WO2017162660A1 - Raccord etanche pour appareillage electrique isole au gaz, comprenant un joint annulaire large - Google Patents

Raccord etanche pour appareillage electrique isole au gaz, comprenant un joint annulaire large Download PDF

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WO2017162660A1
WO2017162660A1 PCT/EP2017/056677 EP2017056677W WO2017162660A1 WO 2017162660 A1 WO2017162660 A1 WO 2017162660A1 EP 2017056677 W EP2017056677 W EP 2017056677W WO 2017162660 A1 WO2017162660 A1 WO 2017162660A1
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WO
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collar
flanges
annular seal
lip
flange
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Application number
PCT/EP2017/056677
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Inventor
Pierre Giannini
Bernard ATTENCIA
Stéphane MICHAUD
Yannick Kieffel
Original Assignee
General Electric Technology Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B—BOARDS, SUBSTATIONS OR SWITCHING ARRANGEMENTS FOR THE SUPPLY OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02B13/00—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle
    • H02B13/02—Arrangement of switchgear in which switches are enclosed in, or structurally associated with, a casing, e.g. cubicle with metal casing
    • H02B13/035—Gas-insulated switchgear
    • H02B13/045—Details of casing, e.g. gas tightness
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G5/00—Installations of bus-bars
    • H02G5/06—Totally-enclosed installations, e.g. in metal casings
    • H02G5/066—Devices for maintaining distance between conductor and enclosure
    • H02G5/068—Devices for maintaining distance between conductor and enclosure being part of the junction between two enclosures

Definitions

  • the invention relates to medium or high voltage electricity conduction substations, for example 50 kV or above. It relates in particular to Posts Under Metal Envelopes insulated with gas, also known by the acronym of PSEM.
  • Such a gas insulated substation is also known in English as "Gas Insulated Switchgear”. It includes electrical equipment such as disconnector, circuit breaker, transformer and / or conductive busbars.
  • This electrical equipment is surrounded by a sealed envelope containing a dielectric gas such as SF 6 , to electrically isolate them from the metal shell which is at the potential of the earth.
  • a dielectric gas such as SF 6
  • FIG. 1 represents a gas-insulated electrical apparatus 1, which comprises a first envelope 2, a second envelope 3 and a sealed connection 4 between the two envelopes 2, 3.
  • the first casing 2 comprises a body 21 and a flange 22.
  • the second casing 3 comprises a body 31 and a flange 32.
  • the flange 22 of the first casing is sealingly connected to the flange 32 of the second casing enclosed by a plurality of nuts 8, called cap nuts, and by a collar 10.
  • FIG. 2 shows the assembly comprising the two flanges 22 and 32, a central intermediate piece 5, a collar 10 and two O-rings 7 located radially in abutment on each flange 22 and 32 and against the collar 10.
  • Each of the O-rings 7 is in contact with one of the flanges 22, 32, and it is housed in a groove 17 of the collar 10.
  • This groove 17 is delimited by a first radial lateral wall 13, a second radial lateral wall and a bottom wall 12 connecting the two side walls 13, 15.
  • This type of connection 4 generally has a satisfactory seal.
  • the aim of the invention is to remedy this drawback by improving the tightness provided by a connection of gas - insulated electrical equipment.
  • the invention relates to a gas insulated electrical apparatus.
  • the apparatus comprises a first envelope comprising a metallic material, the first envelope comprising a body and a flange at one end of the body, a second envelope comprising a metallic material, the second envelope comprising a flange configured to be connected to the first flange, and a connector for sealingly connecting the first envelope to the second envelope.
  • the coupling comprises a screwed assembly solidarisant the flanges to one another, and a collar at least partially surrounding the flanges.
  • the apparatus comprises an annular seal surrounded by the collar.
  • the annular seal extends longitudinally integrally between a first contact zone in contact with the flange of the first envelope and a second contact zone in contact with the flange of the second envelope.
  • the annular seal ensures a direct seal between the first contact zone and the second contact zone, that is to say over a width greater than that of the gap between the two flanges and unlike known O-rings.
  • the fitting is easier to install and the seal of the fitting is improved.
  • the annular seal has an annular band shape having a width which is substantially equal to the internal width of the collar.
  • the apparatus comprises an intermediate piece located between the flanges in a longitudinal direction of the apparatus, being in contact with the flanges.
  • the annular seal comprises a first lip projecting in the radial direction of the collar, the lip delimiting a lateral end. of the annular seal to which the first contact zone is located.
  • the first lip comprises an inner lateral surface inclined towards the inside of the coupling, and a bottom surface which comprises the first contact zone and which is inclined laterally towards the outside of the coupling.
  • the first lip is shaped such that an increase in gas pressure in the collar presses on the inner side surface to further press the bottom surface against the first shell.
  • the shape of the lip then tends to accentuate the seal provided by the annular seal, during a leak between the flanges.
  • the average angle of inclination of the bottom surface with respect to the surface of the first envelope with which the bottom surface is in contact is less than the average angle of inclination of the internal lateral surface with respect to the surface of the first envelope, in at least one sectional plane of the apparatus.
  • the first lip has a substantially trapezoidal section, in at least one section plane of the apparatus.
  • the annular seal comprises a second lip projecting in the radial direction of the collar, the second lip delimiting a lateral end of the annular seal to which the second contact zone is located.
  • the collar comprises at least two half-collars secured to one another by a screw connection.
  • the screwed assembly solidarisant the flanges to one another comprises a plurality of cap nuts which are blind, gas-tight and which are spaced from each other along a circumferential direction of the flanges.
  • the annular seal comprises an elastomeric material
  • the collar comprises a metallic material such as stainless steel
  • the intermediate piece comprises a polymeric material such as an epoxy resin.
  • the invention also relates to a method of sealing connection of the first envelope to the second envelope of an apparatus as defined above, comprising:
  • the method comprises a step of treating the surface state of the flanges.
  • the step of treating the surface condition of the flanges preferably comprises removing an existing surface coating, a hole filling process and / or scratch removal.
  • Figure 1 already described is a schematic representation of a gas-insulated electrical apparatus of known structure
  • FIG. 2 represents a schematic representation in longitudinal half-section of the apparatus of known structure
  • FIG. 3 schematically represents an apparatus according to a first embodiment of the invention, in longitudinal half-section of the apparatus;
  • Figure 4 schematically shows the apparatus according to the first embodiment, in cross section of the apparatus
  • Figure 5 shows schematically a cap nut of the apparatus according to the first embodiment
  • Figures 6 and 7 illustrate the connection of the envelopes of the apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 represents a gas-insulated electrical apparatus 1 for a medium or high voltage electrical line, according to a first embodiment of the invention.
  • the apparatus 1 comprises a first metal casing 2, a second metal casing 3 and a sealed connection 4 for mechanically connecting the envelopes 2, 3.
  • Apparatus 1 is substantially symmetrical about a longitudinal axis X-X which is shown in FIG.
  • the apparatus 1 is also substantially symmetrical with respect to a cross-sectional plane which passes through the connection 4 and which corresponds to the representation plane of FIG. 4.
  • a longitudinal direction is a direction parallel to the longitudinal axis XX
  • a radial direction is a direction orthogonal to the longitudinal axis XX
  • a lateral direction is a direction which is locally orthogonal to the longitudinal axis XX and to a radial direction.
  • the first envelope 2 and the second envelope 3 are identical in the embodiment shown.
  • the first envelope 2 and the second envelope 3 are made of a metallic material which comprises aluminum, steel and / or a composite material.
  • the first envelope 2 comprises a fastening flange 22, called the first flange 22, to which it is sealingly connected to a fastening flange 32 of the second envelope, called the second flange 32.
  • the first flange 22 is at a longitudinal end of a tubular body 21 of this envelope 2.
  • the second flange 32 is located at a longitudinal end of a tubular body 31 of the second envelope.
  • the apparatus 1 may comprise an intermediate piece 5 between the two flanges 22, 32 in the longitudinal direction X-X.
  • the intermediate part 5 is in mechanical contact with each of the flanges 22, 32. It is of known structure. It generally comprises one or two seals (not shown) which are each in contact with one of the flanges 22, 32. This intermediate part 5 may also comprise a polymer material between this or these seal (s).
  • the sealing connection 4 comprises an annular seal 6, a collar 9, as well as cap nuts 8 for connecting the flanges 22, 32 to each other.
  • the annular seal 6 takes the form of an annular band around the longitudinal axis X-X. It is made of a material comprising an elastomer, such as an EPDM, that is to say an elastomer made from monomers of ethylene-propylene-diene, or butyl, for example of the type CIIR or BIIR.
  • the annular seal 6 is monobloc.
  • the annular seal 6 extends continuously in the longitudinal direction XX between a first contact zone 66, in contact with the first flange 22 and a second contact zone 68, in contact with the second flange 32, to ensure a seal satisfactory.
  • the first contact zone 66 and the second contact zone 68 correspond to zones of mechanical contact that are approximately one-off or to more extensive mechanical contact surfaces.
  • the contact zones 66, 68 are situated laterally on either side of the intermediate part 5.
  • the annular seal 6 is located radially between the collar 9 and the flanges 22 and 32 that it surrounds. It therefore completely surrounds the intermediate part 5.
  • the first contact zone 66 is located at a first lip 62 which is at a first lateral end of the gasket 6.
  • the second contact zone 68 is located at a second lip 64 which is at a second lateral end of the gasket 6, laterally opposite the first lateral end.
  • the seal also has a central portion between the first lip 62 and the second lip 64, which is pressed against the bottom wall 112 of the collar 9.
  • each of the lips 62, 64 is in mechanical contact with one of the side walls 113, 115 of the collar 9.
  • the seal 6 has a width L 2 , which corresponds to the length between its lateral ends, which is substantially equal to the internal width of the collar 9.
  • the internal width of the collar is substantially equal to the total width Li of the collar 9, due to the small thickness of the side walls 113, 115 with respect to the width of the bottom wall 112.
  • the central part of the gasket 6 comprises a corrugated inner surface which has protuberances 61. These protuberances are intended to facilitate the plating of the gasket 6 against the bottom wall 112.
  • the first lip 62 projects inwardly from the apparatus 1 in a direction radial with respect to the central part of the annular seal 6, to bear on a edge 26 of the first flange 22.
  • the first lip 62 has a bottom surface 67 facing the first flange 21, an inner side surface 63 which is inclined inwardly of the connector 4, and an outer side surface 65 which is laterally opposed to the side surface. internal 63.
  • the bottom surface 67 includes the first contact zone 66.
  • the bottom surface 67 is inclined laterally outwardly of the connector 4, at an average angle of inclination ⁇ with the edge 26 of the first flange 22, which is, for example between 1 ° and 30 °.
  • the inner lateral surface 63 is inclined towards the inside of the connector 4, forming with the surface 26 of the edge of the first flange an average angle of inclination ⁇ which is greater than the average angle of inclination ⁇ of the surface of the bottom 67 with the edge surface 26 of the first flange.
  • the average angle of inclination ⁇ of the bottom surface 67 with the edge surface 26 of the first flange is for example between 45 ° and 89 °.
  • the outer lateral surface 65 is substantially flat and is in contact with the side wall 113 of the collar 9.
  • the first lip 62 Due to the rather low value of the average angle of inclination ⁇ of the bottom surface 67, the first lip 62 has a substantially trapezoidal section in the section plane shown in FIG.
  • the first lip 62 is shaped such that an increase in gas pressure between the intermediate piece 5 and the annular seal 6 tends to press the inner side surface 63 to further press the bottom surface 67 against the first flange 22 The surface of the contact 66 between the lip 62 and the first flange 22 then tends to increase, as the gas pressure between the intermediate part 5 and the annular seal 6 increases.
  • the second lip 64 projects inwardly from the apparatus 1 in a radial direction of the collar 9, to bear on a edge 36 of the first flange 32.
  • the second lip 65 also has a bottom surface 67 which faces the second flange 32, an inner lateral surface 63 which is inclined towards the inside of the coupling 4, and an external lateral surface 65 which is laterally opposed to the inner lateral surface 63.
  • the second lip 64 has a substantially trapezoidal section in the section plane shown in FIG.
  • the second lip 64 is shaped so that an increase of gas pressure between the intermediate piece 5 and the annular seal 6 tends to press the inner lateral surface 63 to further press the bottom surface 67 of the second lip 64 against the second flange 32.
  • the surface of the contact 68 between the second lip 64 and the second flange 32 then tends to increase, when the gas pressure between the intermediate part 5 and the annular seal 6 increases.
  • the collar 9 is made of a metallic material, generally stainless steel.
  • the collar 9 comprises two half-collars 91, 93 which each extend over half of the circumference of the collar 9 approximately.
  • Each half-collar 91, 93 is in one piece, at least in the direction of its width.
  • the side walls 113 and 115 are obtained by folding and form a single piece with the bottom wall 112.
  • each half-collar 91, 93 delimit laterally the collar 9 and serve to hold the gasket 6 inside the collar 9.
  • each half-collar 91, 93 extends from a first flange 95 to a second opposite flange 97 in a circumferential direction of the first flange 95.
  • Each flange 95, 97 is radially projecting. outward of fitting 4.
  • the first flanges 95 are rigidly connected to each other by a screw connection 94.
  • second flanges 97 are also fixed together by a screw connection.
  • the collar 9 also comprises two diametrically opposed bridges 92 which provide between each rim 95 and 97 a circumferential continuity of support for the annular seal 6.
  • Each half-collar 91, 93 is equipped with a bridge 92.
  • the first bridge 92 extends between the flanges 95 of the half-collars 91, 93 in a circumferential direction of the collar 9.
  • the second bridge 92 extends between the second flanges 97 of the half-collars 91, 93 in a circumferential direction of the collar 9.
  • the two bridges 92 are diametrically opposed to each other in a circumferential direction of the collar 9.
  • the bridges 92 improve the sealing of the collar 9, at the circumferential junctions between the half-collars 91, 93, avoiding abnormal deformations of the annular seal 6 in the rim areas 95 and 97.
  • the flanges 22, 32 are interconnected by plug nuts 8 which are similar in structure to the cap nuts of the embodiment shown in FIG. 1. These cap nuts 8 are blind and gas-tight nuts. The cap nuts 8 are spaced from each other in a circumferential direction of the flanges 22, 32, in contact with the outer flank 29 of one of the flanges 22, 32.
  • the cap nuts 8 are connected to threaded rods each passing through the two flanges 22, 32.
  • a cap nut 8 is located at each longitudinal end of the threaded rod protruding outside one of the flanges 22, 32.
  • the cap nuts 8 each comprise a first hexagonal end 82 cooperating with the end of the threaded rod, and a cylindrical body 81 which encloses an O-ring 83.
  • the cylindrical body 81 is located in the extension of the hexagonal end 82.
  • O-ring 83 limits leakage around the threaded rods.
  • the cap nuts 8 and the threaded rods form a screw connection which makes it possible to limit the gas leaks along the threaded rods which connect the flanges 22, 32 to one another.
  • each of the flanges 22, 32 is subjected to a stage of preparation of its surface state, as is the intermediate part 5.
  • the paint covering the outer diameters of the flanges 22, 32 is removed, for example by sandblasting, in order to inspect their surface.
  • the flanges 22, 32 and the intermediate part 5 are optionally degreased, before resealing holes or other surface defects, such as scratches, shocks, corrosion, riveting area, etc., which may alter their surface condition.
  • the holes are for example filled with a thermosetting polymer material such as an epoxy resin.
  • the surfaces of the flanges 22, 32 and the intermediate part 5 are sanded, in order to improve the surface condition and reduce the surface roughness with the annular seal 6 and / or to limit the risk of leakage.
  • Flanging of the flanges 22, 32 is made near the insertion holes of the threaded rods, to improve the sealing of the apparatus 1 along the threaded rods.
  • the flanges 22, 32 are fixed to each other by the screwed assembly comprising the cap nuts 8.
  • the collar 9 is fixed around the intermediate part 5, by tightening the screw connection 94 which connects the half-collars 91, 93 between them.
  • the collar 9 and the screw assembly 8 are tightened to compress the lips 62, 64 radially so as to compress the lips 62, 64 longitudinally and to secure the flanges 22, 32 to one another.
  • connection method described with reference to Figures 6 and 7 can be implemented on apparatus 1 of known structure.
  • a screwed assembly including cap nuts 8 is used to replace a screwed assembly with a lower seal.
  • the annular seal 6 and the collar 9 are used in place of the known seals and / or the known case / collar surrounding the intermediate piece 5.
  • the annular seal 6 completely surrounds the intermediate piece 5, which limits the leakage of gas out of the apparatus 1.
  • the seal provided by the intermediate part 5 can be degraded, and leakage 41 at the interface between the flanges 22, 32 and the intermediate part 5 are particularly likely to occur.
  • the annular seal 6 limits the leakage 43 to the outside of the seal 4.
  • the one-piece annular band shape of the annular seal 6 facilitates its installation relative to the known O-rings 7, while limiting leakage.
  • the shape of the first lip 62 and that of the second lip 64 make it possible to ensure that the seal 6 is all the more tight as the risk of leakage from the apparatus is high.
  • the second envelope 3 comprising a flange 32 and a cover closing the first envelope 2 at its flange 22.
  • the apparatus 1 comprises more than one intermediate piece between the two flanges 22, 32. It can also be without intermediate piece 5.
  • annular seal 6 could bear on an outer flank 29 of the first flange, respectively an outer flank (not shown) of the second flange.
  • the annular seal 6 can be segmented into sections, for example a half-collar section 91, 93, and a bridge section 92.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)
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Abstract

L'invention concerne un appareillage électrique isolé au gaz. L'appareillage comprend une première enveloppe, une deuxième enveloppe et un raccord (4) pour raccorder de manière étanche la première enveloppe à la deuxième enveloppe. Le raccord (4) comprend un joint d'étanchéité annulaire (6) entouré par un collier (10). Le joint annulaire (6) s'étend de façon monobloc selon une direction longitudinale (X-X) de l'appareillage entre une première zone de contact (66) avec une bride de la première enveloppe et une deuxième zone de contact (68) avec une bride de la deuxième enveloppe.

Description

RACCORD ETANCHE POUR APPAREILLAGE ELECTRIQUE ISOLE AU GAZ, COMPRENANT UN JOINT ANNULAIRE LARGE
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention se rapporte aux sous-stations de conduction d'électricité à moyenne ou haute tension, par exemple 50 kV ou au-dessus. Elle concerne notamment les Postes Sous Enveloppes Métalliques isolés au gaz, également connus sous l'acronyme de PSEM.
Une telle sous-station isolée au gaz est également connue en anglais sous le nom de « Gas Insulated Switchgear ». Elle comprend des équipements électriques de type sectionneur, disjoncteur, transformateur et/ou des jeux de barres conducteurs.
Ces équipements électriques sont entourés par une enveloppe étanche contenant un gaz diélectrique tel que du SF6, pour les isoler électriquement de l'enveloppe métallique qui est au potentiel de la terre.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
La figure 1 représente un appareillage électrique 1 isolé au gaz, qui comprend une première enveloppe 2, une deuxième enveloppe 3, ainsi qu'un raccord étanche 4 entre les deux enveloppes 2, 3.
La première enveloppe 2 comprend un corps 21 et une bride 22. La deuxième enveloppe 3 comprend un corps 31 et une bride 32.
La bride 22 de la première enveloppe est raccordée de façon étanche à la bride 32 de la deuxième enveloppe par une pluralité d' écrous 8, dits écrous- bouchons, et par un collier 10.
La figure 2 représente l'assemblage comprenant les deux brides 22 et 32, une pièce intermédiaire centrale 5, un collier 10 et deux joints toriques 7 situés radialement en appuis sur chaque bride 22 et 32 et contre le collier 10.
Chacun des joints toriques 7 est en contact d'une des brides 22, 32, et il est logé dans une gorge 17 du collier 10. Cette gorge 17 est délimitée par une première paroi latérale 13 radiale, une deuxième paroi latérale 15 radiale et une paroi de fond 12 reliant les deux parois latérales 13, 15.
Ce type de raccord 4 présente généralement une étanchéité satisfaisante.
Néanmoins, il est assez difficile à installer. En particulier, des défauts d'alignement d'au moins un des joints 7 ou du collier 10 peuvent conduire à l'apparition de fuite 43 à travers au moins une des gorges 17.
EXPOSE DE L' INVENTION
L' invention vise à remédier à cet inconvénient, en améliorant l' étanchéité assurée par un raccord d'un appareillage électrique isolé au gaz.
A cet égard, l'invention a pour objet un appareillage électrique isolé au gaz. L'appareillage comprend une première enveloppe comprenant un matériau métallique, la première enveloppe comprenant un corps et une bride à une extrémité du corps, une deuxième enveloppe comprenant un matériau métallique, la deuxième enveloppe comprenant une bride à configurée pour être raccordée à la première bride, et un raccord pour raccorder de manière étanche la première enveloppe à la deuxième enveloppe.
Le raccord comprend un assemblage vissé solidarisant les brides l'une à l'autre, et un collier entourant au moins partiellement les brides.
Selon l'invention, l'appareillage comprend un joint d'étanchéité annulaire entouré par le collier. Le joint annulaire s'étend selon la direction longitudinale de façon monobloc entre une première zone de contact en contact avec la bride de la première enveloppe et une deuxième zone de contact en contact avec la bride de la deuxième enveloppe.
Le joint annulaire assure une étanchéité directe entre la première zone de contact et la deuxième zone de contact, c'est-à-dire sur une largeur supérieure à celle de l'écart entre les deux brides et contrairement aux joints toriques connus. Le raccord est plus facile à installer et l'étanchéité du raccord est améliorée.
Avantageusement, le joint annulaire a une forme de bande annulaire présentant une largeur qui est sensiblement égale à la largeur interne du collier.
Avantageusement, l'appareillage comprend une pièce intermédiaire située entre les brides selon une direction longitudinale de l'appareillage, en étant au contact des brides.
Avantageusement, le joint annulaire comprend une première lèvre en saillie selon la direction radiale du collier, la lèvre délimitant une extrémité latérale du joint annulaire à laquelle se situe la première zone de contact.
Avantageusement, la première lèvre comprend une surface latérale interne inclinée vers l'intérieur du raccord, et une surface de fond qui comprend la première zone de contact et qui est inclinée latéralement vers l'extérieur du raccord. La première lèvre est conformée de manière à ce qu'une augmentation de pression de gaz dans le collier appuie sur la surface latérale interne pour plaquer davantage la surface de fond contre la première enveloppe.
La forme de la lèvre tend alors à accentuer l'étanchéité assurée par le joint annulaire, lors d'une fuite entre les brides.
Avantageusement, l'angle d'inclinaison moyen de la surface de fond par rapport à la surface de la première enveloppe avec laquelle la surface de fond est en contact est inférieur à l'angle d'inclinaison moyen de la surface latérale interne par rapport à la surface de la première enveloppe, dans au moins un plan de section de l'appareillage.
Avantageusement, la première lèvre a une section sensiblement trapézoïdale, dans au moins un plan de section de l'appareillage.
Avantageusement, le joint annulaire comprend une deuxième lèvre en saillie selon la direction radiale du collier, la deuxième lèvre délimitant une extrémité latérale du joint annulaire à laquelle se situe la deuxième zone de contact. Avantageusement, le collier comprend au moins deux demi-colliers solidarisés l'un à l'autre par un assemblage vissé.
Avantageusement, l'assemblage vissé solidarisant les brides l'une à l'autre comprend une pluralité d' écrous-bouchons qui sont borgnes, étanches au gaz et qui sont espacés les uns des autres le long d'une direction circonférentielle des brides.
Avantageusement, le joint annulaire comprend un matériau élastomère, le collier comprend un matériau métallique tel que de l'acier inoxydable, et/ou la pièce intermédiaire comprend un matériau polymère tel qu'une résine époxyde .
L' invention concerne également un procédé de raccordement étanche de la première enveloppe à la deuxième enveloppe d'un appareillage tel que défini ci- dessus, comprenant :
la mise en place du joint annulaire et du collier contre les enveloppes, et
le serrage du collier par l'assemblage vissé pour comprimer de manière radiale les lèvres du joint annulaire contre les brides, pour comprimer de manière longitudinale les deux extrémités du joint annulaire, et pour solidariser les brides l'une à l'autre de manière étanche.
Avantageusement, le procédé comprend une étape de traitement de l'état de surface des brides. L'étape de traitement de l'état de surface des brides comprend de préférence l'enlèvement d'un revêtement de surface existant, un traitement de rebouchage de trous et/ou de suppression de rayures. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 déjà décrite est une représentation schématique d'un appareillage électrique isolé au gaz, de structure connue ;
La figure 2 représente une représentation schématique en demi-coupe longitudinale de l'appareillage de structure connue ;
la figure 3 représente schématiquement un appareillage selon un premier mode de réalisation de l'invention, en demi-coupe longitudinale de l'appareillage ;
la figure 4 représente schématiquement l'appareillage selon le premier mode de réalisation, en section transversale de l'appareillage ;
la figure 5 représente schématiquement un écrou-bouchon de l'appareillage selon le premier mode de réalisation ;
les figures 6 et 7 illustrent le raccordement des enveloppes de l'appareillage selon le premier mode de réalisation.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
La figure 3 représente un appareillage électrique 1 isolé au gaz pour une ligne électrique moyenne ou haute tension, selon un premier mode de réalisation de l'invention.
L'appareillage 1 comporte une première enveloppe métallique 2, une deuxième enveloppe métallique 3 et un raccord étanche 4 pour raccorder mécaniquement les enveloppes 2, 3.
L'appareillage 1 est sensiblement symétrique de révolution autour d'un axe longitudinal X-X qui est représenté à la figure 3.
L'appareillage 1 est également sensiblement symétrique par rapport à un plan de section transversale qui traverse le raccord 4 et qui correspond au plan de représentation de la figure 4.
Dans la suite de l'exposé et sauf précisions contraires, une direction longitudinale est une direction parallèle à l'axe longitudinal X-X, une direction radiale est une direction orthogonale à l'axe longitudinal X-X, et une direction latérale est une direction qui est localement orthogonale à l'axe longitudinale X-X et à une direction radiale.
La première enveloppe 2 et la deuxième enveloppe 3 sont identiques dans le mode de réalisation représenté. La première enveloppe 2 et la deuxième enveloppe 3 sont réalisées dans un matériau métallique qui comprend de l'aluminium, de l'acier et/ou un matériau composite .
La première enveloppe 2 comporte une bride de fixation 22, dite première bride 22, à laquelle elle est raccordée de façon étanche à une bride de fixation 32 de la deuxième enveloppe, dite deuxième bride 32.
La première bride 22 est à une extrémité longitudinale d'un corps 21 tubulaire de cette enveloppe 2. De manière similaire, la deuxième bride 32 est située à une extrémité longitudinale d'un corps tubulaire 31 de la deuxième enveloppe.
L'appareillage 1 peut comprendre une pièce intermédiaire 5 entre les deux brides 22, 32 selon la direction longitudinale X-X.
La pièce intermédiaire 5 est en contact mécanique avec chacune des brides 22, 32. Elle est de structure connue. Elle comprend généralement un ou deux joints (non représentés) qui sont chacun en contact d'une des bride 22, 32. Cette pièce intermédiaire 5 peut aussi comprendre un matériau polymère entre ce ou ces joint (s) .
Le raccord étanche 4 comprend un joint annulaire 6, un collier 9, ainsi que des écrous-bouchons 8 pour raccorder les brides 22, 32 entre elles.
Le joint annulaire 6 prend la forme d'une bande annulaire autour de l'axe longitudinal X-X. Il est réalisé dans un matériau comprenant un élastomère, tel qu'un EPDM, c'est-à-dire un élastomère réalisé à partir de monomères d' éthylène-propylène-diène, ou de butyle, par exemple de type CIIR ou BIIR. Le joint annulaire 6 est monobloc.
Il est maintenu par le collier 9 et plaqué par le collier 9 contre les brides 22, 32.
Le joint annulaire 6 s'étend de façon continue selon la direction longitudinale X-X entre une première zone de contact 66, en contact avec la première bride 22 et une deuxième zone de contact 68, en contact avec la deuxième bride 32, pour assurer une étanchéité satisfaisante. Suivant l'écrasement du joint 6 sur les brides 22, 32, la première zone de contact 66 et la deuxième zone de contact 68 correspondent à des zones de contact mécanique sensiblement ponctuelles ou bien à des surfaces de contact mécanique plus étendues.
Les zones de contact 66, 68 sont situées latéralement de part et d' autre de la pièce intermédiaire 5. Le joint annulaire 6 est situé radialement entre le collier 9 et les brides 22 et 32 qu'il entoure. Il entoure par conséquent complètement la pièce intermédiaire 5.
La première zone de contact 66 est située au niveau d'une première lèvre 62 qui est à une première extrémité latérale du joint 6.
La deuxième zone de contact 68 est située au niveau d'une deuxième lèvre 64 qui est à une deuxième extrémité latérale du joint 6, latéralement opposée à la première extrémité latérale.
Le joint présente également une partie centrale entre la première lèvre 62 et la deuxième lèvre 64, qui est plaquée contre la paroi de fond 112 du collier 9.
Chacune des lèvres 62, 64 est en contact mécanique d'une des parois latérales 113, 115 du collier 9. Autrement dit, le joint 6 présente une largeur L2, qui correspond à la longueur entre ses extrémités latérales, qui est sensiblement égale à la largeur interne du collier 9. La largeur interne du collier est sensiblement égale à la largeur totale Li du collier 9, du fait de la faible épaisseur des parois latérales 113, 115 par rapport à la largeur de la paroi de fond 112. La partie centrale du joint 6 comprend une surface interne ondulée qui comporte des protubérances 61. Ces protubérances sont destinées à faciliter le plaquage du joint 6 contre la paroi de fond 112.
La première lèvre 62 fait saillie vers l'intérieur de l'appareillage 1 selon une direction radiale par rapport à la partie centrale du joint annulaire 6, pour prendre appui sur un chant 26 de la première bride 22.
La première lèvre 62 comporte une surface de fond 67 qui est en regard de la première bride 21, une surface latérale interne 63 qui est inclinée vers l'intérieur du raccord 4, et une surface latérale externe 65 qui est latéralement opposée à la surface latérale interne 63.
La surface de fond 67 comporte la première zone de contact 66. La surface de fond 67 est inclinée latéralement vers l'extérieur du raccord 4, selon un angle d'inclinaison moyen a avec le chant 26 de la première bride 22 qui est par exemple compris entre 1° et 30°.
La surface latérale interne 63 est inclinée vers l'intérieur du raccord 4, en formant avec la surface 26 du chant de la première bride un angle d'inclinaison moyen β qui est supérieur à l'angle d'inclinaison moyen a de la surface de fond 67 avec la surface 26 de chant de la première bride.
L'angle d'inclinaison moyen β de la surface de fond 67 avec la surface 26 de chant de la première bride est par exemple compris entre 45° et 89°. La surface latérale externe 65 est sensiblement plane et elle est en contact de la paroi latérale 113 du collier 9.
Du fait de la valeur assez faible de l'angle d'inclinaison moyen a de la surface de fond 67, la première lèvre 62 a une section sensiblement trapézoïdale dans le plan de section représenté à la figure 3.
La première lèvre 62 est conformée de manière à ce qu'une augmentation de pression de gaz entre la pièce intermédiaire 5 et le joint annulaire 6 tende à appuyer sur la surface latérale interne 63 pour plaquer davantage la surface de fond 67 contre la première bride 22. La surface du contact 66 entre la lèvre 62 et la première bride 22 tend alors à augmenter, lorsque la pression de gaz entre la pièce intermédiaire 5 et le joint annulaire 6 augmente.
La deuxième lèvre 64 fait saillie vers l'intérieur de l'appareillage 1 selon une direction radiale du collier 9, pour prendre appui sur un chant 36 de la première bride 32.
En référence à la figure 3, la deuxième lèvre 65 comporte également une surface de fond 67 qui est en regard de la deuxième bride 32, une surface latérale interne 63 qui est inclinée vers l'intérieur du raccord 4, et une surface latérale externe 65 qui est latéralement opposée à la surface latérale interne 63.
La deuxième lèvre 64 a une section sensiblement trapézoïdale dans le plan de section représenté à la figure 3.
De manière similaire, la deuxième lèvre 64 est conformée de manière à ce qu'une augmentation de pression de gaz entre la pièce intermédiaire 5 et le joint annulaire 6 tende à appuyer sur la surface latérale interne 63 pour plaquer davantage la surface de fond 67 de la deuxième lèvre 64 contre la deuxième bride 32. La surface du contact 68 entre la deuxième lèvre 64 et la deuxième bride 32 tend alors à augmenter, lorsque la pression de gaz entre la pièce intermédiaire 5 et le joint annulaire 6 augmente.
En référence à la figure 4, le collier 9 est réalisé dans un matériau métallique, généralement de l'acier inoxydable.
Le collier 9 comprend deux demi-colliers 91, 93 qui s'étendent chacun sur la moitié de la circonférence du collier 9 environ.
Chaque demi-collier 91, 93 est monobloc, au moins dans la direction de sa largeur. En référence à la figure 3, les parois latérales 113 et 115 sont obtenues par pliage et forment une seule pièce avec la paroi de fond 112.
Les parois latérales 113, 115 de chaque demi- collier 91, 93 délimitent latéralement le collier 9 et servent à maintenir le joint 6 à l'intérieur du collier 9.
En référence à nouveau à la figure 4, chaque demi-collier 91, 93 s'étend depuis un premier rebord 95 jusqu'à un deuxième rebord 97 opposé selon une direction circonférentielle du premier rebord 95. Chaque rebord 95, 97 est en saillie radialement vers l'extérieur du raccord 4.
Les premiers rebords 95 sont solidarisés entre eux rigidement par un assemblage vissé 94. Les deuxièmes rebords 97 sont également fixés entre eux par un assemblage vissé.
Le serrage des assemblages vissé 94 permet d'assurer une compression progressive du joint annulaire 6, et une installation aisée du raccord 4.
Le collier 9 comprend également deux ponts 92 diamétralement opposés qui assurent entre chaque rebord 95 et 97 une continuité circonférentielle d'appui pour le joint annulaire 6. Chaque demi-collier 91, 93 est équipé d'un pont 92.
Le premier pont 92 s'étend entre les rebords 95 des demi-colliers 91, 93 selon une direction circonférentielle du collier 9.
Le deuxième pont 92 s'étend entre les deuxièmes rebords 97 des demi-colliers 91, 93 selon une direction circonférentielle du collier 9.
Les deux ponts 92 sont diamétralement opposés l'un de l'autre selon une direction circonférentielle du collier 9.
Les ponts 92 améliorent l'étanchéité du collier 9, au niveau des jonctions circonférentielles entre les demi-colliers 91, 93, en évitant des déformations anormales du joint annulaire 6 dans les zones de rebord 95 et 97.
En référence conjointe aux figures 5 et 7, les brides 22, 32 sont solidarisées entre elles par des écrous-bouchons 8 qui sont de structure similaire à celle des écrous-bouchons du mode de réalisation représenté à la figure 1. Ces écrous-bouchons 8 sont des écrous borgnes et étanches au gaz. Les écrous-bouchons 8 sont espacés les uns des autres selon une direction circonférentielle des brides 22, 32, en étant au contact du flanc externe 29 d'une des brides 22, 32.
Les écrous-bouchons 8 sont raccordés à des tiges filetées traversant chacune les deux brides 22, 32. Un écrou-bouchon 8 est situé à chaque extrémité longitudinale de la tige filetée faisant saillie en dehors d'une des brides 22, 32.
Les écrous-bouchons 8 comprennent chacun une première extrémité hexagonale 82 coopérant avec l'extrémité de la tige filetée, et un corps cylindrique 81 qui renferme un joint torique 83.
Le corps cylindrique 81 est situé dans le prolongement de l'extrémité hexagonale 82.
Le joint torique 83 limite les fuites autour des tiges filetées.
Les écrous-bouchons 8 et les tiges filetées forment un assemblage vissé qui permet de limiter les fuites de gaz le long des tiges filetées qui raccordent les brides 22, 32 entre elles.
En référence à la figure 6, chacune des brides 22, 32 est soumise à une étape de préparation de son état de surface, de même que la pièce intermédiaire 5.
La peinture recouvrant les diamètres extérieurs des brides 22, 32 est enlevée, par exemple par sablage, afin de pouvoir inspecter leur surface.
Les brides 22, 32 et la pièce intermédiaire 5 sont éventuellement dégraissées, avant de reboucher les trous ou d'autres défauts de surface, tels que des rayures, des chocs, de la corrosion, des zone de rivetage, etc., qui peuvent altérer leur l'état de surface. Les trous sont par exemple rebouchés à l'aide d'un matériau polymère thermodurcissable tel qu'une résine époxyde .
Enfin, les surfaces des brides 22, 32 et de la pièce intermédiaire 5 sont poncées, afin d'améliorer l'état de surface et diminuer la rugosité de surface avec le joint annulaire 6 et/ou de limiter les risques de fuite.
Un lamage des brides 22, 32 est réalisé à proximité des trous d'insertion des tiges filetées, afin d'améliorer l'étanchéité de l'appareillage 1 le long des tiges filetées.
Une fois l'étape de traitement de surface effectuée, les brides 22, 32 sont fixées l'une à l'autre par l'assemblage vissé comprenant les écrous-bouchons 8.
Puis, le joint annulaire 6 et le collier 9 qui maintient le joint annulaire 6 sont mis en place en appui sur un des chants 26, 36 de chaque bride 22, 32.
Enfin, le collier 9 est fixé autour de la pièce intermédiaire 5, par serrage de l'assemblage vissé 94 qui raccorde les demi-colliers 91, 93 entre eux.
Le collier 9 et l'assemblage vissé 8 sont serrés pour comprimer de manière radiale les lèvres 62, 64, pour comprimer de manière longitudinale les lèvres 62, 64, et pour solidariser les brides 22, 32 l'une à 1 ' autre .
Le procédé de raccordement décrit en référence aux figures 6 et 7 est susceptible d'être mis en œuvre sur des appareillages 1 de structure connue. Dans ce cas, un assemblage vissé comprenant des écrous-bouchons 8 est utilisé pour remplacer un assemblage vissé avec une étanchéité plus faible. Le joint annulaire 6 et le collier 9 sont utilisés à la place des joints connus et/ou du boitier/collier connu entourant la pièce intermédiaire 5.
Dans le premier mode de réalisation, le joint annulaire 6 entoure complètement la pièce intermédiaire 5, ce qui limite les fuites de gaz hors de l'appareillage 1.
En effet, l' étanchéité assurée par la pièce intermédiaire 5 peut être dégradée, et des fuites 41 à l'interface entre les brides 22, 32 et la pièce intermédiaire 5 sont notamment susceptibles de se produire. Le joint annulaire 6 limite les fuites 43 vers l'extérieur du raccord étanche 4.
La forme de bande annulaire monobloc du joint annulaire 6 facilite son installation par rapport aux joints toriques 7 connus, tout en limitant les fuites.
La forme de la première lèvre 62 et celle de la deuxième lèvre 64 permettent d'assurer une étanchéité d'autant plus importante du joint 6 que les risques de fuite hors de l'appareillage sont élevés.
Du fait des lèvres 62, 64, l'effort de serrage initial du joint annulaire 6 contre les brides peut être réduit, ce qui facilite encore l'installation du joint annulaire 6 et tend à améliorer la durée d'utilisation du joint 6.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées à l'exposé détaillé ci-dessus. Selon une variante de réalisation, la deuxième enveloppe 3 comprenant une bride 32 et un couvercle fermant la première enveloppe 2 au niveau de sa bride 22.
En variante encore, l'appareillage 1 comprend plus d'une pièce intermédiaire entre les deux brides 22, 32. Il peut également être dépourvu de pièce intermédiaire 5.
En référence à la figure 6, le joint annulaire 6 pourrait prendre appui sur un flanc externe 29 de la première bride, respectivement un flanc externe (non représenté) de la deuxième bride.
Selon une variante de réalisation, le joint annulaire 6 peut être segmenté en tronçons, par exemple un tronçon par demi-collier 91, 93, et un tronçon par pont 92.

Claims

REVENDICATIONS
1. Appareillage électrique (1) isolé au gaz, comprenant :
une première enveloppe (2) comprenant un matériau métallique, la première enveloppe (2) comprenant un corps (21) et une bride (22) à une extrémité du corps (21), une deuxième enveloppe métallique (3) comprenant un matériau métallique, la deuxième enveloppe (3) comprenant une bride (32) configurée pour être raccordée à la bride (22) de la première enveloppe (2),
un raccord (4) pour raccorder de manière étanche la première enveloppe (2) à la deuxième enveloppe (3), le raccord (4) comprenant:
un assemblage vissé (8) solidarisant les brides (22, 32) l'une à l'autre,
un collier (9) entourant au moins partiellement les brides (22, 32), le collier comprenant une première paroi latérale (113) et une deuxième paroi latérale (115) espacée de la première paroi latérale (113) selon une direction longitudinale (X-X) de 1' appareillage,
caractérisé en ce que l'appareillage comprend en outre un joint d'étanchéité annulaire (6) entouré par le collier (9),
le joint annulaire (6) comprenant une première lèvre (62) en saillie selon la direction radiale du collier (9) et qui délimite une première extrémité latérale du joint, et une deuxième lèvre (64) en saillie selon la direction radiale du collier (9) et qui délimite l'autre extrémité latérale du joint, la première lèvre (62) étant plaquée contre la première paroi latérale (113), la deuxième lèvre (64) étant plaquée contre la deuxième paroi latérale (115),
le joint (6) s'étendant selon la direction longitudinale (X-X) de l'appareillage de façon monobloc entre une première zone de contact (66) avec la première bride (22) et une deuxième zone de contact (68) avec la deuxième bride (32), la première zone de contact (66) étant située au niveau de la première lèvre (62), la deuxième zone de contact (68) étant située au niveau de la deuxième lèvre (64),
le joint annulaire (6) ayant une forme de bande présentant une largeur ( Li ) qui est sensiblement égale à la largeur interne du collier (9) .
2. Appareillage (1) selon la revendication précédente, comprenant une pièce intermédiaire (5) située entre les brides (22, 32) selon la direction longitudinale (X-X) de l'appareillage, en étant au contact des brides (22, 32) .
3. Appareillage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première lèvre (62) comprend :
une surface latérale interne (63) inclinée vers l'intérieur du raccord (4), et
une surface de fond (67) qui comprend la première zone de contact (66) et qui est inclinée latéralement vers l'extérieur du raccord (4),
la première lèvre (62) étant conformée de manière à ce qu'une augmentation de pression de gaz dans le collier (9) appuie sur la surface latérale interne (63) pour plaquer davantage la surface de fond (67) contre la première enveloppe (2) .
4. Appareillage (1) selon la revendication précédente, dans lequel l'angle d'inclinaison moyen (a) de la surface de fond (67) par rapport à la surface (26) de la première enveloppe (2) avec laquelle la surface de fond (67) est en contact est inférieur à l'angle d'inclinaison moyen (β) de la surface latérale interne (63) par rapport à la surface (26) de la première enveloppe, dans au moins un plan de section de l'appareillage (1).
5. Appareillage (1) selon l'une des revendications précédentes 4 à 6, dans lequel la première lèvre (62) a une section sensiblement trapézoïdale, dans au moins un plan de section de l'appareillage (1) .
6. Appareillage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le collier (9) comprend au moins deux demi-colliers (91, 93) solidarisés l'un à l'autre par un assemblage vissé (94) .
7. Assemblage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'assemblage vissé (8) solidarisant les brides (22, 32) l'une à l'autre comprend une pluralité d' écrous-bouchons (8) qui sont borgnes, étanches au gaz et qui sont espacés les uns des autres le long d'une direction circonférentielle des brides (22, 32) .
8. Appareillage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le joint annulaire (6) comprend un matériau élastomère, le collier (9) comprend un matériau métallique tel que de l'acier inoxydable, et/ou la pièce intermédiaire (5) comprend un matériau polymère tel qu'une résine époxyde .
9. Procédé de raccordement étanche de la première enveloppe (2) à la deuxième enveloppe (3) d'un appareillage (1) selon l'une des revendications précédentes, comprenant :
la mise en place du joint annulaire (6) et du collier (9) contre les enveloppes (2, 3), et
le serrage du collier (9) et le serrage de l'assemblage vissé (8) pour comprimer de manière radiale les lèvres (62, 64) du joint annulaire (6), pour comprimer de manière longitudinale les lèvres (62, 64) du joint annulaire, et pour solidariser les brides (22, 32) l'une à l'autre.
10. Procédé de raccordement selon la revendication précédente, comprenant une étape de traitement de l'état de surface des brides (22, 32) .
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