Brevet FR2549307A1 — publié le 19850118

La présente invention concerne un appareil électrique pour utilisation en milieu marin et en atmosphère explosive, qui comporte des composants électriques inclus dans une enceinte de sécurité du type EXD et qui sont susceptibles d'être réunis à une alimentation en courant par des moyens de raccordement appropriés. I1 peut s'agir, en particulier, d'un projecteur d'éclairage pour la recherche pétrolière. On entend par "enceinte de type EXD" une enceinte répondant aux normes de sécurité qui la rendent anti-déflagranite, c'est-à-dire que l'enveloppe de l'enceinte résiste à une explosion interne et empêche la transmission de l'explosion à l'atmosphère explosive environnante de l'en- ceinte. Une telle enceinte permet d'y inclure du matériel électrique ordinaire. Dans les projecteurs d'éclairage utilisés en milieu marin et en atmosphère explosive, l'enceinte EXD, qui comporte une fenêtre antérieure bouclée par un nombre de vis voisin da la dizaine, renferme notamment la lampe à décharge, son réflecteur, parfois l'appareil d'alimentation et des bornes de raccordement. Pour avoir accès à ces bornes et procéder au raccordement à un câble d'alimentation, il est nécessaire d'ouvrir la fenêtre fermée par multiple vis et, dans certains cas, démonter la lampe et son réflecteur ainsi que le presse-étoupe EXD prévu au travers de la paroi. En moyenne, pour effectuer un tel raccordement dans les règles de l'art sur différents types de projecteur d'éclairage et en travaillant sur établi, le temps de travail est de 24 minutes par projecteur. La présente invention a pour but de réduire le temps de raccordement et, également, de garantir qu'une fois que le projecteur a été monté en usine en respectant scrupuleusement les conditions qui rendent l'enceinte conforme aux normes EXD, cette conformité ainsi que les différents équipements internes admissibles ne seront pas dénaturés à l'occasion du raccordement au câble d'alimentation, soit par de mauvaises manipulations, soit par un raccordement de presse-étoupe EXD non conforme ce qui est malheureusement fréquent, soit aussi par une fermeture incomplète de la fenêtre du projecteur. A cet effet, l'invention propose un appareil du type précité dans lequel les moyens de raccordement sont compris dans une chambre séparée de l'enceinte EXD mais directement adjacente à ladite enceinte, sans communication entre le volume de l'enceinte et celui de la chambre. Dans la pratique, la chambre est définie par des parois formant parties intégrantes de celles qui délimitent l'enceinte EXD et par un couvercle démontable. La chambre est ainsi intégrée par conception à la forme de l'enceinte du projecteur, et non un élément rapporté et raccordé à cette enceinte. Cette chambre doit, comme 1 'enceinte, répondre à des normes de sécurité mais, dans son cas, une sécurité de type EXE (sécurité augmentée) suffit. La sécurité EXE consiste à appliquer des mesures pour éviter la possibilité de températures excessives et l'apparition d'arcs ou étincelles à l'intérieur ou l'extérieur du matériel électrique qui n'en produit pas en service normal. Pour garantir la sécurité de l'ensemble de l'appareil, la jonction électrique entre les moyens de raccordement compris dans la chambre et les composants électriques inclus dans l'enceinte, est de type EXD. Grâce à ces dispositions, pour procéder au raccordement de l'appareil à un câble d'alimentation, il suffit d'ouvrir la chambre EXE pour avoir accès direct aux bornes. Le démontage de la fenêtre, de la lampe et du réflecteur devient inutile et la durée moyenne de travail sur établi, pour le raccordement, peut entre ramenée à 7 minutes par projecteur. Dans les enceintes EXD des projecteurs, le système d'étanchéité au niveau du joint entre la fenêtre et le reste de la structure, doit être tel qu'en cas d'explosion intérieure, les éventuelles particules incandescentes puissent être soufflées vers l'extérieur en subissant un laminage qui les refroidit. I1 est donc nécessaire que l'étanchéité de l'intérieur vers l'extérieur ne soit pas absolue en cas de supression interne. A cet effet, on utilise un joint d'étanchéité plat qui garantit une étanchéité de l'extérieur vers l'intérieur et qui, selon la règlementation en vigueur, ne doit pas pouvoir être mis en place tant que la fenêtre n'est pas fermée afin de garantir dans toutes les manipulations, l'interstice antidéflagrant. Jusqu'à présent, trois principes sont couramment utilisés 1) On utilise un joint plat qui est appliqué sur la paroi externe de l'enceinte au moyen d'une pièce en L qui, simultanément, recouvre les moyens de fermeture de la fenêtre et maintient le joint en place.Cette structure nécessite donc trois opérations : la mise en place du joint, celle de la pièce en L et la fixation de la pièce en L, par exemple par vissage, dans une paroi de l'enceinte. I1 est clair, en outre, que cette structure demande au moins trois pièces : un joint, une pièce en L et une ou plusieurs vis 2) On utilise un bourrelet ou "larmier d'étanchéité" sur le pourtour de l'enceinte, pour protéger le joint antidéflagrant contre toutes pénétrations de liquides.Ce système est contraignant car il ne fonctionne efficacement que sous quelques positions bien déterminées et forme cuvette de remplissage dans les autres postions, le degré d'étanchéité ne pouvant être garanti sur site, ne connaissant pas les positions d'utilisation du matériel 3) On utilise une graisse adhérente appliquée surale plan de joint antidéflagrant, en guise d'étanchéité. Cette solution, très aléatoire, n'offre aucune garantie de fiabilité et de maintien du degré d'étanchéité dans le temps. La présente invention a pour but de simplifier le mode de réalisation des moyens. d'étanchéité en appliquant un principe simple compatible avec la norme antidéflagrante EXD et, par suite, de réduire le temps de montage du projecteur et son prix de revient, tout en garantissant une étanchéité constante dans toutes les positions d'utilisation du projecteur. A cette fin, l'invention apporte un appareil électrique, tel qu'un projecteur d'éclairage, pour utilisation en atmosphère explosive, qui comporte des composants électriques inclus dans une enceinte étanche du type EXD, la paroi de ladite enceinte présentant une partie amovible, telle qu'une fenêtre, réunie au reste de la paroi par des moyens assurant l'étanchéité de l'enceinte et utilisant un joint ne pouvant être mis en place qu'après fermeture de l'enceinte, lequel appareil est caractérisé en ce que ce joint est un joint creux tubulaire logé dans une gorge en U définie par une paire de formes appartenant respectivement à la partie de paroi amovible et au reste de la paroi. Ce joint est d'une longueur légèrement inférieure, par exemple d'environ 5%, au périmètre de la gorge en U et il est constitué en un matériau élastique. Au repos, c'est-à-dire lorsqu'il n'est sOumis à aucune force d'extension, le diamètre de la section du joint est supérieur à la largeur de la gorge en U. Du fait de la différence de longueur entre le joint et la gorge en U, il est clair qu'il est nécessaire d'étendre le joint pour le placer dans sa gorge, autour du projecteur. L'application par extension diminue le diamètre nominal de la section du joint, ce qui facilite sa pénétration dans la gorge en U. La rétractation du joint permet de garder un contact en fond de gorge et à la section du joint de se comprimer sur les parois latérales de la gorge pour assurer une étanchéité plus efficace. La section profilé tubulaire du joint est très importante, car cette forme creuse offre une grande souplesse d'adaptation du joint dans son application et sa manipulation, tout en permettant d'utiliser un matériau élastomère de dureté Shore suffisante pour lui assurer la résistance mécanique nécessaire. En cas de ruissellements, paquets de mer, ou liquides sous pression, de l'extérieur vers l'intérieur la compression progressive du joint dans sa gorge confère un excellent degré d'étanchéité du projecteur, quelle que soit la position de celui-ci. Dans une forme d'exécution préférée, la profondeur de la gorge en U est légèrement supérieure au diamètre du joint, grâce à quoi le joint n'est pas exposé à des dégradations mécaniques. En cas d'explosion interne, le joint sera éjecté ou déplacé et/ou brûlé par la chaleur du souffle de l'explosion. Les particules incandescentes portées par ce souffle pourront ainsi s'échapper vers l'extérieur non sans avoir, au préalable, été laminées et refroidies. Une forme d'exécution de l'invention est décrite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d'un projecteur d'éclairage conforme à l'invention - la figure 2 est une coupe selon la ligne II-II de la figure 1, le boîtier du projecteur étant omis cet et - la figure 3 est une vue extérieure correspondant à la figure 1. Comme il ressort des figures, le projecteur comporte une enceinte EXD 1 définie par une coque 2, par exemple en alliage d'aluminium moulé, et par une glace en verre trempé 3 rendue solidaire d'un cadre 4 par un matériau de scellement approprié 5, l'ensemble cadre et glace scellée formant la fenêtre du projecteur. La coque 2 et le cadre 4 comportent respectivement des formes 6 et 7 adaptées à venir en vis-a-vis et à être serrées l'une contre l'autre au moyen d'une série de vis de fermeture 8. Comme on le voit, les formes 6 et 7 définissent ensemble une gorge en U 9 rectangulaire dans laquelle est logé un joint creux tubulaire 10. Le diamètre de la section du joint 10 est inférieur à la profondeur de la gorge 9, mais supérieur à sa largeur et la longueur du joint 10 est inférieure de 5% au périmètre de la gorge 9. Il a donc fallu ltétendre pour pouvoir l'introduire dans la gorge 9 et cette extension a provoqué une réduction de diamètre de sa section. Une fois mis en place dans la gorge 9, le joint s'est relâché et le diamètre de sa section s'est rapproché de la dimension qu'il a au repos, le joint venant de ce fait s'écraser sur les parois de la gorge. L'enceinte EXD 1 renferme une lampe 11 dont l'extrémité opposée au culot 12 est soutenue par un support stabilisateur 13. Ce support 13 est solidaire d'un réflecteur 14 lui-même fixé à la coque 2 par des vis 15 coopérant avec un filetage prévu dans un moulage approprié 16 (figure 2). L'enceinte EXD 1 renferme, en outre, une self de stabilisation 17 permettant de réguler le courant dans la lampe 11 pour assurer la stabilisation de la décharge, ainsi qu'un amorceur électronique 18 permettant de décharger une haute tension dans la lampe 11 pour son amorçage. La paroi externe de la coque 2 définit, avec un couvercle 19, une chambre EXE 20 renfermant les bornes de raccordement 21 qui sont de type anti-étincelle, indesserrables et conformes à la norme EXE. Une traversée EXD 31 assure la liaison électrique entre les bornes 21 et l'enceinte EXD 1. Un support 23 permet la fixation d'une douille 30 adaptée à recevoir le culot 12 de la lampe 11. Des vis 24 permettent de fixer le couvercle 19 à la coque 2 avec interposition d'un joint 25. Un ou deux presse-étoupe étanche(s) 26 traverse(nt) le couvercle 19. Comme on le voit, le volume intérieur de la chambre 20 ne communique pas avec le volume intérieur de l'enceinte 1 et la jonction électrique entre les bornes 21 et le support de douille 23 est de type EXD. On notera que si l'on peut utiliser du matériel électrique ordinaire dans l'enceinte EXD 1, en revanche, les composants inclus dans la chambre EXE 20 doivent être réglementés anti-étincelle. L'ensemble formé par l'enceinte EXD 1 et la chambre EXE 20 est fixé sur un support 27 réuni. par des vis 29 à une projection 28 dépendant de la forme 6. Comme il ressort clairement des dessins, pour procéder au raccordement entre le câble 22 et les bornes 21, il suffit de dévisser les vis 24 pour libérer le couvercle 19 de la chambre EXE 20. L'intervention n'affecte en aucune manière l'enceinte EXD 1, ce qui, non seulement gagne du temps puisque cela évite le démontage de la glace 3 par dévissage des nombreuses vis 8, celui de la lampe 11 et de son réflecteur 13, mais encore garantit que les qualités EXD de l'enceinte 1 n'ont pas été affectées par l'accomplissement des opérations de branchement. En cas d'explosion à l'intérieur de l'enceinte EXD 1, les gaz s'échappent au niveau de la jonction entre les formes 6 et 7 en repoussant ou détruisant le joint 10, le passage entre les faces opposées des formes assurant un effet de laminage qui refroidit les particules incandescen- tes éjectées par le souffle de l'explosion. I1 est bien entendu que la présente invention n'est pas limitée à la forme d'exécution décrite et représentée, le projecteur étant conçu pour recevoir dans son enceinte EXD 1, plusieurs équipements de conception et de puissance différentes. L'invention pourrait être appliquée à des appareils autres que des projecteurs d'éclairage s'ils utilisent des enceintes EXD. REVENDICATIONS 1- Appareil électrique pour utilisation en milieu marin et en atmosphère explosive qui comporte des composants électriques inclus dans une enceinte de sécurité de type EXD et qui sont susceptibles d'être réunis à une alimentation en courant par des moyens de raccordement appropriés, caractérisé en ce que les moyens de raccordement (21) sont compris dans une chambre (20) séparée de l'enceinte (1), mais directement adjacente à ladite enceinte (1), sans communication entre le volume de l'enceinte (1) et celui de la chambre (20). 2- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre (20) est définie par des parois formant partie intégrante de celles qui délimitent l'enceinte (1) et par un couvercle démontable (19). 3- Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la chambre (20) est de type EXE. 4 - Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de raccordement (21) sont de type anti-étincelle, indesserrables et conformes à la norme EXE. 5- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la jonction électrique (31) entre les moyens de raccordement (21) et les composants électriques (30, 12, 11, 17, 18) est de type EXD.