CA1150649A - Dispositif d'obturation etanche d'un orifice perce dans un paroi metallique - Google Patents
Dispositif d'obturation etanche d'un orifice perce dans un paroi metalliqueInfo
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Abstract
Dispositif d'obturation étanche et sans saillie interne d'un orifice percé dans une paroi métallique, en utilisant un bouchon vissé dans un orifice taraudé dans un contre-plaque renfort soudée de façon étanche extérieurement à la paroi et avec interposition d'un joint d'étanchéité entre la tête du bouchon et la contre-plaque, la hauteur de la tête du bouchon étant au plus égale à l'épaisseur de la paroi. Il est caractérisé en ce que l'orifice taraudé de la contre-plaque est excentré par rapport à l'orifice de la paroi, et en ce que l'on utilise un bouchon à tête polygonale standard dont les dimensions et celles de l'orifice de la paroi sont déterminées pour réserver autour de la tête du bouchon un jeu annulaire radial suffisant pour l'utilisation d'une clé usuelle de serrage, l'espace entre la tête de bouchon et l'orifice de la paroi étant, après serrage du bouchon, rempli par un produit plastique polymérisant jusqu'à affleurer la paroi.
Description
6'~
La présente invention concerne un dispositif d'obturation d'un orifice percé dans une paroi métallique, plus particulièrement destiné, à titre d'exemple, aux canalisations d'amenée d'eau pour une installa-tion de production d'énergie hydro-électrique.
De telles canalisations, ou conduites forcées, sont générale-ment constituées par une conduite métallique mise en place dans une galerie forée dans le rocher. Pour solidariser la conduite avec la pa-roi rocheuse de la galerie, on injecte du béton dans l'espace libre irrégulier situé entre la paroi extérieure de la conduite et la paroi intérieure de la galerie.
La pose d'une conduite forcée comporte donc, après forage de la galerie, une phàse de réalisation de la conduite proprement dite pàr soudage bout-à-bout de ses divers éléments. La phase suivante, qui met en jeu des équipes et des matériels différents, consiste à élaborer le béton de remplissage et à l'injecter, depuis l'intérieur de la conduite, par des orifices préalablement ménagés dans les éléments asse~blés. Il est évidemment nécessaire ensuite de reboucher ces trous de facon étan-che, en raison des importantes différences de pression qui peuvent s'établir de part et d'autre des parois de la conduite, aussi bien du fait de la charge hydrostatique interne, que de la charge externe due aux eaux d'infiltration.
Dans l'état actuel de la technique, au droit de chaque ori-fice de la conduite, la paroi est renforcée par une contre-plaquè
soutée extérieurement à la paroi~ et elle-m~me pourvue d'un orifice taraudé par lequel on fait passer la lance d'injection du béton. Pour reboucher, on met en place un bouchon en fonme de vis dont la tige est engagée dans l'orifice fileté de la contre-plaque, et dont la tête à coneour circulaire vient s'ajuster dans l'orifice également circu-laire de la paroi. On procède ensuite à une soudure circonférentielle de la tête et du bord de l'orifice ; cette soudure assure à la fois l'immobilisation du bouchon dans son logement et l'étanchéité entre les deux faces de la paroi. La hauteur de la tete du bouchon étant choisie égale à l'épaisseur de la paroi, la continuité de la paroi .
6~9 interne de la conduite est donc rétablie apres meulage des cordons de soudure.
Cette fa~on de faire presente de nombreux inconve-nients pour la bonne organisation du chantier, ce qui entralne une augmentation des delais et des coûts du montage de la conduite. On notera tout d'abord que la tête du bouchon doit être ronde pour pouvoir penétrer en tournant dans l'ori-fice de la paroi en ne maintenant qu'un jeu minimum et régulier pouvant être comble par la soudure d'etancheite. Le serrage des bouchons exige donc des outils spéciaux de manoeuvre engages dans des orifices formes dans la tête des bouchons, orifices qui risquent aussi d'affaiblir le bouchon.
En outre il est necessaire, apres injection du beton, de faire revenir dans la conduite une equipe et du materiel de soudage qui en avaient ete retires pour faire place à
l'equipe et au materiel de betonnage et d'injection.
La presente invention permet l'obturation des orifices d'injection de beton sans avoir besoin de proceder a des sou-dures, et en utilisant des outils tout a fait usuels.
A cet effet, et selon la revendication annexee, l'invention vise essentiellement un dispositif d'obturation étanche et sans saillie interne d'un orifice percé dans une paroi métallique pour l'injection d'un matériau de remplis-sage entre ladite paroi metallique et une galerie, comprenant un bouchon a tête polygonale visse dans un orifice taraude dans une contre-plaque renfort soudee de fa~on étanche exté-rieurement a la paroi et avec interposition d'un joint d'etan-chéité entre la tête du bouchon et la contre-plaque, la tê-te du bouchon étant, apres serrage, bloquee par un produit poly-mérisant, caractérise par le -fait que l'axe de l'orifice taraude de la contre-plaque est légerement decale par rapport a l'axe de l'orifice de la paroi metallique pour former autour
La présente invention concerne un dispositif d'obturation d'un orifice percé dans une paroi métallique, plus particulièrement destiné, à titre d'exemple, aux canalisations d'amenée d'eau pour une installa-tion de production d'énergie hydro-électrique.
De telles canalisations, ou conduites forcées, sont générale-ment constituées par une conduite métallique mise en place dans une galerie forée dans le rocher. Pour solidariser la conduite avec la pa-roi rocheuse de la galerie, on injecte du béton dans l'espace libre irrégulier situé entre la paroi extérieure de la conduite et la paroi intérieure de la galerie.
La pose d'une conduite forcée comporte donc, après forage de la galerie, une phàse de réalisation de la conduite proprement dite pàr soudage bout-à-bout de ses divers éléments. La phase suivante, qui met en jeu des équipes et des matériels différents, consiste à élaborer le béton de remplissage et à l'injecter, depuis l'intérieur de la conduite, par des orifices préalablement ménagés dans les éléments asse~blés. Il est évidemment nécessaire ensuite de reboucher ces trous de facon étan-che, en raison des importantes différences de pression qui peuvent s'établir de part et d'autre des parois de la conduite, aussi bien du fait de la charge hydrostatique interne, que de la charge externe due aux eaux d'infiltration.
Dans l'état actuel de la technique, au droit de chaque ori-fice de la conduite, la paroi est renforcée par une contre-plaquè
soutée extérieurement à la paroi~ et elle-m~me pourvue d'un orifice taraudé par lequel on fait passer la lance d'injection du béton. Pour reboucher, on met en place un bouchon en fonme de vis dont la tige est engagée dans l'orifice fileté de la contre-plaque, et dont la tête à coneour circulaire vient s'ajuster dans l'orifice également circu-laire de la paroi. On procède ensuite à une soudure circonférentielle de la tête et du bord de l'orifice ; cette soudure assure à la fois l'immobilisation du bouchon dans son logement et l'étanchéité entre les deux faces de la paroi. La hauteur de la tete du bouchon étant choisie égale à l'épaisseur de la paroi, la continuité de la paroi .
6~9 interne de la conduite est donc rétablie apres meulage des cordons de soudure.
Cette fa~on de faire presente de nombreux inconve-nients pour la bonne organisation du chantier, ce qui entralne une augmentation des delais et des coûts du montage de la conduite. On notera tout d'abord que la tête du bouchon doit être ronde pour pouvoir penétrer en tournant dans l'ori-fice de la paroi en ne maintenant qu'un jeu minimum et régulier pouvant être comble par la soudure d'etancheite. Le serrage des bouchons exige donc des outils spéciaux de manoeuvre engages dans des orifices formes dans la tête des bouchons, orifices qui risquent aussi d'affaiblir le bouchon.
En outre il est necessaire, apres injection du beton, de faire revenir dans la conduite une equipe et du materiel de soudage qui en avaient ete retires pour faire place à
l'equipe et au materiel de betonnage et d'injection.
La presente invention permet l'obturation des orifices d'injection de beton sans avoir besoin de proceder a des sou-dures, et en utilisant des outils tout a fait usuels.
A cet effet, et selon la revendication annexee, l'invention vise essentiellement un dispositif d'obturation étanche et sans saillie interne d'un orifice percé dans une paroi métallique pour l'injection d'un matériau de remplis-sage entre ladite paroi metallique et une galerie, comprenant un bouchon a tête polygonale visse dans un orifice taraude dans une contre-plaque renfort soudee de fa~on étanche exté-rieurement a la paroi et avec interposition d'un joint d'etan-chéité entre la tête du bouchon et la contre-plaque, la tê-te du bouchon étant, apres serrage, bloquee par un produit poly-mérisant, caractérise par le -fait que l'axe de l'orifice taraude de la contre-plaque est légerement decale par rapport a l'axe de l'orifice de la paroi metallique pour former autour
- 2 -de la tête du bouchon un espace annulaire à section variable, et parle fait que cet espace ménage en-tre la -tête du bouchon et l'orifice de la paroi annulaire un jeu radial suffisant pour l'utilisation d'une clé usuelle de serrage.
L'invention sera mieux comprise en se référant a des modes de réalisation donnes à titres d'exemples et representes par les _................................................. ' - 2a -6~
- dessins annexés.
La figure 1 est une vue en coupe diamétrale d'une portion de conduite au droit d'un orifice d'injection, et avant rebouchage.
- La figure 2 est une vue analogue après rebouchage selon l'in-vention.
La figure 3 est une vue selon III-III de la figure 2.
La figure 4 est une vue homologue de la figure 3 dans le cas d'une variante de réalisation.
En sa référant tout d'abord à l'ensemble des figures 1, 2 et
L'invention sera mieux comprise en se référant a des modes de réalisation donnes à titres d'exemples et representes par les _................................................. ' - 2a -6~
- dessins annexés.
La figure 1 est une vue en coupe diamétrale d'une portion de conduite au droit d'un orifice d'injection, et avant rebouchage.
- La figure 2 est une vue analogue après rebouchage selon l'in-vention.
La figure 3 est une vue selon III-III de la figure 2.
La figure 4 est une vue homologue de la figure 3 dans le cas d'une variante de réalisation.
En sa référant tout d'abord à l'ensemble des figures 1, 2 et
3, on voit que la paroi 1 dlune conduite forcée est percée d'un orifice 2 à section clrculaire. Pour compenser la diminution de résistance qui en résulte la paroi est renforcée extérieurement par une contre-plaque 3, ici de forme carrée, et soudée à la paroi 1 sur tout son pourtour par une soudure continue étanche 4. La soudure 4 est réalisée en ate-lier ou sur le chantier de préparation des éléments de la conduite,c'est à dire sans difficulté pour réaliser et contr~ler sa résistance et son étanchéité.
La plaque 3 est élle-même percée d'un orifice taraudé ~
dont l'axe 7 est légèrement décalé par rapport à l'axe 8 de l'orifice 2. Le lamage 9 est coaxial à l'orifice 6.
L'obturation est réalisée par mise en place d'un bouchon lO
en fonme de vis à t~te hexagonale de dimensions tout à fait normales.
La tête du bouchon 10 comporte une gorge périphérique 12 à section sensiblement trapézo~dale et une gorge annulaire 13 sur la face infé-rieure de la t8te.
On voit que pour mettre en place et serrer énergiquement lebouchon 10 dans l'orifice 6 on peut utiliser une clé tubulaire à six pans tout à fait usuelle, le jeu important entre la tête du bouchon 10 et les parois de l'orifice 2 pouvant sans difficulté ~tre choisi pour permettre le libre passage de la doullle de la clé. Un joint torique 15 disposé dans la gorge 13; est écrasé lorsque la ~te du bouchon vient en appui sur le lamage 9, et assure l'étanchéité ra-diale.
Après mise en place et blocage par serrage du bouchon 10, tout l'espace annulaire à section variable compris entre la t8te du bouchon et les parois de l'orifice 2 est rempli d'un produit plastique polymérisant 17 qui acquiert sa dureté après un certain temps et assu-re la continuité de la paroi interne de la conduite. Si la hauteur de q~ 6~
la tête du bouchon était inférieure à l'épaisseur de la paroi de la con-duite, on remplirai~ aussi le creux au moyen du même produit. On voit que dès lors le bouchon 10 est immobilisé en rotation au cas où sous des effets thenmiques~ vibratoires ou de fluage, son serrage dans son logement viendrait à faiblir. En effet par la forme polygonale de sa t~te, le bouchon 10 ne peut pas tourner sans entrainer la masse com-pacte 17, et la rotation de cette masse est rendue impossible par llexcentration entre les axes 7 et 8.
La masse plastique durcie 17 ne ioue ici aucun r81e d'étan-chéité, celle-ci étant assurée par le joint 15 ; son rôle est seule-ment de bloquer le bouchon en rotation et dlassurer la continuité de la paroi interne de la conduite. Iln Yaura donc aucun inconvénient à
ce que après durcissement il risque d'appara~tre un très léger jeu au contact du bouchon ou des parois de l'orifice 2. Il est par contre important que ce jeu éven~uel ne facilite pas la disparition de cette masse de blocage9 dans le cas par exemple où le bouchon disposé à la partie supérieure de la conduite pourrait risquer de tember par simple gravité. L'anneau de matière durcie qui remplit la gorge 12 annule ce risque.
Bien entendu l'invention n'est pas strictement limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple, mais elle couvre également les réalisations qui n'en diffèreraient que par des détails, par des variantes dlexécution ou par l'utilisation de moyens équivalents.
La solution décrite apparait comme la plus facile et la plus économique à réaliser, mais l'on pourrait aussi, par exemple, assurer l'immobilisation en rotation autrement que par l'excentra-tion des orifices 2 et 6, et m~e par des moyens usuels mécaniques du genre-général "frein d'écrou".
La figure 4 montre une solution équivalente dans laquelle les orifices 2 et 6 sont coaxiaux, mais où l'orifice 22 est ici à
- contour polygonal. L'immobilisation en rotation du bouchon est alors également assurée par la masse durcie 17 qui ne peut pas tourner dans l'orifice 22~
Une solution encore équivalente pourrait consister à rem-placer les contours réguliers, circulaires ou polygonaux de la t8te de bouchon 10 et de l'orifice 2 par des contours circulaires complé-tés par des ergots jouant le meme r~ole d'empecher la rotation de la q~
tete du bouchon dans la masse 17, ou de la masse dans les orifices 2 ou 22.
La gorge 12 de maintien de la masse 17 pourrait aussi être remplacée par une gorge formée sur la paroi de l'orifice 2, ou même par de simples dentelures formées sur cette paroi ou sur le contour de la t8te du bouchon.
Enfin llinvention n'est pas limitée au cas de conduites, mais peut s'appliquer dans les memes conditions à des chambres à pa-rois planes, ou à des réservoirs enterrés et qui auraient nécessité
l'injection d'un matériau de remplissage entre leurs parois exté-rieures et les parois intérieures de la cavité dans laquelle ils sont logés, ce matér~u de remplissage pouvant ~tre, c~mme d'ailleurs pour tous les exemples.~éjà cités, aussi bien du béton que du mortier ou tout autre matériau injectable.
La plaque 3 est élle-même percée d'un orifice taraudé ~
dont l'axe 7 est légèrement décalé par rapport à l'axe 8 de l'orifice 2. Le lamage 9 est coaxial à l'orifice 6.
L'obturation est réalisée par mise en place d'un bouchon lO
en fonme de vis à t~te hexagonale de dimensions tout à fait normales.
La tête du bouchon 10 comporte une gorge périphérique 12 à section sensiblement trapézo~dale et une gorge annulaire 13 sur la face infé-rieure de la t8te.
On voit que pour mettre en place et serrer énergiquement lebouchon 10 dans l'orifice 6 on peut utiliser une clé tubulaire à six pans tout à fait usuelle, le jeu important entre la tête du bouchon 10 et les parois de l'orifice 2 pouvant sans difficulté ~tre choisi pour permettre le libre passage de la doullle de la clé. Un joint torique 15 disposé dans la gorge 13; est écrasé lorsque la ~te du bouchon vient en appui sur le lamage 9, et assure l'étanchéité ra-diale.
Après mise en place et blocage par serrage du bouchon 10, tout l'espace annulaire à section variable compris entre la t8te du bouchon et les parois de l'orifice 2 est rempli d'un produit plastique polymérisant 17 qui acquiert sa dureté après un certain temps et assu-re la continuité de la paroi interne de la conduite. Si la hauteur de q~ 6~
la tête du bouchon était inférieure à l'épaisseur de la paroi de la con-duite, on remplirai~ aussi le creux au moyen du même produit. On voit que dès lors le bouchon 10 est immobilisé en rotation au cas où sous des effets thenmiques~ vibratoires ou de fluage, son serrage dans son logement viendrait à faiblir. En effet par la forme polygonale de sa t~te, le bouchon 10 ne peut pas tourner sans entrainer la masse com-pacte 17, et la rotation de cette masse est rendue impossible par llexcentration entre les axes 7 et 8.
La masse plastique durcie 17 ne ioue ici aucun r81e d'étan-chéité, celle-ci étant assurée par le joint 15 ; son rôle est seule-ment de bloquer le bouchon en rotation et dlassurer la continuité de la paroi interne de la conduite. Iln Yaura donc aucun inconvénient à
ce que après durcissement il risque d'appara~tre un très léger jeu au contact du bouchon ou des parois de l'orifice 2. Il est par contre important que ce jeu éven~uel ne facilite pas la disparition de cette masse de blocage9 dans le cas par exemple où le bouchon disposé à la partie supérieure de la conduite pourrait risquer de tember par simple gravité. L'anneau de matière durcie qui remplit la gorge 12 annule ce risque.
Bien entendu l'invention n'est pas strictement limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple, mais elle couvre également les réalisations qui n'en diffèreraient que par des détails, par des variantes dlexécution ou par l'utilisation de moyens équivalents.
La solution décrite apparait comme la plus facile et la plus économique à réaliser, mais l'on pourrait aussi, par exemple, assurer l'immobilisation en rotation autrement que par l'excentra-tion des orifices 2 et 6, et m~e par des moyens usuels mécaniques du genre-général "frein d'écrou".
La figure 4 montre une solution équivalente dans laquelle les orifices 2 et 6 sont coaxiaux, mais où l'orifice 22 est ici à
- contour polygonal. L'immobilisation en rotation du bouchon est alors également assurée par la masse durcie 17 qui ne peut pas tourner dans l'orifice 22~
Une solution encore équivalente pourrait consister à rem-placer les contours réguliers, circulaires ou polygonaux de la t8te de bouchon 10 et de l'orifice 2 par des contours circulaires complé-tés par des ergots jouant le meme r~ole d'empecher la rotation de la q~
tete du bouchon dans la masse 17, ou de la masse dans les orifices 2 ou 22.
La gorge 12 de maintien de la masse 17 pourrait aussi être remplacée par une gorge formée sur la paroi de l'orifice 2, ou même par de simples dentelures formées sur cette paroi ou sur le contour de la t8te du bouchon.
Enfin llinvention n'est pas limitée au cas de conduites, mais peut s'appliquer dans les memes conditions à des chambres à pa-rois planes, ou à des réservoirs enterrés et qui auraient nécessité
l'injection d'un matériau de remplissage entre leurs parois exté-rieures et les parois intérieures de la cavité dans laquelle ils sont logés, ce matér~u de remplissage pouvant ~tre, c~mme d'ailleurs pour tous les exemples.~éjà cités, aussi bien du béton que du mortier ou tout autre matériau injectable.
Claims
1. Dispositif d'obturation étanché et sans saillie interne d'un orifice percé dans une paroi métallique pour l'injection d'un matériau de remplissage entre ladite paroi métallique et une galerie, comprenant un bouchon à tête polygonale vissé dans un orifice taraudé dans une contre-plaque renfort soudée de façon étanche extérieurement à la paroi et avec interposition d'un joint d'étanchéité entre la tête du bouchon et la contre-plaque, la tête du bouchon étant, après serrage, bloquée par un produit polymérisant, caractérisé
par le fait que l'axe de l'orifice taraudé de la contre-plaque est légèrement décalé par rapport à l'axe de l'orifice de la paroi métallique pour former autour de la tête du bouchon un espace annulaire à section variable, et par le fait que cet espace ménage entre la tête du bouchon et l'orifice de la paroi annulaire un jeu radial suffisant pour l'utilisation d'une clé
usuelle de serrage.
par le fait que l'axe de l'orifice taraudé de la contre-plaque est légèrement décalé par rapport à l'axe de l'orifice de la paroi métallique pour former autour de la tête du bouchon un espace annulaire à section variable, et par le fait que cet espace ménage entre la tête du bouchon et l'orifice de la paroi annulaire un jeu radial suffisant pour l'utilisation d'une clé
usuelle de serrage.
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FR7912400A FR2456890A1 (fr) | 1979-05-16 | 1979-05-16 | Dispositif d'obturation etanche d'un orifice perce dans une paroi metallique |
FR79-12400 | 1979-05-16 |
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