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« Bride pour tube ou manchon compensateur »
L'invention concerne une bride pour tube ou
manchon compensateur.
Les brides sont des éléments essentiels pour
l'assemblage des tubes d'une tuyauterie industrielle. Cet
assemblage se fait en réunissant deux à deux les brides aux
extrémités des tubes en comprimant entre les brides un
joint d'étanchéité. Cet assemblage se fait par des boulons
l0 traversant des trous de perçage des brides.
Le terme « brides) » utilisé ci-dessus et dans
toute la description, englobe à la fois les brides propre-
ment dites et les contre-brides, terme qui désigne parfois
les brides tournantes.
De manière plus précise, selon les figures 1 et
2, les tubes 1 sont en général équipés à une extrémité
d'une bride 2, soudée, et l'autre extrémité peut comporter
également une bride soudée ou une bride 3 libre placée der-
rière un collet plat 4 soudé à l'extrémité du tube.
20 Selon une variante, la bride 3 vient derrière
un collet rabattu 4' réalisé directement à l'extrémité du
tube 1 ou soudé à celui-ci.
Les brides 2, 3 sont munies de trous de perçage
pour le passage de boulons non représentés.
I1 existe également des cas où l'assemblage de
deux tubes 1, 10, munis à leur extrémité correspondante
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d'une bride 2, 12, se fait par l'intermédiaire d'un manchon
compensateur 11.(figure 3). Le manchon 17 proprement dit
est formé d'une carcasse métallique multiplia avec renfort
du talon plat d'étanchéité 15 munie d'un revêtement inté-
rieur 16 et d'un revêtement extérieur 17, les
revêtements étant en caoutchouc ou en matière plastique ré-
sistant au fluide circulant dans les tuyaux. Aux extrémités
il y a deux contre-brides 18, montées en usine sur le man-
chon 11.
Le manchon 11 se fixe aux brides 12, 13 des
tuyaux par l'intermédiaire des contre-brides 18, les bords
19 du manchon 11 COIIStituent en même temps le joint
d'étanchéité. L'assemblage se fait par des boulons 22.
Ces manchons compensateurs permettent
d'absorber les défauts d'alignement (parallaxe ou inclinai-
son) ou les dilatations des tubes 1, 10, ou les coups de
bélier. Ils évitent ou réduisent la transmission des vibra-
tions.
Les brides ou contre-brides, notamment celles
des manchons compensateurs sont fabriquées actuellement par
usinage de pièces oxycoupées, par forgeage ou encore en
fonte grise. Cette dernière solution ne convient toutefois
que pour les brides non destinées à être soudées puisqu'il
s'agit de fonte. Ces brides en fonte ont également
l'inconvénient d'être lourdes et fragiles.
Les brides proprement dites sont soudées sur
les tubes alors que les contre-brides sont emmanchées sur
l'extrémité des tubes. Les brides des manchons compensa-
teurs se montent en usine sur les manchons élastiques et
3o sont fournis assemblés à l'utilisateur.
Le poids des brides est un élément important
car le prix d'une bride dépend directement du poids puisque
toutes les opérations effectuées sur les brides (traitement
de surface, transport, etc.) sont facturées au poids.
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3
La précision des brides fabriquées actuellement
laisse souvent à désirer car pour des raisons de coût de
main-d'oeuvre les brides sont fabriquées en majorité dans
des pays à faible coût de main-d'oeuvre sur des machines
très peu perfectionnées ; il est nécessaire de contrôler
les dimensions de toutes les pièces et d'effectuer le cas
échéant des retouches par usinage.
Ce travail est long et coûteux. Il s'y ajoute
la difficulté des délais d'approvisionnement et le coût
l0 d'une gestion de stocks importants.
De manière plus détaillée il existe un certain
nombre de documents dëcrivant des brides.
Par exemple le document US-A-2 528 343 décrit
une bride munie d'orifices trapézoïdaux répartis en éven-
tail pour permettre d'absorber de légers défauts de corres-
pondance des orifices de l'autre bride.
Un autre document US-A-4 372 587 décrit une
bride en deux moitiés terminées de chaque côté par des pat-
tes. Les deux moitiés sont réunies par des boulons traver-
20 sant les deux pattes pour serrer et accrocher cette bride
par ses dents contre le tuyau. Après cet assemblage, la
bride est réunie à la bride de l'autre tuyau.
Cette bride en deux parties concerne une préoc-
cupation très particulière, celle de l'accrochage sur
l'extrémité du tube par une surface d'accrochage relative-
ment importante par augmentation locale de l'épaisseur de
la bride par rapport à une bride traditionnelle.
En résumé, il existe différentes formes de bri
des mais dans aucun cas l'art antérieur n'évoque la trans
30 mission des efforts dans une bride combinée à son
allégement.
La présente invention a pour but de créer des
brides et contre-brides dont le poids est réduit par rap-
port aux brides et contre-brides existantes, de manière à
pouvoir utiliser des techniques de fabrication plus effica-
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ces sans augmentation du coût final et même avec une dimi-
nution de celui-ci, et de faciliter les opérations de
transport, de stockage, de conditionnement et d'utilisation.
Selon la présente invention, il est prévu une bride
pour tube ou manchon compensateur, comprenant:
- une structure comprenant une couronne
intérieure et une couronne extérieure,
- des branches pour relier ensemble ladite
couronne intérieure et ladite couronne extérieure,
- lesdites branches étant séparëes les unes des
autres par des ouvertures,
- lesdites branches étant pourvues de trous de
perçage.
Dans un mode de réalisation préférentiel, ladite
structure peut être circulaire.
De préférence, lesdits trous de perçage sont
adaptés à recevoir des moyens d'assemblage qui de préférence
sont des boulons.
La nouvelle structure de bride et contre-bride
selon l'invention permet une excellente répartition des
efforts de serrage entre la couronne intérieure et la
couronne extérieure avec une économie importante de matière
et par conséquent une réduction considérable du poids. Cette
réduction allant de 50 à 65 ô permet d'envisager pour la
fabrication, des techniques actuellement prohibitives à cause
du coût (lié au poids).
Suivant une caractéristique particulièrement
intéressante, la bride selon l'invention peut être réalisée
notamment par moulage en fonte GS (graphite sphéroïdal), en
acier moulé ou en fonte d'aluminium. Cette technique de
fabrication devient compatible sur le plan du coût avec les
fabrications classiques, précisément du fait de la réduction
du poids de la bride. Or, cette technique de moulage offre
s
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l'avantage d'une excellente précision de fabrication
permettant de supprimer les opérations de contrôle longues et
coûteu$es.
Cette technique de fabrication réduit également la
proportion du coût du travail dans l'ensemble du prix du
produit ce qui permet de fabriquer de telles brides dans les
pays à coût de main-d'oeuvre élevé tout en aboutissant à un
produit concurrentiel. Cela permet d'affranchir les
fabrications d'un certain nombre d'inconvénients très graves
tels que la gestion du stock, par une réduction de ceux-ci
presque de moitié, d'éviter les problèmes d'approvisionnement
plus ou moins aléatoires quant aux délais et aux pris de
produits venant de pays à faible coût de main-d'oeuvre.
La réduction du poids des brides permet des
économies importantes sur les opérations de protection
(galvanisation, bichromatage, etc.), ainsi que celles de
l'emballage et du transport. La forte réduction de poids
permet de conditionner un nombre plus élevé de pièces sur
une même palette ; cela réduit considérablement le coût de
l'emballage (palette, enveloppe plastique) dans le prix de
chaque pièçe.
Enfin, la réduction du poids permet une écono-
mie considérable à l'utilisation dans toutes les indus-
tries, comme par exemple la marine, en réduisant les poids
morts des équipements transportés ou les charges supportées
par les infrastructures (raffineries, installations chimi-
ques, etc.).
L'invention présente également les caractéristiques
préférentielles suivantes:
- les branches peuvent avoir une épaisseur réduite par
rapport à au moins l'une des couronnes,
- les trous de perçage peuvent être oblongs,
- les branches peuvent avoir un contour en arc de cercle
centré sur les trous de perçage,
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6
- les branches peuvent avoir un contour droit dirigé
radialement sur le centre de la bride,
- la couronne intérieure peut comporter sur une face une
collerette formant un double emboîtement délimitant une
gorge,
- la couronne intérieure peut comporter un emboîtement,
- la bride peut comporter des renforts reliant la couronne
intérieure à la couronne extérieure dans l'intervalle
des branches munies des trous de perçage pour le passage
des boulons,
- tel que mentionnée plus haut, la bride peut être
réalisée en fonte GS, ou en fonte d'aluminium, ou en
acier moulé (acier au carbone, inox),
- la couronne intérieure peut comprendre un voile
notamment en forme de calotte pour constituer une bride
pleine.
La présente invention sera décrite ci-après de
manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans
lesquels:
- la figure 1 est une coupe axiale d'un tube
muni d'une bride et d'une contre-bride avec un collet plat,
- la figure 2 est une vue en coupe axiale d'un
tube muni d'une bride et d'une contre-bride avec un collet
rabattu,
- la figure 3 est une coupe axiale schématique
de l'assemblage de deux tubes avec interposition d'un man-
chon compensateur,
- la figure 4 est une vue de face partielle
d'une contre-bride pour manchon élastique montrant dans sa
moitié supérieure un emboîtement simple et en partie infé-
rieure un emboîtement double à emboîtement de joint,
- la figure 5 est une côupe selon V-V de la
bride de la figure 4,
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6a
- la figure 6 est une demi-vue de face d'une
variante de bride,
- la figure 7 est une vue de face d'une contre-
bride pour manchon, renforcée avec un simple emboîtement
femelle,
- la figure 8 est une vue de face d'une bride à
souder,
- la figure 9 est une vue de face d'une bride à
souder avec des renforcements.
- la figure 10 est une vue de face d'une moitié
de bride à simple emboîtement femelle,
- la figure 11 est une coupe selon XI-XI de la
figure 10,
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- la figure 12 est une vue de face d'une moitié
de bride à simple emboîtement femelle selon un autre mode
de réalisation,
- la figure 13 est une coupe selon XIII-XIII de
la figure 12,
- la figure 14 est une coupe analogue à celle
de la figure 13, à une échelle agrandie, montrant une va-
riante du mode de réalisation des figures 12 et 13,
- la figure 15 est une vue de face d'une bride
l0 pleine selon l'invention,
- la figure 16 est une coupe selon XVI-XVI de
la figure 15,
- la figure 17 est une coupe selon XVII-XVII de
la figure 15.
La figure 4 montre dans sa partie supérieure la
moitié d'une bride 20 formée d'une couronne intérieure 21
reliée à une couronne extérieure 22 par des branches 23 el-
les-mêmes munies des trous de perçage 24 pour les boulons
d'assemblage.
2o Dans cet exemple, les branches 23 sont au nom-
bre de quatre, réparties de manière équiangulaire. Le nom-
bre de trous à boulons est normalisé en fonction de
l'application de la bride (diamètre de tube, pression de
fonctionnement, etc.).
L'intervalle 25 entre les couronnes intérieure
21, extérieure 22 et les branches correspond à des ouvertu-
res.
Selon le mode de réalisation de la figure 1, le
contour des branches 23 est en forme d'arc de cercle centré
30 sur chaque trou 24. La couronne intérieure 21 comporte un
emboîtement femelle 26 débouchant sur la face avant de la
bride et sur son passage 27.
Sur l'autre côté, le passage 27 est bordé par
un congé 28.
8
La partie inférieure de la figure 4 montre une
variante de bride 20', dont seule la couronne intérieure
21' est modifiée par rapport à celle 21 de la bride 20.
Cette couronne intérieure 21' forme sur une face un double
emboîtement femelle par sa collerette 21'A délimitant une
gorge 21'g.
Les parties de cette bride 20' identiques à
celles de la bride 20 portent les mêmes références et leur
description ne sera pas reprise.
lo Les brides 20, 20' correspondent quand à la
forme de leur emboîtement aux brides de la figure 3.
La figure 6 montre une variante 20" de la bride
20 de la figure 4. Elle s'en distingue par la forme des
branches 23' délimitées par des contours dirigés sensible-
ment dans la direction radiale. Les autres parties de cette
bride 20", identiques à celle de la figure 4, portent les
mêmes réfêrences et leur description ne sera pas reprise.
La figure 7 montre une variante de bride 30
formée d'une couronne intérieure 31, d'une couronne exté
2o rieure 32, reliées par des branches 33 traversées par les
trous de perçage 34 destinés aux boulons d'assemblage et
par des branches de renforcement 39 formant des ouvertures
35 avec les branches 33 et les couronnes 31, 32.
Cette bride 30 comporte, comme précédemment,
par exemple un emboîtement simple femelle 36 pour le joint
(non représenté).
La bride 40 de la figure 8 est analogue à cel-
les de la figure 4 par la forme de la couronne extérieure
42 et des branches 43 munies des trous 44 et formant des
30 ouvertures 45. La couronne intérieure 41 en diffère en ce
qu'elle ne comporte pas d'emboîtement, cette bride étant
destinée à former une bride à souder ou une contre-bride
pour un tube comme celles des figures 1 et 2.
La bride 50 de la figure 9 est une bride tour-
nante ou contre-bride comme celles des figures 1 et 2. Elle
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comporte des renforts 59 entre la couronne intérieure 51 et
la couronne extérieure 52 en plus des branches 53 munies
des trous de perçage 54, les branches 53 et les renforts
59.
La couronne intérieure 51 comporte ici un congé
51A.
La bride 60 des figures 10, 11 se caractérise
par une épaisseur réduite de la couronne extérieure 62 et
des branches 63 par rapport à la couronne intérieure 61 qui
l0 dépasse d'une face par une collerette 61B et comporte dans
l'autre un emboîtement 61A. Dnns cet exemple, les trous
sont oblongs et portent la référence 64 et les ouvertures
entre les couronnes 61, 62 et les branches 63, la référence
65.
La forme oblongue des trous permet une réduc-
tion encore plus importante du poids de la bride, représen-
tant un gain de poids de l'ordre de 10 %.
La bride 70 selon les figures 12, 13 est égale-
ment à simple emboîtement femelle.
20 Cette bride 70 se distingue des brides précé-
dentes par une réduction d'épaisseur des branches 73 re-
liant la collerette intérieure 71 à la collerette
extérieure 72. Les branches 73 comportent des trous de per-
çage oblongs 74 et la collerette intérieure 71, un emboîte-
ment 71A.
La variante de bride 80, représentée par la
dernière coupe de la figure 14, correspond pour l'essentiel
à la forme de bride représentée aux figures 12, 13 . une
contre broche à double emboîtement femelle munie, dans ses
30 branches 83, d'épaisseur diminuée, de trous oblongs 84. Sur
l'une des faces, une collerette 81A délimite une gorge pé-
riphérique 81B dans la couronne intérieure 81 pour former
le double emboîtement femelle.
~1 66ô 64.~
1 (1
Les figures 15, 16, 17 montrent une variante de
bride 90 selon l'invention en forme de bride pleine, par
exemple pour fermer une conduite.
Cette bride 90 comprend une collerette inté-
rieure 91, une collerette extérieure 92 et des branches 93
munies des trous de perçage 94.
La bride intérieure 91 se poursuit par un voile
95 notamment en forme de calotte fermant le centre de la
bride 90. Le voile laisse d'importantes parties dégagées
lo 96, 97 de part et d'autre.
Les figures 15, 16 montrent la réduction
d'épaisseur des branches 93 entre la couronne extérieure 92
et la couronne intérieure 91.
La vue en coupe selon la figure 17 souligne
également la forme d'une branche 93, son épaisseur et celle
de la couronne extérieure 92.
Les brides, contre-brides et brides pleines se-
lon l'invention se fabriquent avantageusement en acier mou-
lé, en fonte GS (graphite sphéroidal) ou en fonte
20 d'aluminium ou encore par forgeage et découpe.
A titre d'exemple, une contre-bride actuelle de
type PN16 DN65 (pression nominale 16 bars, diamètre nominal
65 mm) pour un manchon élastique ou compensateur, pèse 2,6
kg (usinée) et 2 kg (forgée) alors qu'une contre bride de
même type, selon l'invention, réalisée en fonte GS ne pèse
que 0,90 kg et en fonte d'aluminium, 0,34 kg.
De plus, la fabrication en fonte GS permet sur
un certain type d'installation, des rendements de 200 à 250
pièces à l'heure contre 30 à 50 en usinage.
3o Comme déjà indiqué, outre ces gains de poids et
de rendement considérables, les pièces fabriquées présen-
tant une excellente précision ; cela supprime les contrôles
pièce par pièce et le temps de réusinage. Les pièces étant
plus légères, le prix du conditionnement et du transport
est réduit d'autant. La réduction très importante du coût
216~~fi~-
de fabrication permet une fabrication sur place, qui ne
peut être concurrencée par les importations de pays à bas
salaires, éliminant par là les problèmes de gestion, de
stocks, de délais, de réapprovisionnement et les pris aléa-
toires. Les brides et contre-brides selon l'invention se
fabriquent dans toutes les dimensions et applications,
comme brides libres, brides à souder et contre-brides.
