Brevet FR2132532A1 — publié le 19721124

-L'invention concerne les câbles électriques destinés à servir à la fois d'éléments porteurs et de câbles d'alimentation pour des appareils électriques suspenduswdans un milieu présentant des risques de déflagration. Ce cas se présente, en particulier, pour la suspension et l'alimentation d'une pompe électrique immergée dans un gaz liquide tel que du méthane. L'invention a pour but un câble électrique d'une très grande étanchéité pour diminuer le plus possible les risques de déflagration. Elle a pour autre but, un câble électrique rigide d'une manipulation aisée, pouvant être introduit dans un milieu présentant des risques de déflagration sans nécessiter la mise en communication de celui-ci avec l'extérieur. Elle a pour autre but, un câble électrique supportant de très grands écarts de température. Un câble électrique étanche antideflagrant selon l'invention est composé d'un certain nombre de tronçons raccordables bout à bout. I1 est remarquable notamment par le fait qu'un tronçon comporte - une gaine métallique tubulaire, - des conducteurs électriques sous enveloppe métallique individuelle, disposés en hélice à pas long dans la gaine et maintenus avec un certain jeu par des entretoises, sans contact avec la paroi interne de celle-ci, - deux cloisons métalliques d'etanchéité traversées de part en part1 par les conducteurs et disposées chacune dans la gaine au voisinage de l'une de ses extrémités, - un connecteur électrique mâle embrochable et un connecteur électrique femelle lui correspondant, chacun étant disposé à une extrémité de la gaine devant l'une des cloisons d'étanchéité, raccordé aux bouts des conducteurs disposés dans ladite extrémité et fixé à celle-ci au moyen d'un culot qui a la forme d'un cylindre évidé et dont la partie arrière est emboîtée dans ladite extrémité. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étanchéité d'un tronçon est obtenue au moyen de joints entre la gaine, les cloisons d'étanchéité et les enveloppes extérieures des conducteurs, réalisés uniquement par soudure metal sur métal. Selon une autre caractéristique de l'invention, le câble présente lorsqu'il est constitué de plusieurs tronçons raccordés bout à bout, une section droite extérieure constante ce qui permet de le faire coulisser à travers une cloison étanche par un trou muni d'un presse étoupe, sans affecter d'etanchéité de celleci. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description, qui va suivre, d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif Cette description est faite en regard du dessin dans lequel - les figures I et la sont des vues en coupe d'une extrémité d'un tronçon munie d'un connecteur électrique mâle, - les figures 2 et 2a sont des vues en coupe d'une extrémité d'un tronçon munie d'un connecteur électrique femelle, - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale des extrémités de deux tronçons raccordés bout à bout, - les figures 4 et 4a sont des vues en coupe d'une partie médiane d'un tron çon montrant la disposition des conducteurs à l'intérieur de la gaine, - et la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'une extrémité du câble selon l'invention, dont les tronçons intermédiaires font l'objet des figures précédentes. Le câble électrique étanche antidéflagrant représenté dans le dessin est forme par des tronçons raccordables bout à bout. Les figures I à 4 représentent en coupe, différentes parties d'un tronçon de câble intermédiaire. Celui-ci comporte une gaine extérieure tubulaire I qui est formée par un tube étanche, par exemple en acier inoxydable. Cette gaine I renferme des conducteurs 2 qui sont disposés en hélice à pas longs et qui sont maintenus avec un certain jeu par des entretoises 3 hors du contact de la paroi interne de celle-ci. Elle est formée au voisinage de chacune de ses extrémités par une cloison d'étanchéité 4 qui est traversée de part en part par les conducteurs 2. Elle est munie, à une extrémité, d'un connecteur électrique mâle embrochable 5, et, à l'autre extrémité, d'un connecteur électrique femelle 6.Les connecteurs électriques mâle et femelle 5 et 6 peuvent se raccorder l'un à l'autre de façon à assurer la liaison électrique entre deux tronçons disposés bout à bout. L'un et l'autre sont munis d'un culot (7 ou 8) qui a la forme d'un cylindre évidé et dunt la partie arrière est emboîtée dans une extrémité de la gaine 1. L'étanchéité de chaque tronçon est assurée au moyen d'une cloison métallique d'étanchéité 4 disposée à l'intérieur de la gaine 1, aux deux extrémités de celleci derrière le culot 7 ou 8 de chaque connecteur. Cette cloison métallique d'étanchéité 4 est formée d'un disque métallique plein qui est franchi par les conducteurs 2 au moyen de canons métalliques de traversée 9. Tous les joints d'étanchéité sont réalisés par des soudures métal sur métal. La cloison d'étanchéité 4 est soudée à la paroi interne de la gaine I par l'intermédiaire d'un manchon métallique 33 facilitant l'assemblage du tronçon. Les canons de traversée 9 sont également soudés à la cloison d'étanchéité 4.Les conducteurs électriques 2 utilisés, de type connu en soi, sont constitués par une âme conductrice entourée d'un isolant en matière réfractaire comprimez contenue dans une enveloppe tubulaire 34 en mental tel que du cuivre. L'enveloppe 34 des conducteurs 2 est également soudée aux canons de traversée. On obtient ainsi une étanchéité parfaitement sure des tronçons. Les conducteurs électriques sont placés en hélice à pas longs, avec un certain jeu, à l'intérieur de la gaine 1 pour permettre des dilatations ou contractions dues aux variations de température. Ils sont maintenus à l'intérieur de la gaine, hors de contact de sa paroi interne, par des entretoises 3 disposées sur un tube de centrage 11. Le tube de centrage il est place à l'intérieur de la gaine 1 et orienté suivant son axe. Il est emboîté à ses deux extrémités dans des alvéoles 10 creusées au centre des cloisons d'étanchéité 4. Les entretoises 3 sont portées par le tube de centrage 11. Elles sont indépendantes de Ia gaine 1 et n'ont aucun contact avec la paroi interne de celle-ci. L'une d'entre elles est visible dans les figures 4 et 4a. Elle est formée de deux pièces concentriques 12 et 13. La première 12 est de forme annulaire.Elle est enfilée sur l'ensemble des conducteurs 2. La deuxième est de forme cylindrique. Elle est munie d'encoches latérales 14 pour le passage des conducteurs 2. Elle est enfilée sur le tube de centrage Il et s'emboîte dans la première pièce 12 de forme annulaire. L'assemblage d'une entretoise 3 ainsi que sa fixation sur le tube de centrage 11 est assuré par clavetage. Les première et deuxième pièces concentriques 12 et 13 sont en matière isolante par exemple en tétrafluoréthylène. Les culots 7 ou 8 des connecteurs électriques mâle ou femelle 5 ou 6 qui sont fixés aux extrémités de la gaine 1 d'un tronçon présentent chacun, en dehors de toute zone d'emboîtage, sur leur surface cylindrique latérale extérieure, un filetage (15 resp 16) visible dans les figures 1, 2 et 3. Le filetage 15 tracé sur le culot 7 d'un connecteur électrique mâle 5, et le filetage 16 tracé sur le culot 8 d'un connecteur électrique femelle 6, sont à pas inverses. Ils permettent, grâce à une bague de serrage à pas inverses 17 invisible dans la figure 3, s'enfilant sur les parties avant des culots 7 et 8 d'un connecteur mâle 5 et dtun connecteur femelle 6, de verrouiller en position emboîtée lesdits connecteurs ainsi que de réaliser un assemblage rigide bout à bout des deux tronçons auxquels sont fixés les connecteurs. La figure 3 représente un tel assemblage.On remarque sur celle-ci que les gaines 1 des tronçons et la bague de serrage 17, ont un meme diamètre extérieur. Le câble électrique étanche antidéflagrant lorsqu'il est constitue de plusieurs tronçons raccordés bout à bout a une section droite extérieure constante. II peut ainsi coulisser au travers d'une cloison étanche par un trou muni d'une presse étoupe sans effectuer l'étanchéité de cette dernière. Les parties avant des culots 7 et 8 des connecteurs mâle 5 et femelle 6 représentés en coupe dans les figures t et 2 présentent, l'une une surface cylindrique latérale interne 18, et l'autre une surface cylindrique latérale externe 19 agencées de manière à pouvoir s'amboîter l'une dans l'autre comme il est repre senté dans la figure 3. En outre, la surface latérale interne 18 est munie d'une crete 31 de détrompage qui s'emboîte dans une rainure 32 correspondante, creusée dans la surface latérale externe 13. La gaine ] est munie à l'une de ses extrémités d'un connecteur électrique mâle 5 représenté en coupe dans la figure J et à l'autre de ses extrémités un un connecteur électrique femelle 6 représenté en coupe dans la figure 2. Ces con necteurs 5 et 6 ne different que par leurs pièces de contact électrique. Les pièces de contact électrique du connecteur mâle 5 sont des broches métalliques 23. Les pièces de contact électrique du connecteur femelle 6 sont des douilles métalliques 22. Les culots 7 et 8 des connecteurs électriques mâle et femelle 5 et 6 sont obturés par une cloison interne 20 munie de perforations 21 suffisam ment larges pour laisser un passage libre aux pièces de contact des connecteurs électriques. Cette cloison interne 20 sert de point d'appui à la pièce de centrage d'un connecteur mâle ou femelle 5 ou 6.Cette pièce de centrage est formée par deux disques isolants 26 et 27 qui stemboîtent l'un après l'autre dans la partie avant d'un connecteur mâle ou femelle 5 ou 6 et s'appuient sur la cloison interne 20. Ces disques 26 et 27 sont percés de trous 28 disposés radialement dans les quels s'enfilent, à frottement doux, les pièces de contact électrique 22 ou 23 des connecteurs mâle ou femelle 5 ou 6. Ils sont fixés à la cloison interne 20 par des vis 30. Les pièces de contact électrique 22 ou 23 sont elles-memes immo bilisées dans les trous 28 des disques 26 et 27 par des clips 29 montés sur leur corps et logés entre les disques 26 et 27.En outre, elles comportent une queue métallique 24 qui traverse la cloison interne 20 et qui est raccordée par l'inter médiaire d'un serre fil 25 à l'extrémité d'un conducteur. Les pièces de contact 23 ou 22 des connecteurs électriques 5 ou 6 sont orien tées parallèlement à l'axe de la gaine 1. Les figures la et 2a montrent une de leur disposition possible dans le cas d'un câble électrique étanche à trois conducteurs. Celles-ci sont disposes aux angles d'un triangle équilatéral de même centre que les disques 26 et 27. Dans le cas où le nombre de conducteurs 2 est supérieur à trois, on peut de la même façon disposer les pièces de contact 23 ou 22 au sommet d'un polygone régulier de même centre que les disques 26 et 27. L'espace 35 compris entre la cloison interne 20 du culot 7 ou 8 d'un connec teur électrique mâle ou femelle 5 ou 6 et la cloison d'étanchéité 4 la plus pro che est remplie d'une substance qui se solidifie telle que l'araldite, par l'in termédiaire d'un canal de remplissage 40 creusé dans la cloison interne 20 et la pièce de centrage 26, 27 des connecteurs 5 ou 6, selon l'axe de la gaine 1. Les culots métalliques 7 et 8 sont soudés à la gaine 1. La figure 5 illustre une terminaison possible du câble électrique étanche antidéflagrant que l'on vient de décrire. Celle-ci est formée d'une boîte d'ex trémité 36 ayant la forme d'un tronc de cône qui est fixée par un collier 37 soudé à une extrémité de la gaine 1 d'un tronçon d'extrémité, un connecteur mâle ou femelle tel que ceux précédemment décrits étant fixé à l'autre extrémité de la ) gaine 1 dudit tronçon. La base 38 de la boîte d'extrémité 36 est franchie par les conducteurs 2 au doyen d'entrées de câble antidéflagrantes 39 de type connu. Etant donné la rigidité conférée au câble électrique, tant par sa gaine extérieure métallique 1 que par le mode de raccordement des tronçons de câble entre eux, celui-ci peut être également utilisé comme élément porteur. Bien entendu cette description n' a été donné qu'à titre d'exemple. On peut, sans sortir du cadre de l'invention, modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents. Ce câble électrique étanche antidéflagrant est avantageusement utilisé pour la suspension et l'alimentation électrique d'une pompe immergée dans du gaz liquide. REVENDICATIONS 1/ Câble électrique étanche antidéflagrant composé d'un certain nombre de tronçons raccordables bout à bout, caractérisé par le fait que chaque tronçon comporte - une gaine métallique tubulaire (1), - des conducteurs électriques (2) sous enveloppe métallique individuelle (34), disposés en hélice à pas long dans la gaine (1) et maintenus avec un certain jeu par des entretoises (3) sans contact avec la paroi interne de celle-ci, - deux cloisons métalliques d'étanchéité (4) traversées de part en part par les conducteurs (2) et disposées chacune dans la gaine au voisinage de l'une de ses extrémités, - un connecteur électrique mâle (5) embrochable et un connecteur électrique femelle (6) lui correspondant, chacun étant disposé à une extrémité de la gaine (1) devant l'une des cloisons d'étanchéité (4), raccordé électriquement aux bouts des conducteurs (2) disposés dans ladite extrémité et fixée à celle-ci au moyen d'un culot (7 resp 8) qui a la forme d'un cylindre évidé et dont la partie arrière est emboîtée dans ladite extrémité. 2/ Câble électrique étanche antidéflagrant selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les cloisons métalliques d'étanchéité (4) sont formes chacune par un disque métallique plein emboîte à l'intérieur de la gaine (1) et franchi par les conducteurs au moyen de canons métalliques de traversée (9). 3/ Cable électrique étanche antidéflagrant selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'étanchéité de chaque tronçon est obtenue à l'aide de joints entre la gaine (1) et les cloisons d'étanchéité (4), les cloisons d'étanchéité (4) et les canons de traversée (9), les canons de traversée 9 et les enveloppes individuelles (34) des conducteurs (2), réalisés uniquement par soudures métal sur métal. 4/ Câble électrique étanche antidéflagrant selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les cloisons métalliques d'étanchéité (4) comportent chacune, en leur centre, un alvéole (10) tourné vers l'intérieur de la gaine (1), qui sert de point d'appui à l'extrémité d'un tube de centrage (11) disposé à l'intérieur de la gaine et orienté dans l'axe de celle-ci. 5/ Câble électrique étanche antidéflagrant selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les entretoises (3) sont indépendantes de la gaine (1) et n'ont aucun contact avec la paroi interne de celle-ci. 6/ Câble électrique étanche antidéflagrant selon la revendication 4 et la revendication 5, caractérisé par le fait que les entretoises (3) sont formées de deux pièces concentriques (12 et 13), l'une (12) de forme annulaire, enfilée sur ltensemble des conducteurs (2), l'autre (13) de forme cylindrique, munie d'encoches latérales (14) pour le passage des conducteurs (2), enfilée sur le tube de centrage (11) et emboîtée dans la pièce de forme annulaire (12), les deux pièces concen triques (12 et 13) formant une entretoise (3) étant maintenue en place par clavctage sur le tube de centrage (11). 7/ Câble électrique étanche antidéflagrant selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les culots (7 et 8) des connecteurs électriques mâle et femelle (5 et 6) présentent chacun un filetage (15 resp 16) sur leur surface cylindrique latérale extérieure, en dehors de toute zone d'emboîtage. 8/ Câble électrique antidéflagrant selon la revendication 7 > caractérisé par le fait que les filetages (15 et 16) d'un connecteur électrique mâle (5) et d'un connecteur électrique femelle (6) sont à pas inverses et que le verrouillage, en position emboîtée, d'un connecteur électrique mâle (5) fixé à une extrémité d'un tronçon, dans un connecteur électrique femelle (6) fixé à une extrémité d'un autre tronçon, ainsi que l'assemblage rigide de ces deux tronçons mis bout à bout sont assurés au moyen d'une bague de serrage (17) à pas inverses s'enfilant sur les parties avant des culots des connecteurs mâle (5) et femelle (6), et se vissant sur les filetages à pas inverses (15 et 16). 9/ Câble électrique étanche antidéflagrant selon la revendication 8 caractérisé par le fait que les gaines (1) des tronçons et les bagues de serrage (17) ont un même diamètre extérieur. 10/ Câble électrique étanche antidéflagrant selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les parties avant des culots (7 et 8) des connecteurs électriques mâle et femelle (5 et 6) pressentent l'une, une surface cylindrique latérale interne (18) et l'autre, une surface latérale externe (19) agencées de manière à pouvoir d'emboîter l'une dans l'autre. 11/ Câble électrique étanche antidéflagrant selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la surface cylindrique latérale interne (18) est munie d'une arête (31) de détrompage qui s'emboîte dans une rainure (32) correspondante, creusée dans la surface cylindrique latérale externe (19). Cette arête de détrompage évite une fausse connexion électrique entre deux tronçons. 12/ Câble électrique étanche antidéflagrant selon la revendication 1, caractérise par le fait que les culots (7 et 8) des connecteurs électriquesmâle et femelle (5 et 6), qui ont la forme d'un cylindre évide, sont obturés par une cloison interne (20) munie de perforations (21) suffisamment larges pour laisser un passage libre aux pièces de contact électrique des connecteurs électriques (5 et 6). 13/ Câble électrique étanche antidéflagrant selon la revendication 12, caractérisé par le fait qu'un connecteur électrique mâle ou femelle (5 ou 6) comporte - des places métalliques de contact électrique (23 ou 22) de forme allongée, orientées parallèlement à l'axe de la gaine (1) à laquelle est fixé le connecteur (5 ou 6) auquel elles appartiennent, qui traversent de part en part la cloison interne (20) dudit connecteur (5 ou 6) et dontla queue (24) est reliée électriquement à l'extrémité d'un conducteur (2) au moyen d'un serre fil (25), - et d'une pièce de centrage isolante formee par deux disques isolants (26 et 27) qui sont munis de trous (28) disposés radialement dans lesquels s'enfilent à frottement doux, les pièces de contact électrique 23 ou 22, qui stemboîtent l'un après l'autre dans la partie avant du culot (7 ou 8) du connecteur mâle ou femelle (5 ou 6) et qui s'appuient sur la cloison interne (20) de celui-ci, la fixation d'une pièce de contact électrique (23 ou 22) étant obtenue au moyen d'un clips (29) monté sur le corps de celle-ci et logé entre les deux disques isolants (26 et 27), ces deux disques isolants (26 et 27) étant eux-mêmes fixés par des vis (30) à la cloison interne du culot 7 ou 8 dudit connecteur. 14/ Câble électrique étanche antidéflagrant. selon la revendication 12, caractérisé par le fait que l'espace compris entre la cloison interne (20) du culot (7 ou 8) d'un connecteur électrique mâle -ou femelle (5 ou 6) et la cloison d'étanchéité (4) la plus proche, est rempli d'une substance solide telle que l'araldite par l'intermédiaire d'un canal découlement (40) creuse dans la cloison interne (20) et la pièce de centrage (26, 27) des connecteurs, dans l'axe de la gaine (1). 15/ Câble électrique étanche antidéflagrant selon la revendication 13 caractérisé par le fait que les pièces de contact d'un connecteur électrique mâle (5) sont des broches métalliques (23) et que les pièces de contact d'un connecteur électrique femelle (6) sont des douilles métalliques (22).