Brevet FR2453702A1 — publié le 19801107

Appareil de perçage. L'invention a pour objet un appareil de perçage pour conduits tubulaires de fluides sous pression, comportant un robinet formant organe de fermeture, et dont la clef montée de manière à tourner dans le corps du robinet, sert aussi bien à une fermeture provisoire à la suite du processus de perçage, qu'à une fermeture finale du conduit de raccordement branché sur le corps du robinet, tandis que le passage traversant ce corps et débouchant sur la clef, est rendu étanche par une garniture d'étanchéité montée dans le corps de l'appa- reil et venant s'appliquer sur la clef. Dans le cas d'un appareil de perçage connu de ce type, l'organe de fermeture est constitué par un robinet à bille, où la clef sphérique prSsen- te un alésage que peut traverser ltoutil perceur, ainsi qu'un alésage angulaire disposé dans un plan perpendiculaire au premier alésage, et permettant l'écou- lement vers le conduit de raccordement. Pour assurer la fermeture provisoire après le processus de perçage, il faut faire basculer cette clef sphérique transversalement autour d'un axe horizontal et, pour obtenir la fermeture finale, il faut la faire tourner par le haut, autour de l'axe vertical de l'appareil de perçage.L'inconvénient de cet appareil consiste en ce que lteffort nécessaire à sa commande, est très grand, risque la fermeture provisoire doit s'effectuer à partir de la tranchée des conduits, et que la fermeture finale après perçage nécessite le vissage direct sur l'appareil d'un mécanisme spécial pour com mander le robinet afin que l'on puisse faire basculer la clef sphérique autour de l'ase vertical de l'appareil. De plus, la constuction de cet appareil de perçage est très compliqué. On eonnait aussi des appareils de perçage comportant un robinet cylindrique dont la clef cylindrique qui peut tourner autour d'un axe horizon- tal et que l'on actionne repartir de la tranchée du conduit, ne sert qutà la fermeture provisoire après le perçage.Dans ce cas, il est prévu pour la fer meture finale une soupape filetée que l'on peut introduire axialement après retrait du dispositif de perçage en la vissant par le haut dans le corps de soupape de l'appareil. Le siège de ltorgane de fermeture se trouve alors au dessus de la clef cylindrique, ou bien il est forme par un évidement dans cet te clef servant à la fermeture provisoire. Dans les deux cas, on prévoit des organes de fermeture difIérents pour la fermeture provisoire et pour la fermeture fiaale, et le montage du dispositif de fermeture finale après la fin de procesaus de perçage est coûteux . L'invention a pour objet un appareil de perçage conçu de telle manière qu'en utilisant un seul organe de fermeture pour la fermeture provisoire et pour la fermeture finale, il ne soit plus nécessaire de modifier le montage pour assurer la fermeture finale après le perçage, la construction du support étant de plus très simple, et assurant une étanchéité parfaite. Le problème ainsi posé est résolu par les moyens décrits et définis ci-après. La clef du robinet en forme de pot, qui comporte dans son enveloppe cylindrique disposée horizontalement deux ouvertures, et qui s'ouvre dans le conduit de raccordement constitue un organe de fermeture très simple, servant à la fois pour la fermeture provisoire et pour la fermeture finale d'autre part, ltoutil de perçage peut être introduit pour le travail à travers les deux ouvertures alignées de l'enveloppe cylindrique en position d'ouverture tandis que l'écoulement du fluide utilisé vers le conduit de raccordement &num;'effectWu e par l'ouverture inférieure de ltenveloppe et l'ouverture terminale de cette dernière, qui aboutit à ce conduit de raccordement.Les fermetures provisoire et finale sont obtenues par rotation sur 90 de la clef en forme de pot pendant que l'ou- verture infé deure de la clef est amenée en dehors de la zone du passage traver- sant le corps du robinet et que la partie pleine de l'enveloppe cylindrique de la clef s'applique sur la garniture d'étanchEité. Le fond de la clef en forme de pof porte une saillie présentant un secteur denté servant à faire tourner la clef sous l'action d'une commande par une crePillère solidaire d'un écrou entralné lui-même par une broche filetée qui ne peut se déplacer vers le haut, est montée verticalement, en dehors de l'axe de perçage, dans le corps du robinet ; par suite, la rotation de cette clef peut être commandée dans les deux sens å tout moment pour assurer aussi bien la fermeture provisoire que la fermeture finale, par simple rotation de cette broche verticAle qui fait passer la clef de sasposition d'ouverture à sa position de fermeture. Il ntest donc plus nécessaire de modifier le montage de la commande du robinet lorsqu-'on veut passer d'un mode de fermeture à l'autre. Etant donné que la broche ewt commandée par le haut, on peut monter directement sur le carré de cette broche une tringlerie de commande aboutissant à une prise d'eau dans la rue. Suivant un autre aspect de l'invention, l'axe de ltenveloppe cy lindrique de la clef est décalé obliquement vers le haut avec une double excentricité par rapport à l'axe du systène de gorges portant la clef.Cette double excentricité oblige l'enveloppe eylindrique de la clef à passer au cours de la rotation de celle-ci, de sa position d'ouverture à sa position de fermeture en repoussant vers le bas 12 garniture d'étanchéité qui se broute ainsi comy~iméc et s'applique en position de fermeture avec une force accrue contre ltenvelop-- cylind-ique. La doubie ezeentricité vers le h ut et à 45 est tel que, sous l'e - fet de la rotation de la clef, le décalage latéral, apparaissant inéritablement dans une direction en plus du décalage --sertical de i'enveloppe cylindrique pen dant les premiers 45 de cette rotation, s'effectue en sens opposé pendant les 45 suivants ainsi ces décalages latéraux se compensent. Par suite, l'envelop- pe cylindrique se trou-.e,aussi bien en position d'ouverture qu'un position de fermeture sous compression, placée au contact direct de la garniture d'étanchéité et les déformations se répartissent uniformément le long de la surface de la garniture d'étanchéité. Si la face transversale de l'extrémité en dos d'âne de la garni- ture, qui assure ltétanchéité de la clef est arrondie, ainsi que le bord de l'ouverture de l'enveloppe cylindrique glissant sur cette face transversale, ceci oblige la garniture à bien s'appliquer sur l'en-seloppe et cette ou- > erture a glisser doucement sur 12 garniture pendant la rotation de la clef. Bes bagues portant la clef peuvent être des bagues fendues en matière synthétique pernettent à la clef de tourner facilement dans ces bagues, meme après un long usage et la fente des bagues leur permet un montage facile dans les gorges des paliers. Les éléments intérieurs de l'appareil de perçage peuvent être établis en un matériau qui n'est pas suJet a corrosion de manière à éviter d'une manière sûre toute formation de rouille entre ces éléments intérieurs, et à conserver intégralement le bon fonctionnement de tous les déments mobiles pendant une longue durée. II est avantageus d'établir en une seule pièce l'enveloppe cylindrique en forme de pot reposant par des gorges sur les paliers, présentant des ouvertures et comportant un secteur denté pour son entraînement, une telle pièce étant obtenue par pulvérisation,sur des fibres de verre de soutientd'une ma- tière synthétique la clef est ainsi non seulement résistante à la corrosion, mais peut être obtenue très simplement et à peu de frais. On peut encore renforcer cette clef en matière synthétique pulvérisée en formant par la pulvérisa- tion les nervures du secteur denté, nervures dirigées vers le tond du pot constituant la clef. En établissant la troche de commande et son écrou en acier inoxydable et en laitons on obtient un bon assemblage résistant à la corrosion itt l'utilisation de butées métallique sur la broche et sur ltécrou, bu bien sur le C07p8 même de l'appareil, les forces apparaissant = la fin des mouvements -'ouverture et de ferneture sont absorbées par ces butées de telle sorte que les clefs obtenues avec leur secteur denté par pulvérisation de matière synthétique n'ont guère à absorber que les forces de frottement apearaissant sur la garnitu- re 'étanchéité au cours de la rotation de la clef. On va maintenant décrire une forme d'éxécution de l'invention beprésentée à titre d'exemple aux dessins Ci-JOints où : La fig. 1 - est une coupe verticale suivant la ligne I-I de la Fig. 2 d'un appa reil de perçage conforme à l'invention, la coupe sur la moitié gauche passant par le milieu de l'appareil et celle sur la moitié droite passant par l'engrenage à secteur denté, La-fig. 2 - est une coupe transversale du même appareil suivant la ligne II-II de la fig. 1. La fig.3 - est une coupe verticale du même appareil suivant la ligne III-III de la fig. 1. La fig. 4 - est un schéma de principe montrant le décalage à double eXcentricité de l'enveloppe cylindrique. L'appareil de perçage représenté aux figs 1 à 3 comprend un corps 1 moulé en une saule pièce avec le collier 3 à placer sur le conduit tubulaire 2 à percer (fig. 2). La clef cylindrique 4 qui peut tourner à l'intérieur du corps 1 prdsente,dans son enveloppe cylindrique 5, deux ouvertures circulaires 6 et 7 diamétralement opposées, dont le diamètre est légèrement supérieur à celui de trou à percer dans le conduit 2.La clef cylindrique 4 présente la forme d'un pot dont ltouverture libre 8 forme le débouché vers l'anneau de raccordement fileté 9 dans lequel vivant se visser le conduit de raccordement que lton branche sur le conduit principal 2 et dOnt le détail n'est pas représent4. Le fond 10 de la clef 4 porte un prolongement 11 constituant un secteur denté. L'enveloppe cylindrique 5 présente à chaque extrémité une gorge 11 ou 12 destinée 2 recevoir une bague fendue 14 ou 15 en matière synthétique venant reposer sur les surfaces portantes usinées 16 ou 17 du corps 1 de l'appa- reil, de telle sorte que la clef 4 peut tourner autour de l'axe horizontal 18. La paroi ou enveloppe cylindrique 5 qui présente ses ouvertures 6, 7 et ses gorges d'appui 12, 13 et comporte le fond de pot 10 avec le secteur denté 11, forme la clef 4 qui est obtenue en une seule pièce a partir d'une projeetion pul vérisée d'une mavire syntilétique renforcée par des fibres de verre. Pour raidir eet ensembleSdes nervures 19 normées par pulvérisation partent du secteur denté tl vers le fond 10 du pot constituant la clef. Une broche de commande 21 disposée en dehors de l'axe de perçage 20 s'étend verticalement dans le corps 1 sans pouvoir se déplacer vers le haut. le filetage 22 de cette broche en acier inoxydable est en prise avec un écrou en laiton 23. Ce dernier porte, du c8té regardant le secteur denté 11 de la clef 4, un élément de crémaillère 24 dont les dents 25 engrènent avec les dents 26 du secteur denté qu'elles entraînent. Les faces transversales supérieu re 27 et inférieure 28 de l'écrou 23 forment des butées métalliques limitant les mouvements d'ouverture et de fermeture de la clef 4.La face transversale supérieure 27 vlJht s'appliquer sur le collet 29 de la broche de commande 21, formant contre-butée et la face transversale inférieure 28 vient s'appliquer au contact du disque d'arrêt 30 incorporé au corps 1 de l'appareil. Un élément tubulaire en caoutchouc constitue la garniture d'étanchéité 32 qui est montée dans le passage 31 traversant le corps 1 entre ltemplacement du conduit 2 et la clef 4. L'extrémité supérieure 33 de cette garniture vient s'appliquer d'une manière étanche au contact de la paroi cylindrique 5 de la clef 4. A cet effet, cette extrémité supérieure de la garniture 32 présente un profil en dos d'âne, dont le bord transversal extrême est arrondi. L'ouverture circulaire 6 de la paroi cylindrique 5 qui glisse par-dessus cette extrémité en dos d'âne 33 de la garniture 32 présente également un bord-arrondi 34. Au droit du passage 31 traversant le corps 1, il est prévu un manchon métallique de renforcement 35 noyé dans la garniture laquelle il est assuJetti par vulcanisation. Ce manchon de renforcement 35 pressente une saillie annulaire intérieure 36 dépassant légèrement la surface intérieure de la garniture 32 de manière à guider ltoutil de perçage à utiliser.La bague d'étanchéité 32 est maintenue dans sa position de montage par un bossage 38 logé dans une rainure 37 du passage 31 et il assure en même temps l'étanchéité entre l'élément de collier 3 porté par l'appareil et le conduit 2 à percer. C'est pourquoi la garni- ture 32 montée dans le passage 31 comporte à son extrémité inférieure un prolongement ou bride ,9 dont la face regardant le conduit 2 présente un bourrelet annulaire de profil semi-circulaire en forte saillie 40 destiné å compenser les différences d'épaisseur du conduit 2. La fig. 4 représente le décalage par double excentricité de l'axe 41 de ltenveloppe cylindrique 5 par rapport à l'axe 18 des gorges 12, 13 par lesquelles la clef est portée, ce décalage étant dessiné pour chacune des positions, ouverture et fermeture, de la clef.Dans le cas de ltouverture, cet axe 41 de l'enveloppe cylindrique 5 est décalé par rapport à l'axe 18 des gorges, suivant une oblique à 450 vers le haut et l'enveloppe cylindrique 5 se trouve alors comme représenté en traits pleins appliquée d'une manière uniforme sur ltextrémité en dos d'âne 33 de la garniture d'étanchéité 32. Pendant la rotation autour de l'axe 18 sur 60 , la clef passe de sa position d'ouverture à sa position de fermeture et l'axe 41 de l'enveloppe cylindrique ctabaisse jusqu'à la position 41 ' pour laquelle la surface extérieure de cette enveloppe occupe la position 5 dessinée en traits interrompus. Pour cette position de fermeture, ltenveloppe 5' comprime davantage ltextrémité en dos d'âne 33 de la garniture 32 d'une manière uniforme sur tout son pourtour., de telle sorte que l'on obtient une application sous forte pression avec une bonne étanchéité. A la suite du décalage de l'axe $\ du cylindre vers le haut suivant une oblique à 45 , cet axe se dépiace-en dehors pendant les premiers 450 de sa rotation en plus de son déplacement vers le bas et pendant les 45 suivante de sa rotation, il est ramené en dedans, en même temps qu'il continue son mouvement vers le bas de telle sorte que lwenveloppe cylindrique 5 repose toujours symétriquement sur la garniture 33. Pour le perçage, on amène le robinetJaprès la fixation par vissage du conduit 2, en position d'ouverture en agissant sur la broche filetée 21 afin d'amener les ouvertures 6 et 7 du cylindre ltune au-dessus de l'autre, Après enlèvement du capuchon de fermeture 42, on peut introduire l'outil de per çage à l'intérieur de l'appareil en lui faisant traverSer ces ouvertures 6 et 7 et le guidage constitué par la saillie intérieure 36 du manchon métallique de renforcement 35. A la fin du processus de perçage, on retire ltoutil perceur et on ramène la clef 4 du robinet à sa position de fermeture par rotation de la broche 21 agissant sur l'engrenage 11, 24. Après remise en place du capuchon de fermeture 42, la clef agit comme organe de fermeture finale et lton peut en actionnant la broche 21 découvrir ou fermer le conduit de raccordement afin que le fluide puisse stécouler, par le passage 31 traversant l'appareil, ltouveFture 6 de ltenveloppe cylindrique et ltouverture 8 dans le fond du pot formant la clef, vers le raccord annulaire fileté 9 et de là, dans le conduit de raccorde ment. REYENDICATIONS 1 - Appareil de perçage pour conduits tubulaires soumis à pression, comportant un organe d'arrêt constitué par un robinet dont la clef peut tourner dans le corps de l'appareil de manière à assu rer une fermeture provisoire après le travail de l'outil de per çage aussi bien que la fermeture finale du conduit de raccorde- ment partant du corps de l'appareil tandis que le passage,tra versant ce corps de l'appareil en direction de la clef, est rendu étanche par une garniture annulaire d'étancheité placée dans ce corps et s'appliquant au contact de la clef, cet appareil étant caractérisd par la combinaison des points suivants :: a) ltorgane d'arrêt est constitue par un robinet à clef cylindrique en forme de pot dont l'enveloppe cylindrique présente deux ouvertures circulaires diamvetralement opposées dont le dia mètre est supérieur à celui du trou à percer. b) ltenveloppe cylindrique de la clef est montée horizonta lement de manière à pouvoir tourner dans le corps de l'appareil par l'intermédiaire de gorges ou de collets d'appui prévus à ses extrémités, une ouverture étant ménagée dans le fond du pot, pour assurer le raccordement avec l'écoulement du fluide du conduit. c) le fond du-pot porte, pour ltentralnement de la clef une saillie en forme de secteur denté par lequel peut être effec tuéeune rotation de la cléf sur 900. d) unb broche filetée maintenue verticalement, sans pouvoir se déplacer vers le haut, dans le corps de l'appareil en dehors de l'axe de perçage est en prise par son filetage avec un écrou solidaire d'un éliment de crémaillère extérieur, les dents de cette crémaillère engrenant avec celles du secteur denté porté par la clef. 2 - Appareil de perçage suivant la revendication 1 caractdrisé par le fait que 1'axe de l'enveloppe cylindrique est décalé par rapport à l'axe défini par les gorges ou collets porteurs de la clef, ce décalage étant,en position d'ouverture de la clef, celui d'une double excentricité suivant une inclinaison à 450 vers le haut d'un c8té ou le ltautre, tandis que l'axe de rotation du secteur denté se confond avee l'axe défini par les gorges porteuses. a- Appareil de perçage suivant les revendications 1 et 2, caracté risd par le fait qu'il est prévu une bague d'étanchéité consti tuée par un tronçon de tube élastique en caoutchouc monté dans le passage traversant le corps de ltappareil vers la clef et dont l'extrémité supérieure à profil en dos d'âne appliquée au contact de ltenveloppe cylindrique de la clef pour assurer l'étanchéité de celle-ci est arrondie le long de son bord extrê me, tandis que le bord de l'une des ouvertures circulaires de ltenveloppe cylindrique de la clef qui glisse sur ce bord extrême est également arrondi. 4 - Appareil de perçage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait que des bagues fendues en matière synthétique introduites dans les gorges porteuses ménagées aux deux extrémités de ltenveloppe cylindrique, forment partie des paliers, en se plaçant sur des surfaces correspondantes du corps de l'appareil. 5 - Appareil de perçage suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que les organes montés à l'intérieur de l'appareil sont établis en un matériau résistant à la corrosion. 6 - Appareil de perçage suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que la clef constituée par l'enveloppe cylindrique et comportant son fond de pot et l'ouverture de ce pot, les gorges ou collets porteurs rt les ouvertures de cette enveloppe,est obtenue en une seule pièce avee le secteur denté par pulvérisation d'une matière synthétique ren forcée par des fibres de verre. 7 - Appareil de perçage suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que le secteur denté est raidi par des nervures s'étendant jusqu'au fond du pot constitué par la clef. 8 - Appareil de perçage suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que la broche filetéefoomman- dant la rotation de la clef, est établie en acier inoxydable et que ltécrou portant la cremaillère est en laiton, les faces transversales de l'écrou étant associées à des contre-butées formées sur le corps de l'appareil ou à des butées métalliques formées sur la broche filetée de manière à limiter les mouvements d'ouverture et de fermeture de la clef. 9 - Appareil de perçage suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par un manchon métallique de renforce ment entourant le passage traversant le corps de l'appareil et noyé avec vulcanisation dans la garniture d'étanchetté, ta surface périphérique intérieure de ce manchon faisant saillie en tout ou > artie vers l'intérieur au-delà de la surface inté rieure de la bague d'étanchéité en traversant cette dernière de manière à former un guidage pour l'outil de perçage. 10 - Appareil de perçage suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que la garniture d'étan- chétté est maintenue à sa place de montage par un ou plusieurs bossages en prise avec des gorges ménagées dans le passage traversant la clef. 11 - Appareil de perçage suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé par le fait que la bague ou garniture d'étanchéité, formée par un tronçon de tube en caoutchouc et qui est montée dans le passage traversant le corps de l'appa- reil, présente en son extrémité inférieure une bride ou pro longement assurant l'étanchétté d'un élément de collier monté sur le conduit à percer et entourant ltemplacement du trou à percer, cette bride présentant sur sa face regardant ce dernier conduit un bourrelet annulaire semi-circulaire en forte saillie.