FR2551272A1 - Prise electrique isolee et etanche - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION SE RAPPORTE A UNE PRISE ELECTRIQUE ISOLEE ET ETANCHE COMPRENANT UN OBTURATEUR 26 PERCE DE PASSAGES 32 QUI SONT DISPOSEES COMME LES DOUILLES 20 DE L'ELEMENT FEMELLE DE LA PRISE ET QUI VIENNENT DANS LE PROLONGEMENT DE CES DERNIERES, DANS UNE POSITION DE CONTACT DE L'OBTURATEUR 26 LEQUEL PEUT ETRE PLACE DANS UNE POSITION DE REPOS DANS LAQUELLE IL OBTURE LES DOUILLES 20. DES MOYENS 36, 37 SONT EN OUTRE PREVUS POUR GUIDER L'ELEMENT MALE 35 DE LA PRISE, D'ABORD AXIALEMENT 38 POUR QUE SES BROCHES 42 PENETRENT DANS LES PASSAGES 32 DE L'OBTURATEUR 26 EN POSITION DE REPOS, PUIS LATERALEMENT 39 POUR QUE SES BROCHES 42 ENTRAINENT L'OBTURATEUR DANS SA POSITION DE CONTACT, PUIS A NOUVEAU AXIALEMENT 40 POUR QUE LES BROCHES TRAVERSENT LES PASSAGES 32 DE L'OBTURATEUR 26 ET SE LOGENT DANS LES DOUILLES 20 DE L'ELEMENT FEMELLE, LES MOUVEMENTS INVERSES AYANT LIEU POUR PASSER DU CONTACT AU REPOS. L'OBTURATEUR 26 EST EN OUTRE POURVU D'UN JOINT D'ETANCHEITE 28 QUI EST SERRE ENTRE L'ELEMENT FEMELLE ET L'OBTURATEUR LORSQUE CE DERNIER PASSE DE LA POSITION DE CONTACT A LA POSITION DE REPOS. AINSI, LA DECONNEXION DE LA PRISE ASSURE ET SON ISOLEMENT ET SON ETANCHEITE. APPLICATION AUX PRISES UTILISEES SUR LES INSTALLATIONS DE FORAGE EN MER.

Description

L'invention a pour objet une prise électrique du type comportant un élément femelle disposé dans un bolier et un élément male pourvu de broches aptes à pénétrer simultanément dans les douilles de l'élément femelle.

I1 existe de nombreuses prises de ce type depuis les plus simples à deux ou trois broches, jusqu'à des prises très complexes pouvant comporter plusieurs dizaines de broches et qui sont souvent destinées à des usages spéciaux, blocs opératoires ou installations pétrolières par exemple.

La nécessité s'est fait sentir d'un bon isolement de ces prises en position de contact, et surtout en position de repos, cet isolement pouvant à la limite être sujet à des normes extremement sévères pour assurer une garantie contre toute déflagration.

Diverses solutions existent grâce auxquelles les prises sont soit sérieusement isolées, soit véritablement anti-déflagrantes.

Cependant, pour certaines utilisations, et en particulier pour les installations de recherche pétrolière en mer, ces qualités ne sont plus suffisantes, car les prises doivent également être étanches, particulièrement en position de repos.

Or si l'on sait réaliser des prises étanches comme l'on sait réaliser des prises isolantes ou anti-déflagrantes, par contre il n'a jamais été possible jusqu'à ce jour de mettre à la disposition des utilisateurs exigeants des prises possédant à la fois ces deux qualités, et qui soient malgré cela durables, aisées à manoeuvrer et d'un prix de revient abordable.

L'invention vise une prise répondant à ces divers desiderata, et qui pour ce faire se caractérise essentiellement en ce qu'elle comprend un obturateur percé de passages disposés comme les douilles de l'élément femelle, des moyens étant prévus d'une part pour guider l'obturateur entre une première position de contact pour laquelle ses passages sont dans le prolongement des douilles et une position de repos décalée de la précédente pour laquelle il obture les douilles, et d'autre part pour guider l'élément mâle, lors de la mise en contact, d'abord axialement de telle sorte que ses broches pénètrent dans les passages de l'obturateur en position de repos, puis latéralement de telle sorte que ses broches entraînent l'obturateur de la position de repos à la position de contact, puis à nouveau axialement de telle sorte que les broches traversent les passages de l'obturateur et se logent dans les douilles de l'élément femelle, les mouvements inverses ayant lieu pour passer du contact au repos, le mouvement latéral de l'obturateur étant de préférence une rotation assurée par un pivot central en prise avec un logement de l'élément femelle, tandis que l'obturateur est pourvu d'un joint d'étanchéité sur sa face en contact avec l'élément femelle, des moyens étant prévus pour serrer le joint entre l'élément femelle et l'obturateur lorsque ce dernier passe de la position de contact à la position de repos.

On conçoit qu'une telle prise offre en position de repos les garanties d'isolement et d'étanchéité souhaitées. En effet, dans cette position, l'obtu- rateur isole de l'extérieur les douilles sous tension, puisque ses passages sont décalés chacun par rapport à la douille correspondante, et le joint, serré entre l'élément femelle et l'obturateur, procure l'étanchéité.

En outre, lorsque l'opérateur veut brancher la prise, l'élément mâle est obligatoirement guidé pour que d'abord ses broches pénètrent dans l'obtura- teur, puis ensuite entraînent ce dernier vers la position de contact, puis enfin viennent en contact avec les douilles de l'élément femelle.

Enfin, et inversement, l'opérateur ne peut débrancher la prise que par des mouvements inverses qui entraînent obligatoirement le passage de l'obtu- rateur en position de repos, c'est-à-dire dans la position qui assure l'isolement et l'étanchéité de l'élément femelle.

Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, les moyens de serrage sont constitués par des rampes latérales coopérant avec des saillies, rampes qui peuvent se terminer par des faces formant butées pour les deux positions de l'obturateur. De préférence, les rampes sont prévues sur l'obturateur et les saillies sont solidaires d'une chemise bloquée en rotation entourant l'élément femelle.

On assure ainsi de façon simple et efficace le serrage et le desserrage du joint ainsi que l'arrêt en butée de l'obturateur dans chacune de ses deux positions extremes.

Les moyens de guidage de l'élément mâle peuvent à leur tour être réalisés simplement sous forme de rampes prévues sur sa périphérie latérale, coopérant avec des doigts portés par le boîtier de l'élément femelle.

Un mode de réalisation de l'invention sera maintenant décrit en référence aux dessins annexés dans lesquels
- La figure 1 est une vue latérale d'une prise conforme à l'invention, avant raccordement
- La figure 2 est une vue frontale de l'élément femelle prise selon la ligne II II de la figure 1
- La figure 3 est une vue en coupe de la prise pendant le branchement, lorsque l'obturateur a atteint sa position de contact
- La figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV IV de la figure 3 ; et
- La figure 5 est une vue latérale de I'obturateur de la prise.

t'élément femelle de la prise représentée est disposé dans un boîtier 1 cylindrique solidaire d'une plaquette 2 de fixation pourvue à cet effet de quatre passages épaulés 3.

Deux oreilles inférieures 4 reçoivent l'axe 5 du couvercle 6 rappelé en position de fermeture par un ressort 7 et pourvu d'un joint dsétanchéité 8.

Deux oreilles supérieures 9 reçoivent l'axe 10 du cliquet 11 de blocage du couvercle 6, lui-même rappelé en position de fermeture par un ressort 12 et pourvu d'une vis de condamnation 13.

Une chemise 14 est logée à l'intérieur du boîtier 1 pour recevoir le corps isolant 15 positionné par quatre vis 16. La chemise est retenue et bloquée en rotation par une collerette 17 collaborant avec une gorge du boîtier. Elle se prolonge, ainsi que le corps isolant 15, au-delà d'un épaulement 18 de façon à délimiter l'espace cylindrique 19 destiné à l'élément mâle.

De façon classique, le corps isolant contient les douilles femelles 20 métalliques, y compris dans le cas présent une douille axiale 21.

Les douilles débouchent à l'arrière par des manchons de raccordement 22 en légère saillie et à l'avant par des embouts femelles 23 en léger retrait.

L'embout femelle 24 de la douille axiale 21, plus large, fait légèrement saillie et s'étend dans l'axe d'un logement cylindrique 25.

Au-delà du corps isolant 15 et jusqu'à l'extrémité de la chemise 14, est disposé l'obturateur 26 réalisé en un matériau isolant en forme de disque prolongé par un pivot central 27 situé dans le logement 25 du corps isolant 15 et donc pourvu à son tour d'un passage axial pour ltembout 24 de la douille axiale 21.

Entre l'obturateur 26 et le corps isolant 15,est disposé un joint d'étanchéité 28 rendu solidaire en rotation de l'obturateur grâce à deux saillies 29 de ce dernier coopérant avec des évidements du joint.

Sur la face avant de l'obturateur, sont prévues deux rampes latérales 30 axialement symétriques coopérant avec deux emboutis 31 pratiqués sur la tranche avant de la chemise 14.

Si l'on compare à ce stade les figures 2 et 4, on constate que les rampes 30 autorisent une rotation de l'obturateur de l'ordre de 900 entre la position de la figure 2, dite de repos, et celle de la figure 4, dite de contact.

La rotation de 909 dans le sens des aiguilles d'une montre permettant de passer de la première à la seconde positions grâce à l'obliquité des rampes bien visible à la figure 5, a pour effet de relâcher la pression que l'obturateur 26, retenu par les emboutis 31, exerce sur le joint 28 contre le corps isolant 15. Inversement,lorsque l'obturateur passe de la position de contact à la position de repos, la pression sur le joint 28 s'exerce de façon progressive, assurant ainsi une étanchéité parfaite pour toute la partie située derrière le joint, qui est sous tension.

Par ailleurs, l'obturateur 26 et le joint 28 sont pourvus de passages 32 disposés comme les douilles 20, 21 de l'élément femelle et se trouvant face à ces douilles pour la position de contact de la figure 4.

Le passage de la position de contact de la figure 4 à la position de repos par une rotation de 900 dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre fait que ces passages ne sont plus face aux douilles, comme cela se voit clairement sur la figure 2, ce qui assure l'isolement.

En résumé, en position de repos, l'élément femelle est étanche et isolé. En position de contact, il est prêt à recevoir les broches de l'élément mâle.

Il est à noter que les mouvements de l'obturateur dans l'un et l'autre sens sont limités par les faces 33 et 34 situées à l'extrémité des rampes, les deux premières définissant la position de contact de la figure 4 et les deux secondes la position de repos de la figure 2.

L'élément mâle qui va maintenant être décrit est conçu de telle sorte qu'il assure obligatoirement le passage de l'obturateur de la position de repos à la position de contact lors du branchement, et le mouvement inverse lorsqu'il est retiré.

Pour ce faire, cet élément mâle 35 comporte deux rampes 36 décalées mais non symétriques pour éviter les branchements intempestifs, collaborant avec deux doigts 37 portés par le boîtier 1 de l'élément femelle. Chaque rampe commence par une portion 38 parallèle à l'axe de symétrie de l'ensemble, se pour suit par une portion 39 disposée selon un plan transversal et se termine par une portion 40 parallèle à la portion 38 mais décalée de 900.

On conçoit qu'ainsi l'élément mâle 35 ne peut pénétrer par son extrémité cylindrique 41 dans le logement 19 du boîtier 1 de l'élément femelle que si l'opérateur lui impose d'abord un mouvement de translation correspondant aux portions 38, puis un mouvement de rotation correspondant aux portions 39 et enfin un second mouvement de translation correspondant aux portions 40, les mouvements inverses étant obligatoires pour retirer l'élément mâle 35.

Les broches 42 de cet élément mâle 35, y compris la broche centrale 43, sont logées dans un corps isolant 44 par leurs extrémités 45 formant manchons de raccordement, le corps isolant 44 étant lui-même monté à l'intérieur de l'élément mâle 35 grâce à une série de vis 46 diposées au droit d'un épaulement 47 de l'élément 35 qui se poursuit de façon classique par une partie cylindrique de moindre diamètre 48 convenablement filetée.

La longueur des broches 42 est telle qu'avant pénétration des doigts 37 dans les portions de rampes 38, les broches sont encore à l'extérieur de l'obturateur 26, dans lequel elles pénètrent au fur et à mesure que les doigts 37 parcourent ces portions de rampes 38. Au niveau des portions de rampes 39, les broches 42 sont dans la position de la figure 3, c'est-à-dire à l'intérieur de l'obturateur 26, mais à l'extérieur du corps isolant 15.

C'est ainsi que la rotation obligatoire de l'élément mâle se transmet à l'obturateur par les broches 42 et les passages 32 de l'obturateur assurant au contact la position de la figure 4 qui permettra aux broches 42, 43 de pénétrer dans les embouts femelles 23, 24 des douilles 20 lorsque, manoeuvré par l'opérateur, l'élément mâle 35 sera rapproché de l'élément femelle grâce aux portions 40 des rampes 38.

Inversement, si l'opérateur veut débrancher l'élément mâle 35, il doit d'abord le tirer à lui (portions 40 des rampes) puis le tourner de 900 (portions 39 des rampes). Mais alors, les broches 42 entraînent en rotation l'obturateur 26, ce qui aboutit comme on l'a vu plus haut à l'isolation (passages de l'obturateur décalés par rapport aux douilles femelles) et à l'étanchéité (joint 28 comprimé entre le corps isolant 15 et l'obturateur 26).

Seulement alors l'opérateur peut retirer l'élément mâle 35 complètement (portions 38 des rampes).

On notera que la sécurité est parachevée de façon classique grâce au cliquet 11 qui vient en prise en position de contact avec un doigt 49 de l'élé- ment mâle 35 et en position de repos avec un doigt 50 du couvercle 6.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1. Prise électrique isolée et étanche comportant un élément femelle disposé dans un boîtier (1) et un élément mâle (35) pourvu de broches (42) aptes à pénétrer simultanément dans les douilles (20) de l'élément femelle, caractérisée par la présence d'un obturateur (26) percé de passages (32) disposes comme les douilles de l'élément femelle, des moyens (25, 27) étant prévus d'une part pour guider l'obturateur entre une première position de contact pour laquelle ses passages (32) sont dans le prolongement des douilles (20) et une position de repos décalée de la précédente pour laquelle il obture les douilles, et d'autre part (36, 37) pour guider l'élément mâle (35), lors de la mise en contact, d'abord axialement (38) de telle sorte que ses broches (42) pénètrent dans les passages (32) de l'obturateur (26) en position de repos, puis latéralement (39) de telle sorte que ses broches entralnent l'obturateur de la posi- tion de repos à la position de contact, puis à nouveau axialement (40) de telle sorte que les broches traversent les passages (32) de l'obturateur (26) et se logent dans les douilles (20) de l'élément femelle, les mouvements inverses ayant lieu pour passer du contact au repos.

2. Prise électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le mouvement latéral de l'obturateur est une rotation assurée pat un pivot central (27) en prise avec un logement (25) de l'élément femelle.

3. Prise électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'obturateur (26) est pourvu d'un joint d'étanchéité (28) sur sa face en contact avec l'élément femelle, des moyens (30, 31) étant prévus pour serrer le joint (28) entre l'élément femelle et l'obturateur lorsque ce dernier passe de la position de contact à la position de repos.

4. Prise électrique selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens de serrage sont constitués par des rampes latérales (30) coopérant avec des saillies (31).

5. Prise électrique selon la revendication 4, caractérisée en ce que les rampes latérales (30)seterminent par des faces (33, 34) formant des butées pour les deux positions de l'obturateur (26).

6. Prise électrique selon la revendication 5, caractérisée en ce que les rampes (30) sont prévues sur l'obturateur (26) et les saillies (31) sont solidaires d'une chemise (14) bloquée en rotation entourant l'élément femelle.

7. Prise électrique selon l'une quelconque des revendications 1à 6, caractérisée ce que les moyens de guidage de l'élément mâle sont des rampes (36) prévues sur sa périphérie latérale, coopérant avec des doigts (37) portés par le boi- tier.