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Patent Searching and Data


Title:
MIXED FEMALE CONNECTOR OR PORT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/178525
Kind Code:
A1
Abstract:
The female port (1), which is suitable for sealingly receiving, alternatively, two male connectors of two different given types having the same thread pitch and diameter, comprises a female thread (4) suitable for receiving one of the threads of the two male connectors and two first parts (6, 12) of two different sealing devices, one having a seal and the other being metal-on-metal, each compatible with one of said male connectors, each of a given type different to the other.

Inventors:
MUSSOT, Jean-Luc (450 chemin de Sarrevin, Loriol sur Drome, 26270, FR)
LABROT, Olivier (23 rue Arthur Rimbaud, Portes-les-Valence, 26800, FR)
Application Number:
FR2018/000077
Publication Date:
October 04, 2018
Filing Date:
March 26, 2018
Export Citation:
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Assignee:
AD-VENTA (190 allée de Bourgogne, BOURG DE PEAGE, 26300, FR)
International Classes:
F16L15/00; F16L15/04; F16L41/10
Foreign References:
JP6057233B12017-01-11
US20140196524A12014-07-17
EP1760381A12007-03-07
US20140196524A12014-07-17
DE102014010090A12016-01-14
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Claims:
REVENDICATIONS

1 - Port femelle (1) apte à recevoir de manière étanche un raccord mâle (2) d'un type donné, et à permettre la circulation de gaz à travers la connexion ainsi réalisée, et comportant une première partie (12) d'un premier dispositif d'étanchéité compatible avec une deuxième partie (8) de ce premier dispositif d'étanchéité portée par le dit raccord mâle (2), laquelle première partie de ce premier dispositif d'étanchéité étant une surface d'appui (12) contre laquelle vient s'écraser, lors du vissage du raccord mâle (2) dans le dit port femelle (1), la deuxième partie, qui est un joint (8), de ce premier dispositif d'étanchéité, et le dit port femelle (1) comportant au moins une deuxième première partie (6) d'un deuxième dispositif d'étanchéité compatible avec une deuxième partie (7) de ce deuxième dispositif d' étanchéité caractérisé en ce que la deuxième première partie (6) du deuxième dispositif d'étanchéité est une forme géométrique métallique femelle (6) réalisée au fond du filetage (4) du port femelle (1) et apte à recevoir une forme géométrique métallique mâle (7) compatible, située à l'extrémité distale d'un autre raccord mâle (3) d'un autre type donné et apte à assurer par contact l'une contre l'autre une étanchéité métal sur métal .

2 - Port femelle (1) suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le premier dispositif d'étanchéité (12,8) à joint assure 1 ' étanchéité , entre le dit port femelle (1) et un raccord mâle (2) d'un premier type donné apte à y être connecté , dans des conditions d'utilisations différentes de celles pour lesquelles le deuxième dispositif d' étanchéité (6,7) métal sur métal assure cette étanchéité, entre le dit même port femelle (1) et un autre raccord mâle (3) d'un deuxième type donné apte à être connecté sur ce même port femelle (1) .

3 - Port femelle (1) suivant la revendication 2 caractérisée en ce que les conditions d'utilisation entre le premier (12,8) et le deuxième (6,7) dispositifs d' étanchéité sont celles déterminées par au moins une de celles liées au moins à la pression, à la température, aux agressions chimiques et aux vibrations.

4 - Port femelle (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'il comporte un filetage (4) femelle apte à recevoir l'un quelconque des filetages (52, 53) des deux dits raccords mâles (2,3) et ayant le même pas et diamètre de filetage.

5 - Port femelle (1) suivant l'une quelconque des revendications l à 4, caractérisé en ce que la forme géométrique mâle (7) métallique est réalisée à l'extrémité distale du tube, qui traverse le raccord mâle (2) et par lequel le gaz peut circuler, et est verrouillée dans celui-ci.

6 - Port femelle (1) selon l'une quelconque des revendications l à 4, caractérisé en ce que le forme géométrique mâle métallique (7) fait partie d'une pièce d'ancrage du tube, qui traverse le raccord mâle (2) et par lequel le gaz peut circuler, à l'extrémité distale du raccord mâle (3) . 7 - Port femelle (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que les formes géométriques métalliques mâle (7) et femelle (6) sont des surfaces coniques.

8 - Port femelle (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le gaz est de 1 ' hydrogène .

Description:
RACCORD OU PORT FEMELLE MIXTE

La présente invention a pour objet un raccord (ou plutôt un port comme expliqué ci-après) femelle apte à recevoir des raccords (ou ports) mâles de conduites, dans lesquelles circulent un fluide, pour constituer un connecteur ou établir une connexion.

Le secteur technique de l'invention est celui de la fabrication de tels raccords (ports) femelles sur lesquels on connecte des raccords mâles essentiellement par vissage, et un des domaines d'applications principales est celui des circuits véhiculant un gaz, tel que de l'hydrogène, en particulier à haute pression.

On connaît ainsi différents types de connecteurs constitués de raccords adaptés à divers niveaux de pression du fluide, qui circule dans les tubes connectés à ces raccords, et dont les moyens d'étanchéité (mis en œuvre lors de l'assemblage des raccords entre eux, à savoir lorsque l'on connecte le raccord mâle avec le raccord femelle du ' connecteur) peuvent être différents suivant justement la pression d'utilisation, la qualité de l'étanchéité voulue en fonction du fluide (en particulier pour l'hydrogène dont la molécule de très petite dimension peut s'infiltrer dans de très petits orifices, qui généreront ainsi une fuite, alors que d'autres gaz plus lourds ne pourront pas s'y infiltrer et ne fuiront pas) et les fabricants eux-mêmes.

On peut citer ainsi deux familles de raccords parmi les plus utilisés dans l'industrie, à savoir :

les raccords les plus courants, suivant la norme SAE J1926 (ou ISO 11926-1) et que l'on appellera SAE, qui sont plutôt adaptés et utilisés à de moyennes pressions (soit entre 150 et 500 bar en général) et dont 1 ' étanchéité , pouvant être qualifié d'externe, est assurée par un joint torique: le raccord (ou port) mâle est équipé alors d'un tel joint, qui est fermement enserré (lors de la connexion par vissage de ce raccord mâle dans le raccord femelle du connecteur) entre une surface d' étanchéité angulaire ou d'appui de l'orifice externe du raccord (ou port) femelle, la gorge située à la base du filetage du raccord (ou port) mâle (soit à l'opposé de l'extrémité distale de ce filetage) et où est placé le joint, et l'épaulement (avec ou sans rondelle de renforcement ou de retenue) situé de l'autre côté de la gorge par rapport au filetage du raccord mâle,

- les raccords, dits MP, coniques et filetés (dont par exemple ceux de la série IPT commercialisés par la société Swagelok : voir pages 902 et 903 de son catalogue 2016 référence MS-02-472) qui sont utilisés essentiellement dans le domaine des hautes pressions

(soit au-delà de 500 bar et jusqu'à 4000 bar environ) et quand la température du fluide qui y circule est élevée

(telle que supérieure à 100°C) , et dont 1 ' étanchéité , pouvant être qualifiée d'interne, est assurée par contact et appui direct métallique cône sur cône: l'extrémité distale du raccord mâle (qui est en fait chez Swagelok celle du tube à raccorder qui traverse le raccord mâle et est verrouillé dans celui-ci par diverses pièces intermédiaires) au-delà de son filetage est en effet conique et vient en contact direct avec un cône correspondant réalisé dans le fond du raccord femelle en deçà de son filetage (soit à l'opposé de l'extrémité de ce filetage situé du côté de l'orifice d'entrée de ce raccord femelle) dans lequel vient se visser celui du raccord mâle.

Ainsi, dans tous les raccords vissés actuels comme ceux cités ci-dessus, garantissant l'étanchéité pour une gamme de pression donnée et suivant le gaz qui y circule, il faut disposer, au niveau non seulement du filetage (ce qui ne pose pas cependant de problème, les fabricants utilisant les mêmes diamètres et pas de vis standards) mais aussi du dispositif d' étanchéité , d'un raccord femelle de même type que le raccord maie que l'on veut y connecter par vissage de celui-ci, ce qui complique la compatibilité d'un appareil ou composant comportant un type donné de raccord femelle, car on ne pourra alors y connecter qu'un raccord maie donné, certes de même diamètre, mais aussi de même type d' étanchéité .

Ceci est gênant quand un fournisseur veut alors proposer un appareil (tel qu'un détendeur, un réservoir de stockage...) ou un composant (tel qu'un clapet antiretour, une vanne...) d'un circuit de gaz à divers clients qui utilisent des raccords de différents types, comme les deux principaux cités ci-dessus : en ce cas il faut alors que ce fournisseur soit propose lui aussi son appareil ou composant en deux versions correspondant chacune à un type d' étanchéité et donc de raccord (ce qui complexifie la gestion de ces produits et augmente à la fois les coûts et le risque d'erreurs de livraison) , soit réalise sur le même appareil ou composant deux orifices de raccords femelles en parallèle, chacun correspondant à un type d' étanchéité et donc de raccord mâle (ce qui augmente d'autant plus le coût ainsi que l'encombrement de chaque produit) , soit fournisse un adaptateur spécifique pour l'orifice du raccord femelle du type d'étanchéité qu'il aura choisi afin qu'un client utilisant l'autre type d'étanchéité et donc de raccord puisse s'y connecter (ce qui réclame un composant supplémentaire, augmente également le coût, l'encombrement et le risque de fuite !) .

Le problème posé est donc de permettre la compatibilité d'un deuxième type de raccord (ou port) mâle à fixer sur le même raccord femelle (à considérer comme étant un seul et même port femelle comme explicité ci -après) compatible par ailleurs avec un premier type de raccord (ou port) mâle, les deux types de raccords (ou ports) mâles ayant chacun un dispositif d'étanchéité différent de l'autre, pour satisfaire à des conditions d'utilisations différentes, mais devant être ainsi compatibles avec ce même raccord ou port femelle.

Dans la suite de la présente description on utilisera plutôt le terme « port » au lieu de « raccord » au moins pour ce qui concerne la partie femelle, et ceci pour éviter la confusion avec le fait qu'un même raccord femelle (pris au sens large) , pouvant avoir plusieurs ports de types différents, pouvait ainsi recevoir plusieurs raccords mâles différents dans ses différents ports (et donc simultanément), comme on peut en trouver dans l'art antérieur tel que dans la demande de brevet US2014/0196524. Par contre pour ce qui concerne la partie maie on pourra utiliser indifféremment le terme raccord ou port car cela n'a pas d'incidence dans l'interprétation de l'invention qui concerne essentiellement la partie femelle.

Une solution au problème posé est certes un adaptateur comme utilisé à ce jour, mais suivant l'invention une meilleure solution est un raccord ou donc plutôt un « port » (considéré en effet dans la présente description, et comme explicité ci-dessus, comme étant un seul et même port) femelle, apte à recevoir et être connecté de manière étanche à un premier raccord (ou port) mâle d'un type donné et à permettre la circulation de gaz à travers la connexion ainsi réalisée, et tel qu'il comporte:

une première partie d'un premier dispositif d'étanchéité compatible avec une deuxième partie de ce premier dispositif d'étanchéité portée par le dit premier raccord mâle, laquelle première partie de ce premier dispositif d'étanchéité étant une surface d'appui contre laquelle vient s'écraser, lors du vissage du raccord mâle dans le dit port femelle, la deuxième partie de ce premier dispositif d'étanchéité et qui est un joint, pouvant être logé dans une gorge située à l'extrémité proximale du filetage de ce raccord mâle,

- au moins une autre première partie d'un autre deuxième dispositif d'étanchéité compatible avec une autre deuxième partie de cet autre deuxième dispositif d'étanchéité,

- et tel que suivant l'invention cette deuxième première partie de ce deuxième dispositif d'étanchéité est une forme géométrique métallique femelle réalisée au fond du filetage du port femelle et apte à recevoir une forme géométrique métallique mâle compatible, située à l'extrémité distale d'un autre deuxième raccord mâle d'un autre type donné et apte à assurer par contact l'une contre l'autre une étanchéité métal sur métal et ainsi à être connecté également sur ce même port femelle.

Dans un mode préférentiel de réalisation le port femelle suivant l'invention est tel que qu'il comporte un filetage apte à recevoir l'un quelconque des filetages des au moins deux raccords mâles de type différent et ayant le même pas et diamètre de filetage compatible avec le même filetage du port femelle.

Dans un mode particulier de réalisation la forme géométrique mâle métallique du deuxième dispositif d'étanchéité est situé à l'extrémité distale de l'autre deuxième raccord mâle, cette extrémité distale étant soit celle du raccord lui-même, soit celle du tube à raccorder, qui traverse et est verrouillé dans le raccord mâle, et par lequel le gaz peut circuler. Dans un autre mode particulier de réalisation, cette forme géométrique métallique mâle fait partie d'une pièce d'ancrage du tube à l'extrémité distale du raccord mâle.

Ainsi, avec le même raccord, ou port, femelle réalisé sur un appareil ou un composant, il est possible de venir y connecter alternativement et/ou successivement au moins deux types de raccords, ou ports, mâles (certes de même diamètre) sans que cela coûte plus cher, ni soit plus encombrant, ni génère un risque de fuite supplémentaire, et tout en pouvant ainsi satisfaire des clients voulant utiliser des raccords de types différents .

Le résultat est un nouveau port (raccord) femelle que l'on peut qualifier de « mixte », qui répond bien au problème posé, dont les avantages évoqués ci-dessus en prouvent l'intérêt et qui n'a rien à voir avec les ports (ou raccords) femelles existants comportant deux dispositifs d'étanchéité (dit primaire et secondaire, dans un but de mesure de fuite éventuelle entre ces deux étanchéités) et destinés à recevoir un seul raccord mâle tel que décrit par exemple dans la demande de brevet DE102014010090.

La description et les figures ci-jointes donnent un exemple de réalisation d'un port femelle mixte suivant l'invention, mais d'autres modes de réalisation sont possibles dans le cadre de la portée de la présente invention .

La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un exemple de réalisation d'un port (raccord) femelle suivant l'invention dans lequel est vissé et connecté un raccord maie d'un premier type, pris à titre d'exemple comme étant un raccord dit SAE .

La figure 2 est la même vue en coupe axiale du port (raccord) femelle de la figure 1 mais dans lequel est vissé un autre raccord mâle d'un deuxième type, pris à titre d'exemple comme étant un raccord dit MP, schématisé sans le détail des pièces intermédiaires.

La figure 3 une vue en coupe axiale du seul et même port (raccord) femelle, dit mixte suivant l'invention, que sur les figures 1 et 2 et donc sans raccord mâle vissé dedans mais prêt à recevoir au choix l'un ou l'autre des raccords mâles des figures 1 et 2.

Suivant la représentation de ces figures un raccord, ou plutôt port, femelle 1 suivant l'invention, et tel que représenté seul sur la figure 3, est apte à recevoir de manière étanche, alternativement et/ou au choix :

- soit, suivant la figure 1, un premier raccord (ou port) mâle 2 d'un premier type donné de façon à permettre la circulation de gaz à travers la connexion ainsi réalisée, et le dit port femelle 1 comportant pour cela une première partie 12 d'un dispositif d'étanchéité compatible avec une deuxième partie 8 de ce dispositif d'étanchéité portée par le dit raccord mâle 2,

- soit, suivant la figure 2, un deuxième raccord (ou port) mâle 3 d'un autre type donné (différent du premier type) et le dit port femelle 1 comportant pour cela une autre première partie 6 d'un autre dispositif d'étanchéité compatible avec un autre deuxième partie 7 de cet autre dispositif d'étanchéité portée par ce deuxième raccord mâle 3 d'un autre type donné.

Ce port femelle 1 suivant la figure 3 comporte un filetage 4 femelle apte à recevoir l'un quelconque des filetages 5 2 , 5 3 des deux dits raccords mâles respectivement 2,3 et ayant le même pas et diamètre de filetage respectant l'une quelconque des normes standards et reconnues en la matière, soit SAE, soit ISO, soit ASTM, soit DIN ....

La première partie 12 d'un premier dispositif d'étanchéité est une surface d'appui 12 (telle que conique) contre laquelle vient s'écraser, lors du vissage du premier raccord mâle 2, dit SAE, dans le dit port femelle 1 suivant la figure 1, la deuxième partie de ce premier dispositif d'étanchéité qui est un joint torique 8 logé ici dans une gorge 9 située à l'extrémité proximale du filetage 5 2 de ce raccord ou port mâle 2 (c'est-à-dire située à la base de ce filetage 5 2 soit à l'opposé de l'extrémité distale de celui-ci et contre l'épaulement 13 2 de la tête 14 2 du raccord mâle 2) : en fait le dit joint torique 8 est ainsi fermement enserré entre d'une part la surface d'étanchéité d'appui 12 de l'orifice externe de la partie (ou port) femelle 1, d'autre part la gorge 9 où est placé le joint, et enfin l'épaulement 13 2 (avec ou sans rondelle de renforcement ou de retenue) situé de l'autre côté de la gorge 9 par rapport au filetage 5 2 du port (raccord) mâle.

Cependant une telle étanchéité que l'on peut qualifier d'« externe », si elle est suffisante pour des moyennes pressions soit entre 150 et 700 bar (ou même un peu plus), et avec de l'hydrogène circulant dans les passages internes 10 2/ 11 respectivement des deux raccords et ports mâle et femelle 2,1 vissés l'un dans l'autre, elle ne permet pas de garantir une bonne tenue d'une part aux hautes pressions en particulier tel que jusqu'à 1000 bar et même bien au-dessus (tel que 4000 bar) surtout avec un gaz comme l'hydrogène et d'autre part à température élevée (supérieure à 100°C) .

Ainsi l'autre première partie 6 de l'autre dispositif d' étanchéité est une forme géométrique métallique (telle que représentée sur les figures comme une surface conique mais qui pourrait être aussi sphérique) femelle 6 réalisée au fond du filetage 4 du port femelle 1, soit à l'opposé de son orifice, et apte à recevoir, selon la figure 2, une forme géométrique métallique (telle représentée sur cette figure comme une surface conique, mais qui pourrait être aussi sphérique) mâle 7 (compatible avec la forme géométrique métallique femelle 6 pour assurer par contact une étanchéité métal sur métal) réalisé à l'extrémité distale, c'est-à-dire située à l'opposé de la tête 14 3 , de l'autre deuxième raccord mâle 3 ou du tube à raccorder qui traverse et est verrouillé dans ce deuxième raccord mâle, dit MP .

Une telle étanchéité, que l'on peut qualifier d'« interne », par contact direct métallique surface sur surface (soit cône sur cône) permet de garantir une bonne tenue non seulement en température mais aussi aux hautes pressions en particulier au-delà de 700 ou 1000 bar (et jusqu'à même 4000 bar) même avec de l'hydrogène circulant dans les passages internes 10 3f ll respectivement des deux raccords ou ports mâle et femelle 3,1 vissés l'un dans 1 ' autre .

Ainsi :

- le premier dispositif d'étanchéité 12,8, à joint torique décrit ci-dessus, assure 1 ' étanchéité , entre le dit port femelle 1 et un raccord (ou port) mâle 2 d'un premier type donné, tel que de type SAE, apte à être connecté sur ce port femelle 1, dans des conditions d'utilisation différentes (telles que jusqu'à une pression d'utilisation avec de l'hydrogène d'au plus 500 ou même 700, ou même un peu plus, bar) de celles pour lesquelles

- le deuxième dispositif d'étanchéité 6,7, métal sur métal décrit ci-dessus, assure cette étanchéité, entre le dit même port femelle 1 et un autre raccord (ou port) mâle 3 d'un deuxième type donné, tel que de type MP, apte à être connecté sur ce même port femelle 1, que l'on peut alors qualifier de « mixte », surtout au-delà d'une pression d'utilisation de 700 bar jusqu'à au moins 1000 bar et au-delà, même avec de l'hydrogène.

Les conditions d'utilisation différentes entre le premier 12,8 et le deuxième 6,7 dispositifs d'étanchéité sont celles déterminées par au moins une de celles liées au moins à la pression (comme indiqué ci-dessus) , mais aussi à la température, aux agressions chimiques et aux vibrations (ou autres critères) : le responsable de projet, le client ou l'intégrateur pourra ainsi choisir entre un type de raccord mâle ou un autre suivant les conditions d'utilisation considérées tout en gardant le même port femelle 1.

Les utilisateurs d'appareils ou composants équipés de tels ports femelles mixtes 1 suivant l'invention, et tel que représenté seul sur la figure 3, peuvent ainsi décider à tout moment d'y connecter le raccord (ou port) mâle de leur choix, correspondant à l'un des dispositifs d'étanchéité compatibles avec le port femelle selon l'invention sans avoir besoin d'adaptateur ni avoir eu besoin de commander un appareil ou composant spécifique équipé de ports femelles suivant un seul type de dispositif d'étanchéité correspondant à son choix (qu'il ne peut plus alors changer) comme cela se fait à ce jour.