Brevet FR2043745A1 — publié le 19710219

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 maintenir magnétiquement en 5 position de fermeture l'obturateur ou couvercle à charnière d'un tel dispositif. 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 soupapes de ,ce type, l'obturateur est disposé pour se déplacer 15 par rapport au siège de soupape suivant un parcours essentielle-ment 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 base. 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"du côté du 30 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 est retenue 35 par la tête de la vis qui permet un certain mouvement de la plaque entre la tête de vis et le rebord du couvercle. Les dimensions et la disposition des parties sont telles que, quand le couvercle se ferme pour être en contact avec le siège, l'impact transmis à l'aimant est bien en dessous de la force nécessaire 40 pour lui causer un dommage quelconque, car seule la plaque rela- 69 16885 2 2043745 tivement légère et non le couvercle transmet une force à l'aimant. En même temps, cependant, le couvercle est maintenu fermement en place sur le siège parce que la plaque est tirée en contact ferme contre la tête de la vis qui est fixée dans le rebord du couvereL». 5 Un but principal de la présente invention est d'établir un couvercle d'évent rappelé en position de fermeture par un «d.B»nt 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 empêchant un dommage par choc exercé sur les éléments qui assurent un rappel magnétique pour le couvercle quand le couvercle passe à sa position de fermeture. 15 D'autres buts de l'invention apparaîtront soit de façon évidente, soit d'après l'exposé qui suit. L'invention comprend donc les caractéristiques de construction, de combinaison d'éléments et de disposition des parties dont un exemple séra donné dans la description qui suit. 20 Pour une compréhension plus complète de :\ci_ 1; 1- naturé et des buts de 1'invention, on se reportera à la description suivante détaillée, établie ën référence âu dessin annexé, dans lequel : ' la figure 1 est une vue perspective d'un exemple d'exéouttaa 25 préféré de l'invention et elle montre le couvercle én position : d'ouverture, certains éléments ayant été représentés en vue éclatée ; et la figure 2 est une vue de côté en élévation, en partie en coupe, montrant le couvercle dans sa position de fermeture. 30 L'invention est destinée à son incorporation dans des constructions de couvercles à charnière pour des équipements de 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 35 surpression dans un réservoir ou dans Une autre structure close à laquelle l'invention est associée, on comprendra immédiatement que des modifications classique^ dans le mode de montage permettraient l'utilisation de i'invention pour supprimer une dépressiaa à l'intérieur du réservoir» De façon analogue, on voit facilement 69 16885 3 2043745 que la nature de "beaucoup d'éléments classiques» représentés à titre d'exemples dans la présente description, pourrait être modifiée sans qu'on s'écarte du cadre de l'invention. Une partie de support de base annulaire 10 est conçue pour 5 être solidaire 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 montant 12 qui se termine par une face supérieure formant un siège annulaire 14. Un couvercle 16, de forme générale circulaire, 10 est monté à charnière d'une manière classique, par exemple autour d'un axe 18, pour son. mouvement entre des positions d'ouverture et de fermeture par rapport au siège 14. Une structure de membrane classique telle que celle indiquée en 20 (figure 2) peut être prévue pour assurer l'étanchéité du couvercle contre le siège en 15 empêchant ou en minimisant une fuite à travers l'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 20 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 approprié du rebord 22. L'ouverture 28 est un peu plus large que le diamètre extérieur de la vis 26 mais plus petite que la tête 25 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 rebord 22 sur une profondeur telle qu'une distance désirée de jeu ou une liberté de mouvement est assurée pour la plaque 24. 30 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 de la plaque en direction axiale mentionnée ci-dessus le long de la vis. La plaque 24 comprend deux autres trous 36 et 38 35 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 et qui se visse dans un trou du support de base. L'aimant 40, dans la forme d'exécution représentée, est de forme générale 40 circulaire et comprend des pièces polaires 44 en segments qui 69 16885 4 2043745 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 2. Les pièces polaires 44 se terminent par des faces 45 qui se trouvent toutes dans un même plan horizontales 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 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 10 en ferme contact contre la tSte 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 étant en contact d'étanchéité avec le siège 14. La pression à l'intérieur du réservoir auquel le dispositif est associé s'exerce sur 15 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 dépasse la pression atmosphérique d'un écart suffisant pour surmonter la force combinée de l'aimant 40 et du poids du couvercle 16, celui-20 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 rapidement à mesure que la distance entre ces deux éléments augmente. Gomme la force d'actionnement magnétique est une fraction appréciable de la fore® 25 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 l'aimant et la plaque abaissera suffisamment la force de rappel pour permettre un mouvement rapide du couvercle pratiquement jusqu'à sa position 30 d'ouverture complète. Quand la pression à l'intérieur du réservoir a diminué assez pour que le poids du couvercle dépasse la force ascendante exercée sur liai par le gaz qui s'échappe du réservoir, le couvercle revient à sa position de fermeture. Comme le couvercle repré-35 sente 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 être sérieusement endommagé en subissant cet impact. Cependant, comme on l'a mentionné précédemment, les éléments ont des dimen-40 sions et des positions telles que le couvercle 16 (ou la membrane 69 16885 5 2043745 20) vienne en contact avec le siège de soupape 14-, ce gui arrête le mouvement du couvercle 16,avant que tout impact soit transmis du couvercle à l'aimant. 40. Bien que la plaque 24 vienne en contact avec les pièces polaires 44 de l'aimant pendant le mou-c; vement 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 vis 26 et la face inférieure du rebord 22 assure qu'aucun impact n'est pratiquement transmis du couvercle 16 à l'aimant 40. 10 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 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 15 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, on peut régler l'aimant 40 dans toute position angulaire désirée et l'y maintenir par serrage de la vis 42. La force de traction 20 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 25 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 les pièces polaires. Ainsi, si on fixe la position angulaire de l'aimant 40 de façon que les trous 36 et 38 soient en 30 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 pièces polaires sont en alignement avec les trous 36 et 38, l'aimant exercera une force de rappel abaissée d'environ 25 % 35 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 d'être ronds, les trous pourraient être de la même forme que les pièces polaires. 69 16885 6 .2043745 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 en un point de préférence entre 5 % et 1Ç % au-dessous 5 de la saturation, La plaque 24, pour la plupart des applications, peut être formée par une opération d'estampage suivie d'un éba-vurage ou polissage. La plaque est faite évidemment en une matière ayant un haut degré de perméabilité magnétique telle que de l'acier inoxydable. 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 de quelques dizaines 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 U avec un diamètre extérieur d'environ 32 mm. Gomme le couvercle est maintenu d'un côté par la charnière et que l'aimant est 20 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 suite, un aimant exerçant une force de traction de 67 N assure la force de retenue nécessaire pour une surpression d'environ 39 millibars sur un 25 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 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 30 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. D'après la description qui précède, on peut voir que l'invention établit une construction d'évent qui peut être soumise à 35 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 l'assemblage des éléments constitutifs sera normalement aussi bas ou plus bas que pour une construction de couvercle chargé de façon classique par des poids. Comme on éli-40 mine les poids lourds et encombrants en plomb normalement attachés 16885 ? 2043745 directement au couvercle, les frais de transport, d1 emmagasinage et d'entretien sont réduits. De plus, l'efficacité du fonctionnement est améliorée car le couvercle tend à se mouvoir jusqu'à la position d'ouverture complète dès que le niveau réglé de pression est atteint. Le mode remarquable de montage des éléments selon l'invention garantit contre tous dommages à l'une quelconque des parties sous l'effet d'un impact. Gn 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 diverses modifications ou adjonctions, l'exemple décrit en référence au dessin n'ayant aucun caractère limitatif. 69 16885 8 2043745 B E V E g p; I G A. T I O H S„ 1. Event répondant à la pression, comprenant en combinaison s a) un support de base fixe destiné à être monté sur 5 un réservoir sur lequel le dit évent est utilisé \ b) un couvercle monté à charnière sur le dit support de base et mobile entre des positions d'ouverture et de fermeture par rapport à tin siège délimitant une ouverture d'évent du dit support de base ; c) un rebord du couvercle s*étendant vers 1'extérieur au-delà de sa partie qui coopère avec le,siège, en une position écartée d'une partie en regard du dit support de base, quand le dit couvercle est dans sa position de fermeture ; d) un aimant permanent fixé à l'une des parties 15 comprenant le dit rebord et la dite partie en regard du dit support de base ; e) un organe à perméabilité magnétique fixé à l'autre des deux parties en regard ci-dessus ; et f) le dit aimant et le dit organe à perméabilité 20 magnétique étant construits et disposés l'un par rapport à l'autre quand le dit couvercle est dans sa position de fermeture, de telle façon qu'une force de rappel prédéterminée s'oppose au mouvement du dit couvercle à l'écart de la dite position de fermeture. 2. Event selon la revendication 1, dans lequel le dit 25 rebord de couvercle est disposé sur le couvercle à l'opposé de sa charnière d'articulation sur le support de base. 3. Event selon la revendication 1, dans lequel l'un des organes comprenant l'aimant et l'organe à perméabilité magnétique est fixe, tandis que l'autre est monté pour un mouvement relatif 30 par rapport à la partie qui le porte au cours du mouvement du couvercle entre les dites positions d'ouverture et de fermeture. 4. Event selon la revendication 2, dans lequel le dit aimant est fixé sur le dit support de base en présentant ses pièces polaires en regard d'une face du dit rebord, tandis que 1® 35 dit organe à perméabilité magnétique est monté sur cette face du rebord pour venir en contact avec les dites pièces polaires quand le dit couvercle est dans sa position de fermeture. 5. Event selon la revendication 4, dans lequel le dit organe à perméabilité magnétigtte est monté sur la dite face du ™ rebord de façon à pouvoir se déplacer par rapport à elle. 69 16885 9 2043745 6. Event selon, la revendication 5» dans lequel le dit organe à perméabilité magnétique est monté lâchement sur un éléxent allongé qui s'étend rigidement à partir du dit rebord et qui traverse une ouverture du dit organe à perméabilité magnéti-5 que qui est plus grande que les dimensions extérieures dû dit élément allongé, celui-ci comprenant une tête élargie de telle façon que le dit organe à perméabilité magnétique se déplace le long du dit élément allongé entre la dite face de rebord et la dite tête élargie. 10 7. Event selon la revendication 6, dans lequel les éléments du dit évent sont construits et disposés de telle façon que, quand le couvercle est dans sa position de fermeture, le dit organe à perméabilité magnétique est maintenu au contact d'au moins -une partie des pièces polaires du dit aimant et en ferme contact 15 contre la dite tête de l'organe allongé en exerçant ainsi sur le dit rebord une force de maintien qui s'oppose à un mouvement du dit couvercle à l'écart de sa position de fermeture. 8. Event selon la revendication 7) dans lequel le dit aimant comprend une partie centrale évidée dans laquelle pénètre 20 la dite tête du dit organe allongé quand le dit couvercle est dans sa position de fermeture, le dit organe à perméabilité magnétique étant en contact avec le dit aimant sur des zones entéurant la dite partie centrale. 9. Event selon la revendication 8, dans lequel le dit or-25 gane à perméabilité magnétique comprend une plaque essentiellement plate en acier inoxydable.