Brevet FR2368655A1 — publié le 19780519

Lrinvention concerne une soupape de fond pour récipients, contenant une matière qui a e été chargée en un état visqueux et qui se raffermit en se refroidissant, un tel récipient étant muni d'un siège de soupape disposé au fond du récipient} d5une pièce de fermeture qui est disposee dans le récipients qui coopère avec le siège de soupape et qui ferme, à la manière d::un couvercle l'ouver- ture de sortie du siège de soupape, d'un ressort de fermeture qui agit sur la pince de sortie et d!une butée fixe disposez au-dessus de la pièce de fermeture, pour le ressort de fermeture Jusqu à la vidange des recipients, il se produit, malgré l'isolation thermique des récipients, un refroidissement de la matière chargée qui etait chaude lors du remplissage De çe fait, il se produit frequemment au fond du récipient une couche de matière chargée raffermie Dans le cas des soupapes de fond du type ci-dessus (DT-GM 1920 883) 9 il etait, par consequent, nécessaire, dans de tels cas, de chauffer le récipient avant de procéder à sa vidanges afin d'amener la couche solide de matière chargée de nouveau dans l'etat possédant la possibilite d'écou- lement nécessaire. L2opération de chauffage, ainsi que les dispositifs de chauffage nécessairesg se sont avérés comme étant très gênants et très coûteux. Ors il est bien connu aussi déjà, s'il existe au fond du récipient une couche solide de matière chargée, d'exécuter une vidange sans chauffage prealable et il est prévu, à cet effet, des soupapes (brevet DT 24 32 628 DT-OS 24 57 207) comportant deux pièces de fermeture disposées l'une au-dessus de autre et devant entre ouvertes l une apres l'autre dans le temps. Toutefois, les deux pièces de fermeture, ainsi que la manoeuvre spéciale d'ouverture, doivent etre considérées pareillement comme etant coûteuses et présentant des inconvénients. Invention a pour but de créer une soupape de fond, du genre cité au début qui donne la possibilité exécuter, avec une pièce de fermeture unique, et sans réchauffage préalable, une vidange du récipient malgré la couche solide de matière chargée existant au fond de la chaudière. Dans tous ces cas, on s'efforce d1obtenir une sécurité de fonction élevée et, en particulier, une fermeture automatique toujours sure de la soupape. Ce problème est résolu, grâce à une soupape de fond selon leinventions caracterisee en ce que la pièce de fermeture présente, périphériquement sur sa face éloignée du siège de soupape, un prolongement tubulaire dont le diamètre extérieur va en augmentant jusqu'a i"extrémité du prolongements ce prolongement annulaire recevant 5 dans son espace intérieur, le ressort de fermeture ainsi que des organes de guidage pour la pièce de fermeture, l'espace intérieur du prolongement étant protége contre la matière de remplissage et le prolongement avant une hauteur qui est plus grande que lépaisseur diune couche solide de matière de remplissage reposant sur le fond du récipient. Lors de l'ouverture de la soupape de fond suivant i'in venton, il se produit dé3n, en raison de la forme spéciale de la pièce de fermeture, en même temps que le premier soulèvement du siège de soupape de cette dernière, une séparation de la pièce de fermeture de la couche solide de la matière chargée. La poursuite de l'ouverture est particulièrement aisée, étant donné qu'alors, il ne se produit aucune espèce de frottement entre la pièce de fermeture et la couche solide. Entre les deux, il se forme, au contraire une fente annulaire qui s'étend vers le bas depuis la matière chargée liquide jusque dans l'ouverture du siège de soupape.A travers cette fente annulaire peut s'écouler alors, hors du récipient2 de la matière chargée chaude. I1 se produit ainsi une fusion de la matière chargée raffermie qui limite la fente annulaire et qui s'écoule ensuite pareillement. Etant donné que les organes de guidage, ainsi que le ressort de fermeture pour la pièce de fermeture2 demeurent non touchés par la matière de remplissage, leur mobilité non empêchée et leur facilité d'écoulement sont toujours garanties, de sorte que les conditions pour une fermeture automatique sûre se trouvent remplies. Une fermeture automatique est importante parce que, suivant les prescriptions de sécurité existantes, il est permis entre la pièce de fermeture et le dispositif de manoeuvre de la soupape5 seulement une liaison par friction et que, par conséquent des forces de fermeture par le dispositif de manoeuvre ne peuvent pas être exercées ordinairement. D'autres développements avantageux de l'invention sont décrits plus 'loin. Selon un mode avantageux d'application de l inventions il est prévu, pour la protection de l'espace intérieur une membrane annulaire qui ferme l'extrémité éloignée du siège de soupape du prolongement et qui est maintenue serrée d'une manière étanche, par son bord extérieur, contre le prolongement et par son bord intérieur, contre la butée. Cette disposition procure une solution dans laquelle est obtenu, d'une manière particulièrement simple et sûre, un étanchement hermétique de l'espace intérieur contenant la pièce de fermeture et, par conséquent, des pièces de soupape. disposées dans cet espace. Suivant un autre mode de réalisations le prolongement est muni9 à sa surface circonférentielle, d'un revêtement ayant vis-I-vis de la matière de remplissage, des propriétés antiadhésives. Une telle soupape selon l'invention offre la possibi,lité de maintenir particulièrement faibles les forces de manoeuvre qui sont nécessaires pour séparer la pièce de fermeture de la couche raffermie de matière chargée. Suivant une forme de réalisation préférées le revêtement est en polytétrafluoroéthylène (PTFE). Suivant une autre forme avantageuse de l| l'invention, un formage particulièrement simple et fonctionnel de la pièce de fermeture réside en ce que la surface de pourtour du prolongement est de forme conique. Suivant une autre caractéristique de ltinventions le prolongement porte au-dessus de la membrane annulaire un anneau tendeur$ la membrane annulaire étant serrée entre cet anneau et le prolongements et en ce que l'anneau tendeur présente un épaulement faisant saillie radialement vers l'intérieur au-delà de la zone de serrage. Ceci fournit une protection supplémentaire de la membrane annulaire assurant l'étanchement de l'espace intérieur contenant la pièce de fermeture, contre les surcharges et les détériorations produites par les corps solides contenus éventuellement dans la matière de remplissage. Suivant une forme de réalisation particulièrement avantageuse de. la butée du ressort de fermeture,. la butée présente un moyeu central qui porte lsorgane de guidage pour la pièce de fermeture, moyeu contre lequel s'appuie le ressort de fermeture et contre lequel peut être maintenue serrée la membrane annulaire, le moyeu étant muni, à son-extrémité éloignée de la pièce de fermeture, de bras de maintien radiaux qui sont fixés par leurs extrémités extérieures à des montants s'élevant à côté de la pièce de fermeture à partir du fond du récipient. Enfin, suivant un mode de réalisation avantageux de la soupape selon l'invention, les bras de maintien sont reliés entre eux, à leurs extrémités extérieures, au moyen d'un anneau circulaire. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-apres et du dessin annexé dont la figure unique montre, au moyen d'une coupe verticale, un exemple de réalisation de la soupape de fond suivant 11 invention. Au fond 1 d'un récipient, non représenté, qui est chargé avec une matière se solidifiant quand elle se refroidit, telle que, par exemple, du bitume ou du soufre, est fixé un anneau d'assise 2 qui est muni d'une ouverture centrale de sortie et d'un siège de soupape 4. Avec ce siège de soupape, coopère une partie de fermeture 5 qui est prévue à l'intérieur du récipient, qui ferme l'ouverture de sortie 3 â la manière d'un couvercle et qui est soumise â l'action d'un ressort de fermeture 7 s'appuyant contre une butée 6 disposée au-dessus de la pièce de fermeture 5. La pièce de fermeture 5 porte, à la périphérie de sa face faisant vis-à-vis au siège de soupape, un prolongement tubulaire 8 qui s'élargit coniquement en raison de l'augmentation de son diamètre depuis le voisinage du siège de soupape jusqu'a son extrémité éloignée du siège de soupape. En outre, le prolongemment 8 a une hauteur qui fait saillie vers le haut au-delà du bord supérieur 9 d1 une couche solide 10 formée, le cas échéant, sur le fond du récipient. En outre, il est muni sur sa surface circonférentielle d'un revetement en polytétrafluoroéthylène (FATE) désigné par le repère 11,-agissant contre l'adhérence de la matière chargée.Dans l'espace intérieur 12 du prolongement 8, sont disposés le ressort de fermeture 7 ainsi qu'un manchon, solidaire d'un moyeu 13 de la butée 6. Dans ce manchon, est logé, de manière a' pouvoir glisser, un arbre de la pièce de fermeture 5. Le manchon ainsi que l'arbre constituent des organes de guidage 14, 15 pour le guidage axial de la pièce de fermeture 5 avec son prolongement 8. En outre, l'espace intérieur 12 est protégé par une membrane annulaire 16 contre la matière chargée dans le récipient. Cette membrane annulaire 16 est maintenue serrée de manière étanche à son bord intérieur contre le moyeu 13 et à son bord extérieur entre le prolongement 8 et un anneau tendeur 17. Cet anneau tendeur, 17 présente un épaulement 18 qui fait saillie radialement vers l'intérieur au-delà de la zone de serrage. Liépaulement 18 sert de protection, en tant que bouclier de protection pour la membrane annulaire 16, et il empêche que les corps solides qui peuvent être contenus dans la matière chargée (par exemple des impuretés) puissent entrer directement en contact avec la membrane annulaire 16 et la détériorer. Le moyeu 13 de la butée 6 présente des bras de maintien radiaux 19 qui sont reliés entre eux, à leurs extrémités extérieures, par un anneau circulaire 20 et qui sont fixés à des montants 21 s'élevant au voisinage de la pièce de fermeture 5, à partir du fond l du récipient, et au voisinage du prolongement de cette pièce. L'anneau 20 confère à la butée 6 une rigidité de forme particulièrement grande et il facilite, en outre, l'encas- trement de cette butée lors de la fabrication.Les bras de maintien 19 sont prévus seulement à 1' extrémité du moyeu 13 qui est éloignée de la pièce de fermeture, de sorte que 11 extrémité inférieure du moyeu peut être disposée à une hauteur convenant pour le serrage de la membrane annulaire 16 et qu'en même temps, entre les bras de maintien 19 et le prolongement 8, il demeure une distance suffisante pour la course d'ouverture de la pièce de fermeture 5. Pour l'ouverture de la soupape, il est prévu un poussoir de levage 22 d'un dispositif de manoeuvre, non représenté, qui est en liaison par friction avec la pièce de fermeture 5. Sous l'action de la force de manoeuvre du poussoir de levage 22, la pièce de fermeture 5 est soulevée du siège de soupape 4. En outre, le prolongement 8 se sépare, en raison de sa forme extérieure conique, de la couche solide 10 de matière chargée. La force de manoeuvre nécessaire pour cette séparation est particulièrement faible en raison du revêtement Il anti-adhésif du prolongement 8. En même temps que se soulèvent la pièce de fermeture 5 et son prolongement 8, il se forme, entre ces derniers et la couche solide 10, un canal annulaire à travers lequel la matière chargée capable de s'écouler peut s'écouler à partir du dessus de la couche solide 10 et à travers l'ouverture de sortie 3.Cette matière chaude qui s'écoule élève la température de la couche solide 10 et provoque la fusion de cette dernière, de sorte que la matière chargée qui s'était antérieurement raffermie s'écoule, elle aussi, du récipient. En raison du capsulage hermétique du ressort de fermeture 7 et des organes de guidage 14, 15, ces organes demeurent toujours facilement accessibles et peuvent se dépiacer librement de sorte qu'on obtient une fermeture automatique régulière de la soupape au moyen du ressort de fermeture 7. La liaisons qui est seulement par friction2 entre les pièces 5 et 22, suppose qusil y ait un tel comportement de fermeture. La fermeture par capsulage au moyen de la membrane annulaire présente cet autre avantage que la soupape peut nietre pas employée exclusivement seulement pour la vidange du récipient, mais aussi en cas de besoin pour le remplissage de ce dernier de par en bas, car également de la matière entrant de par en bas et s'élevant vers le haut ne peut pas arriver au ressort de fermeture 7 et aux organes de guidage 14, 15 et nuire au fonctionnement de ces organes et à leur mobilité Bien entendu, invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit ci-dessus et représenté, à partir duquel on peut prévoir vautres modes et vautres formes de réalisation, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVEND i C AT IONS 10) Soupape de fond pour récipients contenant une matière qui a été chargée en un état visqueux et qui se raffermit en se refroidissant, un. tel récipient étant muni d'un siège de soupape disposé au fond du récipient, d'une pièce de fermeture qui est disposée dans le récipient, qui coopère avec le siège de soupape et qui ferme, à la manière d'un couvercle, l'ouverture de sortie du siège de soupape, d'un ressort de fermeture qui agit sur la pièce de sortie et dune butée fixe, disposée au-dessus de la pièce de fermeture, pour le ressort de fermeture, soupape de fond caractérisée en ce que la pièce de fermeture (5) présente, périphériquement sur sa face éloignée du siège de soupape,, un prolongement tubulaire (8) dont le diamètre extérieur va en augmentant jusqu' I 1 'extrémité du prolongement, ce prolongement annulaire (8) recevant, dans son espace intérieur (7) ainsi que des organes de'guidage (14s 15) pour la pièce de fermeture (5), l'espace intérieur (12) du prolongement (8) étant protégé contre la matière de remplissage et le prolongement (8) ayant une hauteur qui est plus grande que l'épaisseur d'une couche solide (10) de matière de remplissage reposant sur le fond (1) du récipient. 20) Soupape de fond suivant la revendication 1, caractérisée en ce qusil est prévu, pour la protection de l'espace intérieur (12), une membrane annulaire (16) qui ferme l'extrémité éloignée du siège de soupape du prolongement (8) et qui est maintenue, serrée d'une manière étanche, par son bord extérieur, contre le prolongement (8) et par son bord intérieur, contre la butée. 3 ) Soupape de fond suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le prolongement (8) est muni, à sa surface circonférentielle, dgun revêtement (11) ayant, vis-à-vis de la matière de remplissage, des propriétés anti-adhésives. 40) Soupape de fond suivant la revendication 3, caracté risée en ce que le revêtement (11) est en polytétrafluoroéthylène (PTFE). 50) Soupape de fond suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la surface de pourtour du prolongement (8) est de forme conique 6Q) Soupape de fond suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le prolongement (8) porte au-dessus de la membrane annulaire (16) un anneau tendeur (17), la membrane annulaire (16) étant serrée entre cet anneau et le prolongement (8), et en ce que l'anneau tendeur (17) présente un épaulement (18) faisant saillie radialement vers l'intérieur au-delà de la zone de serrage. 70) Soupape de fond suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la butée (6) présente un moyeu central (13) qui porte l'organe de guidage (14) pour la pièce de fermeture (5), moyeu contre lequel s'appuie le ressort de fermeture (7) et contre lequel peut être maintenue serrée la membrane annulaire (16), le moyeu (13) étant muni, à son extrémité éloignée de la pièce de fermeture, de bras de maintien radiaux (19) qui sont fixés par leurs extrémités exterieures à des montants (21) s'élevant à côté de la pièce de fermeture (5) à partir du fond (1) du récipient. 80) Soupape de fond suivant la revendication 7, caractérisée en ce que les bras de maintien (19) sont reliés entre eux, à.leurs extrémités extérieures, au moyen d'un anneau circulaire(2ss).