EP2253354B1 - Procédé de réalisation d'un élément de réseau de protection contre l'incendie par asperseurs et élément associé - Google Patents
Procédé de réalisation d'un élément de réseau de protection contre l'incendie par asperseurs et élément associé Download PDFInfo
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- EP2253354B1 EP2253354B1 EP10163322.0A EP10163322A EP2253354B1 EP 2253354 B1 EP2253354 B1 EP 2253354B1 EP 10163322 A EP10163322 A EP 10163322A EP 2253354 B1 EP2253354 B1 EP 2253354B1
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- B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
- B21C37/28—Making tube fittings for connecting pipes, e.g. U-pieces
- B21C37/29—Making branched pieces, e.g. T-pieces
- B21C37/298—Forming collars by flow-drilling
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
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- B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
- B21J5/063—Friction heat forging
- B21J5/066—Flow drilling
Definitions
- the invention relates to fire protection systems by sprinkler system (or sprinklers).
- Such a network comprises pipes (or antennas) conveying a fluid, typically water, under pressure, and automatically performing a sprinkling on a firebox when the ambient air reaches a predetermined temperature and / or when fumes are detected. .
- an element 100 for a sprinkler fire protection network comprises a pipe 10 provided with a plurality of sprinklers 20 fixed to the pipe 10 by screwing into sleeves 30.
- the pipe provided with the sleeves is made (i) by drilling a generally cylindrical tube 10, to form a plurality of orifices of a given diameter (depending on the type of sprinkler 30 used), (ii) tapping sleeves 30 the diameter of the thread of the sprinklers 20, and (iii) notching and welding of the sleeves 30 on the pipe 10 opposite the orifices.
- the sprinklers 20 are then screwed into the sleeves 30, in order to obtain an element 100 of sprinkler network.
- the known elements may also be subject to leakage if they are subjected to intensive use or are provided with low quality welds, thus reducing the effectiveness of the fire protection network more or less inconveniently (leaks, pressure drop in the pipes, etc.). Moreover, such leaks can convey microbes, which is particularly contrite in buildings such as hospitals or pharmacies.
- the document DE 44 17 446 discloses a method of manufacturing a pipe for a sprinkler array in which holes are bored in a pipe by means of a conical tool, and then the material pushed back into the grooves is deburred (with removal of material) holes by means of a conventional drill, before tapping the holes thus obtained to obtain threaded bushings.
- the document DE 28 26 141 describes a dry sprinkler network comprising an elastic membrane adapted to contain granules. During a fire, the membrane is pierced so as to release the granules.
- the document GB 2,069,386 discloses a method of manufacturing a pipe for a sprinkler array in which a hole in a pipe is deformed with a conical tool, and the resulting holes are tapped to obtain threaded bushings.
- the document US 5,174,500 describes a sprinkler array element comprising a valve adapted to block or allow a flow of water to pass.
- the invention therefore aims to provide a sprinkler fire protection network element whose risk of leakage are reduced, and which is also a lower manufacturing cost.
- Another object of the invention is to provide a method for manufacturing a sprinkler fire protection network element and an associated pipe, which is more reliable and less expensive to produce.
- the invention provides a method of manufacturing a sprinkler fire protection network element according to claim 1.
- the pressure losses inside the pipe are reduced thanks to the limitation of the overflow in the internal volume of the pipe of a part of the base of the sprinkler when this one is fixed on the pipe.
- the cold-forming and the fluo-piercing are processes respectively for drilling and tapping, in which the material is plastically deformed by heating by virtue of the friction of the tool against the wall of the pipe. They can be easily implemented on conventional drill press machines by simple adaptation of the drilling or tapping tool. They are therefore particularly adapted to the implementation of the method according to the invention and do not require substantial modifications of the machines commonly used in industry.
- the prior step of drilling pilot holes with removal of material in the wall reduces the amount of material flowing during the manufacturing process, and thus the size of the sleeve inside the pipe.
- an element for a fire protection network comprises a pipe 10 and at least one sprinkler 20 conventionally formed of a head 21 and a threaded base 22.
- the pipe 10 comprises a generally cylindrical wall 11 made of a metallic material, for example steel, and a plurality of sockets 12 threaded to the diameter of the threads of the bases 22 of the sprinklers 20.
- the pipe 10 is a metal pipe of circular section, in which a plurality of sockets 12 integrally formed were formed and tapped.
- Element 1 is manufactured as follows: First provided is a pipe 10 formed of a generally cylindrical wall 11 closed metal, for example a steel pipe. Such conduct may be manufactured on site, or in a separate location.
- the sleeves 12 are made by plastic deformation of the wall of the pipe 10.
- the wall 11 is heated locally at the location where it is desired to form a sleeve 12, and the heated material is rejected. in order to form the sleeve 12.
- the sleeve 12 has thus come integrally with the pipe 10.
- the sockets 12 are made by flow-piercing.
- a pulverizing tool is then used, such as a drill press equipped with a conical drilling tool whose outer surface is rough and rotated at a high speed.
- the material is simultaneously heated, drilled and plastically discharged radially and axially, without removal of material, as illustrated in FIG. figure 3 .
- the resulting sleeve 12, resistant and in one piece with the pipe is then constituted by an extra thickness of substantially cylindrical material surrounding the opening formed during the operation.
- the portion discharged outwardly during the flow can be leveled to obtain a smooth contour line, or kept as is.
- the rotational speed of the flow-forming tool and the axial force exerted on it are adjusted according to the duration of the required operation, the material of the wall of the pipe and its thickness, or of the desired piercing quality.
- a pilot hole by a conventional drilling process with removal of material is carried out in order to reduce the amount of material flowing during the drilling process by heating and plastic deformation.
- the bushing 12 is then of reduced length relative to the bushing obtained without a pre-hole, which makes it possible to reduce the bulk of the bushing 12 inside the pipe 10 and thus the pressure drops.
- the sleeves 12 are then threaded in the conventional manner, or by plastic deformation of the material.
- each bushing 12 is made by the cold forming technique using a suitable tap which delivers the material at the sleeve 12 and uses it to form a net 13, again without removal of material.
- a suitable tap which delivers the material at the sleeve 12 and uses it to form a net 13, again without removal of material.
- the sockets 12 are obtained by drilling an orifice through the wall of the pipe 10 according to a drilling method conventional and then cold-forming, so as to create a threaded bushing 45 integral material from the area of the pipe surrounding the orifice obtained.
- the deformation is carried out hot to the extent that the material is heated by friction of the tool against the wall 11 of the pipe 10.
- both the drilling and tapping step are performed by plastic deformation of the wall 11, for example by flow-forming and cold-forming, so as to reduce the amount of material used, the production time. , labor, etc. while obtaining a pipe 10 of high quality, provided with a sleeve 12 having an excellent surface and excellent mechanical strength.
- sprinklers 20 are fixed by screwing their threaded base 22 into each of the threaded sleeves 12 so as to obtain the element 1 according to the invention.
- the sprinkler 20 is a conventional sprinkler, for example of the bulb type, made of steel.
- an upstanding ring 30 which, again with the aim of reducing the pressure losses, limits the axial overflow distance of the base 22 into the interior space of the pipe 10.
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Description
- L'invention concerne les systèmes de protection contre l'incendie par réseau d'asperseurs (ou gicleurs).
- Un tel réseau comprend des conduites (ou antennes) transportant sous pression un fluide, typiquement de l'eau, et réalisant automatiquement une aspersion sur un foyer d'incendie lorsque l'air ambiant atteint une température prédéterminée et/ou lorsque des fumées sont détectées.
- Conventionnellement, et comme illustré sur la
figure 1 , un élément 100 pour un réseau de protection contre l'incendie par asperseurs comprend une conduite 10 munie d'une pluralité d'asperseurs 20 fixés sur la conduite 10 par vissage dans des manchons 30. - La conduite pourvue des manchons est réalisée (i) par perçage d'un tube 10 globalement cylindrique, afin de former une pluralité d'orifices de diamètre déterminé (en fonction du type d'asperseurs 30 utilisé), (ii) taraudage de manchons 30 au diamètre du filetage des asperseurs 20, et (iii) grugeage et soudage des manchons 30 sur la conduite 10 en regard des orifices. Les asperseurs 20 sont ensuite vissés dans les manchons 30, afin d'obtenir un élément 100 de réseau d'asperseurs.
- Ces éléments 100 ont déjà fait leur preuve et sont aujourd'hui largement utilisés dans les systèmes de protection contre l'incendie des bâtiments.
- Toutefois, ils restent perfectibles d'un point de vue économique, leur procédé de fabrication étant consommateur notamment en main d'œuvre et en matière.
- Les éléments connus risquent par ailleurs d'être sujets à des fuites s'ils sont soumis à un usage intensif ou sont pourvus de soudures de faible qualité, réduisant ainsi l'efficacité du réseau de protection contre l'incendie de manière plus ou moins gênante (fuites, baisse de pression dans les conduites, etc.). Par ailleurs, de telles fuites peuvent véhiculer des microbes, ce qui est particulièrement contrindiqué dans des bâtiments tels que les hôpitaux ou encore les pharmacies.
- Le document
DE 44 17 446 décrit un procédé de fabrication d'une conduite pour un réseau sprinkler au cours duquel on perce avec déformation des trous dans une conduite au moyen d'un outil conique, puis on ébarbe (avec enlèvement de matière) la matière repoussée à l'intérieur des trous au moyen d'une perceuse conventionnelle, avant de tarauder les trous ainsi obtenus pour obtenir des douilles taraudées. - Le document
DE 28 26 141 décrit quant à lui décrit un réseau sprinkler à sec comprenant une membrane élastique adaptée pour contenir des granulés. Lors d'un incendie, la membrane est percée de manière à libérer les granulés. - Le document
décrit un procédé de fabrication d'une conduite pour un réseau sprinkler au cours duquel on perce avec déformation un trou dans une conduite au moyen d'un outil conique, puis on taraude les trous ainsi obtenus afin d'obtenir des douilles taraudées.GB 2 069 386 - Le document
US 5 174 500 décrit un élément pour réseau sprinkler comprenant une valve adaptée pour bloquer ou permettre un flux d'eau de passer. - Enfin, le document
US 1 906 953 décrit un procédé de fabrication d'une conduite dans lequel on forme une ouverture dans la paroi d'un tuyau fin et malleable en utilisant un outil qui tourne rapidement, pour générer de la chaleur par friction et déformer plastiquement le métal. - L'invention vise donc à fournir un élément de réseau de protection contre l'incendie par asperseurs dont les risques de fuite sont réduits, et qui soit en outre d'un coût de fabrication moins élevé.
- Un autre objectif de l'invention est de proposer un procédé de fabrication d'un élément de réseau de protection contre l'incendie par asperseurs et d'une conduite associée, qui soit plus fiable et moins coûteux à réaliser.
- Pour cela, l'invention propose un procédé de fabrication d'un élément de réseau de protection contre l'incendie par asperseur selon la revendication 1. De la sorte, les pertes de charges à l'intérieur de la conduite sont réduites grâce à la limitation du débordement dans le volume intérieur de la conduite d'une partie de l'embase de l'asperseur lorsque celui-ci est fixé sur la conduite.
- Certains aspects préférés mais non limitatifs du procédé de fabrication d'une conduite selon l'invention sont les suivants :
- l'étape i)b. comprend les sous-étapes suivantes :
- i)b.1) réaliser les douilles par perçage avec déformation plastique de la paroi ; et
- i)b.2) tarauder les douilles ;
- Un tel procédé permet donc d'obtenir une conduite selon l'invention qui est dépourvue de manchons, évitant ainsi les risques de fuite et réduisant ses coûts de fabrication.
- le taraudage des douilles est réalisé avec déformation plastique de la matière formant les douilles ;
- La mise en œuvre du taraudage et/ou du perçage par déformation plastique avec échauffement de la matière formant les douilles permet d'obtenir une conduite munie de douilles venues de matière et en un seul tenant avec la conduite, adaptées pour maintenir de manière étanche les asperseurs.
- l'étape i)b.1) est réalisée par fluoperçage ;
- l'étape i)b.2) est réalisée par fluotaraudage ;
- Le fluotaraudage et le fluoperçage sont des procédés respectivement de perçage et de taraudage, dans lesquels on déforme de manière plastique la matière par échauffement grâce au frottement de l'outil contre la paroi de la conduite. Ils peuvent être mis en œuvre aisément sur des machines conventionnelles du type perceuse à colonne par simple adaptation de l'outil de perçage ou de taraudage. Ils sont donc particulièrement adaptés à la mise en œuvre du procédé selon l'invention et ne requièrent pas de modifications substantielles des machines utilisées couramment dans l'industrie.
- L'étape préalable de perçage d'avant-trous avec enlèvement de matière dans la paroi permet de réduire la quantité de matière fluée au cours du procédé de fabrication, et donc la taille de la douille à l'intérieur de la conduite.
- D'autres aspects, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées de celle-ci, données à titre d'exemples non limitatifs et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- La
figure 1 est une vue en perspective d'un élément d'un réseau de protection contre l'incendie par asperseur conforme à l'art antérieur ; - La
figure 2 est une vue en perspective d'un élément d'un réseau de protection contre l'incendie par asperseur conforme à l'invention ; - La
figure 3 est une vue en coupe d'une douille de la conduite de lafigure 2 ; - La
figure 3a est une vue en coupe de la douille de la conduite de lafigure 3 , dans laquelle un asperseur a été monté selon un exemple ne faisant pas partie de l'invention ; - La
figure 4 est une vue en coupe de la douille d'une deuxième forme de réalisation d'un élément d'un réseau de protection contre l'incendie par asperseur selon un exemple ne faisant pas partie de l'invention ; et - La
figure 5 est une vue en coupe de la douille d'une troisième forme de réalisation d'un élément d'un réseau de protection contre l'incendie par asperseur conforme à l'invention. - Comme représenté sur les
figures 2 et3 , un élément pour réseau de protection contre l'incendie selon l'invention comprend une conduite 10 et au moins un asperseur 20 formé conventionnellement d'une tête 21 et d'une embase filetée 22. - La conduite 10 comporte une paroi 11 globalement cylindrique fermée et réalisée dans un matériau métallique, par exemple de l'acier, et une pluralité de douilles 12 taraudées au diamètre des filetages des embases 22 des asperseurs 20.
- Par exemple, la conduite 10 est une conduite métallique de section circulaire, dans laquelle une pluralité de douilles 12 venues de matière ont été formées et taraudées.
- Ainsi, contrairement aux éléments 100 conventionnels, aucune soudure n'est nécessaire afin d'obtenir un élément de réseau de protection contre l'incendie, puisqu'aucun manchon 30 n'est soudé à la conduite 10.
- L'élément 1 selon l'invention est fabriqué de la manière suivante :
On prévoit tout d'abord une conduite 10 formée d'une paroi 11 globalement cylindrique fermée en métal, par exemple une conduite tubulaire en acier. Une telle conduite peut être fabriquée sur site, ou dans un lieu séparé. - On réalise les douilles 12 par déformation plastique de la paroi de la conduite 10. A cet effet, on chauffe localement la paroi 11 à l'endroit où l'on souhaite former une douille 12, et on repousse la matière chauffée de manière à former la douille 12. La douille 12 est donc venue de matière d'un seul tenant avec la conduite 10.
- Dans une forme de réalisation préférée, les douilles 12 sont réalisées par fluoperçage. On utilise alors un outil de fluoperçage tel qu'une perceuse à colonne munie d'un outil conique de fluoperçage dont la surface extérieure est rugueuse et entrainée en rotation à grande vitesse. Lorsque la pointe conique de l'outil entre en contact avec la surface de la paroi 11, la matière est simultanément chauffée, percée et plastiquement refoulée radialement et axialement, sans enlèvement de matière, comme illustré sur la
figure 3 . Il n'y a donc pas d'apport extérieur de chaleur, la matière n'étant échauffée que par les frottements entre l'outil et la paroi 11 de la conduite 10. La douille obtenue 12, résistante et d'un seul tenant avec la conduite, est alors constituée par une surépaisseur de matière essentiellement cylindrique entourant l'ouverture formée lors de l'opération. - La partie refoulée vers l'extérieur lors du fluoperçage peut être arasée, afin d'obtenir une conduite de contours lisses, ou conservée en l'état.
- Pratiquement, la vitesse de rotation de l'outil de fluoperçage et la force axiale exercée sur celui-ci sont ajustées en fonction de la durée de l'opération requise, du matériau de la paroi de la conduite et de son épaisseur, ou encore de la qualité du perçage désirée.
- Préalablement à la réalisation de la douille 12, un avant-trou par un procédé de perçage traditionnel avec enlèvement de matière est réalisé, afin de réduire la quantité de matière fluée au cours du procédé de perçage par chauffage et déformation plastique. La douille 12 est alors de longueur réduite par rapport à la douille obtenue sans avant trou, ce qui permet de diminuer l'encombrement de la douille 12 à l'intérieur de la conduite 10 et donc les pertes de charge.
- On taraude ensuite les douilles 12 de manière classique, ou par déformation plastique de la matière.
- Par exemple, chaque douille 12 est réalisée par la technique de fluotaraudage à l'aide d'un taraud approprié qui refoule la matière au niveau de la douille 12 et l'utilise pour former un filet 13, à nouveau sans enlèvement de matière. Par ce procédé, la structure du métal n'est pas affaiblie, ce qui permet d'obtenir une douille taraudée 12 ayant un meilleur état de surface et une meilleure résistance mécanique par rapport aux procédés de taraudage traditionnels.
- Selon une autre forme de réalisation, possible dans le cas où l'épaisseur de la paroi de la conduite 10 est suffisamment grande, les douilles 12 sont obtenues par perçage d'un orifice à travers la paroi de la conduite 10 selon un procédé de perçage traditionnel puis fluotaraudage, de manière à créer une douille taraudée 45 venue de matière à partir de la zone de la conduite entourant l'orifice obtenu.
- Il suffit donc que l'une au moins des étapes de perçage et de taraudage soit réalisée par déformation plastique de la paroi 11, pour obtenir une douille taraudée 12 venue de matière et formée directement à partir de la paroi 11 de la conduite 10.
- La déformation est réalisée à chaud dans la mesure où la matière est échauffée par frottements de l'outil contre la paroi 11 de la conduite 10.
- Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, à la fois l'étape de perçage et de taraudage sont effectuées par déformation plastique de la paroi 11, par exemple par fluoperçage et fluotaraudage, de manière à réduire la quantité de matière utilisée, le temps de réalisation, la main d'œuvre, etc. tout en obtenant une conduite 10 de grande qualité, pourvue d'une douille 12 ayant un excellent état de surface et une excellente résistance mécanique.
- Enfin, on fixe les asperseurs 20 par vissage de leur embase filetée 22 dans chacune des douilles taraudées 12 de manière à obtenir l'élément 1 selon l'invention.
- L'asperseur 20 est un asperseur conventionnel, par exemple du type à ampoule, réalisé en acier.
- Selon une variante ne faisant pas partie de l'invention telle qu'illustrée sur la
figure 4 , afin de réduire les pertes de charge dues au débordement dans le volume intérieur de la conduite 10 d'une partie de l'embase 22 de l'asperseur 20 lorsque celui-ci est fixé sur la conduite 10, on peut réaliser des asperseurs spécifiques 20a ayant une longueur axiale d'embase 22a réduite. Par exemple on peut réaliser des embases 22a ayant une longueur axiale de l'ordre de 5 à 10 mm. - Selon l'invention, comme illustré sur la
figure 5 , on interpose entre l'embase 22 d'un asperseur 20 conventionnel et la douille 12 une bague 30 de rehaussement permettant, toujours dans le but de réduire les pertes de charge, de limiter la distance axiale de débordement de l'embase 22 dans l'espace intérieur de la conduite 10. - Bien entendu, la présente invention, définie dans les revendications, n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et représentées, mais l'homme du métier saura y apporter de nombreuses variantes et modifications.
Claims (5)
- Procédé de fabrication d'un élément de réseau de protection contre l'incendie par asperseurs comprenant les étapes consistant à :i) fabriquer une conduite (10) au moyen d'un procédé comprenant les étapes consistant à :a. prévoir une conduite métallique (10) comportant une paroi (11) globalement cylindrique fermée ; etb. réaliser dans la conduite (10) une série de douilles taraudées (12) venues de matière par déformation plastique de la paroi (11), par fluoperçage et/ou fluotaraudage,lequel procédé de fabrication d'une conduite comprend en outre, préalablement à la réalisation de la série de douilles taraudées, une étape de perçage d'avant-trous avec enlèvement de matière dans la paroi (11),ii) prévoir une série d'asperseurs (20) comportant chacun une embase (22) et une tête d'aspersion (21) ;iii) mettre en place une bague (30) de rehaussement sur chaque embase (22) d'asperseur puisiv) fixer chaque asperseur (20) par son embase (22) dans une douille respective (12) de la conduite (10).
- Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'étape i)b. comprend les sous-étapes suivantes :i)b.1) réaliser les douilles (12) par perçage avec déformation plastique de la paroi ; eti)b.2) tarauder les douilles (12).
- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le taraudage des douilles (12) est réalisé avec déformation plastique de la matière formant les douilles (12).
- Procédé selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel l'étape i)b.1) est réalisée par fluoperçage.
- Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel l'étape i)b.2) est réalisée par fluotaraudage.
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