) de même profil que les stries (4) portées par le contour externe de l'embout mâle (2). Ces stries (77) sont tracées sur la partie (76) de la bague (10) dont le contour
externe porte des rainures longitudinales radiales (23).
Dans ces réalisations, au moins une des rainures (23) longitudinales radiales est prolongée jusqu'au contour interne cylindrique par une fente (79) pour une partie ou pour la totalité de sa largeur. Cette fente (79) mettant en communication les stries avec le contour externe de la bague permet à l'eau qui pourrait rester captive entre les rainures,
de se déplacer vers l'extérieur.
Une telle réalisation est particulièrement appropriée à la mise en place sur le sol sous-marin de contuite de dimensions importantes et dans lesquelles se déplaceront
des fluides sous des pressions considérables.
L'invention sera mieux comprise dans la description,
donnée à titre non limitatif, de modes de réalisation du dispositif, selon l'invention, illustrés par les figures suivantes
- Figure 1: Connecteur à bague sphérique avec vis et écrou.
- Figure 2: Connecteur à bague sphérique avec colliers et goujons.
- Figure 3: Bague sphérique, coupe axiale.
- Figure 4: Bague sphérique, vue en bout.
- Figure 5: Connecteur à bague sphérique à serrage hydrau-
lique.
- Figure 6: Connecteur selon la figure 5, vue en bout.
- Figure 7: Connecteur selon la figure 5, section AA.
- Figure 8: Bague sphérique avec stries internes.
- Figure 9: Bague selon la figure 8, vue en bout.
- Figure 10: Bague avec stries internes et fentes prolongeant les rainures externes longitudinales avec largeur
inférieure à celle des rainures.
- Figure 11: Bague selon la figure 10, vue en bout.
- Figure 12: Bague avec stries internes et fentes prolongeant les rainures externes longitudinales avec
largeur égale.
- Figure 13: Bague selon la figure 12, vue en bout. En se référant à la figure 1, on trouve une coupe axiale d'un connecteur à bague sphérique et à serrage par
vis et écrou.
Un tel connecteur(l)comprend un embout mâle (2) fixé sur l'extrémité d'un premier conduit, non figuré, et un embout femelle (3) fixé sur l'extrémité d'un second conduit,
non figuré.
L'embout mâle (2) comporte sur son contour extérieur une pluralité de stries annulaires telles que (4), de même profil et régulièrement espacées. L'embout femelle (3) comporte à partir de son ouverture, et successivement, une partie cylindrique(5), une partie tronconique convergente (6) et une partie tronconique divergente (7), ces trois parties étant coaxiales. La partie tronconique (7) est raccordée par une partie tronconique de raccordement (8) à une partie cylindrique
(9) dont le diamètre interne est celui du second conduit.
Le connecteur comprend en outre une bague (10) à contour extérieur sphérique (11), qui, dans une position préalable à la connexion, est coaxiale de l'embout mâle *(2)
et mobile par coulissement le long de cet embout.
La partie cylindrique (5) de l'embout (3) a un rayon (R) à peine supérieur au rayon du contour extérieur sphérique de la bague(1l0. La partie tronconique 6 ayant un demi angle- au sommet (o), la longueur (x) de la partie cylindrique (5) de l'embout (3) est à peine supérieure à la
mesure de (R tg t.).
Dans une position préalable à la connexion dans laquelle l'embout (2) pénètre partiellement dans l'embout (3),
la bague (10) est en contact d'une part avec la partie tronco-
nique (6) de l'embout (3) suivant une zone annulaire étroite et d'autre part avec une pièce annulaire (12) dont la majeure partie du contour interne est constituée par une surface annulaire(12')sphérique de même rayon que le contour sphérique
externe (11) de la bague (10).
Cette pièce annulaire (12) est en contact par l'intermédiaire d'une rondelle (13), dont les surfaces ont un très faible coefficient de frottement, telles que faites en matière plastique auto-lubrifiante, avec une butée (14) constituée par un anneau (15) solidaire d'un écrou (16). Cet écrou (16) est pourvu d'un pas de vis interne (17), de mêmes caractéristiques qu'un pas de vis (17') tracé sur le contour
externe de l'embout femelle (3).
La mesure de l'angle au sommet4/'de-la partie tronconique (7) est au moins égale à la valeur maximale de l'angle que peuvent avoir entre eux les axes des embouts
(2) et (3).
L'anneau (15) solidaire de l'écrou (16) est percé d'un orifice (18), cylindrique ou tronconique, de dimensions telles qu'il permet le passage de l'embout (2) dont l'axe
peut être incliné d'un anglet sur l'axe de l'embout (3).
La pièce annulaire (12) ainsi que la rondelle (13) sont également percées d'orifices (19) et <20) permettant le passage de l'embout 2 avec une inclinaison éventuelle d'un
angles@ de l'axe de l'embout (2) sur l'axe de l'embout (3).
Lorsque l'écrou (16) se déplace par vissage sur l'embout (3), il exerce sur la bague (10) un effort parallèle à l'axe de l'embout (3). Cet effort provoque ainsi, d'une
part un contact étanche de la bague(10) avec la partie tron-
conique (6) et d'autre part la fixation de la bague (10) sur l'embout (2) par déformation plastique du contour interne de la bague (10) sur le contour externe de l'embout (2) grâce
aux rainures (14) tracées sur ce contour.
On trouve sur la figure 3 une section méridienne de la bague (10) à contour externe sphérique (11) et sur la figure 4 une vue en bout selon la flèche A de la même bague (10). Le contour externe sphérique (11) de la bague (10)
comporte une gorge annulaire (21), étroite, centrée sensible-
ment sur le plan de raccordement (22) entre les parties annulaires cylindriques (5) et tronconique (6) internes de l'embout femelle (3). Le contour externe (11) comporte en outre une pluralité de rainures longitudinales radiales telles
que (23) s'étendant entre la gorge annulaire (21) et l'extré-
mité (24) de la bague orientée vers l'embout mâle. La gorge annulaire (21) et les rainures longitudinales telles que (23) ont pour fond(25) des éléments d'une même surface cylindrique
coaxiale du conduit interne (26) de la bague (10).
Sur la figure 2, on trouve une coupe axiale d'un connecteur à bague sphérique et à serrage par collier et goujons. Un tel connecteur 1 comprend un embout mâle (2) fixé sur l'extrémité d'un premier conduit, non figuré, et un embout femelle (3) fixé sur l'extrémité d'un second conduit,
non figuré.
L'embout mâle (2) comporte sur son contour extérieur une pluralité de stries annulaires telles que (4) de mêmes
profils et régulièrement espacées.
L'embout femelle (3) comporte à partir de son ouverture, et successivement, une partie cylindrique (5), une partie tronconique convergente (6) et une partie tronconique
divergente (7), ces trois parties étant coaxiales.
La partie tronconique (7) est raccordée par une partie tronconique de raccordement (8) à une partie cylindrique
(9) dont le diamètre interne est celui du second conduit.
Le connecteur comprend en outre une bague (10) à contour extérieur sphérique (1L), qui, dans une position préalable à la connexion est coaxiale de l'embout mâle (2) et
mobile par coulissement le long de cet embout. -
La partie cylindrique (5) de l'embout (3) ayant un rayon (R) à peine supérieur au rayon de la sphère, contour externe de la bague (10), la partie tronconique (6) ayant un
demi angle au sommet (o<), la longueur (x) de la partie cylin-
drique (5) de l'embout (3) est à peine supérieure à la
mesure de (R tg ').
2. Dans une position préalable à la connexion dans laquelle l'embout (2) pénètre partiellement dans l'embout (3),
la bague (10) est en contact d'une part avec la partie tron-
conique (6) de l'embout (3) suivant une zone annulaire étroite et d'autre part avec une pièce annulaire (12) dont une partie du contour interne est constitué par une surface annulaire sphérique (12') de même rayon que le contour externe (11) de
la bague (10).
Cette bague (10) a ses caractéristiques principales
définies à l'aide des figures 3 et 4.
Cette pièce annulaire (12) constitue, sur la figure
2, un collier comportant sur sa partie périphérique une plura-
lité de percements tels que (27), régulièrement répartis autour de l'axe, ces percements ayant même répartition et mêmes diamètres qu'une pluralité de percements tels que (28) que comporte un collier (29) faisant partie intégrante de
l'embout (3) et entourant l'orifice de cet embout (3).
Dans les percements (27) et (28) de mêmes diamètres et se correspondant sont disposés des goujons (30) munis d'écrous (31) et (32) vissés sur chaque extrémité à l'aide d'un
pas de vis (33).
Le collier (12) est percé d'un orifice (18) pour partie constitué par une partie annulaire (12'), enveloppe du contour sphérique (11) de la bague (10), le complément consistant dans un conduit cylindrique ou tronconique (20) de dimensions telles qu'il permet le passage de l'embout (2) dont
l'axe peut être incliné d'un angle/9 sur l'axe de l'embout (3).
L'angle au sommet de la partie tronconique (7) est au moins égal au double de l'angle,/ maximal que peuvent avoir entre
eux les axes des embouts (2) et (3).
Lorsque les écrous (31) et (32) des goujons (30) sont vissés, les colliers (25) et (29) en se rapprochant provoquent l'application sur la bague (10) d'un effort parallèle à l'axe de l'embout (3). Cet effort provoque d'une
part un contact étanche de la bague (10) avec la partie tron-
conique (6) et d'autre part la fixation de la bague (10) sur l'embout (2) par déformation plastique du contour interne de la bague (10) sur le contour externe de l'embout (2) grâce
aux rainures (14) tracées sur ce contour.
Sur la figure 5, on trouve une coupe axiale d'un
connecteur à bague sphérique à serrage hydraulique.
Un tel connecteur (1) comprend un embout mâle (2) fixé sur l'extrémité d'un premier conduit non figuré, et un embout femelle (3) fixé sur l'extrémité d'un second conduit,
non figuré. -
-. 10
L'embout mâle (2) comporte sur son contour extérieur une pluralité de stries annulaires telles que (4), de mêmes
profils et régulièrement espacées.
L'embout femelle (3) comporte à partir de son ouver-
ture et successivement,-une partie cylindrique (5), une partie
tronconique convergente (6) et une partie tronconique diver-
gente (7), ces trois parties étant coaxiales. La partie tron-
conique (7) est raccordée par une partie tronconique de raccordement (8) à une partie cylindrique (9) dont le diamètre
interne est celui du second conduit.
Le connecteur comprend en outre une bague (10) à contour extérieur sphérique (11), qui, dans une position préalable à la connexion est coaxiale de l'embout mâle (2)
et mobile par coulissement le long de cet embout.
La partie cylindrique (5) de l'embout (3) ayant un rayon (R) à peine supérieur au rayon de la sphère, contour externe de la bague (10), la partie tronconique (6) ayant un
demi-angle au sommet (c<), la longueur (x) de la partie cylin-
drique (5) de l'embout (3) est à peine supérieure à la mesure
de (R tg).
Dans une position préalable à la connexion dans laquelle l'embout (2) pénètre partiellement dans l'embout (3),
la bague (10) est en contact d'une part avec la partie tron-
conique (6) de l'embout (3) suivant une zone annulaire étroite et d'autre part avec une pièce annulaire (12) dont une partie du contour interne est constituée par une surface annulaire sphérique (12') de même rayon que le contour externe (11) de
la bague (10).
Cette bague (10) a ses caractéristiques principales
définies à l'aide des figures 3 et 4.
Cette pièce annulaire (12) constitue sur la figure un collier, de contour extérieur latéral cylindrique (34), comportant sur sa face (35) orientée vers l'embout (2) une pluralité d'ouvertures telles que (36), régulièrement espacées, de cavités cylindriques (37) dans chacune desquelles est mobile en translation un piston (38) fixé à l'extrémité d'une tige (39) dont l'autre extrémité est fixée à un fond annulaire
(40) solidaire d'une jupe cylindrique (41) mobile en trans-
lation par coulissement de sa paroi interne cylindrique (42) sur le contour extérieur latéral cylindrique (34) du collier (12). Les ouvertures (36) sont munies de bouchons (43)
fixés de façon amovible sur chaque ouverture, avec interpo-
sition d'un joint d'étanchéité, et percés d'un orifice (44) comportant un joint d'étanchéité (44a) et permettant le
passage étanche et coulissant de la tige (39) du piston (38).
Chaque jupe cylindrique (41) a sa paroi interne
cylindrique (42) prolongée par une partie annulaire tronco-
nique (42'), constituant une portée de serrage de demi angle
au sommet égal à 40, suivie par une partie annulaire tron-
conique (42"), constituant une portée d'enclenchement, de
demi angle au sommet égal à 100.
Le collier (12) par sa face annulaire plane (35) orientée vers l'embout (3) est en contact avec une pluralité de coins (45) régulièrement espacés autour de l'axe de l'embout (3). Ces coins sont maintenus en place à la fois par une pièce (46) constituée par une bague annulaire à faces planes (47) et (48) et de diamètre intérieur suffisant pour pouvoir être mise en place à partir de l'extrémité de l'embout (3) et sur laquelle sont fixées des ailettes (49) (fig. 7), en même nombre que les coins (45), et constituant, avec la face (48) de la bague annulaire (46) sur laquelle elles sont fixées, des loges à parois latérales opposées parallèles (50), (51) pour chaque loge, pour y loger les coins (45), et par un lien élastique annulaire (52) logé dans une cannelure (53)
creusée dans une face externe de chaque coin.
Les ailettes (49) sont intersectées par un plan perpendiculaire à l'axe de l'embout (3) suivant des sections quadrangulaires dont deux côtés opposés sont des droites faisant entre elles un angle (t<) égal à 36È0 divisé par le
nombre de coins, ceci étant représenté sur la figure 7.
Les figures 5 et 7 montrent chaque coin (45) limité par deux faces parallèles (54) et (55) séparées par une épaisseur de métal peu inférieure à la distance séparant les parois (50) et (51) des ailettes encadrant le coin (45), par deux faces parallèles (56) et (57), perpendiculaires à l'axe de l'embout (3), par un contour externe constitué par deux éléments (58) et (59) de surfaces tronconiques divergent dans le sens de l'embout (2) vers l'embout (3) et ayant successivement pour l'élément (58) un demi angle au sommet de 100 et pour l'élément (59) un demi angle au sommet de 40, et enfin par un contour interne constitué successivement dans le sens de l'embout (2) vers l'embout (3) par trois éléments successifs de surfaces annulaires dont successivement, l'élément (60) tronconique divergent dans le sens de l'embout (3) vers l'embout (2>, l'élément (61) cylindrique et l'élément (62) tronconique divergent dans le sens de l'embout (2) vers
l'embout (3).
Chaque coin (45) comporte sur sa face (57) orientée vers l'embout (3), et donc vers la bague annulaire (46), une rainure (63) radiale par rapport à l'axe de l'embout (3). Ces rainures radiales (63) sont ouvertes sur le contour interne
tronconique (62) du coin (45) et interrompues dans la direc-
tion opposée par un fond (64) qui constitue une butée pour un ergot (65) mobile en translation dans la rainure (63) et
solidaire de la bague annulaire (46).
Sur la figure 5, l'ergot (65) est constitué par le prolongement au-delà de la paroi (48) de la tige d'un boulon (66) vissé dans un percement fileté (67).à travers la bague
annulaire (46).
La figure 5 montre sur sa moitié gauche une section.
A chaque extrémité des cavités cylindriques, ou
cylindres, tels que (37), débouchent des conduites (respec-
tivement (68) et (69)) reliées à un distributeur d'huile sous pression de telle sorte que le piston (38) dans le cylindre (37) est un piston double effet sur lequel est appliquée une
différence de pression soit sur une face soit sur l'autre.
La figure 5 montre sur sa moitié gauche une section du connecteur en position déconnectée, le piston (38) étant dans la position extrême vers l'embout (2) et sur la moitié à droite une section du connecteur en position de blocage, le piston (38) étant proche de la position extrême vers
l'embout (3).
Sur la figure 5, l'embout (3) a pour contour exté-
rieur à partir de son orifice: une partie cylindrique (70) de diamètre peu inférieur au diamètre d'une partie cylindrique (71) 24767e4 du contour interne de la pièce annulaire (12), cette partie cylindrique (71) étant juxtaposée à la partie annulaire cylindrique (12') de la pièce (12) qui prend appui sur la partie annulaire sphérique (11) de l'anneau (10). Le diamètre de la partie cylindrique (71) est supérieur de quelques centimètres au diamètre 2R de la bague sphérique (10). La partie cylindrique (70) est prolongée sur la figure 5 par une partie tronconique divergente telle que le contact, en position de connexion, soit évité entre la pièce (12) et l'embout (3) et notamment avec une saillie annulaire (72) faisant suite à la
partie cylindrique (70).
Cette saillie annulaire (72) est limitée, vers le second conduit auquel est fixé l'embout (3), par une portée tronconique (73) convergente dans cette direction. Cette partie tronconique (73) sert de portée à l'élément annulaire (60) des coins (45). Le demi angle au sommet de la partie tronconique (73) est égal au demi angle au sommet de l'élément
annulaire (60). Il est sur la figure 5 de 450.
La figure 6 donne une vue du connecteur selon la flèche B de la figure 5. Sur cette vue, on distingue une section de l'embout (2), les contours interne et externe du fond annulaire (40) et des boulons tels que (74) par le moyen desquels les tiges, telles que (39>, des pistons, tels que (38), sont fixées au fond annulaire (40). On distingue enfin l'orifice (18) et le contour tronconique (33) permettant le-passage de l'embout (2) au travers du collier (12). Les
pièces de repères (38), (39) et (12) ne sont pas figurées.
La figure 7 donne une demi section du connecteur suivant le plan CC indiqué sur la figure 5. Comme sur la figure 5, sur la moitié gauche de la figure 7, le connecteur est en position de déconnexion et à droite il esten position de connexion. On distingue les coins (45) disposés dans des
loges à parois latérales opposées parallèles (50) et (51).
Ces loges sont séparées par des ailettes (49) dont les sections sur la figure 7 sont bien quadrangulaires dont deux côtés opposés constitués par des droites faisant entre elles un angle égal à 3600 divisé par le nombre de coins, les deux
autres côtés étant des arcs de cercles.
Z476794
Sur la figure 7, on retrouve en outre les sections de la jupe cylindrique (41), de l'embout (2) et de l'embout (3). Dans les trois réalisations, suivant les figures 1, 2 et 5, on remarque une déformation (75) de l'extrémité de l'embout (2X, cette déformation, provoquée par un marquage à la masse ou tout autre moyen, constitue un élargissement de l'extrémité après que la bague 10 a été enfilée sur l'embout (2).
Sur les figures 8 et 9, on trouve des représenta-
tions, respectivement une section méridienne et une vue en bout, d'une bague à contour externe sphérique (10), dans une réalisation o cette bague comporte sur une partie (76) de son contour interne cylindrique (26) une pluralité de stries circulaires (77), de même profil que les stries portées par le contour externe de l'embout mâle. Ces stries (77) sont ici tracées sur la partie interne (76) de la bague dont le contour
externe porte des rainures longitudinales (23).
Quel que soit le métal avec lequel est faite la bague (10), acier inoxydable ou bronze ou autre alliage de qualité marine, ces stries procurent une fixation de la bague sur l'embout mâle meilleure que ne le donnerait un contour cylindrique sans strie. Par contre, l'étanchéité entre la bague et l'embout mâle est assurée par le contact de la
partie cylindrique (78), complémentaire de la partie cylin-
drique striée (77), et qui repose sur le contour externe strié
de l'embout mâle.
Sur les figures 10 et 11, on trouve des représenta-
tions, respectivement une section méridienne et une vue en bout, d'une bague (10) dont une partie (76) du contour interne (26) porte des stries (77), cette partie interne (76) de la bague étant celle à laquelle correspond sur le contour externe la zone sur laquelle sont tracées les rainures longitudinales (23). Deux de ces rainures (23) sont prolongées par une fente (79) jusqu'à la partie interne (26), cette fente (79) ayant
une largeur inférieure à la largeur de la rainure (23).
Les figures 12 et 13 donnent les mêmes représenta-
tions que les figures 10 et 11 avec des fentes (79) de même
largeur que les rainures (23).
Mise en place et serrage du connecteur Préliminairement à la connexion, on fixe sur les extrémités de conduites à connecter, par exemple par soudure, un embout male (2) d'une part et un embout femelle (3) d'autre part. Sur l'embout mâle sont alors enfilées différentes pièces annulaires, pour les réalisations selon la figure 1 les pièces (12), U3)et(16), pour les réalisations selon la figure 2 la pièce (12) et pour les réalisations selon la figure 5 la pièce (12) avec l'ensemble des pistons (37)
tiges (39) et de la bague (40) avec la jupe cylindrique (41).
La bague sphérique est ensuite enfilée de façon coulissante et l'extrémité de l'embout est marquée, ce qui en provoque la
surépaisseur (75).
Sur l'embout femelle est enfilé et mis en position
d'appui sur la partie (73), l'ensemble des coins (45), main-
tenus à la fois par la bague annulaire (46) et l'ensemble des ailettes (49) qui y sont fixées et par le lien élastique
annulaire (52).
On rapproche alors les embouts et on fait pénétrer l'embout (2) dans l'embout (3) jusqu'à ce que la bague (10)
repose sur la partie tronconique (6).
Il est alors possible d'ajuster la position de
l'embout (2) dans l'embout (3) longitudinalement par coulisse-
ment de l'embout (2) dans la bague sphérique (10) et en orientation par rotation de la bague sphérique sur sa partie tronconique, si bien que le blocage de la bague sphérique (10) sur l'embout (2) et le serrage de cette bague sur sa partie tronconique pour assurer une connexion étanche ne sont déclenchés au moyen du dispositif hydraulique qu'après avoir obtenu le meilleur ajustement des deux embouts entre eux, ce qui a pour avantage de réduire considérablement les tensions
dans les conduits, or l'on sait que les tensions sont généra-
lement à l'origine des amorces de criques dans le métal, par
o la corrosion est initiée.
On met alors l'orifice (68) en communication avec le générateur de liquide hydraulique sous pression, ce qui
provoque le déplacement des pistons (33) vers l'embout (3).
La partie tronconique (43) de la jupe (41) entre en contact avec la partie tronconique (59) des coins (45). Ces parties font un angle de 4 avec l'axe de l'embout (3). Par ailleurs, les coins (5) entrent en contact par leur partie tronconique interne (60) avec la partie tronconique (73) de l'embout (3) et avec la face (12') de la pièce annulaire (12) orientée vers l'embout (3) par le moyen des facettes
* planes (56) perpendiculaires à l'axe.
- La composition des forces développées sur les coins (45) conduit à exercer entre la pièce annulaire (12) et l'embout (3) un effort dont la mesure est 5 à 6 fois la mesure de l'effort développé pour l'ensemble des cylindres (37) et
pistons (38), en tenant compté du coefficient de frottement.
Comme la surface de contact à 40 entre la jupe (41) et les coins (45) est notablement inférieure à l'angle limite de glissement qui est de l'ordre de 60, le verrouillage ainsi réalisé est stable et irréversible. Le déverrouillage pourra être provoqué seulement par une inversion de l'action du fluide hydraulique sur l'ensemble des pistons (38) au moyen
des orifices (69).
Pour de nombreuses utilisations, notamment sur le sol à l'air libre, après ajustement longitudinal et angulaire, il ne subsiste pas de tension notable dans les éléments de conduites raccordées et, au cours du processus de connexion,
la fixation de la bague sphérique à contour interne cylin-
drique lisse sur le contour externe strié de l'embout mâle
s'effectue de façon satisfaisante.
Pour satisfaire aux conditions d'emploi les plus générales, on utilise des bagues sphériques dont le contour interne cylindrique porte des stries circulaires de même profil que les stries portées par le contour extérieur de l'embout mâle et ceci quel que soit le métal employé pour la bague: acier inoxydable, bronze ou tout autre alliage de
qualité marine.
Avec de telles bagues, au cours de la connexion, de l'eau sous pression élevée reste isolée dans des espaces annulaires délimités par les stries portées par les deux pièces en présence. Cette eau, mise ultérieurement en
communication, même malaisée, avec un espace à pression infé-
rieure, augmente de volume ce qui peut être nuisible à l'étan-
chéité de la connexion. Pour pallier à cette difficulté, l'ensemble des stries est mis en communication avec le contour externe de la bague par des fentes, prolongement des rainures
longitudinales externes déjà tracées sur la bague.
Avec les bagues à stries internes, la fixation est assurée par la partie striée et l'étanchéité est garantie par le contact de la partie interne cylindrique sur le contour
externe de l'embout.
Le verrouillage stable réalisé sous l'action d'un
fluide hydraulique constitué avec les possibilités d'ajuste-
ment longitudinal et en orientation rend possible l'utilisa-
tion du connecteur selon la figure 5 par fonds marins
importants.
Après déverrouillage, on peut obtenir un réajuste-
ment angulaire, on ne peut plus réaliser d'ajustement longitu-
dinal; en tous cas, on peut démonter et récupérer les divers
éléments de la canalisation de façon simple et pratique.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées, et sans que
l'on s'écarte pour cela du cadre de l'invention.
Claims (8)
1 - Dispositif pour connecter l'extrémité d'une première conduite avec l'extrémité d'une seconde conduite, comprenant - - un embout maile (2) fixé sur l'extrémité de la première conduite et comportant sur son contour externe une pluralité de stries annulaires (4), - un embout femelle (3) fixé sur l'extrémité de la seconde
conduite et comportant à partir de son orifice, succes-
sivement, une partie annulaire cylindrique (5), une partie annulaire tronconique convergente (6) et une
partie annulaire tronconique divergente (7) dont l'extré-
mité est raccordée à une partie cylindrique (9) de même diamètre que la seconde conduite, la partie annulaire cylindrique (5) ayant une longueur (x) peu inférieure au rayon R du cylindre multiplié par la tangente du demi angle entre une génératrice du cone de la partie tronconique (6) et l'axe de cette partie tronconique (6), - une bague (10) à contour externe sphérique (11) dont le diamètre externe est à peine inférieur au diamètre interne de la partie cylindrique de l'embout femelle (3) et dont le contour interne cylindrique (26) est muni de moyens de fixation par déformation plastique sur le contour externe de l'embout maile (2), le contour externe sphérique (11) comportant une gorge annulaire étroite (21) centrée sur le plan de raccordement (22) entre les parties annulaires cylindrique (5) et tronconique (6) internes de l'embout femelle (3) et une pluralité de rainures longitudinales radiales (23) s'étendant entre la gorge annulaire (21) et l'extrémité de la bague orientée vers l'embout mâle (2), la gorge annulaire (21) et les rainures longitudinales (23) ayant pour fond (25) des éléments d'une même surface cylindrique coaxiale du conduit interne (26) de la bague (10),
- - et un moyen d'exercer sur la bague un effort longitudi-
nal parallèle à l'axe dans le sens allant de l'embout
mâle vers l'embout femelle.
2 - Dispositif selon la revendication 1 dans lequel le moyen d'exercer sur la bague sphérique un effort longitudinal
est un moyen mécanique.
3 - Dispositif selon la revendication 2 dans lequel le moyen mécanique est constitué par une association vis-écrou, la vis étant représentée par un filetage hélicoïdal (17') tracé sur le contour extérieur de l'extrémité de l'embout femelle (3) et l'écrou (16) étant représenté par une pièce annulaire munie d'un filetage interne (17) homologue du filetage (17') de la vis, cette pièce annulaire prenant appui sur la bague sphérique (10) par l'intermédiaire d'une pièce annulaire (12) à contour interne constitué par une calotte sphérique (-12') de même rayon que le contour externe de la bague sphérique (10) et une rondelle (13) faite d'une matière facilitant le glissement en même temps
que la transmission de l'effort.
4 - Dispositif selon la revendication 2 dans lequel le moyen mécanique est constitué par un assemblage de deux colliers, un premier collier (29) fixe sur l'extrémité de l'embout femelle (3) et un second collier mobile (12) prenant
appui sur la bague sphérique (10) par une surface annu-
laire (12') à contour interne sphérique de même rayon que le contour externe de la bague sphérique, les deux brides étant percées d'orifices (27) se correspondant pour une pluralité de goujons (30) régulièrement espacés, chaque goujon (30) étant muni d'un écrou (31) et (32) à chaque extrémité. - Dispositif selon la revendication 1 dans lequel le moyen d'exercer sur la bague sphérique un effort longitudinal
est hydraulique.
6 - Dispositif selon la revendication 5 dans lequel le moyen hydraulique d'exercer sur la bague sphérique (10) un effort longitudinal est constitué par l'association d'un anneau (12) prenant appui sur la bague sphérique (10) par une partie annulaire sphérique interne (12') et d'une jupe (41) cylindrique munie vers l'embout mâle (2) d'un fond annulaire (40) percé d'un orifice de diamètre supérieur au diamètre extérieur de l'embout mâle (2), cette jupe (41) prenant appui sur une partie tronconique (73) tracée sur le contour extérieur de l'embout femelle (3) et orientée
vers la seconde conduite par l'intermédiaire d'une plura-
lité de coins (45Y prenant appui d'une part sur ladite partie tronconique (73) tracée sur le contour externe de l'embout femelle (3) et d'autre part sur une surface tronconique (42') interne de la jupe (41), l'angle au sommet de ladite partie tronconique (73) étant supérieur à l'angle au sommet de ladite surface tronconique interne
(42') de la jupe (41), l'anneau (12) coulissant à l'inté-
rieur de la jupe (41) à laquelle il est relié par au moins trois vérins hydrauliques, chacun de ces vérins comportant une tige (39) fixée d'une extrémité au fond annulaire (40) de la jupe cylindrique (41) et de l'autre extrémité à un piston (38) mobile en translation dans un cylindre -(37)
découpé dans la masse de l'anneau (12).
7 - Dispositif selon la revendication 1 dans lequel les moyens de fixation par déformation plastique du contour interne (26) cylindrique de la-bague (10) sur le contour externe de l'embout mâle (2) comprennent une pluralité de stries circulaires (77), de même profil que les stries (4) portées par le contour externe de l'embout mâle (2), et tracées sur une partie (76)-du contour interne (26)
cylindrique de cette bague (10).
8 - Dispositif selon la revendication 7 dans lequel les stries circulaires (77) sont tracées sur le contour interne cylindrique de la bague à contour extérieur sphérique (10), sur la partie portant sur le contour externe des rainures
longitudinales (23) radiales.
9 - Dispositif selon la revendication 8 dans lequel au moins une rainure longitudinale radiale (79) est prolongée jusqu'au contour interne cylindrique de la bague, au moins
sur une partie de la largeur de cette rainure.
- Dispositif selon la revendication 8 dans lequel au moins une rainure longitudinale radiale (79) est prolongée jusqu'au contour interne cylindrique de la bague, sur la
largeur de cette rainure.
Nbre de feuillets 20 Société anonyme dite z
SOCIETE NATIONALE ELF AQUITAINE
(PRODUCTION)
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