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1~L6~ ,'9
La presente invention concerne un dispositif de
connexion entre les extrémités de deux conduites.
On connalt des raccords entre une première et une
seconde conduite, dans lesquels une bague annulaire, portant
sur son contour interne cylindrique une pluralité de stries
circulaires, est apte à être sertie sur la portion terminale
mâle d'un tube préalablement marquée d'une pluralité de stries
circulaires dont le profil et l'espacement sont identiques au
profil et à l'espacement des stries internes de la bague. La
bague annulaire prend appui par une partie tronconique sur une
partie tronconique interne d'un embout fixé solidairement sur
le second conduit dit embout femelle et par une partie tronconi-
que, opposée à la première, sur une partie tronconique interne
orientée vers l'embout femelle et tracée sur le fond annulaire
d'un ecrou se vissant sur un pas de vis trace sur le contour
exterieur de l'embout femelle.
Les stries tracees sur le contour interne de la bague
annulaire et sur le contour exterieur de l'embout mâle etant
de meme section et d'espacements égaux, ce raccord autorise
un ajustement longitudinal des conduites à raccorder, par contre
il ne permet pas de débattement angulaire et les variations
d'angle de la conduite doivent etrc obtenucs grâce ~ la flexi-
bilité et à l'élast.icité des conduites, ou pour les conduites
lourdes de diam~trc i.mportant ces possibilités sont tr~s ré-
duites.
Avec une bague annulaire faite d'un métal suffisam-
ment ductile, il n'est pas nëcessiare que le contour interne
de la bague soit muni de stries, ce contour peut être cylindrique
de section circulaire et au cours du serrage ce contour interne
se moulera et s'ancrera sur le contour externe de l'embout
mâle. L'ajustement longitudinal préalable au serrage est
possible, l'ajustement angulaire ne l'est pas.
-1- &~
11,',6 ~
Un dispositif selon l'invention permet de pallier
cette difficul.té en donnant à une bague annulaire un contour
externe sphérique et en créant dans le passage interne de
l'embout femelle un espace à contour tronconique permettant un
certain débattement angulaire ~ de l'embout male.
Selon la présente invention, il est prevu un dispo-
sitif pour connecter l'extremité d'une première conduite avec
l'extrémité d'une seconde conduite, comprenant un embout male
tubulaire cylindrique fixé sur l'extrémité de la première con-
duite, cet embout male ayant un contour extérieur, un emboutfemelle tubulaire fixé sur l'extrémité de la seconde conduite
et ayant une extrémité ouverte orientée vers ladite première
conduite, cet embout femelle comprenant a partir de ladite
ouverture, successivement, une partie annulaire cylindrique,
une partie annulaire tronconique converyente et une partie
annulaire tronconique divergente, une bague a contour externe
sphérique apte a reposer sur un siège constitué par ladite
partie annulaire convergente, ladite bague ayant un diamètre
externe qui est à peine inférieur au diamètre interne de ladite
partie annulaire cylindri~ue, ladite bac~ue ayant un contour interne,
ledit contour externe sphérique de la bague comportan-t une
pluralité de rainures longi-tudinales radiales s'étendant sur
la majeure partie de la bague cntre un plan perpendiculaire à
l'axe de ladite bague et passant par ladite bague et l'extré-
mité de cette bague orientée vcrs ladite première conduite~
ces rainures longitudinales ayant chacune un ~ond cons-titué
par des surfaces sensiblement idcntiques coaxiales au contour
interne de la bague, ledit contour sp~lérlque exterlle de la ba-
gue comportant une gorge annulaire étroite centree sur un plan
limitant vers l'embout femelle lesdites rainures lonyitudinales
radiales, un moyen de serrage de ladite bague radialement en
réponse à un effort longitudinal sensiblement parallèle à l'axe
: - 2
3 ~L64~
de ladite bague dans le sens allant de ladite premiere con-
duite vers ladite deuxieme conduite, et des moyens de fixation
sur au moins un des contours interne de ladite bague et
externe dudit embout mâle pour fixer ladite bague audit embout
mâle par déformation plastique d'au moins desdits contours.
Dans de nombreuses réalisations, le moyen d'exercer
sur la bague sphérique un effort longitudinal est un moyen
mécanique.
Selon un premier mode de réalisation préferentiel,
le moyen mécanique est constitué par une association vis-
écrou, la vis étant représentée par un filetage hélicoidal
tracé sur le contour exterieur de l'extremité de l'embout
femelle et l'ecrou étant représenté par une pièce annulaire
munie d'un filetage interne homologue du filetage de la vis,
cette pièce annulaire prenant appui sur la bague sphérique
par l'intermédiaire d'une pièce annulaire à contour interne
constitué par une calotte sphérique de même rayon que le con-
tour externe de la bague sphérique et faite d'une matière
facilitant le glissement en même temps que la transmission de
l'effort.
Dans cette réalisation, l'écrou comporte générale-
ment sur son contour extérieur des ailes radiales qui, bien
que d'extension peu importante, sont aptes à recevoir la
percussion d'une masse, percussion conduisant au blocage, qui
est une procedure de mise en oeuvre usuelle.
Selon un second mode de réalisation préférentiel,
le moyen mécanique est constitué par un assemblage de deux
colliers, un premier collier fixe sur l'extrémité de l'embout :
femelle et un second collier mobile prenant appui sur la bague
sphérique par une surface annulaire à contour interne sphéri-
que de même rayon que le contour externe de la bague sphéri-
que, les deux colliers étant percés d'orifices se correspon-
6~ J~9
dant pour une pluralite de gottjons regulièremen-t espacés,
chaque goujon étan-t muni de deux écrous et à chaque extrémité.
Dans cette réalisation, il est possible de parfaire
le serrage des écrous à l'aide d'une clé à choc d'un modèle
connu, ce qui autorise un blocage efficace.
Les deux modes de réalisation d'exercer un effort
longitudinal par un moyen mécanique conduisent a employer
pour le blocage final soit la masse soit la clé à choc, outils
utilisables à l'air ou sur une épaisseur d'eau peu importante.
Selon un autre mode de réalisation préférentiel
élaboré en vue de l'emploi sous une épaisseur d'eau considéra-
ble, le moyen d'exercer sur la bague sphérique un effort
longitudinal est hydraulique.
Selon une telle réalisation, le moyen hydrauliyue
d'exercer sur la bague sphériyue un eEfort longitudinal est
constitué par l'association d'un anneau prenan-t appui sur la
bague sphérique par une partie annulaire sphérique interne et
d'une jupe cylindrique munie vers l'embout mâle d'un fond
annulaire percé d'un orifice de diamètre supérieur au diametre
extérieur de l'embout mâle.
Cette jupe prend appui sur une partie tronconique
tracée sur le con-tour extérieur de l'embout femelle et orien-
tée vers la seconde conduite, par l'intermediaire d'une plu-
ralité de coins prenant appui d'une part sur ladite partie
tronconique tracée sur le contour externe dc l'embout femelle
et d'autre part sur une surface tronconiyue intcrne de la
jupe. L'angle au sommet de ladite surface tronconique est
sup~rlou:r ~l l'.ln(~l.o au solnmot dc ].acl:i.to surE~cc i;:rol-coll:L(Iuo
interne de la jupe.
Ledit anneau coulisse à l'intérieur de la jupe a
laquelle il est relié par au moins trois vérins hydrauliques,
chacun de ces verins comportant une tige fixee d'une extremité
.
c3
au fond annulaire de la jupe cylindrique e-t de l'autre
extrémite à un piston mobile en transla-tion dans un cylindre
découpé dans la masse de l'anneau.
Le contour interne cylindrique de la bague a con-tour
externe sphérique est généralement lisse. Toutefois, dans les
réalisations où la fixation doit être particulièrement assurée,
on utilise des bagues pour lesquelles une partie du contour
interne cylindrique comporte des stries circulaires de même
profil que les stries portees par le contour externe de l'em-
bout mâle. Ces stries sont tracees sur la partie de la bague
dont le contour externe porte des rainures longitudinales
radiales.
Dans ces réalisations, au moins une des rainures
longitudinales radiales est prolongée jusqu'au contour interne
cylindrique par une fente pour une partie ou pour la totalité
de sa largeur. Cette fente mettant en communication les stries
avec le contour externe de la bague permet à l'eau qui pourrait
rester captive entre les rainures, de se deplacer vers l'exté-
rieur.
Une telle réalisation est particulieremell-t appropriee
a la mise en place sur le sol sous-marin de conduite de dimen-
sions importantes et dans lesquelles se deplaccront des Eluides
sous des pressions considerables.
L'invention sera mieux comprise dans la description,
donnee à titre non limi-taiif, de modes de realisation preEe-
rentiels du dispositif selon l'invention, illus-trés par les
figures suivantes:
- Figure 1: Connecteur a bague sphériquc avcc vis ct ecrou,
- Figure 2: Connecteur a bague spherique avec colliers et
goujons,
- Figure 3: Bague spherique, coupe axiale,
- Figure 4: Bague sphérique, vue en bou-t,
-~ - 5
..
!r, g
- Figure 5: Connecteur a bague spherique a serrage hydrau-
lique,
- Figure 6: Connecteur selon la figure 5, vue en bout,
- Figure 7: Connec-teur selon la figure 5, section AA,
- Figure 8: Bague spherique avec s-tries in-ternes,
- Figure 9: Bague selon la figure 8, vue en bout,
- Figure 10: Bague avec stries internes et fentes prologeant
les rainures externes longitudinales avec lar-
geur inferieure a celle des rainures,
- Figure 11: Bague selon la figure 10, vue en bout,
- Figure 12: Bague avec stries internes et fentes prologeant
les rainures externes longitudinales avec lar-
geur egale,
1~L6'~
- Figure 13: Bague selon la fi(~urc 12, vuc cn bout.
- Figure 14: Installation de connexion à deux connecteurs
(manocuvre en cours).
- Figure 15: Installation de connexion à deux connecteurs
(conncxion faite).
En se réEerant a la figure 1, on trouve une coupe
axiale d'un connccteur ~ bague sphcrique et à serra~e par vis
et écrou.
Un tel connecteur (l).comprend un embout mâle (2)
fixé sur l'extremité d'un premier conduit, non figuré, et un
embout femelle (3) fixé sur l'extremite d'un second conduit,
non figure.
I'embout mâle (2) comporte sur son contour extérieur
une pluralite de stries annulaires telles que (4), de même
profil et regulièrement espacees. L'embout fem~lle (3) comporte
à partir de son ouverture, et successivement, une partie cylin-
drique (5), une partie tronconique convergente (6) et une
partie tronconique divergente (7), ces trois parties etant
coaxiales. I.a partie tronconique (7) est raccordee par une
partie tronconique de raccordement (8) à unepartiecylindrique
(9) dont le d.iamè~re i.ntcrne est cclui du second conduit.
Le connecteur comprend en outre une bague (10) à
contour exterieur spherique (11), qui, dans une position prea-
lable a la connexion, cst coaxialc de l'embout mâle (2) et
mobile par coulissement lc long de cet embout.
La partie cylindrique (5) de l'embout (3) a un rayon
(R) à peine superieur au rayon du contour exterieur spherique
de la bague (10). La partie tronconique (6) ayant un demi
angle au sommet (~), la longueur (x) de la partie cylindrique
(5) de l'embout (3) est a peine supérieure à la mesure de
(R tg ~).
Dans une position préalable à la connexion dans
laquellc l'cmbout (2) penctre partiellemcnt dans l'cmbout (3),
la bague (10) est en contact d'une part avec la partie tronco-
nique (6) de l'embout (3) suivant une zone annulaire étroite
et d'autre part avec une pièce annulaire (12) dont la majeure
partie du contour intcrne cst constituee par une surface an-
nulaire (12') sphérique de même rayon que le contour sphérique
externe (11) dc la bac3uc (10).
Cette pièce annulaire (12) est en contact par l'in-
termédiaire d'une rondelle (13), dont les surfaces ont un très
faible coefficient de frottement, telles que faites en matière
plastique auto-lubrifiante, avec une butée (14) constituée par
un anneau (15) solidaire d'un ccrou (16). Cet écrou (16) est
pourvu d'un pas de vis interne (17), de memes caractéristiques
qu'un pas de vis (17') trace sur le contour cxterne de l'embout
femelle (3).
La mesure de l'angle au sommet ~ de la partie tron-
conique (7) est au moins égale à la valeur maximale de l'angle
que peuvent avoir entre eux les axes des embouts (2) et (3).
L'anneau (15) solidaire de l'écrou (16) est percé
d'un orifice (18), cylindrique ou tronconique, de dimensions
telles qu'il permet le passage de l'embout (2) dont l'axe peut
etre incliné d'un angle ~ sur l'axe de l'embout (3).
La pièce annulaire (12) ainsi que la rondelle (13)
sont egalement pcl-cecs d'orificcs (19) et (20) permettan-t le
passage de l.'embout 2 avcc une inclinaison éventuelle d'un
ang]e ~ de l'axe de l'embout (2) sur l'axe de l'embout (3).
Lorsque l'écrou (16) se déplace par vissage sur
l'embout (3), il exerce sur la bague (10) un effort parallèle
à l'axe de l'embout (3). Cet effort provoque ainsi, d'une
part un contact étanche de la bague (10) avec la partie tron-
conique (6) et d'autre part la fixation de la bague (10) sur
l'embout (2) par deformation plastique du contour interne de
6~9lj~
la b.l~Juc~ (10) sur le con~our cxk~rnc de l'cmbout (2) gr~cc allx
rainurcs (l~) tracees sur cc contour.
On trouvc sur la figure 3 une section meridiennc
de la bague (10) à contour externe spherique (11) et sur la
figurc 4 une vue en bout selon la fleche ~ de la meme bague
(10). Le contour externe spherique (11) de la bague (10)
comporte une gorge annulaire (21), etroite, centree sensible-
ment sur le plan de raccordement (22) entre les parties annu-
laires cylindriques (5) et tron~onique (6) internes de l'embout
femelle (3). Le contour externe (11) comporte en outre une
pluralite de rainures longitudinales radiales telles que (23)
s'étendant entre la gorge annulaire (21) et l'extrémite (24)
de la bague orientee vers l'embout mâle. La gorge annulaire
(21) et les rainures longitudinales telles que (23) ont pour
fond (25) des elements d'une meme surface cylindrique coaxiale
du conduit interne (26) de la bague (10).
Sur la figure 2, on trouve une coupe axiale d'un
connecteur ~ bague spherique et à scrrage par collier et
goujons.
Un tel connecteur 1 comprend un embout mâle (2) fixe
sur l'extremite d'un premier conduit, non figure, et un embout
femelle (3) fixé sur l'extremité d'un second conduit, non
figuré.
L'embout mâle (2) comporte sur son contour extérieur
une pl.uralité de stries annulaires telles que (4) de mcmes
profils et regulièrement espacées.
L'embout femelle (3) comporte à partir de son ouver-
ture, et successivement, une partie cylindrique (5), une
partie tronconique convergente (6) et une partie tronconique
divergente (7), ces trois parties étant coaxiales.
La partie tronconique (7) est raccordée par une
partie tronconique de raccordement (8) a une partie cylindrique
r.i`~t
(g) dont le diamètre internc est celui du second condui-t.
Le connecteur comprend en outre une bague (10) a
contour exte~rieur ~i~heri(luc (1l), qui, dans unc pos.ition prc-
alable a la connex.i.on est coaxiale de l'embout male (2) et
mobil.e p.lr coulissemcnt lc long de cet cmbout.
La partie cylindrique (5) de l'embout (3) ayant un
rayon (R) a peine supérieur au rayon de la sphere, contour
externede la bague (10), la partie tronconique (6) ayant un
demi angle au sommet (N), la lon.gueur (x) de la partie cylin-
clrique (5) de l'embout (3) cst a peine supérieure a la mesurede (R tg c~).
Dans une position préalable à la connexion d~ns
laquelle l'embout (2) pénetre partiellement dans l'embout (3),
la bague (10) est en contact d'une part avec la partie tron-
conique (6) de l'embout (3) suivant une zone annulaire étroite
et d'autre part avec une piece annulaire (12) dont une partie
du contour interne est constitué par une surface annulaire
spherique (12') clc mêmc rayon quc lc contour externe (11) de
la bague (10).
Cette bacJue (10) a scs caracteristiques principalcs
définies a l'aide des figures 3 et 4.
Cette piece annulaire (12) constitue, sur la figure
2, un collier comportant sur sa partie periphérique une plura-
lité de percements tels que (27), régulierement répartis autour
de l'axe, ces percements ayant même répartition et mêmes dia-
metres qu'une pluralité de percements tels que (28) que comporte
un collier (29) faisant partie intégrante de l'embout (3) et
entourant l'orifice de cet embout (3).
Dans les percements (27) et (28) de mêmes diametres
et se correspondant sont disposés des goujons (30) munis d'écrous
(31) et (32) visses sur chaque extrémité à l'aide d'un pas
de vis(33).
--10--
aJ~g
[.c collicr (]2) est pcrcc d~ln oriricc (18) pour
~artic constituc L~ar unc partie annulaire (12'), cnvc]oppe
(lu colltour ~ criqllc (Il) clc la b-lgUC (1O), lc complcn\cnt
consistant dans un conduit cylindrique ou tronconique (20) de
dimcn~iolls IclLcl; qll'il L~crlnct lc ~ s~.lgc (lc ]'cmbout (2) dont
l'axe peut etre incliné d'un angle r~ sur l'axe de l'embout (3).
L'anglc au sommet (lc la partie tronconique (7) est au moins cgal
au double de l'angle r~ maximal que peuvent avoir entre eux les
axes des embouts (2) et (3).
Lorsque les écrous (31) et (32) des goujons (30)
sont visses, les colliers (25) et (29) en se rapprochant provo-
quent l'application sur la bague (10) d'un effort parallele
à l'axe de l'embout (3). Cet effort provoque d'une part un
contact étanche de la bague (10) avec la partie tronconique (6)
et d'autre part la fixation de la bague (10) sur l'embout (2)
par déformation plastique du contour interne de la bague (10)
sur le contour externe de l'embout (2) grâce aux rainures (14)
tracees sur cc contour.
Sur la Eigurc 5, on trouve une coupe axiale d'un
connecteur a baguc spherique ~ serrage hydraulique.
Un tel connecteur (1) comprend un cmbout mâle (2)
fixe sur l'extremite d'un premier conduit non figure, ct un
embout femelle (3) fixe sur l'extremite d'un second conduit,
non figure.
L'embout mâle (2) comporte sur son contour extérieur
une pluralité de stries annulaires telles que 14), de memes
profils et regulierement espacees.
L'embout femelle (3) comporte a partir de son ouver-
ture et successivement, une partie cylindrique (5), une partie
tronconique convergente (6) et une partie tronconique diver-
gente (7), ces trois parties etant coaxiales. La partie
-tronconique (7) est raccordee par une partie tronconique de
--11--
1.~6~
raccoxdement (8) a une partie cylindrique (9) dont le diametre
interne est celul du second conduit.
I,e connecteur comprend en outre une bague (10) a
contoul- cxtcl-:ieur splleri-luc (11), qui, dans une position
l)re~ala~le ~ JLI ~'OIU~'XiOI1 eSt coaxi.lle dc :L'em~ouL m~lC (2)
et mo~ile par coulissement le long de cet embout.
La partie cylindrique (5) de l'embout (3) ayan-t un
rayon (~) a peine supérieur au rayon de la sphere, contour
externe de la bague (10), la partie tronconique (6) ayant un
demi-angle au sommet (~), la longueur (x) de la partie cylin-
drique (5) de l'embout (3) est a peine superieure a la mesure
de (R tg _).
Dans une position prealable a la connexion dans
laquelle l'embout (2) pénetre partiellement dans l'embout (3),
la bague (10~ est en contact d'une part avec la partie tron-
conique (6) de l'embout (3) suivant une zone annulaire etroite
et d1autre part avec une piece annulaire (12) dont une partie
du contour interne est constituee par une surface annulaire
spherique (12') de même rayon que le contour extcrne (11) de
la bague (10).
Cctte bague (10) a ses caracteristiques principalcs
definies a l'aide dcs figures 3 ct 4.
Cette pièce annulaire (12) constitue sur la figure
5 un collier, de contour exterieur lateral cylindrique (34),
comportant sur sa face (35) orientee vers l'embout (2) une
pluralite d'ouvertures telles que (36), regulierement espacees,
de cavites cylindriques (37) dans chacune desquelles est mobile
en translation un piston (38) fixe a l'extremite d'une tige (39)
dont l'autre extremite est fixee ~ un fond annulaire (40) soli-
daire d'une jupe cylindrique (41) mobile en translation par
coulissement de sa paroi interne cylindrique (42) sur le contour
exterieur lateral cylindrique (34) du collier (12).
~L~6~
Les ouvertures (3G) sont munics de bouchons (43)
fixés de façon amovible sur chaque ouverture, avec interpo-
sition d'un joint d'etancheite, et perces d'un orifice (44)
comport.lnt url joint d'ctancllcité (44a) et pcrmettant le pas-
s~gc ctancllc c~ couliss.lnt dc la tigc (39) du yiston (38).
Chaque jupe cylindrique (41) a sa paroi interne
eylindrique (42) prolongee par unc partie annulairc tronco-
nique (42'), consti.tuan-t une portee dc serragc de demi angle
au sommet egal à 4, suivic par une partie annulaire tron-
coniquc (42" ), cons~ituant unc portcc d'cnclenchemcnt, dedemi angle au sommet égal à 10.
Le eollier (12) par sa faee annulaire plane (35)
orientée vers l'embout (3) est en eontaet avee une pluralite
de eoins (45) regulièrement espaeés autour de l'axe de l'em-
bout (3). Ces eoins sont maintenus en plaee a la fois par
une pieee (46) eonstituée par une bague annulaire a faees
planes (47) et (48) et de diametre intérieur suffisant pour
pouvoir être mise en plaee a partir de l'extrémité de l'embout
(3) et sur laquelle sont fixées des ailettes (49) (fig. 7), en
meme nombrc que les eoins (45), et eonstituant, avee la faee
(48) de la bague annulaire (46) sur laquelle elles sont f.ixées,
des loges à parois ].atcrales opposces paralle].es (50), (51)
pour ehaque logc, pour y loger les eoins (45), et par un lien
élastique annulaire (52) logé dans une eannelure (53) ereusée
dans une faee externe de ehaque eoin.
Les ailet-tes (49) sont intersectées par un plan per-
pendieulaire a l'axe de l'embout (3) suivant des seetions qua-
drangulaires dont deux eôtes opposés sont des droites faisant
entre elles un angle (~) égal a 360 divisé par le nombre de
eoins, eeci étant représenté sur la figure 7.
Les figures 5 et 7 montrent ehaque eoin (45) limité
par deux faces paralleles (54) et (55) séparées par une epais-
-13-
9~
seur de meta] peu inférieure à la distanee séparant les parois
(50) et (51) des ailettes encadrant le eoin (45), par deux
faces paralleles (56) et (57), perpendiculaires a l'axe de
l'embout (3), par un contour externe constitue par deux ele-
mcllts (58) cL (5')) dc surf.lccs ~ronconiqllcs di.vergcult: d.lns
Ic sens clc l'cm~out (2) vers l'embout (3) ct ayant suecessi-
vcmcll~ pc)ur l'clc~ t (58) Ull dcllli angl.c au sommct dc 10 ct
pour l'clemcllt (59) un dcmi. angle au sommct dc 4, c-t enfin
par un contour intcrnc constitu~ succcssivcmcnt dans lc scns
dc l'cm~out (2) vcrs l'cmbout (3) par trois elcmcnts succcs-
sifs de surfaces annulai.rcs dont succcssivcment, l'clement (60)
tronconique divergent dans le sens de l'embout (3) vers l'embout
(2), l'élement (61~ cylindrique et l'element (62) tronconique
divergent dans le sens de l'embout (2) vers l'embout (3).
Chaque coin (45) comporte sur sa face (57) orientee
vers l'embout (3), et donc vers la bague annulaire (46), une
rainure (63) radiale par rapport à l'axe de l'embout (3). Ces
rainures radiales (63) sont ouvertes sur le contour interne
troneonique (62) du coin (45) et interrompues dans la direc-
tion opposée par un fond (64) qui constitue une butée pourun ergot (65) mobi.le en translation dans la rainure (63) et
so].i.daire de la baguc annu].aire (q6).
Sur ].a f.i.gure 5, l'ergot (65) est constitue par le
prolongemcnt au-dela dc la paroi (~8) cle ].a tige d'un houlon
(66) visse dans un percement filete (67) à travers la bague
annulaire (46).
La figure 5 montre sur sa moitie gauehe une section.
A chaque extremite des cavites cylindriques, ou
cylindres, tels que (37), debouchent des conduites (respec-
tivement (68) et (69)) reliees à un distributeur d'huile souspression de telle sorte que le piston (38) dans le cylindre
(37) est un piston double effet sur lequel est appliquee une
-14-
~ ~6~J~5~
différence de pression soit sur une face soit sur l'autre.
La figure 5 montre sur sa rnoitie gauche une seetion
du connecteur en position dceonneetée, le piston (38) étant
dans la position cxtreme vers l'embout (2) et sur la moitié
.`i droite une scction du connccteur cn position de blocage,
le piston ~38) étant proche de la position extrême vers l'em-
~out (3).
Sur la Eigurc 5, l'embout (3) a pour eontour exté-
ricur ~ partir c~c son orifice: une partie eylindriquc (70)
dc diam~trc pC~I in~cricur au cliam~trc cl'unc partie cylindrique
(71) du contour internc de la pi~ee annulaire (12), eette partie
cylindrique (71) étant juxtaposée a la partie annulaire cylin-
drique (12') de la pieee (12) qui prend appui sur la partie
annulaire sphérique (11) de l'anneau (10). Le diametre de la
partie cylindrique (71) est superieur de quelques eentimetres
au diametre 2R de la bague spherique (10). La partie eylin-
drique (70) est prolongée sur la figure 5 par une partie tron-
conique divergente telle que le eontaet, en position de eon-
nexion, soit evité entre la pieee (12) et l'embout (3) et
notamment avec une saillie annulairc (72) Eaisant suite à la
partie cylindrique (70).
Cette saillic annu]aire (72) est limitee, vers le
second eoncluit auquel est fixé i'embout (3), par une portee
tronconique (73) convergellte dans cette direction. Cette
partie troneonique (73) sert de portée a l'élément annulaire
(60) des coins (45). Le demi angle au sommet de la partie
tronconique (73) est égal au demi angle au sommet de l'element
annulaire (60). Il est sur la figure 5 et 45.
La figure 6 donne une vue du connecteur selon la
fleche B de la figure 5. Sur eette vu,e, on distingue une
section de l'embout (2), les eontours interne et externe du
fond annulaire (~0) et des boulons tels que (74) par le
-15-
6'~:V;~
moyen desquels les tiges, telles que (39), des pistons, tels
que (38), sont fixees au fond annulaire (40). On distingue
enfin l'orifice (18) et le contour tronconique (33) permettant
le passage de l'cmbout (2) au travers du collier (12). Les
pièces dc repcres (38), (39) et (12) ne sont pas figurees.
La figur~ 7 donne une demi section du connecteur
suivant le plan CC indique sur la figure 5. Comme sur la
figure 5, sur la moitic gauclle de la figure 7, lc connecteur
est en position de déconnexion et à droite il est en position
de connexion. On distingue les coins (45) disposes dans des
loges à parois laterales opposees parallèles (50) et (51).
Ces loges sont separees par des ailettes (49) dont les sec-
tions sur la figure 7 sont bien quadrangulaires dont deux côtes
opposes constitues par des droites faisant entre elles un angle
egal à 360 divise par le nombre de coins, les deux autres cotes
etant des arcs de cercles.
Sur la figure 7, on retrouve en outre les sections
de la jupe cylindrique (41), de l'embout (2) et de l'embout
(3).
Dans les trois realisations, suivant les figures 1,
2 et 5, on remarque une déformation (75) de l'extrémité de
l'embout (2), cette déformation, provoquec par un marquage
à la masse ou tout autre moyen, constitue un elargissement de
l'extrcmite après que la bague (10) a ete cnfilée sur l'embout
(2).
Sur les figures 8 et 9, on trouve des representations,
respectivement une section meridienne et une vue en bout, d'une
bague à contour externe spherique (10), dans une realisation
où cette bague comporte sur une partie (76) de son contour in-
terne cylindrique (26) une pluralite de stries circulaires
(77), de meme profil que les stries portees par le contour
externe de l'embout mâle. Ces stries (77) sont ici tracees sur
-16-
la partie interne (76) de la bague dont le contour externe
porte des rainures lonc3itudinales (23).
Quel que soit le métal avec lequel est faite la
bague (10), acier inoxydahle ou bronze ou autre allia~e de
qualite marine, ces s-tries procurcnt une fixation de la bague
sur l'embout mâle meilleure que ne le donnerait un contour
cylindrique sans strie. Par contre, l'étancheite entre la
bague et l'embout mâle est assuree par le contact de la partie
cylindrique (78), complementaire.de la partie cylindrique striee
(77), et qui repose sur le contour externe strie de l'embout
mâle.
Sur les figures 10 et 11, on trouve des representa-
tions, respectivement une section meridienne et une vue en
bout, d'une bague (10) dont une partie (76) du contour interne
(26) porte des stries (77), cette partie interne (76) de la
bague etant celle à laquelle correspond sur le contour externe
la zone sur laquelle sont tracees les rainures longitudinales
(23). Deux de ces rainures (23) sont prolongees par une fente
(79) jusqu'~ la partic i,nterne (26), cette Eente (79) ayant
une largeur inféricure à la largcur dc la rainure (23).
Les Eigures 1.2 et 13 donnent les mêmes represcnta-
tions que les Ei.~ures 10 et 11 avec des fentes (7~) de meme
largeur que les rainures (23).
Sur la figure 13, la partie (76) du contour interne
(26) de la bague (10) qui porte des stries circulaires (77) est
limitee entre deux parties cylindriques unies (78') et 78" ).
Mise en place et serrage du connecteur
Preliminairement a la connexion, on fixe sur les
extremites de conduites à connecter, par exemple par soudure,
un embout mâle (2) d'une part et un embout femelle (3) d'autre
part.
Sur l'embout mâle sont alors enfilees différentes
pieces annulaires, pour les realisations selon la figure 1
les pièces (12), (13) et (16), pour les realisations selon
la figure 2 la piece (12) et pour les realisations selon la
figure 5 la piece (12) avec l'ensemble des pistons (37) tiges
(39) ct de la bacJue (40) avecla jupe cylindrique (41). La
bague spherique est ensuite enfilee de fason coulissante ~
et l'extremite de l'embout est marquee, ce qui en provoque la
surepaisseur (75).
Sur l'embou~ femelle cst enfile et mis en position
d'appui sur la partie (73), l'ensemble des coins (45), main~
tenus a la fois par la bague annulaire (46) et l'ensemble des
ailettes (49) qui y sont fixees et par le lien elastique an-
nulaire (52).
On rapproche alors les embouts et on fait penetrer
l'embout (2) dans l'embout (3) jusqu'a ce que la bague (10)
repose sur la partie tronconique (G).
Il est alors possible d'ajuster la position de
l'embout (2) dans l'embout (3) longitudinalement par coulisse-
ment de l'embout (2) dans la bague spherique (10) et en orien-
tation par rotation de la bague spherique sur sa partie tron-
conique, si bien que ]e blocage de l.a bague spherique (10)
sur l'embout (2) et le serragc de cette ba~ue sur sa partie
tronconique pour assllrer une connexion etanche ne sont de-
clenches au moyell du clispositiE hydrualique qu'apres avoir
obtenu le meilleur ajustement des deux embouts entre eux, ce
qui a pour avantage de reduire considerablement les tensions
dans les conduits, or l'on sait que les tensions sont genera-
lement a l'origine des amorces de criques dans le metal, par
o~ la corrosion est initiee.
On met alors l'orifice (68) en communication avec
le generateur de liquide hydraulique sous pression, ce qui
provoque le deplacement des pistons (38) vers l'embout (3).
-18-
La partie tronconique ~43) de la jupe (~1) entre
en contact avec la partie tronconique (59) des coins (45).
Ces parties font un angle de 4 avec l'axe de l'embout (3).
Par ailleurs, les coins (5) entrent en contaet par leur partie
tronconique interne (60) avee la partie tronconique (73) de
l'embout (3) et avec la face (12') de la pièce annulaire (12)
orientee vers l'embout (3) par le moyen des facettes planes
(56) pcrpendiculaires à ]'axc.
La composition des forces dcveloppecs sur les coins
(45) conduit ~ excrccr cntrc la pi~cc annulairc (12) ct l'cmbou-t
(3) un effort dont la mesure est 5 à 6 fois la mesure de
l'effort développé pour l'ensemble des cylindres (37) et pis-
tons (38), en tenant compte du coefficient de frottement.
Comme la surface de contact à 4 entre la jupe (41)
et les coins (45) est notablement inférieure à l'angle limite
de glissement qui est de l'ordre de 6, le verrouillage ainsi
realise est stable et irréversible. Le déverrouillage pourra
être provoqué seulement par une inversion de l'action du fluide
hydraulique sur l'ensemble des pistons (38) au moyen des orifices
(69).
Pour de nombreuses utilisations, notamment sur le
sol à l'air libre, après ajustcmcnt longitudinal et angulaire,
il ne subsiste pas de tension notable dans les élcments de
concluitcs raccordccs ct, au cours clu proccssus dc conncxion,
la fixation de la bague sphérique a contour interne eylindrique
lisse sur le eontour externe strié de l'embout mâle s'effeetue
de fason satisfaisante.
Pour satisfaire aux conditions d'emploi les plus
générales, on utilise des bagues sphériques dont le contour
interne cylindrique porte des stries cireulaires de même profil
que les stries portées par le eontour extérieur de l'embout
mâle et ceci quel que soit le métal employé pour la bague:
--19--
9q;~
acier inoxydable, bronze ou tout autre alliage de qualité
marine.
Avec de telles bagues, au cours de la connexion,
de l'eau sous pression élevée reste isolée dans des espaces
annulaires délimités par les stries portées par les deux
pièces en présence. Cette eau, mise ultérieurement en com-
munication, même malaisée, avec-un espace à pression infe-
rieure, augmente de volume ce qui peut être nuisible à l'etan-
chéité de la connexion. Pour pallier à cette difficulte,
l'ensemble des stires est mis en communication avec le contour
externe de la bague par des fentes, prolongement des rainures
longitudinales externes deja tracees sur la bague.
Avec les bagues à stries internes, la fixation est
assuree par la partie striée et l'étanchéité est garantie par
le contact de la partie interne cylindrique sur le contour
externe de l'embout.
Le verrouillage stable réalsié sous l'action d'un
fluide hydraulique constitue avec les possibilités d'ajustement
longitudinal et en orientation rend possible l'utilisation du
connecteur selon la figure 5 par fonds marins importants.
Après déverrouillage, on peut obtenir un réajuste-
ment angulaire, on ne peut plus réaliser d'ajustement longitu-
dinal; en tous cas, on peut démonter et récupérer les divers
eléments de la canalisa~ion de façon simyle et pratique.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée
aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est sus-
ceptibl.e de nombreuses variantes, accessibles a l'homme de
l'art, suivant les applications envisagées, et sans que l'on
s'écarte pour cela du cadre de l'invention.
INSTALLATION DE CONNEXION DECONNECTABLE
.
Un dispositif de connexion tel que ceux décrits à
l'aide des figures 1 à 13 permet de connecter un premier element
-20-
de conduite avec un second élement de condulte en prenant en
compte d'une part, un decalage angulaire maxiaml 2~ qui par
construction est choisi entre 10 et 20 et d'autre part, un
ajustemen-t lon~3itudinal, qui peut être de quelques decimetres,
par coulissement de la bague spherique (10) le long de l'embout
(2).
La connexion peut etre ensuite defaite, ce qui permet
de demonter les elements de la conduite dans l'ordre inverse
du montage, etne permet pratiquement pas de demonter un element
independamment des autres, pour le reparer, y apporter une
reparation ou pour le chan~cr.
L'installation décrite a l'aide des fi~ures 14 et
15 autorise le demontage d'un element de la conduite sans dé-
monter les éléments situés de part et d'autre.
Une telle installation de connexion comporte deux
connecteurs, en A, le connecteur la et, en B, le connecteur
lb, dont les embouts mâles respectifs 2a et 2b sont fixes aux
deux extremites d'un element tubulaire (80) comprenant un ele-
ment de conduite rectiligne (81) prolonge par un coude à
angle droit (82).
Les embouts femelles 3a et 3b~ pour chacun des con
necteurs la et lb, sont fixés respectivement sur l'extremité
du premier conduit et sur celle du second conduit, ces extré-
mités étant orientees a angle droit l'une par rapport a l'autre.
I.es figures 14 et 15 montrent une telle installation
de connexion assurant la connexion entre l'extrémité d'une
premiere conduite (83) fixée a une charpente (84) d'une station
sous-marine (85) posée sur le sol marin. Cette première conduite
(83) horizontale est prolongee par l'embout femelle 3a. La
seconde conduite (86) verticale est prolongee par l'embout
femelle 3b.
Sur l'installation illustrée par les figures 14 et
-21-
15, l'element de conduite rectiligne 81, ~ l'oppose de son
extremite prolonc3ee par un coude a anc31e drolt (82), est muni
de deux coudes successifs (87) et (88) disposes de telle façon
que l'axe XX de l'orifice final (89) passe sensiblement par le
pl.an median de la l,aguc- sphcriquc 10~ de l'embout mâle 2b fixe
sur l'orifice du coude (82).
Dans la position B, un entonnoi.r (90) cst disposé
pour faciliter lcs m~noeuvres d'approchc.
La fk~ure 14 montre l'.installati.on de connexi.on en
coursde manoeuvre de pose ou de depose, puisque ces manoeuvres
sont inverses l'une de l'autre.
Comme les extrémités des conduites (83) et (86) sont
perpendiculaires avec une tolérance de 10 a 20~ et sont a la
positi.on séparees par un espacement determiné qui est l'espa-
cement nominal de l'installation à quelques décimètres près,
l'opération de pose comportera les étapes successives:
- la mise en position de l'embout mâle 2a dans l'embout
femelle 3a
- l'ajustement de la bague 10a sur l'embout 2a de
telle façon que la présentation de l'embout 2b sur l'embout
3b par rotation autour du centre geométrique de 10a s'effectue
avec exactituclc
- la mise en placc de 2b dans 3b et la mise en position
de lOb le loncJ de 2b dc Eaçon à ce que l'element de conduite
(81) soit le plus proche possible de l'horizontale
- le blocage des deux dispositifs de connexion la et
lb par usage des moyens mécaniques ou hydrauliques prevus à
cet effet.
La figure 15 montre l'installation de connexion,
la connexion etant realisée.
La description de l'installation de connexion decon-
nectable suivant les figures 14 et 15 est un exemple des
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L9~
emplois possibles des dispositifs de connexion décrits a l'aide
des figures 1 a 13.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée
aux modes de réalisation decrits et représentés. Elle est
susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme
de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on
s'ecarte pour cela du cadre de l'invention.
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