Compensateur de dilatation

Les joints de dilatation sont souvent inclus dans les systèmes de tuyauterie industrielle pour permettre le mouvement dus aux changements thermiques et mécaniques dans le système. Lorsque le processus accepte de grands changements de température, les composants métalliques changent de taille. Les joints de dilatation avec soufflet métallique sont conçus pour accueillir certains mouvements, tout en minimisant le transfert de forces pour les composants sensibles dans le système. Une pression créée par des pompes ou par la gravité est utilisée pour déplacer des fluides à travers le système de tuyauterie. Les fluides sous pression occupent tout le volume de leur conteneur. Le concept unique de joints de dilatation à pression équilibrée, est qu'ils sont conçus pour maintenir un volume constant en ayant un soufflet d'équilibrage permettant de compenser les variations de volume dans les soufflets (soufflets en ligne) qui sont déplacés par le tuyau. Ces dispositifs étaient anciennement connus sous le nom de « compensateur volumétrique de pression ».

Les joints de dilatation en caoutchouc sont principalement fabriqués par enroulement manuel de feuilles de caoutchouc et de feuilles de tissu de caoutchouc renforcé autour d'une forme. Outre les feuilles de caoutchouc et de tissu renforcé de caoutchouc, il est possible d'utiliser des feuilles armées de fils d'acier ou d'anneaux métalliques, pour une plus grande solidité. Par la suite, la totalité du produit est construit sur la forme, il est recouvert d'un enrobage de nylon permettant à l'ensemble des couches de résister à l'arrachage avant pressurisation. En raison du besoin intensif de main-d'œuvre nécessité par le processus de production, une part importante de cette production s'est déplacée vers l'Europe orientale et les pays asiatiques.

Certains types de joints de dilatation sont réalisés en caoutchouc avec un procédé de moulage. Les joints typiques qui sont moulés sont des joints de dilatation de taille moyenne comportant des tringles ; ils sont produites en grandes quantités. Ces joints de dilatation de caoutchouc sont fabriqués sur un mandrin cylindrique, qui est enveloppé d'une nappe de tissu coupé en biais. Puis des anneaux de renforcement sont disposés sur le mandrin, dont les extrémités sont repliées sur les anneaux. Cette partie est finalement placée dans un moule et moulée dans la forme et vulcanisée. Il s'agit d'une solution hautement automatisée utilisée pour produite grandes quantités du même type de joint[2].

Dernièrement, une nouvelle technologie a été développée pour enrouler les couches de caoutchouc et le système de renforcement sur le mandrin (cylindrique ou en forme de soufflet) de manière automatisée à l'aide des robots industriels au lieu d'un enroulement manuel. La production automatisée avec un robot est rapide et précise, ; elle offre une qualité constante et élevée. Un autre aspect de l'utilisation de robots industriels pour la production de joints de dilatation en caoutchouc est la possibilité d'appliquer une couche de renfort individuel plutôt que d'utiliser du pré-tissé. Le renfort en tissu est pré-tissé et coupé selon l'angle de biais souhaité. Avec un renfort individuel, il est possible de doser différemment les matériaux de fibres de renforcement à différentes sections du produit en changeant les angles des fibres sur la longueur du produit.

Les doublures internes peuvent être utilisées soit pour protéger les soufflets métalliques de l'érosion soit pour réduire la turbulence dans le soufflet. Elles doivent être utilisées lorsque des connecteurs de purge sont inclus dans la conception. Afin de fournir assez de dégagement dans la conception du revêtement, les mouvements latéraux et angulaires prévus doivent être spécifiés par le concepteur. Lors de la conception d’un joint de dilatation avec des extrémités de combinaison, le sens d'écoulement doit lui aussi être spécifiée.

Les protections externes doivent être utilisés pour éviter aux soufflets internes de s’endommager. Elles servent aussi à leur isolation. Ces protections peuvent être conçues comme des accessoires démontables ou permanents.

Dans les systèmes transportant des fluides à hautes teneurs en particules (par exemple les catalyseurs), une barrière de fibre céramique peut être utilisée pour prévenir la corrosion et la diminution de la flexibilité des soufflets résultant de l'accumulation des particules. Les connecteurs de purge peuvent également être utilisés dans le même objectif. Les doublures internes doivent également être incluses dans la conception si le joint de dilatation comprend des connecteurs de purge ou de barrières à particules.

Ces tiges peuvent être utilisées dans une conception de joint de dilatation pour limiter la compression ou l'expansion axiale. Elles permettent aux joints de dilatation de se déplacer sur une plage limitée en fonction de l'endroit où des écrous d'arrêts sont placés le long des tiges. Les tiges de fin de course sont utilisées pour prévenir la sur-extension d'un soufflet tout en limitant la poussée à pleine pression du système.