Brevet FR2009186A1 — publié le 19700130

la présente invention se rapporte aux équipements de ventilation tels que prises d'air ou évents de secours pour réservoirs d'emmagasinage et installations analogues et plus particulièrement: à un moyen nouveau pour régler la force magnétique tendant à 5 maintenir le couvercle d'un tel dispositif en position de fermeture . Dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 625 758 déposée le 24- mars 1967 et cédée à la demanderesse, on a décrit un dispositif de soupape dans lequel on utilise la force 10 d'un aimant permanent pour maintenir l'obturateur de soupape dans sa position de fermeture jusqu'à ce que la différence entre les pressions de part et d'autre de l'obturateur soit suffisante pour surmonter la force magnétique. Comme il est habituel dans, les noupapes de ce type, l'obturateur est disposé pour se déplacer 15 par rapport au siège de soupape suivant un parcours essentiellement rectiligne, par opposition au parcours arqué d'un couvercle d'évent à charnière comme dans la présente invention» Tout en conservant les avantages associés à 1 * actionnement magnétique exposé dans la demande de brevet - rappelée ci-dessus, la présente 20 invention propose une structure qui permet un actionnement magnétique pour un couvercle à charnière sur une ouverture de réservoir d'une manière qui permet d'obtenir une meilleure performance. Dans l'exemple d'exécution de l'invention représenté, le couvercle est muni, sur une partie de son pourtour, d'un rebord 25 qui s'étend vers l'extérieur en dehors du siège de soupape. Le rebord est de préférence diamétralement opposé à la charnière du couvercle sur le support de baseo Dans la forme d'exécution représentée, l'aimant permanent est attaché en position fixe au support de base, ses pièces polaires faisant face vers le haut 30 du côté du rebord du couvercle. Une plaque en matière à perméabilité magnétique est montée de façon lâche sur le couvercle» Le montage lâche peut s'effectuer par exemple au moyen d'une vis fixée au rebord et traversant un trou de plus grande dimension dans la plaque en matière à perméabilité magnétique. La plaque 35 est retenue par laifete de la vis et par une goupille passant à travers un autre trou de la plaque, ce qui permet un certain mouvement de la plaque entre la tête de vis et le rebord tout en retenant la plaque contre un mouvement de rotation. L'aimant est retenu par une vis autour de laquelle on peut le faire tourner 40 après desserrage de la vis» Une ou plusieurs ouvertures de 16662 2 2009186 dimension, de forme et de position prédéterminées sont ménagées dans la plaque et peuvent être juxtaposées à des degrés divers aux surfaces en regard des pièces polaires de l'aimant selon la position angulaire de l'aimant. 5 Un but principal de la présente invention est d'établir un couvercle d'évent rappelé en position de fermeture par un aimant . permanent d'une manière assurant des caractéristiques de fonctionnement supérieures à un prix relativement bas. Un autre but de l'invention est d'établir une construction 10 de couvercle pour un mouvement à charnière entre des positions d'ouverture et de fermeture par rapport à un support de base avec un moyen permettant un réglage rapide et simple de la pression prévue à laquelle s'ouvre le couvercle. D'autres buts de l'invention apparaîtront soit de façon 15 évidente, soit d'après l'exposé qui suit. L'invention comprend donc les caractéristiques de construction, de combinaison d'éléments et de disposition despartieioàont un exemple sera donné dans la description qui suit. Pour une compréhension plus complète de la nature et des 20 buts de l'invention, on se reportera à la description suivante détaillée, établie en référence au dessin annexé, dans lequel : la figure 1 est une vue perspective d'un exemple d'exécution préféré de l'invention et elle montre le couvercle en position d'ouverture, certains éléments ayant été représentés en vue 25 éclatée ; et la figure 2 est une vue de côté en élévation, en partie en coupe, montrant le couvercle dans sa position de fermeture. L'invention est destinée à son incorporation dans des constructions de couvercles à charnière pour des équipements de 30 réservoirs tels que des prises d'air ou évents de secours et des équipements analogues. Bien que l'exemple d'exécution représenté .montre l'invention dans une application pour l'échappement d'une surpression dans un réservoir ou dans une autre structure close à laquelle l'invention est associée, on comprendra immédiatement 35 que des modifications classiques dans le mode de montage permet-• traient l'utilisation de l'invention pour supprimer une dépression à l'intérieur du réservoir. De façon analogue, on voit facilement que la nature de beaucoup d'éléments classiques, représentés à' titre d'exemples dans la présente '.description, pourrait 40 être modifiée sans qu'on s'écarte du cadre de l'invention. 16662 3 2009186 Une partie de support de base annulaire 10 est conçue pour être solidsâre d'une structure de réservoir ou d'une enceinte analogue, en correspondance avec une ouverture appropriée ménagée dans ce réservoir» Le support de base 10 comprend un rebord 5 montant 12 qui se termine par une face supérieure formant un siège annulaire 14. Un couvercle 16, de forme générale circulaire, est monté à charnière d'une manière classique, par exemple autour d'un axe 18, pour sen mouvement entre des positions d'ouverture et de fermeture par rapport au siège 14. Une structure de membrane 10 classique telle que celle indiquée en 20 (figure 2) peut être "..prévue pour assurer l'étanchéité du couvercle contre le siège en empêchant ou en .minimisant une fuite à travers 1'ouverture quand le couvercle est dans sa position de fermeture. Le couvercle 16 comprend un rebord 22 qui s'étend vers l'extérieur à partir du bord de ce couvercle 16 opposé à sa liaison au support de base 10 par l'axe de charnière 18. Une plaque 24 est fixée de façon lâche à la face du rebord 22 orientée vers le support 10 au moyen d'une vis 26 qui traverse une ouverture centrale 28 de la plaque 24 en pénétrant dans un trou fileté 20 approprié du rebord 22. L'ouverture 28 est tua peu plus large que le diamètre extérieur de la vis 26 mais plus petite que la tête 30 de la vis, de sorte que la plaque 24 est retenue lâchement entre le rebord 22 et la tête 30 de la vis 26. Comme on le voit en particulier sur la figure 2, la vis 26 est vissée dans le 25 rebord 22 sur une profondeur telle qu'une distance désirée de jeu ou une liberté de mouvement est assurée pour la plaque 24. Une goupille 32 fixée au rebord 22 s'étend librement à travers un trou 34- de la plaque 24. Ainsi, la goupille 32 empêche la rotation de la plaque 24 autour de la vis 26, mais elle permet la course 30 de la plaque en direction axiale mentionnée ci-dessus le long de la vis» La plaque 24 comprend deux autres trous 36 et 38 pour un rôle qu'on expliquera dans la suite de l'exposé. Un aimant permanent 40 est fixé au support de base 10 au moyen d'une vis 42 qui passe à travers un trou central de l'aimant 35 et qui se visse dans un trou du support de base» L'aimant 40, dans la forme d'exécution représentée, est de forme générale circulaire et comprend des pièces polaires 44.en.segments qui font face vers le haut du côté du rebord 22 et en regard de la plaque 24 quand l'aimant est fixé comme on l'a représenté sur la figure 40 2. Les pièces polaires 44 se terminent par des faces 45 qui se 69 16662 4 2009186 trouvent toutes dans un même plan horizontal. Les dimensions et la disposition des éléments mentionnés ci-dessus sont telles que, quand le couvercle 16 est dans sa position de fermeture, comme on le voit sur la figure 2, la face 5 plane inférieure de la plaque 24 est en contact avec les faces 45 des pièces polaires de l'aimant 40 et que la plaque est maintenue en ferme contact contre la tête 30 de la vis 26. Ainsi, la force d'actionnement de l'aimant 40 tend à maintenir solidement le couvercle 16 dans sa position de fermeture, la membrane 20 10 étant en contact d'étanchéité avec le siège 14. La pression à l'intérieur du réservoir auquel le dispositif est associé s'exerce sur la face inférieure du couvercle 16 à l'intérieur du siège 14 en opposition à la pression atmosphérique exercée sur la face supérieure du couvercle. Quand la pression dans le réservoir 15 dépasse la pression atmosphérique d'un écart suffisant pour surmonter la force combinée de l'aimant 40 et du poids du couvercle 16, celui-ci se soulève de son siège 14 en rompant la liaison magnétique entre l'aimant 40 et la plaque 24. La force de l'attraction magnétique entre l'aimant et la plaque diminue rapide-20 ment à mesure que la distance entre ces deux éléments augmente. Comme la force d'actionnement magnétique est une fraction appréciable de la force totale tendant à maintenir le couvercle 16 dans sa position de fermeture, le léger soulèvement du couvercle nécessaire pour rompre pratiquement la liaison magnétique entre 25 l'aimant et la plaque abaissera suffisamment la force de rappel pour permettre un mouvement rapide du couvercle pratiquement jusqu'à sa position d'ouverture complète. Quand la pression à l'intérieur du réservoir a diminué assez pour que le poids du couvercle dépasse la force ascendante 30 exercée sur lui par le gaz qui s'échappe du réservoir, le couvercle revient à sa position de fermeture. Comme le couvercle représente une masse appréciable qui peut se déplacer autour de l'axe de charnière 18 à une vitesse relativement grande quand ce couvercle atteint sa position de fermeture, l'aimant 40 pourrait 35 être sérieusement endommagé en subissant cet impact. Cependant, comme on l'a mentionné précédemment, les éléments ont des dimensions et des positions telles que le couvercle 16 (ou la membrane 20) vienne en contact avec le siège de soupape 14, ce qui arrête le mouvement du couvercle 16, avant que tout impact soit transmis 40 du couvercle à l'aimant 40. Bien que la plaque 24 vienne en 69 16662 5 2009186 20 contact avec les pièces polaires 44 de l'aimant pendant le mouvement du couvercle 16, la masse de la plaque 24 est assez faible pour qu'il n'en résulte aucun dommage pour l'aimant. L'espace ménagé pour le mouvement de la plaque 24 entre la tête 30 de la 5 vis 26 et la face inférieure du rebord 22 assure qu'aucun impact n'est pratiquement transmis du couvercle 16 à l'aimant 40. On a prévu un moyen pour régler rapidement et facilement la force exercée par l'aimant sur le couvercle 16. Les trous 36 et 38 de la plaque 24 sont placés par rapport aux pièces polaires en 10 segments 44 de l'aimant 40 de telle façon que les positions angulaires relatives de la plaque 24 et de l'aimant 40 déterminent le degré d'alignement entre ces trous et les faces 45 de deux des pièces polaires. Dans la forme d'exécution représentée, la goupille 32 empêche un mouvement de rotation de la plaque 24. Cependant, 15 on peut régler l'aimant 40 dans toute position angulaire désirée et l'y maintenir pair serrage de la vis 42. La force de traction totale exercée par l'aimant 40 est fonction du degré d'aimantation de l'aimant et de la surface de contact des faces 45 et de la plaque 24. L'aimant est établi pour avoir une surface totale prédéterminée sur les faces des pièces polaires 44. C'est la surface maximale par laquelle les faces de l'aimant et la plaque 24 peuvent être en contact mutuel, si on suppose que les trous 36 et 38 ne sont pas d'un diamètre plus grand que les intervalles entre 25 les pièces polaires. Ainsi, si on fixe la position angulaire de l'aimant 40 de façon que les trous 36 et 38 soient en regard de deux des espaces entre les faces 45, l'aimant 40 exercera une force de rappel maximale sur le couvercle 16. Si on fait tourner l'aimant jusqu'à une position pour laquelle les faces de deux 30 pièces polaires sont en alignement avec les trous 36 et 38, l'aimant exercera une force de rappel abaissée d'environ 25% au-dessous du maximum. Les pièces polaires, ainsi que les trous dans la plaque magnétique, peuvent être prévus en tout nombre désiré et suivant toute configuration désirée. Par exemple, au lieu 35 d'être ronds, les trous pourraient être de la même forme que les pièces polaires. La matière de l'aimant est formée initialement à la configuration désirée et est ensuite pleinement aimantée ou saturée de la façon classique. L'aimant est ensuite désaimanté ou stabilisé 40 en un point de préférence entre 5 % et 15 % au-dessous de la 16662 6 2009186 saturation. La plaque 24, pour la plupart des applications, peut être formée par une opération d'estampage suivie d'un ébavurage ou polissage. La plaque est faite évidemment en une matière ayant un haut degré de perméabilité magnétique telle que de l'acier inoxy-5 dable. Pour des applications normales à des réservoirs d'emmagasinage de pétrole, des évents de secours du type qu'on vient de décrire sont typiquement chargés pour s'ouvrir sous une pression dans le réservoir allant par exemple de quelques dizaines de 10 millibars jusqu'à une ou plusieurs centaines de millibars au-dessus de la pression atmosphérique. Un aimant permanent du type représenté ayant six faces polaires toutes de même forme et de mêmes dimensions identiques à celles des intervalles, peut aisément être fabriqué pour exercer sur le couvercle une force de traction de 67 H avec un diamètre extérieur d'environ 32 mm. Comme le couvercle est maintenu d'un côté par la charnière et que l'aimant est placé diamétralement à l'opposé de la charnière, la pression nécessaire pour soulever le couvercle doit exercer une force double de la force de traction exercée par l'aimant. Par 20 suite, un aimant exerçant une force de traction de 6y « assure la force de retenue nécessaire pour une surpression d'environ 39 millibars sur un évent de secours de 203 mm. Cette surpression peut être abaissée de façon continue jusqu'à environ 29 millibars car le moyen de réglage de force représenté donne la possibilité 25 de régler la force de traction exercée sur le couvercle à une valeur quelconque entre environ 50 et 67 N. On peut utiliser évidemment des aimants plus grands et plus fortement aimantés pour des couvercles plus grands ou pour des couvercles pour lesquels on désire une action s'opposant à une plus grande surpression. 30 D'après la description qui précède, on peut voir que l'in vention établit une construction d'évent qui peut être soumise à une force d'actionnement ou de rappel en position de fermeture d'une manière extrêmement simple et peu coûteuse. Le coût de la fabrication et de 1' assemblage des éléments constitutifs sera 35 normalement aussi bas ou plus bas que pour une construction de couvercle chargé de façon classique par des poids. Comme on élimine les poids lourds et encombrants en plomb normalement attachés directement au couvercle, les frais de transport, d'emmagasinage et d'entretien sont réduits. De plus, l'efficacité du fonctionne-^ ment est améliorée car le couvercle tend à se mouvoir jusqu'à la 69 16662 7 2009186 position d'ouverture complète dès que le niveau réglé de pression est atteint. Le mode remarquable de montage des éléments selon l'invention permet un réglage simple et rapide, à l'intérieur d'un intervalle déterminé, de la force de traction exercée sur 5 le couvercle et par stiite de la pression à laquelle le couvercle doit s'ouvrir. On voit ainsi que les buts recherchés, qui ont été exposés ci-dessus, sont effectivement atteints. On comprendra que, sans s'écarter du cadre de la présente invention, on pourra prévoir 10 diverses modifications ou adjonctions, l'exemple décrit en référence au dessin n'ayant aucun caractère limitatif. 69 16662 8 2009186 BEYENDIGAf IONS. 1. Event pour réservoir ayant un couvercle monté à charnière pour se déplacer entre des positions d'ouverture et de fermeture par rapport à une ouverture limitée par un siège formé dans un 5 support de "base fixe, le dit évent comprenant en combinaison : a) un rebord du couvercle s*étendant vers l'extérieur à l'opposé du montage à charnière de ce couvercle ; b) un aimant permanent ayant au moins une pièce polaire avec une face d'aire prédéterminée ; 10 c) un premier moyen pour monter le dit aimant sur l'un des éléments comprenant le dit rebord et une partie en regard du dit support de base au-dessus de laquelle s'étend le dit rebord quand le dit couvercle est dans sa position de fermeture ; d) le dit premier moyen étant construit et disposé 15 pour maintenir le dit organe à aimant de façon que sa. face soit en regard du second des éléments comprenant le dit rebord et la dite partie en regard du dit support de base, ce second élément étant celui qui ne porte pas l'aimant ; e) un organe à perméabilité magnétique ayant au moins 20 u*ie ouverture d'aire prédéterminée à travers cet organe ; f) un deuxième moyen pour monter le dit organe à perméabilité magnétique sur le second des dits éléments comprenant le dit rebord et la partie de base en regard, de façon qu'il soit en regard de la dite face d'aimant pour venir en contact avec elle 25 quand le dit couvercle est dans sa position de fermeture ; et g) un troisième moyen pour fixer de façon réglable les positions relatives du dit aimant et du dit organe à perméabilité magnétique afin de faire varier sélectivement l'aire de la dite ouverture qui est juxtaposée à la dite face d'aimant quand le dit 30 couvercle est dans sa position de fermeture, en faisant ainsi varier la force de retenue exercée par le dit aimant sur le dit organe à perméabilité magnétique et la force de rappel tendant à maintenir le dit couvercle dans sa position de fermeture. 2. Event selon la revendication 1, dans lequel la position 35 angulaire de l'un des organes comprenant l'aimant et l'organe à perméabilité magnétique est fixée de façon permanente, tandis que le dit troisième moyen comprend un moyen pour faire varier sélectivement la position angulaire de l'autre organe par rapport au premier. 69 16662 9 2009186 3. Event selon la revendication 2, dans lequel le dit aimart; est monté sur la dite partie de "base en regard du rebord, tandis que le dit organe à perméabilité magnétique est monté sur le dit rebord. 5 4. Event selon la revendication 2, dans lequel le dit aimant; comprend plusieurs pièces polaires écartées se terminant chacune par une extrémité formant une partie de la dite face d'aimant et se trouvant dans un plan horizontal, tandis que la surface du dit organe à perméabilité magnétique qui vient en contact avec cette 10 face d'aimant comprend une surface pratiquement plane. 5. Event selon la revendication 4, dans lequel les dites pièces polaires écartées sont disposées selon une configuration générale circulaire. 6. Event selon la revendication 5» dans lequel le dit 15 premier moyen comprend une vis qui peut être desserrée pour permettre le réglage de la position angulaire du dit aimant et serrée pour retenir le dit aimant dans une position désirée.