Brevet FR2412771A1 — publié le 19790720

la présente invention concerne un dispositif de sé curité par éclatement destiné à limiter la pression d'un fluide à l'aide d'une membrane qui peut être traversée parut percuteur et constitue, par un bombement convexe, la fermetu- re entre le réservoir de fluide et la conduite de sortie dudit fluide. De tels dispositif s de sécurité par éclatement sont connu en soi. C'est ainsi que la demande de brevet allemand 2 335 342 propose un dispositif de sécurité destiné à limiter la pression d'un fluide dans un réservoir et comportant une membrane déformable qui peut entre traversée par un percuteur, ainsi que des palpeurs destinés à déterminer l'état de la membrane, celle-ci faisant saillie, par un bombement préfabri qaé on préf açonné, dans l'intérieur d'un élément modulaire creux et ouvert des deux côtées, à une extrémité de celui-ci. De ce fait, cette extrémité de l'élément modulaire se trouve hermétiquement fermée, et ledit élément comporte, à l'intérieur, ne lame avec un tranchant à action progressive, disposée dans le sens de l'axe et à proximité de la surface de la membrane qui est bombée dans le sens convexe, la lame étant solidaire d'une structure support montée de façon amovible â l'autre extrémité de l'élément modulaire et des éléments d'étancliéité étant prévus. Ce iode de réalisation connu est destiné à compléter les avantages offerts par une membrane à rupture spontanée, en donnant de plus la possibilité de régler le point de début de rupture par un dispositif de coupe0 Ces dispositions présentent cependant un inconvé- nient, qui est que les tolérances sont encore beaucoup trop élevées pour l'éclatement de la membrane et que la précision de réponse est par conséquent trop faible.Ce défaut n'est pas supprimé par le dispositif de coupe supplémentaire, car le tranchant est préréglé ipour une pression d'éclatement bien définie, ce qui reste néanmoins sans influence sur les tolérances d'éclatement de la membrane, celles-ci ne pouvant donc pas outre supprimées. Â cela s'ajoute encore un autre inconvénient, à ra- voir la sensibilité de ce ssystbmw aux variations de la température. Par suite des différences dans les coefficients de dilatation du matériau des paliers, de la membrane, du fluide et du dispositif de coupe, etc.. on n'obtient Jamais une précision de réponse bien définie. De ce fat, ces dispositifs connus ne sont, par exemple pas utilisables pour des installations ou il s' agit de garantir avec précision la sécurité de grands débits massiques, comme dans le cas des installations d'approvisionnement en air des statoréacteurs & combustible solide. La présente invention a, par conséquent, pour objet de mettre au point un dispositif de sécurité par éclatement qui présente une grande précision de réponse indépendamment de l'influence de la température, et qui constitue une protection d'une grande fiabilité contre les surpressions. Dans le cas d'un dispositif du type mentionné au début de la présente demande de brevet, ce problème est résolu, selon l'invention par le fait qu'entre le réservoir de fluide et la conduite de sortie dudit fluide est placée une conduite de liaison au bout de laquelle - vu dans le sens de l'écouls- ment - une soupape de streté réglable à levée complète dégage brusquement une conduite destinée & mettre sous pression un percuteur Grâce à ces dispositions, on réalise un dispositif de protection contre les surpressions qui est absolument in- dépendant de l'influence de la température, car c'est la pression du fluide elle-mme qui provoque l'éclatement de la membrane.On obtient ainsi, tout en bénéficiant des avantages d'un dispositif de sécurité & membrane, les mêmes avantages qu'avec des soupapes de sdreté conteuses et compliquées. Selon une caractéristique additionnelle de la présente invention un piston refouleur ou de pression et un ressort de rappel sont affectés au percuteur. Selon une autre caractéristique de la présente in vention la soupape de sfireté réglable à levée complète est munie d'un joint d' étanchéité qui ferme la conduite de liai son Selon une autre caractéristique de la présente in- vention des perçages pratiqués dans le corps de la soupape assurent 1' évacuation d'une fuite qui viendrait A se produire entre le joint d'étanchéité et la conduite de liaison La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de réaliation pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel t la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un dispositif de sécurité par éclatement & à état appelé état zéros la limite de la pression d'éclatement n'étant donc pas encore atteinte 3 et la figure 2 est une vue en plan du dispositif de sécurité par éclatement selon la figure 1 On sait que les dispositif s de sécurité par éclate ment ont pour r81e de protéger des installations on des parties d'ne installation contre le dépassement d'une pression de service maximale admissible.Par suite de leur prix relativement avantageux, de tels dispositifs de sécurité sont souvent utilisés à la place des soupapes de sûreté qui sont coû- teuses et compliquées. C'est notamment dans le cas des grands diamètres nominaux que la différence de prix entre une sou- pape de sûreté et un dispositif de sécurité par éclatement classique se fait sentir.Il est vrai toutefois que l'on obtient cet avantage pécuniaire au prix d'une grande différence entre la pression de service maximale admissible et la pression d'éclatement de consigne, mais aussi d'une forte influen- ce de la température du fluide et de la température ambiante sur la pression d'éclatement, ce qui conduit à une grande in- précision de réponse. Le mode de réalisation selon la présente invention offre, lui, les avantages d'une soupape de sûreté de haute qualité en ce qui concerne sa grande précision de réponse et le faible écart entre la pression de service et la pression d'ouverture, ainsi que les avantages du dispositif de sécurité par éclatement, à savoir la simplicité du montage et l'économie sur le prix. L'exemple de réalisation d'un dispositif de sécurité par éclatement représenté sur le dessin annexé comporte es sentiellement trois composants montés en série, à savoir une petite soupape de sûreté à levée complète avec un piston no- tour et un disque d'éclatement. Une membrane 20, ainsi qu'une conduite de sortie du fluide 11 doit elle est rendue solidaire, se trouvent à l'ex- trémité côté admission du dispositif de sécurité par éclate meht qui est fixé sur un réservoir 10 ou sur une conduite. Cela signifie que la membrane 20 est disposée et serrée sous preSsion dans l'assemblage à vis entre le réservoir 10 et la conduite 11. entre ces deux éléments 10 et 11 est placée une conduite de liaison 12 dont le canal de sortie est fermé par une soupape de rareté à levée complète 13 soumise & a action d'un ressort 19. Eli outre, le fond de la soupape est muni d'un joint d'étanchéité 18 qui est de préférence réalisé en un matériau élastique. Dans certains cas déterminés, cependant, il peut aussi être avantageux d'utiliser un joint à labyrinthe. Cette soupape de sûtreté est reliée par une conduite sous pres sion 14 & une enceinte 14a dans laquelle est monté de façon mobile un percuteur 15, iii mis sous précontrainte par un ressort de rappel 17. Ce percuteur 15 est muni d'un piston refouleur ou de pression 16 sur lequel agit le trop-plein de fluide. Le dispositif de sécurité précédemment décrit fonc tisonne de la façon suivante t lorsque la pression régnant sous la membrane ou le disque d'éclatement 20 atteint la valeur maximale admissible préréglée, le fluide qui se trouve dans la conduite de liaison soulève la soupape de sûreté à levée complète 13 à l'encontre de la pression d'équilibrage du ressort 19. La conduite sous pression 14 se trouve ainsi dégagée et le fluide transmet la pression au piston refouleur 16 du percuteur 15. La pointe de celui-ci heurte la membrane 20 qu'elle fait éclater.Pour un disque d'éclatement 20 chargé à environ 60 à 70 % de la pression d'éclatement de consigne, cette lésion produite par le percuteur suffit pour provoquer une déchirure complète et pour dégager la pleine section du tube d'écoulement 11. Les dispositions selon la présente invention permettent d'obtenir, de tanière simple, mais avec une efficacité absolue, une grande précision de réponse. On obtient en outre que la pression d'éclatement soit dans une large mesure indépendante de la température du fluide, couse, d'une façon générale, de toute influence exercée par les températures. Il n'est pas nécessaire de faire appel à des fluides sous pression suppl6- mentaires, de sorte qu'il n'y a mi obstacle ni difficulté pour la réception ou l'homologation par les "Technische Überwachungsvereize" (Associations de Contrôle Technique). La polyvalence de la présente invention dans ses applications est aussi mise en évidence par la possibilité de faire varier la pression d'éclatement par une modification du réglage ou par le réglage de la soupape de sûreté à levée con- plète, sans qu'il soit alors nécessaire de changer le disque d'éclatement. Des essais ont montré qu'un réglage préalable de la soupape de sûrté permet de reproduire la pression d'é- clatement avec une précision absolue comprise entre 1 et 2 daN/cm. Les fuites qui pourraient se produire au siège de la soupape de sûreté 13 sur la conduite de liaison 12 seraient évacuées par un petit perçage pratiqué dans le corps 13a , sans qu'une réponse du dispositif de sécurité par éclatement soit de ce fait provoquée. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif de sécurité par éclatement destiné à limiter la pression d'un fluide à l'aide d'une membrane qui peut être traversée par un percuteur et constitue, par un bombement convexe, la fermeture entre le réservoir de fluide et la conduite de sortie dudit fluide, caractérisé en ce qu'entre le réservoir de fluide et la conduite de sortie dudit fluide est placée une conduite de liaison au bout de laquelle - vu dans le sens de l'écoulement - une soupape de sûreté réglable à levée complète dégage brusquement une conduite destinée à mettre sous pression un percuteur. 2. Dispositif de sécurité par éclatement selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'un piston refouleur ou de pression et un ressort de rappel sont affectés au percuteur. 3. Dispositif de sécurité par éclatement selon les revendications 1 et 2 , caractérisé en ce que la soupape de sûreté réglable à levée complète est munie d'un joint d'é tanchéité qui ferme la conduite de liaison. 4. Dispositif de sécurité par éclatement selon l'une quelconque des revesdications 1 a' 3 , caractérisé en ce que des perçages pratiqués dans le corps de la soupape assurent l évacuation d'une fuite qui viendrait à se produire entre le joint d'étanchéité et la conduite de liaison.