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"Procédé et dispositif de formation d'un bouchon creux de glace dans une conduite d'eau."
Il est de pratique courante pour fournir l'eau aux immeubles d'habitation et autres, de réunir ces immeubles à des conduites principales par des branchements séparés. La plupart de ces branchements sont de dimensions faibles standard, et ils sont branchés par l'intermédiaire de robinets d'arrêt. Si une rupture se produit sur un branchement entre la canalisation principale et le robinet d'arrêt, ou bien encore si le robinet est défectueux et doit être réparé, il est nécessaire de couper l'eau arrivant par le branchement avant que l'on puisse commencer les travaux
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de réparation.
Pour cela, on ferme les robinets placés sur la conduite principale individuelle qui alimente le branchement de manière à .'.isoler la partie de cette canalisation principale; puis , une fois que les robinets de la canalisation ont été fermés, il faut vider la canalisation principale et le branche- ment. Le vidage de la canalisation principale provoque aussi le vidage de tous les branchements alimentant les différents immeubles placés sur une même route ou dans une zone déterminée, et cela provoque des inconvénients considérables pour les consommateurs et constitue une source d'ennuis et de plaintes.
Pour éviter ces inconvénients, la demanderesse a conçu des appareils dont certains ont été décrits dans la demande de brevet déposée en Belgique par la Société demanderesse le .5 décembre 1945 sous le n 357.927 pour "Appareil transpor- table permettant de geler temporairement une faible longueur d'un tuyau contenant un liquide ". Grâce à cet appareil, on gèle une faible longueur du tuyau de manière à arrêter l'écoulement de l'eau dans celui-ci pendant la préparation ou pendant toutes autres opérations effectuées sur ce tuyag.
Il est évident que le simple fait de geler un fuyait contenant de/l'eau ou un autre liquide donne un risque d'éclatement encore de ce tuyau qui est soumis à des efforts nouveaux ; on risque d'endommager les joints placés sur ce tuyau . L'objet de la présente invention est dliminer ce risque.
Conformément à la présente invention, on réduit l'écoule- ment liquide dans le tuyau à un petit jet contr8lé, et à un point ou ce petit jet s'écoule, le liquide est gelé dans le tuyau. De cette manière, on peut arrêter complètement l'écoule- ment sans risque d'endommagement du tuyau. Quand le tuyau d'eau est traité de cette manière, on trouve que le bouchon de glace qui se forme dans le tuyan a une forme creuse et est libre de se dilater à la fois radialement vers l'intérieur, et suivant l'axe du tuyau jusqu'à ce que l'opération de gélée soit terminée, et que le flot liquide dans le tuyau soit arrêté
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par un bouchon solide, sans dilatation notable ou contrainte du métal ou de l'autre matière constituant le tuyau.
Il apparait que le bouchon de glace qui au début est tubulaire se produit de manière à avoir graduellement une ouverture axiale qui diminue à partir de chaque bord du bouchon, jusqu'à ce que le bouchon soit complètement constitué; de plus, il apparait que, pendant la constitution de ce bouchon, la pression d'eau dans la cavité centrale du bouchon et sur chacun de ses côtés, ne dépasse jamais la pression d'alimenta- tion du liquide.
Pour provoquer le petit jet contrôlé, il est préférable de constituer une saignée ou un orifice de sortie dans le tuyau en avql de la partie qui doit être gelée, ou bien encore de constituer cette saignée ou orifice de sortie par un dispositif placé autour d'un trou ou d'une fente constitué sur le tuyau et servant à réduire l'écoulement par cet orifice ou par cette fente jusqu'à ce qu'il atteigne le débit d'un petit jet. Dans le premier cas, le tuyau peut être déformé par une pression extérieure qui le ferme complètement en un point situé en aval de la longueur à geler et, ou bian un petit trou peut être constitué entre ce point et la longueur un à geler, ou bien%plus grand trou peut être constitué et une attache peut être placée pour réduire l'écoulement jusqu'au débit du petit jet.
Dans ce dernier cas, le dispositif peut être en contact étrait par le tuyau à chacune de ses extrémités et présenter un faible orifice de sortie pour l'échappement de l'eau vers l'extérieur; par exemple, le dispositif peut comporter un manchon en deux parties bordées de caoutchouc, manchon qui porte une rainure ou un creux qui permet de conduire l'eau jusqu'à une rainure provoquant un petit jet.
De toute façon, l'ouverture de la saignée ou de l'orifice de sortie n'est utilisée que pendant un temps limité et permet à l'écoulement de se produire à un faible débit, tandis que l'on gèle le tuyau jusqu'à arrêter complètement l'écoulement ;
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quand la gelée est terminée, la longueur de tuyau comportant un trou (ou bien celui qui a été formé volontairement, ou.'bien celui qui constitue le dommage à réparer) peut être sectionnée et remplacée par une partie en bon état à la suite de la réparation. Ensuite, on fait fondre la partie glacée.
Pour permettre une compréhension plus complète de l'inven- tion, une description de l'opération de réparation sera faite ci-apràs ; on décrira l'appareillage préféré utilisé, avec référence au dession annexé sur lequel :
La figure 1 est un cas type dans lequel on doit réparer un branchement ;
Les figures 2,5,4,et 5, sont quatre phases successives de la ,réparation;
La figure 6/esg une élévation avec coupe partielle d'un manchon utilisé dans le présent procédé;
La figure 7 est une coupe suivant VII-VII de la figure 6;
La figure 8 montre les phases successives de la formation du bouchon de glace ;
La figure 9 montre l'utilisation d'une variante d'une pièce de l'appareillage; et
La figure 10 est une partie de la figure 9 avec coupe partielle et à plus grande échelle.
On se rapporte en premier lieu à la figure 1 sur laquelle un branchement d'eau 1 en fer, allant de la canalisation principale 2 à. des immeubles et commandé par un robinet d'arrêt 3, porte une rupture entre le robinet d'arrêt et la canalisation principale, cette rupture consistant en la fente représentée par 4 sur la figure 6. Pour réaliser les opérations nécessaires un ensemble portatif construit comme décrit dans la demande de brevet belge du 5 décembors 1945 précité, comporte un réservoir 6 en deux parties devant être monté autour d'une certaine longueur du tuyau ; la partie 5 et le réservoir cons- tituant ensemble un mécanisme de réfrigération mécanique ; ensemble est mis en place pour la réparation.
L'appareillage mis
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en place composte aussi un manchon 7 en deux parties et un dispositif 8a permettant de rétrécir le tuyau.
Au début, le robinet d'arrêtés est fermé et le manchon 7 est mis en place autour de la fente 4. Le manchon comporte deux parties métalliques demi-cylindriques 8 et 9 liées ensemble en 10 et comportant des rebords coopérants 11 et 12 par l'intermédiaire desquels elles peuveni être fixées l'une à l'autre au moyen de boulons 13, de ma- nière que l'ensemble du dispositif puisse être serré autour du tuyau. Intérieurement, le dispositif est muni d'une partie en caoutchouc fendue, comme représenté en 14, de telle sorte qu'elle puisse être ouverte pour être placée autour du tuyau, et que, ensuite elle s'adapte fermement sur le tuyau.
A chaque extrémité, cette partie en caoutchouc est en contact étroit avec le tuyau comme représenté en 15 et 16, mais sur la plus grande partie de sa longueur, elle comporte une rainure hélicoïdale 18, dont les différentes spires sont reliées par une rainuee axiale 19 de telle sorte, que l'eau s'échappant par la fente 4, soit conduite par la rainure 18 jusqu'à la rainure 19.
Une ouverture radiale 20 est aussi ménagée dans la partie de caoutchouc, et va de la rainure 19 jusqu'à une rainure d'écoulement réglable 21. Une fois que tout le dispositif a été assemblé autour du tuyau 1, comme représenté sur la figure 2, le robinet 21 est réglé jusqu'à xx ce que l'eau ne s'écoule plus que suivant un petit jet.
Ensuite, à moins que le tuya 1 ne soit absolument droit, une longueur de ce tuyau comprise entre le manchon 7 et la canalisation principale 2, est redressée au moyen d'un dispositif de rétrécissement 8 en deux parties, comme représenté sur la figure 3, ce dispositif comporte des boulons 22 sur lesquels des écrous 23 serrables à la main, sont serrés suffisamment pour comprimer le tuyau 1 entre deux rainures parallèles 24 sur chacune
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des deux parties du dispositif. Le dispositif 8, est ensuite enlevé et le réservoir réfrigérant 6 est placé autour de la longueur redressée du tuyau.
Pour réaliser le procédé de la présente invention, on peut utiliser un dispositif quelconque de réfrigération, mais le réservoir 6 figuré constitue une chambre d'extension pour le réfrigérant qui circule par les eanalisations 25,26, mû par un compresseur entrainé par un petit moteur à combustion interne, ces deux machines constituant une partie de l'ensemble portatif 5.
Par suite de la circulation du que corps réfrigériant,l'eau/s'éoule par la partie redressée du tuyau est glacée, suivant les phases successives illustrées sur la figure 8 ; cettefigure montre clairement comment un bouchon creux 27 de glace se forme autour d'une ouverture 28 jusqu'à ce que ce bouchon devienne plein comme représenté en 29. Par conséquent , il n'y a pas ce risque d'éclatement ou de mise sous tension du tuyau par suite de la dilatation du bouchon de glace placé à l'intérieur. Dès la formation du bouchon 29 interrompant le courant d'eau dans le tuyau, en amont du manchon 7, on enlève ce dernier et on sectionne la partie du tuyau défectueuse, comme représenté sur la figure 5. La longueur de tuyau en bon état est placée et alors la réparation est terminée.
Le réservoir réfrigérateur peut alors être retiré, et ainsi la partie glacée fond.
Si on le désire, la fonte peut être accélérée par chauffage du tuyau à l'aide de la flamme d'un brûleur ou par une autre manière.
Le manchon 7 est particulièrement utile lorsque le tuyau à réparer est en fer. Quand le tuyau est en plomb, il est facile de constituer un trou sur sa paroi, de manière à permettre l'écoulement de l'eau suivant un petit jet; ceci est souvent plus simple que d'entourer la partie endommagée par un dispositif tel que le manchon .
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La figure 9 représente un tuyau de plomb 30 présentant un défaut en 31 et devant être réparé. En premier lieu, le tuyau est soumis à une pression extérieure qui le ferme complètement en 32, ce point étant placé en amont du défaut 31; ensuite, en un joint placé encore plus en amont, un dispositif 33 constitué par une combinaison d'un élément de perçage creux et d'un robinat dcoulement, et comportant un dispositif qui vient an contact du tyyau et qui permet l'introduction de l'élément de perçage dans le tuyau, est placé autour du tuyau. Ce dispesitif comporte un support 34 dont la partie inférieure a une forme de V constituant crochet autour du tuyau, et un bras supérieur 35 qui reçoit une tige filetée 36.
La tige 37 de cette tige porte une poignée coulissante 38 grâce à laquelle on peut faire tourner la tige 36. L'extrémité inférieure de la tige 36 pénètre dans la cavité 50 réalisée dans une pièce transversale 40 montée de manière à coulisser verticalement sur le support 34. Une ouverture 51 est ménagée dans la pièce transversale 40 à l'intérieur de la cavité 50, et l'extééminté de la tige 36 comporte une
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ouverture transversale 52 qui reçoit une goupille fendue 7d lorsque cette lorsquellouverture 52 coincide avec l'ouverture 51; f goupille est,placée 53. cette goupille est placée/dans l'axe, elle est entièrement à l'intérieur de la cavité 50, mais elle dépasse un peu sur les bords de l'ouverture supérieure de cette cavité.
Il en résulte que par rotation de la tige 36 dans un sens, son extrémité inférieure porte sur le bas de la cavité et sollicite la pièce transversale 40 vers le bas ; rotation de la tige dans le sens opposé, la pièce transversale 40 monte par suite de la venue en contact de l'extrémité de la goupille fendue avec les parois coupées de la cavité 50.
La face inférieure de la piàce transversale 40 comporte une douille filetée 44 qui reçoit la tête d'un bouc
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bouchon 41. Ce bouchon 41 émerge de la douille et porte une tige en métal de section carrée. Le bouchon sert de perceur et de dispositif d'extraction du liquide; pour cela, l'extrémité de la tige a une section plus faible, et des ouvertures 42 disposées sur les parois latérales de la tige conduisent à un alésage axial 43.
Cet alésage 43 s'ouvre à la base de la douille 44, et un canal 45 va de cette douille le long de la pièce transver- sale 40 jusqu'au robinet d'écoulement possédant un clapet à pointes réglables 47.
Au fonctionnement, l'ensemble est placé autour du tuyau après élévation de la pièce transversale 40 par rotation de l'axe 36 suffisamment pour permettre à la partie en V du support 34 de venir se placer au dessous du tuyau 35; ensuite on fait tourner l'axe 36 au moyen de la poignée coulissante 38, de manière à réduire à force l'extrémité perforée et conique de la tige 42 du bouchon 41 dans la paroi et dans l'ouverture du tuyau.
Cette section solidarise tout le dispositif avec le tuyau et ainsi scelle la tige de section variable dans le tuyau.
Par réglage du robinet 47, on obtient un écoulement de faible débit constant, et ensuite on peut geler le tuyau en amont du point 48 grâce au réservoir réfrigérateur 6, comme décrit ci-dessus, relativement aux figures 1 à 8, la longueur à geler ayant été auparavant redressée, si on le désire. Une fois ue le tuyau a été gelé, on peut enlever tout le dispositif 33, et toute la longueur comprenant le trou fait par la tige du bouchon 41, la partie fermée 32 et le défaut 31 peut être sectionnée et remplacée par une longueur en bon état.