Brevet FR2533770A1 — publié le 19840330

L'invention concerne d'une manière générale-les connecteurs, et plus particulièrement un ensemble perfec- tionné à connecteur et câble dans lequel le câble est scellé hermétiquement au connecteur. Des dispositifs de mesure de température et autres sont souvent utilisés dans des équipements soumis pério- diquement à des conditions extrêmes de température Ainsi, par exemple, des thermocouples sont largement utilisés dans des coeurs de réacteurs nucléaires Bien que les thermocouples eux-mêmes soient habituellement conçus pour supporter des conditions extrêmes prévues, on rencontre d'importantes difficultés lors de l'utilisation de tels dispositifs, car les connecteurs reliant les thermocouples aux instruments ne sont pas capables de supporter des conditions extrêmes; 1 en a été ainsi d'un tel disposi- tif utilisé dans la centrale nucléaire de Three-Mile Island Les dispositifs de contrôle de température et autres instruments sont devenus inopérants lors de l'acci- dent, ce qui a eu pour résultat une perte de fluide de refroidissement. Des connecteurs classiques utilisés de façon caractéristique pour être reliés à des câbles de thermo- couples et autres comprennent des éléments en matière plastique qui se dissocient à une température élevée et/ou d'autres éléments qui ne protègent pas convenablement l'extrémité du thermocouple des conditions extrêmes de température, d'humidité et autres Les thermocouples eux-mêmes sont habituellement isolés à l'aide d'un oxyde de magnésium ou autre et ils sont hydroscopiques, de sorte qu'ils doivent être protégés de l'humidité s'ils doivent fonctionner dans toutes les conditions souhaitées. Il est donc nécessaire de disposer d'un connec- teur perfectionné, pouvant être posé sur place et capable de remplacer des connecteurs existants pour thermocouples et autres câbles installés dans des réacteurs nucléaires et dans d'autres équipements De tels connecteurs doivent être capables de sceller hermétiquement les thermocouples et doivent résister à des températures et des pressions élevées, à la corrosion, etc Les connecteurs doivent également être conçus pour être posés rapidement et commo- dément sur des thermocouples fixes tels que ceux qui sont noyés dans du béton, de façon à former des connexions scellées hermétiquement. L'invention satisfait tous les besoins indiqués ci-dessus Elle a donc trait à un ensemble perfectionné à connecteur et câble, scellé hermétiquement, résistant à la chaleur, dans lequel le câble peut être un câble de thermocouple ou autre La connexion entre l'extrémiî é du câble et une fiche d'instrument est scellée hermétique- ment à l'intérieur d'un corps de connecteur afin d'être protégée contre l'humidité, la corrosion, des températures et pressions élevées, etc. Le corps du connecteur présente un canal central le traversant sur toute sa longueur et dans une première extrémité duquel pénètre le câble alors qu'une fiche du connecteur pénètre dans l'extrémité opposée du canal. Un élément diélectrique, tel qu'un disque de verre ou de céramique ou autre, traversé d'ouvertures, est disposé contre l'extrémité du câble à l'intérieur du canal du corps du connecteur et des conducteurs sortant du câble passent dans les ouvertures de l'élément diélectrique et pénètrent dans des broches creuses faisant partie de la fiche du connecteur Les broches sont serties sur les conducteurs Des écrous de blocage coopèrent avec des cônes d'étampage pour sceller hermétiquement le câble et la fiche sur le corps du connecteur afin que les conduc- teurs du câble soient totalement protégés de l'humidité, de la température, de la corrosion, etc. Les ouvertures de l'élément diélectrique sont obliques de manière à déployer les conducteurs pour qu'ils soient convenablement alignés sur les broches de la fiche. Ces broches butent contre la face de l'élément diélectri- que et, de préférence, l'une des broches est plus longue que l'autre et pénètre dans un évidement entourant l'une des ouvertures de l'élément diélectrique afin d'assurer l'orientation convenable des broches des conducteurs. Les extrémités opposées des broches sont protégées. Le corps du connecteur, les écrous, la gaine du câble et la fiche peuvent être réalisés en métal résis- tant à la corrosion à haute température ou autre et l'élé- ment diélectrique peut être réalisé en céramique, en verre, etc De préférence, les conducteurs du câble forment des thermocouples entourés d'oxyde de magnésium destiné à les isoler à l'intérieur de la gaine du câble L'inven- tion sera décrite plus en détail en rèegerd du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure unique est-une élévation schématique, à échelle agrandie et avec coupe partielle, d'une forme préférée de réalisation de l'ensemble perfectionné selon l'inven- tion. En se référant à présent plus particulièrement à la figure unique du dessin annexé, on y voit représenté un ensemble perfectionné selon l'invention qui est illus- tré schématiquement à échelle agrandie et en coupe par- tielle L'ensemble 8 comporte donc un corps 10 de connec- teur qui est allongé, qui résiste à la chaleur et qui est traversé longitudinalement par un canal central 12. Un câble 14, comprenant une gaine extérieure 16 résistant à la chaleur et deux conducteurs espacés 18 et 20, formant un thermocouple et disposés et maintenus en position à l'intérieur de la gaine par une matière thermiquement isolante 22, par exemple de l'oxyde de magnésium qui est fortement tassé autour des conducteurs 18 et 20, est glissé dans une extrémité 24 du canal 12. Il convient de noter que les conducteurs 18 et 20 sortent de l'extrémité 26 du câble à l'intérieur du canal 12 et pénètrent dans un élément diélectrique 28 en forme de disque, en passant dans des ouvertures 30 et 32 qui traversent cet élément 28 Les conducteurs 18 et 20 sortent de la face opposée 34 de l'élément 28 et pénètrent dans des ouvertures 36 et 38 formées dans des broches 40 et 42, respectivement, d'une fiche 44 du connecteur qui est glissée dans l'extrémité opposée 46 du canal 12 Comme représenté également sur la figure unique, les broches 40 et 42 sont fermées à leurs extrémités 48 et 50 et sont serties, à leur extrémité opposée, autour des conducteurs 18 et 20 qu'elles serrent étroitement. Il convient en outre de noter que la broche 40 est plus longue que la broche 42 et qu'elle pénètre dans un évidement 52 entourant l'ouverture 30 et ménagé dans la face 34 de l'élément diélectrique 28 Ceci facilite le positionnement de la fiche 44 en alignement sur les conducteurs 18 et 20 -De plus, ceci permet à la broche convenable d'être connectée au conducteur approprié d'un point de vue électrique Il convient en outre de noter que les ouvertures 30 et 32 sont obliques de manière que les conducteurs 18 et 20 s'écartent l'un de l'autre pour se placer en alignement convenable sur les broches espa- cées 40 et 42. La fiche 44 peut comprendre un corps cuit en métal fritté ou autre Les broches 40 et 42 peuvent être constituées, respectivement, de chrome métallique et d'aluminium métallique ou autre De plus, les broches 40 et 42 peuvent être entourées, à l'intérieur de la fiche 44, d'un ou plusieurs éléments 54 en résine électrique- ment isolante et/ou en toute autre matière telle qu'une céramique Il convient de noter que les extrémités 48 et 50 des broches 40 et 42 de la fiche 44 apparaissent à l'intérieur d'une cavité 56 située à une extrémité 58 de l'ensemble 8 pour permettre une connexion aisée sur des dispositifs de mesure ou autres (non représentés). Cette extrémité 58 peut également présenter un filetage extérieur 60 facilitant l'interconnexion avec de tels instruments. Un premier écrou 62 de verrouillage est vissé de façon amovible sur une extrémité 63 du corps 10 du connecteur et un cône 64 d'étampage est disposé dans une zone oblique située entre l'extrémité 63 et l'écrou 62 et au-dessus du câble 14 L'écrou 62 de serrage monté sur le corps 10 a pour effet de sceller hermétiquement et étroitement le câble 14 dans l'extrémité 24 à l'aide du cône 64 d'étampage Un second écrou 66 de verrouillage est vissé de façon amovible sur l'extrémité opposée 68 du corps 10 et un cène 70 d'étampage est disposé dans une zone oblique entourant la fiche 44 et située entre l'ex- trémité 68 et l'écrou 66 Par conséquent, lorsque l'écrou 66 est serré sur le corps 10, là fiche 44-est scellée hermétiquement en position dans l'ensemble 8 par le cône d'étampage Ainsi, le câble 14 est totalement protégé de conditions excessives d'humidité, de température et de pression élevées et de corrosion, en particulier au point o les conducteurs 18 et 20 sortent de l'extrémité 26 du câble et passent à travers l'élément diélectrique 28 pour pénétrer dans les broches 40 et 42. Le corps -10 du connecteur, l'enveloppe 44, le câble 14, l'élément diélectrique 28, les écrous 62 et 66 et les cônes 64 et 70 sont très aisés à assembler les uns aux autres sur place pour former l'ensemble perfec- tionné 8 Ainsi, le corps 10, sur lequel les écrous 62 et 66 et les cônes 64 et 70 sont montés librement en posi- tion, est habituellement d'abord glissé sur l'extrémité libre du câble 14 jusqu'à un point faisant apparaître l'extrémité 26 du câble Puis l'élément diélectrique 28 est mis en position de manière que les conducteurs 18 et le traversent Ensuite, la fiche 44 est alignée sur les conducteurs 18 et 20, ces derniers sont introduits dans les broches 40 et 42, puis celles-ci sont serties sur les conducteurs 18 et 20 Le corps 10 - est ensuite glissé en contact complet avec la fiche 44 et les écrous 62 et 66 sont serrés-l'un vers l'autre pour former l'en- semble complet 8 qui protège de façon tout à fait hermé- tique les conducteurs 18 et 20 et l'extrémité 26 du câble. Il convient de noter qu'il est possible d'utiliser tout nombre quelconque de conducteurs, avec un nombre cor- respondant de broches de la fiche, et que la fonction du câble 14 peut être autre que celle d'un câble de thermo- couple L'ensemble 8 peut être utilisé partout o il est nécessaire de sceller hermétiquement un câble sur un con- necteur pour protéger le câble et le connecteur de-détério- rations dues à une température élevée, une pression élevée, à la corrosion, à l'humidité et autre. L'ensemble 8 peut être assemblé très rapidement sur place, en quelques secondes, sans outils spéciaux, hormis des pinces à sertir ou autres, et des pinces ou une clef pour les écrous 62 et 66, alors que le remplacement de connecteurs classiques pour thermocouples de réacteurs nucléaires et autres demande de longues opérations Attendu qu'une installation donnée comprend habituellement de nombreux thermocouples et autres, l'utilisation du dis- positif selon l'invention permet de substantielles écono- mies de temps et d'argent. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'ensemble décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Ensemble perfectionné à connecteur et câble- scellé hermétiquement et résistant à la chaleur, carac- térisé en ce qu'il comporte un corps allongé ( 10) de connecteur résistant à la chaleur, traversé par un canal longitudinal central ( 12), un câble gainé ( 14) qui con- tient plusieurs conducteurs espacés ( 18, 20) et qui peut être glissé dans une première extrémité ( 24) du canal de manière que les conducteurs sortent du câble à l'inté- rieur du canal, un élément diélectrique ( 28) traversé longitudinalement par des ouvertures ( 30, 32) dans les- quelles sont disposés les conducteurs, cet élément étant placé à proximité du câble, à l'intérieur du canal, une fiche ( 44) de connecteur résistant à la chaleur, introduite dans l'extrémité ( 46) du canal opposée à celle contenant le câble, cette fiche comportant plusieurs broches creuses parallèles et espacées ( 40, 42) qui la traversent longitudinalement, qui sont alignées sur les- dites ouvertures de l'élément diélectrique et qui reçoivent lesconducteurs, et des moyens de verrouillage comprenant des premier et second écrous ( 62, 66) de ver- rouillage résistant à la chaleur, vissés de façon amo- vible sur des extrémités opposées du corps, un premier cône ( 64) d'étampage disposé de façon amovible autour du câble, entre le premier écrou et l'extrémité adjacente du corps, et un second cône ( 70) d'étampage disposé autour de la fiche, entre le second écrou et l'extrémité adjacente du corps, les écrous de verrouillage et les cônes d'étam- page scellant hermétiquement le câble et la fiche en posi- tion à l'intérieur du corps du connecteur de façon à pro- téger hermétiquement les conducteurs du câble-et l'inté- rieur du câble. 2 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les broches de la fiche sont fermées à leurs extrémités ( 48, 50) opposées à celles recevant les conduc- teurs du câble. 3 Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ouvertures dé l'élément diélectrique divergent pour écarter les conducteurs du câble et les aligner sur les broches. 4 Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que la surface de l'élément diélectrique adjacente aux broches présente un évidement ( 52) de réception d'une broche entourant l'une des ouvertures afin de faciliter l'alignement convenable des broches sur les conducteurs. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que les écrous du corps, le câble et la fiche sont en métal et en ce que l'élément diélectrique comprend un disque céramique. 6 Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que la fiche est destinée à être connectée à un ther- mocouple de coeur de réacteur nucléaire.