Brevet FR2332198A1 — publié le 19770617

La présente invention concerne une trémie sous pression perfectionnée pour la manutention de fluide sous pression. Cette trémie est particulièrement appropriée pour être utilisée avec des fluides de viscosité élevée qui sont maintenues sous une pression supérieure à la pression atmosphérique. On a proposé ou utilisé un grand nombre de réservoirs couverts et de cuves fermées pour la manutention de liquidesvisqueux ou de sirops pour differents buts. Parmi les divers types de dispositifs de fermeture des couvercles, les deux moyens les plus commun sont probablement les mors pivotants distincts portant sur des blocs d'appui du couvercle et les couvercles que l'on fait tourner pour amener en contact des saillies interrompues avec des fentes correspondantes dans le corps du récipient, comme c'est le cas des cocottes minute. De tels appareils laissent beaucoup à désirer du point de vue de la sécurité et de la commodité, particulièrement, lorsqu'il est nécessaire de retirer et de replacer le.couvercle. Par exemple, les dispositifs de fermeture mentionnés ci-dessus, fonctionnent sur le mode d'un contact avec friction et peuvent êtr.eoaffectes Sérieuse- ment par les dépôts de fluide résineux projete, qui a durci ou vulcanisé par exposition à l'air ou à la chaleur. Il en résulte que le récipient semble apparemment fermé de façon appropriée, mais ne l'est pas réellement.De même, lad11àtation thermique et la traction peuvent faire varier le contact de friction de façon importante, de sorte que les mors etc.., se trouvent dangereusement relachés ou serrés à un point tel que l'on ne puisse plus les manipuler à la main. Un autre inconvénient réside da.nrle =ait que la rotation du couvercle tout entier, nécessaire pour engager ses saillies dans une encoche, limite la taille ou là largeur-du couvercle qu'un opérateur particulier est suffisamment fort pour ma-n-ipuler.~L'uti- lisation d'un marteau ou d'autres moyens d'application de force à un tel couvercle n'assure pas non plus un joint étanche. Il est extrêmement souhaitable d'utiliser des couvercles d'un type tel qu'unie inspection visuelle rapide permette à l'opérateur de déterminer avec certitude si le couvercle est fermé de façon sûre ou simplement repose sur le dessus de l'ouverture du récipient. Cet aspect est absclument étranger aux dispositifs de fermeture mentionnés ci-dessus car on doit essayer chaque mors pivotant séparément ou essayer de faire tourner le couvercle tout entier dans le cas d'un dispositif à engagement dans une encoche. I1 résulte également de l'usure des surfaces de contact par friction, que la position du couvercle tournant varie et il en est de même pour les mors pivotants. En outre, on devra souvent serrer les mors en plusieurs étapes, ce qui est une perte de temps de même le chauffage et le refroidissement de l'appareil, aggrave le soucis d'obtenir un bon joint, et nécessite généralement de répéter l'opération de contrôle de l'étanchéité du mors etc.. On élimine ou au moins diminue grandement les difficultés et inconvénients mentionnés ci-dessus, en utilisant l'appareil de la présente invention. La nouvelle trémie sous pression peut servir à la manutention de fluides de tres grande viscosité comprenant non seulement des liquides, mais également tous gels et autres matériaux semi-solides que l'on peut pomper ou forcer à travers des conduits sous une pression appropriée.Cette nouvelle trémie sous pression est particulièrement appropriée pour la manutention des compositions de polysiloxane du type décrit dans le brevet des Etats Unis n" 3.077.465 en particulier lorsque ces compositions de polysiloxane sont à l'état vulcanisable à la temperature ambiante (RTV) le catalyseur et tous les autres ingrédients ayant été incorporés au polysiloxane. Un tel matériau peut avoir une viscosité comprise entre 12.000 et 1.000.000 de centipoises à 300C. On connait de nombreux dispositifs de réglage de niveau de liquide, mais ils présentent généralement un faible degré d'efficacité et de fiabilité et son souvent plutôt compliqués ou ont une application limitée et ne sont pas appropries pour être utilisés avec des matériaux extrêmement visqueux. L'appareil décrit dans la presente invention est une cuve sous pression pourvue de plusieurs dispositifs nouveaux et perfec tionnés, parmi lesquels des dispositifs de fermeture d'un certain type permettant une fermeture rapide et une ouverture rapide d'un couvercle relativement grand, et également un dispositif simple et perfectionné pour détecter le niveau de fluide. La présente invention concerne une trémie sous pression pour la manutention d'un liquide extrèmement visqueux qui se compose d'un corps creux pour contenir le fluide, d'un couvercle amovible de configuration adaptée pour s'emboîter de façon étroite avec le rebord d'une ouverture dans la partie supérieure du corps et d'un ensemble de deux mors de serrage à levier mobile facilement desserrable disposé à la périphérie du couvercle et du rebord pour fermer rapidement et fortement le couvercle sur le rebord en faisant passer le levier mobile de chaque bord au-delà du point neutre dans leur position de fermeture. D'autres aspects de l'invention concernent une ou plusieurs réalisations recommandées, telles que la fixation des mcrs de serrage à une bride , de préférence la bride du couvercle, la posi tion des poignées d'actionnement des mors de serrage et en particulier llincorporation d'un dispositif de détecon capacitif simple et efficace pour régler le nIveau de fluide dans la trémie dont une réalisation recommandée utilise une plaque pate unique suspendue horizontalement à une courte distance au-dessus C-e la sur àce du fluide dans la trémie. La suite de la description se réfère à la figure unique annexée qui représente une vue en élévation partiellement en coupe selon un plan vertical central d'une réalisatIon de llappareil de l'invention. Sur la figure, on a représenté une réalisation dlun dispositif particulièrement approprié pour la manutention d'une composition d'organopolysiloxane de viscosité élevée du type décrit dans le brevet des Etats Unis nO 3.077.465. La trémie fermée 2 sert de réservoir d'équilibre et de dispositif de commande d'entrée pour la réception d'un matériau RTV prémélangé, provenant d'une conduite d'alimentation 4 qui est réglée par une vanne automatique 6 ; cette trémie fournit la composition par l'intermédiaire d'une conduite de décharge 8 sous l'action de commande de la vanne automatique 10 à une machine de chargement (non représentée) où le ma--erlau est chargé dans de petits récipients. Comme la trémie est de préférence située au-dessus dfun appareil de chargement et supportae par celuici, il est important de maintenir le poids de la trémie 2 et de ses accessoires aussi bas que possible. La trémie 2 comporte deux composants prancipaux) à savoir, un corps creux 12 pour contenir la majeure partie ou la totalité au matériau fluide que l'on traité et un couvercle 14 s'ajustant de façon étroite, qui non seulement protége le conte de la trémie contre toute contamination par de la poussière, des gaz atmosphériques etc., mais également permet à la trémie de fonctionner sous toutes conditions de pression acceptables.En général, des pressions supé rieures à la pression atmosphérique mais modérées, par exemple de 0,70 à 3,5kg/cm conviennent pour la manutention d'un matériau visqueux et fournissent une force suffisante pour décharger le fluide épais par l'intermédiaire de la conduite 8 ; cependant, cette trémie est fermée de façon étanche et peut être mise sous toutes pressions allant de la pression sous-atmosphérique la plus basse acceptable jusqu a une pression supérieure à la pression atmosphérique aussi élevée que l'équipement le permet du point de vue de la sécurité. Le couvercle 14 est fixé de façon étanche à la carcasse du corp 12 par verrouillage de leur surface périphérique, au moyen la ensemble de mors à levier mobile, que l'on décrira en détails dans la suite. Le corps 12 comporte une bride circulaire pleine faisant saillie vers l'extérieur 18, fixée à son extrémité supé rieurs par tout procédé approprié, tel que le soudage, par coulée, par rivetage, etc., Le couvercle 14 en forme de disque a de même une bride pleine, similaire 20 faisant saillie autour de son bord inférieur.Habituellement, on interpose entre les surfaces adjacentes des brides 18 et 20, un joint circulaire 22 en caoutchouc ou tout autre matériau élastomérique, afin de rendre la cuve 2 à la fois étanche aux gaz et aux liquides, lorsque l'on verrouille les mors 16 dans leur position de fermeture. Bien que l'on puisse fabriquer la totalité de la trémie avec n'importe quel matériau imperméable de résistance mécanique appropriée, on utilise généralement les métaux. Pour réduire la corrosion de la carcasse 12 du corps, par le fluide 24 se trouvant à L'intérieur, aussi bien intér ur,auss bien que la contamination du contenu de la trémie par des produits de corrosion, il est souvent souhaitable de construire 17 carcasse et son couvercle en acier inoxydable ou autres matériaux appropries résistant à la corrosion. t-n outrez on peut disposer sur la surface intérieure de la carcasse 12 un film mince tubulaire de matière plastique (non re- présente) ce film étant fixé en place en même temps que le joint 22. jn tel film peut se composer de résine synthétique inerte, telle que du polyéthylène: ou autres polyoléfines ou du polytétrafluoroéthylène. Bien que ce film tendrait à assurer une protection contre la correction de l'intérieur de la carcasse 12, son but principal serait probablement de rendre plus rapide le nettoyage de la trémie en fournissant une chemise amovible que l'on peut retirer de la carcasse 12 en même temps que le résidu de liquide visqueux restant accroché principalement sur la paroi intérieure de cette chemise. Un tel nettoyage de la trémie peut être une opération relativement fréquente si la composition ou la couleur du fluide contenu sont souvent changés ou peut être nécessité par une maintenance de routine ou pour assurer la préservation de l'équipement pendant des périodes dlinutilisation de longueur importante Il est évident que la configuration du couvercle amovible 14 doit être adaptéepour assurer une fermeture étanche avec le rebord ou bride 18 à l'extrémité ouverte au sommet de la carcasse 12 du corps, afin d'assurer un joint etanche approprié pour un fonctionnement sous des pressions élevées. L'ouverture et le couvercle qui se correspondent, peuvent être grands ou petits et de diverses formes régulières ou irrégulières.Cependant, il est généralement avantageux d'utiliser une ouverture suffIsamment large pour faciliter ia maintenance et le nettoyage ainsi que des formes simples, telles que des ouvertures rectangulaires et en particulier circulaires pour des facilités de fabrication et l'obtention d'un joint étanche, ainsi que pour permettre d'excercer une pression de fermeture relativement uniforme sur toute la périphérie. Un tuyau de connection 26 fait saillie au-dessus du couvercle 14 et mène à une conduite 28 reliée à un accumulateur approprié (non représenté) ou tout autre source d'un gaz sous pression, afin d'amener ce gaz sous pression à la partie supérieure de la trémie 2 au-dessus de la surface 30 du fluide contenu dans la trémie. Bien que l'on puisse utiliser de l'air comprimé ou d'autres matériaux gazeux, il est souvent nécessaire dans le cas d'une silicone RTV à un seul composant, d'utiliser un gaz inerte sec, tel que de l'azote ou du dioxyde de carbone, afin d'éviter que l'humidité présente dans l'air ou dans certains autres gaz, n'amorce une vulcanisation prématurée de cette composition résineuse.Egalement, on peut prévoir pour le couvercle 14 un disque ? éclatement (non représenté) pour prévenir des explosions résultant de pressions excessives. I1 est également généralement souhaitable d'avoir une ouverture du corps et un couvercle qui soit s'étendent sur toute la section droite horizontale de l'appareil, comme le montre le dessin, soit une ouverture située dans une section de corps plus petite faisant saillie au-dessus de la section principale du corps. On peut encore employer d'autres moyens pour fournir les brides faisant saillies vers l'extérieur, destinées à être utilisées avec les mors. Les mors à levier mobile 16 sont de type classique et par suite non nouveauxeneux-mêmes. Cependant, le type particulier représenté sur le dessin, se trouve extrèmement approprié pour être utilisé à la fixation du couvercle d'une trémie sous pression pour des matériaux fortement visqueux, ayant des viscosités comprises entre 12.000 et 1.000.000 de centipoises telles que des gels, des colloïdes, des sirops, par exemple des matériaux résineux qui sont difficiles à manipuler et/ou doivent être conservés à l'abri de tout contact avec l'air ou certaines autres substances gazeuses. Ces mors à levier mobile sont extrèmement sûrs, mais toutefois il est recommandé d'en utiliser plusieurs, afin d'assurer une force de fermeture relativement uniforme sur toute la périphérie des brides. Ceci également fournit un facteur de sécurité même si ces mors à levier mobile ne présentent généralement pas de défaillance et ne se débloquent pas lorsqu'ils se trouvent dans leur position de fermeture, à moins que l'on ne déplace délibérément la poignée d'actionnement. Ainsi, plusieurs mors de taille appropriée, peuvent fournir un facteur de sécurité convenable dans le cas de la défaillance ou de la rupture d'un ou plusieurs de ces mors. Le mors à levier mobile sur le côté gauche du dessin, est représenté dans sa position de fermeture, avec sa poignée d'actionnement 32 déplacée aussi loin que possible vers la bride 20, projetant ainsi le levier mobile au-delà de son point neutre et verrouillant le mors. On a représenté sur le côté droit de la figure, un mors ouvert 16 avec sa poignée 32 ramenée d'environ 500 vers l'extérieur en position d'ouverture, ce qui a fait pivoter la mâchoire du mors 34 sur u arc de 900. Chacun des mors 16 comporte une mâchoire fixe 36, sous la forme d'une pièce creuse ayant une section droite en V qui est soudée ou fixée de toute autre manière à la bride supérieure 20. Ainsi, la pièce 36 est fixée en position relativement par rapport au couvercle 14 et supporte 2 axes de pivotement fixes 38-et 40 qui traverent l'espace entre les deux oreilles (avant et arrière de cette pièce); en conséquence, les pivots 38 et 40 sont également fixés en position relativement par rapport au couvercle 14. La mâchoire de verrouillage inférieure 34 a la forme d'un double levier généralement en L dont le bras supérieur 42 se recourbe vers l'extérieur à son point de pivot entre les oreilles de la pièce 36 sur l'axe de pivot fixe 40. La mâchoire 34 est également montée à l'extremite de sa partie supérieure courbe 52 au moyen d'un axe de pivot mobile 44, de façon à pivoter, par rapport à la branche horizontale courte 46 qui est solidaire de la poignée d'actionnement 32. On notera que la poignée d'actionnement 32 a une configuration angulaire, légèrement plus aigue qu'un angle droit ( environ 750) et qu'elle comporte un second pivot mobile à proximité de son sommet, réalisé au moyen d'un autre axe de pivot mobile 48 la poignée à une liaison droite 50. Cette liaison 50 est également reliée entre les oreilles de la pièce 36 de façon à pouvoir pivoter par rapport à un axe de pivot fixe 38. La mâchoire inférieure est pourvue d'un dispositif de réglage qui permet à l'opérateur de régler l'écart entre les éléments de verrouillage réels et la pression exercée par le mors. L'extrémité interne de la mâchoire 34, comporte un alésage conique dans lequel viens se visser un boulon 52 de résistance et de diamètre appropriés, équipé d'une tête 54. La surface supérieure de la tête de ce boulon est la surface de verrouillage réelle venant en contact de la bride inférieure 18 fixée à la carcasse 12 du corps. En outre, un écrou ordinaire 56 venant s'appuyer contre la surface inférieure du bras 34 du mors maintient le boulon 52 et empêche sa rotation dans le trou taraudé, une fois que l'on a réglé i'écart et la pression de verrouillage. Pour ouvrir le mors, il est seulement nécessaire de déplacer la poignée d'actionnement 32 d'un mors fermé vers l'extérieur d'un angle d'environ 500 pour ramener la mâchoire mobile 34 vers l'ex térieur d'un angle de 900 amenant ainsi le mors dans sa position ouverte représenté sur le coté droit du dessin. Pour fermer et verrouiller le mors dans la position représentée sur le coté gauche du dessin, il est seulement nécessaire d'inverser l'opération en poussant la poignée d'actionnement 32 aussi loin qu'on peut le faire vers le couvercle 14.Ainsi, on peut fermer et ouvrir très rapidement les morse En outre, il est bien connu que le fait de pousser un levier mobile au-delà de son point neutre est un moyen facile de Remultipl cation de la force et ainsi, on obtient une force de serrage extrèmement .miportante avec peu d'efforts de l'opérateur, mEme lorsque l'on utilise une poignée d'actionnement 32 relativement courtc-. Un fonctionnement facile de ce type est un avantage important, car des forces de verrouillage élevées sont nécessaires pour fermer de grandscouvercaes sur des trémies sous pression, fonctionnant seulement à des pressions relativement modérées, car la force totale exercée sur le couvercle par la pression interne du gaz peut etre comprise entre 2.268 et 13.607 kg ou plus. Les mors a levier mobile sont particulièrement adaptés au présent dispositif, en raison de leur action de verrouillage, qui est un facteur de sécurité supplémentaire. L'écart entre les mors sera détermine de la meilleure façon possible par la force de verrouillage totale nécessaire et la résistance des mors employés. Par exemple, on peut espacer les mors d'un intervalle de 5,08 cm dans un dispositif et de 0,609 mètre dans un autre. Un autre facteur de sécurité important du présent dispositif, réside dans le fait que l'opérateur peut immédiatement par simple injection visuelle de routine, s'apercevoir, si oui ou non le mors à levier mobi' te est verrouillé de façon approprié, contrairement au dispositif du type à mors pivotant.Ainsi, bien que l'on puisse inverser la position des mors et que l'on puisse souder la mâchoire fixe 36 à la bride inférieure 38 pour des raisons de commodité permettant d'atteindre Is facilement la poignée d'actionnement 32, sur une trémie de grande taille , comme la poignée sera alors disposée endessous des brides de verrouillage, il faudra une inspection elle plus soigneuse Un aspect facultatif mais fortement souhaitable de l'appareil, est la prévision d'un détecteur capacitif simple et efficace pour maintenir le niveau de fluide contenu dans la trémie, dans un domaine pré-déterminé, hab.tuellement relativement étroit.Un tel dispositif de réglage est important dans le cas de matériau à base de silicone ATV afin d'équilibrer l'entrée de fluide dans la trémie par une conduite d'alimentation 4 avec le transfert de matériau par une conduite ce décharge 8, vers une machine de chargement. Cette sortie de matériau en vue d'un chargement se trouve régulée par une vanne automatique 10 qui est actionnée par un dispositif de commande classique 58 en réponse à des signaux requs à partir d'un dispositif de chargement par l'intermédiaire de conducteurs électriques 60.Un réglage précis du niveau de la surface 30 du fluide est importante dans une réalisation destinée à des matériaux à base de silicone RTV, à cause des grandes variations dans le volume de l'espace destiné à la vapeur, situé au-dessus de la surface 30 dans la trémie 2, qui peut conduire à l'introduction d'air néfaste dans le produit si il est trop faible, ou contaminer la plaque de détection, si on lui permet un contact avec cette dernière. De même, de telles variations de volume peuvent avoir pour résultat des variations considérables de pression par rapport au niveau voulu de 1,40 kg par cm et affecter l'alimentation uniforme en fluide par la conduite de décharge 8.Du fait de l'épaisseur du fluide, la surface 30 a l'aspect quelque peu bombé tel que représenté On peut obtenir un meilleur réglage du niveau de fluide, par exemple le maintenir à la hauteur voulue à 5,08 cm près ou moins au moyen d'un détecteur capacitif en forme de plaque unique 66 en métal et suspendu à partir du couvercle 14 au moyen d'une électrode de support isolée 64. La plaque 66 a un diamètre d'environ 80% de celui de la carcasse 12. On effectue le maintien du niveau de fluide dans une telle gamme étroite, au moyen de signaux transportés par l'électrode de support isolée 64 traversant un presseétoupe non représenté au sommet du tuyau 65 pour arriver au dispositif de commande 72 qui est pourvu d'un détecteur.de proximité capacitif et qui actionne la vanne 6 entrainée par un moteur. Cette régulation de la vanne automatique 6 tend à ramener le niveau 30 de fluide à la hauteur voulue ou distance voulue en dessous de la plaque 66 en augmentant ou diminuant le débit de liquide à travers la vanne automatique 6 jusqu'à correspondance avec le débit de l'écoulement sortant par la conduite de décharge 8. REVENDICATIONS 1 T Trémie sous pression-pour la manutention d'un fluide très visqueux comprenant un corps creux pour contenir le liquide, un couvercle supérieur amovible de configuration appropriée pour s'adapter étroitement au rebord d'une ouverture dans la partie supérieure du corps , trémie caractérisée en ce que le bord du couvercle et le rebord de l'ouverture sont pourvus de fortes brides et en ce qu'elle comprend un joint d'étanchéité entre le couvercle et le rebord de l'ouverture, un ensemble de mors à levier mobile rapidement desserrables, disposés autour des périphéries du couvercle et du rebord de l'ouverture pour verrouiller rapidement et fermement le couvercle sur le rebord en amenant le levier mobile de chaque mors au-delà du point neutre, en position de fermeture, par dépIacement d'une poignée de manoeuvre de chaque mors jusqu'à une position pratiquement verticale au-dessus des brides, et un dispositif de détection capacitif pour régler le débit du fluide arrivant dans la trémie afin de maintenir le niveau du fluide à l'intérieur de la trémie dans un domaine prédéterminé, le dispositif de détection se composant du bain du fluide dans le corps et d'une plaque plane en matériau électriquement conducteur suspendue horizontaleent à l'intérieur de la trémie à partir du couvercle et située au-dessus et à proximité de la surface du fluide pour détecter une charge capacitive entre la plaque et le bain. 2 - Trémie selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque mors comprend un moyen de réglage de la force de serrage exercée par le mors dans sa position de fermeture. 3 - Trémie selon la revendication 2; caractérisée en ce que chaque mors comprend un moyen pour verrouiller le moyen de réglage de la force de serrage pour maintenir une force de serrage prédéterminée. 4 - Trémie selon la revendication 3, caractérisée en ce que le moyen de verrouillage et le moyen de réglage de la force de serrage sont equipés de tiges filetées.