FR2540223A1 - Joint d'etancheite verrouille a deviation angulaire pour tuyaux et raccords tubulaires en fonte a emboitement - Google Patents

Abstract

Joint d'étanchéité verrouillé autorisant des déviations angulaires entre un tuyau T1 à extrémité mâle 1 et un raccord R1 à emboîtement 4, avec interposition d'une rondelle d'étanchéité 3 comprimée radialement. Sur le pourtour de l'emboîtement 4 prennent appui des segments annulaires 15 de verrouillage ceinturés par une couronne unique 21. Les segments annulaires 15 sont traversés par des boulons 24 prenant eux-mêmes appui sur l'extrémité mâle 1 par l'intermédiaire d'une bride folle 10, d'une bague d'arrêt 5 et d'une protubérance radiale 2 sur l'extrémité mâle 1. Application au verrouillage de tuyaux et raccords tubulaires en fonte et fonte ductile, de grands diamètres, avec plus grandes facilités de moulage et de montage des pièces de verrouillage 15. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

La présente invention est relative à un joint d'étanchéité verrouille s'adaptant sur des produits tubulaires en fonte à emboîtement et bout mâle pour canalisations de grands diamètres notamment au moins égaux à 1000 mm. L'invention concerne plus particulièrement un assemblage ou joint verrouillé autorisant des déviations angulaires entre les pièces tubulaires assemblees, au droit de l'assemblage. L'invention s'applique principalement à des jonctions entre tuyaux et raccords, mais aussi entre tuyaux dès lors que ces derniers comportent une extrémité mâle cylindrique pénétrant à l'intérieur d'une garniture annulaire élastique d'etanchéité logée dans un emboîtement de raccord ou de tuyaux. La zone de contact entre la garniture d'étanchéité et le bout mâle d'un tuyau sert, en quelque sorte, de pivot à la déviation angulaire.

On connaît par les brevets FR-A 2 030 109 et FR-A 2 165 391 un joint d'étanchéité verrouillé entre tuyaux en fonte à bout mâle et à emboîtement susceptible de déviations angulaires, et résistant à des pressions internes élevées et à des efforts de déboîtement également élevés, ce joint comportant un dispositif de verrouillage à protubérance circulaire ou cordon de soudure sur le bout mâle, une bague d'arrêt fendue en matériau rigide prenant appui sur cette protubérance circulaire avec effet de constriction du bout mâle sur la périphérie de la bague d'arrêt, une contre-bride annulaire enveloppant celle-ci et s'appliquant sur elle suivant une surface de contact en zone sphérique commune à la contre-bride et à la bague d'arrêt, ladite contre-bride étant en outre en prise sur l'emboîtement de l'autre tuyau du joint par des boulons.

La contre-bride unique des-brevets précédents peut être, comme connu par le brevet US-A 3 720 428, scindée en deux brides réunies par boulons, l'une prenant appui sur ladite bague d'arrêt qui entoure le bout mâle d'un tuyau, l'autre prenant appui sur l'emboîtement de l'autre tuyau.

Or, lorsque les diamètres des pièces tubulaires atteignent et dépassent 1000 mm, il devient très difficile de mouler sans défaut de telles brides : un nombre important de brides ainsi moulées doivent être rébutées pour cause de voilement et/ou de tolérances dimensionnelles trop larges, défauts pouvant avoir pour conséquences un verrouillage inefficace.

Pour des canalisations de grands diamètres, il est donc avantageux de morceler ou fragmenter la bride prenant appui sur I'emboi- tement en un certain nombre de pièces réparties sur le pourtour de l'emboîtement, comme cela est prévu dans un récent brevet déposé en
France sous n0 PV 83 00 896, en date du 19/01/1983.

Suivant ce récent brevet, la pièce d'appui sur l'emboîtement est fragmentée en cales à un seul boulon interposées entre l'emboîtement et une couronne périphérique ceinturant les cales et unifiant en quelque sorte cet ensemble d'appui sur l'emboîtement. Avantageusement, ces cales peuvent être uniformément ou inégalement réparties sur le pourtour de l'emboîtement en fonction de la répartition des efforts de verrouillage à exercer sur tout le pourtour. Pour de grands diamètres, ces cales à un seul boulon sont nombreuses. Or, leur montage peut poser des difficultés lorsqu'il doit s'effectuer dans le sol, au fond d'une fouille de dimensions réduites, ou encore au-dessus du sol, de façon aérienne, dans un environnement peu confortable.Il est difficile en effet de maintenir provisoirement chaque cale dans la position qui lui est destinée sur le pourtour de l'emboîtement, avant le serrage définitif des boulons. C'est ainsi que l'on doit avoir recours à des artifices de maintien provisoire (points de soudure, par exemple).

Pour ces raisons, la Demanderesse s'est posé le problème de créer un joint d'étanchéité verrouillé de grand diamètre qui, côté emboîtement, offre des facilités de montage accrues, notamment dans les conditions de pose inconfortables précitées, tant dans le sol qu'au-dessus du sol, tout en garantissant les mêmes possibilités de déviation angulaire que les brevets antérieurs précités. En d'autres termes, l'invention pose le problème de créer des pièces de verrouillage aussi faciles à poser qu'une bride unie, tout en étant beaucoup plus faciles à mouler.

L'invention qui résout ce problème a pour objet un joint d'étanchéité verrouillé à déviation angulaire, du type précité comportant, d'une part, une pièce tubulaire en fonte à bout mâle pourvu d'un cordon de soudure circulaire, une bague d'arrêt fendue en matériau rigide appliquée sur ce cordon, une bride folle en fonte appliquée sur ladite bague d'arrêt suivant une surface de contact commune en forme de zone sphérique et, d'autre part, une pièce tubulaire en fonte à emboîtement à protubérance radiale périphérique entourée d'une multiplicité de pièces de verrouillage en prise sur ladite protubérance d'emboîtement, ladite multiplicité de pièces de verrouillage étant ceinturée par une couronne unique, et lesdites pièces de verrouillage étant réunies à ladite bride folle appliquée sur ladite bague d'arrêt, par des boulons, ce joint étant caractérisé en ce que lesdites pièces de verrouillage en prise sur l'emboîtement entre ledit emboîtement et ladite couronne unique ceinturant lesdites pièces de verrouillage sont des segments annulaires traverses par plusieurs boulons et comportant sur leur périphérie au moins une surface d'appui coopérant avec ladite couronne, et, du côté de l'emboîtement, des surfaces d'appui s'appliquant sur la protubérance périphérique de l'emboîtement, lesdits segments circulaires étant répartis uniformément sur tout le pourtour de l'espace annulaire compris entre ladite couronne et ledit emboîtement.

Grâce à cet agencement, on utilise des segments annulaires faciles à mouler, même avec de grands rayons de courbure correspondant à de grands diamètres, et faciles à poser notamment quand la pièce à emboîtement est un raccord à deux emboîtements, puisqu'ils peuvent être introduits à leur emplacement par simple rapprochement radial vers l'emboîtement, et faciles à poser encore dans les environnements peu confortables, au-dessus ou en-dessous du sol, puisqu'avant même le montage des boulons, ils peuvent se maintenir provisoirement par leurs surfaces d'appui sur l'emboîtement et sur la couronne qui les ceinture.

Suivant un mode d'exécution, lesdits segments annulaires sont des segments de jupe à nervures radiales, le rôle de ces derniers étant de servir d'appui contre la protubérance circulaire du tuyau sur lequel lesdits segments s'accrochent et de conférer ainsi à ces derniers une rigidité optimale, mais surtout sans excès afin de ne pas compromettre l'élasticité indispensable pour leur adaptation aux tolérances de réalisation de la protubérance circulaire sur laquelle ils s'appuient.

Suivant un autre mode d'exécution, lesdits segments annulaires sont en forme de secteurs ondulés, à ondulations trapézoîdales qui confèrent auxdits segments, de par leur géométrie, une élasticité accrue par rapport à l'exemple précédent, c'est-à-dire que ces
derniers se prêteront davantage à la conformation et aux tolérances de
la protubérance circulaire sur laquelle ils s'accrochent.

D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la
description suivante en se référant aux dessins annexés, donnes à
titre d'exemple et qui représentent
- Fig. 1 : en coupe longitudinale, par un plan radial axial, un joint
verrouillé avec, selon l'invention, un secteur de contre-bride et
une couronne de maintien ;
- Fig. 2 : une coupe transversale partielle suivant la ligne 2-2 de
la Fig.l ;
- Fig. 3 : d'une façon analogue à la Fig. 1, un joint verrouillé
équipant chacune des extrémités d'un raccord ;
- Fig. 4 : en perspective, un détail d'un secteur de contrebride du
joint selon 2-2 de la Fig. 1 et sans boulon ni écrou ;
- - Fig. 5 : les éléments du joint de la Fig. 4 rapprochés avant
assemblage ;
- Fig. 6 : en coupe longitudinale, par un plan radial axial, une
variante de la Fig.l avec secteur de contre-bride ondulé ;
- Fig. 7 : une coupe transversale partielle suivant la ligne 4-4 de
la Fig.3.

- Fig. 8 : d'une façon analogue à la Fig. 6 et selon cette variante,
un joint verrouillé sur chacune des extrémités d'un raccord ;
- Fig. 9 : en perspective, un détail du secteur ondulé de contre
bride, selon 7-7 de la Fig. 6, et sans boulon, ni écrou ;
- - Fig. 10 : d'une façon identique à la Fig. 9, les éléments du joint
rapprochés avant assemblage.

Selon l'exemple d'exécution représenté aux Fig. 1 et 2 et
concernant un joint entre un tuyau T1 et un raccord (ou tuyau) R1,
l'extrémité mâle 1 du tuyau T1 comporte une protubérance annulaire 2,
par exemple constituée par un cordon de soudure circulaire ferme sur lulumeme ou interrompu, ladite extrémité mâle 1 étant introduite à
l'intérieur d'une garniture élastique d'étanchéité 3 logée dans
l'emboîtement 4.Sur l'extremite mâle 1, il est aussi prévu une bague
d'arrêt 5, en métal de preference, fendue sur toute sa largeur
annulaire suivant une ligne parallèle à son axe de révolution afin de
lui conférer une certaine aptitude à l'expansion diamétrale
indispensable pour son montage et lui offrir la possibilité ensuite de se rétracter et de se conjuguer intimement avec le fût de l'extrémité mâle 1 du tuyau T1. Cette bague prend appui par sa face plane 6 orientée vers la tranche 7 du tuyau 1, sur l'arrière de la protubérance circulaire 2, c'est-à-dire sur la portée annulaire de cette dernière la plus éloignée de le tranche 7.

A l'opposé de sa face plane 6, la bague d'arrêt 5 comporte une portée circulaire et sphérique 8 de rotation sur laquelle vient prendre appui le contre-profil 9 d'une bride folle 10 et dans laquelle ont été également prévus des trous 11 de boulons équirépartis circonférenciellenent et par rapport à son centre ; chaque trou deboulon 11, d'axe X-X parallèle à l'axe T-T du tuyau T1, est légèrement tronconique, le plus grand diamètre de ce trou étant oriente côté plan de joint du raccord et la sortie opposée à ce trou comportant une excavation sphérique 12 d'appui (ou portée sphérique).

L'emboîtement 4 du raccord R1 (ou tuyau) comporte comme connu extérieurement une protubérance cylindrique 13 et un versant d'appui tronconique 14, et intérieurement, au fond de la chambre logeant le bout mâle 1, des bossages de butées 71 pour la tranche d'extrémité 7 du bout mâle 1.

Selon l'invention (Fig. 1 à 5), on dispose, coaxialement à la protubérance cylindrique 13 et au versant d'appui tronconique 14, une contre-bride circulaire fractionnée en plusieurs segments adjacents 15, un léger jeu J entre chacun de ces segments étant prévu pour leur permettre de mieux s'appliquer sur les surfaces conjuguées 13 et 15 comme on va le voir ci-après. Chaque segment circulaire 15 s'étend donc sur une fraction de circonférence d'autant plus faible que le diamètre de l'emboîtement est plus élevé.Chaque segment circulaire 15 comporte une jupe extérieure 15a à surface d'appui périphérique tronconique 23, rabattue, côté opposé à la tranche 30 d'emboîtement, vers l'axe T-T du tuyau T pour former, selon un plan perpendiculaire à cet axe, une aile 15b d'un L comportant, équirépartîs sur une portion de cercle Y-Y coaxial à la jupe 15a, un certain nombre de trous de boulons 18 d'axes Y-Y perpendiculaires au plan de l'aile 15b. Du côte du petit diamètre de la surface tronconique 23 de la jupe 15a, celleci est renforcée par des nervures radiales internes 15c normales à la jupe 15a et régulièrement espacées dans les intervalles entre chaque trou.Les nervures internes 15c présentent des surfaces d'appui internes 16 situées sur un cylindre théorique de même axe et de même diamètre que la protubérance 13 de l'emboîtement avec laquelle elles coopèrent, c'est-à-dire sur laquelle elles sont destinées à prendre appui. L'aile 15b présente également une surface d'appui interne oblique 17 conjuguée du versant tronconique 14 de l'emboîtement et destinée à prendre appui sur celui-ci.

Chaque trou de boulon 18, qui a un axe orienté selon une ligne X-X parallèle à l'axe longitudinal du raccord R1 (ou tuyau), est légèrement tronconique, le plus grand diamètre de ce trou étant orienté vers la bride folle 10 équipant le tuyau T1, et la sortie opposée de ce trou sur l'aile 15b comportant une excavation sphérique 19 (ou portéespherique) dans laquelle a été également pratique, côté génératrice extérieure de la contrebride 15, un méplat 20.

L'extérieur de la contre-bride formée par les secteurs 15 a un profil tronconique et le plus petit diamètre de ce profil est orienté vers la bride folle 10.

Selon l'invention également, on dispose concentriquement autour des secteurs 15 formant la contre-bride une couronne de maintien 21, cylindrique extérieurement et tronconique intérieurement, ce dernier profil tronconique 22 venant épouser en conjugaison le contreprofil 23 des secteurs 15, le petit diamètre des surfaces 22 et 23 étant du côté de la tranche extérieure 30 de l'emboîtement qui fait face à la bague d'arrêt 5 et à la bride folle 10.

Comme moyen de liaison et de verrouillage axial entre la bride folle 10 et les secteurs 15 pris en sandwich entre les profils 13 et 14 de l'emboîtement 4 et le profil 22 de la couronne de maintien 21, on utilise des boulons 24 d'axes X-X comportant une tête a portée sphérique 25 et à méplat 26 qui épousent respectivement les contre-profils à portée sphérique 19 et à méplat 20 des trous de boulons 18 des secteurs 15. Les boulons 24 sont engagés par les trous 18 puis, successivement, dans les trous de boulons 11 correspondants de la bride folle 10. Les boulons 24 comportent des écrous 27 à portée sphérique 28 prenant appui en conjugaison sur les profils 12 de la bride folle 10.

Sous l'effet du serrage des boulons 24, les secteurs 15, interposés entre la couronne 21 et la protubérance circulaire de l'emboîtement 4 du raccord R1, prennent appui respectivement par les surfaces portantes 16 et 17 sur les surfaces d'appui 13 et 14 de l'emboîtement 4, tandis que la bride folle 10 s'arc-boute par sa surface d'appui 9 sur la surface correspondante 8 de la bague d'arrêt 5 butée sur la protubérance circulaire 2 solidaire de l'extrémité mâle 1. Pendant cette opération, la couronne de maintien 21 des secteurs 15 supporte les efforts radiaux et empêche l'expulsion des secteurs 15 vers l'extérieur, hors de l'emboîtement 4. En d'autres termes, lacouronne 21 empêche que les secteurs 15 ne perdent prise sur le versant 14 de l'emboîtement et n'échappent ainsi à l'emboîtement 4 par glissement sur le versant tronconique d'appui 14.

Le profil interne et tronconique d'appui 22 de Is couronne 21 s'applique d'autant plus fortement sur la surface d'appui 23 des secteurs 15 que l'on serre davantage les boulons 24. Quant aux profiîstronconiques des trous de boulon 11 et 18 combinés avec les portées sphériques respectives 12 et 19, ils autorisent un certain débattement angulaire de chaque boulon 24 lorsque le tuyau T1 et le raccord R1 sont soumis à une déviation angulaire au droit de la garniture d'étanchéité 3, les surfaces sphériques 8 et 9 conjuguées de la couronne 5 et de la bride folle 10 jouant dans ce cas le rôle de rotule.

Montage du joint :
Comme connu, on monte au préalable sur le bout mâle 1 libre la bride folle 10 puis la bague d'arrêt fendue 5 derrière le cordon de soudure annulaire 2 qui sert d'appui à la bague 5. Puis on introduit le bout mâle 1 du tuyau T1 à l'intérieur de l'emboîtement 4 du raccord
R1, coaxialement à celui-ci, en lui faisant traverser la garniture d'étanchéité 3 jusqu'à ce que la tranche d'extrémité 7 du bout mâle 1 bute contre les bossages 71 du fond de l'intérieur de l'emboîtement 4.

Conformément à l'invention, on effectue le verrouillage du joint de la manière suivante : On rapproche radialement un premier segment circulaire 15 de l'emboîtement 4 jusqu'à ce que sa surface d'appui 17 vienne s'appliquer sur le versant tronconique 14 de l'emboîtement et que les surfaces d'appui internes 16 des nervures radiales 15c viennent s'appliquer également sur la surface externe 13 de la protubérance d'emboîtement. On approche également la couronne 21 jusqu'à ce que sa surface interne tronconique 22 s'applique sur la surface tronconique périphérique 23 du premier segment circulaire 15
ainsi posé. On fait tourner le segment circulaire 15 ou bien la bride folle 10 jusqu'à ce que les trous de boulons 11 et 18 deviennent coaxiaux et l'on introduit les premiers boulons 24 que l'on serre
partiellement.

A A l'opposé du premier segment circulaire 15, on met en place de manière analogue un deuxième segment circulaire 15, diamétralement opposé au premier. On serre aussi partiellement les boulons. Puis, deproche en proche, sur toute la périphérie de l'emboîtement, on met en place les autres segments circulaires 15 qui comblent à peu près complètement l'espace annulaire entre la couronne 21 et l'emboîtement 4, aux jeux j près (Fig. 2), entre deux segments adjacents 15.

On remarque que, grâce à la combinaison des surfaces d'appui internes 14-17-13-16 et externes 22-23 de chaque segment circulaire 15 de l'emboîtement 4 et de la couronne 21, chaque segment 15 repose aisément sur l'emboîtement 4, à l'intérieur de la couronne 21, avant même l'introduction et le serrage des boulons 24.

Lorsque tous les segments 15 et tous les boulons 24 sont en place, on procède au serrage complet des boulons 24.

Grâce aux nervures espacées 15c des pièces de verrouillage 15, outre que les segments de verrouillage 15 restent légers, ils sont dotés d'une grande robustesse puisqu'ils sont renforcés par ces nervures 15c, tout en trouvant des appuis suffisants sous forme des tranches d'extrémité internes 16 des nervures de renforcement 15c. De plus, les jeux j entre segments 15 adjacents permettent des tolérances dimensionnelles sur le moulage des segments 15.Après serrage des boulons 24,~les surfaces d'appui 14 et 17, qui sont relativement fortement inclinées, offrent une excellent butée des pièces de verrouillage 15 contre l'emboîtement, donc une excellente prise de verrouillage, cependant que la faible inclinaison des surfaces tronconiques d'appui 22 et 23 de la couronne 21 et de chaque segment 15 produit un véritable effet de coin assurant un blocage parfait des différents segments 15 à l'intérieur de la couronne 21 et, par conséquent, produisant le même effet qu'une pièce annulaire unique de verrouillage qui prendrait appui sur l'emboîtement 4. En d'autres termes, l'ensemble de la couronne 21 et de la multiplicité de segments circulaires de verrouillage 15 se comporte après serrage des boulcns 24 comme un ensemble monobloc annulaire.

Bien entendu, grâce aux portées sphériques 20 et 25 et aux jeux des trous de boulons 11 et 18, les boulons 24, même serres complètement, permettent de légères déviations angulaires, d'une part, de l'ensemble bride 10bague 5-bout mâle 1 et, d'autre part, de l'ensemble emboîtement 4-segments 15 et couronne 21. Les déviations angulaires sont permises par les jeux radiaux ou espaces annulaires,d'une part, entre le bout mâle 1 et sa chambre de logement au fond de l'emboîtement 4 et, d'autre part, entre le bout mâle 1 et la bride folle 10. Ces déviations angulaires peuvent se faire en prenant appui sur la garniture d'étanchéité élastique 3 servant en quelque sorte d'articulation.

Selon un autre exemple d'exécution représenté aux Fig. 6 et 7, un joint verrouillé, qui comporte les même éléments de verrouillage combinés de la même manière et portant les mêmes repères que le premier exemple, est cependant doté de secteurs dits ondules 151 en lieu et place des secteurs 15. Les secteurs circulaires ondulés 151 ont pour particularité d'être dépourvus d'un segment de jupe périphérique 15a et d'avoir pour surfaces d'appui sur la couronne 21 et sur l'emboîtement 4 les sommets et les creux d'ondes.

Chaque secteur ondulé 151 est une fraction d'une couronne circulaire complète, dans les mêmes conditions que chaque segment arqué 15 de l'exemple précédent.

Plus en détail, sur un plan de coupe transversal par rapport à l'axe T-T, selon une ligne 7-7 de la Fig. 6, chaque secteur 151 venu de fonderie est forme d'au moins trois ondes successives de forme trapézoîdale dont les génératrices de sommet et de creux se situent sur deux surfaces théoriques S et S1 représentées en traits mixtes, coaxiales aux tuyaux T1, R1. En vue circonférentielle, le nombre d'ondes n'est pas obligatoirement un nombre entier. Chaque extrémité de secteur 151 se termine en général par environ un tiers à une moitié d'onde, de préférence en base de trapèze. Les sommets d'ondes présentent une surface d'appui 231 (S) (voir aussi Fig.9 et 10) épousant le contre-profil 22 de la couronne de maintien 21, c'est-à-dire de même surface tronconique coaxiale à l'emboîtement 4 que la surface 22 et s'appliquant sur celle-ci. Les creux d'ondes présentent extérieurement des surfaces d'appui 161 et 171 épousant respectivement en conjugaison les contre-profils d'appui 13 et 14 de l'emboîtement 4 et s'appliquant sur ces derniers. En d'autres termes, chaque secteur ondulé 1:1 présente un profil méridien interne 161-171 (Fig. 3) étagé suivant un versant oblique 171 et un palier 161 conformément au profil méridien conjugué 14-13 de l'ernboitement 4.

Chaque cavité trapézoldale d'un secteur ondulé 151, comprise entre les versants d'ondes 31 et le côté intérieur 32 d'un sommet d'ondes est borgne donc obturée sur la tranche d'extrémité située du coté du versant oblique d'appui 14 de l'emboîtement 4 par un fond 29 perpendiculairement solidaire des versants 31 et côtés intérieurs 32 et 33. Au centre de chaque fond 29 est prévu un trou de boulon 18, d'axe X-X parallèle à l'axe du raccord R1 et s'évasant à l'extérieur par une portée sphérique 19 à l'intérieur de laquelle a été également prévu, côté sommet d'onde, un méplat 20 de profondeur correspondant à environ une demi-épaisseur de fond 29.

Les mêmes boulons 24 à écrous 27 que dans l'exemple précédent sont utilisés pour verrouiller le joint, et leur montage entre bride folle 10 et secteurs 151 est analogue à celui de l'exemple précédent à bride folle 10 et segments 15.

Montage d'un joint verrouillé
Pour assembler d'une façon étanche et verrouiller axialement entre eux un tuyau Tl et un raccord R1 (ou tuyau) avec le dispositif de l'invention, aussi bien dans le cas des segments 15 à jupe que celui des secteurs ondulés 151, on commence par équiper l'extrémité mâle 1 de la bride folle 10 et de la bague d'arrêt 5 en expansant cette dernière pour qu'elle franchisse le seuil protubérant du cordon circulaire de soudure 2.On met la bride folle 10 en appui par son propre poids sur la génératrice supérieure du tuyau Tt. Par la tranche 30 de l'emboîtement 4, on introduit coaxialement autour de ce dernier une couronne de maintien 21 que l'on aura présentée en orientant le plus grand diamètre extérieur de sa cavité tronconique 22 avec le versant oblique 14 à l'opposé de la tranche 30 de l'emboîtement, puis on la pose provisoirement en appui sur la génératrice supérieure du fût cylindrique du raccord R1. On introduit l'extrémité mâle l'du tuyau T1 à l'intérieur de la garniture d'étanchéité 3 du raccord R1 (ou tuyau) jusqu'à ce que la tranche 7 de l'extrémité mâle 1 arrive en butée contre les bossages 71 de butée au fond de l'intérieur de l'emboîtement 4.On positionne un secteur 15 ou 151 sur la génératrice supérieure de l'emboîtement 4 en s'arrangeant pour que les profils d'appui 16-161 et 17-171 s'appliquent respectivement sur les contre-profils 13-14 de l'emboîtement puis on ramène ensuite en appui en équilibre par son propre poids sur la génératrice supérieure et au droit du secteur 15 ou 151 la couronne de maintien 21 en s'arrangeant pour que sa surface interne 22 s'applique sur la surface extérieure conjuguée 23 ou 231 du secteur 15 ou 151. De manière analogue, mais de préférence en une zone diamétralement opposée à celle ou est placé le premier secteur 15 ou 151, on intercale un second secteur 15 ou 151 entre la couronne de maintien 21 et l'emboîtement 4.Puis on introduit des boulons 24 par les trous 11 et 18 ou 181 et on réunit les deux premiers secteurs 15 ou 151 et la bride folle 10 par des boulons 4 que l'on serre.

De manière analogue, on comble avec d'autre secteurs 15 ou 151 répartis sur tout le pourtour circulaire des tuyaux les espaces encore disponibles autour de la protubérance circulaire de l'emboîtement 4.

On procède enfin au serrage complet et uniforme de tous les boulons 24.

Lors de ce serrage complet des boulons 24, chaque secteur 15 ou 151 se met en place définitive de lui-meme et s'applique d'autant plus intimement sur chacune des surfaces d'appui de la couronne 21 de l'emboîtement 4 que l'on serre davantage lesdits boulons 24.

Grâce à la fragmentation des moyens de verrouillage des secteurs 15 ou 151, lesdits secteurs 15 ou 151 peuvent être posés directement sur l'emboîtement 4 du raccord R1 sans avoir à passer par l'extrémité mâle, si le raccord R1 en possède une, et sans se heurter à une impossibilité de montage si le raccord R1 est muni d'un emboîtement à chacune de ses deux extrémités (Fig. 3 et 8).

La fragmentation des moyens de verrouillage en plusieurs secteurs 15 ou 151 favorise considérablement l'adaptation des pièces de verrouillage au profil de la protubérance 13 d'emboîtement qui les supporte, ne serait-ce que par le rattrapage des tolérances de fabrication. Il en résulte une application intime des pièces de verrouillage 15 ou 151 sur les surfaces d'appui conjuguées tant sur l'emboîtement 4 que sur la couronne de maintien 21, et il en résulte avantageusement une équivalence fonctionnelle de cette multiplicité de pièces de verrouillage à un ensemble de verrouillage monobloc. Le verrouillage est donc particulièrement efficace.

Si les secteurs 15 sont légers tout en étant assez rigides du fait que leur jupe 15a est renforcée et raidie par des nervures internes 15c, les secteurs ondulés 51, non moins légers, sont moins rigides et font même preuve d'une certaine souplesse circonférentielle lors du serrage des boulons 24 : le serrage des boulons 24 qui tend à les comprimer radialement provoque en conséquence un certain allongement ou développement circonférentiel qui tend à combler les jeux j entre secteurs ondulés adjacents 151. Cette souplesse des secteurs ondules 151 au serrage des boulons 24 permet avantageusement aux secteurs ondules 151 de s'adapter à des produits tubulaires susceptibles de présenter quelques irrégularités de formes ou des tolérances dimensionnelles assez importantes. Pour un serrage plus faible des boulons 24, le jeu j est conservé.Le serrage des boulons 24 varie suivant les tolérances dimensionnelles de l'emboîtement 4 et de la couronne 21.

La couronne 21 en fonte ductile, cylindrique extérieurement et tronconique intérieurement, a une section méridienne à faible moment d'inertie de sorte que, sous l'effet de serrage des boulons 24, elle a une certaine déformabilité élastique et peut ainsi s'adapter, s'ajuster au contour extérieur des secteurs cylindriques 15 ou 151.

En variante, les segments circulaires 15 et les secteurs circulaires ondulés 151 sont utilisables encore dans un assemblage verrouillé à boulons obliques, c'est-à-dire convergeant vers l'axe du tuyau T1, la bride folle ayant un diamètre sensiblement inférieur à celui de la surface interne 22 de la couronne 21, comme cela est décrit dans un brevet précédent de la Demanderesse déposé en France sous n0 83 00 896.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1.- Joint d'étanchéité verrouillé à déviation angulaire entre, d'une part, une pièce tubulaire (T1) en fonte à bout mâle pourvu d'une protubérance radiale circulaire (2), une bague d'arrêt fendue (5) en matériau rigide appliquée sur cette protubérance radiale (2), une bride folle (10) en fonte appliquée sur ladite bague d'arrêt (5) suivant une surface de contact commune (8-9) en forme de zone sphérique et, d'autre part, une pièce tubulaire en fonte (R1) à emboîtement (4) à protubérance radiale périphérique (13), entourée d'une multiplicité de pièces de verrouillage (15, 151) en prise sur ladite protubérance d'emboîtement (13), ladite multiplicité de pièces de verrouillage (15, 151) étant ceinturée par une couronne unique (21), et lesdites pièces de verrouillage (15, 151) étant réunies à ladite bride folle (10) appliquée sur ladite bague d'arrêt (5) par des bou

Ions (24), ce joint étant caractérisé en ce que lesdites pièces de verrouillage (15, 151) en prise sur l'emboîtement (4), entre ledit emboîtement (4) et ladite couronne unique (21) ceinturant lesdites pièces de verrouillage (15, 151), sont des segments annulaires traverses par plusieurs boulons (24) et comportant sur leur périphérie au moins une surface d'appui (23, 231) coopérant avec ladite couronne (21) et, du côté de l'emboîtement (4), des surfaces d'appui (16, 161) s'appliquant sur la protubérance périphérique (13) de l'emboîtement (4), lesdits segments circulaires (15, 151) étant répartis uniformément sur tout le pourtour de l'espace annulaire compris entre ladite couronne (21) et ledit emboîtement (4).

2.- Joint d'étanchéité verrouillé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que chaque segment annulaire (15) de verrouillage présente une section méridienne en L composée d'une jupe exterieure (15a) rabattue par une aile (15b), ladite jupe (15a) étant renforcée par des nervures radiales internes (15c) normales à la jupe (15a) et régulièrement espacées dans les intervalles entre chaque trou (18) de boulon.

3.- Joint d'étanchéité verrouille suivant les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les nervures radiales internes (15c) de chaque secteur annulaire de verrouillage (15) prennent appui par des surfaces internes (16) sur la protubérance (13) de l'emboîtement suivant un cylindre théorique de même axe et de même diamètre que ladite protubérance (13) cependant que l'aile (15b) prend appui par une face oblique interne (17) sur le versant tronconique (14) de 1 'emboîtement (4).

4.- Joint d'étanchéité verrouillé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que chaque segment annulaire de verrouillage (15) prend appui sur la surface interne tronconique (22) de la couronne de maintien (21) par une surface périphérique tronconique conjuguée (23), le petit diamètre des surfaces tronconiques (22-23) étant du côté de la tranche extérieure (30) de l'emboîtement (4).

5.- Joint d'étanchéité verrouille suivant la revendication 2 caractérisé en ce que chaque trou (18) de boulon comporte sur l'aile (15b) de chaque segment annulaire de verrouillage (15) une portée sphérique (19) avec méplat (20) pour une tête de boulon (24) à portée sphérique (25) et à méplat (26).

6.- Joint d'étanchéité verrouillé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les segments annulaires de verrouillage (15, 151) comblent l'espace annulaire entre la couronne (21) et l'emboîtement (4) avec cependant des jeux (j) entre segments adjacents (15, 151).

7.- Joint d'étanchéité verrouillé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les segments annulaires de verrouillage sont en forme de secteurs ondules (151), à ondulations trapézoîdales, dont les génératrices de sommets et de creux se situent sur deux surfaces théo- riques (S, S1) coaxiales aux pièces tubulaires (T1, R1).

8.- Joint d'étanchéité verrouillé suivant la revendication 7 caractérisé en ce que chaque extrémité de secteur ondule (151) se termine par environ un tiers à une moitié d'onde, de préférence en base de trapèze.

9.- Joint d'étanchéité verrouille suivant la revendication 7 caractérisé en ce que chaque secteur ondulé (151) présente un profil méridien interne (161, 171) étagé sur un versant oblique (171) et un palier (161) conformément au profil méridien conjugué (14-13! de l'emboîtement (4).

10.- Joint d'étanchéité verrouille suivant les revendications 7 et 9 caractérisé en ce que, pour chaque secteur ondule (151), les sommets d'ondes présentent une surface d'appui (231) tronconique épousant le contre-profil (22) tronconique de la couronne de maintien (21), cependant que les creux d'ondes présentent extérieurement des surfaces d'appui (161-171) épousant respectivement les contre-profils d'appui (13-14) de l'emboîtement (4).

11.- Joint d'étanchéité verrouillé suivant la revendication 7 caractérisé en ce que chaque secteur ondulé (151) présente une cavité trapézoîdale, comprise entre les versants d'ondes (31) et le côté intérieur (32) d'un sommet d'onde, qui est borgne donc obturée sur la tranche d'extrémité située du côté du versant oblique d'appui (14) de l'emboîtement (4) par un fond (29) perpendiculairement solidaire des versants (31) et côtés intérieurs (32 et 33).

12.- Joint d'étanchéité verrouille suivant les revendications 7 et 11 caractérisé en ce que chaque fond (29) d'une cavité trapézoîdale d'un secteur ondule (151) est traversé en son centre par un trou de boulon (18) d'axe (XX) parallèle à l'axe de la pièce tubulaire (R1) et s'évasant à l'extérieur par une portée sphérique (19) présentant un méplat (20) correspondant à une tête de boulon à portée sphérique (25) et à méplat (26).