Brevet FR2811057A1 — publié le 20020104

I 2811057 DISPOSITIF GONFLABLE ET PROCEDE D'UTILISATION DE CE DISPOSITIF L'invention se rapporte à un dispositif gonflable. Elle se rapporte également à un procédé d'utilisation du dispositif gonflable. Notamment mais non exclusivement, pour obturer une canalisation, il est connu de faire appel à un dispositif gonflable qui, après avoir été introduit dans la canalisation à obturer, est gonflé de manière que sa paroi latérale s'applique avec une force prédéterminée sur la face interne de la canalisation. On connaît un dispositif gonflable (FR-A-2.589.580) comprenant: - une armature constituée par un tube à l'intérieur duquel est fixée, à distance des extrémités, une flasque obturant l'intérieur et - fixée sur ce tube, une enveloppe souple élastique délimitant avec le tube une poche gonflable. En introduisant de l'air dans la poche gonflable, I'enveloppe souple se plaque sur la face interne de la canalisation et forme alors, avec la flasque de l'armature, un bouchon ou obturateur. L'enveloppe élastique se présente sous la forme d'un manchon tubulaire et les extrémités de cette enveloppe sont fixées par collage sur les extrémités externes du tube de l'armature. A l'usage, on constate un effet de pelage au niveau de la fixation de l'enveloppe sur le tube, en effet lors du gonflage, les forces s'exercent selon sensiblement des axes perpendiculaires aux génératrices du tube et tendent donc à arracher progressivement la liaison formée par la couche de colle. Pour limiter cet effet, on complète le collage par un cerclage mais les résultats restent insuffisants. On connaît un autre système qui consiste à fixer sur la face externe du tube non plus un manchon tubulaire mais une poche comme une chambre à air de roue. La fixation de cette enveloppe fermée se fait au centre de la face externe du tube de manière à limiter les contraintes qui s'exercent lors des gonflages/dégonflages. En raison de cette fixation en un point central de l'armature, on constate un effet de " chenillage " lié au contre-pression. Cet effet a pour conséquence un décollage de la chambre à air. L'invention a pour objectif de proposer une nouvelle solution. 2 2811057 A cet effet, I'invention a pour objet un dispositif du type précité comprenant: - une armature constituée par un tube à l'intérieur duquel est fixée, à distance des extrémités, une flasque fermant l'intérieur du tube et - fixée sur ce tube, une enveloppe souple élastique en forme de manchon délimitant avec le tube une poche gonflable, ce dispositif étant caractérisé en ce que les extrémités de l'enveloppe sont fixées sur la face interne du tube formant l'armature. L'invention se rapporte également au procédé d'utilisation du dispositif. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexé qui représente schématiquement: - figure 1: une coupe d'un dispositif gonflable selon l'invention, - figure 2: un dispositif gonflable utilisé comme obturateur, - figure 3: un dispositif utilisé comme piston, - figure 4: un dispositif utilisé comme accumulateur de pression. En se reportant au dessin, on voit un dispositif 1 gonflable destiné à être introduit, par exemple, dans une canalisation. Classiquement, ce dispositif comprend: - une armature 2 constituée par un tube 2A à l'intérieur duquel est fixée, à distance des extrémités, une flasque 2B fermant l'intérieur du tube et - fixée sur ce tube, une enveloppe 3 souple élastique en forme de manchon délimitant avec le tube une poche 100 gonflable. Selon une caractéristique de ce dispositif, les extrémités 3A de l'enveloppe sont fixées sur la face 2C interne du tube formant l'armature et notamment sur les extrémités internes dudit tube. Avantageusement, la longueur développée du manchon 3, en position neutre c'est à dire non gonflée, est supérieure à la longueur mesurée entre les deux points extrêmes o ce manchon est fixé de sorte qu'après fixation des dites extrémités du manchon à l'intérieur du tube formant l'armature, la longueur L de la face externe du manchon est supérieure à la longueur 1 du tube de l'armature. L'armature peut ainsi de déplacer, selon l'axe longitudinal de l'armature, selon une course qui dépend de la différence de longueur précisée plus haut. Plus précisément, la longueur entre les deux points extrêmes est égale à la distance entre chaque point extrême et le bord du manchon le plus proche de ce 3 2811057 point extrême auquel s'ajoutent deux fois l'épaisseur du manchon et auquel s'ajoute également la longueur externe du manchon. La poche dépasse donc des deux extrémités du tube, si la course est répartie de part et d'autre, ou ne dépasse que d'un seul coté, si le montage est un peu différent. L'avantage de cette solution résulte de la disparition de l'effet de pelage tout en étant fixé en deux zones écartées. En effet, les forces qui s'exercent localement dans la zone de fixation aux tubes sont des forces parallèles à la génératrice de l'enveloppe tubulaire de 1 0 l'armature. Un autre avantage de cette solution est de permettre au dispositif de pouvoir le faire travailler comme un piston. A cet effet: - on équipe l'armature 2 et par exemple l'une des faces de la flasque d'une tige 6 axiale faisant saillie par rapport à l'encombrement du dispositif pour transmettre le mouvement du piston à une charge éloignée, - on place le piston dans une chemise 7 fermée à une extrémité formant, avec l'arrière du piston une chambre 8 de volume variable, - on gonfle la poche 100 de manière à plaquer la face externe du manchon sur la face interne de la chemise fermée en créant ainsi un bouchon ou obturateur et - pour le déplacement du piston, on injecte de l'air sous pression dans la chambre 8 de volume variable de sorte que, sous l'action de la pression, I'armature du piston se déplace sur une course égale à la partie libre de la poche dépassant de l'armature (figure 3). Compte tenu de la section du piston, on peut obtenir une force importante. A titre d'exemple, lorsque le dispositif a les caractéristiques suivantes: - diamètre extérieur égal à cent quatre vingt millimètres, - zone d'extrémité ou course égal à cent millimètres, le dispositif est gonflé à quatre vingts bars dans une canalisation de diamètre deux cents millimètres. Un film d'air ou de liquide à quatre vingts bars de pression d'épaisseur, dix millimètres sur la périphérie de l'armature métallique est donc créé pour ainsi réaliser une étanchéité par obturation. 4 2811057 Par contre, comme il n'existe plus de retenue mécanique dans cet équilibre, lorsqu'on va injecter une contre-pression d'air ou de liquide, le piston obturateur va avancer de cent millimètres jusqu'à moment o le tissu nappé vient se bloquer sur la partie métal. Il y a donc déplacement rapide au départ et on peut ensuite monter en puissance. Dans cet exemple avec une surface de la section de diamètre de deux cents millimètres égale à trois cent quatorze cm2 et une pression de gonflage du produit de quatre vingts bars, on peut avoir dans la chambre variable une contre-pression à soixante quinze bars tout en conservant l'étanchéité. On développe donc une poussée sur le piston de: 314 x 75 bars = 23 550 DAN _ 23 tonnes. Le dispositif gonflable comprend donc sur l'une de ses faces extrêmes une tige 6 pour transmettre son déplacement. L'enveloppe est une nappe textile enduite de part et d'autre d'un élastomère type caoutchouc, polyuréthanne etc... En fonction de la résistance demandée, on peut soit confectionner en droit fil, une ou plusieurs couches, soit par enroulement filamentaire. La confection est toujours réalisée à partir d'élastomère ou plastomère cru. Quand le produit est confectionné, on peut le vulcaniser par différentes méthodes. Ces zones étant confectionnées à cru et vulcanisées permettent d'avoir un bon effet mémoire. De plus, ces zones libres permettent le retrait sans contrainte dans le composite. De ce fait, on obtient le maximum de dilatation possible. On peut utiliser le système différemment (figure 4) par exemple, pour absorber des variations de pression importante dans une chambre fermée par l'obturateur. Ces variations de pression pourraient lorsqu'elles sont importantes induire des forces suffisante pour faire glisser l'obturateur au long du tube fermée. Pour éviter cet effet, avantageusement, l'armature 2 du dispositif gonflable est pourvue sur sa face arrière opposée à celle soumise à la pression P de la chambre, de surfaces 10 à coefficient élevé de frottement portées par des biellettes 11 inclinées par rapport à l'axe longitudinal de l'armature pour, en réaction au déplacement vers l'arrière du dispositif gonflable ouvrir l'angle ax des biellettes et 2811057 augmenter ainsi l'application des surfaces de frottement sur la paroi interne de la chemise logeant le dit dispositif. On peut également en utilisant des surfaces de frottement du type précité mais montées selon un schéma inverse, faire progresser le dispositif dans une canalisation et donc augmenter la course du piston. 6 2811057 REVENDICATIONS 1. Dispositif gonflable comprenant: - une armature (2) constituée par un tube (2A) à l'intérieur duquel est fixée, à distance des extrémités, une flasque (2B) fermant l'intérieur du tube et - fixée sur ce tube, une enveloppe (3) souple élastique en forme de manchon délimitant avec le tube une poche (100) gonflable, ce dispositif étant CARACTERISE en ce que les extrémités (3A) de l'enveloppe sont fixées sur la face (2C) interne du tube formant l'armature et notamment sur les extrémités internes dudit tube. 2. Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que la longueur (L) de la face externe du manchon est supérieure à la longueur (1) du tube de l'armature. 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend, sur l'une de ses faces extrêmes, une tige (6) pour transmettre son déplacement. 4. Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que l'armature (2) du dispositif gonflable est pourvue, sur sa face arrière opposée à celle soumise à la pression (P) s'exerçant dans une chambre, de surfaces (10) à coefficient élevé de frottement portées par des biellettes (11) inclinées par rapport à l'axe longitudinal de l'armature pour, en réaction au déplacement vers l'arrière du dispositif gonflable ouvrir l'angle a des biellettes et augmenter ainsi l'application des surfaces de frottement sur la paroi interne de la chemise logeant le dit dispositif. 5. Procédé d'utilisation du dispositif gonflable selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que: - on équipe l'armature (2) d'une tige (6) axiale faisant saillie par rapport à l'encombrement du dispositif pour transmettre le mouvement du piston à une charge éloignée, - on place le piston dans une chemise (7) fermée à une extrémité formant, avec l'arrière du piston une chambre (8) de volume variable, - on gonfle la poche (100) de manière à plaquer la face externe du manchon sur la face interne de la chemise fermée en créant ainsi un bouchon ou obturateur et - pour le déplacement du piston, on injecte de l'air sous pression dans la chambre (8) de volume variable de sorte que, sous l'action de la pression, l'armature du piston se déplace sur une course égale à la partie libre de la poche dépassant de l'armature. 7 2811057 6. Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'on équipe l'armature (2) du dispositif gonflable, sur sa face arrière opposée à celle soumise à la pression (P) s'exerçant dans une chambre, de surfaces (10) à coefficient élevé de frottement portées par des biellettes (11) inclinées par rapport à l'axe longitudinal de l'armature pour, en réaction au déplacement vers l'arrière du dispositif gonflable ouvrir l'angle a des biellettes et augmenter ainsi l'application des surfaces de frottement sur la paroi interne de la chemise logeant le dit dispositif.