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"Raccord pour tuyaux destinés au passage de fluides sous pression"
La présente invention est relative à un raccord pour tuyaux destinés au passage de fluides sous pression, comprenant : - un premier organe d'accouplement porté à une extrémité d'un premier tuyau, - un deuxième organe d'accouplement porté à une extrémité d'un deuxième tuyau, - les premier et deuxième organes d'accouplement étant réciproquement déplaçables entre une position désaccouplée et une position d'accouplement des tuyaux, - un premier organe d'obturation, prévu à l'extrémité du premier tuyau pourvue du premier organe d'accouplement et capable de se déplacer entre une position de fermeture et une position d'ouverture de ce tuyau, et inversement, et - un deuxième organe d'obturation,
prévu à l'extrémité du deuxième tuyau pourvue du deuxième organe d'accouplement et capable de se déplacer entre une position de fermeture et une position d'ouverture de ce tuyau, et inversement, et - des moyens de manoeuvre des premier et deuxième organes d'obturation capables d'amener ceux-ci simultanément en position d'ouverture ou en position de fermeture, lorsque les premier et deuxième organes d'accouplement sont en position d'accouplement.
Dans plusieurs domaines industriels où un transport de liquides par des tuyaux est effectué, par exemple en pétrochimie, il est nécessaire de faire
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passer par des tuyaux communs des liquides de provenances diverses. Divers systèmes ont été prévus dans la technique antérieure pour faciliter le raccordement étanche d'un tuyau commun à plusieurs tuyaux d'alimentation. On peut citer par exemple le FR-A-2222587 où un système permet d'établir une communication étanche entre deux tuyaux, ce système pouvant être d'ailleurs traversé pour son nettoyage par un élément racleur connu.
Toutefois, au moment où le raccordement des deux tuyaux est interrompu, par exemple pour raccorder l'un deux à un autre tuyau d'alimentation, rien n'est prévu pour empêcher des écoulements résiduels en provenance du tuyau commun ou du premier tuyau d'alimentation. Des mélanges de liquides résiduels au nouveau produit d'alimentation ne semblent pas pouvoir être évités ce qui représente un grand inconvénient. Des fuites vers le milieu environnant ne sont pas non plus à exclure au moment de la déconnexion. Enfin, le système décrit ne permet pas un interface entre les conduits raclables et ceux qui ne le sont pas. Des gares sont prévues dans chaque tuyau d'alimentation, ce qui augmente énormément le coût de l'installation.
En vue d'empêcher les écoulements résiduels provenant des différents tuyaux d'alimentation auquel un tuyau commun est raccordé, on a prévu suivant la EP-B- 0184518 de pourvoir chaque tuyau d'alimentation d'un système à clapet qui peut être ouvert par un mécanisme compliqué pénétrant dans le tuyau commun et supporté sur un châssis volumineux et encombrant. Le mécanisme d'ouverture du clapet empêche tout nettoyage du tuyau commun par des éléments de raclage et nécessite donc un lavage exclusivement par milieu liquide, ce qui est très polluant. Ce mécanisme est ensuite soumis aux sollicitations thermiques et chimiques des liquides à transporter et du milieu de lavage agressif.
Enfin, un écoulement
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résiduel en provenance du tuyau commun, lorsque celui-ci est déconnecté, n'est pas empêché et le problème de mélange non souhaitable de résidus de liquides au liquide à transporter n'est pas résolu de manière satisfaisante. Enfin, une cuve de réception encombrante doit être prévue sous l'embouchure de ce tuyau commun pour éviter le passage dans le milieu environnant d'un écoulement résiduel.
Pour résoudre les problèmes d'écoulements résiduels, on a prévu un raccord pour tuyaux tel que décrit au début (voir notamment EP-A-0251091). Dans ce raccord connu on a prévu un clapet de fermeture pour chaque tuyau et des moyens de manoeuvre de ces clapets, situés à l'intérieur du raccord, qui permettent une ouverture ou une fermeture simultanée des clapets. Les clapets en position de fermeture empêchent un écoulement de liquide hors des tuyaux lorsqu'ils sont déconnectés.
Ce raccord requiert cependant à nouveau un nettoyage par milieu liquide et agressif et il ne résout donc pas les problèmes d'agression aux mécanismes situés à l'intérieur du raccord.
Pour résoudre les problèmes cités ci-dessus, on a prévu suivant l'invention un raccord pour tuyaux tel que décrit au début dans lequel le deuxième tuyau présente, à son extrémité pourvue du deuxième organe d'accouplement, une cavité intégralement raclable par un élément de raclage de tuyau, jusqu'au deuxième organe d'obturation. Ce raccord présente l'énorme avantage, par rapport aux raccords suivant l'état antérieur de la technique, de pouvoir non seulement exclure tout écoulement résiduel et tout mélange de produits non souhaité, mais aussi permettre un nettoyage complet du tuyau commun par lequel passent divers liquides différents. Un nettoyage des tuyaux d'alimentation n'est plus nécessaire puisqu'il n'y a plus possibilité de pénétration
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dans ceux-ci d'autre liquide que celui qu'ils alimentent.
Un seul raccord suivant l'invention permet avantageusement de créer un interface entre le tuyau commun raclable et les tuyaux d'alimentation qu'il n'est plus nécessaire de racler, ce qui entraîne de grandes économies d'appareillage. Ce raccord permet aussi d'éliminer les possibilités de formation de mousse et d'amener le produit à transporter à un dispositif de comptage qui va le doser sans nécessiter de dégazage ou de démoussage préalable du front du produit, ce qui est fréquemment compliqué en particulier en cas de produits visqueux.
Avantageusement, le deuxième organe d'obturation lui-même sert de gare de racleur pour recevoir l'élément de raclage en bout de course.
Suivant une forme de réalisation de l'invention le raccord comprend en outre des moyens d'actionnement capables de provoquer un déplacement relatif entre lesdits premier et deuxième organes d'accouplement entre la position désaccouplée et la position d'accouplement des tuyaux et inversement. Ce raccord permet un accouplement automatique des tuyaux par exemple dans le cas d'un conduit répartiteur rotatif amené successivement en face de tuyaux d'alimentation disposés en cercle autour de son axe de rotation.
Suivant une forme préférée de l'invention, les moyens d'actionnement peuvent comprendre : un manchon monté sur ladite extrémité du deuxième tuyau de manière à pouvoir coulisser sur elle et comportant un bout libre portant le deuxième organe d'accouplement, et des moyens d'entraînement supportés de manière fixe par le deuxième tuyau et reliés au manchon de manière à le faire coulisser entre la position désaccouplée et la position d'accouplement des organes d'accouplement et inversement, ledit manchon présentant un
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alésage tubulaire permettant un passage dudit élément de raclage.
Suivant une forme avantageuse de l'invention, les moyens de manoeuvre comprennent : un manchon monté sur ladite extrémité du deuxième tuyau de manière à pouvoir coulisser sur elle et comportant un bout libre pourvu, de manière fixe, dudit deuxième organe d'obturation et portant le deuxième organe d'accouplement, de manière fixe entre la position désaccouplée et la position d'accouplement des tuyaux et de manière à permettre un coulissement relatif entre le manchon et le deuxième organe d'accouplement, au-delà de la position d'accouplement, des moyens d'entraînement qui sont reliés au manchon de manière à pouvoir le faire coulisser au-delà de la position d'accouplement des tuyaux, le deuxième organe d'obturation qui, au-delà de ladite position d'accouplement,
agit comme poussoir sur le premier organe d'obturation de façon à permettre un déplacement simultané des deux organes d'obturation de la position de fermeture à leur position d'ouverture, et des moyens de rappel du premier organe d'obturation en position de fermeture, lorsque le manchon est ramené dans la position d'accouplement des tuyaux par les moyens d'entraînement, le manchon présentant un alésage tubulaire permettant un passage dudit élément de raclage. Dans ce raccord le deuxième organe d'obturation sert simultanément de clapet, de poussoir pour ouvrir le premier organe d'obturation et de gare de raclage pour l'élément racleur.
D'une manière tout à fait avantageuse, le raccord peut comprendre en outre des moyens de verrouillage des tuyaux dans la position d'accouplement. De
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préférence, ceux-ci empêchent une ouverture des organes d'obturation tant qu'ils ne sont pas verrouillés. On peut aussi prévoir que les organes d'obturation empêchent un déverrouillage des moyens de verrouillage lorsqu'ils ne sont pas en position de fermeture.
Avantageusement les moyens de verrouillage eux-mêmes peuvent servir de moyens d'actionnement des organes d'accouplement pour amener les tuyaux en position accouplée. C'est le cas par exemple pour le raccordement manuel des deux tuyaux par un raccord suivant l'invention, notamment lorsque le tuyau commun est un flexible.
D'autres formes de réalisation de l'invention sont indiquées dans les revendications annexées.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et avec référence aux dessins annexés.
La figure 1 représente une vue en coupe axiale d'une forme de réalisation de raccord suivant l'invention, à l'état fermé et non accouplé.
La figure 2 représente une vue partielle du raccord de la figure 1, à l'état fermé et accouplé.
Les figures 3 et 4 représentent une vue partielle du raccord de la figure 1, en début et en fin d'ouverture.
Les figures 5 à 8 représentent une vue partielle en coupe d'une autre forme de réalisation de raccord suivant l'invention.
La figure 9 représente une vue en coupe suivant la ligne IX-IX de la figure 7 et la figure 10 une vue en coupe selon la figure X-X de la figure 6.
La figure 11 représente une vue en coupe partielle suivant la ligne XI-XI de la figure 8.
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La figure 12 représente un élément de raclage en appui sur sa gare de raclage.
La figure 13 représente une vue partielle en coupe axiale d'une autre forme de réalisation de raccord suivant l'invention.
Sur les différents dessins, les éléments identiques ou analogues sont désignés par les mêmes références.
Sur les figures 1 à 4 est représentée une première forme de réalisation de raccord suivant l'invention. Ce raccord est utilisé pour raccorder un tuyau commun 1 successivement à plusieurs tuyaux d'alimentation 2, dont un seul est représenté. On peut envisager que l'extrémité du tuyau commun 1 est disposée sensiblement horizontalement de manière à pouvoir tourner autour d'un axe vertical et que les tuyaux d'alimentation 2 sont disposés en cercle autour de cet axe vertical.
Lorsque le tuyau 1 se trouve en face d'un tuyau 2, il est alors toujours à une distance d de celui-ci.
L'extrémité du tuyau 1 supporte des moyens d'actionnement d'un organe d'accouplement, ici sous la forme d'une pièce de raccordement femelle 3. Les moyens d'actionnement dans l'exemple de réalisation illustré comprennent un manchon 4 monté sur le tuyau 1 de manière à pouvoir coulisser sur lui et des moyens d'entraînement sous la forme d'un vérin annulaire 5 relié de manière fixe au tuyau 1 et d'un piston 6 relié de manière fixe au manchon 4. Ce dernier supporte à son tour la pièce de raccordement 3. Le manchon 4 présente un alésage 7 permettant un passage pour un élément racleur jusqu'à un organe d'obturation, en forme de clapet 19, qui ferme l'extrémité du manchon 4. La face 20 dirigée vers l'intérieur du clapet 19 a une configuration de gare de raclage pour recevoir l'élément de raclage en fin de course.
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Dans la position représentée sur la figure 1, la pièce de raccordement femelle 3 est formée ici de plusieurs pièces mutuellement assemblées 8,9 et 10, qui entourent le manchon 4. La pièce annnulaire 8 est par une de ses extrémités enserrée entre une bague fixe 11 et le manchon 4. Des billes 12, de diamètre légèrement supérieur à l'épaisseur de la pièce annulaire 8, sont logées dans des trous 13 traversant de part en part cette dernière. Dans la position représentée sur la figure 1, les billes 12 reposent aussi par leur extrémité inférieure dans des gorges périphériques 14. Cet agencement solidarise ainsi la pièce de raccordement femelle 3 au manchon 4, en tout cas au début du coulissement de celui-ci sur le tuyau 1.
Le tuyau d'alimentation 2 comprend un organe d'accouplement, ici sous la forme d'une pièce de raccordement mâle 15 capable de coopérer avec la pièce de raccordement femelle 3 de manière à former un accouplement étanche aux fluides sous haute pression lorsqu'elles sont en position accouplée. Le tuyau d'alimentation 2 est fermé par un organe d'obturation sous la forme d'un clapet 16 qui est rappelé en position de fermeture par un ressort de rappel 17.
La bague fixe 11 porte sur la surface interne, à une distance d des trous 13 de la pièce annulaire 8, une gorge périphérique 18.
Par introduction d'un fluide sous pression dans le compartiment 21 du vérin 5, le piston 6 est amené à coulisser vers le tuyau 2 et avec lui le manchon 4 et la pièce de raccordement femelle 3, solidaire du manchon, tandis que le vérin et la bague 11 restent fixés, par soudage ou par assemblage amovible, à l'extrémité du tuyau 1.
La figure 2 représente l'état du raccord, après un coulissement d'une distance d du manchon. Les
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deux pièces de raccordement 3 et 15 sont accouplées et les deux clapets 19 et 16 sont en contact par leurs surfaces mutuellement opposées qui ici sont prévues plates.
Les billes 12 sont à présent parvenues en face de la gorge 18 de la pièce annulaire 8.
Si on poursuit l'introduction du fluide sous pression dans le compartiment 21 du vérin 5, le manchon 4 poursuit son coulissement au-delà de la position d'accouplement représentée sur la figure 2, et les billes 12 pénètrent dans la gorge 18 en désolidarisant ainsi la pièce de raccordement 3 du manchon 4, ainsi que cela est représenté sur la figure 3.
Le clapet 19, entraîné par le manchon 4, agit alors comme un poussoir sur le clapet 16 du tuyau d'alimentation 2 et le repousse à l'intérieur de celuici, à l'encontre de la force de rappel du ressort 17. En fin de course du piston 6, le manchon 4 atteint la position représentée sur la figure 4. Dans cette position du fluide d'alimentation pénètre depuis le tuyau 2 dans le tuyau 1 en passant par des orifices latéraux 22.
Lorsque du fluide sous pression est introduit dans le compartiment 23 du vérin, le piston entraîne le manchon 4 et le clapet 19 en sens inverse et le ressort 17 rappelle le clapet 16 dans sa position de fermeture. Lorsque les clapets sont fermés, les billes 12 peuvent pénétrer à nouveau dans la gorge 14 prévue à la périphérie du manchon 4. Celui-ci entraîne alors la pièce de raccordement femelle 3 en position désaccouplée.
Dans la position représentée sur la figure 3 ou 4, c'est-à-dire en position d'ouverture des clapets, il est possible d'envoyer à partir d'un endroit non représenté du tuyau commun 1 un élément de raclage pour nettoyer celui-ci.
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L'élément de raclage 25 est alors reçu dans la gare de raclage formée par la surface 20 du clapet 19 (voir figure 12) et il repousse ainsi le liquide résiduel introduit dans le tuyau commun 1 à l'intérieur du tuyau d'alimentation 2. Les clapets peuvent alors être fermés.
Comme on peut le constater aucun liquide, autre que celui introduit préalablement depuis le tuyau 2 dans le tuyau 1 n'est refoulé dans le tuyau 2, et le tuyau 1 est raclé jusqu'au bout. On peut éventuellement prévoir de raccorder ensuite le tuyau 1 à un tuyau d'alimentation relié à une source de produit de nettoyage ou à un tuyau permettant une évacuation par gravité du faible résidu de produit d'alimentation subsistant entre l'élément de raclage et le clapet.
On peut aussi, comme représenté sur la figure 12, raccorder le tuyau 1 à un nouveau tuyau contenant un autre produit, qui lorsque les clapets seront ouverts va repousser l'élément racleur vers sa gare de raclage opposée. On peut aussi concevoir que ce nouveau tuyau soit relié à une source de gaz sous pression pour renvoyer l'élément de raclage à sa gare de raclage opposée, avant de raccorder le tuyau commun 1 à un autre tuyau d'alimentation. On peut aussi éventuellement relier le tuyau 1 à un tuyau contenant uniquement de l'air à la pression atmosphérique. De cette façon on peut repousser par l'élément racleur l'air contenu dans le tuyau commun.
La figure 12 illustre aussi une configuration spéciale de la face 20 du clapet 19. Des évidements 24 sont façonnés dans cette face de manière à communiquer avec les orifices 22. Lorsque les clapets sont en position d'ouverture et qu'un liquide ou fluide sous pression est alimenté par le tuyau 2, ce milieu exerce ainsi sa pression sur l'élément de raclage 25 dans une
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direction axiale, ce qui est favorable au démarrage de l'élément de raclage vers sa gare de raclage opposée, non représentée.
Sur les figures 5 à 11 on a représenté une autre forme de réalisation de raccord suivant l'invention, dont on ne décrira ci-dessous que les particularités qui la distinguent du raccord suivant les figures 1 à 4. Ici, le raccord comprend en outre des moyens de verrouillage des tuyaux dans la position d'accouplement.
Dans l'exemple de réalisation illustré, une bague de verrouillage 26 est enserrée, à une extrémité, entre la bague fixe 11 et le manchon. A l'autre extrémité, elle enveloppe complètement l'organe d'accouplement en s'étendant au-delà de celui-ci et en présentant, dans cet exemple de réalisation, des éléments d'accrochage 27 faisant saillie radialement vers l'intérieur et disposés périphériquement à distance égale l'un de l'autre.
Le manchon 4 est, dans cette forme de réalisation, enfoncé de manière solidaire dans un manchon externe 31. Le manchon peut ainsi être fabriqué du côté intérieur en un matériau résistant aux sollicitations chimiques et thermiques du milieu à transporter tandis que le manchon externe 31 est réalisé en un matériau approprié pour la transmission des efforts entre le vérin et la pièce d'accouplement 3.
Ainsi qu'il ressort de la figure 9, à son extrémité proche du vérin 5, la bague de verrouillage 26 présente une bride 28 faisant saillie radialement vers l'intérieur. Dans la surface périphérique interne de cette bride sont façonnées des gorges axiales 29, en nombre correspondant au nombre de billes 30 logées dans une gorge située à la périphérie du manchon externe 31.
A l'extrémité libre du manchon externe 31, on prévoit un second jeu de billes 32 disposées périphériquement à distance l'une de l'autre dans une autre gorge
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périphérique. Le double jeu de billes disposées périphériquement autour d'un manchon de diamètre important permettent une résistance énorme de la solidarisation entre le manchon et la pièce de raccordement. Cela permet l'utilisation d'un tel type de raccord à des pressions allant jusqu'à 40 bars.
Dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 5 l'organe d'accouplement comprend, outre la pièce de raccordement femelle 10, une douille externe 33 enserrée entre la bague de verrouillage 26 et le manchon externe 31 et pourvue de trous périphériques dans lesquels les billes 30 et respectivement 32 peuvent passer. Cette douille 33 est reliée de manière solidaire à une douille interne 57 qui entoure l'extrémité du manchon 4. Ces deux douilles présentent chacune un collet 34 et respectivement 35 faisant saillie radialement vers l'extérieur et traversé de manière à permettre un coulissement par des goujons 37 parallèles à l'axe du tuyau 1. L'extrémité extérieure de ces goujons est reliée de manière fixe à la pièce de raccordement 10 qui est rappelée à l'écart du collet 35 par un ressort intercalé 36.
L'extrémité intérieure des goujons 37 est reliée de manière fixe à la bride 38 d'un petit fourreau 39 enserré entre la bague de verrouillage 26 et la douille externe 33 de l'organe d'accouplement. Ce fourreau 39 présente sur sa face interne un alésage 44 qui est fermé à son extrémité du côté vérin.
Dans la position représentée sur la figure 5, c'est-à-dire la position désaccouplée, les gorges axiales 29 de la bride 28 de la bague de verrouillage 26 ne sont pas en face des billes 30. De même, les trous dans lesquels sont logées les billes 32 sont recouverts par l'extrémité du fourreau 39. Par conséquent, dans cette position, la douille externe 33 et avec elle la douille interne 35 sont rendues solidaires du manchon
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externe 31 et donc du manchon 4 et du piston du vérin 5. Dans cette position également, une butée 40 prévue sur la périphérie interne de la bague de verrouillage 26 est en appui sur la douille interne 35.
Lorsqu'un milieu sous pression déplace le piston du vérin 5 vers la droite sur le dessin, celui-ci entraîne le manchon 4, le manchon externe 31, la douille externe 33 et la douille interne 57, ainsi que le clapet 19 vers la droite. Le ressort 36 transmet cette force à la pièce de raccordement 10 et donc au fourreau 39 et la butée 40 la transmet à la bague de verrouillage 26.
L'ensemble coulisse vers la droite par rapport au tuyau 1, au vérin 5, à la bague fixe 11 et au tuyau 2, jusque dans la position accouplée, mais non verrouillée, représentée sur la figure 6.
Pendant ce mouvement, les éléments d'accrochage 27 de la bague de verrouillage 26 sont passés entre les dents d'accrochage 41 prévues à la périphérie externe de la pièce de raccordement mâle 15, à distance l'une de l'autre (voir figure 10).
On peut appliquer ensuite, manuellement ou par un moteur non représenté, une force de coulissement supplémentaire à la bague de verrouillage, jusqu'à ce que la butée 42 prévue à son extrémité arrière prenne appui contre une saillie 43 de la bague fixe 11. Les éléments d'accrochage 27 sont alors passés au-delà des dents d'accrochage 41, et il est possible d'imprimer un mouvement de rotation à la bague de verrouillage 26 autour de son axe, de façon que les éléments d'accrochage se situent en face des dents 41 (voir en traits mixtes sur la figure 10). Pendant cette opération, et ainsi qu'il est représenté sur la figure 7, le ressort 36 a été comprimé entre la pièce de raccordement femelle et le collet 35, le fourreau étant écarté simultanément du collet 34.
Les billes 32 sont alors libres de péné-
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trer dans l'alésage interne 44 du fourreau 39. Par ailleurs, par la rotation de la bague de verrouillage 26, les gorges 29 ont été amenées en face des billes 30, ce qui les rends libres de pénétrer dans ces gorges.
Dans cette forme de réalisation, seul un blocage de moyens de verrouillage des tuyaux 1 permet une désolidarisation de l'organe d'accouplement par rapport aux moyens de manoeuvre du clapet et donc une ouverture, comme représenté sur la figure 8.
Sur les figures 7,8 et 11, on a également représenté uniquement à titre illustratif, à l'intérieur du collet 35, un autre exemple de réalisation possible de moyens de blocage et de déblocage de la bague de verrouillage 26. Des alésages radiaux 45 sont prévus de manière phériphériquement répartie à travers le collet 35. Ces alésages sont pourvus d'un élargissement en forme de gradin 46 du côté interne. Une tige 47 est logée dans chaque alésage 45. Cette tige est munie d'une bride 48 dans la partie élargie de l'alésage et un ressort de compression 49 est prévu en appui entre la bride 48 et le gradin 46 de manière à rappeler la tige vers l'intérieur.
La périphérie interne de la bague de verrouillage est pourvue en face des alésages 45 de rainures longitudinales 50.
Dans la position d'accouplement et de verrouillage, à l'état fermé des clapets, comme représenté sur la figure 7, la tige 47 est rappelée vers le bas par le ressort 49 et elle fait très légèrement saillie dans le manchon 4, à travers un orifice 22. La tige est complètement rentrée dans l'alésage 45 du côté de la bague de verrouillage et une rotation de celle-ci autour de son axe est tout à fait possible, par exemple pour déverrouiller les moyens de verrouillage et puis désaccoupler les tuyaux.
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Dans la position d'ouverture des clapets représentée sur la figure 8, à la suite du coulissement vers l'avant du manchon 4, celui-ci a provoqué le retrait de la tige 47 à l'intérieur de la partie élargie de l'alésage 45, à l'encontre de la force de rappel du ressort 49. Il s'ensuit que l'extrémité opposée de la tige 47 doit sortir légèrement de l'alésage 45 en pénétrant ainsi dans une des rainures 50 de la bague de verrouillage 26. Il en résulte un blocage de la rotation de la bague de verrouillage 26. Celle-ci ne peut être déverrouillée en position d'ouverture des clapets, elle peut l'être uniquement lorsque ceux-ci sont fermés.
La forme de réalisation illustrée sur la figure 13 est un raccord qui peut être monté à l'extrémité d'un flexible 51, par exemple par l'intermédiaire d'un collier de serrage 52. Ici les moyens d'actionnement sont principalement manuels, c'est-à-dire qu'un opérateur peut transporter l'organe d'accouplement 3 vers l'organe d'accouplement du tuyau 2 non présenté ici. Le tuyau 2 peut d'ailleurs lui-même consister aussi en un flexible.
La bague de verrouillage 26 est alors tournée pour simultanément accoupler et verrouiller les deux tuyaux, en libérant alors le manchon comme dans la forme de réalisation illustrée sur les figures 5 à 12.
Dans cette forme de réalisation les moyens de manoeuvre du clapet 19 comprennent une poignée de manoeuvre 53 uniquement représentée de manière schématique, un pignon 54 entraîné en rotation par la poignée 53 et une crémaillère 55, solidaire du manchon 4.
Dans cette forme de réalisation, la bague de verrouillage est agencée dans la bague fixe 11 de manière à ne pas pouvoir coulisser par rapport à elle, mais de façon à pouvoir pivoter autour de son axe, et cela grâce à une rondelle 56. De même, dans cette forme
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de réalisation, les douilles interne 57 et externe 33 sont immobiles par rapport à la bague fixe 11 et au pignon d'entraînement 54 de la crémaillère 55.
Il faut donc noter qu'ici la réaction à la force imprimée par les moyens d'actionnement et de manoeuvre du raccord suivant l'invention ne s'exerce plus sur un tuyau commun rigide 1 et son support non représenté, et cela grâce aux moyens de verrouillage.
Par son embout 58 et le collier 52 le raccord peut se présenter sous la forme d'un bloc amovible qui peut être adapté successivement sur plusieurs tuyaux différents.
Il est intéressant de noter également que, grâce aux moyens de verrouillage prévus dans la forme de réalisation illustrée sur les figures 5 à 8, la réaction à la force imprimée par les moyens d'actionnement et de manoeuvre est absorbée pour une part importante par le tuyau d'alimentation 2 auquel le raccord suivant l'invention est accouplé.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des revendications.
On peut par exemple envisager des moyens d'entraînement différents pour les moyens d'actionnement de l'organe d'accouplement 3, et pour les moyens de manoeuvre du clapet 19. Par exemple un premier vérin pourrait s'occuper du déplacement simultané du manchon 4 et de l'organe d'accouplement 3 entre la position désaccouplée et la position d'accouplement, tandis qu'un autre organe moteur prendrait en charge le déplacement du manchon au-delà de la position d'accouplement.
La gare de raclage peut présenter une forme adaptée à l'élément de raclage prévu pour le nettoyage.
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"Connection for pipes intended for the passage of fluids under pressure"
The present invention relates to a connector for pipes intended for the passage of pressurized fluids, comprising: - a first coupling member carried at one end of a first pipe, - a second coupling member carried at one end a second pipe, - the first and second coupling members being reciprocally displaceable between a uncoupled position and a pipe coupling position, - a first closure member, provided at the end of the first pipe provided with the first member 'coupling and capable of moving between a closed position and an open position of this pipe, and vice versa, and - a second closure member,
provided at the end of the second pipe provided with the second coupling member and capable of moving between a closed position and an open position of this pipe, and vice versa, and - means for operating the first and second members d shutter capable of bringing them simultaneously in the open position or in the closed position, when the first and second coupling members are in the coupling position.
In several industrial fields where a transport of liquids by pipes is carried out, for example in petrochemicals, it is necessary to make
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pass through common pipes liquids from various sources. Various systems have been provided in the prior art to facilitate the tight connection of a common pipe to several supply pipes. One can cite for example FR-A-2222587 where a system makes it possible to establish a sealed communication between two pipes, this system being able to be crossed moreover for its cleaning by a known scraper element.
However, when the connection of the two pipes is interrupted, for example to connect one of them to another supply pipe, nothing is provided to prevent residual flows from the common pipe or the first pipe. food. Mixtures of residual liquids with the new feed product do not seem to be avoidable, which represents a great disadvantage. Leaks to the surrounding environment are also not to be excluded at the time of disconnection. Finally, the system described does not allow an interface between the scrapable conduits and those which are not. Stations are provided in each supply pipe, which greatly increases the cost of installation.
In order to prevent residual flows from the various supply pipes to which a common pipe is connected, provision has been made according to EP-B-0184518 to provide each supply pipe with a valve system which can be opened by a complicated mechanism penetrating the common pipe and supported on a bulky and bulky frame. The valve opening mechanism prevents any cleaning of the common pipe by scraping elements and therefore requires washing only by liquid medium, which is very polluting. This mechanism is then subjected to the thermal and chemical stresses of the liquids to be transported and of the aggressive washing medium.
Finally, a flow
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residual from the common pipe, when the latter is disconnected, is not prevented and the problem of undesirable mixing of liquid residues with the liquid to be transported is not satisfactorily resolved. Finally, a bulky receiving tank must be provided under the mouth of this common pipe to avoid the passage into the surrounding environment of a residual flow.
To solve the problems of residual flows, a connection for pipes has been provided as described at the beginning (see in particular EP-A-0251091). In this known fitting, a closing valve is provided for each pipe and means for operating these valves, located inside the fitting, which allow the valves to be opened or closed simultaneously. The valves in the closed position prevent liquid from flowing out of the pipes when they are disconnected.
However, this connection again requires cleaning by an aggressive and liquid medium and therefore does not solve the problems of aggression to the mechanisms located inside the connection.
To solve the problems mentioned above, there is provided according to the invention a connection for pipes as described at the beginning in which the second pipe has, at its end provided with the second coupling member, a cavity which can be fully scraped by an element pipe scraping, to the second closure member. This connection has the enormous advantage, compared to connections according to the prior art, of being able not only to exclude any residual flow and any undesired mixture of products, but also to allow complete cleaning of the common pipe through which various different liquids. Cleaning the supply pipes is no longer necessary since there is no longer any possibility of penetration
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in them other liquid than the one they feed.
A single connector according to the invention advantageously makes it possible to create an interface between the common scrapable pipe and the supply pipes which it is no longer necessary to scrape, which results in great savings in equipment. This connection also makes it possible to eliminate the possibilities of foam formation and to bring the product to be transported to a counting device which will dose it without requiring degassing or prior defoaming of the front of the product, which is frequently complicated in particular. in the case of viscous products.
Advantageously, the second shutter member itself serves as a scraper station for receiving the scraping element at the end of its travel.
According to one embodiment of the invention, the connector further comprises actuating means capable of causing relative displacement between said first and second coupling members between the uncoupled position and the coupling position of the pipes and vice versa. This connection allows automatic coupling of the pipes, for example in the case of a rotary distributor duct brought successively opposite supply pipes arranged in a circle around its axis of rotation.
According to a preferred form of the invention, the actuating means can comprise: a sleeve mounted on said end of the second pipe so as to be able to slide thereon and comprising a free end carrying the second coupling member, and means for drive fixedly supported by the second pipe and connected to the sleeve so as to slide it between the uncoupled position and the coupling position of the coupling members and vice versa, said sleeve having a
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tubular bore allowing passage of said scraping element.
According to an advantageous form of the invention, the maneuvering means comprise: a sleeve mounted on said end of the second pipe so as to be able to slide thereon and comprising a free end provided, in a fixed manner, with said second obturation member and bearing the second coupling member, fixedly between the uncoupled position and the coupling position of the pipes and so as to allow relative sliding between the sleeve and the second coupling member, beyond the coupling position , drive means which are connected to the sleeve so as to be able to slide it beyond the coupling position of the pipes, the second shutter member which, beyond said coupling position,
acts as a pusher on the first shutter member so as to allow simultaneous movement of the two shutter members from the closed position to their open position, and means for returning the first shutter member to the closed position , when the sleeve is returned to the coupling position of the pipes by the drive means, the sleeve having a tubular bore allowing passage of said scraper element. In this connection, the second shutter member serves simultaneously as a valve, as a pusher to open the first shutter member and as a scraping station for the scraper element.
In an entirely advantageous manner, the connector can also comprise means for locking the pipes in the coupling position. Of
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preferably, these prevent an opening of the shutter members until they are locked. It is also possible to provide that the shutter members prevent the locking means from being unlocked when they are not in the closed position.
Advantageously, the locking means themselves can serve as means for actuating the coupling members to bring the pipes into the coupled position. This is the case for example for the manual connection of the two pipes by a fitting according to the invention, in particular when the common pipe is a flexible.
Other embodiments of the invention are indicated in the appended claims.
Other details and particularities of the invention will emerge from the description given below, without implied limitation and with reference to the attached drawings.
Figure 1 shows an axial sectional view of an embodiment of the connector according to the invention, in the closed state and not coupled.
2 shows a partial view of the connector of Figure 1, in the closed and coupled state.
Figures 3 and 4 show a partial view of the connector of Figure 1, at the start and end of opening.
Figures 5 to 8 show a partial sectional view of another embodiment of the connector according to the invention.
FIG. 9 represents a sectional view along line IX-IX of FIG. 7 and FIG. 10 a sectional view according to FIG. X-X of FIG. 6.
FIG. 11 represents a view in partial section along the line XI-XI of FIG. 8.
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FIG. 12 represents a scraping element resting on its scraping station.
FIG. 13 represents a partial view in axial section of another embodiment of the connector according to the invention.
In the various drawings, identical or analogous elements are designated by the same references.
In Figures 1 to 4 is shown a first embodiment of the connector according to the invention. This connection is used to connect a common pipe 1 successively to several supply pipes 2, only one of which is shown. It can be envisaged that the end of the common pipe 1 is arranged substantially horizontally so as to be able to rotate around a vertical axis and that the supply pipes 2 are arranged in a circle around this vertical axis.
When the pipe 1 is in front of a pipe 2, it is then always at a distance d from the latter.
The end of the pipe 1 supports actuation means for a coupling member, here in the form of a female connection piece 3. The actuation means in the illustrated embodiment include a sleeve 4 mounted on the pipe 1 so as to be able to slide thereon and drive means in the form of an annular jack 5 fixedly connected to the pipe 1 and of a piston 6 fixedly connected to the sleeve 4. The latter supports in turn the connecting piece 3. The sleeve 4 has a bore 7 allowing a passage for a scraper element to a shutter member, in the form of a valve 19, which closes the end of the sleeve 4. The face 20 directed towards the inside of the valve 19 has a configuration of a scraping station for receiving the scraping element at the end of the stroke.
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In the position shown in Figure 1, the female connecting piece 3 is formed here of several mutually assembled pieces 8, 9 and 10, which surround the sleeve 4. The annular piece 8 is by one of its ends clamped between a fixed ring 11 and the sleeve 4. Balls 12, of diameter slightly greater than the thickness of the annular part 8, are housed in holes 13 passing right through the latter. In the position shown in Figure 1, the balls 12 also rest at their lower end in peripheral grooves 14. This arrangement thus secures the female connection part 3 to the sleeve 4, in any case at the start of the sliding thereof on hose 1.
The supply pipe 2 comprises a coupling member, here in the form of a male connection piece 15 capable of cooperating with the female connection piece 3 so as to form a fluid-tight coupling under high pressure when they are in the coupled position. The supply pipe 2 is closed by a shutter member in the form of a valve 16 which is returned to the closed position by a return spring 17.
The fixed ring 11 carries on the internal surface, at a distance d from the holes 13 of the annular part 8, a peripheral groove 18.
By introducing a pressurized fluid into the compartment 21 of the jack 5, the piston 6 is made to slide towards the pipe 2 and with it the sleeve 4 and the female connection part 3, integral with the sleeve, while the jack and the ring 11 remains fixed, by welding or by removable assembly, to the end of the pipe 1.
FIG. 2 represents the state of the connector, after sliding of a distance d from the sleeve. The
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two connecting pieces 3 and 15 are coupled and the two valves 19 and 16 are in contact by their mutually opposite surfaces which here are provided flat.
The balls 12 have now arrived opposite the groove 18 of the annular part 8.
If the introduction of the pressurized fluid is continued in the compartment 21 of the jack 5, the sleeve 4 continues to slide beyond the coupling position shown in FIG. 2, and the balls 12 penetrate into the groove 18 while disconnecting thus the connecting piece 3 of the sleeve 4, as shown in FIG. 3.
The valve 19, driven by the sleeve 4, then acts as a pusher on the valve 16 of the supply pipe 2 and pushes it inside of it, against the return force of the spring 17. At the end stroke of the piston 6, the sleeve 4 reaches the position shown in FIG. 4. In this position, the supply fluid penetrates from the pipe 2 into the pipe 1 through the lateral orifices 22.
When pressurized fluid is introduced into the compartment 23 of the jack, the piston drives the sleeve 4 and the valve 19 in the opposite direction and the spring 17 recalls the valve 16 in its closed position. When the valves are closed, the balls 12 can again enter the groove 14 provided at the periphery of the sleeve 4. The latter then drives the female connection part 3 in the uncoupled position.
In the position shown in Figure 3 or 4, that is to say in the open position of the valves, it is possible to send from a place not shown in the common pipe 1 a scraping element for cleaning this one.
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The scraping element 25 is then received in the scraping station formed by the surface 20 of the valve 19 (see FIG. 12) and it thus pushes the residual liquid introduced into the common pipe 1 inside the supply pipe 2 The flaps can then be closed.
As can be seen, no liquid other than that previously introduced from the pipe 2 into the pipe 1 is discharged into the pipe 2, and the pipe 1 is scraped to the end. Optionally, provision may then be made to connect the pipe 1 to a supply pipe connected to a source of cleaning product or to a pipe allowing gravity to evacuate the small residue of supply product remaining between the scraper element and the valve.
We can also, as shown in Figure 12, connect the pipe 1 to a new pipe containing another product, which when the valves are open will push the scraper element to its opposite pigging station. It is also conceivable that this new pipe is connected to a source of pressurized gas to return the scraper element to its opposite scraper station, before connecting the common pipe 1 to another supply pipe. One can also optionally connect the pipe 1 to a pipe containing only air at atmospheric pressure. In this way the air contained in the common pipe can be pushed back by the scraper element.
FIG. 12 also illustrates a special configuration of the face 20 of the valve 19. Recesses 24 are formed in this face so as to communicate with the orifices 22. When the valves are in the open position and that a liquid or fluid under pressure is supplied by the pipe 2, this medium thus exerts its pressure on the scraping element 25 in a
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axial direction, which is favorable for starting the pigging element towards its opposite pigging station, not shown.
In FIGS. 5 to 11 another embodiment of the connector according to the invention is shown, of which only the features which distinguish it from the connector according to FIGS. 1 to 4 will be described below. The connector further comprises here means for locking the pipes in the coupling position.
In the exemplary embodiment illustrated, a locking ring 26 is clamped, at one end, between the fixed ring 11 and the sleeve. At the other end, it completely envelops the coupling member, extending beyond it and having, in this embodiment, hooking elements 27 projecting radially inwards and arranged peripherally at equal distance from each other.
The sleeve 4 is, in this embodiment, integrally pressed into an external sleeve 31. The sleeve can thus be produced on the internal side from a material resistant to chemical and thermal stresses of the medium to be transported while the external sleeve 31 is made of a suitable material for the transmission of forces between the cylinder and the coupling part 3.
As can be seen from FIG. 9, at its end close to the jack 5, the locking ring 26 has a flange 28 projecting radially inwards. In the internal peripheral surface of this flange are shaped axial grooves 29, in number corresponding to the number of balls 30 housed in a groove situated at the periphery of the external sleeve 31.
At the free end of the external sleeve 31, a second set of balls 32 is provided, arranged peripherally at a distance from each other in another groove.
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peripheral. The double set of balls arranged peripherally around a sleeve of large diameter allow enormous resistance of the connection between the sleeve and the connecting piece. This allows the use of such a type of connection at pressures up to 40 bar.
In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 5, the coupling member comprises, in addition to the female connection part 10, an external sleeve 33 clamped between the locking ring 26 and the external sleeve 31 and provided with peripheral holes in which the balls 30 and respectively 32 can pass. This socket 33 is integrally connected to an internal socket 57 which surrounds the end of the sleeve 4. These two sockets each have a collar 34 and respectively 35 projecting radially outwards and traversed so as to allow sliding by studs 37 parallel to the axis of the pipe 1. The outer end of these studs is fixedly connected to the connecting piece 10 which is brought back away from the collar 35 by an interposed spring 36.
The inner end of the studs 37 is fixedly connected to the flange 38 of a small sheath 39 sandwiched between the locking ring 26 and the outer sleeve 33 of the coupling member. This sleeve 39 has on its internal face a bore 44 which is closed at its end on the jack side.
In the position shown in Figure 5, that is to say the uncoupled position, the axial grooves 29 of the flange 28 of the locking ring 26 are not opposite the balls 30. Similarly, the holes in which are housed the balls 32 are covered by the end of the sleeve 39. Consequently, in this position, the external sleeve 33 and with it the internal sleeve 35 are made integral with the sleeve
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31 and therefore of the sleeve 4 and of the piston of the jack 5. Also in this position, a stop 40 provided on the internal periphery of the locking ring 26 is in abutment on the internal bush 35.
When a pressurized medium moves the piston of the jack 5 to the right in the drawing, the latter drives the sleeve 4, the external sleeve 31, the external sleeve 33 and the internal sleeve 57, as well as the valve 19 to the right . The spring 36 transmits this force to the connection piece 10 and therefore to the sleeve 39 and the stop 40 transmits it to the locking ring 26.
The assembly slides to the right relative to the pipe 1, to the jack 5, to the fixed ring 11 and to the pipe 2, until in the coupled, but not locked, position, shown in FIG. 6.
During this movement, the hooking elements 27 of the locking ring 26 are passed between the hooking teeth 41 provided at the external periphery of the male connection piece 15, at a distance from each other (see figure 10).
It is then possible to apply, manually or by a motor not shown, an additional sliding force to the locking ring, until the stop 42 provided at its rear end bears against a projection 43 of the fixed ring 11. The hooking elements 27 are then passed beyond the hooking teeth 41, and it is possible to impart a rotational movement to the locking ring 26 about its axis, so that the hooking elements are located opposite the teeth 41 (see in broken lines in FIG. 10). During this operation, and as shown in FIG. 7, the spring 36 was compressed between the female connection part and the collar 35, the sheath being moved away from the collar 34 simultaneously.
The balls 32 are then free from penetration.
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trer in the internal bore 44 of the sleeve 39. Furthermore, by the rotation of the locking ring 26, the grooves 29 have been brought in front of the balls 30, which makes them free to enter these grooves.
In this embodiment, only a blocking of means for locking the pipes 1 allows the coupling member to be detached from the valve operating means and therefore an opening, as shown in FIG. 8.
In FIGS. 7,8 and 11, there is also shown only by way of illustration, inside the collar 35, another possible embodiment of means for locking and unlocking the locking ring 26. Radial bores 45 are provided peripherally distributed through the collar 35. These bores are provided with a stepped enlargement 46 on the internal side. A rod 47 is housed in each bore 45. This rod is provided with a flange 48 in the enlarged part of the bore and a compression spring 49 is provided to bear between the flange 48 and the step 46 so as to recall the rod inward.
The internal periphery of the locking ring is provided opposite the bores 45 with longitudinal grooves 50.
In the coupling and locking position, in the closed state of the valves, as shown in FIG. 7, the rod 47 is biased downwards by the spring 49 and it projects very slightly into the sleeve 4, through an orifice 22. The rod is completely retracted into the bore 45 on the side of the locking ring and a rotation of the latter around its axis is entirely possible, for example to unlock the locking means and then uncouple the pipes.
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In the open position of the valves shown in Figure 8, following the sliding forward of the sleeve 4, it caused the withdrawal of the rod 47 inside the enlarged portion of the bore 45, against the return force of the spring 49. It follows that the opposite end of the rod 47 must come out slightly from the bore 45, thus penetrating one of the grooves 50 of the locking ring 26 This results in a blocking of the rotation of the locking ring 26. The latter cannot be unlocked in the open position of the valves, it can only be unlocked when the latter are closed.
The embodiment illustrated in FIG. 13 is a connector which can be mounted at the end of a hose 51, for example by means of a hose clamp 52. Here the actuation means are mainly manual, that is to say, an operator can transport the coupling member 3 to the pipe coupling member 2 not shown here. The pipe 2 may also itself also consist of a hose.
The locking ring 26 is then rotated to simultaneously couple and lock the two pipes, then releasing the sleeve as in the embodiment illustrated in FIGS. 5 to 12.
In this embodiment, the maneuvering means of the valve 19 comprise an operating handle 53 only shown diagrammatically, a pinion 54 rotated by the handle 53 and a rack 55, integral with the sleeve 4.
In this embodiment, the locking ring is arranged in the fixed ring 11 so as not to be able to slide relative to it, but so as to be able to pivot around its axis, and this thanks to a washer 56. Similarly , in this form
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As an embodiment, the internal 57 and external 33 sockets are stationary relative to the fixed ring 11 and to the drive pinion 54 of the rack 55.
It should therefore be noted that here the reaction to the force imparted by the actuating and operating means of the connector according to the invention is no longer exerted on a common rigid pipe 1 and its support, not shown, and this thanks to the means lock.
By its end piece 58 and the collar 52 the connector can be in the form of a removable block which can be adapted successively on several different pipes.
It is also interesting to note that, thanks to the locking means provided in the embodiment illustrated in FIGS. 5 to 8, the reaction to the force imparted by the actuation and maneuvering means is largely absorbed by the supply pipe 2 to which the connector according to the invention is coupled.
It should be understood that the present invention is in no way limited to the embodiments described above and that many modifications can be made thereto without departing from the scope of the claims.
One can for example consider different drive means for the actuating means of the coupling member 3, and for the means for operating the valve 19. For example a first cylinder could take care of the simultaneous movement of the sleeve 4 and the coupling member 3 between the uncoupled position and the coupling position, while another drive member would take care of the movement of the sleeve beyond the coupling position.
The scraping station may have a shape adapted to the scraping element provided for cleaning.