WO2013110875A1 - Ensemble modulaire pour composer une partie de circuit hydraulique - Google Patents

Ensemble modulaire pour composer une partie de circuit hydraulique Download PDF

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WO2013110875A1
WO2013110875A1 PCT/FR2013/050075 FR2013050075W WO2013110875A1 WO 2013110875 A1 WO2013110875 A1 WO 2013110875A1 FR 2013050075 W FR2013050075 W FR 2013050075W WO 2013110875 A1 WO2013110875 A1 WO 2013110875A1
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WO
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modular assembly
flange
module
elementary
tubular passage
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Application number
PCT/FR2013/050075
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English (en)
Inventor
Emmanuel Gaud
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Boccard
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L41/00—Branching pipes; Joining pipes to walls
    • F16L41/02—Branch units, e.g. made in one piece, welded, riveted
    • F16L41/03—Branch units, e.g. made in one piece, welded, riveted comprising junction pieces for four or more pipe members
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/88—Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86
    • G01N2030/8881—Modular construction, specially adapted therefor

Definitions

  • the present invention relates to a modular assembly for composing a hydraulic circuit part.
  • the present invention finds particular application in the field of the design and production of a hydraulic circuit, intended to equip a production facility, treatment or food analysis, cosmetic, pharmaceutical, microelectronics, medical, biotechnology or chemistry fine.
  • the present invention can be applied to a plant for fractionating and / or purifying a biological fluid, such as blood, by chromatography and / or ultrafiltration.
  • US6991263B2 discloses a modular assembly of the prior art comprising elementary modules such as a valve module and an instrumented module. Each elementary module has connection orifices and an intermediate conduit for fluid flow. In the modular assembly of US6991263B2, interconnection ports belonging to two respective elementary modules are connected to one another. Each connecting orifice is formed by a projecting cylindrical tip which is integral with the body of the elementary module.
  • this cylindrical protruding tip significantly increases the size of an elementary module, so the size of the modular assembly.
  • this cylindrical protruding tip must be machined in the mass of a block of raw material whose dimensions are much greater than the final dimensions of an elementary module. Such machining represents a tedious machining and a significant waste of raw material.
  • this projecting cylindrical tip can be secured by welding to the body of an elementary module. But such welds generate significant costs and risks of manufacturing defects.
  • the present invention aims to solve, in whole or in part, the problems mentioned above.
  • the subject of the invention is a modular assembly, for composing a part of a hydraulic circuit, the modular assembly comprising at least two elementary modules such as a valve module and an instrumented module, each elementary module having at least :
  • connection ports two connection ports; an intermediate duct extending between two connection ports and adapted for fluid flow;
  • each planar outer face having at least one seal groove surrounding said respective connection port;
  • the modular assembly further comprising, for at least one connection orifice:
  • annular seal housed in a respective seal groove; a generally cylindrical nozzle and provided with a flange adapted to cover the annular seal, the nozzle having a tubular passage adapted for a fluid flow, the tubular passage having a cross section similar to the section of an end section of the intermediate duct ; and
  • a flange comprising: i) a clamping portion adapted to cooperate with the flange; and ii) a flat surface adapted to cooperate with the flat outer face, during a compression of the flange between the flange and the flat outer face.
  • such a modular assembly comprises elementary modules which can be contiguous and which can be connected to the rest of the hydraulic circuit by independent ends fixed on the flat outer faces.
  • such a modular assembly makes it possible to produce a particularly compact assembly of elementary modules that are compact and quick to assemble.
  • such a modular assembly does not require an end plate to interface the elementary modules and a pipe of the hydraulic circuit.
  • the verbs "to connect”, “to connect”, “to connect”, “to feed” and their derivatives relate to the communication of fluid, that is to say to the flow of fluid, between two distant elements.
  • the term “fluid” refers to any product comprising a phase Iiqu ic and can flow in a hydraulic circuit.
  • the term “fluid” refers to any product formed by a liquid, a mixture of several liquids, a mixture of liquid and gas or a mixture of liquid and solid particles.
  • connection orifice may designate an inlet orifice in an elementary module or an outlet orifice of an elementary module, according to the direction of the flow of fluid passing through the connection orifice.
  • terminal designates a section that extends to one end of the tip.
  • flange refers to any device adapted to hold the tip in place.
  • a flange may be formed of one or more parts or pieces.
  • the tubular passage and the end section have generally cylindrical shapes, preferably circular base, and the tubular passage and the end section are coaxial and have substantially equal diameters.
  • tubular passage of the tip is flush to the intermediate conduit.
  • the surface of the tubular passage and the surface of the terminal section are continuous, at least in the junction region between the tubular passage and the terminal section.
  • the respective surfaces of the tubular passage and the end section are flush. These respective surfaces may be cylindrical, prismatic or other.
  • flush or continuous surfaces make it possible to make a connection that minimizes the dead volumes, therefore the fluid retention and the detachment of the fluid flow.
  • the absence of fluid retention ensures a good hygiene in the hydraulic circuit and facilitates the sterilization in place or in situ of the elementary modules, therefore of the modular assembly.
  • the modular assembly has a generally parallelepipedal shape, each flat outer face being rectangular.
  • a generally parallelepipedal shape makes it possible to produce a compact and easily integrable modular assembly.
  • the clamping portion surrounds an opening opening on the periphery of the flange.
  • openness has the overall shape of a
  • the flange defines a kind of stirrup.
  • an opening allows to introduce the tip into the flange laterally, that is to say following a translation of the tip perpendicular to its tubular passage.
  • the flange is formed by two similar parts arranged symmetrically with respect to the tip, for example two half-cylinders. Such similar parts allow for example to grip the tip on its entire periphery.
  • At least one elementary module comprises tappings opening on the flat outer face; the flange has screw passages arranged complementary to the threads so as to allow compression of the flange between the flange and the flat outer face when tightening screws engaged respectively in the screw passages and tightened in the threads.
  • At least one elementary module is a valve module comprising a valve seat intended to cooperate with a valve shutter, so as to put a connection duct alternately in a flow-through configuration or in a closed configuration .
  • flow configuration refers to a configuration in which fluid can flow through the connecting conduit.
  • closed configuration refers to a configuration in which no fluid can flow through the connecting conduit.
  • valve module selectively controls the flow of fluid through a portion of the modular assembly.
  • At least one elementary module is an instrumented module that is adapted to fix at least one instrument selected from the group consisting of a pressure sensor, a temperature sensor, a presence sensor, a flow sensor and a so-called physicochemical sensor (for example to measure a pH, a conductivity electric, a volume of dissolved gas, a number of bubbles, an optical density or a turbidity).
  • a pressure sensor for example to measure a pressure sensor, a temperature sensor, a presence sensor, a flow sensor and a so-called physicochemical sensor (for example to measure a pH, a conductivity electric, a volume of dissolved gas, a number of bubbles, an optical density or a turbidity).
  • each elementary module is formed of steel, for example stainless steel, or at least one polymeric material.
  • such a material can withstand wear and corrosion by the fluid flowing through the modular assembly.
  • each connection orifice has dimensions between 3 mm and 1 10 mm, preferably between 4 mm and 35 mm.
  • connection ports allow the flow of most fluids with a flow rate required for a facility for production, processing or analysis of food, cosmetic, pharmaceutical, microelectronics, medical, biotechnology or fine chemicals.
  • At least two elementary modules are assembled with respective juxtaposed external flat faces, two connecting orifices being connected, and a flange is compressed between a flange and a respective flat outer face.
  • FIG 1 is a perspective view of an elementary module belonging to a modular assembly according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a perspective view, broken away, of an assembled part of a modular assembly according to the first embodiment of the invention and comprising the elementary module of FIG. 1
  • Figure 3 is an exploded perspective view of a portion of the modular assembly of Figure 2 with its flange;
  • Figure 4 is a view similar to Figure 1 of an elementary module belonging to a modular assembly according to a second embodiment of the invention
  • Figure 5 is a view of a portion of the modular assembly of Figure 3, including the elementary module of Figure 4;
  • Figure 6 is a perspective view of the modular assembly according to the second embodiment of the invention.
  • FIG. 1 illustrates an elementary module 1 having two connection orifices 2 and 3.
  • the connection orifice 2 fulfills the function of an inlet orifice, to introduce a fluid into the elementary module 1.
  • the connection orifice 3 fills the orifice function of the fluid outlet orifice out of the elementary module 1.
  • connection orifices 2 and 3 have a generally circular section, whose diameter is about 20 mm.
  • connection orifices have dimensions of between 3 mm and 110 mm, preferably between 4 mm and 35 mm.
  • the elementary module 1 furthermore has an intermediate duct 4 which extends between the connection orifices 2 and 3.
  • the intermediate duct 4 is adapted for a flow of fluid through the elementary module 1.
  • the intermediate duct 4 is formed by a cylindrical bore with circular base, the diameter of which is about 20 mm.
  • the elementary module 1 has the overall shape of a right parallelepiped.
  • the elementary module 1 is a valve module so as to fulfill the valve function.
  • the elementary module 1 is equipped with a not shown valve which is arranged on a valve orifice 5 of the elementary module 1, so as to allow or interrupt the flow of a fluid between a connecting pipe 6 and the intermediate duct 4.
  • the elementary module 1 comprises a valve seat 6.1 intended to cooperate with a shutter of the not shown valve, so as to put the connecting duct 6 alternately flowable configuration or closed configuration.
  • the connecting duct 6 may have a specific diameter depending on the application determined by the components connected to the duct In particular, the connection duct 6 may have a diameter different from the intermediate duct 4.
  • the elementary module 1 has two flat outer faces 7 and 8, the flat outer face 7 being masked in FIG.
  • Each connection port 2 or 3 debuts on a respective flat outer face 7 or 8.
  • the flat outer face 8 has a seal groove 10 which surrounds the connection orifice 3.
  • the flat outer face 7 has a not shown seal groove which surrounds the connection orifice 2.
  • the seal grooves 10 and equivalent are generally annular in shape and adapted to receive an annular seal for sealing the respective connection port 2 or 3.
  • FIG. 2 illustrates part of a modular assembly 20 that comprises the elementary module 1 and a second elementary module 21.
  • the elementary module 1 and the second elementary module 21 both perform a valve module function.
  • the elementary mod ule 1 and the second elementary module 21 are here made of stainless steel.
  • the description of the elementary module 1 given above in relation to Figure 1 can be transposed to the second elementary module 21.
  • the second elementary module 21 thus has two connection orifices 22 and 23, an intermediate conduit 24 and two flat external faces 27 and 28, as well as a connecting conduit 26.
  • the connecting duct 26 may have a specific diameter depending on the application determined by the components connected to the connecting duct 26. In particular, the connecting duct 26 may have a different diameter from the intermediate duct 4.
  • the mod u lar assembly 20 has n ota m m e n t o r fo nc t i o n to compose a part of a hydraulic circuit, not shown.
  • the modular assembly can allow to interrupt the flow in a hydraulic circuit not shown to which the modular assembly is connected.
  • the modular assembly can also put in fluidic communication several parts of a hydraulic circuit.
  • the modular assembly 20 has a generally parallelepiped shape. Each flat outer face 7, 8, 27 and 28 is rectangular.
  • two planar outer faces 8 and 27, which belong respectively to the elementary module 1 and the second elementary module 21 are juxtaposed so as to connect the connection orifice 3 to the connection orifice 22.
  • the modular assembly 20 further comprises a respective annular seal 31.1 and equivalent which is housed in a respective groove 10 and equivalent, which is provided on a respective planar outer face 7, 8, 27 and 28.
  • Each respective annular seal 31.1 and the like its function is to provide sealing between two connecting ports such as 2 and 23 or 3 and 22. As shown in Figure 2, when the outer planar faces 8 and 27 are in juxtaposition configuration, the annular seal 31.1 is compressed , which achieves the seal at the junction between the intermediate ducts 4 and 24.
  • the assembly 20 further comprises means for fixing the elementary module 1 to the second elementary module 21.
  • These fixing means are here formed by nuts 9 and 29 and by unrepresented threaded rods which extend through through bores respectively the elementary module 1 and the second elementary module 21.
  • the modular assembly 20 further comprises, for each connection port 2, 3, 22 and 23, a generally cylindrical ferrule 32 and provided with a flange 33 which is adapted to cover an annular seal 31.2 .
  • the verb "to cover” indicates that the flange 33 completely covers an apparent face of the annular seal 31.2.
  • the tip 32 has a tubular passage 35 which is adapted for fluid flow.
  • the tubular passage 35 has a cross section similar to the section of a terminal section 24.1 of the intermediate conduit 24. In the assembled state, the tubular passage 35 and the end section 24.1 have coincident sections.
  • the section of the tubular passage 35 is circular.
  • the tubular passage 35 and the end section 24.1 have globally cylindrical shapes with a circular base.
  • the tubular passage 35 and the end section 24.1 are coaxial and have substantially equal diameters.
  • the modular assembly 20 comprises a flange 36 whose function is to fix the tip 32 to the flat outer face 28.
  • the flange 36 comprises a clamping portion 36.1 adapted to cooperate with the flange 33 of the tip 32
  • the tightening portion 36.2 surrounds a opening 36.2 opening on the periphery of the flange 36.
  • the opening 36.2 has the overall shape of a "U".
  • the flange 36 further comprises a flat surface 36.2 adapted to cooperate with the flat outer face 28, during a compression of the flange 33 between the flange 36 and the flat outer face 28. In the assembled state, the flat surface 36.2 is substantially pressed against the flat outer face 28.
  • the second elementary module 21 further comprises threads 28.1 which open on the flat outer face 28.
  • the flange 36 has screw passages 36.4 arranged complementary to the threads 28.1, so as to allow compression of the flange between the flange 36 and the flat outer face 28 during the tightening of screws 37 engaged respectively in the screw passages 36.4 and clamped in the threads 28.1.
  • the annular seal 31 .2, the ferrule 32 and the flange 56 have the function of connecting the second elementary module 21 to a pipe, not shown, of a hydraulic circuit.
  • the em end 32 may for example be welded to the hydraulic circuit not shown which is intended to be connected to the module 20.
  • the weld is made between the end piece 32 and the hydraulic circuit.
  • the tip may be formed by an end piece of a flexible pipe adapted to channel the fluid to the other components of the hydraulic circuit.
  • FIGS 4 and 5 illustrate an elementary module which forms an instrumented module 41.
  • the instrumented module 41 is adapted to fix a pressure reducing sensor and an unillustrated temperature intrusive sensor.
  • the pressure sensor may be formed by a membrane sensor and the temperature sensor may be formed by an intrusive probe.
  • the sensitive part of the pressure sensor, the membrane is flushly arranged with the intermediate duct, to avoid retentions of liquid product and detachment of its flow.
  • the pressure sensor could be replaced by another non-intrusive device such as a sampling system or indicator.
  • the sensor can be formed by a so-called physicochemical sensor for measuring a pH, an electrical conductivity, a volume of dissolved gas, a number of bubbles, an optical density or a turbidity.
  • the intrusive sensor may be formed by a so-called physical sensor for measuring a pH, a temperature.
  • the temperature sensor could be replaced by another intrusive device such as a pH or electrical conductivity probe.
  • instrumented module 41 is similar to the elementary module 1, the description of the elementary module 1 given above in relation to FIG. 1 can be transposed to the instrumented module 41.
  • the instrumented module 41 thus has two connecting orifices 42 and 43, an intermediate duct 44 and two flat outer faces 47 and 48.
  • the instrumented module 41 comprises two measuring orifices 45 and 46 which are adapted to respectively receive the pressure sensor and the temperature sensor.
  • the modular assembly in which the structured model 41 is formed further comprises an annular seal 51, a nozzle 52 and a flange 56 for connecting the instrumented module 41 to a pipe not shown in FIG. a hydraulic circuit.
  • this modular assembly further comprises annular seals 63 and 64 as well as flanges 65 and 66 for sealingly connecting respectively the pressure sensor and the temperature sensor to the measuring orifices 45 and 46.
  • FIG. 6 illustrates a modular assembly 120 according to a second embodiment of the invention.
  • the modular assembly 1 20 is in the fully assembled state, so in service configuration.
  • An element or component of the modular assembly 120 which is identical or corresponding in structure or function to an element or component of the modular assembly 20 bears the same numerical reference plus 100.
  • An elementary module 101, a second elementary module 121 and an instrumented module 141 are thus defined with a flange 165.
  • the modular assembly 1 20 differs from the modular assembly 20 because it has four elementary modules juxtaposed instead of two.
  • the modu lar module 120 also includes a second instrumented module 171 which is similar to the instrumented module 141.
  • the elementary modules are assembled with faces juxtaposed respective external planes and connected two-to-two connection ports.
  • the elementary module 101 is equipped with a valve 181;
  • the second elementary module 121 is equipped with two valves 181;
  • the instrumented module 141 is equipped with a pressure sensor 182 and a temperature sensor 183; and the second instrumented module 171 is equipped with a pressure sensor 182.
  • connection orifices may be arranged on different external faces of an elementary module, depending on the configuration required for the modular assembly.
  • connection ports presented by an elementary module is determined according to the configuration required for the modular assembly.

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Cet ensemble modulaire comprend des modules élémentaires (1) ayant chacun: -des orifices de raccordement (23); -un conduit intermédiaire entre deux orifices de raccordement (23); et -deux faces externes planes (28)ayant chacune un orifice de raccordement(23) et une gorge de joint (30)entourant l'orifice de raccordement (23). Les modules élémentaires distincts (21)sont juxtaposables de façon à connecter les orifices de raccordement (23). L'ensemble modulaire comprend en outre, pour un orifice de raccordement (23): -un joint (31.2)logé dans une gorge de joint (30); -un embout (32)à collerette (33)recouvrant le joint (31.2), le passage tubulaire (35)ayant une section transversale semblable au conduit intermédiaire; et -une bride (36) coopérant avec la face externe plane (28), lors d'une compression de la collerette (33)entre bride (36) et face externe plane (28).

Description

ENSEMBLE MODULAIRE POUR COMPOSER UNE PARTIE DE CIRCUIT
HYDRAULIQUE
La présente invention concerne un ensemble modulaire pour composer une partie de circuit hydraulique.
La présente invention trouve notamment application dans le domaine de la conception et de la réalisation d'un circuit hydraulique, destiné à équiper une installation de production, de traitement ou d'analyse alimentaire, cosmétique, pharmaceutique, microélectronique, médical, biotechnologique ou de chimie fine. En particulier, la présente invention peut être appliquée à une installation de fractionnement et/ou de purification d'un liquide biologique, tel que du sang, par chromatographie et/ou ultrafiltration.
US6991263B2 divulgue un ensemble modulaire de l'art antérieur comprenant des modules élémentaires tels qu'un module de vanne et un module instrumenté. Chaque module élémentaire présente des orifices de raccordement et un conduit intermédiaire pour un écoulement de fluide. Dans l'ensemble modulaire de US6991263B2, on connecte entre eux des orifices de raccordement appartenant à deux modules élémentaires respectifs. Chaque orifice de raccordement est formé par un embout cylindrique saillant qui est monobloc avec le corps du module élémentaire.
Cependant, cet embout cylindrique saillant augmente significativement l'encombrement d'un module élémentaire, donc l'encombrement de l'ensemble modulaire. En outre cet embout cylindrique saillant doit être usiné dans la masse d'un bloc de matière première dont les dimensions sont très supérieures aux dimensions finales d'un module élémentaire. De tels usinages représentent un usinage fastidieux et un gaspillage important de matière première. Alternativement, cet embout cylindrique saillant peut être solidarisé par soudure au corps d'un module élémentaire. Mais de telles soudures engendrent des coûts importants et des risques de défauts de fabrication.
La présente invention vise notamment à résoudre, en tout ou partie, les problèmes mentionnés ci-avant.
A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble modulaire, pour composer une partie de circuit hydraulique, l'ensemble modulaire comprenant au moins deux modules élémentaires tels qu'un module de vanne et un module instrumenté, chaque module élémentaire présentant au moins :
deux orifices de raccordement ; un conduit intermédiaire qui s'étend entre deux orifices de raccordement et qui est adapté pour un écoulement de fluide ; et
deux faces externes planes, au moins un orifice de raccordement respectif débouchant sur chaque face externe plane respective, chaque face externe plane présentant au moins une gorge de joint entourant ledit orifice de raccordement respectif ;
ensemble modulaire dans lequel deux faces externes planes qui appartiennent à des modules élémentaires distincts sont juxtaposables de façon à connecter entre eux deux orifices de raccordement ;
l'ensemble modulaire comprenant en outre, pour au moins un orifice de raccordement :
un joint annulaire logé dans une gorge de joint respective ; un embout globalement cylindrique et muni d'une collerette adaptée pour recouvrir le joint annulaire, l'embout présentant un passage tubulaire adapté pour un écoulement de fluide, le passage tubulaire ayant une section transversale semblable à la section d'un tronçon terminal du conduit intermédiaire ; et
une bride comprenant : i) une portion de serrage adaptée pour coopérer avec la collerette ; et ii) une surface plane adaptée pour coopérer avec la face externe plane, lors d'une compression de la collerette entre la bride et la face externe plane.
En d'autres termes, un tel ensemble modulaire comprend des modules élémentaires qui peuvent être accolés et qui peuvent être reliés au reste du circuit hydraulique par des embouts indépendants fixés sur les faces externes planes.
Ainsi, un tel ensemble modulaire permet de réaliser un assemblage particulièrement compact de modules élémentaires peu encombrants et rapides à assembler. En particulier, contrairement aux ensembles modulaires de l'art antérieur, un tel ensemble modulaire ne nécessite pas de plaque terminale pour faire l'interface entre les modules élémentaires et une canalisation du circuit hydraulique.
Dans la présente demande, les verbes « raccorder», « connecter », « relier », « alimenter » et leurs dérivés se rapportent à la communication de fluide, c'est-à-dire à l'écoulement de fluide, entre deux éléments distants. Dans la présente demande, le terme « fluide » désigne tout produit comprenant une phase l iqu ide et pouvant s'écouler dans un circuit hydraul ique. En particul ier, le terme « fluide » désigne tout produit formé par un liquide, un mélange de plusieurs liquides, un mélange de liquide et de gaz ou un mélange de liquide et de particules solides.
Dans la présente demande, le terme « orifice de raccordement » peut désigner un orifice d'entrée dans un module élémentaire ou un orifice de sortie d'un module élémentaire, suivant le sens du flux de fluide passant à travers l'orifice de raccordement.
Dans la présente demande, le terme « terminal » désigne un tronçon qui s'étend jusqu'à une extrémité de l'embout.
Dans l a présente dem and e, l e terme « bride » désigne tout dispositif adapté pour maintenir l'embout en place. Une bride peut être formée d'une ou de plusieurs parties ou pièces.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le passage tubulaire et le tronçon terminal ont des formes globalement cylindriques, de préférence à base circulaire, et le passage tubulaire et le tronçon terminal sont coaxiaux et ont des diamètres substantiellement égaux.
En d'autres termes, le passage tubulaire de l'embout est arasant au conduit intermédiaire.
Ainsi, u n tel passage tu bu l a ire et u n te l tronçon terminal permettent de réaliser une connexion minimisant les volumes morts, donc les rétentions de fluide et les décollements de l'écoulement de fluide.
Selon u n mode de réal isation de l ' invention , la surface du passage tubulaire et la surface du tronçon terminal sont continues, au moins dans la région de jonction entre le passage tubulaire et le tronçon terminal .
En d 'autres term es, les surfaces respectives du passage tubulaire et d u tronçon terminal sont arasantes. Ces surfaces respectives peuvent être cylindriques, prismatiques ou autre.
Ainsi, de telles surfaces arasantes ou continues permettent de réaliser une connexion minimisant les volumes morts, donc les rétentions de fluide et les décollements de l'écoulement de fluide. L'absence de rétention de fl u ide garantit u ne bon ne hyg iène dans le circuit hydraulique et facilite la stérilisation en place ou in situ des modules élémentaires, donc de l'ensemble modulaire.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'ensemble modulaire présente une forme globalement parallélépipédique, chaque face externe plane étant rectangulaire. Ainsi, une telle forme globalement parallélépipédique permet de réaliser un ensemble modulaire compact et facilement intégrable.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la portion de serrage entoure une ouverture débouchant sur la périphérie de la bride.
En d'autres termes, l'ouverture a globalement la forme d'un
« U ».
En d'autres termes, la bride définit une sorte d'étrier. Ainsi, une telle ouverture permet d'introduire l'embout dans la bride de manière latérale, c'est-à-dire suivant une translation de l'embout perpendiculairement à son passage tubulaire.
Selon une variante de l'invention, la bride est formée par deux parties semblables agencées symétriquement par rapport à l'embout, par exemple deux demi-cylindres. De telles parties semblables permettent par exemple d'enserrer l'embout sur toute sa périphérie.
Selon un mode de réalisation de l'invention, au moins un module élémentaire comprend des taraudages débouchant sur la face externe plane ; la bride présente des passages de vis agencés de manière complémentaire aux taraudages de façon à permettre une compression de la collerette entre la bride et la face externe plane lors du serrage de vis engagées respectivement dans les passages de vis et serrées dans les taraudages.
Ainsi, de tels taraudages permettent une compression de la collerette entre la bride et la face externe plane, donc une compression du joint, ce qui rend étanche la connexion de l'embout.
Selon un mode de réalisation de l'invention, au moins un module élémentaire est un module de vanne comprenant un siège de vanne destiné à coopérer avec un obturateur de vanne, de façon à mettre un conduit de raccordement alternativement en configuration débitante ou en configuration obturée.
Dans la présente demande, le terme « configuration débitante » désigne une configuration dans laquelle un fluide peut s'écouler à travers le conduit de raccordement. Dans la présente demande, le terme « configuration obturée » désigne une configuration dans laquelle aucun fl uide ne peut s'écouler à travers le conduit de raccordement.
Ainsi, un tel module de vanne permet de commander sélectivement l'écoulement de fluide à travers une partie de l'ensemble modulaire.
Selon un mode de réalisation de l'invention, au moins un module élémentaire est un module instrumenté qui est adapté pour fixer au moins un instrument sélectionné dans le groupe constitué d'un capteur de pression, d'un capteur de température, d'un capteur de présence, d'un capteur de débit et d'un capteur dit physicochimique (par exemple pour mesurer un pH, une conductivité électrique, un volume de gaz dissous, un nombre de bulles, une densité optique ou une turbidité).
Ainsi, un tel module instrumenté permet de mesurer des caractéristiques du fluide s'écoulant dans l'ensemble modulaire.
Selon un mode de réal isation de l'invention, chaque module élémentaire est formé en acier, par exemple en acier inoxydable, ou en au moins un matériau polymère.
Ainsi, un tel matériau peut résister à l'usure et à la corrosion par le fluide s'écoulant à travers l'ensemble modulaire.
Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque orifice de raccordement a des d imensions com prises entre 3 mm et 1 10 mm, de préférence entre 4 mm et 35 mm.
Ainsi, de tels orifices de raccordement permettent l'écoulement de la plupart des fluides avec un débit requis pour une installation de production, de traitement ou d'analyse alimentaire, cosmétique, pharmaceutique, microélectronique, médical, biotechnologique ou de chimie fine.
Selon un mode de réal isation de l'invention, au moins deux modules élémentaires sont assemblés avec des faces externes planes respectives juxtaposées, deux orifices de raccordement étant connectés, et une collerette est comprimée entre une bride et une face externe plane respectives.
Ainsi, un tel ensemble modulaire à l'état assemblé est particulièrement compact.
La présente invention sera bien comprise et ses avantages ressortiront aussi à la l um ière de la description q u i va su ivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
l a fig u re 1 est u n e vu e en perspective d'un module élémentaire appartenant à un ensemble modulaire conforme à un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective, avec arrachement, d'une partie assemblée d'un ensemble modulaire conforme au premier mode de réalisation de l'invention et comprenant le module élémentaire de la figure 1 ; la figure 3 est une vue en perspective éclatée d'une partie de l'ensemble modulaire de la figure 2 avec sa bride ;
la figure 4 est une vue similaire à la figure 1 d'un module élémentaire appartenant à un ensemble modulaire conforme à un deuxième mode de réalisation de l'invention ; la figure 5 est une vue d'une partie de l'ensemble modulaire de la figure 3, comprenant le module élémentaire de la figure 4 ; et
la figure 6 est une vue en perspective de l'ensemble modulaire conforme au deuxième mode de réalisation de l'invention.
La figure 1 illustre un module élémentaire 1 présentant deux orifices de raccordement 2 et 3. L'orifice de raccordement 2 remplit la fonction d'orifice d'entrée, pour introduire un fluide dans le module élémentaire 1. L'orifice de raccordement 3 remplit la fonction d'orifice d'orifice de sortie du fluide hors du module élémentaire 1.
Les orifices de raccordement 2 et 3 ont une section globalement circulaire, dont le diamètre est d'environ 20 mm. En pratique, les orifices de raccordement ont des dimensions comprises entre 3 mm et 110 mm, de préférence entre 4 mm et 35 mm.
Le module élémentaire 1 présente en outre un conduit intermédiaire 4 qui s'étend entre les orifices de raccordement 2 et 3. Le conduit intermédiaire 4 est adapté pour un écoulement de fluide à travers le module élémentaire 1. Le conduit intermédiaire 4 est formé par un alésage cylindrique à base circulaire, dont le diamètre est d'environ 20 mm.
Le module élémentaire 1 a globalement la forme d'un parallélépipède droit. Le module élémentaire 1 est un module de vanne de façon à remplir la fonction de vanne. À l'état assemblé, le module élémentaire 1 est équipé d'une vanne non représentée qui est agencée sur un orifice de vanne 5 du module élémentaire 1, de façon à permettre ou interrompre l'écoulement d'un fluide entre un conduit de raccordement 6 et le conduit intermédiaire 4. Le module élémentaire 1 comprend un siège de vanne 6.1 destiné à coopérer avec un obturateur de la vanne non représenté, de façon à mettre le conduit de raccordement 6 alternativement en configuration débitante ou en configuration obturée.
Le conduit de raccordement 6 peut avoir un diamètre spécifique en fonction de l'application déterminée par les composants reliés au conduit de raccordement 6. En particulier, le conduit raccordement 6 peut avoir un diamètre différent du conduit intermédiaire 4.
De plus, le module élémentaire 1 présente deux faces externes planes 7 et 8, la face externe plane 7 étant masquée à la figure 1 . Chaque orifice de raccordement 2 ou 3 d ébo u ch e sur une face externe plane respective 7 ou 8.
La face externe plane 8 présente u ne gorge de joint 10 qui entoure l'orifice de raccordement 3. De même, la face externe plane 7 présente une gorge de joint non représentée qui entoure l'orifice de raccordement 2. Les gorges de joint 10 et équivalent ont une forme globalement annulaire et adaptée pour recevoir un joint annulaire pour l'étanchéité de l'orifice de raccordement respectif 2 ou 3.
La figure 2 illustre une partie d'un ensemble modulaire 20 qu i comprend le module élémentaire 1 et un deuxième module élémentaire 21 . Le module élémentaire 1 et le deuxième module élémentaire 21 remplissent tous deux une fonction de modu le de vanne . Le mod u le él émenta ire 1 et l e deuxième module élémentaire 21 sont ici réalisés en acier inoxydable.
Dans la mesu re où le deuxième mod u le élémenta ire 21 est semblable au module élémentaire 1 , la description du module élémentaire 1 donnée ci-avant en relation avec la figure 1 peut être transposée au deuxième module élémentaire 21 . Le deuxième module élémentaire 21 présente ainsi deux orifices de raccordement 22 et 23, un conduit interméd iaire 24 et deux faces externes planes 27 et 28, ainsi qu'un conduit de raccordement 26.
Le conduit de raccordement 26 peut avoir un diamètre spécifique en fonction de l'application déterminée par les composants reliés au conduit de raccordement 26. En particulier, le conduit raccordement 26 peut avoir un diamètre différent du conduit intermédiaire 4.
L'ensemble mod u laire 20 a n ota m m e n t po u r fo n ct i o n d e composer une partie d'un circuit hydraulique non représenté. En fonction des applications et des composants qui équipent l'ensemble modulaire conforme à l ' i nvention tel q u e l 'ensemble modulaire 20, l 'ensemble modulaire peut permettre d'interrompre le flux dans un circu it hydraul ique non représenté auquel l'ensemble modulaire est connecté. L'ensemble modulaire peut aussi mettre en communication fluidique plusieurs parties d'un circuit hydraulique.
L'ensem ble modu laire 20 présente u ne forme g lobalement parallélépipédique. Chaque face externe plane 7, 8, 27 et 28 est rectangulaire.
Dans l 'ensemble modulaire 20, deux faces externes planes 8 et 27, qui appartiennent respectivement au module élémentaire 1 et au deuxième module élémentaire 21, sont juxtaposées de façon à connecter l'orifice de raccordement 3 à l'orifice de raccordement 22.
L'ensemble modulaire 20 comprend en outre un joint annulaire respectif 31.1 et équivalent qui est logé dans une gorge respective 10 et équivalent, laquelle est ménagée sur une face externe plane respective 7, 8, 27 et 28. Chaque joint annulaire respectif 31.1 et équivalent a pour fonction de réaliser l'étanchéité entre deux orifices de raccordement tels que 2 et 23 ou 3 et 22. Comme le montre la figure 2, lorsque les faces planes externes 8 et 27 sont en configuration de juxtaposition, le joint annulaire 31.1 est comprimé, ce qui réalise l'étanchéité à la jonction entre les conduits intermédiaires 4 et 24.
Pour mettre les faces planes externes 8 et 27 en configuration de juxtaposition, l'ensemble 20 comprend en outre des moyens de fixation du module élémentaire 1 au deuxième module élémentaire 21. Ces moyens de fixation sont ici formés par des écrous 9 et 29 et par des tiges filetées non représentées qui s'étendent à travers des alésages traversants respectivement le module élémentaire 1 et le deuxième module élémentaire 21.
Comme le montre la figure 3, l'ensemble modulaire 20 comprend en outre, pour chaque orifice de raccordement 2, 3, 22 et 23, un embout 32 globalement cylindrique et muni d'une collerette 33 qui est adaptée pour recouvrir un joint annulaire 31.2. Dans la présente demande, le verbe « recouvrir» indique que la collerette 33 couvre complètement une face apparente du joint annulaire 31.2.
L'embout 32 présente un passage tubulaire 35 qui est adapté pour un écoulement de fluide. Le passage tubulaire 35 a une section transversale semblable à la section d'un tronçon terminal 24.1 du conduit intermédiaire 24. À l'état assemblé, le passage tubulaire 35 et le tronçon terminal 24.1 ont des sections coïncidentes.
Dans l'exemple des figures, la section du passage tubulaire 35 est circulaire. Le passage tubulaire 35 et le tronçon terminal 24.1 ont des formes globalement cylindriques à base circulaire. Le passage tubulaire 35 et le tronçon terminal 24.1 sont coaxiaux et ont des diamètres substantiellement égaux.
De plus, l'ensemble modulaire 20 comporte une bride 36 qui a pour fonction de fixer l'embout 32 à la face externe plane 28. La bride 36 comprend une portion de serrage 36.1 adaptée pour coopérer avec la collerette 33 de l'embout 32. La portion de serrage 36.2 entoure une ouverture 36.2 débouchant sur la périphérie de la bride 36. L'ouverture 36.2 a globalement la forme d'un « U ».
La bride 36 comprend en outre une surface plane 36.2 adaptée pour coopérer avec la face externe plane 28, lors d'une compression de la collerette 33 entre la bride 36 et la face externe plane 28. À l'état assemblé, la surface plane 36.2 est sensiblement plaquée contre la face externe plane 28.
Le deuxième module élémentaire 21 comprend en outre des taraudages 28.1 qui débouchent sur la face externe plane 28. La bride 36 présente des passages de vis 36.4 agencés de manière complémentaire aux taraudages 28.1 , de façon à permettre une compression de la collerette entre la bride 36 et la face externe plane 28 lors du serrage de vis 37 engagées respectivement dans les passages de vis 36.4 et serrées dans les taraudages 28.1 .
Le joint annulaire 31 .2, l'embout 32 et la bride 56 ont pour fonction de raccorder le deuxième module élémentaire 21 à une canalisation non représentée d'un circuit hydraulique.
L'em bout 32 peut être par exemple soudé sur le circuit hydraulique non représenté qui est destiné à être relié au module 20. La soudure est réalisée entre l'embout 32 et le circuit hydraulique. Selon une variante de l'invention, l'embout peut être formé par une pièce terminale d'une conduite flexible adaptée pour canaliser le fluide vers les autres composants du circuit hydraulique.
Les figures 4 et 5 illustrent un module élémentaire qui forme un module instrumenté 41 . Le module instrumenté 41 est adapté pour fixer un capteur arasant de pression et u n capteur intrusif de température non représenté. Le capteur de pression peut être formé par un capteur à membrane et le capteur de température peut être formé par une sonde intrusive. La partie sensible du capteur de pression, la membrane, est agencé de manière arasante au conduit intermédiaire, pour éviter les rétentions de produit liquide et les décollements de son écoulement.
Le capteur de pression pourrait être remplacé par un autre dispositif non intrusif tel un système d'échantillonnage ou un indicateur. Par exemple, l e ca pte u r a ra s ant peut être formé par un capteur dit physicochimique pour mesurer un pH, une conductivité électrique, un volume de gaz dissous, un nombre de bulles, une densité optique ou une turbidité.
Le capteur intrusif peut être formé par un capteur dit physique pour mesurer un pH , une température. Le capteur de température pourrait être remplacé par un autre dispositif intrusif tel qu'une sonde de pH ou de conductivité électrique.
Dans la mesure où le module instrumenté 41 est semblable au module élémentaire 1 , la description du module élémentaire 1 donnée ci-avant en relation avec la figure 1 peut être transposée au module instrumenté 41 . Le module instrumenté 41 présente ainsi deux orifices de raccordement 42 et 43, un conduit intermédiaire 44 et deux faces externes planes 47 et 48.
À la différence du module élémentaire 1 , le module instrumenté 41 comprend deux orifices de mesure 45 et 46 qui sont adaptés pour recevoir respectivement le capteur de pression et le capteur de température.
Comme le montre la figure 5, l'ensemble modulaire auquel a ppa rtient l e mod u l e i n stru menté 41 comprend en outre un joint annulaire 51 .2, un embout 52 et une bride 56 pour raccorder le module instrumenté 41 à une canalisation non représentée d'un circuit hydraulique.
De manière similaire, cet ensemble modulaire comprend en outre des joints annulaires 63 et 64 ainsi que des brides 65 et 66 pour connecter, de manière étanche, respectivement le capteur de pression et le capteur de température aux orifices de mesure 45 et 46.
La fig u re 6 i l lustre un ensemble modulaire 120 conforme à un deuxième mode de réal isation de l'invention. À l a fig u re 6 , l'ensemble modulaire 1 20 est à l'état totalement assemblé, donc en configuration de service.
Dans la mesu re où l 'ensemble modulaire 120 est sim ilaire à l'ensemble modulaire 20, la description de l'ensemble modulaire 20 donnée ci- avant en relation avec les figures 1 à 3 peut être transposée à l'ensemble modulaire 120, à l'exception des différences notables énoncées ci-après.
U n élément ou u n com posa nt de l'ensemble modulaire 120 identique ou correspondant, par sa structure ou par sa fonction, à un élément ou à un composant de l'ensemble modulaire 20 porte la même référence numérique augmentée de 100.
On définit ainsi un module élémentaire 101 , un deuxième module élémentaire 121 et un module instrumenté 141 avec une bride 165.
L'ensemble modulaire 1 20 diffère de l'ensemble modulaire 20, car il possède quatre modules élémentaires juxtaposés au lieu de deux. L' e n se m b l e mod u l a i re 120 comprend aussi un deuxième module instrumenté 171 qui est similaire au module instrumenté 141 .
Ma is comme pour l'ensemble modulaire 20, dans l'ensemble modulaire 120, les modules élémentaires sont assemblés avec des faces externes planes respectives juxtaposées et des orifices de raccordement deux à deux connectés.
Comme l'ensemble modulaire 120 est à l'état totalement assemblé, donc en configuration de service :
le module élémentaire 101 est équipé d'une vanne 181 ; le deuxième module élémentaire 121 est équipé de deux vannes 181 ;
le module instrumenté 141 est équipé d'un capteur de pression 182 et d'un capteur de température 183 ; et le deuxième module instrumenté 171 est équipé d'un capteur de pression 182.
Selon des caractéristiques avantageuses mais facultatives de l'invention, prises isolément ou selon toute combinaison techniquement possibles :
Les orifices de raccordement peuvent être disposés sur différentes faces externes d'un module élémentaire, en fonction de la configuration requise pour l'ensemble modulaire.
Le nombre d'orifices de raccordement que présente un module élémentaire est déterminé en fonction de la configuration requise pour l'ensemble modulaire.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Ensemble modulaire (20 ; 120), pour composer une partie de circuit hydraulique, l'ensemble modulaire (20 ; 120) comprenant au moins deux modules élémentaires (1 , 21 , 41 ; 101 , 121 , 141 , 171 ) tels qu'un module de vanne et un module instrumenté, chaque module élémentaire (1 , 21 , 41 ; 101 , 121 , 141 , 171 ) présentant au moins :
deux orifices de raccordement (2, 3, 22, 23) ;
un conduit intermédiaire (4, 24) qui s'étend entre deux orifices de raccordement (2, 3, 22, 23) et qui est adapté pour un écoulement de fluide ; et
deux faces externes planes (7, 8, 27, 28), au moins un orifice de raccordement respectif (2, 3, 22, 23) débouchant sur chaque face externe plane respective (7, 8, 27, 28), chaque face externe plane (7, 8, 27, 28) présentant au moins une gorge de joint (10, 30) entourant ledit orifice de raccordement respectif (2, 3, 22, 23) ;
ensemble modulaire (20 ; 120) dans lequel deux faces externes planes (7, 8, 27, 28) qui appartiennent à des modules élémentaires distincts (1 , 21 , 41 ; 101 , 121 , 141 , 171 ) sont juxtaposables de façon à connecter entre eux deux orifices de raccordement (2, 3, 22, 23) ;
l'ensemble modulaire (20 ; 1 20) comprenant en outre, pour au moins un orifice de raccordement (2, 3, 22, 23) :
un joint annulaire (31 .2) logé dans une gorge de joint (10, 30) respective ;
un embout (32) globalement cyl indrique et mun i d'une collerette (33) adaptée pour recouvrir le joint annulaire (31 .2), l'embout (32) présentant un passage tubulaire (35) adapté pour un écoulement de fluide, le passage tubulaire (35) ayant une section transversale semblable à la section d'un tronçon terminal (24.1 ) du conduit intermédiaire (4, 24) ; et
une bride (36) comprenant : i) une portion de serrage (36.1 ) adaptée pour coopérer avec la collerette (33) ; et ii) une surface plane (36.3) adaptée pour coopérer avec la face externe plane (7, 8, 27, 28), lors d'une compression de la collerette (33) entre la bride (36) et la face externe plane (7, 8, 27, 28).
2. Ensemble modulaire (20 ; 120) selon la revendication 1, dans lequel le passage tubulaire (35) et le tronçon terminal (24.1) ont des formes globalement cylindriques, de préférence à base circulaire, et dans lequel le passage tubulaire (35) et le tronçon terminal (24.1) sont coaxiaux et ont des diamètres substantiellement égaux.
3. Ensemble modulaire (20 ; 120) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la surface du passage tubulaire (35) et la surface du tronçon terminal (24.1) sont continues, au moins dans la région de jonction entre le passage tubulaire (35) et le tronçon terminal (24.1).
4. Ensemble modulaire (20 ; 120) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'ensemble modulaire (20 ; 120) présente une forme globalement parallélépipédique, chaque face externe plane (7, 8, 27, 28) étant rectangulaire.
5. Ensemble modulaire (20 ; 120) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la portion de serrage (36.1) entoure une ouverture (36.2) débouchant sur la périphérie de la bride (36).
6. Ensemble modulaire (20 ; 120) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins un module élémentaire (1, 21, 41 ; 101, 121, 141, 171) comprend des taraudages (28.1) débouchant sur la face externe plane (7, 8, 27, 28), dans lequel la bride (36) présente des passages de vis (36.4) agencés de manière complémentaire aux taraudages (28.1) de façon à permettre une compression de la collerette (33) entre la bride (36) et la face externe plane (7, 8, 27, 28) lors du serrage de vis (37) engagées respectivement dans les passages de vis (36.4) et serrées dans les taraudages (28.1).
7. Ensemble modulaire (20 ; 120) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins un module élémentaire (1, 21 ; 101, 121) est un module de vanne comprenant un siège de vanne destiné à coopérer avec un obturateur de vanne, de façon à mettre un conduit de raccordement (4, 24) alternativement en configuration débitante ou en configuration obturée.
8. Ensemble modulaire (20 ; 120) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins un module élémentaire (41 ; 141, 171) est un module instrumenté qui est adapté pour fixer au moins un instrument (182, 183) sélectionné dans le groupe constitué d'un capteur de pression, d'un capteur de température, d'un capteur de présence, d'un capteur de débit et d'un capteur dit physicochimique.
9. Ensemble modulaire (20 ; 120) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque module élémentaire (1 , 21,
41 ; 101, 121, 141, 171) est formé en acier, par exemple en acier inoxydable, ou en au moins un matériau polymère.
10. Ensemble modulaire (20 ; 120) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque orifice de raccordement (2, 3,
22, 23) a des dimensions comprises entre 3 mm et 110 mm, de préférence entre 4 mm et 35 mm.
11. Ensemble modulaire (20 ; 120) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins deux modules élémentaires
(1, 21, 41 ; 101 , 121, 141, 171) sont assemblés avec des faces externes planes respectives (7, 8, 27, 28) juxtaposées, deux orifices de raccordement (2, 3, 22, 23) étant connectés, et dans lequel une collerette (33) est comprimée entre une bride (36) et une face externe plane respectives (7, 8, 27, 28).
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