Brevet FR2344104A1 — publié le 19771007

La présente invention a pour objet un dispositif de fermeture aval pour ligne de traitement de conducteurs électriques isolos de grand diamètre, comprenant un joint de sortie principal, un obturateur mobile portant un joint de sortie auxiliaire et des moyens de commande de l'obturateur. On sait que les lignes de traitement de conducteurs Flec- triques isolés prévues par exemple pour des cules de grand diamètre comportent en gendral un conduit ayant une longueur de plusieurs dizaines de mètres, que lec ble traverse de bout en bout, qui est dispose obliquement par rapport a l'horizontale et qui est rempli dans sa moitie inférieure par de l'eau destinez a assurer le refroidissement de l'isolant, et dans sa moitié supérieure par de la vapeur destinée à opérer le traitement de réticulation que l'isolant doit subir lors de sa solidification.Ces lignes sont fermes a leur extrémité amont ou supérieure par la tete d'extrusion d'ob sort le conducteur revêtu de sa couche isolante, et a leur extremi- té aval par un dispositif de fermeture qui comporte un joint annulaire généralement en résine synthétique ajusté au diamètre exte- rieur de l'isolant et que le conducteur traverse pratiquement sans jeu.Au moment de la mise en route de la production d'un cible iso 1d, l'extremite du conducteur est raccorde a un câble de tirage qui est disposé au préalable dans le conduit, et qui sert à tirer le cible jusqu'a ce qu'il parvienne à l'extrémité aval du conduit et soit raccordé au treuil ou a la bobine sur laquelle le câble terminé va 5 6enrouler. Comme le cible de tirage a un diamètre qui ne dépasse pas celui de l' & e métallique du conducteur et qui est même en général beaucoup plus faible, le joint aval n'est pas fermé de façon étanches aussi longtemps que la partie du cable qui a aéja reçu sa couche d'isolant n'est pas parvenue au niveau de ce joint.Pour permettre de maintenir le conduit en pression et de traiter l'isolant convenablement sur tout le premier segment de longueur du câble, qui correspond a la longueur du conduit, on prévoit à l'aval du joint principal un joint auxiliaire dont le diamètre est égal à celui du cable de tirage. Le joint auxiliaire et le joint principal sont disposés aux deux extrémités d'un segment de conduit. Le joint auxiliaire se trouvant a l'extrémité aval, assure l'étanchéité de ltenceinte de traitement aussi longtemps que la gaine isolante n'est pas parvenue au joint principal. Au moment ot la gaine isolante arrive au joint principal, le segment tubulaire aval se trouve entièrement fermé et dès que la gaine isolante pénètre dans cette enceinte, elle agit comme un piston tendant a comprimer l'eau qu'elle contient. Il en résulterait immédiatement une augmentation considérable de la pression dans ce segment si l'on ne prévoyait pas d'ouvrir le joint auxiliaire à ce moment précis. Les lignes de traitement connues sont donc équipées de moyens de commande permettant cette ouverture et dans la plupart des cas, ces moyens de commande sont agencés de façon a provoquer une ouverture aussi rapide que possible not msent par déclenchement, afin d'éviter la surpression mentionnée plus haut. Ces dispositifs de fermeture aval présentent toutefois une série d'inconvénients. Tout d'abord, ils sont lourds et d'une construction compliquée. De ce fait, leur démontage est une opéra- tion laborieuse, de sorte qu'il est difficile d'avoir accès au joint principal en cas de revision pour contrôler son état et éven tuellement-le changer. En outre, l'encombrement et les difficultés de démontage du dispositif de fermeture ont pour effet que l'extrémité aval de la partie fixe du conduit est aussi difficilement accessible. Finalement, on a constaté que l'ouverture brusque du joint auxiliaire provoquait, du fait de la surpression qui se produit dans le segment aval au moment où la qaine isolante parvient au niveau du joint principal, un coup de bélier qui se transmet a l'ensemble de la partie fixe du conduit et risque de faire osciller le conducteur d'une façon telle que certaines parties touchent les parois du conduit. L'isolation du conducteur peut se dFtério- rer localement, sous l'effet de ces chocs. Le but de la présente invention est principalement d'éviter, par une construction judicieuse du dispositif de fermeture aval, la transmission de coups de bélier dans la partie fixe du conduit et cela par une disposition plus simple et d'une utilisation plus commode du dispositif de fermeture. Dans ce but, le dispositif selon l'invention du genre mentionné plus haut, est caractérisé en ce que les moyens de commande de l'obturateur comprennent une came coopérant avec l'obturateur, de manière a assurer une ouverture progressive de ce dernier. On va décrire, & titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention, représentée au dessin annexé. La fig. l en est une vue générale en plan de dessus b échelle réduite, la fig. 2 une vue en élévation latérale a la même échelle que la fig. 1, la fig. 3 une vue en coupe par un plan horizontal a plus grande échelle, la fig. 4 une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la fig. 3, et la fig. 5 une vue en coupe partielle selon la ligne V-V de la fig. 4. On voit a la fig. l, la partie aval d'un conduit dans lequel s'effectue le traitement de l'isolation d'un câble de grand diamètre. On distingue a cette figure le segment terminal 1 de ce conduit. Ce segment comporte deux brides 2 et 3, entre lesquelles sont fixés des tirants tubulaires 4 et 5. Il porte les éléments du dispositif de fermeture aval qui seront décrits en détail plus loin. Il est fixé par la bride 2 à l'extrémité aval de la partie fixe du conduit dont on voit un segment 6 muni de deux brides d'ex trématés 7 et 8. Ce segment 6 comporte une tubulure latérale 9 pour le remplissage et la vidange du tube. Il porte les corps de deux vérins 10 et ll disposés parallèlement de part et d'autre de son axe et repose sur un galet 12 destiné a absorber les dilatations thermiques de l'ensemble du conduit. Comme on le voit a la fig. 2, le segment terminal 1 est également supporté par des galets 13 et 14 munis de gorges périphériques et engagés sous les tirants tubulaires 4 et 5. La bride 8 est raccordée a un segment tubulaire constituant une autre partie du conduit fixe. Il est bien entendu que même si les deux segments 1 et 6 représentés aux fig. 1 et 2 sont disposés horizontalement, le reste du conduit s'étendra obliquement de façon que le câble contenu a l'intérieur du conduit et qui est suspendu entre le joint de sortie et la tête d'extrusion puisse s'étendre librement en forme de chaînette sous l'effet de son poids. Les fig. 3, 4 et 5 montrent les détails du dispositif de fermeture aval décrit ici. On voit que le segment terminal 1 est constitué de deux éléments tubulaires 15 et 16 ajustés l'un dans l'autre, l'élément 15 ayant le diamètre le plus petit est situé a l'aval de l'élément 16. Ces deux éléments sont ajustés l'un a l'autre par friction. Ils peuvent coulisser l'un dans l'autre et l'élément 15 est pourvu d'anneaux d'étanchéité 17 logés dans des rainures que présente sa face extérieure, et pressés contre la surface intérieure de l'élément 16.A son extrémité aval, l'élé- ment 15 porte un manchon 18 qui sert de support a la bride aval 3 du segment 1 et a deux articulations d'axes parallèles 19 et 20 sur lesquelles sont montés des éléments d'obturateur 21 et 22. Chacun de ces éléments d'obturateur est une plaque semi-circulaire pourvue d'une gorge 23 sur sa tranche et d'un rebord périphérique 24 dirigé vers l'arrière. Chaque élément d'obturateur 21, 22 présente une rainure radiale ménagée a sa périphérie, et dans laquelle est logé un galet 25 dont l'axe est porté par deux pattes 26 soudes chacune contre un des flancs de ladite rainure. Ces pattes se prolongent vers l'arrière et portent chacune un téton qui est engagé dans le flanc d'une rainure 27 ménagée dans le manchon 18. Les axes des deux articulations 19 et 20 sont ainsi définis par les axes des tétons que portent les pattes 26 soudées sur chacun des éléments d'obturateur 21 et 22. Ces deux axes d'articulation sont parallèles, contenus dans un même plan perpendiculaire a l'axe du dispositif et sont parallèles également aux deux faces diamétrales planes de chacun des ob turateurs 21, 22. Chaque demiobturateur 21 ou 22 porte un joint semi-annulaire 28, 29 fixé par une vis contre l'élément d'obturateur, a l'intérieur du rebord 24 et pourvu d'une gorge centrale qui délimite, lorsque les éléments d'obturateur sont dans la position de la fig. 3, une ouverture correspondant au diamètre du cable de tirage du conducteur a traiter. Les joints 28 et 29 sont fixés par des vis de façon a être interchangeables. Les dimensions de l'ouverture circulaire limitée par les deux gorges des joints 28 et 29 sont, dans chaque cas, adaptées a celle du cable de tirage. I1 résulte de ce qui précède que chacun des obturateurs 21 et 22 peut pivoter autour de l'axe de son articulation 19, 20 entre la position représentée a la fig. 3 et une position ouverte résultant d'une rotation d'un quart de tour vers l'extérieur. Pour commander les mouvements des demi-obturateurs 21 et 22, le dispositif décrit comporte une came 30. C'est une pièce de forme tubulaire qui présente une face interne cylindrique 31 ajustée aux dimensions de la face cylindrique externe du manchon 18 de façon a coulisser sur ce manchon. Cette face 31 ne s'étend pas sur toute la longueur axiale de la came 30, mais seulement sur sa partie située du coté amont.Vers l'aval, a partir de l'extrémité de la face 31, la came 30 présente une première face interne 32 de forme tronconique présentant une très faible ouverture par rapport à l'axe du dispositif, cette ouverture étant, par exemple de l'ordre de 10 , puis finalement une seconde face également tronconique 33 raccordée à la face 32 par un arrondi et dont l'angle d'ouverture par rapport à l'axe du dispositif atteint par exemple environ 75 à 80 . On se rend compte que si, dans la position repre- sentée au dessin, l'intérieur du segment tubulaire 1 est soumis a une pression, les éléments d'obturateur 21 et 22 vont être retenus en position fermée par les galets 25 s'appuyant sur la face 32 de la came 30. Dans sa position la plus avancée vers l'aval, la came 30 maintient donc les deux demi-obturateurs entièrement fermés. Les rebords 24 s'appuient contre l'extrémité arrière du segment tubulaire 15. A partir de cette position, si l'on déplace le tube 30 vers l'amont, les galets 25 roulent sur la surface de came 32, ce qui permet une ouverture, tout d'abord lente et progressivement plus rapide des deux demi-obturateurs 21 et 22. A partir du moment od les galets 25 sont en contact avec les arrondis entre les surfaces 32 et 33, la vitesse d'ouverture des deux demi-obturateurs augmente et les galets viennent en contact avec la face tronconique 33 contre laquelle ils s'appuient jusqu'au moment où les obturateurs sont entièrement ouverts. Dans la disposition représentée au dessin, la came 30 peut se déplacer jusqu'au moment où elle entre en contact avec la face aval de la bride 3.Toutefois, on peut pré- voir un filetage sur sa face extérieure et un écrou engagé sur ce filetage, de manière que la longueur axiale de la came soit rFgla- ble, ce qui limite le déplacement vers l'amont au moment où cet écrou entre en contact avec la bride 3. Comme on lta mentionné au début, le dispositif décrit est commandé par les deux vérins dont les corps 10 et Il sont représentés a la fig. 1. Ces vérins servent à déplacer la came 30. Chacun d'eux comporte une tige en deux parties. A la fig. d, on voit, en 34, une barre qui constitue la première partie de la tige du vérin 10 et une barre 35 qui en constitue la seconde partie. Cette seconde partie est fixée par deux écrous a une bride de forme oblongue 36 soudée sur la came 30. Les deux portions 34 et 35 de la tige du vérin 10 sont reliées par un dispositif de liaison à baIonnette. L'extrémité amont de la barre 35 porte un écrou 37 qui est engagé dans une fente 38 que présente l'extrémité aval de la barre 34. L'élément de retenue 39 qui limite la fente 38 vers l'a- val présente une échancrure 40 pour l'engagement de la partie filetée de la barre 35. Cette échancrure 40 (fig. 4) de profil légèrement en V, est oriente verticalement vers le haut. La barre 34 est pourvue d'une clavette 43 engagée dans une rainure que nrb- sente un manchon fixe 44 solidaire de la bride aval 7 du segment de conduit 6. Quant à la tige du vérin 11, elle est également constituée de deux parties 41 et 42. Cependant, ces deux parties sont rigidement liées l'une à l'autre par engagement d'une extromité filetée de la tige 42 dans un logement taraudé de la tige 41. Cette dernière présente en outre un méplat. La liaison entre les barres 41 et 42 se trouve noyée dans un manchon 49 fixé à la bride 2. C'est dans un taraudage de ce manchon que le tirant 5 est vissé. En outre, le manchon 49 est engagé librement dans un coussinet 54 solidaire de la bride 7. Le fonctionnement du dispositif lors de l'ouverture des obturateurs 21 et 22 résulte clairement du dessin. Si les tiges 34 et 41 sont déplaces axialement vers l'amont, elles entrainent avec elles les tiges 35 et 42. Ces dernières coulissent dans les tirants 4 et 5 et déplacent la came 30 vers l'amont comme indiqué plus haut. Toutefois, les vérins 10 et ll-et leurs tiges remplissent encore, dans la forme d'exécution décrite, d'autres fonctions. La plus importante des fonctions auxiliaires des vérins 10 et 11 est de permettre le serrage final du joint principal au moment de l'ouverture du joint auxiliaire. Le joint principal est constitué par une pièce annulaire 45 (fig. 3 et 5t de profil rectangulaire, mais qui peut aussi présenter des logements dans ses faces axiales. Cette pièce peut être en une résine synthétique ou en un élastomère. Elle est appuyée, d'une part, par un anneau aval 46 et d'autre part par une bague amont 47. Son diamètre extérieur est ajusté au diamètre interne de l'élément 16, lequel est solidai re de la bride 2.D'autre part, l'anneau 46 présente à sa périphérie, du coté aval, une saignée qui s'engage sur l'extrémité amont de l'élément tubulaire 15, tandis que la face amont de la bague 47 est plane et est destinée à s'appuyer par sa périphérie directement contre la partie centrale de la bride 7 qui comporte un rebord de centrage coopérant avec une saignée correspondante de la bride 2. Comme on l'a mentionné plus haut, la profondeur d'engagement du segment tubulaire 15 a l'intérieur du segment 16 peut être réglée a volonté par vissage des tirants 4 et 5 dans la bride 2 ou le manchon 49 et blocage au moyen des contre-écrous 48 et 51. La position du joint 45 a l'intérieur de l'élément 16 dépend de cette profondeur d'engagement lorsque l'anneau 46 est en contact avec l'extrémité amont du segment 15.Ainsi, le réglage de la position du joint 45 avant la mise en place du segment aval 1 peut se faire facilement. Suivant l'ajustage des tirants 4 et 5 dans la bride 2, la bague 47 s'étendra lorsque le segment tubulaire 1 est dégagé, plus ou moins en saillie hors des limites de la bride 2. Normalement, c'est- -dire lorsque la ligne de production est prête à être mise en service, le segment terminal 1 est rigidement relié au reste du conduit. Pour cela, la bride 2 est fixée à la bride 7 au moyen de quatre boulons pivotants 52 qui sont portés par cette dernière et qui s'engagent dans des fentes radiales que présente la bride 7. Les écrous 53 permettent de réaliser un premier serrage préalable, de sorte que la bague 47 vient s'appuyer contre la face frontale de la bride 7 et comprime le joint 45 contre l'anneau 46. Toutefois, il est possible de régler la position des écrous 53 de façon que le joint 45 ne soit que faiblement comprimé lors de la mise en route de l'installation.Lorsqu'on actionne les vérins 10 et 11 pourréaliser l'ouverture du joint auxiliaire, la came 30 ou l'derou qu'elle porte, vient appuyer sur la bride 3, comme on îta vu plus haut. Les vérins 10 peuvent alors, par l'in termédiaire des tirants 4 et 5 fonctionnant a la compression, presser l'ensemble du segment terminal 1 contre la bride 7 de fa çon a parfaire le serrage du joint 45. Le léger déplacement qui se produit alors a pour effet que les écrous 53 peuvent être ensuite serrés à nouveau. Une autre fonction auxiliaire des vérins 10 et 11 consiste à assurer le dégagement du segment terminal en vue d'un démontage du joint principal ou d'une visite de l'extrémité aval du conduit. En effet, si les tiges des vérins 10 et 11 sont déplaces en direction de l'aval après que l'on a réalisé la fermeture des demi-obturateurs 21 et 22, et après que l'on ait desserré les écrous 53 et rabattu les boulons pivotants 52, on voit que l'ensemble du segment terminal 1 se déplace vers l'aval. I1 est porté à l'aval par les galets 13 et 14, supportant les tirants 4 et 5. Du côté de l'amont, le segment terminal est également supporté et cela grâce au dispositif décrit plus haut. En effet, lenanchon 49 se déplace avec la bride 2 tout en coulissant dans le coussinet de palier 54 porté par la bride 7.Aussi longtemps que le déplacement ne dépasse pas la longueur de ce manchon, ce dernier supporte l'élément terminal 1 sur la bride 7. Du côté diamétralement opposé, c'est la tige 34 coulissant dans le manchon 44 qui va supporter le poids de l'élément terminal 1. En même temps, le dispositif de liaison a baïonnette 37, 38, 39 décrit plus haut va se trouver dégagé du manchon 44 tout en restant situé immédiatement en avant de la bride 2. Lorsque le segment terminal a été ainsi amené dans une position dégagée, il est possible de le faire pivoter autour de l'axe du tirant 5. Le galet 13, d'une part, et le manchon 49, reposant dans la douille 54, d'autre part, constituent les paliers qui guident ce mouvement de pivotement. I1 suffit de saisir à la main le tirant 4 et de le soulever pour réaliser ce mouvement de pivotement.L'extrémité de la tige 5 passe à travers l'échancrure 40 avec son écrou 37 et se sépare de la tige 34. Ce mouvement de pivotement découvre entièrement, d'une part, l'extrémité aval du segment 6, et d'autre part les éléments du joint 45, ce qui donne un accès facile a l'intérieur du conduit, de même qu'aux éléments du joint 45.Pour la remise en place du segment terminal, il suffit de le rabattre et de manoeuvrer les vérins dans 11 autre sens, puis de rabattre les boulons 52 et de serrer les écrous 53. Toutefois, la fonction principale des vérins 10 et 11 est, comme on l'a mentionné au début, d'assurer la fermeture et l'ouverture progressive des demi-obturateurs 21 et 22. En particulier, on a constaté que l'ouverture progressive de ces demi-obturateurs au moment où la gaine isolante traverse le joint principal permettait d'éviter les coups de bélier a l'intérieur du conduit. On peut également déplacer la came de façon à provoquer une ouverture partielle des demi-obturateurs 21 et 22 et maintenir les demiobturateurs en position oblique afin de diriger le jet d'eau qui se produit a ce moment. La commande de ces demi-obturateurs au moyen d'une came à avance progressive permet aussi de régler la fuite du joint auxiliaire, de même que de contrôler le débit au joint principal. La commande peut être réalisée automatiquement par une mesure différentielle de pression au moment où la surpression a l'intérieur de l'enceinte du segment 1 dépasse un seuil prédéterminé REVENDICATIONS 1. Dispositif de fermeture aval pour ligne de traitement de conducteurs électriques isolés de grand diamètre, comprenant un joint de sortie principal, un obturateur mobile portant un joint de sortie auxiliaire et des moyens de commande de l'obturateur, caractérisé en ce que les moyens de commande de l'obturateur comprennent une came coopérant avec l'obturateur, de manière à assurer une ouverture progressive de ce dernier. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint de sortie auxiliaire est constitué de deux dlé- ments semi-circulaires montés chacun- sur un élément d'obturateur, en ce que les éléments d'obturateur sont articulés autour d'axes parallèles situés dans un même plan perpendiculaire à l'axe du dispositif, en ce que chaaue élément d'obturateur porte un galet coopérant avec la came et en ce sue cette dernière est coaxiale au dispositif et mobile dans le sens de son axe. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la came a la forme d'un manchon cylindrique guidé par un élément terminal du dispositif et en ce que ledit élément terminal porte les axes d'articulation des éléments d'obturateur. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la came est commandée par deux vérins d'axes parallèles dont les corps sont fixés de part et d'autre de la ligne et dont les tiges sont liées à une bride solidaire de la came, les dites tiges étant situées dans un même plan contenant l'axe du dispositif. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par un segment de conduit terminal qui porte à l'une de ses extrémités le joint principal et à l'autre l'obturateur, qui est fixé à l'ex- trémité aval de la ligne et comporte des organes de guidage des tiges des vérins. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les dits organes de guidage coopèrent avec les tiges des vérins de manière que ces derniers puissent déplacer l'ensemble dudit segment terminal en l'écartant du reste du conduit. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit segment terminal du conduit est constitua de deux élé- ments tubulaires engagés l'un dans l'autre et pourvus chacun d'une bride d'extrémité, en ce que les organes de guidage des tiges de vérins sont constitués par deux tirants tubulaires reliés aux brides de manière ajustable. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le joint principal est constitué par un anneau en résine synthétique ou en un élastomère intercalé entre deux bagues rigides, en ce que l'une de ces bagues s'appuie sur l'élément tubulaire interne du segment terminal tandis que l'autre est pressée contre une bride-que présente la partie fixe du conduit à son extrémité aval. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un des tirants tubulaires est supporté de manière a constituer un axe de pivotement pour l'ensemble du segment terminal du conduit lorsque ce dernier est en position dégagée. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la tige du vérin traversant l'autre tirant tubulaire est formée de deux parties accrochées l'une l'autre par un dispositif a baIonnette. 11. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le profil de la came comporte deux éléments de surface tronconique, d'inclinaison différente par rapport a l'axe du dispositif et coopérant successivement avec les galets de l'obturateur de manière a provoquer d'abord une ouverture lente, puis une ouverture rapide de l'obturateur.