Brevet FR2141465A1 — publié le 19730126

LP présente invention a essentiellement pour objet un dispositif d'obturation d'un passage à ouverture automatique instantanée commande par une variation de température de valeur prédéterminée. Dans certains cas, et notamment pour les cuvettes de ,rétention de fluides cryogéniques à basse température il est avantageux de pouvoir mettre en communication une première cuvette avec une conduite de reprise ou avec d'autres cuvettes, en cas de submersion de ladite première cuvette ou de dépassement dans cette cuvette d'une certaine côte. Quand il n'y a pas submersion dans la cuvette ou dépassement d'une côte déterminée, il est au contraire avantageux que chaque cuvette de rétention ne communique pas avec les autres, non plus qu'avec la conduite de reprise. Par contre, en cas de dépassement d'un niveau. déterminé, il faut que l'ouverture du passage soit immédiate et totale, de façon à éviter tout débordement intempestif de la cuvette de rétention inondée, par suite, par exemple d'une avarie sur un réservoir. Un dispositif d'obturation conçu selon l'invention comprend une paroi frangible obturant ledit passage et un percurteur susceptible de venir percuter ladite paroi et de la briser, ledit percuteur comprenant un dispositif élastique d'armement à ressort, lame élastique ou analogue, maintenu bandé au moyen du verrou d'un déclencheur comportant des moyens thermosensibles tels que lames ou analogues commandant l'effacement du verrou et la libération du percuteur lorsque lesdits moyens thermosensibles sont soumis à l'action de la variation de température prédéterminée précitée. Avantageusement, la paroi frangible est précontrainte, par exemple constituée en verre trempé ou analogue, de sorte que sous l'effet du choc du percuteur elle explose en fins morceaux. Dans la plupart des cas le dispositif équipera l'extrémtt d'une conduite, ce qui facilitera la mise en place du dispositif dans une installation. L'invention apparaîtra plus clairement à l'aide de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnant uniquement à titre d'illustration un mode de mise en oeuvre. Dans ces dessins: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale de l'extrémité d'une conduite pourvue d'un dispositif d'obturation conçu selon l'invention - la figure 2 est une vue en coupe transversale faite sensiblement selon le plan II-II de la figure 1 - la figure 7 est une vue à plus grande échelle du déclen cheur utilisé dans le dispositif des figures 1 et 2 - la figure 4 est une vue en coupe transversale selon le plan IV-IV de la figure 7 - la figure 5 est une schéma montrant à plus petite échelle une installation pourvue de dispositifs du type décrit dans les figures précédentes;; - la figure 6 est une vue à plus grande échelle montrant selon la flèche VI de la figure 5 la position relative du déclencheur par rapport au sol - la figure 7 est une vue à plus grande échelle montrant une partie de l'extrémité d'une conduite pourvue d'un dispositif d'obturation conçu selon une variante de l'invention. Selon le mode de réalisation illustré aux dessins et en se reportant tout d'abord aux figures 1 à 4, l'extrémité d'une conduite 10 est équipée d'un dispositif d'obturation 11 comprenant essentiellement une paroi frangible 12, par exemple en verre trempé ou en plastique précontraint qui est serrée de façon étanche sur un joint 15 qui vient porter sur le flasque 14 soudé à l'extrémité de la conduite 10, a paroi 12 est maintenue en appui sur le joint 15 au moyen d'un rebord annulaire 15 formé sur une bague 16 serrée par des vis 17 et des écrous 18 sur le flasque 14. Le dispositif d'obturation 11 comprend en outre un percuteur 19 dont la pointe 20 est portée vers l'extrémité d'une lame élastique 21 à ressort ou analogue, maintenue bandée par le verrou 22 d'un déclencheur 25. Lorsque le verrou 22 s'efface, le percureur 20 vient frapper la paroi frangible 12 qui, sous le choc explose en fins débris, compte-tenu de sa précontrainte et de sa constitution propre. La lame du percuteur 21 est montée dans une encoche 24 du flasque 14 au moyen d'une vis 25. Dans les figures 7 et 4, on aperçoit plus clairement la constitution du déclencheur 25. Celui-ci comprend essentiellement un empilement de plaquettes bimétalliques empilés par couples de plaquettes 27, 28 avec leurs concavités en regard, montées guidées dans un manchon 29 formant corps du déclencheur. lies plaquettes comportent un trou central pour leur enfilement sur la tige 50 du verrou 22. lie manchon 29 se présente comme un tube fermé à une extrémité 51 et comportant un bouchon d'obturation 32 qui se monte par exemple par vissage à l'extrémité ouverte du tube. Les couples de plaquettes 27, 28 sont emplilés sur le fond 51 du manchon en étant enfilés sur la tige 30. Elles sont guidées en position par deux tiges fixes 73, 34 parallèles à 1,axe du manchon 29 (figure 4).A l'extrémité de l'empilage des plaquettes 27, 28 on place une pièce 35 qui coiffe le tout et dans laquelle est vissée l'extrémité filetée de la tige 30. En outre, un ressort hélicoidal 57 prend appui sur un siège ménagé dans la plaque 35 et contre le bouchon 52 de façon à repousser la tige 30 et le verrou 22 dans le sens de la flèche F de façon à maintenir en position verrouillée la lame élastique 21 bandée comme illustré aux dessins. En outre, le manchon 29 présente formant prolongement du fond 31, une partie 38 creuse dans laquelle peut coulisser le verrou 22 et qui présente une portée extérieure filetée 59 permettant le montage par vissage du déclencheur dans un écrou 40 rapporté soudé sur la paroi de la conduite 10. Deux pans coupés 41 permettent le vissage au moyen d'une clef du manchon 29 sur la conduite. te dispositif fonctionne de la façon suivante. Lorsque le déclencheur 23 est soumis à l'action d'une basse température, les plaquettes bimétalliques 27, 28 se déforment, leur courbure augmente et la plaque 35 est repoussée, à l'encontre de l'action du ressort 37. La tige 30 solidaire du verrou 22 se rétracte dans le sens inverse de la flèche F, de sorte que le verrou 22 est effacé. La lame 21 est libérée et le percuteur 20 vient frapper la paroi frangible 12, laquelle vole en éclats. Dans la figure 5, on a illustré l'utilisation de dispositifs d'obturation du type décrit aux figures précédentes dans une installct tion comprenant un stockage de gaz naturel liquéfié (GNL). Dans ce dessin on a supposé qu'un réservoir de GNL 42 était placé dans une cuvette de rétention 43. L'aire de stockage est bordée/par un mur d'enceinte 44 dans laquelle sont ménagées quatre cuvettes de rétention 43, 45, 46 et 47 séparées par des murets 48, 49, 50. Chaque enceinte communique avec la voisine au moyen d'une canalisation 51 à 54 qui sont chacune fermées par un dispositif d'obturation 55 à 58 du type décrit aux figures précédentes. En outre, dans l'enceinte 43 aboutit dans un puisard 59 une canalisation de reprise 60 dont l'extrémité est obturée par un dispositif d'obturation 61 du type décrit aux figures précédentes. En outre, dans la figure 6 on aperçoit la disposition relative du déclencheur 62 par rapport au sol 65. Une telle installation peut être conçue de façon à fonctionner de la manière suivante. En cas de fuites où de débordements importants dans la cuvette de rétention 43, le puisard 59 est d'abord inondé. Le dispositif d'obturation 61 fonctionne de sorte que la canalisation 60 de reprise est envahie par le GEL qui est pompé par le dispositif de reprise. Avantageusement, la canalisation 60 peut être mise, avant rupture dé la paroi frangible, sous une pression d'un gaz neutre, par exemple d'azote, qui au moment du choc du percuteur facilitera l'explosion vers l'extérieur de la paroi en chassant les débris, de sorte que l'extrémité de la canalisation 60 sera immédiatement et entièrement dégagée. En cas de sinistre important sur le réservoir 42, si la canalisation 60 n'arrive pas à débiter suffisamment, la cuvette de rétention 45 s'emplit peu à peu. Si l'on a pris soin de prévoir le muret 48 moins haut que le muret 50, c'est la caveti de rétention 45 qui recevra la première le trop plein de la cuvette 43. A ce moment, le GNL envahissant la cuvette 45 fera fonctionner le dispositif d'obturation 55 qui établira la communication par la canalisation 51 entre les deux cuvettes 43 et 45. Il pourra en être ainsi de proche en proche, par exemple la cuvette 46 se remplissant ensuite si les deux cuvettes 43 et 45 sont insuffisantes, la cuvette 47 se remplissant la dernière. Selon la variante de réalisation illustrée à la figure 7 on a utilisé une paroi frangible en verre trempé 12', et de façon à obtenir un éclatement ur et franc de la paroi 12' lorsqu'elle est frappée par le percuteur 20, on donne à la paroi 12' un certain bombé, c'est-à-dire une certaine contrainte, comme il apparaît plus clairement au dessin . Ce bombé est obtenu par serrage convenable de la brigue 16 sur le flasque 14 au moyen des boulons 17 et des écrous 18 entre les appuis annulaires du joint 15 et du rebord 15.De façon à éviter une contrainte trop importante de la plaque de verre 12', ce qui la rendrait trop fragile, sous l'effet de l'action des boulons de serrage 17, on interpose entre la bague 16 et le flasque 14 des moyens élastiques déformables tels que des ressorts 70, rondelles du typeBeilevil, entretoises déformables ou analogues. Ainsi lors du serrage des boulons 17 on obtient un rapprochement déterminé a e de la bague 16 sur le flasque 14 (e = e0 -el) entraînant une précontrainte et un bombé de valeur déterminée pour la plaque 12'. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, il sera avantageux, pour éviter tout risque de défaut de déclenchement d'un des percuteurs, d'en monter deux, par exemple symétriquement par rapport au plan zLZ (figure 2) de façon à obtenir dans tous les cas l'ouverture certaine du dispositif d'obturation. L'invention comprend donc tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont réalisées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'obturation d'un passage à ouverture automatique instantanée commandée par une variation de température de valeur prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comprend une paroi frangible obturant ledit passage et un percuteur susceptible de venir percuter ladite paroi et de la briser, ledit percuteur comprenant un dispositif élastique d'armement à ressort, lame élastique ou analogue, maintenu bandé au moyen du verrou d'un déclencheur comportant des moyens thermosensibles tels que bilames ou analogues commandant l'effacement du verrou et la libération du percuteur lorsque lesdits moyens thermosensibles sont soumis à l'action de la variation de température prédéterminée précitée. 2.- Dispositif d'obturation selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite paroi frangible est précontrainte, par exemple constituée en verre trempé ou analogue, de sorte que sous l'effet du choc du percuteur elle explose en fins morceaux. 7.- Dispositif d'obturation selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit dispositif équipe l'extrémité d'une conduite. 4.- Dispositif d'obturation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le déclencheur comprend un empilement de plaquettes bimétalliques qui sollicitent l'extrémité de la tige du verrou du déclencheur à l'encontre de la force d'un ressort, une variation de température détectée par lesdites plaquettes provoquant un mouvement de coulissement de ladite tige de verrou. 5.- Dispositif d'obturation selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites plaquettes comportent un trou central pour leur enfilement sur ladite tige de verrou, elles sont empilées par couples de plaquettes avec leurs concavités en regard, et elles sont montées guidées dans un manchon formant corps du déclencheur. 6.- Installation pourvue d'un dispositif d'obturation du type décrit dans l'une quelconque des revendications précédentes, caractériséeen ce qu'étant destinée à des systèmes de sécurité pour cuvettes de rétention ou analogue, de gaz naturel liquéfié ou autre fluide cryogénique, ledit déclencheur est placé dans ladite installation de façon à être mis en contact avec le fluide cryogénique lorsque ledit fluide atteint un niveau ou un endroit à partir duquel les consignes de sécurité ou d'exploitation requièrent l'ouverture du dispositif d'obturation. 7.- Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que le dispositif d'obturation équipe l'extrémité d'une conduite de reprise ou d'une canalisation de mise en communication de deux compartiments. 8.- Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce que le dispositif d'obturation équipe l'extrémité d'une conduite qui est placée avant destruction de la paroi frangible, sous une pression donnée d'un gaz avantageusement neutre, tel que l'azote par exemple. 9. - Installation selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la paroi frangible étant mise sous contrainte , elle est enserrée entre un flasque et une bague qui sont rapprochés par des écrous et dont le serrage l'un contre l'autre est limité par des ressorts, rondelles élastiques, entretoises ou analogues.