Brevet FR2063945A1 — publié le 19710716

Il est souvent nécessaire de pouvoir contrôle cu réparer les parois d'un orifice conduisant à un espace qui, qui, doit rester rigoureusement fermé. Ceci oblige à prévoir un système d'obturation qui permette l'accès à l'intérieur de l'orifice. Or les systèmes d'obturation actuels sont généralement placés à l'intérieur de l'orifice contre la paroi ellemême et sont essentiellement destines à empêcher tout passage entre eux et ladite paroi. La presente invention due à la collaboration de MM. Georges CIfE VALIER du Groupement ATOMIQUE ALSACIENNE ATLANTIQUE, Louis JACQUINET, Christian NICOL et Robert VALLUY de la Société ALCATEL et Jean-Paul MARTIN du COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE, a donc pour but de réaliser un dispositif d'obturation qui permette d'obtenir la fermeture rigoureusement étanche d'un orifice, tout en laissant litre l'accès à la paroi de celui-ci. Cette invention a pour objet un dispositif qui comporte un organe obturateur de forme générale tubulaire, expansible latéralement entre une forme resserrée de passage dans l'orifice à obturer et une forme élargie d'appui sur la paroi dans laquelle est percé ledit orifice, organe qui est supporté avec un léger jeu axial par une béquille d'appui sur un organe fixe, un conformateur monté dans le prolongement de 1 organe obturateur et susceptible de coulisser longitudinalement à l'intérieur de celui-ci en vue de son expansion et rul ressort d'écartement de la béquille et de l'organe obturateur et de serrage de ce dernier contre ladite paroi autour de l'orifice. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'obturateur com- porte un fond etanche, des parois latérales percées de fentes longitudinales délimitant des lamelles élastiques et une enveloppe en matériau étanche souple disposee autour du fond et des lamelles et recourbée sur l'extrémité desdites lamelles de dispositif peut aisément etre introduit à travers orifice à obturer pendant que 1 obturateur est resserre et que le conformateur est placé dans son proloiigement puis, ledit obturateur étant élargi par la pénétration du conformateur, serré sur la paroi dans laquelle est percé ledit orifice par le ressort.Lorsque ltobturateur est ainsi mis en place, la totalité de la paroi interne de l'orifice est accessible, bien qu'aucune communication avec l'extérieur ne soit possible par cet orifice et que l'en- ceinte sur laquelle il débouche soit fermée. Ce dispositif est tout particulièrement intéressant chaque fois que l'on veut atteindre la paroi de l'orifice d'une enceinte étanche telle par exemple qu'une enceinte de protection contre les rayonnements radioactifs. n est notamment adapté au controle ou à la réparation des tubes fourreaux destinés à délimiter les canaux contenant les éléments combustibles dans un réacteur nucléaire. Ces tubes sont en effet fixés entre deux plaques extrêmes au moyen de plusieurs cordons de soudure et leur longueur est importante. Il est toutefois absolument nécessaire de s'assurer de la bonne étanchéité de ees soudures irais de ne pas permettre l'établissement d'une communication entre l'extérieur et le coeur du réacteur. Divers autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description ci-dessous d'un mode de réalisation donne à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexes. - Les figures 1 et 2 représentent schématiquement en coupe longitudinale, le dispositif obturateur respectivement pendant son introduction à travers l'orifice et à la fin de sa mlse en place sur celui-ci, - la figure 3 est une vue schématique, en coupe longitudinale, du dispositif obturateur lors d'un retrait de sécurité, - la figure 4 représente à plus grande échelle deux demi-coupes longitudinales de l'organe obturateur l'une dans la position de la figure 2 et l'autre dans la position de la figure tg - 1a figure 5 est une vue de dessus, avec arrachement partiel, dun quart de l'organe obturateur en position d'obturation, - la figure 6 est une vue en coupe transversale de ce même quart de l'organe obturateur en position de traversée de l'orifice, - les figures 7 et 8 sont des vues en coupe longitudinale, respectivement du système de commande du dispositif obturateur et de ce dispositif obturateur lui-même, - les figures 9, 10 et le représentent à échelle agrandie, respectivement la tête du système de commande, le dispositif obturateur et la béquille de support de la figure 3 Le dispositif obturateur est. dans l'exemple de réalisation représenté, utilise pour fermer un orifice t constitué par un conduit de traversée de l'épaisseur d'une paroi 2 et de mise en communication de l'enceinte 3 délimitée par cette paroi, avec l'extérieur Ce dispositif comporte un organe obturateur 4 monté par l'intermédiaire d'une tige 6 sur une béquille 8'd'appui sur un organe fixe 10, par exemple la paroi de l'enceinte opposée au conduit 1. Cet organe obturateur a nie forme générale tubulaire et est susceptible d'expansion latérale de telle sorte qu'il puisse prendre une forme resserrée permettant son libre passage à l'intérieur de orifice ou une forme élargie (fig. 2) lui donnant une dimension supérieure à celle de cet orifice, ce qui lui permet de s'appuyer sur la paroi 2 autour de celui-ci.Dans cet organe 4 est monté un confor- mateur 12, également tubulaire, qui est susceptible de coulisser par rapport audit obturateur entre la position de la figure 1 dans laquelle il se trouve dans le prolongement de l'obturateur pendant la traversée de l'orifice 1 et de la position de la figure 2 dans laquelle il se trouve au fond dudit obturateur et l'écarte en vue de l'obturation. La tige 6 est montée dans la béquille 8 avec un léger jeu axial permettant le serrage de l'obturateur sur l'orifice. Elle est toutefois de préférence montée coulissante à l'intérieur d'un manchon 14 solidaire d'une chambre cylindrique 16 et lui-même susceptible de coulisser dans la béquille 8.Une goupille 18 rend la tige 6 et le manchon 14 solidaires l'un de l'autre, tandis qu'un ressort 20 tend à écarter la béquille de la chambre 16. Le diamètre de cette chambre 16 et sa profondeur sont tels que l'organe obturateur 4 peut éventuellement être entièrement contenu à à l'intérieur mais que la chambre peut elle aussi passer à travers l'orifice 1 à obturer. Le dispositif obturateur est en effet mis en place depuis l'extérieur. Les organes étant tous dans le prolongement les uns des autres, il est introduit à travers l'orifice 1 luiXmeme et déplacé dans l'enceinte jusquXà ce que la béquille 8 soit en butée sur l'organe 10.Le conforma- teur 12 est alors enfoncé à l'intérieur de l'obturateur 4, de façon à provoquer l'expansion dudit obturateur. puis dès que l effort sur le conformateur cesse, le ressort 20 serre de manière étanche l'obturateur ainsi clargi sur la paroi 2 autour de 1 orifice qui se trouve ainsi rigoureusement fermé du coté de l'enceinte 3, tandis quà partir de l'extérieur, l'accès à l'intérieur du conduit 1 est absolument libre. L'obturateur 4 est de préférence constitué par un ensemble tubulaire dans les parois latérales duquel sont percées des fentes longitudinales 22 (fig. 4) délimitant des lamelles flexibles 24 rémaies à leur partie inférieure pour former une partie pleine 25 recourbée pour constituer le fond de l'obturateur. Au centre de ce fond est fixé de manière rigoureuseront étanche, par exemple au moyen d'une bague filetée 26, un embout 28 solidaire de la tige 6. Lcs lamelles 24 sont évasées vers l'extérieur, à proximité de l ouverture de l'obturateur et forment sensiblement un tronc de cône dont la grande base est dirigée vers l'orifice à obturer. Ces lamelles sont par ailleurs recouvertes extérieurement par une enveloppe souple 30 fixée de nai.iière étanche sur le fond de l'obturateur d'une part et recourbée d'autre part au dessus de l'extrérafté des lamelles, de façon à constituer au delà de celles-ci un bourrelet d'étanchéité 32. Elles comportent par ailleurs des épaulements extérieurs 34 sur lesquels reposent des plaquettes 36 guidées dans les fentes 22 chacune par un ergot central 38 et coulissant latéralement sur la surface extérieure des lamelles entre celles-ci et l'enveloppe lors des mouvements relatifs d'écartement et de resserrement desdites lamelles, qui constituent une jonction entre les lamelles (fig. 5) et assurent une continuité de l'organe obturateur quelle que soit sa forme. Le conformateur 12 qui a lui-même une forme sensiblement cylindrique, est terminé (fig. 4) à sa partie supérieure par une partie évasée 4 de support de griffes d'accrochage 42. A son autre extrémité le conformateur 12 comporte des taquets 44 de section en I, mobiles dans les fentes 24, ltune de leurs bases étant fixée à la partie tubulaire par une bague 46 tandis que autre coulisse entre les lamelles 24 et l'enveloppe 30 (fig. 6). Le déplacement du conformateur 12 et le glissement des taquets 44 le long des fentes 22 provoque llécartement des lamelles 24 ou leur rapprochement. Lorsque le conformateur 12 est dans la position représentée sur la figure 1 et la partie droite de la figure 4, c'est-à-dire se trouve sensiblement dens le prolongement de l'obturateur 4, les taquets 44 sont situés à la partie supérieure évasée dudit obturateur et resserrent les lamelles les unes contre les autres en rapprochant leur partie évasée du conformateur. Par contre, lorsque le conformateur est entièrement à l'intérieur de l'obturateur (fig. 2 et partie gauche de la fig. 4), les taquets 44 se trouvent à la partie inférieure des fentes 22 tandis que le tronc de cône 40 du conformateur appuie sur le tronc de cône d'extrémité de l'obturateur et écarte les lamelles de celui-ci. L'obturateur se trouve en position d'expansion. Le bourrelet 32 a un diamètre supérieur à celui de l'orifice et peut venir en contact de la paroi 2 autour de celui-ci. La mise en place ou le retrait du dispositif est, de préférence, effectue au moyen d'un système de manipulation tel que celui représenté sur le dessin. Ce dispositif comporte par exemple (fig. 7 et 8) un manchon 50 percé de deux lumières latérales 52 et prolonge d'une part par une tête d'accrochage 54 et d'autre part par un embout 56 sur lequel sont articulés des leviers 58 de verrouillage destinés à coopérer avec une gorge 60 pratiquée à l'intérieur de l'embout 28 à la périphérie d'un évidement 61 de celui-ci. Un coulisseau coaxial au manchon 50 est verrouillé sur celui-ci au moyen de billes 68. il comprend un bloc cylindrique 62 à l'intérieur dudit rinichon 50 relié par des ailettes 64, mobiles dans les lumières 52, à un fourreau 66 entourant le manchon 50 à une légère distance.Ce coulisseau ou plus précisément le bloc 62 supporte par ailleurs à sa partie inférieure deux leviers 70, articulés sur des axes 72 et repoussés en position écartée par des ressorts 74, jouant le rôle d'organes de préhension du conformateur 12. Dans l'axe du bloc 62 est montée une tige coulissante 76 dont la partie inferieure commande le pivotement des crochets 58 et qui support e une carne 75 de cocnnande des leviers 70. La tête d'accrochage 54, le coulisseau 62 et la tige 76 sont chacun reliés à des commandes extérieures, Lors de la mise en place du dispositif obturateur les organes du système dc manipulation sont placés dans la position représentée sur la figure 1, position dans laquelle les leviers 70 sont en prise avec les griffes de préhension 42 du conformateur 12 tandis que les ailettes G4 du coulisseau 62 sc trouvent à la partie supérieure des fentes 52. L'extrémité du manchon 50 etant appuyée sur le fond de l'obturateur 4, l'embout 56 est dans l'évidement 61 de l'embout 28 et les crochets 58 pénètrent dans la gorge 60.Le dispositif obturateur est alors poussé à travers la totalité de l'orifice ou conduit 1 jusqu'au moment où il est entièrement contenu dans l'enceinte 3, c'est-à-dire au moment où la béquille 8 est appuyée sur le point fixe 10. Le coulisseau 62 est alors enfoncé dans les lumières 52. Les ailettes 64 viennent buter sur les griffes 42 du conformateur puis poussent celui-ci à l'intérieur de lXobturateur 4 jusqu'à la position représentée sur les figures 2, 4 et 7, position dans laquelle le conformateur se trouve entièrement au fond de l'obturateur et les leviers 70 sous l'action de la came 75 portée par la tige 76 ont libéré les griffes 42. t'i mouvement vers le bas de la tige 76 libère alors les crochets 58 de la gorge 60 l'ensemble du système de manutention peut être retiré.L'obturateur 4 est en position écartée et le ressort 20 le serre contre la paroi 2 autour dc l'orifice 1. Des travaux ou un contrôle peuvent être offectués à l'intérieurs, l'organe obturateur 4, de l'orifice. Pcndant toute leur durée, l'isolement fourni par la paroi 2 est complété par le dispositif obturateur et aucune communication entre l'enceinte et l'extérieur n'est possible. Par aill grâce à sa forme tubulalre, peut recevoir les déchets, copeau ou autres résultant des reusinage, réparation ou autre sur la paroi de l'orifice. Ces déchets sont ainsi évacués en même temps que l'obturateur lui-même. Ce retrait du dispositif obturateur s effectue au moyen du même système dc manipulation que la mise en place. Ce système pénètre par ltori- fice jusqu'à ce que les crochets 58 du manchon 5d soient verrouillés par ka tige 76 dans la gorge 60. Les leviers 70 sont introduits à l'intérieur du conformateur 12 puis libérés par la came 75 et la remontée du coulisseau de provoque leur accrochage sur les griffes 42. La continuation du mouvement de remontée du coulisseau 62 entraîne ces griffes et le conformateur qui commande le rapprochement des lamelles de l'obturateur.Lorsque celui-ci est complètement resserre, une action sur la tête d'accrochage 54 permet de faire passer la totalité du dispositif à travers l'orifice 1. Si pour une raison quelconque, le rapprochement des lamelles 24 se fait mal et que par suite il n'est pas possible de faire pénétrer l'obtu- rateur 4 à 11 intérieur de l'orifice 1., le manchon 50 est repoussé brusquement et enfonce ledit obturateur dans la chambre de récupération 16 (fig. 3, 9, 10 et 11. Ce mouvement de descente rompt la goupille 18 (fig. 11) et permet à la tige 6 de descendre à l'intérieur de la béquille 8. Par ailleurs, les lamelles 24 se déplaçant rapidement autour du conformateur 12, les taquets 44 parcourent les fentes 22 pour, à l'estrémité desdites lamelles, entrer en contact brusque avec les plaquettes 36.La bague 46 qui maintient à la partie inférieure du conformateur 12 lesdits taquets 44, est alors rompue elle aussi, ce qui separe lesdits taquets du conformateur et par suite le conformateur de l'obturateur. L'obturateur 4 est bloqué au fond de la chambre de récupération 16 tandis que le conformateur 12 est maintenu par les leviers 70 engagés dans les griffes 42 et peut être retire par un déplacement du coulisseau 62 et du manchon 50. L'ensemble de obturateur 4, de la chambre 16 et de la béquille 8 est ensuite extrait à son tour à travers l'orifice 1. Dans tous les cass le dispositif obturateur peut donc facIlement être mis en place à l'intérieur de l'enceinte délimitée par la paroi dans laquelle se trouve l'orifice à obturer et retiré par ce même orifice pour permettre la mise en place d'un obturateur ordinaire. Le dispositif obtu- rateur présente donc une sécurité d'emploi absolue. Il permet un acces facile à la totalité de la paroi d l'orifice et la réparation ou le contrôle de cette paroi sans danger de contamination extérieure. De plus, il assure lui-même l'évacuation des déchets, copeaux ou autres. Dien entendu, diverse a mo mdifications pourraient entre apportées au mode de réalisation qui vient d'être décrit sans sortir du cadre de ltin- vention. Par exemple, le dispositif pourrait être fixé sur la face extérieure de l'orifice et être introduit à partir de l'intérieur d'une enceinte protectrice. Il s'adapte d'ailleurs facilement à de orifices de forme et de profondeur diverses. REVEND ICA'iI0NS - - Dispositif d'obturation d'un orifice qui comporte un organe obturateur de forme générale tubulaire3 expansible latéralement entre forme resserrée de passage dans l'orifice à obturer et une forme élargie d'appui sur la paroi dans laquelle est percé ledit orifice, organe qui est supporté avec un léger jeu axial par une béquille d'appui sur un organe fixe, un conformateur monté dans le prolongement de l'organe obturateur et susceptible de coulisser longitudinalement à l'intérieur de celui-ci en vue de son expansion et un ressort d'écartement de la béquille et de 1 organe obturateur et de serrage de ce dernier contre ladite paroi, autour de l'orifice 20 - Dispositif d'obturation suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'obturateur comporte un fond étanche, des parois latérales percées de fentes longitudinales délimitant des lamelles élastiques et une enveloppe en matériau etanche souple disposée autour du fond et des lamelles et recourbée sur l'extrémité desdites lamelles 30 - Dispositif d'obturation suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'obturateur tubulaire comporte une extrémité ouverte évasée en forme de tronc de cane. 40 - Dispositif d'obturation suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre de récupération cylindrique montée élastiquement sur la béquille au dessous de l'obturateur. 50 - Dispositif d'obturation suivant la revendication 4, earactérisé en ce qu'il comporte une tige solidaire de l'obturateur et coulissant dans la béquille qui est rendue solidaire de la chambre de récupération. 60 - Dispositif d'obturation suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le conformateur comporte un organe tubulaire terminé à sa partie inférieure par une couronne de support de taquets de section en I, dont l'âme coulisse dans les fentes longitudinales de l'obtu- rateur tandis que l'une des barres transversales coulisse entre les lamelles et l'enveloppe etanchet 70 - Dispositif d'obturation suivant l'une des revendications 1 à 6,caractérise en ce que le conformateur comporte des crochets de préhension. 80 - Dispositif d'obturation suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le fond de l'obturateur est muni d'une gorge d'accrochage. 90 - Dispositif d'obturation suivant l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte des plaquettes de fermeture des espaces entre les lamelles montees sur des epaulements dans celles-ci et coulissant latéralement dans l'enveloppe d'étanchéité.