Brevet FR2535537A1 — publié le 19840504

PRtCEDE ET DISPOSITIF D'ETANCHEISATION DU PASSAGE D'UN CONDUCTEUR AU TRAVERS D'UNE PARDI La présente invention concerne un dispositif et un procédé d'étanchéisation du passage d'un conducteur au travers d'une paroi. Elle est particulièrement adaptée à l'étancnéisation des sorties de barres cathodiques dans les cuves pour la production d'aluminium par électrolyse ignée, selon le procédé Hall-Héroult. Dans ces cuves, la cathode est formée de blocs carbonés disposés à la partie inférieure du caisson métallique, chaque bloc carboné comportant un logement dans lequel est scellée une barre métallique, le plus souvent en fer ; ces barres traversent la paroi latérale du caisson et viennent se raccorder sur les conducteurs en aluminium qui assurent les connexions électriques entre les cathodes d'une cuve et les anodes de la cuve suivante dans la série. Pour différentes raisons, il est apparu nécessaire d'étanchéiser l'ouverture par laquelle les barres cathodiques sortent du caisson. Une des raisons est d'éviter que l'électrolyte, qui aurait pu acciden tellement s'infiltrer sous les cathodes, ne s'échappe à l'exténeur du caisson ; une autre raison est qu'il est préférable d'éviter les en trées d'air extérieur dans le caisson pour éviter la corrosion des parties métalliques internes sous l'action conjuguée de l'électrolyte fluoré qui a pu s'infiltrer et de l'orzgène de l'air. On peut eale- ment assurer par le même moyen 1' isolation électrique entre les barres cathodiques et le caisson métallique i# bo--ur-rages d'amiante actuelle ment utilisés donnent une assez bonne étanchéité, mais on sait que l'usage de ce matériau pose des problèmes d'hygiène et on cherche à en limiter l'emploi. Le procédé, objet de la présente invention, consiste à disposer autour du conducteur une boîte ouverte sur une face, dont les rebords viennent en appui sur la paroi, et qui est pourvue d'une première ouverture dont les dimensions et la forme coopèrent avec la forme et les dimensions du conducteur, et d'une deuxième ouverture sur laquelle on adapte de fa çon étanche un embout à fixation rapide que l'on connecte à un moyen d'injection d'un produit d'étanchéité, et par lequel on injecte, sous pression, ledit produit d'étanchéité. Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé comporte - une boite d'étanchéité sur une face dont les rebords viennent en ap pui sur la paroi et pourvue d'une première ouverture dont la forme et les dimensions coopèrent avec la forme et les dimensions du con ducteur et une deuxième ouverture dont la forme et les dimensions coopèrent avec la forme et les dimensions d'un embout d'injection - un embout à fixation rapide relié à un moyen d'injection d'un pro duit d1 étanchéité. Les figures 1 à 6 illustrent l'invention. La figure 1 schématise deux barres de sorties cathodiques sur la paroi d'un caisson de cuve d'électrolyse. La figure 2 représente une boîte d'étanchéité disposée sur une barre cathodique. La figure 3 représente un moyen de fixation rapide de l'embout d'injection sur l'orifice de la boite. Les figures 4 à 6 représentent, en coupe partielle, un embout d'injection muni d'un moyen d'étanchéité. La barre cathodique (1) sort du caisson (2) par une ouverture (3) laissant un jeu plus ou moins grand selon que l'on veut - ou non - assurer l'isolation électrique entre le caisson et la barre. En règle générale, on choisit souvent de mettre le caisson au potentiel cathodique par contact direct entre les barres cathodiques (1) et les rebords de l'ouverture, mais ce n'est pas une règle générale et l'invention permet aussi d'obtenir l'isolation électrique. Autour de chaque sortie, on place une boîte d'étanchéité (4) dont les rebords (5) viennent en appui sur le caisson (2) et dont la face externe (6) comporte une découpe (7) pour le passage de la barre cathodique (1). Les rebords (5) de la boîte sont soudes sur le caisson par un cordon continu (8) ou, plus simplement, par une série de points (9). La boîte, qui a été dessinnée de forme perallélépipédique sur la figure 2, peut revêtir des fourmes diverses, par exemple : cylindrique, hémis phérique ou en tronc de pyramide. Elle peut être obtenue par assez blage d'éléments ou, plus simplement, par emboutissage d'une tô7e,par exemple d'une tôle de 2 à 3 mm d'épaisseur. La boîte d'étanchéité comporte, en outre, de préférence en partie bau- tan un orifice d'introduction (10) d'un produit d'étanchéité. Il peut s'agir, par exemple, d'un raccord fileté nais, compte tenu du nombre élevé de boîtes que comporte une série de cuves d'électrolyse (par exemple 100 â 200 cuves: comportant chacune 20 ou 30 sorties cathodiques et meme 40 pour des cuves à très haute intensité), il est indispensable de prévoir un raccord rapide pour accélérer les opérations d'injection, par exemple un raccord "baionnette" (11) comportant un orifice circulaire (12) muni de deux encoches latérales (13) diamétra- lement opposées, dans lequel vient s'engager l'embout (11) muni de deux ergots (14) qui cooperent avec les encoches (13).A cet embout est raccordé un flexible (15) par lequel est amené, sous pression, le produit d' étanchéité. Pour des pressions élevées - quelques dizaines de bars - 1 'étanchéité de ce système de raccordement simplifié se révèle insuffisante et il est nécessaire de maintenir fernement en appui étanche l'embout du flexible d'injection contre la paroi (6) de la boîte d'étanchéité pendant toute la durée de l'injection. Ce résultat peut être atteint grâce au dispositif des figures 4 à 6, qui comporte un embout en deux parties : l'embout (17) proprement dit et le manchon d'étanchéité (18). L'embout (17) comporte : une partie terminale avant munie de deux ergots (14) qui coopèrent avec les encoches latérales (13) de l'orifice (12), une partie médiane avant munie de deux joints toriques de protection (19), une partie médiane arrière munie d'un filetage (20) et une partie arrière (21) sur laquelle est fixé le flexible (15). Le manchon d'étanchéité (18) est constitué par une bague, de préférence moletée pour faciliter la préhension, munie à l'avant d'un joint torique d'étanchéité (22) qui vient en appui sur la face externe de la paroi (6) de la boîte autour de l'orifice (12), et filetée inté rieurernent (23) sur la partie arrière, ce filetage interne (23) coopérant avec le filetage (20) de l'embout. Pour procéder à une injection de produit d'étanchéité, on relie le flexible (15) à un réservoir de produit d'étanchéité (non représenté) muni de moyens de mise en pression, on fixe l'embout (17) dans l'orifice (12) et on verrouille par rotation d'environ un quart de tour, puis on visse la bague d'étanchéité (figure 6) jUsqu'à ce que le joint (22) vienne en appui étanche sur la face externe de la paroi (6) de la bague d'étanchéité. On remarque que, dans cette position, les joints de protection (19) s'opposent à tout reflux du produit d'étanchéité, suintant inévitablement par le jeu (23) entre l'embout (17) et l'orifice (12) en direction du filetage (20) (23) qui, à défaut de cette disposition, nécessiterait un nettoyage sérieux après chaque injection. la durée totale d'injection d'une boite, y compris le temps de mise en place et de retrait de l'embout est ainsi réduite à quelques dizaines de secondes. EXEMPLE DE RESIISATICN. On a réalisé un dispositif selon l'invention, destiné à injecter du ciment à prise chimique dans les boîtes d'étanchéité d'une série de cuves d'électrolyse pour la production d'aluminium. Le ciment était injecté sous une pression de 40 bars à partir d'une centrale hydraulique. Comme il n'était pas possible de mettre sous pression l'ensemble d'un caisson de cuve d'électrolyse pour en vérifier l'étanchéité, on a effectué un test sur modèle. On a fabriqué un caisson cylindrique de 500 irrit de diamètre, avec bride supérieure sur laquelle est boulonné un couvercle au travers duquel passe une barre cathodique de 120 x 140 mm de sections. Sur ce couvercle et autour de la barre, est soudée la boîte d'étanchéité dont on veut vérifier l'efficacité. A 1' intérieur du caisson et autour de la barre, on a mis en place des briques et du béton pour simuler le passage des barres cathodiques dans le garnissage latéral d'une cuve d'électrolyse. L'extrémité de la barre est soudée au fond du caisson. Pour un type de boite d'étanchéité donné, on met en place le joint autour de la barre (tresses classiques ou béton selon l'invention). Le caisson, qui satisfait aux normes de sécurité relatives aux enoeintes sous pression, est ensuite branché sur le réseau d'air comprimé soit directement, quand on fait l'essai en pression, soit par l'intermédiaire d'un éjecteur, quand on travaille en dépression. Essai en pression : on règle la pression intérieur du caisson à 1,61,7 bars puis, après arrêt de l'admission de l'air comprimé, on mesure la décroissance de la pression en fonction du temps. Essai en dépression : on fait le vide partiel dans le caisson à l'aide de l'éjecteur à air comprimé : la valeur inférieure lue sur le manomètre dépend évidemment de la qualité du joint d'étanchéité. On mesure en outre, en statique, la chute de la dépression en fonction du temps. En raison de la bonne étanchéité qu'il procure habituellement, le joint formé de tresses d'amiante a été pris comme référence. Ces joints ont, par ailleurs, prouvé leur efficacité sur des cuves industrielles. Pour chaque essai de nouveau matériau de garnissage des boî- tes d'étanchéité, les résultats sont donc comparés à ceux obtenus avec des tresses d'amiante. Une étanchéité est jugée satisfaisante lorsqu'elle est comparable ou supérieure à celle réalisée avec le joint de référence, ce qui a éte le cas dans tous les tests de mise en oeuvre de l'iilvention, telle qu'elle a été décrite. L'invention est utilisable pour toute injection de produuts d'étanchéité, mais elle estparticulièrement adaptée à des injections qui doivent être effectuées en grandes séries et très rapidement, notamment lorsque le produit d'étanchéité est prévu pour durcir dans un délai assez court. REVENDICATIONS 10/ - Procédé d'étanchéisation du passage d'un conducteur au travers d'une paroi, caractérisé en ce que l'on dispose, autour du conducteur, une boîte ouverte sur une face, dont les rebords viennent en appui sur la paroi et qui est pourvue d'une première ouverture dont les dimensions et la forme coopèrent avec la forme et les dimensions du conducteur et d'une deuxième ouverture sur laquelle on adapte de façon étanche un embout à fixation rapide que l'on connecte à un moyen d'injection d'un produit d'étanchéité et par lequel on injecte, sous pression, ledit produit d'étanchéité. 2 / - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé d'étanchéisation selon revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte - une boîte d'étanchéité (4), ouverte sur une face, dont les rebords (5) viennent en appui sur la paroi (6) et pourvue d'une première ou verture (3) dont la forme et les dimensions coopèrent avec la forme et les dimensions du conducteur (1), et d'une deuxième ouverture (12), dont la forme et les dimensions coopèrent avec la forme et les dimensions d'un embout d'injection (11), - un embout à fixation rapide (11) relié à un moyen d'injection d'un produit d'étanchéité. 30/ - Dispositif selon revendication 2, caractérisé en ce que l'embout d'injection est constitué par l'association d'un embout (17) et d'un manchon d'étanchéité (18), l'embout (17) comportant : une partie avant qui s'adapte à la deuxième ouverture (12), une partie médiane avant munie de moyens d'étanchéité (19), une partie médiane arrière munie d'un filetage (20) et une partie arrière reliée au moyen d'injection du produit d'étanchéité, le manchon (18) comportant un moyen d'étan- chéité (22) venant en appui sur la paroi (6) et un filetage interne (23) qui coopère avec le filetage (20) de l'embout (17).