FR2655129A1 - Obturateur multi-cloisons. - Google Patents

Abstract

Dispositif souple d'obturation. L'invention concerne un obturateur souple (1) muni de cloisons transversales (2) délimitant des volumes internes (3) soumis à des pressions hydrostatiques dégressives de l'amont vers l'aval. Un joint éventuellement gonflable (8) vient assurer l'étanchéité et permet l'ouverture du volume (7) sur l'amont, et la suppression de la paroi amont. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à l'obturation des canalisations.

Description

Dans de nombreux domaines, il convient de boucher provisoirement une arrivée de fluide. Cette arrivée peut consister en une canalisation. Une des méthodes les plus courantes consiste en l'introduction d'un appareil gonflable, appelé obturateur, dans la canalisation et à sa mise en forme par gonflage jusqu'à obturation de la dite canalisation.

Deux fonctions essentielles sont à assurer pour une opération d'obturation : l'étanchéité et la reprise de la poussée exercée par le fluide sur l'obturateur. Cette poussée s'exprime en une surpression ou plus exactement une différence de pression de part et d'autre de l'obturateur.

Pour obtenir l'étanchéité, généralement l'obturateur doit être lui même mis en pression à une valeur supérieure à celle à retenir. Les contraintes dans la partie de l'obturateur qui n'est pas en contact avec le fluide sont proportionnelles à cette surpression interne P~. La valeur de cette pression multipliée par la surface de contact entre l'obturateur et la canalisation et par le coefficient de frottement entre les 2 surfaces en contact correspond à la résistance à la poussée, elle doit donc être supérieure à la poussée pour éviter que l'obturateur ne glisse.

Les obturateurs gonflables souples qui nous intéressent sont confectionnés à partir de complexes constitués d'un renfort, généralement textile, enduit d'un produit souple et étanche, en général plastomère ou élastomère. La résistance intrinsèque des renforts étant limitée du fait du processus de fabrication de ces complexes, il convient quand les contraintes sont élevées de superposer ces renforts. Cependant dans une structure gonflable, la multiplication de ces renforts a deux effets néfastes.

Elle tend à raidir le complexe donc à rendre la structure moins souple d'une part, et d'autre part on n'a aucune certitude quant à la répartition judicieuse des contraintes entre les différents renforts superposés.

La présente invention a pour but de remédier à cet état de fait en proposant un obturateur souple et gonflable qui ne soit en théorie limité ni en dimensions ni en pression à retenir. L'obturateur (1 ) objet de la présente invention comporte plusieurs cloisons transversales étanches et résistantes (2) délimitant des volumes internes successifs (3). Ces volumes sont soumis à des pressions internes par un dispositif adéquat de remplissage, par un ou plusieurs fluides, air, eau ou autres. Ces pressions internes vont en diminuant de l'amont vers l'aval, de telle façon que les contraintes auxquelles sont soumises les cloisons transversales (2) soient limitées par le fait que la différence de pression entre deux volumes successifs est réduite.Ainsi avec 1 cloison on peut diviser par 2 les contraintes, avec "n-l" cloisons les contraintes dans les cloisons sont divisées par "n", si les différences de pression entre 2 cloisons successives sont égales à P~/n.

Si l'obturateur n'avait comporté aucune cloison transversale étanche, il aurait fallu que la paroi avale (4) ait comporté autant de renforts (6) que toutes les cloisons intemes réunies mais avec le risque que la répartition des contraintes ne fût pas uniforme et que la souplesse de l'obturateur souffre de la superposition de ces renforts (6) (figure 3).

Il apparaît que dans ces cas la paroi amont (5) n'est soumise qu'à la contrainte dûe à la différence de pression entre l'amont et la pression interne du volume amont. Il est également à noter que la somme des différentes pressions internes multipliées par les surfaces de contact respectives des volumes internes avec la canalisation et par les coefficients de frottement correspond à la résistance de l'obturateur à la poussée.ll apparaît donc que le volume interne amont (7) de l'obturateur qui est à la pression la plus importante a avantageusement intérêt à être le plus grand possible afin d'assurer la reprise la plus efficace de la poussée.

Cette poussée est proportionnelle à la différence de pression entre l'amont et l'aval. Cette différence de pression est effective dès le moment où l'étanchéité de l'obturateur est réalisée. C'est à dire que le contact du volume interne amont (7) a tout interêt à assurer l'étanchéité le plus en amont possible. Dès le moment où cette étanchéité est assurée la différence de pression entre ce volume interne amont (7) et la canalisation amont n'a plus de raison d'être. Avantageusement ce volume interne amont (7) peut donc être équipé d'un joint périphérique amont (8) assurant la fonction d'étanchéité (voir figure 4.).Ce joint d'étanchéité peut être constitué d'un profilé plaqué sur la canalisation par un dispositif adéquat, mécanique (lame de ressort, ou autres) ou avantageusement gonflable (joint d'étanchéité mis en surpression par rapport à Pe). Un tel joint gonflable (8) (voir figure 5.), peut donc assurer la fonction première d'étanchéité, le volume interne amont (7) assurant quant à lui l'essentiel de la résistance à la poussée. Dès le moment où la fonction étanchéité est assurée, le volume interne amont (7) peut être mis en équipression avec l'amont et on peut donc avantageusement envisager la surpression de la paroi amont (5), ceci nous conduit donc à la figure 6. Un tel obturateur ouvert sur l'amont permet d'optimiser le nombre et la résistance des cloisons transversales (2). Lors de la mise en place, canalisation vide, il suffit donc de mettre en pression supérieure à la pression Pes le joint gonflable (8). La mise en charge de la canalisation peut avantageusement assurer le remplissage et la mise en pression successive des volumes internes (3). Avantageusement cette mise en pression peut se faire en incorporant à chaque membrane (2) un dispositif à clapet par exemple, assurant automatiquement la différence de pression de part et d'autre de la cloison transversale.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1 - Obturateur souple destiné à boucher une arrivée de fluide en pression caractérisé en ce qu'il comporte au moins un volume interne (3) à une pression intermédiaire entre les pressions "amont" et "aval", le volume interne est délimité par 2 cloisons transversales étanches (2), dont l'une peut être la paroi avale, et l'autre la paroi amont.

2 - Obturateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la résistance mécanique de chaque cloison transversale (2) est dimensionnée en fonction de la chute de pression entre l'amont et l'aval de celle-ci.

3 - Obturateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la chute de pression de part et d'autre d'une cloison est fonction de la résistance mécanique de celle-ci.

4 - Obturateur selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que la différence de pression entre l'amont et l'aval est obtenu par la succession de volumes internes (3) séparés par des cloisons transversales (2), soumis à des pressions internes allant en décroissant de l'amont vers l'aval.

5 - Obturateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la différence de pression de part et d'autre d'une cloison transversale (2) est obtenue par un dispositif automatique réglable de clapet.

6 - Obturateur selon l'une qulconque des revendications 4 ou 5 caractérisé en ce qu'il est équipé, à proximité de la partie amont de sa zone de contact avec l'arrivée à obturer, d'un joint d'étanchéité (8).

7 - Obturateur selon la revendication 6 caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (8) est gonflable à l'air ou à l'eau ou à l'aide de tout autre fluide.

8 - Obturateur selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7 caractérisé en ce que c'est le raidissage du joint qui assure sa mise en place dans la canalisation, tandis que c'est le remplissage des volumes internes (3) qui assure sa mise en forme.

9- Obturateur selon la revendication 8 caractérisé en ce que le volume interne amont (7) peut être ouvert, et mis en équipression avec l'amont; il s'agit alors d'un volume interne fictif, réalisé par la suppression de la paroi amont (5).