FR2595427A1 - Dismantlable and sealed tube stopper - Google Patents
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Abstract
Description
BOUCHON DE TUBE DEMONTABLE ET ETANC HE
L'invention concerne un bouchon destiné à obturer un tube de façon démontable et étanche. Elle s'applique notamment, bien que de façon non exclusive, au bouchage des tubes des échangeurs de chaleur lorsque ces tubes présentent des défauts tels que des fissures.REMOVABLE AND WATERPROOF TUBE CAP
The invention relates to a stopper for closing a tube in a removable and leaktight manner. It applies in particular, although not exclusively, to the plugging of the tubes of the heat exchangers when these tubes have defects such as cracks.
Les échangeurs de chaleur ont pour fonction de transférer de la chaleur entre un fluide primaire circulant généralement à l'intérieur de tubes disposés en faisceau et un fluide secondaire circulant autour des tubes. The function of heat exchangers is to transfer heat between a primary fluid generally circulating inside tubes arranged in a bundle and a secondary fluid circulating around the tubes.
Au cours du fonctionnement de ces échangeurs, il arrive qu'un certain nombre de tubes se fissurent sous l'effet de phénomènes mécaniques (chocs, vibrations, défauts de fabrication, usure) et/ou chimiques (corrosion). During the operation of these exchangers, it happens that a certain number of tubes crack under the effect of mechanical phenomena (shocks, vibrations, manufacturing defects, wear) and / or chemical phenomena (corrosion).
Lorsque les fluides primaire et secondaire circulant dans L'échangeur de chaleur sont suffisamment compatibles pour que de faibLes fuites soient admissibles, le fonctionnement de l'échangeur peut se poursuivre sans intervention. When the primary and secondary fluids circulating in the heat exchanger are sufficiently compatible so that small leaks are admissible, the operation of the exchanger can continue without intervention.
Cependant, il arrive très fréquemment qu'une GtancheitE parfaite doive etre maintenue entre les fluides primaire et secondaire. On se trouve notamment dans cette situation lorsque ces fluides sont incompatibles ou lorsque leur-venue en contact provoque une réaction chimique qui en modifie la nature ou conduit à un risque d'explosion. Cette situation se présente également lorsque Le confinement de l'un au moins des deux fluides doit être préservé en raison notamment de son caractère toxique ou radioactif, comme c'est le cas pour les générateurs de vapeur utilisés dans les réacteurs nucléaires et notamment dans les réacteurs nucléaires à eau pressurisée. However, it very often happens that a perfect seal must be maintained between the primary and secondary fluids. We are in particular in this situation when these fluids are incompatible or when their coming into contact causes a chemical reaction which modifies the nature or leads to a risk of explosion. This situation also arises when the confinement of at least one of the two fluids must be preserved, in particular because of its toxic or radioactive character, as is the case for the steam generators used in nuclear reactors and in particular in pressurized water nuclear reactors.
Lorsqu'une étanchéité parfaite doit être maintenue entre les fluides primaire et secondaire et compte tenu des difficultés que pose, notamment dans Le cas d'un réacteur nucléaire, la réparation d'un tube défaillant, on remédie généralement à cette défaillance en obturant le tube à chacune de ses extrémités à L'aide d'un bouchon. Pour éviter que
L'obturation de certains tubes n'affecte le fonctionnement du réacteur dans son ensemble, on utilise le plus souvent des générateurs de vapeur surdimensionnés. Ainsi, un fonctionnement à plein régime du réacteur est assuré jusqu'à ce que 10X environ des tubes soient obturés.When a perfect seal must be maintained between the primary and secondary fluids and taking into account the difficulties posed, especially in the case of a nuclear reactor, repairing a faulty tube, this failure is generally remedied by sealing the tube at each of its ends using a plug. To prevent
The closure of certain tubes does not affect the operation of the reactor as a whole, most often oversized steam generators are used. Thus, operation at full speed of the reactor is ensured until approximately 10 × of the tubes are closed.
Un premier type de bouchon utilisé à cette fin est décrit dans le brevet US-A-4 390 042. Ce bouchon, de type mécanique, comprend un corps présentant une paroi tubulaire déformable et un noyau expanseur logé à l'intérieur de ce corps. A first type of plug used for this purpose is described in US Pat. No. 4,390,042. This plug, of mechanical type, comprises a body having a deformable tubular wall and an expander core housed inside this body.
La paroi tubulaire du corps du bouchon présentant une surface intérieure tronconique, en déplaçant axialement le noyau expanseur sous l'action d'un vérin, on déforme de façon permanente cette paroi tubulaire pour la plaquer contre la surface intérieure du tube à obturer. La fixation du bouchon dans le tube ainsi que L'étanchéité de l'obturation sont ainsi assurées simultanément.The tubular wall of the body of the stopper having a frustoconical inner surface, by axially moving the expander core under the action of a jack, this tubular wall is permanently deformed to press it against the inner surface of the tube to be closed. The fixing of the plug in the tube as well as the sealing of the closure are thus ensured simultaneously.
Les bouchons de ce type présentent différents inconvénients : - en premier lieu, un tel bouchon n'est pas démontable ;
lorsqu'il est mis en place, il n'est donc plus possible
d'inspecter ou de réparer éventuellement Le tube
correspondant, ce qui peut cependant devenir nécessaire
lorsque le pourcentage de tubes bouchés autorisé par le
surdimensionnement du générateur de vapeur est dépassé ; - l'étanchéité peut ne pas être parfaite lorsque les tubes
présentent des défauts de circularité.The plugs of this type have different drawbacks: - firstly, such a plug is not removable;
when it is put in place, it is no longer possible
to inspect or possibly repair the tube
corresponding, which may however become necessary
when the percentage of blocked tubes authorized by the
oversizing of the steam generator is exceeded; - the seal may not be perfect when the tubes
have circularity defects.
Un autre bouchon de tube d'échangeur de chaleur est connu du brevet EU-A-O 091 004. Ce bouchon, également de type mécanique, comprend des rondelles élastiques tronconiques au repos, qui sont comprimées entre des pièces adjacentes afin de leur donner une forme plane lors de la fermeture du bouchon. Sous l'effet de la déformation, Le bord périphérique extérieur de chacune des rondelles pénètre en la déformant dans la paroi intérieure du tube. Comme dans L'autre bouchon connu, les fonctions d'étanchéité et de liaison entre le bouchon et le tube sont remplies simultanément par les mêmes organes. Another heat exchanger tube plug is known from patent EU-AO 091 004. This plug, also of mechanical type, comprises elastic frustoconical washers at rest, which are compressed between adjacent parts in order to give them a flat shape. when closing the cap. Under the effect of the deformation, the outer peripheral edge of each of the washers penetrates by deforming it in the inner wall of the tube. As in the other known stopper, the sealing and connection functions between the stopper and the tube are fulfilled simultaneously by the same members.
Ce bouchon présente Les mêmes inconvénients que le précédent, auxquels s'ajoute la nécessité d'ajuster le diamètre du bouchon à poser au diamètre du tube à obturer. Les rondelles élastiques ne permettent en effet qu'une extension diamétrale très limitée. This stopper has the same disadvantages as the previous one, to which is added the need to adjust the diameter of the stopper to be fitted to the diameter of the tube to be closed. The elastic washers allow only a very limited diametrical extension.
La présente invention a précisément pour objet un bouchon de tube, notamment de tube d'échangeur de chaleur, qui soit à la fois étanche et démontable et pouvant être utilisé sans difficuLté dans des tubes présentant des diamètres sensiblement différents et, le cas échéant, des défauts de circularité. The present invention specifically relates to a tube plug, in particular of a heat exchanger tube, which is both sealed and removable and can be used without difficulty in tubes having substantially different diameters and, where appropriate, circularity defects.
A cet effet, il est proposé un bouchon de tube démontable et étanche, caractérisé en ce qu'il comprend, disposés selon un axe commun : - une tige centrale de commande dont une extrémité est munie d'une tête de manoeuvre filetée permettant L'entrainement de la tige en rotation, cette tige constituant -un premier organe tournant ; - un écrou de manoeuvre vissé sur la tête de manoeuvre et
constituant un deuxième organe tournant ; - un organe annulaire d'accrochage de diamètre variable monté
sur une première partie de la tige de commande et présentant
une surface extérieure non lisse (moletée par exemple) ;; - au moins une garniture d'étanchéité montée sur une deuxième
partie de la tige de commande, entre deux pièces présentant
entre elles un écartement qui varie lors d'une rotation de
l'un des organes tournants, une réduction de L'écartement
entre ces pièces ayant pour effet d'appliquer ladite garniture
de façon étanche contre la surface intérieure du tube et
contre la tige de commande ; et - des moyens pour modifier Le diamètre de l'organe d'accrochage
lors d'une rotation de l'autre organe tournant.To this end, a removable and leaktight tube plug is proposed, characterized in that it comprises, arranged along a common axis: - a central control rod, one end of which is provided with a threaded operating head allowing the driving the rotating rod, this rod constituting a first rotating member; - an operating nut screwed onto the operating head, and
constituting a second rotating member; - an annular hooking member of variable diameter mounted
on a first part of the control rod and having
a non-smooth exterior surface (knurled for example) ;; - at least one seal mounted on a second
part of the control rod, between two parts having
between them a spacing which varies during a rotation of
one of the rotating members, a reduction in the spacing
between these parts having the effect of applying said trim
tightly against the inner surface of the tube and
against the control rod; and - means for modifying the diameter of the attachment member
during a rotation of the other rotating member.
En plus de son caractère démontable, ce bouchon se distingue des bouchons connus par le fait que la liaison entre le bouchon et le tube et l'étanchéité de l'obturation sont obtenues par des Moyens totalement séparés. Ainsi, Le bouchon reste en place même en cas de rupture de L'étanchéité. In addition to its removable nature, this plug differs from known plugs by the fact that the connection between the plug and the tube and the sealing of the obturation are obtained by completely separate means. Thus, the plug remains in place even in the event of a leak in the seal.
Par ailleurs, ces deux fonctions sont remplies pratiquement sans déformation des parois du tube, ce qui permet d'envisager L'inspection ou la réparation ultérieure du tube en y adaptant un dispositif d'inspection tel que celui qui est décrit dans le brevet FR-A-2 503 921. En outre, ce bouchon pouvant être mis en place à une distance quelconque de L'extrémité du tube, sa mise en place et son démontage peuvent être également effectués à l'aide d'un tel dispositif. Furthermore, these two functions are fulfilled practically without deformation of the walls of the tube, which makes it possible to envisage the subsequent inspection or repair of the tube by adapting an inspection device such as that described in the patent FR- A-2 503 921. In addition, since this plug can be installed at any distance from the end of the tube, its installation and disassembly can also be carried out using such a device.
Afin de garantir L'étanchéité de l'obturation au cas où une Légère relaxation de La garniture d'étanchéité se produirait dans le temps, des moyens élastiques sont de préférence montés avec cette garniture sur la deuxième partie de La tige de commande, entre Lesdites pièces. In order to guarantee the sealing of the obturation in the event that a slight relaxation of the seal occurs over time, elastic means are preferably mounted with this seal on the second part of the control rod, between said rooms.
Selon un mode de réalisation préféré de L'invention, l'étanchéité est obtenue en plaçant sur la tige de commande au moins une garniture d'étanchéité en graphite expansé entre des garnitures d'étanchéité en fibres de graphite tressées. According to a preferred embodiment of the invention, the seal is obtained by placing on the control rod at least one seal made of expanded graphite between seals made of braided graphite fibers.
Par ailleurs, les moyens pour appliquer organe d'accrochage contre La surface intérieure du tube comprennent par exemple au moins un anneau élastique disposé à L'intérieur de
L'organe d'accrochage et tendant à accroitre son diamètre.Furthermore, the means for applying the hooking member against the interior surface of the tube comprise for example at least one elastic ring disposed inside
The attachment member and tending to increase its diameter.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les moyens pour modifier le diamètre de L'organe d'accrochage comprennent un deuxième écrou immobilisé en rotation dans ledit organe et vissé sur un filetage formé sur la tige de commande, ce deuxième écrou étant disposé à L'intérieur de L'organe d'accrochage, en vis-à-vis d'une surface approximativement tronconique formée sur ce dernier, des moyens étant prévus pour empêcher tout dépLacement relatif entre La tige de commande et
L'organe d'accrochage parallèlement audit axe.According to a first embodiment of the invention, the means for modifying the diameter of the attachment member comprise a second nut immobilized in rotation in said member and screwed onto a thread formed on the control rod, this second nut being disposed inside the fastening member, facing an approximately frustoconical surface formed thereon, means being provided to prevent any relative displacement between the control rod and
The attachment member parallel to said axis.
De préférence, la garniture d'étanchéité est alors montée entre L'écrou de manoeuvre et l'organe d'accrochage. Preferably, the seal is then mounted between the operating nut and the latching member.
Selon un deuxième mode de réalisation de L'invention,
Les moyens pour modifier te diamètre de L'organe d'accroctage comprennent une pièce annuLaire présentant une surfacé extérieure tronconique, cette pièce annulaire étant supportée par -L'écrou de manoeuvre et pénétrant à L'intérieur de l'organe d'accrochage
La garniture d'étanchéité est alors montée de préférence entre l'organe d'accrochage et un épaulement formé å l'extrémite de la tige de commande opposée à la tête de manoeuvre.According to a second embodiment of the invention,
The means for modifying the diameter of the hooking member comprise an annular part having a frustoconical outer surface, this annular part being supported by the operating nut and penetrating inside the hooking member.
The seal is then preferably mounted between the latching member and a shoulder formed at the end of the control rod opposite the operating head.
On décrira maintenant, à titre d'exemples non
Limitatifs, deux modes de réatisation de l'invention en se référant aux dessins annexés dans Lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe Longitudinale d'un bouchon réalisé selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
- La figure 2 est une vue en perspective représentant à plus grande léchette une partie du bouchon de La figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en perspective représentant de façon schématique L'extrémité d'un outil pouvant être utilise pour monter et démonter Le bouchon de La figure 1 ; et
- La figure 4 est une vue comparable a. la figure 1 illustrant un deuxième mode de réalisation du bouchon seLon l'invention.We will now describe, by way of examples not
Limitations, two embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings in which
- Figure 1 is a longitudinal sectional view of a plug made according to a first embodiment of the invention;
- Figure 2 is a perspective view showing a larger part of the plug of Figure 1;
- Figure 3 is a perspective view schematically showing the end of a tool that can be used to assemble and disassemble the plug of Figure 1; and
- Figure 4 is a view comparable to a. Figure 1 illustrating a second embodiment of the plug according to the invention.
Sur La figure I, on a représenté L'extrémité d'un tube 10 teL qu'un tube de générateur de vapeur obturé par un bouchon 12 conforme à l'invention. In Figure I, there is shown the end of a tube 10 teL that a steam generator tube closed by a plug 12 according to the invention.
Toutes les piéces constituant Le bouchon 12 sont disposées selon un axe commun qui est confondu avec L'axe du tube 10 lorsque le bouchon est place dans ce tube. All the pieces constituting the plug 12 are arranged along a common axis which coincides with the axis of the tube 10 when the plug is placed in this tube.
Le bouchon 12 comprend une tige centrale de commande 14, de section circulaire. L'extrémité de ta tige 14 orientée vers L'extérieur du tube, c'est-a-dire L'extrémité inférieure de la tige sur ta figure 18 est munie d'une tête de manoeuvre formée dans ce cas par un evidement 14a de section hexagonale Cette même extrémité de la tige 14 présente sur sa surface extérieure un fitetage 14b sur lequel est vissé un écrou de manoeuvre 16
Dans le mode de réaLisation représenté, cet écrou 16 présente deux ergots 16a diamétralement opposés sur sa surface extérieure.The plug 12 comprises a central control rod 14, of circular section. The end of your rod 14 oriented towards the outside of the tube, that is to say the lower end of the rod in your figure 18 is provided with an operating head formed in this case by a recess 14a of hexagonal section This same end of the rod 14 has on its outer surface a fitting 14b on which is screwed an operating nut 16
In the embodiment shown, this nut 16 has two lugs 16a diametrically opposite on its outer surface.
L'extrémité opposée de la tige 14 comporte également un filetage 14c sur lequel est vissé un écrou 18 dont la forme apparaît plus clairement sur la figure 2. The opposite end of the rod 14 also includes a thread 14c onto which is screwed a nut 18 whose shape appears more clearly in FIG. 2.
L'écrou 18 présente une section généralement en forme de croix. La surface extérieure de deux des branches opposées de l'écrou 18 définit des secteurs tronconiques diamétralement opposes 18a, dont la petite base est tournée vers l'extrémité du tube 10j c'est-à-dire vers le bas sur les figures 1 et 2. Ces surfaces tronconiques 18a sont en contact avec des surfaces tronconiques complémentaires 20a formées à L'intérieur de deux demi-coquilles 20, de section généralement semi-annulaire. The nut 18 has a cross section generally in the form of a cross. The outer surface of two of the opposite branches of the nut 18 defines diametrically opposite frustoconical sectors 18a, the small base of which faces the end of the tube 10j, that is to say downwards in FIGS. 1 and 2 These frustoconical surfaces 18a are in contact with complementary frustoconical surfaces 20a formed inside two half-shells 20, of generally semi-annular section.
Les deux autres branches de la croix formée en section par L'écrou 18 forment deux doigts 18b diamétralement opposés qui pénètrent dans des fenêtres Longitudinales 20b formées sur les bords en regard des demi-coquilles 20. Cette configuration permet d'immobiliser L'écrou 18 en rotation par rapport aux demicoquilles. The two other branches of the cross formed in section by the nut 18 form two diametrically opposite fingers 18b which penetrate into longitudinal windows 20b formed on the edges facing the half-shells 20. This configuration makes it possible to immobilize the nut 18 rotating relative to the half shells.
Comme l'illustre la figure 1, l'épaisseur de l'écrou 18 est relativement faible par rapport à la longueur axiale des surfaces 20a et des fenêtres 20b pour permettre à L'écrou de se déplacer axialement par rapport aux demi-coquilles. As illustrated in FIG. 1, the thickness of the nut 18 is relatively small compared to the axial length of the surfaces 20a and of the windows 20b to allow the nut to move axially relative to the half-shells.
Les demi-coquilles 20 sont reliées l'une à l'autre par deux anneaux élastiques 22 tels que des joncs métalliques placés dans des gorges formées sur la surface extérieure d'une partie cylindrique de ces demi-coquilles décalée axialement vers l'extérieur du tube 10 par rapport aux surfaces tronconiques 20a. The half-shells 20 are connected to one another by two elastic rings 22 such as metal rods placed in grooves formed on the external surface of a cylindrical part of these half-shells offset axially towards the outside of the tube 10 relative to the frustoconical surfaces 20a.
La surface intérieure de cette partie cylindrique des demi-coquilles 20 présente une gorge rectangulaire 20c dans laquelle est reçue une partie de plus grand diamètre 14d de la tige 14. Cette disposition permet d'immobiliser les demicoquilles 20 axialement par rapport à la tige 14. The internal surface of this cylindrical part of the half-shells 20 has a rectangular groove 20c in which is received a part of larger diameter 14d of the rod 14. This arrangement makes it possible to immobilize the half-shells 20 axially relative to the rod 14.
La surface extérieure cylindrique de la partie des demi-coquilles 20 dans laquelle sont formées les surfaces tronconiques 20a présente des moletages 20d aptes à venir s'agripper à la surface intérieure du tube 10. The cylindrical outer surface of the part of the half-shells 20 in which the frustoconical surfaces 20a are formed has knurls 20d capable of coming to grip the inner surface of the tube 10.
Les demi-coquilles 20 sont réalisées dans un matériau présentant une dureté supérieure à celle du matériau écroui dans lequel est formé le tube. The half-shells 20 are made of a material having a hardness greater than that of the hardened material in which the tube is formed.
En L'absence de toute action sur la tige 14, les moletages 20d formés sur les demi-coquilles 20 sont appliqués contre la surface intérieure du tube 10 par un anneau élastique 24 tel qu'un jonc métallique placé dans une gorge formée dans la surface intérieure cylindrique de l'extrémité des demi-coquilles 20 tournée vers L'intérieur du tube 10. In the absence of any action on the rod 14, the knurling 20d formed on the half-shells 20 are applied against the inner surface of the tube 10 by an elastic ring 24 such as a metal rod placed in a groove formed in the surface cylindrical interior of the end of the half-shells 20 facing the interior of the tube 10.
Dans la configuration qui vient d'être décrite, les deux demi-coquilles 20 constituent un organe de diamètre variable ou réglable servant à assurer L'accrochage du bouchon 12 dans le tube 10. In the configuration which has just been described, the two half-shells 20 constitute a member of variable or adjustable diameter serving to ensure the attachment of the plug 12 in the tube 10.
En plus des éléments qui viennent d'être décrits et qui permettent d'assurer la fixation du bouchon 12 à t'intérieur du tube 10, le bouchon comprend des éléments permettant-d'assurer séparément L'étanchéité de l'obturation. In addition to the elements which have just been described and which make it possible to secure the plug 12 inside the tube 10, the plug comprises elements which make it possible to ensure the sealing of the obturation separately.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1 ces éléments assurant l'étanchéité comprennent un empilement de ganitures d'étanchéité se présentant sous forme de rondelles montées sans jeu sur la tige 14 entre les demi-coquilles 20 et l'écrou 16. In the embodiment shown in FIG. 1, these sealing elements include a stack of sealing gaskets in the form of washers mounted without play on the rod 14 between the half-shells 20 and the nut 16.
De façon plus précise, cinq garnitures détanchéité 26 en graphite expansé sont placées entre deux groupes de garnitures d'étanchéité 28 en fibres de graphite tressées. De part et d'autre de l'empilement ainsi formé sont placées des rondelles d'appui métalliques 30 empêchant toute déformation axiale des garnitures d'étanchéité par extrusion lors du serrage. More specifically, five seals 26 in expanded graphite are placed between two groups of seals 28 in braided graphite fibers. On either side of the stack thus formed are placed metal support washers 30 preventing any axial deformation of the seals by extrusion during tightening.
Afin de garantir le maintien de L'étanchéité de la structure ainsi réalisée au cours du temps, même en cas de Légère relaxation des garnitures d'étanchéité, on place de préférence des moyens élastiques entre L'écrou 16 et la garniture 28 la plus proche de cet écrou. Dans l'exemple représenté, ces moyens élastiques comprennent un empilement de quatre rondelles coniques élastiques 32, du type rondelles Belleville, montées entre deux rondelles d'appui métaLliques 30. In order to guarantee that the tightness of the structure thus produced is maintained over time, even in the event of slight relaxation of the seals, elastic means are preferably placed between the nut 16 and the closest seal 28 of this nut. In the example shown, these elastic means comprise a stack of four elastic conical washers 32, of the Belleville washer type, mounted between two metallic support washers 30.
Le montage du bouchon 12 de La figure 1 dans te tube 10 s'effectue de la manière suivante. The plug 12 of FIG. 1 is mounted in the tube 10 as follows.
L'écrou 18 est placé initialement dans La partie de plus grand diamètre des surfaces tronconiques 20a comme l'illustre la figure 1, de sorte que L'organe formé par Les deux demi-coquilles 20 présente son diamètre minimum. De plus, t'écrou 16 est desserré de façon à ne pas comprimer les garnitures 26 et 28. Le bouchon 12 peut ainsi être introduit facilement dans le tube 10. The nut 18 is initially placed in the part of larger diameter of the frustoconical surfaces 20a as illustrated in FIG. 1, so that the member formed by the two half-shells 20 has its minimum diameter. In addition, the nut 16 is loosened so as not to compress the linings 26 and 28. The plug 12 can thus be easily inserted into the tube 10.
Sous L'effet de L'anneau éLastique 24, les moletages 20d sont alors appuyés contre la surface intérieure du tube, ce qui a pour effet d'immobiliser Les demi-coquilles en rotation par rapport à ce tube. Under the effect of the elastic ring 24, the knurls 20d are then pressed against the inner surface of the tube, which has the effect of immobilizing the half-shells in rotation relative to this tube.
En plaçant un outiL approprié à la fois sur la tête de manoeuvre de la tige 14 et sur l'écrou 16, et en les entrafnanl ensemble en rotation, on provoque Le déplacement axial de L'écrou 18 à l'intérieur des demi-coquilLes 20 et on évite te dévissage de l'écrou 16. Ce déplacement a pour effet d'exercer un effort radial vers L'extérieur sur les demi-coquilles, plaquant ainsi avec un effort de serrage pouvant éventuellement être contrôlé les moletages 20d contre la surface intérieure du tube. By placing an appropriate tool both on the operating head of the rod 14 and on the nut 16, and by entraining them together in rotation, the axial displacement of the nut 18 is caused inside the half-shells. 20 and the unscrewing of the nut 16 is avoided. This displacement has the effect of exerting a radial force towards the outside on the half-shells, thus pressing with a tightening force which can possibly be controlled the knurling 20d against the surface inside the tube.
La liaison entre le bouchon 12 et le tube est ainsi assurée dans un premier temps sans déformation du tube. The connection between the plug 12 and the tube is thus ensured at first without deformation of the tube.
L'étanchéité de l'obturation est ensuite assurée en comprimant l'empilement de garnitures d'étanchéité 26 et 28 à l'aide de l'écrou 16. Cette compression axiale des garnitures a pour effet d'en diminuer le diamètre intérieur et d'en accroître le diamètre extérieur. Ainsi, les garnitures sont appliquées de façon étanche à la fois contre la tige 14 et contre le tube 10. The sealing of the closure is then ensured by compressing the stack of seals 26 and 28 using the nut 16. This axial compression of the seals has the effect of reducing the inside diameter and d '' increase the outside diameter. Thus, the linings are applied in leaktight manner both against the rod 14 and against the tube 10.
Le démontage du bouchon 12 est obtenu en effectuant dans L'ordre inverse les opérations qui viennent d'être décrites.The dismantling of the plug 12 is obtained by carrying out in the reverse order the operations which have just been described.
A titre d'exemple nulLement limitatif, on a représenté sur la figure 3 L'extrémité d'un outil particulièrement adapté pour assurer le montage et le démontage d'un bouchon tel que celui qui vient d'être décrit, dans l'extrémité d'un tube 10 tel qu'un tube de générateur de vapeur. By way of nonlimiting example, FIG. 3 shows the end of a tool particularly suitable for mounting and dismounting a plug such as that which has just been described, in the end d a tube 10 such as a steam generator tube.
Cet outil, désigné de façon générale par La référence 34, est une double clé à tiges concentriques. Cette double clé comprend une clé mâle 36 à section hexagonale, dont l'extrémité pénètre dans l'évidement 14a constituant la tête de manoeuvre de la tige 14. Cette clé mâle 36 permet l'entrainement en rotation de la tige 14 dans l'un ou L'autre sens. This tool, generally designated by the reference 34, is a double wrench with concentric rods. This double key includes a male key 36 with a hexagonal section, the end of which enters the recess 14a constituting the operating head of the rod 14. This male key 36 allows the rod 14 to be driven in rotation in one or The other sense.
La double clé 34 comprend en outre une clé tubulaire à ba;onnette 38, dont l'extrémité présente des encoches 38a diamétralement opposées, aptes à venir coiffer les ergots 16a formés sur l'écrou 16, comme l'illustre la figure 3. Cette clé 38 permet d'entratner l'écrou 16 en rotation dans l'un ou l'autre sens. The double key 34 further comprises a tubular key with ba; onnette 38, the end of which has notches 38a diametrically opposite, capable of coming to cap the lugs 16a formed on the nut 16, as illustrated in FIG. 3. This wrench 38 drives the nut 16 in rotation in one or the other direction.
Il est à noter que la clé 36 est utilisée å la fois pour commander la rotation de la tige 14 afin de verrouiller ou de déverrouiLler le bouchon et pour immobiliser cétte tige en rotation lors du serrage ou du desserrage de l'écrou 16 à l'aide de la clé 38. It should be noted that the key 36 is used both to control the rotation of the rod 14 in order to lock or unlock the plug and to immobilize this rod in rotation when tightening or loosening the nut 16 to the using the key 38.
Grâce à la séparation des fonctions de liaison bouchon/tube et d'étanchéité de L'obturation, l'effort de serrage peut être contrôlé et adapté pour chacune de ces fonctions. De plus, en cas de destruction accidentelle de l'empilement de garnitures 26 et 28, le bouchon 12 reste fixé dans le tube par les demi-coquilles 20. Thanks to the separation of the plug / tube connection and sealing functions of the obturation, the tightening force can be controlled and adapted for each of these functions. In addition, in the event of accidental destruction of the stack of linings 26 and 28, the plug 12 remains fixed in the tube by the half-shells 20.
Sur la figure 4, on a représenté un autre mode de réalisation du bouchon selon L'invention, dans lequel les éléments comparables aux éléments du bouchon qui vient être décrit en se référant aux figures 1 et 2 sont désignés par les mêmes chiffres de référence augmentés de 100. In Figure 4, there is shown another embodiment of the plug according to the invention, in which the elements comparable to the elements of the plug which has just been described with reference to Figures 1 and 2 are designated by the same reference numbers increased of 100.
Le bouchon 112 de la figure 4 comprend une tige centrale de commande 114, de section circulaire, dont l'extrémité située vers L'extérieur du tube 110 présente ici encore un évidement de section hexagonale 114a constituant une tête de manoeuvre et un filetage extérieur 114b sur lequel est reçu un écrou de manoeuvre 116. The plug 112 of FIG. 4 comprises a central control rod 114, of circular section, the end of which situated towards the outside of the tube 110 again has a recess of hexagonal section 114a constituting an operating head and an external thread 114b on which is received an actuating nut 116.
L'extrémité opposée de la tige 114 forme un épaulement 114e. A partir de cet épaulement 114e, on trouve sur la tige 114 un empilement comprenant dans L'ordre quatre rondelles coniques élastiques 132, une rondelle d'appui métallique 130, deux garnitures d'étanchéité en fibres de graphite tressées 128, cinq garnitures d'étanchéité en graphite expansé 126, deux garnitures d'étanchéité en fibres de graphite tressées 128, une rondelle d'appui métallique 130 et un organe annulaire 120. The opposite end of the rod 114 forms a shoulder 114e. From this shoulder 114e, there is on the rod 114 a stack comprising in order four elastic conical washers 132, a metal support washer 130, two packings of braided graphite fiber 128, five packings of expanded graphite seal 126, two packings of braided graphite fibers 128, a metal support washer 130 and an annular member 120.
La partie de cet empilement située entre l'épaulement 114e et L'organe annulaire 120 assure L'étanchéité de l'obturation d'une manière analogue à celle qui a été décrite précédemment en se référant à la figure 1. The part of this stack located between the shoulder 114e and the annular member 120 seals the closure in a manner similar to that which has been described previously with reference to FIG. 1.
L'organe annuLaire 120, en une seule pièce, comprend une partie de base adjacente à L'une des rondelles 130 et assurant son centrage sur la tige 114, et une partie tubulaire orientée vers l'extérieur du tube 110 et dont le diamètre extérieur est Légèrement inférieur au diamètre intérieur de ce tube. Au moins quatre fentes longitudinales 120b sont formées sur la majeure partie de la Longueur de cette partie tubulaire et débouchent à l'extrémité extérieure de celle-ci. La partie tubulaire de L'organe 120 est donc déformable radialement et présente un diamètre variable. The annular member 120, in one piece, comprises a base part adjacent to one of the washers 130 and ensuring its centering on the rod 114, and a tubular part oriented towards the outside of the tube 110 and whose outside diameter is Slightly less than the inside diameter of this tube. At least four longitudinal slots 120b are formed over the major part of the length of this tubular part and open at the outer end of the latter. The tubular part of the member 120 is therefore radially deformable and has a variable diameter.
Cette déformation radiale vers l'extérieur de la partie tubulaire de l'organe 120 assurant la liaison entre le bouchon 112 et le tube 110 est commandée par une pièce annulaire 118. This radial deformation towards the outside of the tubular part of the member 120 ensuring the connection between the plug 112 and the tube 110 is controlled by an annular part 118.
Cette pièce 118 est supportée de façon tournante par l'écrou 116 et présente une surface extérieure tronconiue qui coopère avec l'extrémité conique 120e de la surface intérieure 120a de la partie tubulaire de l'organe 120.This part 118 is rotatably supported by the nut 116 and has a frustoconical external surface which cooperates with the conical end 120e of the internal surface 120a of the tubular part of the member 120.
Avant d'introduire le bouchon 112 dans l'extrémité d'un tube 110 å obturer, on desserre L'écrou 116 afin de donner à l'organe 120 son diamètre minimum et on desserre L'empilement de garnitures 126 et 128 en agissant sur la tête de manoeuvre de la tige 114. Before introducing the plug 112 into the end of a tube 110 to be closed, the nut 116 is loosened in order to give the member 120 its minimum diameter and the stack of linings 126 and 128 is loosened by acting on the operating head of the rod 114.
A L'aide d'un outil tel que celui qui a été décrit précédemment en se référant à la figure 3, on immobilise ensuite la tige 114 en rotation et on entrasse l'écrou 116 en rotation dans le sens correspondant à l'accroSssement du diamètre de la partie tubulaire de l'organe 120, par enfoncement de la pièce 118 dans cette partie tubulaire. Using a tool such as that which has been described previously with reference to FIG. 3, the rod 114 is then immobilized in rotation and the nut 116 in rotation is passed in the direction corresponding to the increase of the diameter of the tubular part of the member 120, by pressing the part 118 into this tubular part.
Lorsque le couple de serrage désiré est atteint, on réalise à la fois l'immobilisation radiale de l'organe 120 et
L'étanchéité de l'obturation par compression des garnitures d'étanchéité 126 et 128.When the desired tightening torque is reached, both the radial immobilization of the member 120 and
The tightness of the obturation by compression of the seals 126 and 128.
Les deux modes de réalisation de l'invention qui viennent d'être décrits à titre d'exemple illustrent bien Les différents avantages présentés par L'invention par rapport aux bouchons existants. The two embodiments of the invention which have just been described by way of example illustrate the various advantages presented by the invention compared with existing plugs.
En premier Lieu, le bouchon selon î'invention est démontable et permet donc une inspection ou des réparations éventuelles après son extraction. Firstly, the plug according to the invention is removable and therefore allows inspection or possible repairs after its extraction.
De plus, le bouchon selon l'invention peut être utilisé dans des tubes présentant des différences de diamètre relativement importantes sans nécessiter la fabrication de bouchons de diamètres différents. In addition, the plug according to the invention can be used in tubes having relatively large differences in diameter without requiring the manufacture of plugs of different diameters.
En outre, la réalisation de L'étanchéité grâce à des garnitures d'étanchéité permet d'épouser parfaitement la forme des tubes, même dans le cas où ceux-ci présenteraient d'éventuels défauts de circularité. In addition, the realization of the sealing by means of seals makes it possible to perfectly match the shape of the tubes, even in the case where these have possible circularity defects.
On peut également observer que le bouchon selon
L'invention ne déforme pas la paroi des tubes, ce qui permet d'envisager une inspection ou une réparation ultérieures de ces tubes au moyen d'un dispositif tel que celui qui est décrit dans le brevet FR-A-2 503 921.We can also observe that the cap according to
The invention does not deform the wall of the tubes, which makes it possible to envisage a subsequent inspection or repair of these tubes by means of a device such as that described in patent FR-A-2 503 921.
Par ailleurs, étant donné que ce bouchon peut être mis en place à une distance quelconque de L'extrémité du tube, sa mise en place et son démontage peuvent également être réalisés à
L'aide d'un tel dispositif.Furthermore, since this plug can be installed at any distance from the end of the tube, its installation and disassembly can also be carried out at
Using such a device.
Bien entendu, le bouchon conforme à L'invention peut subir différentes modifications sans sortir du cadre de
L'invention. En particulier, le nombre et ta nature des garnitures d'étanchéité utilisées peuvent varier selon l'application envisagée. De même, la forme de L'organe d'accrochage de diamètre variable ainsi que des moyens permettant de commander la variation de diamètre de cet organe peuvent subir différentes modifications, comme L'iLLustrent notamment les deux modes de réalisation décrits. Enfin, les formes données à la tête de manoeuvre de la tige de commande et à L'écrou de manoeuvre peuvent varier avec Les outils utilisés. Ainsi, L'évidement hexagonal 14a peut être remplacé par une tête hexagonale faisant saillie à l'extrémité de La tige, et L'écrou de manoeuvre peut être un simpLe écrou hexagonal. Of course, the plug according to the invention can undergo various modifications without departing from the scope of
The invention. In particular, the number and type of seals used can vary depending on the application envisaged. Similarly, the shape of the attachment member of variable diameter as well as means making it possible to control the variation in diameter of this member can undergo various modifications, as illustrated in particular by the two embodiments described. Finally, the shapes given to the operating head of the control rod and to the operating nut may vary with the tools used. Thus, the hexagonal recess 14a can be replaced by a hexagonal head projecting from the end of the rod, and the operating nut can be a simple hexagonal nut.
Claims (10)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR8603036A FR2595427B1 (en) | 1986-03-04 | 1986-03-04 | REMOVABLE AND WATERPROOF TUBE CAP |
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| FR2595427A1 true FR2595427A1 (en) | 1987-09-11 |
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