Brevet FR2652405A1 — publié le 19910329

Cette invention concerne des bouchons qui sont insérés dans les trous de tubes véhiculant des fluides ou autres pour éviter que le fluide ne s'en écoule et plus particulièrement des bouchons auxquels on peut faire hautement confiance pour qu'ils n'aient pas de défaillance pendant leur utilisation. Cette invention est utile dans des équipements contenant du fluide o les bouchons sont soumis à des pressions élevées et pour des températures, des hauts différentiels et des vibrations qui tous tendent à desserrer progressivement les bouchons. Les bouchons selon cette invention sont particulièrement utiles pour boucher les tubes de condenseurs des systèmes générateurs à vapeur o les bouchons sont soumis à des cycles de fonctionnement comprenant des différentiels de pression pouvant atteindre environ 200 psi(14,06 kg/cm2), des changements de température pouvant atteindre environ 400 F (204,4 C), et des vibrations relativement élevées. Le brevet US-A-4760868 dont le demandeur est Edward G. Saxon et qui est incorporé à la présente demande de brevet, divulgue un bouchon de tube haute fiabilité pour de tels systèmes. Ce brevet divulgue dans l'ensemble un bouchon ayant un manchon d'étanchéité pour tube qui est fixé à des éléments de serrage alignés axialement par un ensemble boulon écrou. Les éléments de serrage sont pressés pour adhérer par friction à la paroi du tube en tournant l'ensemble de serrage. La présente invention est un perfectionnement du bouchon - 2 - La présente invention est un perfectionnement du bouchon divulgué par le brevet US-A-4760868. Un bouchon haute fiabilité réalisé conformément à la présente invention n'a pas besoin d'être tourné pour adhérer par friction à la paroi du tube. Mieux, des bouchons conformes à la présente invention adhèrent par friction à la paroi du tube simplement en absorbant le fluide. Un bouchon conforme à la présente invention comprend un moyen d'étanchéité en élastomère, ayant généralement un axe, pour fermer hermétiquement un tube, un tuyau ou autre objet similaire et éviter que le fluide ne s'en écoule, un moyen de serrage par friction hydroscopique aligné axialement avec le moyen d'étanchéité en élastomère et qui gonfle quand il est mis en contact avec de l'eau (ou de la vapeur), pour adhérer par friction au tube, au tuyau ou autre objet similaire, et un moyen, de préférence un ensemble boulon- écrou, pour maintenir le moyen d'étanchéité et le moyen de serrage par friction ensemble. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le moyen de serrage par friction hydroscopique comprend des lamelles en matériaux hydroscopiques qui s'étendent sans interruption tout le long d'une matrice par ailleurs très stable telle que des fils en fibres de toile dans une résine phénolique. De tels matériaux absorbent facilement l'eau dans une partie substantielle de la structure lamellaire pour gonfler et adhérer au tube, au tuyau ou autre objet similaire et au boulon d'assemblage (lorsqu'il est utilisé comme un moyen pour maintenir). Ainsi l'eau (ou la vapeur) presse de l'intérieur le moyen de serrage par friction en -3relation opérationnelle avec le tube, le tuyau ou autre objet similaire. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'une réalisation préférée en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels: - la Figure 1 est une vue en coupe axiale longitudinale d'un bouchon conforme à la présente invention dans un tube et - la Figure 2 est une vue en coupe transversale du bouchon de la Figure 1, prise le long de la ligne de coupe 2-2. La Figure 1 montre de manière générale un bouchon haute fiabilité 10 conforme à la présente invention inséré dans le trou 12 d'un tube 14, qui peut être une ligne de tubes, une conduite dans une paroi en tubes, une canalisation, un manchon, ou autre objet similaire, tel qu'il serait installé pour éviter l'écoulement du fluide. Dans la présente description, il est supposé que le fluide est de l'eau (ce pourrait être de la vapeur ou un condensat de vapeur) sur le côté 16 du bouchon 10. Si le fluide utilisé n'est pas de l'eau, l'eau peut néanmoins être utilisée pour nettoyer le système avant de le mettre en route. Le bouchon 10 a généralement un moyen d'étanchéité en élastomère tel qu'un manchon 20 qui est comprimé contre le tube 14. De préférence, le matériau en élastomère est un caoutchouc tel que le néoprène ou du caoutchouc naturel. Le manchon 20 a un boulon fileté 22 ou autre moyen de fixation s'étendant axialement à travers celui-ci avec des rondelles -4 - 24, 26 à chacune de ses extrémités pour emprisonner le manchon 20. De préférence, le manchon 20 adhère par friction sur le boulon fileté 22 et au tube 14 de sorte que le manchon 20 n'a pas besoin d'être beaucoup déformé pour former un scellement étanche essentiellement au fluide avec le tube 14. Un moyen de serrage par friction hydroscopique tel qu'un disque 30 est aligné axialement avec le manchon d'étanchéité 20 sur le boulon fileté 22 entre la rondelle 26 et une troisième rondelle 32. Le manchon 20 et le disque sont maintenus sur le boulon fileté 22 au moyen d'un écrou 34 vissé à ce dernier. Le boulon fileté 22 a une fente 36 qui permet à l'assemblage d'être serré depuis l'extrémité 16 du tube. Le disque 30 est de préférence en matériau hydroscopique tel qu'une structure lamellaire de fils en fibres de toile 40 dans une résine phénolique 42. De telles résines sont considérablement plus dures que des élastomères tels que le néoprène et transmettront des forces importantes au manchon 20 pendant le gonflage dans le trou 12. Un disque particulièrement adapté absorbe jusqu'à environ 29 d'eau; Méthode d'Essai ASTM D-619 E-l/105 + 2 heures avec une éprouvette d'essai de 0,062 pouce (1,58 mm) d'épaisseur. Egalement, le disque est de préférence un isolant électrique de sorte qu'il n'y a pas de cellules de corrosion entre le tube 14 et le moyen pour maintenir. De préférence, les diamètres intérieur et extérieur du disque s'adaptent au boulon fileté 22 et au tube 14 avec des jeux minimum de sorte que le matériau hydroscopique n'a besoin que de gonfler un minimum pour adhérer par friction au boulon fileté 22 et au tube 14. Un peu de jeu est néanmoins souhaitable pour permettre à l'eau de venir rapidement au contact de la périphérie du disque 30. L'essentiel du fluide sera absorbé dans le disque vers la périphérie de la troisième rondelle d'extrémité 32. Le bouchon fiable 10 est d'abord inséré dans le trou 12 du tube comme un ensemble unitaire et l'écrou est serré autant que l'on peut le serrer à la main. L'ensemble est ensuite serré avec une clé et un tournevis pour rendre étanches le manchon 20 et le tube 14. L'extrémité 16 du tube 14 est ensuite remplie d'eau (ou de vapeur) et le disque 30 commence à gonfler après que l'eau a été en contact avec les fils en fibres de toile 40. Le disque 30 gonfle radialement et adhère ainsi par friction au tube 14. Le disque 30 peut gonfler légèrement axialement (mais seulement jusqu'à ce qu'il engage l'épaulement 44 du boulon fileté 22) pour comprimer le manchon d'élastomère 20 en contact étanche avec le tube 14 et le boulon fileté 22. Le bouchon 10 peut facilement être retiré d'un tube en perçant le disque 30. - 6 - REVENDICATIONS 1. Bouchon haute fiabilité (10) pour insertion dans le trou (12) d'un tube (14), d'un tuyau ou autre objet similaire véhiculant un fluide, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen d'étanchéité en élastomère (20) , ayant généralement un axe, pour fermer hermétiquement un tube, un tuyau ou autre objet similaire et éviter que le fluide ne s'en écoule; un moyen de serrage par friction hydroscopique (30) aligné axialement avec le moyen d'étanchéité en élastomère (20) et qui gonfle quand il est mis en contact avec de l'eau, pour adhérer par friction au tube (14), au tuyau ou autre objet similaire; et un moyen (22, 34) pour maintenir le moyen d'étanchéité et le moyen de serrage ensemble, 2. Bouchon haute fiabilité conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de serrage (30) comprend des lamelles en matériau hydroscopique (40) dans une matrice stable. 3. Bouchon haute fiabilité conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de serrage (30) comprend des lamelles de fils en fibres de toile (40) dans une matrice stable. 4. Bouchon haute fiabilité conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que la matrice stable comprend une résine phénolique (42). 5. Bouchon haute fiabilité conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen pour maintenir comprend un -7 - boulon fileté (22) et un écrou (34) et la partie filetée du boulon s'étend à travers au moins une partie du moyen de serrage hydroscopique (30). 6. Bouchon haute fiabilité conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que la partie filetée du boulon fileté (22) s'étend à travers le moyen de serrage (30). 7. Bouchon haute fiabilité conforme à la revendication 6, caractérisé en ce qu'une rondelle (26) est disposée entre le moyen d'étanchéité (20) et le moyen de serrage par friction hydroscopique (30), et le boulon fileté (22) a un épaulement (44) prévu pour venir en butée contre la rondelle (26). 8. Bouchon haute fiabilité conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen pour maintenir (22, 34) est en métal et le moyen de serrage (30) est un isolant électrique.