Raccord de tuyaux. L'invention a pour objet un raccord de tuyaux.
Conformément à la pratique usuelle, dans l'établissement de conduits ou de pipe-lines formés de tuyaux, les tuyaux séparés sont accouplés sur le terrain de façon à former des tronçons de longueur considérable pouvant aller jusqu'à plus, de 400 m, et ces tronçons sont. ensuite tirés sur le sol au moyen d'un tracteur pour les raccorder à une partie de pipe-line préalablement établie.
Etant donné que des raccords extrêmement robustes sont nécessaires pour résister aux efforts de trac tion considérables qu'ils doivent supporter au cours d'une telle opération, on emploie des raccords usuels filetés.
Cependant, ces rac cords ne donnent pas de flexibilité angulaire au tronçon de conduit si bien que la flexi bilité que ce troncon doit présenter pour s'adapter au contour du terrain en travers duquel il est traîné et sur lequel il est mis en place doit être inhérente au tuyau lui-même: Toutefois, la limite de flexibilité d'un tuyau d'acier est parfois dépassée lorsqu'on rencon tre des déclivités abruptes et il arrive que des tuyaux se gondolent ou même se rompent.
Les tuyaux en béton ou en ciment sont en core moins flexibles que les tuyaux d'acier, de sorte que leur emploi est limité à des par cours rectilignes ou de niveau, parcours qu'on ne rencontre pas souvent en pratique, lors de l'établissement de longs pipe-lines.
On s'est rendu compte que la solution du problème consiste à assurer la flexibilité dé- sirée dans le raccord lui-même, mais jus qu'ici, on n'est pas parvenu à fabriquer des raccords flexibles satisfaisants et présentant la grande résistance nécessaire pour la mise en oeuvre de la pratique courante de traînage sur le sol de .longs tronçons de tuyaux accou plés entre eux.
Durant cette opération de traînage, le premier raccord est soumis à la plus forte contrainte et celle-ci décroît pour les raccords suivants. Les charges ainsi appli quées au raccord sont fréquemment accrues par contact d'une partie en saillie du rac cord considéré avec un obstacle quelconque présent sur le parcours que le raccord doit suivre sur le sol.
Le raccord faisant l'objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend au moins une butée circonférentielle adjacente à l'ex trémité de chacun des tuyaux devant être raccordés, un joint élastique disposé de ma nière à entourer.
l'extrémité de chaque tuyau, ce joint étant en contact avec la butée cor respondante et faisant radialement saillie vers l'extérieur à partir de cette butée sur une distance approximativement égale à la moitié de son .épaisseur -radiale, un manchon s'éten dant entre les extrémités adjacentes des tuyaux, celles-ci étant à distance l'une de l'autre et les extrémités du manchon étant en contact avec les faces latérales correspondan- tës des parties en saillie desdits joints,
des colliers dont. chacun entoure la, butée de l'un des tuyaux et présente un épaulement destiné à venir en. contact avec la face latérale du joint correspondant opposée à celle qui est en contact avec l'extrémité correspondante du manchon, et des moyens pour tirer lesdits colliers l'un vers l'autre, de manière à serrer chaque joint entre la butée correspondante,
l'extrémité correspondante du manchon et l'épaulement du collier correspondant.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution du rac cord faisant l'objet de l'invention et des va riantes de ces formes d'exécution.
La fig. 1 est une vue en coupe axiale de la. première forme d'exécution.
La fg. 2 est une vue en coupe axiale de la deuxième forme d'exécution.
La fig. 3 est une demi-vue en coupe axiale d'une variante de la deuxième forme d'exé cution, et la fig. 4 est une partie de vue en coupe axiale. d'une ailtre variante de cette deuxième forme d'exécution.
La forme d'exécution représentée à la, fig. 1 comprend deux extrémités adjacentes de tuyaux 10 et 11 qui sont munies de file tages extérieurs 12 et 13 respectivement. Ces tuyaux sont en métal ou bien en un composé de fibre et de colle ou de liant, suLsceptible d'être fileté ou dans lequel on peut former des filetages de toute auitre façon, par exem ple du ciment à l'amiante moiûé ou coulé, un composé de verre, de fibre et de résine ou un auitre composé similaire.
Des anneaux iréalliques 14 et 15 sont vissés sur chacune des extrémités filetées adjacentes 12 et 13 des tuyaux<B>10</B> et 11. Ces anneaux pourront aussi être faits d'une matière non métallique, par exemple d'une résine phénolique ou d'un composé analogue. Ils sont :disposés à distance de façon à former entre eux, sur chaque extré mité de tuyau, une rainure destinée à rece voir -un joint 16 en matière élastique, de pré férence en caoutchouc ou en une matière équivalente au caoutchouc.
De préférence, la matière d'os joints est. choisie telle qu'elle ne puisse être détériorée par le fluide qu'on désire transporter à tra vers les tuyaux. Par exemple, si ce fluide est du pétrole ou du gaz naturel, les joints élastiques 16 peuvent être constitués par le pro duit marque Néoprène qui n'est pas affecté par le pétrole ou par le gaz naturel.
Sembla blement, si l'on désire transporter des liquider corrosifs tels que des acides, ou des. solides f:lui@es et abrasifs à travers les tuyaux, la matière d'os joints 1.6 doit être choisie en con séquence bien que, ainsi qu'on le verra plus loin, le contact entre le fluide ou le solide fluide transporté et les joints 16 soit réduit et puisse même être sensiblement éliminé.
Le joint 16 pourrait présenter une section transversale pleine, et c'est même générale ment le cas. Cependant, dans la forme d'exé cution représentée à la fig. 1, ce joint est.
creux et tubulaire et il est rempli d'air ou d'un autre gaz soiLs pression, ou encore d'une matière liquide ou visqueuse appropriée, qui est susceptible de fluor ou d'être pressée à partir d'une partie de l'évidement du joint jusque dans une autre partie lorsque la sec tion transversale de ce joint diminue à un endroit déterminé quelconque.
Les anneaux 14 et 15 formant chaque rai nure sont de forme tronconique, leur plus grand diamètre étant adjacent au joint 16 et étant approximativement égal au diamètre de 1a, ligne médiane courbe passant par le centre des sections transversales du joint. Le joint 16 a une section .de forme circulaire et cette forme est en général préférable bien qu'elle puisse aussi être quelconque, à condition que le joint remplisse les fonctions dont il va être question.
Un manchon tuibulaire 17 entoure les extrémités adjacentes 12 et 13 des deux tuyaux et recouvre l'espace séparant ces extré mités. Les extrémités opposées 18 de ce man chon sont formées de façon à pouvoir s'adap ter oui contour des côtés latéraux correspon dants des<B>j</B>oints<B>16</B> qui font saillie radialement à l'extérieur des anneaux 14 et 15 et contre lesquels ces extrémités 18 du manchon 17 doivent venir buter.
La dimension axiale du manchon 17 est supérieure à la somme des longueurs des extrémités de tuyaux s'éten dant au-delà des joints 16 et entre ceux-ci, de sorte qu'un espace 19 subsiste entre lors extrémités 12 et 13 des tuyaux adjacents, comme représenté à la fig. 1. Le but dans lequel on laisse subsister cet espace sera indi qué plus loin.
Le diamètre intérieur du manchon 17 est légèrement plus grand que le diamètre maxi- rnum des anneaux 15 qui sont recouverts par ce manchon, cette différence de diamètre étant de l'ordre du dixième de millimètre, ceci -de façon à émpêcher, pour autant que faire se peut, tout contact entre le contenu des tuyaux et les joints 16.
Des colliers 20 et 21 entourent les extré mités adjacentes 12 et 13 des tuyaux adja cents 10 et 11, le manchon 17, les annea-Lux 14 et 15 et les joints 16. Ces colliers sont agencés de façon à pouvoir être vissés l'un à l'autre, l'un d'eux, 20, présentant un logement en forme de douille qui est taraudé de filets pour tuyaux à gaz et l'autre 21 étant fileté d'un filet correspondant.
Chacun -des colliers 20 et 21 est muni d'un épaulement intérieur 23 quia un con tour s'adaptant sur celui de la surface adja- eente du joint 16 correspondant, qui 'lait saillie vers le milieu de l'extrémité du tuyau correspondant. Ils présentent également cha cun un logement intérieur dont la paroi 24 a un diamètre intérieur supérieur au dia mètre maximum de l'anneau 14 recouvert par ce logement d'une valeur de l'ordre du dixième de millimètre.
Les ouvertures 27 de chacun des colliers, à travers lesquelles les tuyaux 10 et 11 s'étendent respectivement vers l'ex térieur du raccord, sont de diamètre sensible- ment supérieur au diamètre extérieur du tuyau correspondant 10 ou 11, de manière à laisser subsister, entre cette ouverture et 1\e tuyau considéré, un espace annulaire 2$ dont la fonction sera expliquée plus loin. Lorsque legs colliers 20 et 21 sont vissés l'un à l'autre,
leurs épaulements 23 et les extrémités 18 du manchon 17 entourent et écrasent entre eux la moitié en saillie de chacun des joints 16. La surface extérieure 25 des extrémités oppo sées de chacun .des colliers 20 et 21 présente un diamètre diminuant vers l'extérieur, comme représenté,- de façon que le raccord' gêne aussi peu que possible un déplacement des tuyaux sur des objets par-dessus lesquels ils doivent être traînés, losqu'ils sont raccor <B>dés.</B>
Pour raccorder les d'eux extrémités adja centes des tuyaux 10 :et 11 au moyen du raccord qu'on vient de décrire et qui est dé signé de façon générale par le signe de ré férence C à la fig. 1, on enfile tout d'abord les colliers 20 et 21 sur les extrémités des tuyaux 10 et 11, on visse ensuite .les anneaux 14 sur les extrémités 12 et 13 de ces tuyaux, de préférence jusqu'au fond des filetages,
puis on enfile les joints 16 sur les extrémités des tuyaux, jusque contre les anneaux 14, et on visse finalement les anneaux 15 sur les extrémités desdits tuyaux, jusqu'à ce qu'ifs viennent étroitement en prise avec les joints 16 correspondants,
sans toutefois exercer sur ces joints une pression suffisante pour les déformer de façon notable. Les extrémités 12 .et 13 des tuyaux sont alors amenées en aligne- ment à l'intérieur du manchon 17 :
et sont déplacées jusqu'à ce que les extrémités 18 du- dit manchon viennent en prise avec les joints 16, laissant ainsi subsister un espace 19 entre les extrémités des tuyaux,
du fait que la longueur du manchon 17 est supérieure à la somme des longueurs des extrémités des tuyaux qui font saillie l'une vers l'autre au- delà .des joints 16 correspondants. Les col- liers 20 et 21 préalablement disposés sur l'es tuyaux correspondants 10 et 11
respective- ment sont alors vissés l'un à l'autre par leur .filetage et taraudage coopérant 22, jusqu'à ce qu'une pression considérable soit exercée sur les deux côtés de chacun des joints 16 par les surfaces 18 et 23 correspondantes. Ces pressions opposées forcent chacun des joints 1.6 de se dilater radialement - vers l'intérieur et vers l'extérieur;
de manière à assurer l'étanchéité entre les colliers 20 et 21 et les extrémités correspondantes 12 et 13 des tuyaux 10 et 11 respectivement.
On remarquera -que la correspondance re lativement. exacte entre le diamètre maximum de chacun des anneaux 14 et 15 et le dia mètre du cercle directeur passant par le cen tre d'une section transversale quelconque de chacun des joints 16 empêche ces joints d'être forcés trop loin vers l'extérieur par les anneaux 14 et 15 et entre ces anneaux, au cas où ceux-ci sont initialement vissés trop près l'un de l'autre lors du montage ou lors de l'achèvement de l'opération de raccordement.
Semblablement,.kcorrespondance relativement exacte existant entre le diamètre intérieur du manchon 17 et celui de la paroi 24 du logement de chacun des colliers 20 et 21 et le diamètre dudit cercle directeur empêche les joints 16 d'être forcés trop loin vers l'intérieur, jus que dans les filets 12 et 13.
Par conséquent, les dimensions relatives des diverses pièces du raccord décrit assurent une stabilisation des joints 16 par écrasement régulier .de ces joints dans des sens opposés, et radialëment entre les surfaces 18 et 23, lorsque -les colliers 20 et 21. sont tirés l'un vers l'autre, de sorte que toutes les jonctions sont uniformément ren dues étanches.
On se rend compte que, en raison de l'existence de l'espace 19 subsistant entre les extrémités adjacentes 12 et 13 des tuyaux 10 et 11, de la flexibilité des joints 16 et des espaces 28 subsistant entre les surfaces exté rieures des tuyaux et le diamètre intérieur de l'ouverture 2 7 de - chacun des colliers 20 et 21 prévue pour recevoir un tuyau,
lune certaine flexibilité angulaire du raccord entre les tuyaux 10 et 11 est assurée. Le dé placement angulaire permis par cette flexibi lité est augmenté du fait que les joints 16 sont creux, comme décrit ci-dessus, et il peut atteindre une inclinaison de 30 environ entre les axes respectifs des tuyaux.
On comprendra que les autres facteurs limitant ladite flexibilité sont la dimension radiale de chacun des espaces annulaires 28 et la dimension axiale de l'espace 19 subsis tant entre les extrémités adjacentes des tuyaux. Ces dimensions peuvent être choisies suffisantes pour assurer une flexibilité corres pondant à celle des joints 16, et c'est géné ralement le cas.
Par -conséquent, le tronçon de conduit peut être plié aux raccords C dans les limites spécifiées ci-dess# et qui sont généralement appropriées aux buts d'établis- sement de pipelines sur le terrain.
Un tron- con de conduit comprenant de tels raccords peut. être tiré avec une force pouvant attein dre quinze tonnes, sans nuire à la solidité ou à l'étanchéité des raccords puisque les joints 1.6 sont enfermés de tolus côtés et ne peuvent fh ier de façon notable.
Cela est particulière ment le cas lorsque les joints 16 sont massifs, de sorte que la traction exercée sur les tuyaux raccordés à travers les raccords; C a pour effet :
de solliciter les joints 16 contre les épaulements 23, de façon à sceller encore plus étroitement la jonction entre le raccord et le tuyau correspondant, le joint 16, par exemple en caoutchouc, étant sollicité au ci saillement en travers de sa, plus grande sec tion longitudinale; si bien que sa capacité de résistance maximum est ainsi utilisée. On sait en effet que le caoutchouc présente une résistance maximum au cisaillement.
Chaque joint 16 est, par ailleurs, sensiblement entière ment enfermé, de sorte qu'il ne peut fluer de façon notable.
La forme d'exécution représentée à la. fig. 2 comprend des joints 16' qui s'ont irnssé- rés chacun dans une rainure 30 de section transversale semi-circulaire ménagée dans la surface extérieure près de l'extrémité du tuyau correspondant et comme représenté. Ce type de raccord est particulièrement suscep tible d'être adapté à des tuyaux en béton et à d'autres tuyaux ne pouvant pas facilement être filetés ou dans lesquels on ne peut pas former des filetages suffisamment
résistants. Un manchon 17' est en prise avec les surfaces opposées des joints 16', de façon à mainte nir les extrémités des tuyaux 10' et 11' à dis tance l'une de l'autre et à laisser ainsi sub sister un espace 19', comme représenté. Des épaulements 23' ménagés sur les surfaces in térieures des colliers 20' et 21' sont en prise i avec les surfaces externes de la partie exté rieure de chacun des joints 16'.
Afin d'assurer le jeu nécessaire à la flexion, les extrémités adjacentes des tuyaux 1.0' et 11' sont chanfreinées en 15' et louver turc destinée à recevoir l'un des tuyaux, de cracun des colliers 20' et 21' est évasée, comme représenté. Alternativement, le manchon 17' pourrait arussi présenter un profil sphérique concave à l'intérieur; dans ce cas, il ne serait pas nécessaire de chanfreiner les tuyaux en 15'.
Les colliers 20' et. 21' sont accouplés l'un à l'autre au moyen de filetages à gauche et à droite 22' ménagés sur leurs parties respec- tives adjacentes, et un écrou 31, présentant un taraudage à gauche et un taraudage à droite coopère avec les filetages des colliers pour tirer ceux-ci l'un vers l'autre et serrer le raccord de la façon décrite en référence à la fig. 1.
On comprendra que les épaule- nients 23' et les extrémités du manchon 17' sont étroitement ajustés sur les surfaces en saillie des joints 16', de sorte que ces joints sont sensiblement complètement enfennés.
La fig. 3 représente une variante de la seconde forme d'exécution d'écrite en réfé rence à la fig. 2. Dans cette variante, les extrémités adjacentes de chacun des tuyaux présentent chacune une rainure 32 destinée à recevoir un joint 16"; chaque rainure est formée par des nervures circulaires 33 mou lées ou formées de toute autre façon sur la dite extrémité de tuyau.
Cependant, du fait du phis grand diamètre desdites nervures 33, le:, diamètres intérieurs des colliers 34 et 35 que comprend le raccord:
doivent être légère- tient phis grand afin qu'on puisse enfiler ces colliers sur les tuyaux avant d'insérer les joints 16' dans les rainures 32.
Après que le raccord a été serré, comme décrit pmécédem- nient, en tirant les colliers 34 et 35 l'un con tre l'autre au moyen d'un écrou 36 coopérant avec des filetages respectifs à .droite et à gau che de chacun de ces colliers, un espace con- o sidérable subsiste entre le diamètre intérieur de l'ouverture de chacun des colliers et la surface correspondante du tuyau sur lequel est disposé ce collier.
De la saleté pourrait .'accumuler dans cet espace lorsque le tron- s gon de conduit comprenant le raccord est traîné sur le sol. Par conséquent, on bouche cet espace au moyen d'une pièce de caout chouc 37, en .forme de rondelle, comme repré- sente. Les pièces 37 étant élastiques permet tent un déplacement angulaire entre les ; tuyaux adjacents, comme décrit ci .dessus et dans les limites permises par la conformation du raccord.
On comprendra que des pièces élastiques analogues pourraient aussi être uti- lisée3 dans d'autres formes d'exécution. Ce pendant, elles ne sont généralement nécessaires que dans la variante qu'on vient de décrire.
La fig. 4 représente une deuxième va riante qui ressemble à celle de la fig. 3, mais dans laquelle l'espace correspondant à celui, bouché par chacune des pièces 37 à la fig. 3 est réduit, si bien que ces pièces: sont la plu part du temps superflues. Cette variante est également susceptible d'être utilisée pour rac corder des tuyaux non filetés, par exemple des tuyaux de béton.
Chaque tuyau présente, à son extrémité, une rainure 38 destinée à re cevoir un joint 16"' et qui est formée par combinaison d'une rainure pratiquée dans la surface normale du tuyau et de nervures circulaires 39.
Autrement dit, cette variante constitue un compromis entre les dispositions respectives des fig. 2 et 8, si bien que les ner@@ires font saillie à l'extérieur clé la sur face normale du tuyau d'un quart seulement du diamètre de la section transversale du joint 16"', tandis que, -dans la variante de lia fig. 3,
les nervures 33 font saillie de la moitié du diamètre de la section transver- sale du joint 16". De la sorte, l'épaisseur de la paroi .du tuyau est encore notable au droit clé la rainure 38 et les espaces annulaires entre le collier disposé sur chacun des tuyaux et la surface de ce tuyau sont relativement étroits, permettant ,
ainsi une flexion au raccord sans qu'il soit nécessaire de munir celui-ci de pièces 37 telles que celles de la variante de la fig. 3.
Les raccords décrits. sont très simples et 0 permettent le raccordement de tuyaux et le démontage de conduits comportant de tels raccords par une main-d'oeuvre non spécia lisée.