Brevet FR2610469A1 — publié le 19880805

L'invention a pour objet un procédé et un dispositif pour la fixation de manière étanche des résistances électriques blindées qui sont montées sur un ballon de fluide généralement sous pression à travers des trous prévus dans La paroi de ce ballon. Une résistance électrique blindée comprend un tube extérieur, de préférence en acier inoxydable, qui contient de La magnésie comprimée dans laquelle un fil résistant est immo bilisé au centre du tube extérieur. Le fil résistant se prolon ge hors du tube extérieur par une partie extrême à l'aide de laquelle il est réuni à une partie extrême d'un conducteur d'alimentation électrique. La jonction entre les deux fils se fait à l'aide d'une douille métallique dans laquelle on introduit, en sens opposés, le fil résistant et le conducteur d'alimentation ; ensuite, la douille est écrasée fortement en plusieurs points espacés sur le fil résistant et sur le conducteur d'alimentation. La zone de la jonction doit être isolée électriquement ; elle doit aussi être rendue parfaitement étanche vis à vis de lthumidité ; en outre, comme il est souhaitable que le fil résistant et chauffant soit utilisé sur la totalité de sa longueur, il est souhaitable que la zone de la jonction soit montée et tenue dans la paroi que traverse la résistance électriquement blindée afin que celle-ci soit immergée dans le fluide sur toute sa longueur. Le but principal de l'invention est donc d'apporter un dispositif de montage d'une résistance électrique blindée dans un trou de traversée de la paroi d'un ballon de fluide sous pression assurant simultanément Les fonctions suivantes: isolement électrique de la jonction entre le conducteur d'alimentation électrique et te fil résistant, étanchéité absolue de la jonction électrique vis à vis de l'humidité extérieure, conservation de l'étanchéité absolue du ballon vis à vis de l'extérieur, fixation mécanique solide de la résistance blindée dans La région de la traversée de la paroi du ballon. Selon le procédé de L'invention, après réalisa tion de la jonction du fil résistant et du fil conducteur on enferme la zone de la jonction dans un moule d'injection pour la réalisation dans cette zone, selon une technique de surmou lage bien connue en soi, d'un manchon en élastomère qui s'étend au-delà de la jonction proprement dite sur la partie extrême du tube extérieur de la résistance blindée et sur la partie extre me du fil d'alimentation électrique.On donne des dimensions extérieures déterminées à ce manchon en élastomère et on utilise par ailleurs un support en matière rigide apte à être immobili sé dans une ouverture de la paroi d'un ballon de fluide à chauf fer en prévoyant dans ce support un trou de passage à dimensions intérieures déterminées telles que, Lorsqu'on introduit La résistance blindée et le manchon en élastomère dans ce trou de passage, par un mouvement en sens axial dans le sens de l'intérieur vers L'extérieur du ballon, ce manchon est contenu et serré de manière étanche dans Le support. Un dispositif préféré réalisé selon le procédé de L'invention comprend un manchon en élastomère réalisé par surmoulage pour contenir la zone de la jonction électrique en couvrant aussi une longueur déterminée des parties extrêmes proches de la jonction d'une part du tube extérieur, d'autre part du conducteur d'alimentation ; ce manchon présente en allant du conducteur d'alimentation au tube extérieur un premier tronçon cylindrique puis un second tronçon tronconique qui va en s'évasant en direction du tube extérieur.Le dispo sitif comprend en plus un support en matière rigide, de préfé rence non corrodable, apte à être fixé sur un moyen amovible d'obturation ou à faire partie intégrante d'un moyen amovible d'obturation d'une ouverture prévue dans la paroi d'un ballon de fluide sous pression ; ce support a une longueur au plus égale à celle du manchon en élastomère et il est traversé par un trou de passage qui présente en allant de L'extérieur vers l'intérieur du ballon après montage sur ce dernier, un premier tronçon cylindrique de diamètre inférieur au diamètre du premier tronçon cylindrique du manchon en élastomère et de longueur réduite, un deuxième tronçon cylindri que de diamètre au moins égal, et de préférence légèrement supérieur à celui du premier tronçon cylindrique du manchon en élastomère, un troisième tronçon tronconique s'élargissant dans le même sens que le second tronçon tron conique du manchon en élastomère, de longueur inférieure à celle de ce second tronçon et se terminant par une ouverture de diamètre égal au diamètre par Lequel se termine le second tronçon tronconique du manchon en élastomère. De préférence il existe une zone de raccordement tronconique entre le premier tronçon cylindrique et le deuxième tronçon cylindrique du support ; de préférence aussi le premier tronçon cylindrique du manchon en élastomère est précédé d'une amorce tronconique facilitant son introduction dans ce support. Pour bien faire comprendre l'invention et en faire apprécier les avantages, on donnera maintenant une description d'un mode préféré de réalisation au cours de laquelle appa raieront d'autres caractéristiques secondaires du dispositif de l'invention. On se reportera au dessin annexé dans Lequel : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une partie extrême, d'une résistance électrique blindée dont l'autre partie extrême est en vue extérieure, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'un bouchon selon l'invention, - la figure 3 est une vue partielle schématique de la paroi d'un ballon d'eau chaude équipé d'une résistance de chauffage à l'aide d'un dispositif conforme à l'invention. La figure 1 montre une résistance chauffante blindée qui a deux branches parallèles 1, 2 réunies par une partie 3 incurvée en U. Cette résistance comprend un tube extérieur 4 en acier inoxydable qui contient de la magnésie comprimée 5 dans laquelle un fil résistant électrique 6 est immobilisé au centre au tube extérieur 4. Ce fil résistant 6 s'étend aux deux extrémités de la résistance chauffante en dehors du tube extérieur 4 par une partie extrême 7 pour être raccordé à deux conducteurs électriques 8, 9. Dans ce qui suit on ne décrira en détail que La partie extrême représentée en coupe sur la figure 1, L'autre partie représentée en vue extérieure lui étant identique. Le conducteur électrique 8 a une gaine isolante et un fil conducteur dont une partie extrême 10 s'étend en dehors de cette gaine. La partie extrême 7 du fil résistant 6 et la partie extrême 10 du fil conducteur sont introduites en sens opposés dans une douille métallique 11 qui est écrasée et sertie ainsi qu'il est connu sur ces deux parties extrêmes 7, 10 pour les réunir mécaniquement et électriquement. L'écrasement de la douille 11 n'a pas été représenté sur la figure 1. L'emplacement de la douille 11 est ce que l'on appelle la zone de jonction des fils. Après exécution de la jonction des fils, on enferme cette zone de jonction dans un moule d'injection, selon une technique bien connue en soi, pour La réalisation d'un manchon en élastomère 12 que l'on décrira maintenant en détail. Le manchon 12 couvre la partie extrême proche de la jonction d'une part du conducteur électrique 8, d'autre part du tube extérieur 4. A partir du conducteur électrique 8, le manchon 12 a une amorce tronconique 13 à inclinaison de 60 environ, suivie d'un premier tronçon cylindrique 14 à diamètre extérieur D1 et d'un second tronçon tronconique 15 qui va en s'élargissant à partir de La fin du premier tronçon 14 vers le tube extérieur 4 pour se terminer par un diamètre D2. Un court tronc de cône 16 suit le second tronçon 15. La limite 17 entre Le premier tronçon 14 et Le second tronçon 15 se trouve à peu près au milieu de La longueur de la douille 11, c'est-à-dire de la zone de jonction. La figure 2 montre un support 18 dans lequel a été réalisé un trou de passage 19 qui a la configuration suivante. A une extrémité du trou 19 il existe un premier tronçon cylindrique 20 de diamètre D3 inférieur au diamètre D1 du premier tronçon cylindrique 20. Par exemple, pour une valeur de 7,5 mm du diamètre D1, le diamètre D3 a une valeur de 6 mm. Ce tronçon 20 a une longueur réduite, par exemple 3 mm. Le premier tronçon 20 est suivi d'une zone de raccordement tronconique 21 après laquelle il existe un deuxième tronçon cylindrique 22 de diamètre D4 de valeur égale ou supérieure au diamètre D1, par exemple d'une valeur de 7,6 mm dans le présent exemple. Ensuite, il existe un troisième tronçon tronconique 23 qui s'élargit en s'éloignant du deuxième tronçon 22 pour se terminer par un diamètre de même valeur D2 que le second tronçon tronconique 15 du manchon surmoulé 12 en élastomère. La limite 24 entre les deux tron çons successifs 22, 23 se trouve sensiblement au milieu de l'épaisseur du support 18 ; en outre, l'épaisseur de ce dernier est inférieure à la longueur totale du manchon 12 surmoulé en élastomère. La figure 3 se rapporte à l'utilisation du dispositif de l'invention ; elle montre une partie d'un moyen amovible 25 d'obturation, telle qu'une bride ou un bouchon, apte à être monté de manière étanche dans une ouverture prévue dans la paroi d'un ballon d'eau chaude, pour le montage d'une résistance chauffante à travers cette paroi. Dans ce moyen d'obturation 25 sont ménagées deux ouvertures 26 (une seule est représentée sur la figure 3) espacées d'une distance égale à celle qui sépare les deux branches 1,2. Un support 18 est introduit dans chaque ouverture 26 et immobilisé solidement et de manière étanche, par exemple par deux soudures annulaires 27. Sur la figure 3 l'intérieur I du ballon est supposé se trouver au-dessus de la bride 25 et l'extérieur E en-dessous. Le premier tronçon 20 est du côté extérieur E. Chaque branche 1, 2 est introduite dans le trou de passage 19 correspondant par un mouvement en sens axial dans un sens qui correspond au sens allant de l'intérieur I vers l'extérieur E du ballon. Après montage, le premier tronçon cylindrique de diamètre D1 du manchon 12 en élastomère est fortement comprimé ou étranglé à l'intérieur du court premier tronçon de diamètre plus faible D3 du support 18. En même temps, le second tronçon tronconique 15 du manchon 12 est fortement coincé dans le troisième tronçon tronconique 23 du support 18. En fait, l'enfoncement est exécuté jusqu'à ce que ce coincement l'interrompe. Quand le fluide contenu dans le ballon est sous pression, il tend à enfoncer davantage le manchon 12 dans le support 18. On obtient ainsi une bonne tenue et un bon centrage des branches 1,2 dans les deux supports correspondants. On notera que Le manchon 12 a une épaisseur radiale plus faible autour du tube extérieur 4 qu'autour du conducteur électrique 8, ce qui est favorable d'une part à un bon coincement dans le troisième tronçon 23 du support 18 en raison de La rigidité relative due à La plus faible épaisseur autour du tube extérieur 4, d'autre part à un bon étranglement dans le premier tronçon 20 en raison de la souplesse relative due à la plus grande épaisseur autour du conducteur d'alimentation 8. Le procédé de l'invention permet de changer facilement La résistance chauffante quand c'est nécessaire ; en outre, il supprime tout risque de détérioration du tube extérieur 4 sur Lequel aucune soudure n'est exécutée. L'invention est utilisable pour toute résistance chauffante à configuration autre que celle d'une épingle en U. On remarquera que dans le support 18 on pourrait prévoir seulement Le premier tronçon -20 de diamètre D3 et Le troisième tronçon tronconique 23 se terminant par un diamètre D2. Cette variante n'est pas préférée. Etant donné La résistance à l'enfoncement du manchon 12 qu'oppose Le premier tronçon 20 il est très souhaitable de lui donner une longueur réduite. Le deuxième tronçon cylindrique 22 de diamètre D4 qui ne produit aucun serrage permet d'éloigner l'un de l'autre Les deux autres tronçons 21, 23 et d'allonger le support 18. Ainsi ce dernier assure un meilleur guidage du manchon 12, et renforce la solidité de la fixation mécanique de La résistance électrique dans son support. On a décrit plus haut les supports 18 de chacune des branches 1, 2 comme des pièces individuelles rapportées sur un moyen d'obturation 25 et fixées dans des ouvertures 26 prévues en correspondance dans ce moyen d'obturation. En variante, les supports 18 pourraient faire partie intégrante du moyen d'obturation (bride ou bouchon) à condition que ce moyen présente, au moins localement, une épaisseur convenable. Le moyen d'obturation est conçu pour se monter, de façon connue, dans une ouverture prévue dans la paroi du ballon, soit à l'aide de goujons pour une bride, soit à l'aide d'un filetage pour un bouchon, ainsi qu il est habituel. De cette façon, dans les deux cas les supports 18 d'une résistance chauffante blindée sont immobilisés dans une ouverture de la paroi du ballon en restant facilement démontables avec la bride ou le bouchon. Il est facile de mettre en place ou de remplacer, si nécessaire, cette résistance chauffante. REVENDICATIONS 1. Procédé pour Le montage étanche d'une résistance électrique blindée à travers une paroi (25) d'un ballon, comprenant un tube extérieur (4), un fil résistant ayant une partie extrême (7) dépassant de ce tube extérieur (4), un conducteur (8) d'alimentation électrique ayant une partie extrême (10) réunie par une jonction à la partie extrême du fil résistant (6) caractérisé en ce que, après réalisation de ladite jonction, on enferme la zone de cette dernière dans un moule d'injection et on réalise un manchon surmoulé en élastomère (12) à des dimensions extérieures déterminées et on utilise un support (18) apte à être immobilisé dans une ouverture de ladite paroi (25) en prévoyant dans ce support (18) un trou de passage (19) à des dimensions intérieures déterminées telles que, lorsqu'on y introduit ledit manchon (12) par un mouvement en sens axial de L'intérieur vers l'extérieur du baLLon, ce manchon (12) est contenu et serré de manière étanche dans ce support (18). 2. Dispositif pour le montage étanche d'une résistance électrique blindée à travers une paroi (25) d'un ballon, comprenant un tube extérieur (4), un fil résistant ayant une partie extrême (7) dépassant de ce tube extérieur (4), un conducteur (8) d'alimentation électrique ayant une partie extrême (10) réunie par une jonction à la partie extrême du fil résistant (6), caractérisé en ce que la zone de Ladite jonction est contenue dans un manchon (12) surmoulé en élastomère s'étendant sur une partie du tube extérieur (4) et sur une partie du conducteur (8) d'alimentation, ce manchon (12) ayant en allant de ce dernier au tube extérieur (4) un premier tronçon cylindrique (14) de diamètre D1 et un second tronçon tronconique (15) se terminant par un diamètre D2, ce dispositif comprenant en outre un support (18) apte à être immobilisé dans une ouverture de la paroi du ballon et ayant un trou de passage (19) avec un premier tronçon cylindrique (2Q) de diamètre D3 de valeur inférieure audit diamètre D1 et un troisième tronçon tronconique (23) se terminant par un diamètre ayant ladite valeur D2, la longueur du manchon (12) étant supérieure à celle du support (18). 3. Dispositif selon La revendication 2, caractérisé en ce que le support (18) comprend entre le premier tronçon cylindrique (20) et le troisième tronçon tronconique (23) un deuxième tronçon cylindrique (22) de diamètre D4 à valeur au moins égale audit diamètre Dî. 4. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que La limite (17) sur le manchon (12) entre Le premier tronçon (14) et le second tronçon (15) se trouve à peu près au milieu de la zone de ladite jonction. 5. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que la limite (24) sur le support (18) entre le deuxième tronçon (22) et le troisième tronçon (23) se trouve à peu près au milieu de la longueur de ce support (18). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que les supports (18) des deux branches (1,2) d'une résistance électrique blindée sont des pièces individuelles rapportées et fixées dans des ouvertures convenables (26) espacées d'une distance substantiellement égale à la distance séparant lesdites branches (1,2) et ménagées dans un moyen amovible d'obturation de ladite ouverture prévue dans la paroi du ballon. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisé en ce que les supports (18) des deux branches (1,2) d'une résistance électrique blindée font partie intégrante d'un moyen amovible d'obturation (25) de ladite ouverture prévue dans la paroi du ballon, ce moyen d'obturation ayant, au moins locament, une épaisseur au moins égale à la longueur du manchon.