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"TUYAU SOUPLE RENFORCE"
L'invention est relative à un tuyau souple pour contenir etvéhiculer des fluides sous forte pression et plus particulièrement à un tuyau comprenant un tube en élastomère entouré de renfor- cements en fila métalliques.
Un tuyau auquel on demande de véhiculer des fluides sous forte pression en conservant des dimensions stables est généralement constitue- d'un tube en élastomère renforce extérieurement par une ou plusieurs couches de fils tressés ou guipés qui sont généralement en métal à haute résistance à la
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traction. Toutefois, comme ndicué dans le brevet américain n 2.829.671 le tressage de fils à haute résistance, obtenu en entrelaçant deux nappes, fait que les fils s'ondulent à leurs points de croise- ment. Cela non seulement réduit la souplesse du tuyau mais aussi diminue sa résistance aux flexions répétées qui se produisent par exemple lorsque le liquide véhiculé est soumis à des pulsations.
Pour surmonter ce défaut le brevet n 2. 829.671 propo- sait de former le renforcement en tressant les fils métalliques avec des fils textiles de manière que toutes les ondulations se produisent sur ces derniers. Toutefois ce brevet implique au'il doit y avoir au moins deux couches tressées et oue tout renforcement supplémentaire doit être réalisé par deux autres couches tressées métal-textile ou par une couche tressée conventionnelle entièrement métallique*
Les demandeurs ont découvert qu'un tuyau à haute pression peut être réalisé avec une plus grande souplesse et sans perte de stabilité dimen- tionnelle et de résistance à l'éclatement par des couches de renforcement sous la forme d'une seule nappe hélicoïdale de fils métalliques entrelacés avec une couche de fils textiles et entourée d'une ou plusieurs
nappes hélicoîdales de fils métalliques non entrelacées avec des fils textiles, ces der-
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nières nappes de fils métalliques s'étendant alter- nativement en sens opposé. Ce tuyau peut être muni d'un revêtement protecteur en élastomère, avec ou sans fibres de renforcement et une couche de fils tressés peut aussi être placée entre le revêtement et la dernière nappe hélicoïdale de renforcement.
Un exemple de réalisation de l'invention est décrite ci-après en référence aux dessins ci- jointe dans leaquels - la figure 1 est une vue en élévation d'un tuyau avec le tube intérieur en coupe et les couches successives arrachées en étagement pour montrer la constitution interne, - la figure 2 est une vue à plus grande échelle d'une portion de la couche de renforcement interne de la figure 1, - les figures et 4 sont des coupes transversales de la couche de la figure 2, prises selon les lignes 3-3 et 4-4 de la figure,2.
- la figure est une vue similaire à la figure 1 et montrant une autre réalisation,de l'invention.
Dans le cas de la figure 1 le tuyau 10 comprend un tube intérieur 11 en matériau élastomère convenable tel que caoutchouc ou matière plastique, obtenu de préférence par extrusion. Ce tube est recouvert à l'état cru avec une première couche de renforcement 12 obtenue en enroulant hélioodalement autour du tube un ou plusieurs fils métalliques 13 à haute résistance à la traction et en entrelaçant
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ces fils avec un ou plusieurs fils textiles 14. Cet entrelacement est obtenu par une opération de tressage telle que les fils 13 se placent suivant une surface cylindrique lisse, sans ondulations comme le montre la figure 3 et de sorte que toutes les ondulations soient formées par les fils textiles 14.
En conséquence les fils métalliouss ne forment pas de coudes et n'ont donc pas tendance à pénétrer dans la paroi du tube 11, soit pendant le tressage sur le tube à l'état cru, soit ultérieurement au cours de l'utilisation du tuyau une fois vulcanisé.
La première couche de renforcement intérieu- re 12 est recouverte d'une couche isolante 15 d'élan- tomère à l'état plastique. Cela peut être obtenu par exemple en appliquant sur la couche de renforcement 12 une bande d'élastomère cru, avec ou sans application de dissolution entre les couches 12 et 15. Une seconde couche de renforcement 16 est appliquée sur la couche isolante 15. Elle est formée de fils métallioues enroulés en hélices côte à côte et en sens inverse des fils 13 de la couche 12. Dans cette seconde couche de renforcement les fils métalliques ne sont pas entre- lacés avec des fila textiles.
Un tuyau tel que décrit peut être utilisé sans autre renforcement en prévoyant un revêtement protecteur convenable sur la couche 16 et en vulca- nisant les élastomères de façon à lier les diverses couches. De préférence toutefois la seconde couche 16
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est couverte d'une couche isolante ou de sépara- tion en élastomère 17 similaire à la couche 15 et appliquée de la même manière. Une couche de renfor- cement 18 en fils métalliques est alors tressée sur la couche 17 qui est recouverte à son tour par un revêtement extérieur 19 en élastomère appliqué à. l'état cru.
Le tuyau complet est ensuite vulcanisé de sorte que les diverses couches d'élastomère soient fortement liées avec les diverses couches de renforcement. Le tuyau peut être utilisé avec des raconds de type connu permettant de le raccorder avec des dispositifs contenant ou véhiculant des j liquides sous pression.
Le tuyau tel que décrit est moins coûteux à fabriquer que les tuyaux antérieurs renforcés en- tièremet par tressage du fait que le tube intérieur est moins sujet à être endommagé pendant la fabrica- tion et que le tuyau peut être fabriqué plus rapide- ment. Cela résulte en partie de la suppression du tressage d'une ou plusieurs des couches de renfor- cernent en partie du fait que l'action de verrouillage assurée par les fils textiles dans la première couche de renforcement est assurée sans ondulations des fils métalliques. Cette dernière caractéristique évite que les fils métalliques coupent le tube intérieur en caoutchouc non vulcanisé encore plastioue pendant la formation du tuyau tout en permettant une augmen- tation de la vitesse de production.
De plus, le tuyau présente, à résistance égale, une meilleure
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souplesse due à l'absence d'éléments croisés dans une ou plusieurs des couches de renforcement en fils métalliques enroulés en hélice.
Les matériaux utilisés pour la construc- tion du tuyau pourront évidemment être choisis selon la taille du tuyau, la nature des liquides à véhicu- ler et la pression à laquelle ils seront soumis. A titre d'exemple non limitatif le tuyau peut compren- dre un tube intérieur ayant un diamètre intérieur de 9.5 mm et un diamètre extérieur de 21,5 mm en Néoprène contenant les agents convenables de vulca- nisation, de travail et autres ingrédients bien connus.
La couche de renforcement intérieure est en fils monofilaments d'acier au carbone étiré à froid ayant un diamètre de l'ordre de 0,33 mm et une résistance à la traction de 246 kg/mm2, pouvant être enroulé sans se rompre sur un mandrin ayant un diamètre de quatre fois le diamètre nominal du fil. Le fil est muni d'un revêtement formé par trempage dans une solu'bion de sulfate de cuivre pour faciliter l'adhé- rence du caoutchouc. Les fils textiles tressés avec ces fils métalliques dans la première couche de ren- forcement sont en rayonne de 0,3 mm avec une résis- tance à la traction de 5,4 kg et une torsion de 3 tours par 2,5 cm en sens Z.
Ces fils textiles et mé- talliques sont tressés comme le montre la figure 2 en entrelaçant deux à deux douze groupes de 2 fils de rayonne et douze coupes de fils métalliques ayant alternativement 5 et 6 fils par groupe. La seconde couche de renforcement 16 et la couche tressée 18 sont constituées de monofilaments métalliques iden- tiques à ceux de la première couche 12.
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Le revêtement protecteur 19 est en Néoprène contenant les agents habituels de vulcanisation, accélérateurs et autres employés ordinairement pour obtenir une surface extérieure résistante aux hydro- carbures. Les couches isolantes 15 et 17 sont aussi en mélange à base de Néoprène.
L'invention n'est pas limitée à l'utilisa- tion d'une seule couche intermédiaire de renforcement enroulée en hélice telle que 16. On peut au contraire prévoir d'autres couches de renforcement enroulées en hélice lorsnu'on demande une plus grande résis- tance. Ainsi dans la figure 5 on a trois de ces couches intermédiaires de renforcement en hélice,
Le mode de réalisation de la figure 5 comprend un tube intérieur 11' en caoutchouc entouré d'une première couche de renforcement 12' formée de fils métalliques 13' enroulés en hélice et tressés avec des fils textiles 14' comme dans la couche 12 de la figure 1. Une couche d'isolation ou de sépara- tion 15' en caoutchouc entoure la couche 12' et elle est elle-même entourée par une couche 16' de fils métalliques enroulés en hélice comme la couche 16 de la figure 1.
La couche 16' est recouverte d'une couche isolante en caoutchouc 17' entourée à son tour par une couche de renforcement 20 en fils métal- liques enroulés en hélice comme la couche 16' mais en sens inverse. La couche 20 est recouverte d'une
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couche isolante de caoutchouc 21 par dessus laquelle se trouve une autre couche de renforcement 22 en fils métalliQues enroulés en hélice en sens opposé à la couche 20 et de même sens que la couche 16' La couche 22 est couverte d'une couche isolante en caoutchouc 23 par dessus laquelle est placée une couche de fils métalliques tressés 18' comme la couche 18 de la figure 1. Le tuyau est complété par un revêtment en caoutchouc 19' puis l'ensemble est vulcanisé.
Les termes fils métalliques désignant ici des fils monofilaments en métal. De préférence ces fils utilisés dans les couches enroulées en hélice, y compris celle qui cpmprend les fils texti- les, sont en acier ou carbone étiré à froid ayant une résistance à la traction de l'ordre de 210 à 280 kg/mm2 et un diamètre de l'ordre de 0,3 à 0,5mm.
Les fils des diverses couches en hélice peuvent avoir le même diamètre ou des diamètres différents.
Ils sont de préférence traités en surface pour aug- menter l'adhérence au caoutchouc. En plus du traite- ment sus-mentionné il.6 peuvent être laitonés ou recevoir tout autre traitement d'adhérisation. Les fils des couches tressées 18 ou 18' peuvent être les mêmes que ceux des autres couches en hélice ou ils peuvent être de dimensions différentes ou en un autre métal nue l'acior, par exemple lorsqu'on désire avoir une haute conductibilité électriaue.
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Les fils textiles entrelacés avec les fils métallioues dans la couche intérieure.peuvent ne pas être en rayonne mais en un autre textile parmi ceux utilisds pour le renforcement du caoutchouc et avoir les dimensions et le nombre voulu pour présenter la résistance désirée pour l'opération de tressage et pour se conformer de façon à protéger le tube inté- rieur de la coupure par les fils métalliques. Ces termes fils textiles sont génériques et n'impliquent pas un nombre particulier de bris ou un degré de torsion détermine*
De même le terme élastomère comprend toute composition de caoutchouc naturel ou synthéti- oue et leurs mélanges.
D'autres modifications oue celles décrites peuvent encore être apportées sans sortir du cadre de l'invention.