Brevet FR2641522A1 — publié le 19900713

De nombreux types de bouchons à expansion existent, utilisés la plupart du temps pour reboucher des récipients de boissons gazeuses, mais plus généralement destinés à obturer des ouvertures où s'exerce une pression liquide ou gazeuse. L'expansion est le plus généralement obtenue par compression mécanique de un ou plusieurs tores ou anneaux élastiques, la pression sur les parois de l'ouverture permettant ainsi d'augaenter dans de fortes proportions les forces de frottement qui permettent à l'obturateur de résister à.la pression interne. L'invention consiste à utiliser la pression contenue pour assurer l'expansion des plis d'un soufflet tout en permettant une mise en place et un retrait sans efforts. L'obturateur se compose d'un corps tubulaire annelé ou plissé dénommé aussi soufflet (1),Fig. 1 et 2,dont le diamètre extérieur au repos est légèrement supérieur au diamètre de l'orifice à obturer, et dont le nombre de plis est variable. I1 peut aussi présenter une série de plis ou portions de tores d'un diamètre légèrement décroissant vers l'extremité, définissant une enveloppe légèrement tronconique (fig. 3), qui peut faciliter sa fabrication. I1 est réalisé en une matière présentant un certain degré d'élasticité. La partie (2) forme poussoir, elle peut être pleine ou creuse, elle est liée à la partie inférieure du corps annelé (4) et donc est plus longue que la partie (1) de façon à saillir de la collerette (5) dans toutes les positions. Le diamètre extérieur du poussoir est plus faible que l'intérieur du corps annelé, de telle façon qu'il puisse y circuler sans frottement. La collerette (5) est solidaire de la partie supérieure du corps annelé, sa forme est telle qu'elle puisse être aisément saisie pour un effet de traction, elle peut être munie à cet effet d'un anneau (7), fig. 4, elle peut aussi (fig. 3) présenter un rebord (9) qui, sans empêcher l'action d'appui sur Comme il a été décrit précédemment, le cercle extérieur (4), introduit avec frottement dans l'orifice, présente un certain coefficient de frottement sur la paroi (5) du conduit, tandis que les mouvements du cercle intérieur sont libres. On voit donc, qu'approximativement la force F se décomposera en une force F1, et une force F2 représentant la pression sur les parois, dont la valeur est approximativement représentée par la formule F2 : F , d'autant supérieure à la tg pression P que l'angle a sera petit. Si l'adhérence du premier pli sur la paroi est insuffisante, il y aura un certain glissement du cercle (4) sur la paroi (5) et le processus, atténué, se reproduira sur le pli suivant. On voit donc que l'on pourra ajuster le nombre de plis en fonction des coefficients de frottement et de la pression à contenir. Ceci conduit à concevoir le dessin des soufflets selon certains critères. - La partie (3) devra avoir une résistance à la compression suffisante pour transmettre la force F1 mais l'extrêmité (4) devra avoir un coefficient d'élasticité suffisant pour permettre l'ex- pansion de la partie frottante sur la paroi. - Les cercles intérieurs des plis du soufflet (2, 6) devront par contre résister à la contre poussée de F1, ce qui implique une structure renforcée de cette partie en cas de fabrication en un matériau unique, il y aura donc avantage à ce qu'il présente un module d'élasticité à la compression supérieur à celui de traction. On pourra ainsi prévoir des anneaux de renforcement (8), ceci de façon à éviter tout frottement sur les parois du poussoir (9). - Dans le cas où les soufflets devraient être réalisés en un matériau métallique ou offrant un faible degré d'élasticité, on pourra donner aux cercles extérieurs des plis, une ondulation dans le plan cylindrique les enveloppant (fig. 5). le poussoir, interdit toute poussée indésirable qui se produirait inopportunément , notamment en cas d'empilement de récipients. Pour enfoncer l'obturateur, on appuie sur le haut du poussoir (6), il entraine donc vers le bas les plis ou renfle orients au fur et à mesure où ils viennent buter sur le rebord de l'orifice en allongeant le soufflet fig. 2 et en faisant ainsi diminuer le diamètre extérieur des plis. Lorsqu'on relache cette pression, l'élasticité naturelle du soufflet, la poussée d'un ressort dont il serait éventuellement munis(1) fig. 5et la pression interne, poussent le poussoir vers le haut, et compriment donc les plis ou renflements ; plus la pression augmente, et plus le diamètre augmente également, ainsi que le frottement sur les parois et la résistance à l'ouverture. Pour retirer le bouchon, on exerce une traction sur la collerette (5), ce qui a pour effet d'étirer le soufflet ; son diamètre diminue et l'obturateur peut être extrait sans effort. Le système ainsi proposé résulte de la conjugaison de deux principes - la pression nécessaire à l'expansion des plis externes du soufflet est fournie pour l'essentiel par le fluide contenu. - La forme des plis du soufflet est telle que la pression interne sur le poussoir de l'obturateur provoque une pression sur les parois du conduit très supérieure à la pression du fluide contenu. Sur la figure 4 on voit que la pression P du fluide contenu s'exerce pour l'essentiel sur la cloison de'fermeture (1) du poussoir de l'obturateur. Sous cet effet l'obturateur va transmettre au cercle intérieur (2) du tronc de cône formant le premier pli du soufflet une force F parallèle au sens de déplacement de l'obturateur. - On constatera, ainsi que le montre la figure 2 , que si le matériau offre une compressibilité suffisante, la forme annelée du soufflet dont la coupe serait d'apparence sinusoldale (Fig. 2 et 3) présente de bonnes caractéristiques, en raison de la diminution de l'angle (gc) et de l'accroissement de la surface d'appui lors de la compression, tout en rendant plus facile la fabrication. - Il est évident que pour des utilisations sous faibles pressions, les parois du soufflet pourront présenter une épaisseur uniforme. Pour les utilisations les plus courantes, ce bouchon est réalisé préférentiellement en une matière caoutchouteuse ou plastique, en une seule opération d'injection comme l'indique les fig. 1,2,3. En opposant symétriquement deux obturateurs dont.le poussoir central est ouvert, on réalise un raccord pour tuyaux à mise en place instantanée, Fig 7. Ce raccord se compose donc d'un corps tubulaire central (1) relié par ses deuxextrêmités à deux soufflets (4), chacun de ces soufflets possédant une collerette (5). La mise en place s'effectue en enfonçant les deux par ties du raccord dans les extrêmités des tuyaux ; pour le retirer, il suffit de tirer sur les collerettes (5), ce qui a pour effet, comme vu précédemment de distendre les soufflets. L'extraction se fait sans effort. REVENDICATIONS 1 - Dispositif amovible résistant à la pression destiné à obturer les orifices tubulaires ou circulaires caractérisé en ce qu'il comporte un tube annelé ou soufflet (1) comprenant au moins un pli ou bourrelet lié d'une part par sa partie inférieure (4) à un poussoir (2) destiné à permettre la mise en place, et d'autre part par sa partie supérieure à un anneau ou collerette de préhension et de traction (6) destiné à enlever l'obturateur,Figi. 2 - Dispositif caractérisé selon la revendication 1, en ce que le soufflet est déformable et élastique, ses parois peuvent être d'épaisseurs inégales. 3 - Dispositif caractérisé selon les revendications 1 et 2 en ce que le diamètre des anneaux ou bourrelets peut être identique fig. 1 ou décroissant fig. 3, 4 - Dispositif caractérisé selon la revendication 1 en ce que le diamètre extérieur du poussoir (2) est inférieur dans toutes les configurations au diamètre intérieur du soufflet (1). 5 - Dispositif caractérisé selon les revendications 1,2,3 en ce que la collerette de préhension peut présenter un anneau ou rebord de sécurité (9) fig. 3,suffisamment large pour permettre la poussée volontaire sur la tête du poussoir, mais suffisamment haut pour empêcher une pression non désirée. 6 - Dispositif caractérisé selon les revendications 1, 4 et S en ce que l'obturateur peut être réalisé -fig. 1 et fig. 3- en matière plastique moulée par injection/soufflage. 7 - Dispositif caractérisé selon les revendications 1 et 4 en ce que le poussoir peut être un tube obturé par une vanne (8) fig. 4. 8 - Dispositif caractérisé selon la revendication 1 en ce qu'un est raccord rapide pour tuyaux obtenu en liant deux obturateurs par leur tête de poussoir (7) fig. 7 non munis de cloisons d'obturation.