Brevet FR2653197A1 — publié le 19910419

- 1 - 2653197 La présente invention concerne un procédé d'étanchéification d'une extrémité d'élément de chauffage électrique, et notamment d'un tel élément comprenant un fil chauffant disposé dans une gaine métallique dont il est isolé par un isolant électrique, ainsi qu'un élément de chauffage électrique étanchéifié par ce procédé. Les éléments de chauffage électrique dits "éléments blindés" se composent en général d'une gaine métallique à l'intérieur de laquelle est disposé un fil chauffant en alliage nickel-chrome enroulé hélicoldalement sous la forme d'un solénoïde. Ce fil est noyé dans un isolant électrique constitué par exemple par de la poudre d'oxyde de magnésium compactée. Afin d'éviter que cet isolant ne prenne l'humidité, il est nécessaire de prévoir des éléments d'étanchéité disposés aux extrémités de la gaine. Compte-tenu des températures élevées régnant en utilisation au niveau de ces extrémités, il est nécessaire d'utiliser pour réaliser cette étanchéité, des résines polymérisant à haute température. Leur mise en oeuvre est toutefois délicate car, du fait de leur fluidité avant polymérisation, les extrémités des éléments chauffants doivent être maintenues verticales afin d'éviter un écoulement de la résine. Par ailleurs, la fabrication de ces éléments de chauffage électrique impose un recuit ou une hypertrempe suivant les matières utilisées pour la gaine. Le recuit a pour effet secondaire d'éliminer complètement l'eau de l'isolant électrique. Toutefois, si l'obturation de l'extrémité de la gaine n'est pas effectuée pratiquement immédiatement, une reprise d'humidité s'effectue et il devient alors nécessaire de procéder à un étuvage pour éliminer l'eau. Enfin, le fait de chauffer un élément blindé entraîne une élévation de pression à l'intérieur de celui-ci, pouvant entraîner un "bullage" de la résine avant sa polymérisation, et par conséquent une dépression après refroidissement, cette dépression pouvant faire baisser la tenue à haute tension du fait de l'abaissement de la rigidité diélectrique qui en résulte. La présente invention vise à fournir un procédé permettant d'étanchéifier les extrémités d'éléments blindés en position horizontale directement à la sortie du four de traitement thermique de la gaine, tout en évitant une reprise d'humidité de l'isolant électrique, en permettant un maintient de la résine jusqu'à sa polymérisation, et en évitant le phénomène de bullage. A cet effet, l'invention a tout d'abord pour objet un procédé d'étanchéification d'une extrémité d'élément de chauffage électrique comprenant un fil chauffant disposé dans une gaine métallique dont il est - 2 - 2653197 isolé par un isolant électrique, caractérisé par le fait que l'on maintient ladite extrémité avec son axe sensiblement horizontal, que l'on amène de la résine au contact de l'isolant, et que l'on prévoit un joint pour maintenir la résine avant sa polymérisation, ledit joint étant réalisé de façon à permettre une fuite de gaz de l'intérieur de la gaine vers l'extérieur. L'étanchéification s'effectuant avec l'élément en position horizontale, elle peut être réalisée dès la sortie du four de traitement thermique sans manutention particulière, et sans laisser le temps à une reprise d'humidité. Par ailleurs, le joint permet d'empêcher l'écoulement de la résine fluide avant sa polymérisation, tout en permettant l'évacuation de l'air et de la vapeur d'eau. Le joint peut être réalisé par exemple en fibre céramique ou sous la forme d'un joint à lèvre, et âtre mis en place à l'extrémité de la gaine après introduction de la résine. Dans l'un et l'autre cas, l'on ajoute de préférence une pièce d'extrémité réalisée dans un matériau isolant électriquement tel que de la stéatite, cette pièce assurant la longueur de fuite nécessaire entre la gaine et la borne de raccordement électrique de l'élément. Cette pièce est collée par la résine restant sur la borne de raccordement et la gaine extérieure. Dans un autre mode de réalisation le joint peut former une chambre pour recevoir la résine, et est alors mis en place à l'extrémité de la gaine avant introduction de cette résine. Le joint peut alors notamment comporter une partie destinée à être engagée à l'intérieur de la gaine, cette partie comportant une ouverture par laquelle la résine est introduite dans la chambre avant son engagement complet dans la gaine, et une partie destinée à rester à l'extérieur de la gaine, cette partie pouvant assurer la longueur de fuite nécessaire. La présente invention a également pour objet un élément de chauffage électrique caractérisé par le fait qu'il est étanchéifié par un procédé tel que décrit ci-dessus. On décrira maintenant à titre d'exemple non limitatif quelques modes de réalisation particuliers de l'invention en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels: -les figures 1 et 2 illustrent les deux premières étapes d'un procédé selon un premier mode de réalisation de l'invention, - les figures 3a et 3b illustrent deux variantes d'une troisième étape de ce procédé, - les figures 4 et 5 illustrent les quatrième et cinquième étapes de ce procédé, et - 3 - 2653197 - les figures 6 et 7 illustrent deux étapes d'un procédé selon un autre mode de réalisation de l'invention. La figure I représente une extrémité d'un élément chauffant 1 comportant une gaine métallique 2 dans laquelle est disposé un fil chauffant raccordé à l'extérieur de la gaine par une borne de raccordement 3. Le fil chauffant et la partie de la borne 3 intérieure à la gaine 2 sont noyés dans une poudre isolante 4 réalisée dans ce cas particulier en oxyde de magnésium. A la sortie du four de traitement thermique de la gaine 2, l'élément chauffant se présente avec son axe 4 horizontal comme représenté sur les dessins. Tout en maintenant cet axe 5 horizontal, c'est-à-dire sans manutention, on introduit à l'extrémité de l'élément chauffant 1i une dose de résine 6, par exemple une résine époxy bicomposant polymérisant à 120 , à l'aide d'un pistolet distributeur 7 comme cela est représenté à la figure 2. Dans le mode de réalisation de la figure 3a, on maintient la résine 6 à l'aide d'un joint 8 réalisé dans un matériau poreux, par exemple en fibre céramique tel qu'un feutre d'alumine. Par contre dans le mode de réalisation de la figure 3b, la résine 6 est maintenue à l'aide d'un joint à lèvre 9. Les joints 8 et 9 permettent après leur mise en place d'éviter un vide d'air au contact de l'oxyde de magnésium 4 et de maintenir la résine qui devient très fluide à haute température avant sa polymérisation. Comme montré à la figure 4, on dispose à l'extrémité de l'élément de chauffage 1, après la mise en place du joint, une pièce 10 qui assure la longueur de fuite électrique entre la gaine 1 et la borne de raccordement 3. La dernière phase de réalisation de l'étanchéification consiste à polymériser la résine 6, cette polymérisation s'effectuant par chauffage local de l'extrémité de l'élément de chauffage 1 pour éviter une surpression à l'intérieur de cet élément. Dans le cas représenté aux dessins, ce chauffage est effectué à l'aide d'un émetteur infrarouge 11. Les figures 6 et 7 représentent un autre mode de réalisation dans lequel le joint et la pièce d'extrémité sont réalisés en une seule pièce 12. La pièce 12 comporte une partie tubulaire 13 destinée à être engagée à l'intérieur de la gaine 2 et une partie 14 formant un capot destiné à rester à l'extérieur de la gaine 2. La partie tubulaire 13 est munie d'une ouverture 15 destinée à l'introduction de la résine. La pièce 12 étant disposée comme montré à la figure 6, l'ouverture 15 est dégagée, de sorte que de la résine 16 peut être injectée au contact de l'isolant 4 à l'intérieur de la pièce 12. - 4 - 2653197 Cette pièce est ensuite repoussée vers l'extrémité du tube dans la position représentée à la figure 7, la résine 16 étant alors complètement enfermée. Cette résine peut ensuite être polymérisée comme décrit dans le premier mode de réalisation. Diverses variantes et modifications peuvent bien entendu être apportées à la description qui précède sans sortir pour autant du cadre ni de l'esprit de l'invention. - 5 - 2653197 REVENDICATIONS 1. Procédé d'étanchéification d'une extrémité d'élément de chauffage électrique (1) comprenant un fil chauffant disposé dans une gaine métallique (2) dont il est isolé par un isolant électrique (à), caractérisé par le fait que l'on maintient ladite extrémité avec son axe sensiblement horizontal, que l'on amène de la résine (6; 16) au contact de l'isolant, et que l'on prévoit un joint (8; 9; 12) pour maintenir la résine avant sa polymérisation, ledit joint étant réalisé de manière à permettre une fuite de gaz de l'intérieur de la gaine vers l'extérieur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit joint (8) est réalisé en fibre céramique et est mis en place à l'extrémité de la gaine après introduction de la résine (6). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit joint est un joint à lèvre (9) et est mis en place à l'extrémité de la gaine après introduction de la résine. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait que l'on ajoute une pièce d'extrémité (10) réalisée dans un matériau isolant électriquement, augmentant la longueur de fuite entre la gaine (1) et la borne de raccordement (3). 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit joint (12) forme une chambre pour recevoir la résine (16) et est mis en place à l'extrémité de la gaine avant introduction de la résine. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ledit joint comporte une partie (13) destinée à âtre engagée à l'intérieur de la gaine, cette partie comportant une ouverture (15) par laquelle la résine (16) est introduite dans la chambre avant son engagement complet dans la gaine, et une partie (14) destinée à rester à l'extérieur de la gaine. 7. Elément de chauffage électrique, caractérisé par le fait qu'il est étanchéifié par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.