FR2500111A1 - COMPENSATION DEVICE FOR TUBULAR PIPE ASSEMBLIES - Google Patents

Abstract

An arrangement for spatial compensation for deviations, alignment errors and deformations in pipeline systems, consists essentially of a flexible bellows, arranged between two pipe sections, and a variable-length anchoring device for absorbing longitudinal forces. The latter consists of two spacer elements which are held on the outside of the two pipe sections, offset through approximately 180 DEG with respect to one another. Furthermore, the spacer elements are held in a universally jointed manner on at least one of the two pipe sections.

Description

L'invention concerne un dispositif pour la compensation spatiale d'écarts, de défauts d'aligne-ent et de déformations dans des ensembles de canalisations tubulaires, avec un soufflet flexible disposé entre deux tronçons de tubes, ainsi qu'avec un moyen d'ancrage pour prendre en charge les efforts longitudinaux, moyen d'ancrage relié par articulation aux deux tronçons de tubes et comportant au oins un élément d'écartement modifiable en longueur. The invention relates to a device for the spatial compensation of deviations, alignment defects and deformations in sets of tubular conduits, with a flexible bellows disposed between two sections of tubes, as well as with a means of anchoring to support the longitudinal forces, anchoring means connected by articulation to the two sections of tubes and comprising at the oins a spacer element which can be modified in length.

Des dispositifs de compensation de ce type sont, entre autres, mis en oeuvre dans la technique aérienne et dans la technique spatiale. Grâce à eux, d'une part les cor- craintes engendrées par la chaleur et les déformations de carlingue, ainsi que, d'autre part, les imprécisions de montage et les tolérances de fabrication, par exemple dans les canalisations de climatisation et d'alimentation, mais également dans les canalisations pour prélever de l'air à partir des propulseurs, se trouvent compensées. De façon correspondante à leur constitution, ces dispositifs de compensation permettent alors aussi bien une mobilité latérale qu'une mobilité angulaire des deux tronçons de tubes l'un par rapport à l'autre, si bien que les contraintes thermiques et les déformations sont compensées selon deux directions d'axes. Compensation devices of this type are used, inter alia, in air and space technology. Thanks to them, on the one hand, the fears generated by the heat and the cabin deformations, as well as, on the other hand, the assembly inaccuracies and the manufacturing tolerances, for example in air conditioning and supply, but also in the pipes to draw air from the thrusters, are compensated. Correspondingly to their constitution, these compensation devices then allow both lateral mobility and angular mobility of the two sections of tubes relative to each other, so that the thermal stresses and the deformations are compensated according to two directions of axes.

Les efforts s'exerçant à partir des soufflets en direction axiale, du fait de la pression interne dans l'en- semble de canalisations tubulaires, et qui, dans le cas d'un soufflet non ancré, devraient être pris en compte par les supports, sont pris en compte, dans le cas des dispositifs de co=- pensation du type initialement mentionné, par l'intermédiaire d'un moyen d'ancrage relié par articulation aux tronçons de tubes. Pour permettre la compensation des imprécisions de nontage ou bien des tolérances de fabrication également en direction axiale, le moyen d'ancrage est alors de plus prévu réglable en longueur, si bien qu'alors une compensation selon l'ensemble des trois directions axiales est possible. The forces exerted from the bellows in the axial direction, due to the internal pressure in the assembly of tubular conduits, and which, in the case of an non-anchored bellows, should be taken into account by the supports , are taken into account, in the case of co = - thinking devices of the type initially mentioned, by means of an anchoring means connected by articulation to the sections of tubes. To allow compensation for fitting inaccuracies or manufacturing tolerances also in the axial direction, the anchoring means is then additionally provided adjustable in length, so that compensation in all three axial directions is possible .

Dans un dispositif du type initialement .en- tionné, déjà mis en oeuvre pour atteindre le but ci-dessus défini, un moyen d'ancrage est utilisé, dans lequel entre deux supports disposés à l'intérieur des tronçons de tubes et reliés ie a?on amovible à ceux-ci, un tirant réglable e loneurS revêtant 12 forme d'un tondeur, es i::re par articution. Dans cette disposition, il y a done lieu d'envisager l'ajustement de l'ancrage à l'intérieur du tube ou du soufflet. lors lu montage, ou bien lors des opérations d'entretien, le soufflet doit en conséquence être tout d'abord repoussé sur l'un des tronçons de tubes, avant que l'ajustement de l'ancrage, c'est-à-dire son adaptation à l'ensemble de tubes à relier, ainsi que le blocage du tirant contre un déplacement spontané éventuel pendant le fonctionnament, scient possible.Les travaux ne peuavent don dans ce cas, être envisagés que sur le dispositif de componse- tion démonté, si bien que l'entretien, le contrôle et éventuel- lement le réglage du moyen d'ancrage, exigent constamnent le dé- pontage complet de ce moyen de compensation. In a device of the type initially mentioned, already implemented to achieve the above defined purpose, an anchoring means is used, in which between two supports arranged inside the sections of tubes and connected ie ? on removable to them, an adjustable tie length and taking 12 shape of a mower, are i :: re by articution. In this arrangement, it is therefore necessary to consider adjusting the anchoring inside the tube or the bellows. during assembly, or else during maintenance operations, the bellows must therefore first be pushed back onto one of the sections of tubes, before the adjustment of the anchorage, that is to say its adaptation to the set of tubes to be connected, as well as the blocking of the tie rod against possible spontaneous displacement during operation, possible scient. The work can not be donated in this case, be envisaged only on the dismantled compaction device, so that the maintenance, control and possibly adjustment of the anchoring means always require the complete removal of this compensating means.

L'invention a en conséquence pour but de créer un dispositif de compensation du type initialement men- tionné, tel que le réglage, le-blocage et le contrôle du moyen d'ancrage, soient possibles de l'extérieur et qu'un démontage ne soit pas nécessaire. Compte tenu du domaine d'application er- visagé pour ce dispositif de compensation, à savoir la technique aérienne et spatiale, ceci ne doit toutefois pas impliquer un accroissement notable du poids ou du volume. The object of the invention is therefore to create a compensation device of the type initially mentioned, such that the adjustment, locking and control of the anchoring means are possible from the outside and that disassembly does not is not necessary. Given the field of application planned for this compensation device, namely air and space technology, this should not however imply a significant increase in weight or volume.

Pour atteindre ce but, l'invention concerne un dispositif caractérisé en ce que le moyen d'ancrage es ccr.s- titué de deux éléments d'écartement qui, en étant respectivement décalés l'un par rapport à l'autre, d'environ 180 , sont mainte- nus contre le côté exterme des deux tronçons de tubes, ces él ments d'écartement étant articulés sur au moins l'un des dsux tronçons de tubes par l'intormédiaire d'une suspension à la
Cardan relativement à l'axe médian du tronçon de tube.To achieve this object, the invention relates to a device characterized in that the anchoring means are made up of two spacer elements which, being respectively offset from one another, about 180, are held against the outer side of the two sections of tubes, these spacers being articulated on at least one of the two sections of tubes by means of a suspension to the
Cardan relative to the median axis of the tube section.

le dispositif conforme à l'invention, outre un montage plus facile et plus rapide et une meilleure possibi- lité d'entretien, avec les économies qui en résultent tir le plan financier, comporte également toute une série d'autres avan- tages. Ainsi, du fait que le moyen d'ancrage est disposé en totalité à l'extérieur de la canalisation tubulaire, tout obstacle à l'écoulement dans l'intérieur de l'ensemble de canalise- tions tubulaires, se trouve évité. ll est également absolument exclu, au cas où le moyen d'ancrage licherait spontanément pen- dant le fonctionnement, que ce moyen d'ancrage soit entraîné par l'écoulement et endommage éventuellement les équipements branchés en ava. Enfin, dans de cas du disspositif conforme à l'invention, le risque de corrosion pour le moyen d'ancrage est considérablement réduit, si bien que l'entretien n'est pas seulement simplifié, mais peut également s'ef ectuer à des intervalles de temps plus importants. the device according to the invention, in addition to an easier and faster assembly and a better possibility of maintenance, with the resulting savings from the financial point of view, also includes a whole series of other advantages. Thus, because the anchoring means is disposed entirely outside the tubular pipe, any obstacle to the flow inside the set of tubular pipelines is avoided. lt is also absolutely excluded, in the event that the anchoring means spontaneously loses during operation, that this anchoring means is entrained by the flow and possibly damages the equipment connected at ava. Finally, in the case of the disspositive according to the invention, the risk of corrosion for the anchoring means is considerably reduced, so that maintenance is not only simplified, but can also be carried out at intervals more important times.

D'autres caractéristiques de l'in-rention permettent d'envisager un nouvel accroissement de l'efficacité fonctionnelle du dispositif conforme à cette invention, en meme temps qu'une construction sîmplfiée au maximum. En prévoyant que chaque suspension à la Cardan soit respectivement constituée d'un anneau en un métal léger, disposé concentriquement autour du tronçon de tube correspondant, on obtient en outre l'avantage que le dispositif de compensation conforme à l'invention, par suite de la déformation du ou des anneaux en métal léger, présente une certaine élasticité et soit ainsi en mesure d'absorber les chocs et les vibrations. Ceci est notamment avantageux dans le cas d'une application aux avions pour absorber les chocs survenant par exemple lors de l'atterrissage. Other features of the in-rention allow to consider a further increase in the functional efficiency of the device according to this invention, at the same time as a sîmplfié construction to the maximum. By providing that each Cardan suspension consists respectively of a ring of light metal, arranged concentrically around the corresponding section of tube, there is also the advantage that the compensation device according to the invention, as a result of the deformation of the light metal ring (s) has a certain elasticity and is thus able to absorb shocks and vibrations. This is particularly advantageous in the case of an application to airplanes to absorb shocks occurring for example during landing.

L'invention va être expliquée plus en détail en se référant à un exemple de réalisation représenté sur les dessins ci-joints dans lesquels
- la figure i est une vue partielle d'un ensemble de canalisations tubulaires comportant un dispositif de compensation conforme à l'invention,
- la figure 2 montre en vue de dessus le dispositif selon la figure' 1,
- la figure 3 est une coupe selon la ligne
III-III de la figure 1.The invention will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment shown in the accompanying drawings in which
FIG. i is a partial view of a set of tubular conduits comprising a compensation device according to the invention,
FIG. 2 shows a top view of the device according to FIG. 1,
- Figure 3 is a section along the line
III-III of figure 1.

- la figure 4 montre à plus grande échelle un détail IV de la figure 3. FIG. 4 shows on a larger scale a detail IV of FIG. 3.

Sur ces figures les parties constitutives identiques sont affectées des mêmes signes de référence. In these figures, the identical constituent parts are given the same reference signs.

Dans le cas du dispositif représenté sur les figures 1 à 4, il s'agit d'une partie d'une installation de climatisation pour un avion. Comme on peut le voir sur les figures, cet ensemble de canalisations tubulaires de l'installation de climatisation n'est pas disposé dans un plan, mais s'étend dans l'espace. In the case of the device shown in Figures 1 to 4, it is a part of an air conditioning installation for an aircraft. As can be seen in the figures, this set of tubular conduits of the air conditioning installation is not arranged in a plane, but extends in space.

Pour la compensation des imprécisions de montage et des tolérances de fabrication de l'ensemble de canalisations, mais également pour la corpensation des contraintes thermiques et des déformations de carlingue intervant lors Se la mise en service de l'avion, un dispositif de compersation cor ! orme à l'invention est inséré entre deux tubes 1 et 2 de l'installation de climatisation. To compensate for assembly inaccuracies and manufacturing tolerances for the pipeline assembly, but also for corpensation of thermal stresses and cabin deformations occurring during the commissioning of the aircraft, a horn compersation device! elm to the invention is inserted between two tubes 1 and 2 of the air conditioning system.

Comme le montre la représentation partielle sur les figures, ce dispositif de compensation 3 est cor.s9itué tout d'abord de deux tronçons de tubes ou tubulures 4 et 5, sur les exremités voisines l'une de l'autre desquelles, est enfilé, et fixé par deux brides 9 et 10, un soufflet à plis 8 renforcé par des anneaux de fil métallique 6 et 7, et constitué d'un matériau flexible, à savoir dans le cas présent, du caout- chouc.Comme moyen d'ancrage pour le soufflet 8, c'est-a-d.re pour la prise en charge des efforts longitudinaux intervenant sur le soufflet 8 du fait de la pression régnant à l'intérieur de l'ensemble de canalisations, il est prévu deux éléments d'écartement 11 et 12 réglables en longueur, pour lesquels il s'agit, dans le cas de exemple de réalisation de l'invention représenté ici, de tendeurs munis d'écrous de réglage. As shown in the partial representation in the figures, this compensation device 3 is cor.s9itué first of two sections of tubes or tubing 4 and 5, on the ends adjacent to each other which is threaded, and fixed by two flanges 9 and 10, a pleated bellows 8 reinforced by metal wire rings 6 and 7, and made of a flexible material, namely in this case, rubber. for the bellows 8, that is to say for taking charge of the longitudinal forces acting on the bellows 8 due to the pressure prevailing inside the pipe assembly, two spacing elements are provided 11 and 12 adjustable in length, for which it is, in the case of an exemplary embodiment of the invention shown here, tensioners provided with adjustment nuts.

les tendeurs 11 et 12, décalés respectivement l'un par rapport à l'autre d'environ 1800, sont fixés par articulation sur les côtés externes des deux tronçons de tubes 4 et 5. Cette fixation est réalisée dans ce cas par l'intermé- diaire d'une suspension à la cardan relativement aux axes médians respectifs A, A' des deux tronçons de tubes 4 et 5, cette suspension à la cardan étant zssentiellement constituée par les deux anneaux 13 et 14.Ces anneaux, en titane dans le cas présent, sont montés sur les tronçons de tubes respectifs 4 ou 5 par l'ir- termédiaire d'axes 15 et 16 ou bien 17 et 18, de façon à pouvoir osciller, les axes d'oscillation B ou B' correspondants coupant respectivement les axes médians A ou A' des tronçons de tubes 4 et 5. the tensioners 11 and 12, offset respectively from one another by about 1800, are fixed by articulation on the external sides of the two sections of tubes 4 and 5. This fixing is carried out in this case by the intermediary - diary of a gimbal suspension relative to the respective median axes A, A 'of the two sections of tubes 4 and 5, this gimbal suspension being essentially formed by the two rings 13 and 14. These rings, made of titanium in the in this case, are mounted on the respective tube sections 4 or 5 by means of axes 15 and 16 or else 17 and 18, so as to be able to oscillate, the corresponding axes of oscillation B or B 'respectively cutting the central axes A or A 'of the tube sections 4 and 5.

Sur les anneaux 13 et 14 sont maintenus par l'intermédiaire d'axes 19 et 20 ou bien 21 et 22, les deux tendeurs 11 et 12. Cette fixation est réalisée de façon telle que les tendeurs 11 et 12 puissent, d'une part, pivoter autour d'un axe de pivotement C à C''' coîncidant avec les axes longitudinaux des axes respectifs 19 à 22. D'autre part, les extrémi- tés de formé annulaire des tendeurs 11 et 12, venant en prise autour des axes 19 et 22, comportent respectlvement une section transversale arrondie ainsi qu'un diamètre interne qui est à peine supérieur au diamètre externe des axes 19 à 22.Ainsi, les tendeurs 11 et 12 sont en outre dans certaines limites (déterminées par le jeu prévu entre les axes 19 à 22 et les tendeurs 11 et 12) susceptibles de pivoter autour d'axes quelcon- ques perpendiculaires aux axes respectifs de pivotement C à C',,.  On the rings 13 and 14 are held by means of axes 19 and 20 or else 21 and 22, the two tensioners 11 and 12. This fixing is carried out in such a way that the tensioners 11 and 12 can, on the one hand , pivot about a pivot axis C to C '' 'coinciding with the longitudinal axes of the respective axes 19 to 22. On the other hand, the ends of the annular shape of the tensioners 11 and 12, engaging around the axes 19 and 22, respectlvement have a rounded cross section as well as an internal diameter which is barely greater than the external diameter of axes 19 to 22. Thus, the tensioners 11 and 12 are also within certain limits (determined by the clearance provided between the axes 19 to 22 and the tensioners 11 and 12) capable of pivoting around any axes perpendicular to the respective pivot axes C to C ',,.

Comme on peut le voir en outre sur les figures, les tendeurs 11 et 12 sont bloqués par des ils métalliques de blocage 23 et 24 contre un déréglage non intentionnel ou spontané . On remarquera enfin que dans le cas de 1' exemple de réalisation de l'invention décrit ici, le dispositif de compensation 3 est soudé par l'un de ces tronçons de tubes (tron çon 5 à droite sur la figure) avec le tube 2 suivant pour constituer une unité de construction, tandis que l'autre tronçon de tube 4 est muni d'une collerette 25 qui au moyen d'un manchon 26 et d'un joint torique d'étanchéité 27, est assemblé avec le tube 1. As can also be seen in the figures, the tensioners 11 and 12 are blocked by metallic blocking members 23 and 24 against unintentional or spontaneous adjustment. Finally, it will be noted that in the case of the exemplary embodiment of the invention described here, the compensation device 3 is welded by one of these tube sections (section 5 on the right in the figure) with the tube 2 next to constitute a construction unit, while the other section of tube 4 is provided with a flange 25 which by means of a sleeve 26 and an O-ring seal 27, is assembled with the tube 1.

Lors du montage de l'unité de construction constituée par le tube 2 et le dispositif de compensation 3, cette unité de construction est déformée par réglage des tendeurs 11 et 12 ainsi que par pivotement angulaire ou latéral des deux tronçons de tubes 4 et 5 l'un par rapport à l'autre, jusqu'à ce que les écarts et les défauts d'alignement éventuels soient compensés et que l'unité de construction s'insère dans l'ensemble de canalisations tubulaires déjà posé et puisse être reliée à cet ensemble. Ensuite les fils métalliques de blocage 23 et 24 sont mis en place sur les tendeurs. Les tendeurs demeurent librement accessibles de l'extérieur même après l'exécution du montage, si bien qu'ils peuvent à tout instant être contrôlés, entretenus et éventuellement réglés à nouveau. When mounting the construction unit constituted by the tube 2 and the compensation device 3, this construction unit is deformed by adjusting the tensioners 11 and 12 as well as by angular or lateral pivoting of the two sections of tubes 4 and 5 l '' in relation to each other, until any deviations and misalignments are compensated for and the construction unit is inserted into the already installed tubular pipe assembly and can be connected to this together. Then the metallic locking wires 23 and 24 are put in place on the turnbuckles. The tensioners remain freely accessible from the outside even after installation has been completed, so that they can be checked, maintained and, if necessary, adjusted again at any time.

Si, pendant le service, par suite de l'échauf- fement, des contraintes ou des déformations interviennent, elles sont éliminées par une déformation du dispositif de compensation, dans lequel les deux tronçons de tubes 4 et 5 et donc également les deux tubes 1 et 2, modifient leurs positions relatives. If, during service, due to heating, stresses or deformations occur, they are eliminated by a deformation of the compensation device, in which the two sections of tubes 4 and 5 and therefore also the two tubes 1 and 2, modify their relative positions.

Simultanément, une légère déformation des anneaux 13 et 14 qu'autorise une certaine souplesse, certes étroitement limitée, dans la direction axiale. Dans la mesure où elle n'est pas sou:itêe, cette souplesse peut être supprimée en utilisant des anreaux en un matériau de haute résisfiarce, tel que de l'acie~. Simultaneously, a slight deformation of the rings 13 and 14 which allows a certain flexibility, admittedly narrowly limited, in the axial direction. Insofar as it is not sou: itêe, this flexibility can be removed by using rings made of a material of high resisfiarce, such as steel ~.

Claims (5)

R E V E N D I C A T I O N SR E V E N D I C A T I O N S 1.- Dispositif pour la compensation spatiale d'écarts, de défauts d'aligrement et de déformations dans des ensembles de carlisations tubulaires, avec un soufflet flexible disposé entre deux tronçons de tubes, ainsi qu'avec un moyen d'ancrage pour prendre en charge les efforts longitudinaux, moyen d'ancrage relié par articulation aux deux tronçons de tubes et comportant au moins un élément d'écarterent modifiable en longueur, dispositif caractérisé en ce que le moyen d'ancrage est constitué de deux éléments d'écartement (11, 12) qui, en étant respectivement décalés l'un par rapport à l'autre d'environ 1800, sont maintenus contre le côté externe des deux tror çons de tubes (4, 5), ces éléments d'écartement (11, 12) étant articulés sur au moins l'un des deux tronçons de tubes (4, 5) par l'intermédiaire d'une suspension à la Cardan (13, 14) relativement à l'axe médian (A, A') du tronçon de tube (4, 5). 1.- Device for the spatial compensation of deviations, alignment defects and deformations in sets of tubular carlizations, with a flexible bellows disposed between two sections of tubes, as well as with an anchoring means for taking loads the longitudinal forces, anchoring means connected by articulation to the two sections of tubes and comprising at least one spacer element which can be modified in length, device characterized in that the anchoring means consists of two spacer elements (11 , 12) which, being respectively offset from one another by about 1800, are held against the external side of the two sections of tubes (4, 5), these spacers (11, 12 ) being articulated on at least one of the two sections of tubes (4, 5) by means of a Cardan suspension (13, 14) relative to the median axis (A, A ') of the section of tube (4, 5). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments d' ecartement (11, 12) sont chacun respectivement maintenus sur les deux tronçons de tubes (4 5) par l'intermédiaire d'une suspension à la Cardan (13, 14). 2.- Device according to claim 1, characterized in that the spacing elements (11, 12) are each respectively maintained on the two sections of tubes (45) by means of a Cardan suspension (13 , 14). 3.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les éléments d'écar- tenent (11, 12) revêtent la forme de tirants ré-ables en lcr.- gueur. 3.- Device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the spacing elements (11, 12) take the form of re-ables tie rods lcr.- gueur. 4.- Dispositif selon la revendicatior on caractérisé en ce que les éléments d'écartement (11, 12) sont cors- titués par des tendeurs munis d'un blocage (23, 24). 4.- Device according to revendicatior one characterized in that the spacer elements (11, 12) are cors- titués by tensioners provided with a blocking (23, 24). 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque suspension à la Cardan est respectivement constituée d'un anneau (13, 14) en un métal léger, disposé concentriquement autour du tronçon de tube (4, 5) correspondant.  5.- Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that each Cardan suspension consists respectively of a ring (13, 14) of a light metal, arranged concentrically around the section of tube (4 , 5) corresponding.