Brevet FR2568659A1 — publié le 19860207

OBTURATEUR -A GEOMETRIE VARIABLE La présente invention a pour objet un obturateur à géométrie variable. Le secteur technique de 11 invention est celui des tapes, portes ou autres moyens similaires pour obturer une ouverture. L'objectif de la présente invention est un opercule permettant d'obturer l'orifice d'une conduite ou une ouverture de section importante et réservée à l'intérieur d'une enceinte dont l'accès est limité en dimensions et n'autorise pas l'introduction d'un dispositif d'obturation classique tel qu'une tape pleine par exemple. Cet objectif est atteint par l'obturateur à géométrie variable selon l'invention, lequel est adapté pour être placé sur un siege s'étendant à la périphérie d'une ouverture d'une enceinte dans laquelle on accède par un orifice d'accès réservé dans sa paroi, se caractérisé sant par le fait qu'il se compose d'un opercule constitué par une plaque en matériau élastique comportant sur une face plusieurs raidisseurs parallèles entre eux et à un des axes de symétrie de l'obturateur, lesquels raidisseurs sont répartis sur la surface de l'opercule, et sur l'autre face de l'opercule, un joint d~étanchéité s'étendant à sa péri phérie et en ce que l'obturateur comporte en outre des moyens pour le cintrer suivant des génératrices parallèles auxdits raidisseurs, pour le passer à travers ledit orifice d'accès à l'enceinte, des moyens pour le développer ensuite dans l'enceinte et le présenter à plat sur son siège et des moyens répartis à la périphérie de l'obturateur pour le verrouiller en position et plaquer le joint sur ledit siège. Un tel obturateur trouve notamment son application dans l'industrie nucléaire pour effectuer des interventions de maintenance ou de remise en état à l'intérieur des bottes à eau d'un générateur de vapeur, ou de tout autre appareil similaire. L'obturateur est passé, après avoir été cintré, pour offrir une section circulaire minimum, à travers le trou dthomme existant sur de tels appareils et est introduit dans cette position, par exemple au moyen d'un bras manipulateur. Il est ensuite déposé sur le siège de l'orifice à obturer, par exemple une conduite s'étendant orthogonalement à la boîte à eau et est développé à plat sur ledit siège. Il est ensuite verrouillé sur le siège de l'orifice et le joint d'étanchéité, qui est du type gonflable, est mis en pression pour assurer l'étan- chéité. On déconnecte ensuite le bras manipulateur et on le retire de l'enceinte. Après un contrôle du verrouillage et de la pression de gonflage du joint, la mise en eau de la conduite est réalisee. D'autres caractéristiques et les avantages de l'inventionres- sortiront encore à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation d'un tel obturateur en référence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une vue de face schématique d'un obturateur selon l'invention; - la figure 2 est une vue de profil schématique de l'obturateur de la figure 1 représenté à plat et cintré; - la figure 3 est une vue en coupe schématique d'une botte à eau d'un générateur de vapeur illustrant la mise en place, en position cintrée, de l'obturateur sur son siège fixé à la périphérie de ltorifi- ce d'une conduite, cette opération étant réalisé au moyen d'un bras manipulateur; - la figure 4 représente l'obturateur de la figure 3 mis à plat sur son siège;; - la figure 5 est une vue en coupe partielle suivant la ligne V V de la figure 6 illustrant le montage des biellettes de cintrage et de leur vérin moteur; - la figure 6 est une vue en coupe partielle suivant la ligne VI VI de la figure 5; - la figure 7 est une vue de dessus partielle de l'obturateur dont un raidisseur est représenté en coupe pour laisser apparaître un pène de verrouillage avec son vérin moteur; - la figure 8 est une vue de dessus partielle de l'obturateur dont un raidisseur latéral est représenté en coupe pour permettre de voir le montage des pènes de verrouillage latéraux; - la figure 9 est une vue en coupe partielle selon la ligne IX IX de la figure 7. Un obturateur selon l'invention est représenté de façon générale aux figures 1 et 2 du dessin. Dans un mode d'exécution, il se présente dans une forme circulaire et se compose d'un opercule 1 qui délimite la surface de l'obturateur, lequel opercule est réalisé à partir d'une tôle mince d'acier à ressort inoxydable, par exemple d'une épaisseur d'un millimètre pour un diamètre d'un mètre de l'opercule 1. Celuici comporte sur une de ses faces la (fig. 9) un double joint annulaire gonflable 2, lequel est vulcanise à l'opercule i et s'étend à proximité du bord périphérique de celui-ci et sur sa circonférence. De façon connue, ledit joint comporte deux bourrelets tubulaires juxtaposés 2a, solidaires d'une base 2b appliquée contre l'opercule et les bourrelets comportent de fines cannelures 2c qui viennent au contact de la surface sur laquelles ils sont appliqués. L'opercule 1 comporte, sur sa face lb, opposée à celle qui reçoit le joint annulaire 2, plusieurs raidisseurs 3, lesquels sont également répartis sur la surface de l'opercule et sont par exemple distants l'un de l'autre de cinq centimètres. Chacun des raidisseurs 3 a ses extrémités qui viennent à proximité du bord périphérique 1c de lto- percule et celui-ci étant circulaire, les extrémités des raidisseurs épousent la forme du bord ic. Les raidisseurs 3 sont ainsi parallèles entre eux et à l'un des axes de symétrie XXI de l'obturateur de telle sorte que ceux qui intéressent chaque demi-opercule sont tous de longueur différente.Lesdits raidisseurs 3 sont constitués par des éléments tubulaires et sont constitués (fig. 6) par un profilé section rectangulaire en U comportant deux parois latérales 3a/3b rejointes par une paroi 3c pour déterminer deux angles arrondis 3d!3e. Le profilé 3a/3b/ 3c est par exemple soudé par ses parois 3a/3b à une plaque de base 3f qui s'étend sur la longueur du raidisseur 3 et qui, comme celui-ci, épouse la forme de l'opercule à chacune des extrémités du raidisseur. La plaque 3f déborde latéralement et de part et d'autre du profilé en U 3a/3b/3c pour déterminer deux bandes latérales dont les bords longitudinaux (3f1/3f2) sont parallèles audit profilé en U.Lesdits bords longitudinaux 3f1/3f2 sont usinés en biseaux dont les faces 3f3/3f4 sont situées du côté de l'opercule 1 afin d'assurer un bon cintrage de l'opercule et éviter des lignes de cassure au droit desdits bords 3~1/3~2 Les raidisseurs 3 sont reliés à l'opercule au moyen de profilés Q 4 en matériau élastique, par exemple en acier à ressort inoxydable, lesquels sont fixés par points de soudure à l'opercule et s'étendent parallèlement aux raidisseurs 3 et au milieu de deux raidisseurs. Ainsi, chaque profilé Q 4 vient en recouvrement des bords 3~1/3~2 des plaques de bases 3f de deux raidisseurs 3 voisins et tend à appliquer fortement les raidisseurs contre la face lb de l'opercule, ce qui suffit corrélativement à les maintenir en position sur celui-ci. Certains desdits raidisseurs 31 (fig. 1) comportent par exemple deux vérins 5/6 disposés en opposition dans la partie médiane des raidisseurs, lesquels vérins sont au contact l'un de l'autre et sont situés de part et d'autre de l'axe YYI. Chaque vérin 5/6 est fixé aux raidisseurs 31 au moyen de vis 7, vissées dans une ferrure 5a/6a fixée au nez 5b/6b du vérin. La ferrure Sa s'étend sur la largeur du raidisseur 31 et les vis sont passées à travers des trous réservés dans les parois latérales 3a/3b du raidisseur. Le vérin 5/6 est situé dans le raidisseur à proximité de la paroi 3c opposée à la plaque de base 3f. La tige mobile 5c du vérin 5 comporte une extrémité filetée à laquelle est fixée une monture 8. Cette monture est percée dans sa partie centrale pour recevoir la partie filetée de la tige 5c et comporte de part et d'autre de la tige, une chape 8a/8b. La monture 8 est fixée à la tige 5c par un écrou 9. Dans les chapes 8a/8b sont articu lées des biellettes 10/11 autour de rotules 13, lesquelles rotules sont traversées par des axes 14 comportant une tête 14a à une extrémité et tenus en position par une agrafe 15 engagée dans une gorge périphérique 14b.Les biellettes 10/11 et l'extrémité des chapes 8a/8b se déplacent et traversent les parois latérales 3a/3b du raidisseur, lequel comporte des lumières rectangulaires 3g dont la longueur est légèrement supérieure à la course du vérin 5. Les biellettes 10/11 s'étendent chacune du côté des raidisseurs 32' situés immédiatement de part et d'autre du raidisseur 31 et sont d'autre part articulées autour de rotules 13 identiques à celles qui viennent d'être décrites à des points d'appui 16 constitués par des axes montés dans des chapes 17a/17b analogues aux chapes 8a/8b de la monture 8. Les chapes 17a/17b sont solidaires d'une pièce 17 fixée aux raidisseurs 32 au moyen de vis 18, par exemple des vis à six pans creux venant à fleur de la paroi 3c des raidisseurs. L'extrémité des chapes 17 et les biellettes 10/11 traversent les parois latéralés- 3a/3b des raidisseurs 32' lesquels comportent par exemple des lumières circulaires 3h. Les vérins 5/6 étant identiques, la description du vérin 5 est valable pour le vérin 6. L'obturateur comporte ainsi (fig. 1) deux lignes de biellettes 10/11 s'étendant de part et d'autre et sensiblement parallèlement à l'axe YY lorsque ltobturateur-est mis à plat. Pour obtenir le cintrage de l'obturateur, on -admet le fluide moteur dans les vérins 5, par exemple de l'huile sous pression. La sortie de la tige 5c dans le sens de la flèche F (fig.5) entraîne dans sa course les deux biellettes 10/11. Les points d'appui 16 étant fixés aux raidisseurs 32' le déplacement de la tige 5c provoque le rapprochement des raidisseurs 32 du côté des raidisseurs 31 jusqu'à ce que leurs angles 3d/3e tendent à venir au contact les uns des autres. On a représenté en traits mixtes à la figure 5 la position de la tige 5c, du vérin 5 et des biellettes 10/11. On se reporte maintenant aux figures 7 et 9 du dessin qui représentent un des pênes de verrouillage qui équipent l'obturateur. Chaque pène 19 adopte la forme d'une pièce métallique d'assez forte épaisseur et montée à coulissement dans et aux extrémités de chacun des raidisseurs 3. Le pène 19 est d'une largeur légèrement inférieure à l'espace qui sépare les parois 3a/3b du raidisseur et comporte, à sa partie postérieure, un prolongement 19a s 'étendant perpendiculairement au pène. Ledit prolongement 19a est percé pour recevoir la partie filetée 20a de la tige d'un vérin à double effet, par exemple à fonctionnement pneumatique 20, disposé immédiatement au-dessus du pêne 19. La fixation de la tige 20a au prolongement 19a est réalisée par des écrous 21. Ledit vérin 20 est porté par un support 22 d'un profil en U dont l'ame 22a délimite avec la plaque base 3f un passage dans lequel se déplace le pêne. Le support 22 est fixé à l'intérieur du raidisseur 3 au moyen. de quatre vis 23 qui traversent les parois 3a/3b du raidisseur et qui sont vissées dans l'épaisseur des ailes 22b du support 22. Celui-ci comporte une paroi 22c comportant un alésage dans lequel est passé le nez du vérin 20, lequel est fileté à sa périphérie pour recevoir un écrou 24 qui assure la fixation du vérin 20 sur son support 22. Ainsi monté, le vérin 20 est superposé au pène 19 et est pa rallèle à celui-ci. L'extrémité libre 19b des pênes est d'une plus forte épaisseur pour coopérer avec les moyens réservés dans le singe de ltobtura- teur en vue de leur verrouillage. Comme on peut le voir à la figure 7, l'extrémité des pênes est différente d'un pêne à l'autre et est délimitée par une ligne courbe parallèle au bord périphérique 25 de l'obturateur. Chaque pêne comporte à son extrémité libre un bord profilé comportant deux faces 19d/19e qui convergent sur une arête adoucie 19c pour faciliter l'engagement du pêne dans la gorge du siège. Il comporte une autre face 19f, adjacente à la face 19d et légèrement inclinée de haut en bas et du côté de la partie postérieure du pène, laquelle face 19f est reliée au pène par un congé 19g. Le siège 26 de ltobturateur est de forme annulair#e et est représenté en coupe à la figure 9. Il comporte une portée plane 26a, pour recevoir le joint 2 et un alésage 26b adjacent à ladite portée plane 26a. Le siège comporte en outre une gorge 26c qui débouche à sa périphérie interne dans l'alésage 26b. La gorge 26c est d'un profil trapézoidal fermé et comporte une surface inclinée 26c1 parallèle à la face 19f du pène et sur laquelle ladite face 19f des pênes s'appuie lorsqu'ils sont en position de verrouillage. Les raidisseurs 3 sont en partie obturés à leurs ex trémités par une paroi 3j qui délimite une ouverture 29 pour le passage de l'extrémité de plus forte épaisseur des pênes 19. On se reporte maintenant à la figure 8 du dessin qui illustre le montage des pênes longitudinaux et radiaux des raidisseurs extrêmes latéraux 32 de l'obturateur. La partie antérieure du pêne 191 est semblable à celle du pène 19 précédemment décrit. Leurs profils sont identiques pour leur permettre de coopérer avec la gorge 26c du siège. Le pêne 191 est actionné par un vérin à double effet, par exemple à fonctionnement pneumatique 30, monté de la même façon que le vérin 20 qui actionne les pênes 19. Toutefois les deux vérins 30 sont disposés en opposition et de part et d'autre de l'axe YY1. La tige mobile du vérin 30 est reliée à une patte 191a s'étendant perpendiculairement à la face supérieure du pêne, laquelle patte comporte un orifice dans lequel est passé ltextrémité filetée de la tige du vérin 30, la fixation étant réalisée au moyen de deux écrous identiques à ceux repérés 20a du vérin 20. La partie postérieure des pênes 191 comporte une lumière oblique rectiligne 191b et un bord 191g parallèle à ladite lumière. La paroi 3b du raidisseur comporte à sa partie inférieure une ouverture rectangulaire 3K dans laquelle est passé un pène radial 31, lequel est guidé par une gâche 32, réservée dans la zone circonférentielle de l'obturateur. La partie antérieure 31a du pène 31 est semblable à la partie antérieure des pênes 19/191, lesquels pênes 31/19/191 ont le même profil pour coopérer avec la gorge 26a du siège. Le pêne 31 comporte, à sa partie postérieure, un pion 31b s'étendant perpendiculairement à sa face inférieure, lequel pion est engagé dans la lumière oblique 19 1b du pêne 191 pour se déplacer dans celle-ci pendant la sortie ou la rentrée du pène ] 91- L'extrémité 191bl de la lumière, située du coté de la partie postérieure du pène longitudinal 191 est rapprochée du bord périphérique 25 de l'obturateur.L'extrémité 191b2 de la lumière, située du côté de la partie antérieure dudit pène 19 est plus éloignée dudit bord 25, de telle sorte que lors de la sortie du pène 19riz le pion 31b est déplacé vers l'extrémité 191bl de la lumière, ce qui provoque la sortie simultanée du pène radial 31 et lors de la rentrée dudit pène 19, le pion 31b est déplacé vers ltextrémité 191b2 de la lumière, ce qui provoque simultanément la rentrée du pène radial 31. Par exemple la lumière 191b est inclinée de 300 par rapport aux bords longitudinaux du pène 191. Les figures 3 et 4 représentent en coupe une enceinte, par exemple une boîte àeau 33 d'un générateur de vapeur, laquelle comporte un conduite 33a et un orifice d'accès 33b à 11 enceinte. Le siège annulaire 26 est fixé par soudure autour de l'orifice ce de la conduite qui débouche dans l'enceinte. L'obturateur 1 est par exemple relié à un télémanipulateur 34 et est adapté pour qu'en position cintrée, il puisse être passé à travers l'orifice d'accès 33b. La mise en place de l'obturateur 1 sur son siège 26 s'effectue dans l'ordre des opérations suivantes L'ensemble manipulateur 34 / obturateur 1 est positionné devant l'orifice d'accès 33b, les vérins 5 sont actionnés pour provoquer le cintrage de l'obturateur. Les pênes 19/191/31 sont en position effacée, le joint 2 est hors pression. L'ensemble est introduit dans lten- ceinte 33 par une translation jusqu'à ce que le support 34a du bras manipulateur 34 soit fixé autour dudit orifice 33b. On commande alors le bras 34 pour mettrel'obturateur 1 en position cintrée sur le siège annulaire 26, tel que cela est représenté à la figure 3. On actionne les vérins hydrauliques 5/6 pour développer à plat l'obturateur 1 sur le siège 26 tel que cela est représenté à la figure 4. On actionne les vérins pneumatiques 20/30 pour sortir les pè- nes 19/191/31 et on verrouille l'obturateur 1 sur le siège 26. On gonfle les joints d'étanchéité. On procède au largage et au retrait du télémanipulateur 34. On contrôle le verrouillage et la pression de gonflage des joints 2 et on met la conduite en eau. Les fluides hydrauliques et pneumatiques nécessaires au fonctionnement de l'obturateur sont amenés d'une centrale au moyen d'un flexible 35. REVENDICATIONS 1. Obturateur à géométrie variable adapté pour être placé sur un siège (26) s'étendant à la périphérie d'une ouverture (33a) d'une enceinte (33) dans laquelle on accède par un orifice (33d) réservé dans sa paroi, caractérisé en ce qu'il se compose d'un opercule (1) constitué par une plaque en matériau élastique comportant sur une face plusieurs raidisseurs (31/32) parallèles entre eux et à l'un des axes de symétrie (XX1) de l'obturateur, lesquels raidisseurs sont répartis sur la surface de l'opercule (1) et sur l'autre face de l'opercule, un joint d'étanchéité (2) s'étendant à proximité de sa périphérie et en ce que l'obturateur comporte en outre, des moyens (5/6/10/11) pour le cintrer suivant des génératrices parallèles auxdits raidisseurs pour le passer à travers ledit orifice d'accès (33b) à l'enceinte (33) et pour le développer ensuite dans l'enceinte et le présenter à plat sur son siège (26) et des moyens (19/191/31) répartis à la périphie de l'obturateur pour le verrouiller en position et plaquer le joint (2) sur ledit siège (26). 2. Obturateur selon la revendication 1, lequel est d'un con tourscirculaire, caractérisé en ce que lesdits raidisseurs (31/32) sont également répartis sur la surface de l'opercule (1) et sont constitués par des éléments tubulaires (3) reliés à l'opercule et dont les extrémités sont à proximité du bord périphérique de l'obturateur et en ce que certains raidisseurs (31) )comportent au moins un vérin à double effet (5/6) dont la tige mobile comporte à au moins une de ses extrémités libres (5c), une monture (8a) à laquelle sont articulées deux biellettes (10/11), lesquelles sont toutes de même longueur et sont passées à travers des ouvertures (3g) réservées dans les parois latérales (3a/3b) des raidisseurs (3) et sont articulées d'autre part à des points d'appui (16), fixés dans les raidisseurs (32) disposés immédiatement de part et d'autre de ceux (31) qui comportent lesdits vérins (5/6) de telle sorte que lorsque les tigesdesvérinssont sorties, les biellettes (10/11) tendent à rapprocher les angles longitudinaux (3d/3e) des raidisseurs et corrélativement provoquer le cintrage de l'obturateur et que lorsque lesdites tiges sont#rentrées, les biellettes (10/11 sont déployées et l'obturateur est mis à plat. 3. Obturateur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la paroi (3f) des raidisseurs, qui est mise au contact de l'opercule (1) déborde latéralement de part et d'autre des raidisseurs (3) et en ce que la liaison des raidisseurs à l'opercule (1) est réalisée au moyen de profilés élastiques n (4) fixés à ltoper- cule (1) et disposés entre les raidisseurs (31/32) et parallèlement à ceux-ci, lesquels profilés (4) viennent en recouvrement desdites parties débordantes (3f 1/3f2) des raidisseurs pour les plaquer contre l'opercule (1). 4. Obturateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les bords longitudinaux (3f 1/3f2) desdites parties débordantes sont usinés en biseau dont les faces pentées (3f3/3f4) sont situées du c- té de l'opercule (1). 5. Obturateur selon l'une quelconque des revendication 1 à 4, caractérisé en ce que les extrémités des biellettes (10/11) sont articulées aux tiges des vérins (5/6) et auxdits points d'appui (16) par l'intermédiaire de rotules (13). 6. Obturateur selon l'une quelconque des revendications 1 à caractérisé en ce qu'il comporte deux lignes de biellettes (10/11) disposées de part et d'autre et à égale distance de l'axe de symétrie (YYI) de ltobturateur,perpendiculaire aux raidisseurs (3), lesquelles lignes de biellettes sont actionnées par des ensembles de deux vérins (5/6) disposés en opposition dans lesdits raidisseurs 7.Obturateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'au moins certains raidisseurs (3) comportent à au moins une de leurs extrémités, des pênes (19) se déplaçant paral lèlement et à proximité de la paroi (3f) des raidisseurs plaqués contre l'opercule (1), lesquels pênes sont actionnés, pour se déplacer longitudinalement aux raidisseurs, par des vérins à double effet (20) et sont, en position rétractée, à l'intérieur des raidisseurs (3) et en position de verrouillage dans le prolongement desdits raidisseurs et à l'extérieur de ceux-ci de telle sorte que les pênes (19) se déplacent dans des directions parallèles. 8. Obturateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le bord (19c/19c1/31c) de l'extrémité libre des pênes (19/191/31) est parallèle au bord périphérique (25) de l'obturateur. 9. Obturateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que les raidisseurs (32) extrêmes latéraux comportent, en outre, des pênes (31) s'étendant radialement à l'obturateur, lesquels sont passés à travers une ouverture (3k) réservée dans la paroi latérale externe (3b) desdits raidisseurs et sont reliés aux pênes longitudinaux (191) qui se déplacent dans les raidisseurs (32)' lesquels pênes radiaux (31) sont guidés par une-gâche (32) située à proximité du bord périphérique (25) de l'obturateur. 10. Obturateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que les pênes radiaux (31) et longitudinaux (191) sont superposés et que les pènes radiaux (31) sont actionnés par les pênes longitudinaux (191), lesquels comportent une lumière oblique (191b) dans laquelle se déplace un pion cylindrique (31b) solidaire des pênes radiaux (33). 11. Obturateur selon la revendication 10, c ractérisé en ce que l'extremité (191bl) de la lumière (191b),-située du côté de la partie postérieure du pène longitudinal (191) est rappro#chée# du bord périphérique (25) de l'obturateur et que l'extrémité (191b2) de la lumière (191b), située du côté de la partie antérieure dudit pène (191) est plus éloignée dudit bord (25), de telle sorte que lors de la sortie du pêne longitudinal (191), le pion (31b) est déplacé vers l'extré- mité (191b1) de la lumière, ce qui provoque la sortie du pêne radial (31) et lors de la rentrée du pène longitudinal (191),le pion (31b) est déplacé vers l'autre extrémité (191b2) de la lumière (191b) ce qui. provoque la rentrée du pène radial (31).