Brevet FR2010425A1 — publié le 19700213

La présente invention concerne un pr'océdé U'obturation de tube en bout. On a proposé, pour remédier à une fuite se produisant dans un tube d'échangeur de chaleur difficile à remplacer, d'obturer les extrémités de ce tube . par' des bouchons et de fixer ensuite 5 ceux-ci par soudure étanche. Dans certains échangeurs de chaleur, servant par exemple à effectuer un transfert de chaleur entre un circuit dé réfrigération primaire de réacteur nucléaire et un circuit secondaire, l'emploi de ce procédé peut présenter des inconvénients, l'emplacement de la 10 soudure pouvant être difficile d'accès, le matériau de fabrication du tube et des plaques tubulaires pouvant être difficile à souder et requérir au moins une opération de traitement thermique, et le temps dont dispose le personnel pour attacher l'élément obturant et pour terminer le travail pouvant être soumis à certaines limi-15 tations par suite de la présence d'un degré élevé de radio-activité. ■ La présente invention propose un dispositif pour obturer une extrémité de tube, comprenant un élément métallique d'étanchéité et des moyens pour produire une déformation de cet élément quand 20 il est inséré à l'intérieur du tube, de manière à obturer l'extrémité de celui-ci. Selon un mode de réalisation de ce dispositif, l'élément d'étanchéité est de forme creuse conique et présente une ouverture centrale, le dispositif comprend un bouchon passant à travers 1' 25 -ouverture et muni d'un épaulement, l'élément d'étanchéité est disposé entre 1'épaulement et un élément de butée qui entoure le bouchon, et des moyens sont prévus pour déplacer l'élément de butée vers 1'épaulement, de manière à aplatir la forme conique de l'élément d'étanchéité, de sorte que la périphérie de 1,'élément d'ëtan-30 chéité est forcé contre l'alésage de l'extrémité du 1nibe, tandis que le bord de l'ouverture centrale est forcé contrée le bouchon, lesdits moyens étant capables de retenir l'élément de butée dans la position en laquelle il s'est déplacé. L'invention propose également un procédé d'obturation de tube 35 à son extrémité selon lequel on insère dans ladite extrémité un élément d'étanchéité et on déforme celui-ci de manière à obturer le tube. Selon un mode de réalisation de ce procédé, on insère à l'extrémité de tube à obturer un bouchon entouré d'un élément métalli 69 18470 2 2010425 que. d'étanchéité de forme creuse conique, on aplatit la forme conique de celui-ci, de.manière % forcer sa périphérie contre l'alésage du tube et .le rebord de son ouverture centrale.contre le bouchon, et on maintient l'élément d'étanchéité à l'état aplati. 5 l'invention englobe en outre, un tube pourvu de moyens d'ob turation à son extrémité, lesdits moyens comprenant un élément d* étanchéité de forme creuse conique situé à l'intérieur du tube et présentant une ouverture à travers laquelle passe un bouchon s'é-tendant à partir de l'extrémité du tube, le bouchon présentant un 10 épaulement sur le côté de l'élément d'étanchéité éloigné de l'extrémité du tube, Tin élément de butée entourant le bouchon du côté de l'élément d'étanchéité éloigné de 1'épaulement, des moyens de retenue étant disposés pour retenir le bouchon et l'élément de butée en position relative telle que la périphérie extérieure de 1* 15 élément d'étanchéité est maintenue en contact étanche avec la face intérieure du tube, tandis que la périphérie intérieure définissant 1!ouverture est maintenue en contact étanche avec le bouchon, les moyens de retenue étant accessibles de l'extérieur du tube pour mettre le bouchon et l'élément de butée dans ladite position 20 relative. les objets, caractéristiques et avantages de l'invention res— sortiront par ailleurs de la description que l'on va en donner ci-après, portant sur. un mode, de réalisation choisi à titre d'exemple et représenté aux dessins annexés. 25 Sur ces dessins : la figure 1 est une coupe en élévation.d'une partie de plaque tubulaire d'échangeur de chaleur, représentant un dispositif d'obturation inséré dans une extrémité de tube avant d'être mis en position définitive à l'intérieur du tube ; 30 la figure 2 représente ce même dispositif en position définitive*. ...... . D'après l'ensemble choisi et représenté.à-la figure 1, une plaque tubulaire 10 d'échangeur de chaleur est munie..'d-'une pluralité de tubes dont un désigné par l'indice 11, à l'extrémité duquel on 35 a inséré un dispositif d'obturation comprenant un boulon 12, muni d'une tête 13 constituant épaulement, et un écrou vissable 14. La tige du boulon est entourée d'un manchon 15 qui joue le rôle d'élément de butée et de deux éléments d'étanchéité métalliques 16 de forme annulaire disposés côte à côte entre la tête de boulon 13 et 69 18470 3 2010425 le manchon 15. Les éléments d'étanchéité 16 présentent des formes creuses coniques à inclinaisons mutuellement opposées, et sont disposée de telle sorte que leurs extrémités de grand diamètre sont adjacentes l'une à l'autre, tandis que leurs extrémités de petit 5 diamètre sont éloignées l'une de l'autre. Entre l'écrou 14 et le manchon 15 se trouvent une rondelle 16 et un élément d'espacement élastique 17 de forme bombée ou ondulée. Le boulon 12 présente à son extrémité supérieure des méplats 18 destinés à en faciliter la manipulation. 10 En fonctionnement, on serre l'écrou 14, en retenant le boulon par les méplats 18, pour l'empêcher de tourner. Par suite du serrage de l'écrou 14, le mouvement relatif entre le manchon 15 et la tête de boulon 13 a pour effet d'aplatir la forme conique des éléments d'étanchéité 16, de telle sorte que leur diamètre extérieur 15 augmente, tandis que leur diamètre inférieur diminue. La configuration conique des éléments d'étanchéité 16 est telle que leur aplatissement produit une action de mécanisme à genouillère et que la périphérie de chaque élément d'étanchéité 16 est énergiquement forcée contre l'alésage du tube 1T (voir figure 2) tandis que de ma-20 nière analogue la face de 1'ouverture centrale de chaque élément d'étanchéité est énergiquement forcée contre la tige du boulon 12. On conçoit que cette action à genouillère a pour effet non seulement d'obturer efficacement l'extrémité du tube 11 au moyen des éléments d'étanchéité 16, mais "également de retenir ceux-ci à 1* 25 intérieur du tube. L'élément élastique d'espacement 17 permet de mettre rapidement le dispositif en position correcte et autorise le coulisse-ment vers le bas du manchon cylindrique 15 à l'intérieur du tube 11 pendant la compression des éléments d'étanchéité, ceux:-ci étant 30 forcés contre la face du tube 11 et exerçant ainsi un effet d'ancrage sur le boulon. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, celui-ci n'ayant été donné qu'à titre d'exemple. 69 18470 4 2010425 ; * RBVBNDIGÀTIONS 1. Dispositif d'obturation d'extrémité de tube caractérisé par un élément métallique d'étancïiéité st des moyens pour déformer celui-ci quand il est inséré à 1 'intérieur- du tube, de manière à obturer l'extrémité du tube. 5 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément d'étanchéité est de forme creuse conique, les moyens de déformation ayant pour effet d9aplatir la conicité dudit élément. 3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2 dans lequel 1' 10 élément d'étanchéité a une ouverture centrale à travers laquelle passe un bouchon présentant un épaulement, l'élément d'étanchéité étant disposé entre 18épaulement et un élément de butée entourant le bouchon, le dispositif comprenant des moyens capables d'une part, de déplacer l'élément de butée vers 1*épaulement de manière 15 à aplatir la forme conique de l'élément d'étanchéité, la périphérie de celui-ci étant forcée contre l'alésage de l'extrémité du tube et la face de l'ouverture centrale étant forcée contre le bouchon, et d'autre part, de retenir l'élément de butée dans la position en laquelle il s'est déplacé. 20 4. Dispositif suivant la revendication 3 comprenant un deuxiè me élément d'étanchéité semblable au premier, les deux éléments d' étanchéité présentant des inclinaisons inverses l'une de l'autre et étant disposés côte à cSte entre 1*épaulement et l'élément de butée, le mouvement de l'élément de butée vers 1'épaulement ayant 25 pour effet d'aplatir la forme conique de chaque élément d'étanchéité. 5. Dispositif suivant la revendication 4 dans lequel les deux éléments d'étanchéité sont placés de telle sorte que leurs extrémités de grand diamètre sont mutuellement adjacentes, tandis que 30 leurs extrémités de petit diamètre sont éloignées l'une-,de l'autre. 6. Dispositif suivant une quelconque des revendications 3 à 5 dans lequel la forme conique du ou des éléments d'étanchéité est adapté à effectuer la compression du ou des éléments d'étanchéité contre 1 *alésage de l'extrémité du tube et contre le: bouchon par 35 une action à genouillère.. 69 18470 5 2010425 7. Dispositif suivant, une quelconque des revendications 3 à 6 dans lequel l'élément de'butée est un manchon entourant le bouohoru 8. Dispositif suivant une quelconque des revendications 3 à 7 dans laquelle les moyens de déplacement de l'élément de butée con- 5 sistent en un écrou vissable sur le bouchon. 9. Dispositif suivant une quelconque des revendications 3 à 8 comportant un élément d'espacement élastique interposé entre l'élément de butée et les moyens servant à déplacer celui-ci. 10. Procédé d'obturation d'une extrémité de tube selon lequel 10 on insère dans l'extrémité un élément d'étanchéité métallique et on le déforme de manière à obturer celle-ci. 11. Procédé suivant la revendication 10 dans lequel l'élément d'étanchéité est de forme creuse conique, la déformation consistant à aplatir la conicité dudit élément. 15 12. Procédé suivant la revendication 10 ou 11 selon lequel on insère à l'extrémité du tube un bouchon entouré de l'élément d'étanchéité et on aplatit la forme conique de celui-ci de telle sorte que sa périphérie est forcée contre l'alésage de l'extrémité du tube, tandis que la face de son ouverture centrale est forcée con-20 tre le bouchon, et on maintient l'élément d'étanchéité à l'état aplati. 13. Procédé suivant la revendication 12 comprenant l'utilisation d'un deuxième élément d'étanchéité- semblable aû premier, les deux éléments d'étanchéité ayant des inclinaisons inverses l'une 25 de l'aufre et étant disposés côte à côte. 14. Procédé suivant la revendication 13 dans lequel les éléments d'étanchéité sont placés de telle sorte que leurs extrémités de grand diamètre sont mutuellement adjacentes, tandis que leurs extrémités de petit diamètre sont éloignées l'une de l'autre. 30 15. Procédé suivant une quelconque des revendications 12 à 14 dans lequel la mise en compression"de l'élément ou des éléments d'étanchéité contre l'alésage de l'extrémité du tube et contre le bouchon s'effectue par une action à genouillère. 16. Procédé suivant une quelconque des revendications 12 à 15 35 dans lequel le ou les éléments d'étanchéité sont aplatis entre un épaulement formé sur le bouchon et-un élément de butée entourant 69 18470 6 20.10425 le bouchon et déplaçable vérs 1'épaulement. 17. Procédé suivant la revendication 16 dans lequel l'élément de butée est un manchon. 18. Procédé suivant la revendication 16 ou 17 selon lequel on 5 déplace l'élément de butée vers 1'épaulement à l'aide d'un écrou vissé sur le bouchon. 19. Procédé suivant la revendication 18 dans lequel l'effort de poussée entre l'écrou et l'élément de butée est transmis par l'intermédiaire d'une pièce élastique d'espacement interposée 10 entre eux. 20. Tube obturé à une extrémité par un procédé décrit dans une quelconque des revendications 10 à 19. 21. Tube pourvu d'un dispositif' d'obturation décrit dans une quelconque des revendications 1 à 9. 15 22. Tube suivant la revendication 21 monté-dans une plaque tubulaire, entre les deux faces de laquelle se trouve le bord périphérique extérieur du ou des éléments d'étanchéité. 23. Echangeur de chaleur pourvu d'un tube tel que décrit à la revendication 21 ou 22. 20 24. Dispositif d'obturation d'extrémité de tube tel que décrit au présent mémoire en référence aux dessins annexés. 25. Procédé d'obturation d'extrémité de tube tel que décrit au présent mémoire en référence aux dessins annexés.