Brevet FR2343318A1 — publié le 19770930

Pour traiter la couche isolante de conducteurs électriques de plusieurs centimètres de diamètre, on construit actuellement des lignes de traitement à haute pression, qui mesurent plus de 50 m de longueur et qui sont disposées obliquement sur l'horizontale avec une inclinaison relativement forte. Le câble est suspendu à l'extrémité amont de l'enceinte de traitement et se déplace progressivement vers l'aval le long de l'axe de l'enceinte sans contact avec ses parois jusqu'au joint principal qui se trouve à l'extrémité inférieure ou aval de l'enceinte. A titre d'exemple, les câbles électriques à isolant de matière plastique, prévus pour des tensions de 100 KV et plus, sont traités dans des installations de ce genre. Lors de la mise en route d'une telle installation, l'é- quilibre des forces auxquelles le câble est soumis se modifie brusquement au moment où le câble atteint le joint de sortie principal. En effet, au début de l'operation, l'extrémité aval de l'enceinte est fermée par le joint auxiliaire que traverse le fil de traction relié à l'extrémité du câble. Comme ce fil de traction est lui-même dtun diamètre réduit, et comme l'enceinte est remplie d'eau et de vapeur sous une pression de l'ordre de 20 atm., le segment de câble suspendu dans l'enceinte subit la pression du milieu de traitement, d'une part sur ses faces latérales, et d'autre part sur sa face frontale aval.En revanche, dès que son ex trémité a passé le joint principal, le joint auxiliaire s'ouvre et la pression du milieu de traitement ne s'exerce plus que sur la face latérale du câble, de sorte que sous l'effet de son poids, le câble se tend. I1 en résulte un brusque mouvement d'avance de son extrémité aval qui peut provoquer des secousses suceptibles d'amener le câble à frotter contre les parois de l'enceinte de traitement. Cet effet doit être évité. Le but de la présente invention est donc d'éviter, dans une ligne de traitement à haute pression, les risques de détérioration du câble consécutifs à un déplacement brusque de son ex trémité aval lorsque cette extrémité arrive au niveau du joint principal et que le joint auxiliaire s'ouvre. Dans ce but, l'objet de la présente invention est une ligne de traitement à haute pression pour conducteur électrique isolé de grand diamètre, comprenant une enceinte fermée de forme tubulaire dans laquelle le conducteur est maintenu suspendu, une chambre de sortie aval munie d'un joint principal, d'un joint auxiliaire et d'un dispositif d'ouverture du joint auxiliaire agissant au moment où l'extrémité aval du conducteur isolé parvient au niveau du joint principal, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de retenue disposé à l'intérieur de l'enceinte, au voisinage du joint principal et des moyens de commande qui font agir ledit dispositif de retenue sur le conducteur au moment de l'ouverture du joint auxiliaire de manière à régler la vitesse d'avance de son extrémité aval. La description qui suit se rapporte à une forme d'exécution et quelques variantes de l'objet de l'invention, choisies à titre d'exemple, et représentées au dessin annexé. Au dessin annexé la fig. 1 est une vue en plan de dessus partiellement coupée et partiellement arrachée de l'extrémité aval d'une ligne de traitement selon l'invention, la fig. 2 une vue en coupe perpendiculaire à l'axe de la ligne, la fig. 3 est une vue en coupe d'un dispositif de fermeture aval, la fig. 4 est une vue en élévation partiellement arrachée et coupée montrant une autre exécution des moyens de retenue, deux variantes d'exécution étant visibles à cette figure, et la fig. 5 est une vue en élévation frontale des moyens de retenue de la fig. 4. La fig. 1 représente l'extrémité aval d'une ligne de traitement à haute pression dont le conduit caténaire est représenté en 1 par son extrémité aval. Le câble 2 est logé au centre du conduit 1. A son extrémité aval, ce dernier comporte un élément tubulaire de diamètre fortement agrandi 3 qui contient un dispositif de retenue 18 décrit plus en détail ci-après. Le segment de tube 3 se termine à son extrémité aval par une bride 4 de forme ovale à laquelle sont fixés des vérins 5 et 6. A l'aval de la bride 4 est montée une chambre de joint aval 7 dont l'extrémité amont comporte le joint principal 8 qui est disposé entre la bride 4 et la chambre 7. La chambre 7 est constituée de deux éléments tubulaires 45 et 46 ajustés l'un dans l'autre. L'élément 45 ayant le diamètre le plus petit est situé à l'aval de l'élément 46.Ces deux éléments sont ajustés l'un à l'autre par friction. Ils peuvent coulisser l'un dans l'autre et l'élément 45 est pourvu d'anneaux d'étanchéité 47 logés dans les rainures que présente sa face extérieure, et pressés contre la surface intérieure de l'élément 46. A son extrémité aval, l'élément 45 porte un manchon 48 qui sert de support à la bride aval Il et à deux articulations d'axes parallèles 49 et 50 sur lesquelles sont montés des éléments d'obturateurs 13 et 14. Chacun de ces éléments d'obturateur est une plaque semi-circulaire pourvue d'une gorge 53 sur sa tranche et d'un rebord péri phérique 54 dirigé vers l'arrière.Chaque élément d'obturateur 13, 14 présente une rainure radiale ménagée à sa périphérie, et dans laquelle est logé un galet 55 dont l'axe est porté par deux pattes 56 soudées 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 57 ménagée dans le manchon 48. Les axes des deux articulations 49 et 50 sont ainsi définis par les axes des tétons que portent les pattes 56 soudées sur chacun des éléments d'obturateur 13 et 14. Ces deux axes d'articulation sont parallèles, contenus dans un même plan perpendiculaire à l'axe du dispositif et sont parallèles également aux deux faces diamétrales planes de chacun des obturateurs 13, 14. Chaque demiobturateur 13 ou 14 porte un joint semi-annulaire 15,- 16 fixé par une vis contre l'élément d'obturateur, à l'intérieur du rebord 54 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 câble de tirage 17 du conducteur 2 à traiter. Les joints 15 et 16 sont fixés par des vis de façon à être interchangeables. Les dimensions de l'ouverture circulaire limitée par les deux gorges des joints 15 et 16 sont, dans chaque cas, adaptées à celle du câble de tirage. I1 résulte de ce qui précède que chacun des obturateurs 13 et 14 peut pivoter autour de l'axe de son articulation 49, 50 entre la position représentée à 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 13 et 14, le dispositif décrit comporte une came 12. C'est une pièce de forme tubulaire qui présente une face interne cylindrique 61 ajustée aux dimensions de la face cylindrique externe du manchon 48 de façon à coulisser sur ce manchon. Cette face 61 ne s'étend pas sur toute la longueur axiale de la came 12, mais seulement sur sa partie située du côté amont. Vers l'aval, à partir de l'extrémité de la face 61, la came 12 présente une première face interne 62 de forme tronconique présentant une très faible ouverture par rapport à l'axe du dispositif, cette ouverture étant, par exemple de l'ordre de 100, puis finalement une seconde face également tronconique 63 raccordée à la face 62 par un arrondi et dont l'angle d'ouverture par rapport à l'axe du dispositif atteint par exemple environ o 75 à 80 .On se rend compte que si, dans la position représentée au dessin, l'intérieur du segment tubulaire 7 est soumis à une pression, les éléments d'obturateur 13 et 14 vont être retenus en position fermée par les galets 55 s'appuyant sur la face 62 de la came 12. Dans sa position la plus avancée vers l'aval, la came 12 maintient donc les deux demi-obturateurs entièrement fermés.Les rebords 54 s'appuient contre l'extrémité arrière du segment tubulaire 45. A partir de cette position, si l'on déplace le tube 12 vers l'amont, les galets 55 roulent sur la surface de came 62, ce qui permet une ouverture, tout d'abord lente et progressivement plus rapide des deux demi-obturateurs 13 et 14.A partir du moment où les galets 55 sont en contact avec les arrondis entre les surfaces 62 et 63, la vitesse d'ouverture des deux demi-obturateurs augmente et les galets viennent en contact avec la face tronconique 63 contre laquelle ils s'appuient jusqu'au moment où les obturateurs sont entièrement ouverts. Dans la disposition représentée au dessin, la came 12 peut se déplacer jusqu'au moment où elle entre en contact avec la face aval de la bride 11. Toutefois, on peut prévoir un filetage sur sa face extérieure et un écrou engagé sur ce filetage, de manière que la longueur axiale de la came soit réglable, ce qui limite le déplacement vers l'amont au moment où cet écrou entre en contact avec la bride 11. Comme on l'a mentionné au début, le dispositif décrit est commandé par les deux vérins 5 et 6. Le joint principal est constitué par une pièce annulaire 8 (fig. 3) 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 66, et d'autre part, par une bague amont 67. Son diamètre extérieur est ajusté au diamètre interne de l'élément 46, lequel est solidaire de la bride 4. D'autre part, l'anneau 66 présente à sa périphérie, du côté aval, une saignée qui s'engage sur l'extrémité amont de l'élément tubulaire 45, tandis que la face amont de la bague 67 est plane et est destinée à s' appuyer par sa périphérie directement contre la partie centrale de la bride 4a qui comporte un rebord de centrage coopérant avec une saignée correspondante de la bride 4. Comme on l'a mentionné plus haut, la profondeur d'engagement du segment tubulaire 45 à l'intérieur du segment 46 peut être réglée à volonté par vissage des tirants 74 et 75 dans la bride 4. Le joint 8 peut être comprimé en utilisant les vérins 5 et 6 dont les tiges 9 et 10 peuvent agir sur la bride aval 61 du segment tubulaire 7. Des boulons de serrage 33 à écrous 34 permettent d'immobiliser le joint 8 en position. La contraction du joint aval 8 règle son diamètre par rapport à celui du câble 2 de façon à éviter les fuites d'eau lors du service régulier de l'installation. Avant d'intervenir pour serrer le joint 8, les tiges 9 et 10 des vérins 5 et 6 actionnent la came 12 réglant l'ouverture des deux obturateurs 13 et 14 qui portent les éléments 15 et 16 du joint auxiliaire. Lors de la mise en route de l'installation, l'extrémité aval du câble 2 est attachée à un fil de traction 17 disposé au préalable à l'intérieur de l'enceinte. Ce fil guide l'extrémité du câble 2 le long de l'enceinte jusqu'à ce qu'elle parvienne au joint principal 8. I1 s'étend à travers le joint auxiliaire, passe sur un cabestan disposé à l'extérieur et qui constitue le moyen d'entraînement du câble et est fixé à la bobine sur laquelle le câble va s'enrouler. Toutefois, dans la forme d'exécution décrite ici, le cabestan d'entraînement n'est pas nécessaire comme on le verra plus loin, de sorte que le fil 17 s'étend directement jusqu'à la bobine d'enroulement du câble disposé la sortie de la ligne de traitement. Le dispositif de retenue 18 disposé dans le segment tubulaire de grand diamètre 3 est constitué par une double chenille. I1 est porté par une plaque de support 19 fixée à l'intérieur de l'enceinte 3. I1 comprend quatre poulies 20 montées sur quatre arbres parallèles qui pivotent dans des paliers portés par la plaque 19. Deux des poulies 20 sont accouplées à des arbres 21 qui traversent la paroi de l'enceinte 3 dans des presse-étoupes 22 et qui peuvent être accouplés à des moteurs d'entraînement 121. Les poulies 20 guident deux bandes sans fin 23 qui passent sur des galets 24 et sur des éléments de rampe 25 montés eux-mêmes sur des supports à amortisseurs 26. Chaque rampe 25 comporte, comme on le voit dans l'exemple de la fig. 1, quatre galets 27.Chaque bande 23 est guidée par cinq rampes 25 et la disposition de l'ensemble est telle que lorsque l'extrémité aval du câble 2 parvient dans la région du dispositif 18, elle est saisie entre les deux bandes 23 et entraînée de façon forcée. Dès ce moment, sa vitesse d'avance est strictement réglée par la vitesse de rotation des poulies 20, laquelle est imposée par les moteurs d'entraînement 121. Ainsi, au moment où le joint auxiliaire s'ouvre par déplacement de la came 12, le câble ne subit aucune secousse. Les bandes 23 sont disposées dans un plan horizontal qui coupe l'enceinte 3 à peu près au niveau de son centre.Pour maintenir le câble 2 au niveau des bandes 23, il est prévu à l'amont du dispositif de retenue 18 un rouleau de support 28 qui s'étend horizontalement dans une direction perpendiculaire à l'axe de l'enceinte 3 et qui est porté par un plot 29 dont l'orientation est maintenue fixe par des éléments de guidage. Ce plot est traversé par une tige filetée 30, d'axe parallèle aux axes des poulies 20 et qui traverse également la paroi de l'enceinte 3. I1 est ainsi possible de régler la position du rouleau 28 en hauteur. Le dispositif de retenue est également équipé de brosses 31 en contact avec la face externe des bandes 23 de manière à assurer l'élimination des débris d'isolants ou autres impuretés susceptibles de s'être déposés sur les bandes et qui risqueraient de blesser les portions de surface du câble entre les bandes. L'enceinte 3 permet à l'aide de dispositifs de regard tels que le dispositif 32, de contrôler la position du câble dans le dispositif de retenue. Un de ces dispositifs de regard peut être situé par exemple à l'emplacement représenté en traits mixtes à la fig. 1, c'est-à-dire entre les deux paires de rampes amont, l'autre dispositif de regard étant diamétralement opposé ou décalé vers l'aval par rapport au dispositif 32. Par le fait que les bandes 23 du dispositif 18 sont entrainées à une vitesse réglée et par conséquent imposent au segment de câble qui arrive en amont du joint 8 une vitesse prédéterminée toute variation brusque de cette vitesse au moment de l'ouverture du joint auxiliaire est évitée. La vitesse d'avance peut être rigoureusement égale à la vitesse de passage de l'âme métallique du câble dans la tête d'extrusion située à l'amont de l'enceinte 1, de sorte que la courbe décrite par le câble dans l'enceinte garde en permanence la même forme. De plus, le cabestan de traction du câble qui, jusqu'à maintenant était nécessaire pour piloter la sortie du câble hors de l'enceinte n'est plus nécessaire. On peut donc disposer la bobine sur laquelle le câble vient s'enrouler, directement à la sortie de l'enceinte. Bien que la forme d'exécution du dispositif de retenue qui vient d'être décrite ait l'avantage de permettre la suppression du cabestan de traction, d'autres formes de réalisation de l'invention, plus simples, mais ne présentant pas cet avantage, sont également possibles. Ainsi, les moteurs 121 peuvent être supprimés, ce qui permet de supprimer également les presse-étoupes 22. Dans ce cas, les chenilles 23 agissent sur le câble comme de simples freins. Les supports 26 des rampes 25 peuvent comporter des vérins actionnés par une commande de fluide. Les fig. 4 et 5 représentent encore différentes variantes d'exécution de dispositifs de retenue agissant comme frein. Le dispositif représenté à la fig. 4 comprend trois paires de galets 122, 123, et 124 présentant chacun une gorge périphérique 126. Chacun de ces galets est porté par une béquille 127 dont l'extrémité supérieure est conformé de façon à constituer un piston 128 se déplaçant dans un cylindre 129. Les différents cylindres 129 sont fixés par des consoles 130 à la plaque 19 (voir fig. 2). Comme on le voit à la fig. 4, les pistons 128 sont percés d'un passage axial 131 dans lequel coulisse un frein 132. Pour la commande de ce frein, on peut prévoir deux variantes. Selon la première variante représentée à la partie gauche de la fig. 4, les pistons 128 présentent des perçages radiaux 133 qui font communiquer le passage central 131 avec le cylindre 129 du vérin. Ainsi, lors de l'injection de fluide dans la chambre supérieure du vérin, les béquilles 127 se déplacent en direction du câble 2, de sorte que ce dernier est pressé entre les gorges 126 des galets opposés et en même temps, les freins 132 sont actionnés, ce qui ralentit le câble. Selon la variante représentée à l'extrémité droite de la fig. 4, les passages 131 communiquent à l'intérieur des pistons 128 avec des conduits d'admission de fluide 134. On peut donc prévoir une commande différentielle des béquilles 127 et des freins 132. Dans une autre variante, le dispositif de retenue pourrait se réduire à une seule paire de galets tels que les galets 122 par exemple. Dans ce cas, les gorges 126 des galets 122 devraient être équipés de picots en forme de pointe pénétrant dans l'isolant du câble afin de réaliser un freinage plus énergique et d'éviter le glissement du câble. Le câble serait ainsi détérioré sur une certaine longueur. Toutefois, le dispositif de retenue 18 ne resterait en position d'actionnement que durant la période d'ouverture du joint auxiliaire, de sorte que la longueur de câble détériorée serait faible. En utilisant des dispositifs 18 tels que ceux qui sont représentés aux fig. 4 et 5, il est bien évident qu'un cabestan de tirage reste nécessaire à l'extérieur de l'enceinte. D'autre part, le nombre des paires de galets pourrait être différent de trois. Si l'on cherche à éviter toute détérioration de la surface du câble, on pourrait également prévoir de revêtir les galets 122, 123, 124 de bandages en un élastomère mou comme le néoprène, ce bandage présentant le profil prévu pour s'adapter au câble donc une gorge 126 dont le rayon de courbure correspond à celui du câble. REVENDICATIONS 1. Ligne de traitement à haute pression pour conducteur électrique isolé de grand diamètre, comprenant une enceinte fermée de forme tubulaire (3) dans laquelle le conducteur (2) est maintenu suspendu, une chambre de sortie (7) aval munie d'un joint principal (8), d'un joint auxiliaire (15, 16) et d'un dispositif d'ouverture du joint auxiliaire agissant au moment où l'extrémité aval du conducteur isolé parvient au niveau du joint principal (8), caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de retenue (18) disposé à l'intérieur de l'enceinte, au voisinage du joint principal et des moyens de commande qui font agir ledit dispositif de retenue sur le conducteur au moment de l'ouverture du joint auxiliaire de manière à régler la vitesse d'avance de son extrémité aval. 2. Ligne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de retenue (18) est agencé de manière à imposer à une portion du conducteur située en amont du joint principal une vitesse de déplacement prédéterminée commandée de l'extérieur de 1' enceinte. 3. Ligne selon la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif de retenue comprend un mécanisme à double chenille placé à l'intérieur de l'enceinte de manière à agir sur le câble en amont du joint principal, ce mécanisme étant entraîné de l'ex térieur de l'enceinte. 4. Ligne selon la revendication 3, caractérisée en ce que le mécanisme à double chenille comprend deux bandes sans fin montées sur des galets et disposées dans un même plan à l'intérieur de l'enceinte, au moins un des galets étant raccordé à un arbre de prise de force extérieur à l'enceinte à travers un joint étanche. 5. Ligne selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif de retenue comprend en outre, au moins un rouleau de support disposé sous le conducteur à l'amont du mécanisme à double chenille de façon à soutenir le conducteur au niveau des bandes sans fin d'entraînement. 6. Ligne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de retenue est un dispositif de frainage à galets. 7. Ligne selon la revendication 6, caractérisée en ce que le dispositif de freinage comporte au moins une paire de galets d'axes parallèles montés à l'intérieur de l'enceinte en amont du joint principal et capables de serrer le conducteur entre eux de manière à freiner son mouvement longitudinal. 8. Ligne selon la revendication 7, caractérisée en ce que les galets sont équipés de freins.