FR2516629A1 - Dispositif pour amortir les trepidations de conduites tubulaires - Google Patents

Dispositif pour amortir les trepidations de conduites tubulaires Download PDF

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Abstract

DISPOSITIF POUR AMORTIR LES TREPIDATIONS DE CONDUITES TUBULAIRES COMPORTANT UN PISTON AMORTISSEUR 2 DANS UN AGENT AMORTISSEUR VISCO-ELASTIQUE 1 QUI SE TROUVE DANS UN POT AMORTISSEUR 3 ; LE PISTON AMORTISSEUR 2 PEUT DE CE FAIT SE DEPLACER DE FACON IDENTIQUE DANS LES TROIS DIRECTIONS SPATIALES, DANS LA LIMITE DEFINIE PAR LE POT AMORTISSEUR 3.

Description

Dispositif~pour c.mor+jr les trépidations de conduites tubulaires.
La présente invention concerne un dispositif pour amortir les trépidations de conduites tubulaires pour protéger des conduites tubulaires contre des mouvements inadmissibles sans cependant empêcher des mouvements tolérés.
Des déviations inadmissibles de conduites tubulaires apparaissent par suite d'une excitation intérieure et extérieure lors de conditions de fonctionnement particulières et de perturbations. Les forces intérieures peuvent par exemple être des chocs de pression et les excitations extérieures peuvent être par exemple des tremblements de terre.
Des mouvements tolérés pour des conduites tubulaires proviennent par exemple de dilatations thermiques.
Pour protéger les conduites tubulaires contre des mouvements inadmissibles on utilise actuellement des amortisseurs dits "dash-pots". Ils fonctionnent principalement suivant deux principes de travail.
Les "dash-pots" hydrauliques utilisent l'effet d'etranglement d'un Équide hydraulique lors de la traversée de parties de section transversale réduite, ces "dashpots" foirant des soupapes d'étranglement d'un piston, bai gné de tous cotés par le liquide, lors de mouvements rapides. Il existe de ce fait un couplage de rigidité relativement importante entre l'environnement et la tige de piston couplée à la conduite tubulaire.
Dans le ces de "dash-pots" mécaniques on utilise l'inertie de rotation d'une masse pour verrouiller une bielle fixée sur la conduite tubulaire.
Etant donné que les "dash-pots" n'ont qu'une direction d'action, il est nécessaire pour protéger la conduite tubulaire suivant les trois directions spatiales x, y, z d'utiliser trois "das-pots". Les couplages individuels entre l'environnement et les "dash-pots" ainsi qu'entre ceuxci et la conduite tubulaire se composent de pattes de raccordement, d'oeillets d'articulation, de tiges de couplage et de boulons d'ajustage, des angles de charge oblique maximum devant être respectés pour des raisons de construction afin qu'aucun moment de flexion ne soit transmis aux " ash- pots". En raison de leur principe physique, une fois que la force de décollement hors de la position de repos a été dépassée les "dash-pots" nécessitent une vitesse de déplacement ou une accélération minimale. tors de m.ouvements inad- missibles, jusqu'au blocage il faut d'abord parcourir un trajet de bielle, comprenant des jeux de fabrication, le trajet de réponse et la déformation élastique du "dash-pot".
Après un blocage, le mécanisme doit supprimer automatique- ment le blocage après un certain temps, une fois que les efforts ont disparu.
En raison de fuites au niveau des dispositifs d'étanchéité des bielles, la quantité de remplissage minima- le doit être contrôlée dans les "dash-pots" hydrauliques.
Les parties en mouvement des "dash-pots" hydrauliques et mécaniques sont soumises à une usure qui peut agir défavorahlement sur leur efficacité de fonctionnement. Les "dashpots" opposent des mouvements de bielle lents à de faibles forces de frottement provenant de la construction.
L'invention se propose de fournir un dispositif pour amortir les trépidations de conduites tubulaires qui ne présente pas les inconvénients décrits et qui, surtout, peut se déplacer de façon généralement identique dans les trois directions spatiales.
Ce problème est résolu suivant l'invention grâce au fait qu'un piston amortisseur est plongé dans un agent amortisseur visco-élastique se trouvant dans un pot amortisseur.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de réalisation de l'invention.
La figure 1 représente un dispositif d'amortissement connu avec des freins de choc
la figure 2 représente un dispositif d'amortissement suivant l'invention
la figure 3 représente une variante de la figure 2 ; et
les figures 4 à 7 représentent des exemples d'utilisation pour des dispositifs suivant les figures 2 ou 3.
La protection tridimensionnelle représentée sur la figure 1 d'un coude tubulaire à l'aide de "dash-pots" est un exemple de l'état de la technique mentionné ci-dessus.
Par contre, suivant l'invention un agent viscoélastique 1, par exemple un bitume ou une huile au silicone, est placé dans un pot amortisseur 3 dans lequel est plongé un piston amortisseur 2 (figure 2).
L'action d'un tel amortisseur de conduite tubulaire repose sur des processus rhéologiques dans la masse viscoélastique de l'agent amortisseur 1. Il est constitué, de façon simple, par un piston amortisseur 2 déplacé dans un agent amortisseur 1, sans autres parties à ajuster. Le piston amortisseur 2 peut se déplacer de la même façon en général dans les trois directions spatiales x, y, z, jusqu'aux parois du pot amortisseur 3. L'agent amortisseur 1 est en général une substance visco-élastique possédant un module d'élasticité complexe.
Avec les surfaces de cisaillement et de déplacement, déterminées suivant l'application, du piston amortisseur 2, on obtient dans les trois directions spatiales une rigidité de ressort complexe dépendant de la fréquence de l'amortisseur de conduite tubulaire, avec des parties qui sont plus élastiques et/ou qui amortissent plus. Etant donné que le piston amortisseur 2 est toujours engagé dans l'agent amortisseur 1, l'amortisseur de conduite tubulaire peut répondre sans jeu et sans temps mort.
Un espace annulaire existant entre le piston amortisseur 2 et le pot amortisseur 3 est recouvert, pour le protéger contre les saletés, d'un manchon élastique 5 fixé sur les deux éléments. Le pot amortisseur 3 et le piston amortisseur 2 sont couplés avec des points de fixation prédéterminés, par l'intermédiaire de vis 6.
La liberté de mouvement radiale 7 du piston 2 est au moins égale à la liberté de mouvement axiale 8.
En raison de la dépendance de la rigidité de ressort complexe vis-à-vis de la fréquence et de la vitesse de déformation, et en raison de sa constitution interne, le nouvel amortisseur de conduite tubulaire présente les caractéristiques suivantes
- forces de maintien en cas de choc dans les trois directions spatiales,
- amortissement de trépidations de fonctionnement dans les trois directions spatiales,
- forces de rappel plus faibles dans le cas de mouvements lents dans les trois directions spatiales,
- aucune transmission de forces statiques.
Si l'amortisseur de conduite tubulaire doit également supporter des charges statiques, par exemple la quotepart du poids de la conduite tubulaire, dans une variante du mode de réalisation représenté sur la figure 2, dans le dispositif constitué par l'agent amortisseur 1, le piston amortisseur 2 et le pot amortisseur 3, on utilise un ressort 4 qui peut entourer le piston amortisseur en se présentant sous la forme d'un ressort de pression hélicoldal. Ce ressort 4 se trouve également partiellement dans l'agent amortisseur 1.
Les amortisseurs de conduite tubulaire doivent fonctionner efficacement sur plusieurs dizaines d'années. Ceci est obtenu grâce à la constitution simple du point de vue de la construction, d'où découlent une sécurité vis-à-vis des fuites et une absence d'entretien. Les agents amortisseurs utilisés résistent au vieillissement.
En raison de l'action spatiale des forces de maintien de l'amortisseur de conduite tubulaire, il ne nécessite aucun couplage articulé avec la conduite tubulaire. De ce fait il peut être couplé, directement et/ou par l'intermédiaire de consoles rigides, à l'environnement ainsi qu'à la conduite tubulaire, au moyen de vis 6.
Comme le montrent les exemples d'utilisation des figures 4 à 7, l'axe de symétrie de l'amortisseur de conduite tubulaire n'a pas besoin de coïncider avec la déviation inadmissible supposée de la conduite tubulaire étant donné que les forces de maintien de l'amortisseur de conduite tubulaire agissent dans les trois directions spatiales.
Lors de l'utilisation du nouvel amortisseur de conduite tubulaire suivant l'invention, on réalise des économies, allant jusqu'à 80 , par rapport à la construction antérieure décrite ci-dessus avec des "dash-pots". Ces économies proviennent
- du nombre réduit d'éléments pour protéger la conduite tubulaire contre des déviations inadmissibles suivant trois dimensions,
- de la constitution simple, sans entretien et avantageuse du point de vue cout, de l'amortisseur de conduite tubulaire, et
- de l'amortissement supplémentaire de trépidations provenant du fonctionnement et d'autres charges du système de conduite tubulaire.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation de l'exemple décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela du cadre de l'invention.

Claims (8)

REVENDICATIONS
1. Dispositif pour amortir les trépidations de conduites tubulaires, caractérisé en ce qu'un piston amortisseur (2) est plongé dans un agent amortisseur visco-élasti- que (1) se trouvant dans un pot amortisseur 3
2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la liberté de mouvement radiale (7) est au moins égale à la liberté de mouvement axiale (8).
3. Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le piston amortisseur (2) possède différentes géométries, ses surfaces de cisaillement et de déplacement étant adaptées à l'application respective.
4. Dispositif suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le piston amortisseur (2) est entouré par un ressort hélicoldal (4) dont l'inertie est adaptée au poids de la conduite tubulaire à recevoir.
5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'agent amortisseur (1) est constitué par du bitume.
6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'agent amortisseur (1) est constitùé par de l'huile au silicone.
7. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un intervalle annulaire existant entre le piston amortisseur (2) et le pot amortisseur (3) est recouvert par un manchon élastique (5).
8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le piston amortisseur (2) et le pot amortisseur (3) sont couplés à des points de fixation au moyen de vis (6).
FR8208757A 1981-11-19 1982-05-19 Dispositif pour amortir les trepidations de conduites tubulaires Pending FR2516629A1 (fr)

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