Brevet FR2601751A1 — publié le 19880122

Dis#2s1tif d'obturation amovibLe d'un tube L'invention concerne un dispositif destiné à obturer un tube de façon amovible. Elle s'applique notamment à L'obturation des extrémités des tubes des générateurs de vapeur dans les réacteurs nucléaires à eau pressurisée, dans le cas où une telle obturation est rendue nécessaire par L'état de ces tubes. L'invention a principalement pour objet un dispositif d'obturation pouvant éventuellement être démonté et dont le montage ou le démontage peuvent etre effectués sans que le tube soit marqué, rayé ou blessé. Conformément à L'invention, cet objectif est atteint grâce à un dispositif d'obturation dans lequel Les fonctions d'étanchéité et de fixation mécanique sont réalisées séparément. De façon plus précise, il est proposé conformément à L'invention un dispositif d'obturation amovible d'un tube, caractérisé en ce qu'il comprend une vis pourvue d'une tete, un écrou vissé sur cette vis et un empilement placé sur la vis entre la tête et L'écrou, ledit empilement comprenant au moins un premier presse-étoupe, dont le diamètre extérieur au repos est légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube, et au moins un deuxième presse-étoupe autour duquel est placé un organe éLastiquement déformable selon une direction radiale et dont le diamètre extérieur au repos est Légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube. Dans ce dispositif, le premier presse-étoupe réa Lise L'étanchéité de L'obturation, alors que Le deuxième presse-étoupe applique L'organe radialement déformable contre la paroi du tube pour assurer la fixation mécanique du dispositif à L'intérieur du tube. De plus, le caractère élastiquement déformable de L'organe place autour du deuxième presse-étoupe évite toute détérioration du tube lors du montage ou du démontage. De préférence, afin que la mise en place du dispositif d'obturation s'effectue sans aucune rotation relative entre le tube et les parties de ce dispositif entrant en contact avec le tube, l'empilement comprend une première rondelle adjacente à L'écrou, cette rondelle étant immobilisée en rotation par rapport à la vis. Pour la meme raison, La vis comprend de préférence, à proximité de son extrémité, une partie permettant son immobilisation en rotation par un outil approprié. Afin d'assurer le freinage de L'écrou par rapport à la vis, L'écrou présente une partie déformable apte à etre rabattue sur la vis. Dans un mode de réalisation préféré de L'invention, L'empilement comprend deux deuxièmes~rondelles disposées de part et d'autre du deuxième presse-étoupe, L'organe radialement déformable étant une douille fendue dont les extrémités sont placées en regard de deux épaulements formés sur les deuxièmes rondelles, la longueur du deuxième presse-étoupe au repos étant telle qu'il existe alors un jeu entre ces deux épaulements et la douille fendue. On limite ainsi à une valeur prédéterminée l'effort de serrage appliqué sur le tube par le dispositif d'obturation. Dans ce même mode de réalisation, l'empilement comprend deux premiers presse-étoupe disposés de part et d'autre desdites deuxièmes rondelles entre lesquelles est placé le deuxième p#resse-étoupe. Des troisièmes rondelles sont alors de préférence interposées respectivement entre la tête de La vis et l'un des premiers presse-étoupe et entre L'écrou et L'autre premier presse-étoupe. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation préféré de L'invention en se référant aux dessins annexés dans lesquels : - La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif d'obturation amovible réalisé conformément á L'invention, - la figure 2 est une vue en coupe prise selon la Ligne Il-Il de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe prise selon la ligne 111-111 de La figure 1, et - la figure 4 est une vue en bout du dispositif, prise selon la fLèche F, de la figure 1. Sur la figure 1, on a représenté L'extrémité inférieure d'un tube 10 tel qu'un tube de générateur de vapeur, obturé par un dispositif d'obturation amovible 12 conforme à L'invention. Ce dispositif 12 comprend une vis 14 dont l'extrémité tournée vers L'intérieur du tube est pourvue d'une tette 14a, de diamètre inférieur au diamètre intérieur du tube 10. A partir de cette tête 14a, la vis 14 présente une partie cylindrique de diamètre uniforme 14b, une partie filetée 14c, une partie hexagonale 14d dont le plus grand diamètre est inférieur au diamètre à fond de filet de la partie 14c, et une partie filetée 14e. Un écrou cylindrique 16, dont le diamètre extérieur est légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube 10, est vissé sur la partie filetée 14c de la vis 14. A son extrémité tournée vers L'extérieur du tube 10, l'écrou 16 présente trois encoches circonférentielles 16a régulièrement espacées (figure 4). Ces encoches sont prévues pour recevoir trois doigts formés à L'extrémité d'un outil de serrage et de desserrage approprié (non représenté). Ils permettent d'entrarner L'écrou 16 en rotation autour de la vis 14, ceLle-ci étant immobilisée en rotation à l'aide d'une partie non tournante de l'outil venant s'embosser sur la partie hexagonale 14d de la vis 14. L'extrémité filetée 14e de la vis 14, non essentielle à L'invention, peut être utilisée pour assurer la mise en place de L'outil à L'extrémité de la vis. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 4, L'écrou 16 se prolonge au-delà des encoches 16a vers L'extérieur du tube 10 par une partie cylindrique 16b mince et déformable. Lorsque le dispositif est mis en place, cette partie 16b peut être rabattue sur la partie hexagonale 14d de la vis, afin d'immobiliser ou de freiner L'écrou 16 sur La vis 14. Afin d'assurer la fixation mécanique du dispositif 12 à L'intérieur du tube 10 et L'étanchéité de L'obturation, un empilement 18 est place sur la vis 14, entre la tête 14a et L'écrou 16. Dans Le mode de réalisation représenté sur la figure 1, cet empilement 18 comprend principalement en partant de la tête 14a un presse-étoupe 20, un presse-étoupe 22 et un presse-étoupe 24. Les presse-étoupe 20 et 24 sont identiques et assurent L'étanchéité de L'obturation. Ils sont constitués chacun de plusieurs anneaux de graphite 20a et 24a (cinq pour chacun d'entre-eux sur la figure 1) à densité contrôlez. Les anneaux de graphites 20a et 24a présentent au repos un diamètre intérieur Légèrement supérieur au diamètre extérieur de la partie cylindrique 14b de la vis et un diamètre extérieur Légèrement inférieur au diamètre#intérieur du tube 10. Le presse-étoupe 22 assure quant à lui la fixation mécanique du dispositif 12 à L'intérieur du tube. Il est également constitué d'un empilement d'anneaux de graphite 22a (au nombre de dix sur la figure 1). Un organe élastiquement déformable selon une direction radiale est placé autour du presse-étoupe 22, en contact avec les anneaux de graphite 22a. Dans L'exemple représente, cet organe est constitué par une douille ou bague métallique 26 de faible épaisseur, fendue sur toute sa longueur (repère 26a sur -les figures 1 et 2). Cette douille 26 présente au repos un diamètre extérieur Légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube 10. De préférence, L'empilement 18 comprend de plus une rondelle 28 interposée entre la tête 14a de la vis et le presseétoupe 20, une rondelle 30 interposée entre les presse-étoupe 20 et 22, une rondelle 32 interposée entre les presse-étoupe 22 et 24, et deux rondelles 34 et 36 interposées entre le presse-étoupe 24 et L'écrou 16. La rondelle 36, directement en contact avec L'écrou 16, présente un évidement intérieur 36a (figure 3) dont la forme est complémentaire de deux méplats 14f formés à ce niveau sur la partie cylindrique 14b de la vis. La rondelle 36 est ainsi immobilisée en rotation sur la vis 14. Cette configuration évite que les différents organes constituant L'empilement 18 ne soient entrains en rotation par L'écrou 16 lors du serrage du dispositif 12. Les rondelles 28, 30, 32 et 34 présentent, sur leurs faces tournées vers les presse-étoupe 20 et 24, un diamètre intérieur calibré Légèrement supérieur au diamètre extérieur de la partie 14b de la vis et un diamètre extérieur calibré légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube 10. Cette caractéristique permet d'éviter l'extrusion des anneaux de graphite 20a et 24a au moment du serrage. leurs extrémités tournées vers le presse-étoupe 2Z, les rondelles 30 et 32 comprennent des parties de diamètre réduit terminées par des épaulements 30a et 32a. Les extrémités de la douille 22 de faible épaisseur sont en partie engagées sur ces parties de diamètre réduit, de telle sorte qu'il existe au repos un jeu axial i prédéterminé entre les épaulements 30a et 32a et les extrémités de la douille 26. Le montage du dispositif 12 dans le tube 10 va maintenant être décrit en se référant aux figures. L'écrou 16 étant desserré afin de donner aux anneaux 20a, 22a et 24a constituant Les presse-étoupe, ainsi qu a la douille 26 leur diamètre extérieur minimal, le dispositif 12 est introduit dans l'extrémité du tube 10 comme représenté sur la figure 1. Le serrage est alors effectué grâce à un outil approprié permettant d'immobiliser en rotation la vis 14 par sa partie hexagonale 14d, tout en entraînant en rotation L'écrou 16 par les encoches 16a formées sur celui-ci. Cette rotation est réalisée dans Le sens permettant de diminuer la distance séparant L'écrou 16 de la tête 14a de la vis. Les trois presse-étoupe 20, 22 et 24 sont alors comprimés simultanément, ce qui a pour effet de réduire leur diamètre intérieur et d'accroitre leur diamètre extérieur. De cette manière, les anneaux de graphite 20a et 24a constituant les presse-étoupe 20 et 24 viennent s'appliquer de façon étanche à la fois contre la surface extérieure de la partie cylindrique 14b de la vis et contre la surface intérieure du tube 10. L'étanchéité de L'obturation est ainsi réalisée. Simultanément, la compression axiale du presse-étoupe 22 a pour effet d'accro5tre le diamètre extérieur des anneaux de graphite 22a, ainsi que le diamètre de la douille métallique 26 qui est en contact avec ces anneaux. La surface extérieure de la douille 26 vient alors s'appliquer contre la surface intérieure du tube 10. On réalise ainsi un serrage métal sur métal qui permet de bénéficier d'un coefficient de frottement important. Il est à noter que l'effort de serrage exercé sur le tube par la douille 26 est limité par le jeu i, puisque toute déformation axiale supplémentaire du presse-étoupe 22 est empêchée Lorsque Les extrémités de la douille 26 viennent en appui sur les épaulements 30a et 32a. De cette manière, on peut être assuré que la déformation de la douille mince 26 ne se fait que de façon élastique. Cette déformation est donc réversible, ce qui permet le démontage du dispositif Lorsque cela est nécessaire. La meme observation s'applique bien entendu à La vis 14 et aux anneaux de graphite constituant les presse-étoupe. Lorsque le serrage de L'écrou 16 est suffisant pour assurer les fonctions d'étanchéité et de fixation mécanique, la partie cylindrique 16b de L'écrou est rabattue sur la partie hexagonale 14d comme l'illustrent en particulier les figures 1 et 4. On réalise ainsi L'immobilisation de L'écrou par rapport à la vis. Pour effectuer le démontage du dispositif 14, les opérations précédemment décrites sont réalisées dans L'ordre inverse. Le freinage de L'écrou 16 obtenu en rabattant la partie cylindrique mince 16b sur la partie hexagonale 14d de la vis est alors facilement supprimé en exerçant sur L'écrou un surcouple limité redéformant en sens inverse cette partie Ibb. Grâce au dispositif 12 qui vient d'être décrit, on réalise de façon simple et fiabLe L'obturation étanche d'un tube tel qu'un tube de générateur de vapeur, sans endommager ce tube. En outre, cette obturation n'est pas définitive, le dispositif selon Invention pouvant être facilement démonté lorsqu'un accès au tube s'avère nécessaire. Bien entendu, L'invention n'est pas Limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple, mais en couvre toutes Les variantes. Ainsi, les encoches formées sur L'écrou pour permettre son entrafnement en rotation peuvent etre remplacées par tout moyen équivalent, tel qu'une partie hexagonale ou carrée. De même, la douille fendue 26 peut être remplacée par tout autre organe déformable remplissant~ une fonction analogue. Enfin, l'immobilisation en rotation de la rondelle 36 sur la vis peut être réalisée par tout moyen équivalent des méplats 14f décrits. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'obturation amovible d'un tube (10), caractérisé en ce qu'il comprend une vis (14) pourvue d'une tête (14a), un écrou (16) vissé sur cette vis et un empilement (18) placé sur la vis (14) entre la tête (14a) et L'écrou (16), ledit empilement comprenant au moins un premier presse-étoupe (20, 24) dont le diamètre extérieur au repos est Légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube (10), et au moins un deuxième presseétoupe (22) autour duquel est placé un organe (26) élastiquement déformable selon une direction radiale et dont Le diamètre extérieur au repos est légèrement inférieur au diamètre intérieur du tube (10). 2. Dispositif selon ta revendication 1, caractérisé en ce que ledit empilement (18) comprend une première rondelle (36) adjacente à L'écrou (16), des moyens (14f) étant prévus pour immobiliser ladite rondelle en rotation par rapport à la vis. 3. Dispositif selon L'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ta vis (14) comprend, à proximité de son extrémité, une partie (14d) permettant son immobilisation en rotation par un outil. 4. Dispositif selon L'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé'en ce que l'écrou (16) présente une partie déformable (16b) apte à être rabattue sur la vis (14) pour assurer l'immobilisation de L'écrou en rotation sur La vis. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que Ledit empilement (18) -comprend deux deuxièmes rondelles (30, 32) disposées de part et d'autre du deuxième presse-étoupe (22), ledit organe radiaLement déformable étant une douilLe fendue (26) dont Les extrémités sont placées en regard de deux épaulements (30a, 32a) formés sur les deuxièmes rondelles, la Longueur du deuxième presse-étoupe (22) au repos étant telle qu'il existe alors un jeu (j) entre ces deux épaulements et la douille fendue (26). 6. Dispositif selon La revendication 5, caractérisé en ce que ledit empilement (18) comprend deux premiers presse-étoupe (20, 24) disposes de part et d'autre desdites deuxièmes rondelles (30, 32) entre Lesquelles est placé le deuxième presse-étoupe (22). 7. Dispositif selon La revendication 6, caractérisé en ce que ledit empilement comprend de plus deux troisièmes rondelles (28, 34) interposées respectivement entre la tête (14a) de la vis et l'un (20) des premiers presse-étoupe et entre L'écrou (16) et L'autre (24) premier presse-étoupe.