Brevet FR2045873A1 — publié le 19710305

La présente invention se rapporte aux fermetures de récipients, et elle concerne plus particulièrement des perfectionnements apportés aux dispositifs de fixation permettant de maintenir en place les obturateurs des récipients. 5 Bien que l'on puisse appliquer les principes de l'invention à différents types de fermetures de récipients, on obtient des avantages particuliers en utilisant le dispositif de fixation décrit ici pour fixer le bouchon d'extrémité utilisé comme dispositif de fermeture dams les récipients à haute 10 pression. On se référera éventuellement au foreiret français 963 «387 et aux brevets des Etats-Usis-=d'Amérique 2o9Q5«152 et 3.398.853, qui illustrent l'utilisation de chevilles fendues travaillant au cisaillement pénétrant par vissage dans 1® paroi du récipient à pression et 1© "bouchon d© fermeture à'extrémité 1-5 à leur jonction. Lorsque l'on utilise mormaleiasat i@s récipients pour différentes opérations » ' on sovibait® qu© les fermetures d'extrémité soient amovibles pour pouvoir entretenir et remplacer l'appareillage permettant &feffectuer c©s opérations qui se trouve à l'intérieur du récipient « OegsMant,, l©s nombres 20 dispositifs de fermeture suggérés antêrie^r@œsnt nécessiteraient une longue période d'arrêt pour permettre d© retirer l'obtura*» teur. Même le type de fermeture à chevilles fendues travaillant au cisaillement relativement simple présenté dans les brevets cités plus haut exige de dévisser et de retirer un grand nombre 25 de ces chevilles. Selon le diamètre du récipient concerné, il faudrait dévisser un nombre compris entre 20 et 100 chevilles de la périphérie du récipient, ce oui implique une opération très longue et prenant du temps, et il faudrait interrompre pendant cette période l'opération en cours. 30 C'est pourquoi l'on propose, selon les principes de l'invention, un dispositif de fermeture à déblocage rapide comprenant une cheville fendue travaillant au cisaillement d'une réalisation perfectionnée« On propose, selon l'un des aspects de l'invention, un dispositif de fermeture à déblocage 35 rapide pour récipients à haute pression,, comprenant une cheville travaillant au cisaillement formé® â® deux parties, fendue suivant son axe longitudinal et péaétraat de façon amovible dans le récipient et un bouchon de fermeture » Suivant ce mode de réalisation de l'invention, on fait tourner la surface de 4-0 séparation entre les deux moitiés assemblées, transversalement 70 20119 2 2045873 par rapport à la jonction entre le récipient et le bouchon de fermetures pour dégages1 rapiÉLâaeat le "bouchon dm récipient® Ainsi5 îl suffit de" tourner chaos.© eheville>...dé 90° pour pouvoir libérer le bouekon de fermeture et le retirer du récipient. Use autre 5 configuration possible à rainure et à languette est également décrite et illustrée» Oa peut prévoir des moyens de guidage, comme irne section clàvetée dans la surface de séparation entre les moitiés de chenille « pour faciliter la rotation et l'alignement âesâites moitiés d© cheville« 10 Selon wl autre aspect de l'invention» on propos® un dispositif d©- fixation comprenant une cheville fendu© travaillant au cisaillement avec ua "bouloa d Assujettissement péaêtrant dans l$a deux moitiés te la cheviHo permettant d© placer et â'iatsoâuisô e©rr@st@ïs®at «a joint- «15étanchéité ©ntr® 1© bouchon 1-5 &© fermeture et- 1® réeipieat.- la description gui va su±rsQ en regard du dessin -annexé, donné à titre d5exemple nca limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut «tes réalisée. La -figure 1 est une vu© fragmentaire» en coupe partiel-2° le9 représentant les .cftevilles £»sdsee travaillant au cisaillement réalisées selon les principes fi© l'invention et utilisées dans 'tan dispositif de fermeture pour- récipient à haute pression. .La figure 2 est une coupe fragmentaire agrandie,, aontrsat un© cheville travaillant cisaillement en position 25 de sloeag® entre-1© récipient et le Ima&bxm d@ fermeture, et une autre ©ïaemlls que l'on a fait tourner d© 90° pour l'amener en position dû déblocage Les figures 3 et 4- sont des coupes en élévation d'un dispositif de retenu® permettant de retenir les moitiés de 30 chevilles respectives sur la paroi du récipient et sur le bouchon de fermeture» . La figure 5 est un® coupe d'une cheville travaillant au cisaillement.comportant une clavette de guidage selon un autre aspect de 1* invention.. 35 La figure 6 représente uxl autre mode de réalisation de l'invention» comprenant mie série de chevilles fendues travaillant au. cisaillement et un dispositif de blocage de joint pour sceller la bouchon de fermeture à la paroi du vaisseau. Les figures 7 et 8 représentent une autre possibilité de dispositif de blocage par boulons et d'alignement de le 70 20119 3 2045873 cheville fendue travaillant au cisaillement selon l'invention. La figure 9 représente un autre mode de réalisation de blocage par boulons et d'alignement de la cheville. La figure 10 est une coupe partielle représentant un 5 autre mode de réalisation de la cheville, permettant de retirer facilement le "bouchon de fermeture. Les figures 1. à 5 illustrent l'application de l'invention fournissant des moyens de fixation faciles à débloquer permettant de fixer un bouchon de fermeture 10 à une extrémité 10 d'un récipient 12 à haute pression. Il va de soi que l'on n'a représenté ici le dispositif de fixation perfectionné en liaison avec des fermetures pour récipients à haute pression que pour exposer un exemple de l'invention, mais que l'on peut facilement appliquer ses principes à d'autres structures où l'on désire un 15 dispositif de fixation à déblocage rapide, et que l'on en retirerait des avantages analogues considérables par rapport à l'art antérieur. Ainsi, dans le mode de réalisation représenté, à la jonction périphérique 14- entre le diamètre extérieur du bouchon de fermeture 10 et le diamètre intérieur de la paroi 20 du récipient 12, se trouvent une série de chevilles fendues 16 constituées par des moitiés séparées 18, 19 en regard définissant une surface de séparation 20. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 5, chaque cheville 16 est vissée dans le bouchon de ferme-25 ture 10 et la paroi 12 du récipient. Pour bloquer le bouchon sur le récipient, on visse la série de chevilles 16 jusqu'à ce que la surface de séparation 20 soit perpendiculaire à la jonction périphérique 14-, de façon à placer les filets en position de cisaillement pendant le fonctionnement normal du 30 récipient. La position des chevilles 16 lorsque le bouchon -d'extrémité 10 est bloqué en position est représentée sur la figure 1. Dans cette position, le bouchon 10 est maintenu en contact étanche avec le joint 22. On peut facilement supprimer ce blocage en tournant 35 simplement la tête 24 de la cheville jusqu'à ce que la surface de séparation 20 coïncide avec la jonction périphérique 14-. On peut ensuite retirer le bouchon 10 du récipient 12, l'une des moitiés de la cheville restant dans le récipient, tandis que l'autre moitié reste dans le bouchon. Ainsi par exemple, sur la figure 2, on a fait tourner la cheville 16 de façon à faire 70 20119 4 2045873 coïncider la surface de séparation 20 avec la jonction périphérique 14-. Ainsi, la moitié 18 de la cheville fendue reste dans le récipient 12, tandis que la moitié 19 le quitte avec le bouchon. Les bords opposés 25 de la surface de séparation sont, 5 de préférence, arrondis pour permettre aux moitiés 18, 19 de tourner sans à-coups dans la Jonction récipient-bouchon. Les figures 3 et 4- représentent différents dispositifs de retenue que l'on peut utiliser pour retenir les moitiés respectives de la cheville fendue dans le récipient et le bouchon pendant l'opération de retrait. Comme le montre la figure 3, une rainure annulaire 26 est formée sur la surface supérieure 28 du récipient et sur la surface supérieure 30 du bouchon. Une lèvre correspondante 32 en saillie formée sur lœ face inférieure 34- pénètre dans la rainure 26 de façon à pouvoir ^ 7 glisser lorsque la cheville 16 est en position complètement vissée. Comme le montre la figure 4-, une lèvre en saillie analogue 36 est formée à l'extrémité opposée de la cheville et une rainure analogue 38 est formée dans le récipient et le bouchon pour maintenir en position longitudinale l'extrémité opposée de 20 la cheville. Par conséquent, lorsqu'on retire le bouchon 10 du récipient, les lèvres en saillie et les rainures représentées formées à ohaque extrémité de cheville maintiennent les moitiés respectives de la cheville en position. La figure 4- représente une variante de réalisation, ^3 dans laquelle une goupille de retenue 40 traverse des trous 4-2 ménagés dans la tête 24- de la cheville sur chaque moitié pour pénétrer de façon amovible dans des cavités appropriées 4-3 formées dans le bouchon 10 et le récipient 12. Ainsi, dans ce mode de réalisation de 1' invention, après avoir fait tourner la 30 cheville 16 pour la mettre en position de déblocage, on inaère les goupilles de retênue 40 dans les moitiés de cheville respectives pour pouvoir maintenir en position ces moitiés pendant le retrait du bouchon 10. La figure 5 représente une section 44- de clavetage dans la surface de séparation 20 entre 35 les moitiés de cheville respectives. La section 44 de clavetage bloque plus sûrement les deux moitiés en position pendant la rotation de la cheville 16. On peut former une telle section clavetée par une saillie sur une moitié de cheville et une rainure correspondante sur l'autre moitié, ces saillie et 4-0 rainure étant longitudinales le long de la surface de séparation 70 20119 5 2045873 20 et ayant la forme représentée en coupe sur la figure 5* On remet le bouchon 10 sur le récipient en alignant d'abord les moitiés de cheville et les surfaces de séparation respectives suivant la jonction périphérique 14. On abaisse 5 alors le bouchon 10 en position et on aligne les chevilles fendues en position verticale comme on l'a représenté sur les figures 3 et 4, les chevilles ayant chacune tourné de 90° pour placer la surface de séparation 20 perpendiculairement à la périphérie 14, ce qui bloque le bouchon en position*» 10 La coupe de la figure 6 représente un autre mode de réalisation de 11 invention, dans lequel une série de chevilles fendues 16 travaillant au cisaillement conformes à la description précédente se trouvent autour de Isa fonction périphérique 14, comme le montre la figure 1= Bans ®e mode de réalisation de 15 la figure 6, un nombre approprié de pattes 50 sont montées sur la surface supérieure 30 du bouchon 10. Les pattes 50 eomprea-nent une portion 52 surplombant la surface supérieure 28 de la-paroi 12 du récipient. Un ensemble 54 à écrou et un boulon fileté est vissé dans la portion en surplomb 52 et dans la 20 paroi 12 du récipient, de façon à placer initialement le bouchon de fermeture contre le joint d'étanchéité 22 pour assurer un contact étanche durant le fonctionnement du récipient à haute pression. Il faut remarquer que l'on conserve une possibilité de déblocage rapide de l'invention, puisqu'un® fois que l'on a 25 retiré l'ensemble 54 boulon-écrou du récipient 12, il suffit toujours de faire tourner les chevilles de 90° pour retirer le bouchon du récipient. Pour qu'il soit faeil© d® retirer et remettre le bouchon 10, la jonction périphérique 14 est, de préférence, légèrement amincie, comme le montre la figure 6» 30 Les figures 7 et 8 représentent encore un autre mode de réalisation de l'invention, dans lequel la cheville fendue 60 comprend une première moitié 62 comportant un sommet hexagonal 64 présentant une portion 66 en surplomb qui s'étend au-dessus de la surface supérieure 28 du récipient. Une portion 55 filetée 68 part de la moitié de cheville 64. L'autre moitié 70 de la cheville comprend une portion 72 et une section filetée 74. Comme le montre la figure ?9 la moitié 70 se trouve au-dessous de la portion en surplomb 66 de l'autre moitié 62. Un boulon 76 traverse une ouverture appropriée de la portion 66 ^0 pour être vissé dans la portion de tête 72s, pour permettre 70 20119 6 2045873 l'alignement longitudinal desmoitiés 62 et 70 et de la surface supérieure 28 du récipient avec la surface supérieure 30 du "bouchon» La coup© d©' la -figura 8 représente un© section 77 à dcrabl© clavette d® la surface sLq séparation 78 „ pour assurer un 5 blocage mutuel sûr des moitiés de cheville pendant la rotation de ladite cheville » La figue© 9 illustre ma autre exemple d© 1' inventions, dans lequel est représenté© une cheville fendue 80 comportant deux moitiés 82 et 8M- présentait chacune une - portion, à fente 86= 10 Au lien d'un élément- filotét comme on l'avait représenté précédemment s la chenille 80 représentée sur la figur® 3 comprend une série de languettes 83 «a saillie le long de la portion de tige 90 de cfc&çp® moitié cheville, qui jouent le rSIe d•organes•hcr isoât&isx travaillant au cisaillement. Le récipient 12 et 1® .houc&oa 10 comprecs-sat des rainures correspondantes 92 pour recevoir les languettes en sailli® 98 lorsque les moitiés respectives de la cheville y sont insérées. Oa aligne alors les moitiés d© cheville? de façon que lai surface de séparation-94 coïncide ave© la jonction périphérique 1.4 et l'on 20 peut alors mettre 1© "bouclioa 10 se. position sur le récipient, sa partie -inférieure prenant contact avse- le joint 22 ea l'enfonçante On insère deux soins 86 comportant chac-uu, a,es faces obliques 98 dans la portion à fente 86 de chaque moitié de cheville t coime le montre la figure 9° On pousse chacun dœ coins 96 en 25 sens" opposés dans la portion â fente pour exercer une pression sur le, moitié d® chevilla 84- 5 e® qui fait descendre le "bouchon 1.0 sur le joint jusqu'à ce que la surface supérieure 28 du récipient soit alignée a\ree la surface supérieure 30 du bouchon de fermeture» 30 La figure 10 illustre l'application du principe de la cheville fendue travaillant au cisaillement de l'invention à un type de fermeture connu sous le nom de fermeture de Bridgisan, utilisant des chevilles travaillant au cisaillement. Comme le montre la figure 10, un bouchon de fermeture 100 comprend une 35 bague de retenue 102, une contre-bague 104 et un joint 106. On insère une série de chevilles de traction 108 par des ouvertures appropriées formées dans la bague de retenue 102, de façon à les visser dans le bouchon et la section taraudée 110. Uns cheville fendue 112 -travaillant au cisaillement ^ analogue à la cheville 60 de la figure 7 comprend une moitié 70 20119 7 2045873 114 comportant des filets ou d'autres éléments horizontaux travaillant au cisaillement sur la portion de tige 116 pénétrant dans le récipient 118. L'autre moitié de cheville 120 comprend une portion 122 surplombant la moitié de cheville 114, et 5 comprend en outre une demi-portion de tige 124 de forme analogue à la moitié de tige adjacente 116. Un boulon 126 est vissé dans la portion en surplomb 122etporte contre la moitié de cheville 114. Lors du fonctionnement, la moitié de cheville 114 est insérée et retenue par des moyens de retenue appropriés dans le 10 récipient 118, et l'autre moitié de cheville 120 est retenue de façon analogue dans la bague de retenue 102. On n'a représenté qu'une cheville sur la figure 10, mais il va de soi qu'une série de chevilles analogues sont réparties autour du récipient à la jonction 128 entre le récipient et la bague de retenue. On fait 15 descendre dans le récipient tout le dispositif de fermeture comprenant le bouchon 100, la bague de retenue 102 avec la moitié de cheville 120, la contre-bague 104 et le joint 106, jusqu'à ce que la bague de retenue repose sur l'épaulement 130 du récipient. S'il n'y avait pas de résistance s'opposant à 20 cette mise en place, on n'aurait pas besoin de moyens auxiliaires pour aligner les filets de la cheville. On ferait alors tourner les chevilles fendues 112 pour les amener en position de blocage, avec la surface de séparation 132 oblique par rapport à la jonction 128. 25 Après avoir fait tourner toutes les chevilles 112 jusqu'à leur position de blocage, on refoulerait le joint 106 contre la paroi intérieure du récipient 118 pour une étanchéifi-cation initiale au moyen des chevilles 108. Cela sert à éviter les fuites lors de la pressurisation du récipient. Après 30 pressurisation, toute la contrainte de pression provenant du. "bouchon 100 est transmise par le joint 106, par la contre-bague 104 et à la bague de retenue 102 qui est maintenue en placé au moyen des chevilles fendues 112 travaillant au cisaillement. Le jeu entre le bouchon 100 et la bague de retenue 102 aux chevilles 35 de traction 108 est suffisant, de sorte que le bouchon n'est jamais directement en contact avec la bague de retenue. Dans la fermeture de Bridgman normale utilisant des chevilles courantes travaillant au cisaillement, le joint 106 est si fortement serré entre le bouchon 100 et la paroi du ^ récipient que même après le retrait des chevilles travaillant 70 20119 8 2045873 au cisaillement, il faut prévoir des moyens compliqués pour soulever la bague de retenue 102 et le bouchon 100 et les faire sortir du récipient "118. Cependant, selon les principes de l'invention, on peut facilement retirer ainsi le bouchon du 5 récipient dans ces circonstances en utilisant la cheville 112 travaillant au cisaillement. iors de l'opération de retrait, on fait tourner toutes les chevilles 112, de façon que les surfaces de séparation 132 soient alignées en position de déblocage avec la jonction 128. 10 On fait tourner les écrous 133 des chevilles 108 pour relâcher la pression s'exerçant sur le joint. 106. On fait alors tourner le boulon 126 pour éloigner davantage la moitié de cheville 120 de la moitié 114 et soulever ainsi tout l'ensemble de fermeture pour libérer le joint du récipient. 15 On peut placer un cordon de composé de colmatage au sommet du récipient et à la jonction entre le récipient 118 et la bague de retenue 102, de façon à empêcher l'humidité et les débris de pénétrer dans la jonction. Un petit orifice d'évacuation 134, de 9,5 mm de diamètre, est perforé dans.la paroi du 20 récipient vers la base de la bague de retenue dans une direction légèrement descendante, comme le montre la figure 10, de façon à évacuer l'humidité éventuellement accumulée dans la jonction. On peut prévoir des dispositions de colmatage et d'orifices d'évacuations analogues avec les dispositifs de 25 fermeture précédemment décrits. Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention. 70 20119 9 2045873 HETEKDICATIOilS 1. Dispositif de fixation à déblocage rapide permettant d'assembler de façon amovible deux pièces adjacentes le long d'une jonction commune, caractérisé en ce qu'il comprend 5 une cheville travaillant au cisaillement à plusieurs sections comportant au moins deux sections longitudinales et séparables pouvant être disposées en position contigue en contact l'une avec l'autre pour définir une surface de séparation entre elles s'étendant suivant leur longueur, et pouvant être insérées dans "10 lesdites pièces de chaque côté du joint commua, ladite cheville étant rotative d'une position de blocage à une position de déblocage dans laquelle une section de cheville peut se déplacer par rapport à l'autre section pour détacher et séparer lesdites pièces. 15 2* Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cheville est rotative de la position de déblocage, dans laquelle la surface de séparation est transversale à la jonction commune pour assembler las pièces, les forces de cisaillement étant dirigées suivant la longueur desdites sec-20 tions de cheville à la jonction commune, à la position de déblocage dans laquelle la surface de séparation est sensiblement alignée avec ladite jonction. 3. Dispositif de fermeture à déblocage rapide pour relier de façon amovible un bouchon de fermeture d'extrémité 25 à un récipient le long d1une jonction commune, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs chevilles travaillant au cisaillement à plusieurs sections devant pénétrer le long de la jonction commune, comportant chacune deux demi-sections séparables pouvant être mises en contact pour définir une surface 30 de séparation entre elles, et un dispositif permettant de faire tourner les chevilles d'une position de blocage dans laquelle ledit bouchon de fermeture est maintenu sur le récipient par des forces de cisaillement agissant suivant la longueur desdites sections de cheville, à une position de déblocage dans 35 laquelle une moitié de cheville peut se déplacer par rapport à l'autre moitié le long des surfaces de séparation pour détacher et séparer ledit bouchon d'extrémité du récipient. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les chevilles sont rotatives de la position de blocage, dans laquelle les surfaces de séparation sont 70 20119 10 2045872 transversales -par- rapport* â la jonction commune, à la position: «te. SéM0esge5. dans îafaêlle les surfaces de séparation sont s@ssibl0a®H.t alignées avec ladite j©action commun® o 5 5° Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend -un dispositif de retenue pour retenir plusieurs moitiés d©. chevilles dans le bouchon d'extrémité, disposé le long d'un© faeé cl® la jonction commune, et pour retenir les autres moitiés de cheville dans le- récipient, 1& disposé le long de l'autre face d® la jonction commune. 6. Dispositif selon la-, revendication 5, caractérisé ©a ce que le dispositif ~ds retenue comprend une pièce saillante sur les sections d© ©feevill© reçue '3 ans des raiaares d'adaptation foraées sua? 1© séeîpieat poias?. maintenir les moitiés 15 respectives ainsi reçues dans le bouchon et 1© récipient pendaat le retrait du bouchon® 7» Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moitiés de cheville travaillant au cisaillement sont vissées dans le bcrachoa et 1© récipient le long de la 2° (fonction commune. 8. Dispositif salon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend une languette et une rainure coopérantes sur les moitiés de cheville, le bouchon et 1® récipient pour retenir lésdites moitiés de cheville en position et permettre 25 aux chevilles de tourner par rapport au bouchon et au récipient. 9« Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de clavetage» la surface de séparation clavetant les moitiés de cheville lors de leur rotation. 30 10» Dispositif selon.la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de réglage reliant les moitiés de cheville pour régler le déplacement longitudinal desdites moitiés le long de la surface de séparation, de façon à les aligner et à fixer ainsi de façon étanche le bouchon sur le 35 récipiento 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le moyen de réglage consiste en -un boulon fileté. 12. Dispositif selon la. revendication 10, caractérisé en ce qu@ le moyen de réglage consiste en un dispositif à ©oins 40 comprenant deux; coins dans les chevilles » 70 20119 n. 2045873 13. Récipient à pression comportant Tin "bouchon de fermeture d'extrémité et plusieurs chevilles travaillant au cisaillement pour monter le "bouchon sur le récipient le long d'une jonction commune, caractérisé en ce que les chevilles 5 travaillant au cisaillement comprennent des moitiés séparables disposées dans des positions contigues au contact l'une de l'autre pour définir une surface de séparation, qui est transversale par rapport à la jonction pour bloquer le "bouchon sur le récipient sous l'action de forces de cisaillement agissant 10 suivant la longueur de ladite cheville, et est alignée avec lai jonction pour débloquer le bouchon et permettre de le retirer du récipient en faisant glisser les moitiés de cheville le long de leur surface de séparation.